專(zhuān)利名稱(chēng)：塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料領(lǐng)域的熱處理加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)塑料片材生產(chǎn)設(shè)備采用速度開(kāi)環(huán)控制，螺桿擠出機(jī)構(gòu)雖然采用變頻器控制，但塑料擠出壓力沒(méi)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(guò)程中產(chǎn)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(gè)壓輥沒(méi)有采用閉環(huán)速度反饋?zhàn)魍娇刂?，滾壓片材時(shí)壓輥之間相對(duì)速度有偏差和波動(dòng)，容易造成片材表面產(chǎn)生不平整的滾壓條紋，如此，會(huì)影響成品表面光澤度，嚴(yán)重的甚至?xí)?bào)廢；此外，在收卷時(shí)沒(méi)有使用轉(zhuǎn)矩控制，片材收卷的時(shí)候容易拉斷，或發(fā)生松散的現(xiàn)象，易拉斷就會(huì)增加報(bào)廢品，收卷松散的話(huà)，搬運(yùn)的時(shí)候就會(huì)容易造成材料的皺褶，從而產(chǎn)生報(bào)廢品；而且，現(xiàn)有的設(shè)備沒(méi)有實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)控制，配線(xiàn)多而復(fù)雜，故障問(wèn)題排查繁瑣，不利于安裝和檢修維護(hù)。因此，如何提出一種配線(xiàn)簡(jiǎn)單且利于安裝與維護(hù)的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，以保證塑料片材的質(zhì)量，實(shí)為目前急待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，以保證塑料片材的質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，其中，所述塑料片材生產(chǎn)設(shè)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(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)包括人機(jī)界面，用以提供控制參數(shù)的設(shè)定，其中，所述控制參數(shù)至少包括加熱溫度給定值、擠出壓力給定值、熔體泵轉(zhuǎn)速給定值、壓棍同步線(xiàn)速度給定值、第一壓棍系數(shù)、第二壓輥系數(shù)、第三壓輥系數(shù)、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(shè)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(shí)際值；壓力傳感器，設(shè)置在所述螺桿擠出單元的擠出模頭的塑料片材進(jìn)料處，且用以采集所述螺桿擠出單元的擠出壓力實(shí)際值；處理模塊，分別連接所述人機(jī)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(jī)界面所設(shè)定的控制參數(shù)，且用以分別計(jì)算所述溫度傳感器所采集的加熱溫度實(shí)際值與所述人機(jī)界面所設(shè)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(shí)際值與所述人機(jī)界面所設(shè)定的擠出壓力給定值的壓力偏差值，并分別將所計(jì)算的溫度偏差值與壓力偏差值進(jìn)行PID運(yùn)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(gè)編碼器，分別設(shè)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(qū)動(dòng)電機(jī)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(zhuǎn)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(duì)所述螺桿擠出單元的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，使得所述螺桿擠出單元按擠出壓力給定值運(yùn)轉(zhuǎn)；第二變頻器，連接設(shè)置在熔體泵中的編碼器，用以計(jì)算對(duì)應(yīng)熔體泵的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊所傳輸?shù)霓D(zhuǎn)速給定值的差值，以得到轉(zhuǎn)速偏差值，以所述轉(zhuǎn)速偏差值對(duì)熔體泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，使得所述熔體泵按熔體泵轉(zhuǎn)速給定值運(yùn)轉(zhuǎn)；第三變頻器，連接設(shè)置在第一壓輥中的編碼器，用以將對(duì)應(yīng)第一壓輥的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊所傳輸?shù)牡谝粔狠佅禂?shù)相乘，計(jì)算得出第一壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值，并計(jì)算所述第一壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值與所述處理模塊所傳輸?shù)膲狠佂骄€(xiàn)速度給定值的差值，以得到第一線(xiàn)速度偏差值，以所述第一線(xiàn)速度偏差值對(duì)第一壓輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行速度閉環(huán)控制，使得所述第一壓輥按壓輥同步線(xiàn)速度給定值運(yùn)轉(zhuǎn)；第四變頻器，連接設(shè)置在第二壓輥中的編碼器，用以將對(duì)應(yīng