SU1431665A3

SU1431665A3 - Способ регулировани шнекового экструдера и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1431665A3
Application number: SU864028526A
Authority: SU
Inventors: Эрдеди Ласло; Крезингер Ласло; Сервански Габор
Original assignee: Хирадаштехникай Гепдьяр (Инопредприятие)
Priority date: 1985-11-21
Filing date: 1986-11-21
Publication date: 1988-10-15
Also published as: HUT57124A; PL262480A1; DE3637353A1; DD250293A5

Abstract

Изобретение относитс к способам и устройствам регулировани шнекового экструдера. Оно м.б. использовано в химической промышленности. Цель изобретени - повышение точности и снкле- ние инерционности регулировани . Дл этого в шнековом экструдере, снабженном экструдерной головкой и нагреваемыми и охлаждаемыми секторами, измер етс температура. Измеренное значение сравниваетс с заданным значением . В соответствии с их разностькз вьфабатыв аетс регулирующий сигнал. Посредством генератора основных сиг- , налов, генератора разностных сигналов , датчика сигналов и преобразоваг тел сигналов вырабатываютс : разностный сигнал, соответствующий разности температур экструдерной головки и материала, базовый.сигнал, относ щийс к первому сектору шнекового экструдера, и основной сигнал, соответствующий требуемой температуре а и

Description

4

СО

расплава, затем измер етс температура расплава. На основе измеренной температуры вырабатываетс измерительный сигнал. На основе разности измерительного и основного сигнапов и с учетом базового и разностного (сигналов выр абатываютс регулирую- ЕЩЙ сигнал и сигналы воздействи до установв:и в секторах экструдера уровн температур в соответствии с заданным ре симом. В устройстве термометр расположен в экструдерной головке . Выход генератора основных сигналов подведен к входу соединенного с выходом генератора разностных сигналов первого дифференциального усилител и к сумматору. Сумматор соединен с выходом преобразовател сигналов; а через операционный усилитель - с арифметическим блоком. По- сшедний входами подключен к первому дифференциальному усилителю и к датчику сигналов. 2 с, и 2 з.п. ф -лы 1 ил.

Изобретение относитс к регулированию шнекового экструдера дл переработки пластмасс и может быть использовано в химической промышленности.

Цель изобретени - повьшдение точ- ности и сн ижение инерционности регулировани .

На черте;же показана блок-схема устройства .дл осуществлени предложенного сггособа.

Способ заключаетс в том, что измер етс характеристическа дл процесса обработки температура шнекового экструдера, оснащенного экструдерной головкой, имеющего подогреваемые и охлаждаемые секторы, измеренное значение сравниваетс с заданным значением и в соответствии с разницей между измеренным значением и заданным значением Е1ырабатываетс регулирующий сигнал дл регулировани температуры регулирующ1-й сигнал подаетс на терморегул тор таким образом устанавливаетс заданное значение температуры . При этом, во-первых, вырабаты- ваетс разностный сигнал, соответствующий разности температур экструдерной головки и наход щегос в последней расплавленного материала, во-вторых , вырабатываетс базовый сигнал, относ щийс к первому сектору шнекового экструдера при переработке материала и соответствуюидай согласно заранее известному распределению температуры желательному заданному значе- нию температуры данного сектора, и, в-третьих, вырабатываетс основной

сигнал, соответствующей требуемой температуре расплавленного материа- xia, измер етс температура расплавленного материала или в заранее определенной точке экструдерной головки определ етс значение температуры, вл ющеес характеристическим дл расплавленного материала, а на основе измеренной температуры расплавленного материала или характеристического значени температуры расплавленного материала вырабатываетс измеритель- ньй сигнал, исход из разнии э1 изме ри- тельного сигнала и основного сигнала и с учетом базового сигнала и разностного сигнала, затем на основе регулирующего сигнала вырабатываютс сигналы воздействи ,. с помощью которых в секторах шнекового экструдера, от второго до экструдерной головки, устанавливаетс такой уровень значений температуры, который обеспечивает распределение температур в соответствии с заданным режимом,

Предпочтительный вариант выполнени способа состоит в том, что в цел х более точного регулировани условий переработки в продукте, выход щем из шнекового экструдера, может определ тьс заданный признак и на его основе вырабатыватьс корректирующий сигнал дл изменени основного сигнала.

