塑料片材生產設備的控制系統技術方案

本發明專利技術提供一種塑料片材生產設備的控制系統，主要是使塑料片材生產設備實現塑料片材的擠出溫度和壓力保持恒定，而且擠出塑料均勻平滑，保證后續制程壓制的塑料片材密度均勻，片材表面平整，而且無滾壓條紋，并且在塑料片材牽拉與收卷的時候，通過轉矩閉合控制使塑料片材生產設備控制好牽拉與收緊力度，防止拉斷料或收卷松散的現象，如此，即可保證生產的塑料片材的質量，此外，使塑料片材生產設備實現總線控制，簡化安裝配線。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種塑料領域的熱處理加工
，特別是涉及一種塑料片材生產設備的控制系統。
技術介紹
現有技術生產塑料片材生產設備采用速度開環控制，螺桿擠出機構雖然采用變頻器控制，但塑料擠出壓力沒有保持恒定，造成塑料擠出不均勻，容易使塑料片材在成型過程中產生氣泡、破洞或厚度不均勻，造成不良品的增加；其次，前、中、后三個壓輥沒有采用閉環速度反饋作同步控制，滾壓片材時壓輥之間相對速度有偏差和波動，容易造成片材表面產生不平整的滾壓條紋，如此，會影響成品表面光澤度，嚴重的甚至會報廢；此外，在收卷時沒有使用轉矩控制，片材收卷的時候容易拉斷，或發生松散的現象，易拉斷就會增加報廢品，收卷松散的話，搬運的時候就會容易造成材料的皺褶，從而產生報廢品；而且，現有的設備沒有實現總線控制，配線多而復雜，故障問題排查繁瑣，不利于安裝和檢修維護。因此，如何提出一種配線簡單且利于安裝與維護的塑料片材生產設備的控制系統，以保證塑料片材的質量，實為目前急待解決的問題。
技術實現思路
鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種塑料片材生產設備的控制系統，以保證塑料片材的質量。為實現上述目的及其他相關目的，本專利技術提供一種塑料片材生產設備的控制系統，其中，所述塑料片材生產設備包括螺桿筒加熱單元、螺桿擠出單元、熔體泵、依序排列的第一壓輥、第二壓輥與第三壓輥、牽引輥以及收卷輥，其特征在于，所述塑料片材生產設備的控制系統包括人機界面，用以提供控制參數的設定，其中，所述控制參數至少包括加熱溫度給定值、擠出壓力給定值、熔體泵轉速給定值、壓棍同步線速度給定值、第一壓棍系數、第二壓輥系數、第三壓輥系數、牽引張力值、牽引輥半徑、收卷張力值、收卷輥半徑、片材厚度值；溫度傳感器，設置在所述螺桿筒加熱單元的螺桿筒處，且用以采集所述螺桿筒加熱單元的加熱溫度實際值；壓力傳感器，設置在所述螺桿擠出單元的擠出模頭的塑料片材進料處，且用以采集所述螺桿擠出單元的擠出壓力實際值；處理模塊，分別連接所述人機界面、所述溫度傳感器以及所述壓力傳感器，并用以傳輸所述人機界面所設定的控制參數，且用以分別計算所述溫度傳感器所采集的加熱溫度實際值與所述人機界面所設定的加熱溫度給定值的溫度偏差值、所述壓力傳感器所采集的擠出壓力實際值與所述人機界面所設定的擠出壓力給定值的壓力偏差值，并分別將所計算的溫度偏差值與壓力偏差值進行PID運算，以分別得出所需的加熱輸出量與輸出頻率量，并將加熱輸出量輸出予螺桿筒加熱單元加熱螺桿筒；多個編碼器，分別設置在所述熔體泵、第一壓輥、第二壓輥、第三壓輥、牽引輥以及收卷輥的驅動電機軸處，且用以分別采集所述第一壓輥、第二壓輥、第三壓輥、牽引輥以及收卷輥的轉速值；第一變頻器，用以接收所述處理模塊所得到的輸出頻率量，以對所述螺桿擠出單元的驅動電機進行閉環控制，使得所述螺桿擠出單元按擠出壓力給定值運轉；第二變頻器，連接設置在熔體泵中的編碼器，用以計算對應熔體泵的編碼器所采集的轉速值與所述處理模塊所傳輸的轉速給定值的差值，以得到轉速偏差值，以所述轉速偏差值對熔體泵的驅動電機進行轉速閉環控制，使得所述熔體泵按熔體泵轉速給定值運轉；第三變頻器，連接設置在第一壓輥中的編碼器，用以將對應第一壓輥的編碼器所采集的轉速值與所述處理模塊所傳輸的第一壓輥系數相乘，計算得出第一壓輥線速度實際值，并計算所述第一壓輥線速度實際值與所述處理模塊所傳輸的壓輥同步線速度給定值的差值，以得到第一線速度偏差值，以所述第一線速度偏差值對第一壓輥的驅動電機進行速度閉環控制，使得所述第一壓輥按壓輥同步線速度給定值運轉；第四變頻器，連接設置在第二壓輥中的編碼器，用以將對應第二壓輥的編碼器所采集的轉速值與所述處理模塊所傳輸的第二壓輥系數相乘，計算得出第二壓輥線速度實際值，并計算所述第二壓輥線速度實際值與所述處理模塊所傳輸的壓輥同步線速度給定值的差值，以得到第二線速度偏差值，以所述第二線速度偏差值對第二壓輥的驅動電機進行速度閉環控制，使得所述第二壓輥按壓輥同步線速度給定值運轉；第五變頻器，連接設置在第三壓輥中的編碼器，用以將對應第三壓輥的編碼器 