)第二壓輥的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊所傳輸?shù)牡诙狠佅禂?shù)相乘，計(jì)算得出第二壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值，并計(jì)算所述第二壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值與所述處理模塊所傳輸?shù)膲狠佂骄€(xiàn)速度給定值的差值，以得到第二線(xiàn)速度偏差值，以所述第二線(xiàn)速度偏差值對(duì)第二壓輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行速度閉環(huán)控制，使得所述第二壓輥按壓輥同步線(xiàn)速度給定值運(yùn)轉(zhuǎn)；第五變頻器，連接設(shè)置在第三壓輥中的編碼器，用以將對(duì)應(yīng)第三壓輥的編碼器 所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊所傳輸?shù)牡谌龎狠佅禂?shù)相乘，計(jì)算得出第三壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值，并計(jì)算所述第三壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值與所述處理模塊所傳輸?shù)膲狠佂骄€(xiàn)速度給定值的差值，以得到第三線(xiàn)速度差值，以所述第三線(xiàn)速度偏差值對(duì)第三壓輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行速度閉環(huán)控制，使得所述第三壓輥按壓輥同步線(xiàn)速度給定值運(yùn)轉(zhuǎn)；第六變頻器，連接設(shè)置在牽引輥中的編碼器，用以依據(jù)所述處理模塊所傳輸?shù)臓恳龔埩χ狄约盃恳伆霃?，并配合第一?jì)算規(guī)則，計(jì)算得到牽引輥轉(zhuǎn)矩給定值，并在控制牽引輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)恒磁通條件下測(cè)量轉(zhuǎn)子電流，且搭配依據(jù)對(duì)應(yīng)牽引輥的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值，計(jì)算得到牽引輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值，并計(jì)算所述牽引輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值與所述牽引輥轉(zhuǎn)矩給定值的差值，以得到牽引輥轉(zhuǎn)矩偏差值，以所述牽引輥轉(zhuǎn)矩偏差值對(duì)牽引輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，使得所述牽引輥按牽引輥轉(zhuǎn)矩給定值運(yùn)轉(zhuǎn)；以及第七變頻器，連接設(shè)置在收卷輥中的編碼器，用以對(duì)收卷輥轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以得到收卷輥轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)值，并搭配依據(jù)所述處理模塊所傳輸?shù)牡氖站韽埩χ怠⑹站磔伆霃揭约捌暮穸?，且配合第二?jì)算規(guī)則，計(jì)算得到收卷輥轉(zhuǎn)矩給定值，并在控制收卷輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)恒磁通條件下測(cè)量轉(zhuǎn)子電流，且搭配依據(jù)對(duì)應(yīng)收卷輥的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值，計(jì)算得到收卷輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值，并計(jì)算所述收卷輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值與所述收卷輥轉(zhuǎn)矩給定值的差值，以得到收卷輥轉(zhuǎn)矩偏差值，以所述收卷輥轉(zhuǎn)矩偏差值對(duì)收卷輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，使得所述收卷輥按收卷輥轉(zhuǎn)矩給定值運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，該第一計(jì)算規(guī)則為M1 =F1*R1，其中，Ml表示牽引輥轉(zhuǎn)矩給定值、Fl表示牽引張力值、Rl表示牽引輥半徑。該第二計(jì)算規(guī)則為M2 = F2*R2+n*D，其中，M2表示收卷輥轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)值、D表示片材厚度。該第一變頻器至該第七變頻器均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)方式與該處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該第一壓棍和該第二壓棍設(shè)置于該擠出模頭的下方，并且該第一壓棍的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與該第二壓輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，藉由該第一壓輥和該第二壓輥間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將片材出料至該第三壓輥，而該第三壓輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與該第一壓輥的轉(zhuǎn)動(dòng)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，本發(fā)明的