Таким образом, при осуществлении предложенного способа измер етс температура вещества расплавленного материала , которьп - передаетс дальше

10

15

экструдерной головки шнекового экст- рудера, разделенного на охлаждаемые и подогреваемые сектора. Кроме того, обеспечиваетс возможность измерени температуры в такой точке шнекового экструдера, где может быть получено значение, которое точно соответствует температуре расплавленного материала (зависит от нее точно определимым образом ). На основе измеренного значени вырабатываетс измерительный сигнал . Перед началом переработки на основе характеристик поступающего вещества и конструкции примен емого шнекового экструдера определ етс температура, котора должна быть преобладающей в первом секторе (начальный сектор) с тем, чтобы на выходе получить расплавленный материал требуемой температуры (и качества). Этой температуре соответствует базовый сигнал, а требуемой температуре расплавленного материала - основной сигнал. Одновременно необходимо уста- 25 новить, на сколько велика разница между температурой экструдерной головки данной конструкции и температурой расплавленного материала, и этой разности соответствует разностный сигнал . Основной, базовый и разностный сигналы примен ютс дл выработки регулирующих сигналов, причем эти сигналы, примен емые во внимание при выработке регулирующего сигнала, во врем переработки такого же синтетического материала остаютс неизменнеизмер емой отметки в экструдерио) головке.

Функци шнекового экотрудера, определ юща распределение температур , может быть определена на осноце теоретических рассуждений. Эта функци дает Tpe6yeNr,To температуру как первого сектора, разделенного па п секторов шнекового экструдера, так i температуру (п+1)-го сектора, т.е. температуру экструдерной головки. Основой предложенного способа вл етс отклонение от последней температуры , с регулированием первой тем.пе- ратуры при учете прочих необходим з1х факторов изменени .

Устройство дл регулировани шпе- кового экструдера содержит )

20

ными.

1 дл материала, установленньп на шнековом экструдере, разделе ном пл п секторов оснащенном экструдериой головкой, котора вл етс (п+1)-м сектором экструдера, и вырабатывающем расплавленнъш материал из подлежащего переработке материала, а также регулирующий блок, который на одном входе принимает выходной сигнал термометра 1 дл материала и снабжен 30 арифметическим блоком 2, который пре дусмотрен дл выработки сигналот- - - действи дл управлени устапоьк : -ь регулирующими температуру секторов, причем термометр 1 дл -материала рас- 35 положен в экструдерной головке, регулирующий блок содержит датчик 3 сигналов дл регулировани температуIры первого сектора шнекового экструдера в соответствии с заданной, хаВо врем переработки синтетическо- о рактеризующей переработку функцией го материала, как было упом нуто, распределени температур, преобразо- измер етс температура .экструдерной ватель 4 сигналов дл выработки сиг- головки, т.е. температура полученно- нала, соответствующего измеренной го в результате переработки расплав- термометром 1 дл материала теьтера- ленного материала, на основе чего вы- g туре в экструдерной головке, генера- рабатываетс измерительный сигнал. тор 5 разностньтх сигналов дл выработки разностного сигнала в соответствии с определенной опытным.путем разностью между температурами экстру- 50 дерной головки и содержащегос в ней расплавленного материала, а также генератор 6 основных сигналов дл выработки сигналов в соответствии с требуемой температурой расплавленно- можно в случае необходимости заменить gg го материала, причем выход генерато- корректирующим сигналом еще до срав- ра 6 основных сигналов подведен к

входу соединенного с входом генератора 5 разностных сигналов первого

Измерительный сигнал сравниваетс с основным сигналом,, т.е. с сигналом, KOTOpbrti представл ет собой такую температуру расплавленного материала, котора вл етс необходимой дл достижени требуемого качества изготовл емого из расплавленного материала конечного продукта. Основной сигнал

нени его с измерительным сигналом, если параметр конечного продукта требует подобной корректировки на основе

дифференциального усилител 7, а

неизмер емой отметки в экструдерио) головке.