所采集的轉速值與所述處理模塊所傳輸的第三壓輥系數相乘，計算得出第三壓輥線速度實際值，并計算所述第三壓輥線速度實際值與所述處理模塊所傳輸的壓輥同步線速度給定值的差值，以得到第三線速度差值，以所述第三線速度偏差值對第三壓輥的驅動電機進行速度閉環控制，使得所述第三壓輥按壓輥同步線速度給定值運轉；第六變頻器，連接設置在牽引輥中的編碼器，用以依據所述處理模塊所傳輸的牽引張力值以及牽引輥半徑，并配合第一計算規則，計算得到牽引輥轉矩給定值，并在控制牽引輥的驅動電機恒磁通條件下測量轉子電流，且搭配依據對應牽引輥的編碼器所采集的轉速值，計算得到牽引輥轉矩實際值，并計算所述牽引輥轉矩實際值與所述牽引輥轉矩給定值的差值，以得到牽引輥轉矩偏差值，以所述牽引輥轉矩偏差值對牽引輥的驅動電機進行轉矩閉環控制，使得所述牽引輥按牽引輥轉矩給定值運轉；以及第七變頻器，連接設置在收卷輥中的編碼器，用以對收卷輥轉動周數進行計數，以得到收卷輥轉動周數值，并搭配依據所述處理模塊所傳輸的的收卷張力值、收卷輥半徑以及片材厚度，且配合第二計算規則，計算得到收卷輥轉矩給定值，并在控制收卷輥的驅動電機恒磁通條件下測量轉子電流，且搭配依據對應收卷輥的編碼器所采集的轉速值，計算得到收卷輥轉矩實際值，并計算所述收卷輥轉矩實際值與所述收卷輥轉矩給定值的差值，以得到收卷輥轉矩偏差值，以所述收卷輥轉矩偏差值對收卷輥的驅動電機進行轉矩閉環控制，使得所述收卷輥按收卷輥轉矩給定值運轉。此外，該第一計算規則為M1 =F1*R1，其中，Ml表示牽引輥轉矩給定值、Fl表示牽引張力值、Rl表示牽引輥半徑。該第二計算規則為M2 = F2*R2+n*D，其中，M2表示收卷輥轉矩給定值、F2表示收卷張力值、R2表示收卷輥半徑、η表示收卷輥轉動周數值、D表示片材厚度。該第一變頻器至該第七變頻器均通過現場總線方式與該處理模塊進行數據傳輸。該第一壓棍和該第二壓棍設置于該擠出模頭的下方，并且該第一壓棍的轉動方向與該第二壓輥的轉動方向相反，藉由該第一壓輥和該第二壓輥間的相對運動將片材出料至該第三壓輥，而該第三壓輥的轉動方向與該第一壓輥的轉動方向相同。該處理模塊可例如為可編程控制器(Programmable Logic Controller, PLC)。如上所述，本專利技術的塑料片材生產設備的控制系統主要是使塑料片材生產設備實現塑料片材的擠出溫度和壓力保持恒定，而且擠出塑料均勻平滑，保證后續制程壓制的塑料片材密度均勻，片材表面平整，而且無滾壓條紋，并且在塑料片材牽拉與收卷的時候，通過轉矩閉合控制使塑料片材生產設備控制好牽拉與收緊力度，防止拉斷料或收卷松散的現象，如此，即可保證生產的塑料片材的質量，此外，使塑料片材生產設備實現總線控制，簡化安裝配線，而且，采用人機界面，各種機構故障問題可以數字化形式在人機界面反映出來，使問題發現和排查簡便化，有利于安裝和檢修維護。附圖說明圖1為顯示為塑料片材生產設備的結構示意圖。圖2為顯示本專利技術的塑料片材生產設備的控制系統的方塊示意圖。元件標號說明 10螺桿筒加熱單元 11螺桿擠出單元12熔體泵13第一壓輥14第二壓輥15第三壓本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種塑料片材生產設備的控制系統，其中，所述塑料片材生產設備包括螺桿筒加熱單元、螺桿擠出單元、熔體泵、依序排列的第一壓輥、第二壓輥與第三壓輥、牽引輥以及收卷輥，其特征在于，所述塑料片材生產設備的控制系統包括：人機界面，用以提供控制參數的設定，其中，所述控制參數至少包括加熱溫度給定值、擠出壓力給定值、熔體泵轉速給定值、壓輥同步線速度給定值、第一壓輥系數、第二壓輥系數、第三壓輥系數、牽引張力值、牽引輥半徑、收卷張力值、收卷輥半徑、片材厚度值；溫度傳感器，設置在所述螺桿筒加熱單元的螺桿筒處，且用以采集所述螺桿筒加熱單元的加熱溫度實際值；壓力傳感器，設置在所述螺桿擠出單元的擠出模頭的塑料片材進料處，且用以采集所述螺桿擠出單元的擠出壓力實際值；處理模塊，分別連接所述人機界面、所述溫度傳感器以及所述壓力傳感器，并用以傳輸所述人機界面所設定的控制參數，且用以分別計算所述溫度傳感器所采集的加熱溫度實際值與所述人機界面所設定的加熱溫度給定值的溫度偏差值、所述壓力傳感器所采集的擠出壓力實際值與所述人機界面所設定的擠出壓力給定值的壓力偏差值，并分別將所計算的溫度偏差值與壓力偏差值進行PID運算，以分別得出所需的加熱輸出量與輸出頻率量，并將加熱輸出量輸出予螺桿筒加熱單元加熱螺桿筒；多個編碼器，分別設置在所述熔體泵、第一壓輥、第二壓輥、第三壓輥、牽引輥以及收卷輥的驅動電機軸處，且用以分別采集所述第一壓輥、第二壓輥、第三壓輥、牽引輥以及收卷輥的轉速值；第一變頻器，用以接收所述處理模塊所得到的輸出頻率量，以對所述螺桿擠出單元的驅動電機進行閉環控制，使得所述螺桿擠出單元按擠出壓力給定值運轉；第二變頻器，連接設置在熔體泵中的編碼器，用以計算對應熔體泵的編碼器所采集的轉速值與所述處理模塊所傳輸的轉速給定值的差值，以得到轉速偏差值，以所述轉速偏差值對熔體泵的驅動電機進行轉速閉環控制，使得所述熔體泵按熔體泵轉速給定值運轉；第三變頻器，連接設置在第一壓輥中的編碼器，用以將對應第一壓輥的編碼器所采集的轉速值與所述處理模塊所傳輸的第一壓輥系數相乘，計算得出第一壓輥線速度實際值，并計算所述第一壓輥線速度實際值與所述處理模塊所傳輸的壓輥同步線速度給定值的差值，以得到第一線速度偏差值，以所述第一線速度偏差值對第一壓輥的驅動電機進行速度閉環控制，使得所述第一壓輥按所述壓輥同步線速度給定值運轉；第四變頻器，連接設置在第二壓輥中的編碼器，用以將對應第二壓輥的編碼器所采集 的轉速值與所述處理模塊所傳輸的第二壓輥系數相乘，計算得出第二壓輥線速度實際值，并計算所述第二壓輥線速度實際值與所述處理模塊所傳輸的壓輥同步線速度給定值的差值，以得到第二線速度偏差值，以所述第二線速度偏差值對第二壓輥的驅動電機進行速度閉環控制，使得所述第二壓輥按所述壓輥同步線速度給定值運轉；第五變頻器，連接設置在第三壓輥中的編碼器，用以將對應第三壓輥的編碼器所采集的轉速值與所述處理模塊所傳輸的第三壓輥系數相乘，計算得出第三壓輥線速度實際值，并計算所述第三壓輥線速度實際值與所述處理模塊所傳輸的壓輥同步線速度給定值的差值，以得到第三線速度差值，以所述第三線速度偏差值對第三壓輥的驅動電機進行速度閉環控制，使得所述第三壓輥按所述壓輥同步線速度給定值運轉；第六變頻器，連接設置在牽引輥中的編碼器，用以依據所述處理模塊所傳輸的牽引張力值以及牽引輥半徑，并配合第一計算規則，計算得到牽引輥轉矩給定值，并在控制牽引輥的驅動電機恒磁通條件下測量轉子電流，且搭配依據對應牽引輥的編碼器所采集的轉速值，計算得到牽引輥轉矩實際值，并計算所述牽引輥轉矩實際值與所述牽引輥轉矩給定值的差值，以得到牽引輥轉矩偏差值，以所述牽引輥轉矩偏差值對牽引輥的驅動電機進行轉矩閉環控制，使得所述牽引輥按牽引輥轉矩給定值運轉；以及?第七變頻器，連接設置在收卷輥中的編碼器，用以對收卷輥轉動周數進行計數，以得到收卷輥轉動周數值，并搭配依據所述處理模塊所傳輸的的收卷張力值、收卷輥半徑以及片材厚度，且配合第二計算規則，計算得到收卷輥轉矩給定值，并在控制收卷輥的驅動電機恒磁通條件下測量轉子電流，且搭配依據對應收卷輥的編碼器所采集的轉速值，計算得到收卷輥轉矩實際值，并計算所述收卷輥轉矩實際值與所述收卷輥轉矩給定值的差值，以得到收卷輥轉矩偏差值，以所述收卷輥轉矩偏差值對收卷輥的驅動電機進行轉矩閉環控制，使得所述收卷輥按收卷輥轉矩給定值運轉。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林星華，
申請(專利權)人：中達電通股份有限公司，
類型：發明
國別省市：