25

20

30 35

дифференциального усилител 7, а

также к сумматору 8, причем сумматор 8 соединен с выходом преобразовател А сигналов,, а также операционным усилителем 9 с арифметическим блоком 2, который входами подключен к первому дифференциальному усилителю 7, а также к датчику 3 сигналов. Генератор 6 основньЕХ сигналов подключен к входу второго дифференциального усилите л 10, другой вход которого через накопитель 11 соединен с выходом генератора 12 корректирующих сигналов. Арифметический блок 2 оснащен программируемым центральным процессором Генератор 12 корректирующих сигналов соединен с расположенным вне шнеково го экструдера чувствительным элементом , вырабатывающим сигнал, вл ю- характеристическим дл парамет ра конечного продукта. Преобразователь 2 сигналов вырабатывает измерительный сигнал 13, соответствующий измеренной термометром 1 температуре дл сумматора 8.

В ходе функционировани сумматор 8 учитывает знак поступающего в него сигнала. Вход сумматора 8 соединен с Генератором 6 основных; сигналов, вследствие чего передаетс дальще основной сигнал 1А, соответствующий требуемой температуре расплавленного материала. Выход генератора 6 основных сигналов подведен к входу первого дифференциального усилител 7. Другой вход последнего подкл очен к выходу генератора 5 разностньк сигналов , причем последний отражает разность температур расплавленного материала и экструдерной головки, котора определ етс на основании опыта. На выходе генератора 6 основных сигналов можно включить второй дифференциальный усилитель 10, один из входов которого соединен накопителем 11 с генератором 12 корректирующих сигналов . Выход второго дифференциального усилител 10 подключен к сумматору 8 и к первому дифференциальному усилителю 7. На выходе сумматора В имеетс операционный усилитель 9, который передает первый регулирующ1 й сигнал 15 на вход арифметического блока 2. Последний блок предпочтительно вл етс программируемым и его другой вход подведен к выходу первого дифференциального усилител 7, пригчем второй регулирующий сигнал i6 передаетс дальше. Следующий вход арифме

25

30

-JQ ig д

35

0

5

0

5

тического олока л соединен с датчиком 3 сигналов, который вырабатывает характеристический сигнал дл требуемой температуры первого сектора шне- кового экструдера. Арифметический блок 2 вырабатывает сигналы 17 воздействи , которые могут передаватьс через выходы последнего на-такие блоки , которые могут устанавливать требуемую температуру секторов щнеково го экструдера посредством блоков дл отдачи требуемой мощности. Таким путем может устанавливатьс требуемое распределение температур шнекового экструдера.

Согласно изобретению преобразователь А сигналов вырабатывает основной сигнал 13 из сигнала термометра 1 дл материала, генератор 12 корректирующих сигналов(которьй расположен, например, в регулирующем контуре) вырабатывает сигнал, соответствующий заданному значению параметра, и это значение автоматически удерживаетс в накопителе 11 до тех пор, пока новое измерение параметра не дает новое значение. Генератор 5 разностных сигналов вырабатывает сигнал, соответствующий разности температур между экструдерн :,й головкой и содержащимс в ней расплавленным материалом, а датчик 3 сигналов генерирует сигнал , обеспечиваюищй регулирование температуры первого сектора шнекового экструдера, затем выход генератора 6 основных сигналов передает дальше сигнал, соответствующий требуемой температуре расплавленного материала.

Устройство согласно изобретению действует следующим образом.

Перед началом переработки устанавливают функцию, котора определ ет в зависимости от конструкции шнекового экструдера и от подлежащего переработке вещества характеристическое распределение температур вдоль шнекового экструдера, которое необходимо при получении конечного продукта требуемого качества. Эта функци накапливаетс в арифметическом блоке 2, и последний лучше всего выполн ть с программируемым блоком ввода данных, так как таким путем можно легко хранить и функцию, измен ющуюс в зависимости от вещества, На основе накопленной функции определ ют, какую температуру должен иметь первый сектор

при требуемой температуре расплавленного материала. Регулирование этой температуры обеспечиваетс с помощью датчика 3 сигналов в первом секторе экструдера. Арифметический блок 2 определ ет на основе накопленной функции , кака температура должна быть установлена в отдельных секторах, Определенные значени устанавливаютс при первой операции после включени устройства. Единственное измеренное значение при переработке - это температура расплавленного материала, которую измер ют на выходе из экстру- дерной головки. Эта температура всегда отл1маетс на по сто нную величину от температуры экструдерной головки в цикле обработки, и генератор 5 разностных сигналов вырабатывает соответствующий сигнал. Если необходимо , то на основе измеренного признака конечного продукта генератор 12 корректирующих сигналов может всегда выработать корректирующий сигнал. Таким образом процесс экструзии может быть улучшен. Генератор 6 основных сигналов устанавливают на уровень, соответо,твующий требуемой температуре вещества (измеренной термометром

1-дл материала). На основе сигнала термометра 1 дл материала первый дифференциальный усилитель 7 и операционный усилитель 9 вырабатывают сигнал , соответствующий разности между фактической и требуемой температурой и на его основе арифметический блок

2может определить, в какой степени требуетс вмешательство в секторах. Из упом нутой функции устройство осуществл ет ступенчатое шаговое приближение необходимого распределени температур , и в ходе этого процесса в . качестве основы всегда служит температура экструдерной головки, причем температура первого сектора экструдера всегда остаетс посто нной. Исход из опыта, этот итерационньй процесс может осуществл тьс быстро и надежно.

. Предложенный способ, а также устройство дл его осуществлени позвол ют в ходе регулировани шнековых экструдеров снизить продолжительность регулировани , повысить его точность и, таким образом, позвол ет легко обеспечить требуемое качество конеч ного продукта.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Claims

1.Способ регулировани шнекового экструдера, имеющего экструдерную головку и нагреваемые и охлаждаемые секторы, заключающийс в том, что измер ют температуру, определ ющую процесс переработки, сравнивают измеренное значение с заданным и в соответствии с разностью с измеренным значением вырабатывают регулирующий сигнал дп температуры, который подают на терморегул тор дл установки заданного значени температуры, о -т л и - чающийс тем, что, с цепью повьпаени точности и снижени инерционности регулировани , вырабатывают разностный сигнал, соответствуювдш разности температур экструдерной головки и наход щегос в ней расплавленного материала, вырабатывают базовый сигнал, относ щийс к первоьгу сектору экструдера и соответствующий согласно заранее известному распределению температур требуемому заданному значению температуры данного сектора, вырабатывают основной сигнал , соответствующий температуре расплавленного материала, измер ют температуру расплавленного материала или в заранее определенной точке экструдерной головки определ ют значение температуры, характеристическое дл расплавленного материала, и на основе измеренной температуры расплавленного материала или характеристического значени температуры расплавленного материала вырабатывают измерительный сигнал, причем регулирующий сигнал вырабатывают исход из разницы измерительного сигнала и основного сигнала с учетом базового и разностного сигналов, затем на основе регулирующего сигнала вырабатывают сигналы воздействи дл установки в секторах щнекового экструдера от второго до экструдерной головки уровн значений температуры, обеспечивающего распределение температур в соответствии с заданным режимом.

2.Устройство дл регулировани щнекового экструдера, содержащее термометр , установленный на шнековом экструдере, разделенном на секторы

и снабженном экструдерной головкой дл получени расплавленного материала из подлежащего переработке материала , регулирующий блок, один вход

которого св зан с выходом термометра причем регулирующий блок снабжен арифметическим блоком дл выработки сигналов воздействи дл управлени установками, регулирующими температуру секторов, отличающее- с тем, что, с целью повышени точности и снижени инерционности регулировани , термометр расположен в экструдерной головке, регулирующий блок снабжен датчиком сигналов дл регулировавши температуры первого сектора шнекового экструдера в соответствии с заданной, характеризующей переработку функцией распределени температур, преобразователем сигнало дл выработки сигнала, соответствующего измеренной термометром температуре , генератором разностньзс сигнало дл выработки разностного сигнала в соответствии с определенной онытмзгм путем разностью между температурами экструдерной головки и наход щегос в ней расплавленного материала, гене ратором основных сигналов дл выработки сигналов в соответствии с требуемой температурой расплавленного материала, первым дифференциальным

усилителем, сумматором и операционным усилителем, причем выход генератора основных сигналов соединен с входом первого дифференциального усилител , которьй соединен входом с генератором разностных сигналов, и с сумматором, который соединен с выходом преобразовател сигналов, а посредством операционного усилител - с арифметическим блоком, который входами подключен к первому дифференциальному усилителю и к датчику сигналов .

3.Устройство по п. 2, отличающеес тем, что оно снабжено вторым дифференциальным усилителем , накопителем и генератором корректирующих сигналов, причем генератор основных сигналов подключен к входу второго дифференциального усилител , другой вход которого через накопитель соединен с выходом генератора корректирующих сигналов.

4.Устройство по пп. 2 и 3, отличающеес тем, что арифметический блок снабжен программируе- --1ым центральным процессором.