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)主要是使塑料片材生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)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(xù)制程壓制的塑料片材密度均勻，片材表面平整，而且無(wú)滾壓條紋，并且在塑料片材牽拉與收卷的時(shí)候，通過(guò)轉(zhuǎn)矩閉合控制使塑料片材生產(chǎn)設(shè)備控制好牽拉與收緊力度，防止拉斷料或收卷松散的現(xiàn)象，如此，即可保證生產(chǎn)的塑料片材的質(zhì)量，此外，使塑料片材生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)控制，簡(jiǎn)化安裝配線(xiàn)，而且，采用人機(jī)界面，各種機(jī)構(gòu)故障問(wèn)題可以數(shù)字化形式在人機(jī)界面反映出來(lái)，使問(wèn)題發(fā)現(xiàn)和排查簡(jiǎn)便化，有利于安裝和檢修維護(hù)。


圖1為顯示為塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為顯示本發(fā)明的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)的方塊示意圖。元件標(biāo)號(hào)說(shuō)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第三壓輥16牽引輥17收卷輥200人機(jī)界面201溫度傳感器202壓力傳感器203處理模塊204a 204f編碼器205第一變頻器206第二變頻器207第三變頻器208第四變頻器209第五變頻器210第六變頻器211第七變頻器
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式
加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀(guān)點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱圖2，是顯示本發(fā)明的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)的方塊示意圖，其中，如圖1所示，該塑料片材生產(chǎn)設(shè)備包括螺桿筒加熱單元10、螺桿擠出單元11、熔體泵12、依序排列的第一壓輥13、第二壓輥14與第三壓輥15、牽引輥16以及收卷輥17，且該第一壓輥13和該第二壓輥14設(shè)置于該螺桿擠出單元11的擠出模頭111的下方，并且該第一壓輥13的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與該第二壓輥14的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，而藉由該第一壓輥13和該第二壓輥14間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將片材出料至該第三壓輥15，而該第三壓輥15的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與該第一壓輥13的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。如圖1所示，本發(fā)明的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)包括人機(jī)界面200、溫度傳感器201、壓力傳感器202、處理模塊203、多個(gè)編碼器(204a、204b、204c、204d、204e、204f)、第一變頻器205、第二變頻器206、第三變頻器207、第四變頻器208、第五變頻器209、第六變頻器210以及第七變頻器211。以下即配合圖2對(duì)本發(fā)明的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，該人機(jī)界面200是用以提供控制參數(shù)的設(shè)定，其中，該控制參數(shù)至少包括加熱溫度給定值、擠出壓力給定值、熔體泵轉(zhuǎn)速給定值、壓輥同步線(xiàn)速度給定值、第一壓輥系數(shù)、第二壓輥系數(shù)、第三壓輥系數(shù)、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。該溫度傳感器201是設(shè)置在所述螺桿筒加熱單元10的螺桿筒處，且用以采集所述螺桿筒加熱單元10的加熱溫度實(shí)際值。該壓力傳感器202是設(shè)置在所述螺桿擠出單元11的擠出模頭111的塑料片材進(jìn)料處，且用以采集所述螺桿擠出單元11的擠出壓力實(shí)際值。該處理模塊203分別連接所述人機(jī)界面200、所述溫度傳感器201以及所述壓力傳感器202，并用以傳輸所述人機(jī)界面200所設(shè)定的控制參數(shù)，且用以分別計(jì)算所述溫度傳感器所采集的加熱溫度實(shí)際值與所述人機(jī)界面200所設(shè)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(shí)際值與所述人機(jī)界面200所設(shè)定的擠出壓力給定值的壓力偏差值，并分別將所計(jì)算的溫度偏差值與壓力偏差值進(jìn)行PID運(yùn)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兀加熱螺桿筒。在本實(shí)施例中，該處理模塊12為PLC。如此，則實(shí)現(xiàn)塑料片材擠出的恒溫控制，保證螺桿筒內(nèi)的塑料顆粒材料接觸到螺桿筒壁，能夠在恒定的加熱溫度下熔化。多個(gè)編碼器204a、204b、204c、204d、204e、204f分別設(shè)置在所述熔體泵12、第一壓輥13、第二壓輥14、第三壓輥15、牽引輥16以及收卷輥17的驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸處，且用以分別采集所述熔體泵12、第一壓輥13、第二壓輥14、第三壓輥15、牽引輥16以及收卷輥17的轉(zhuǎn)速值。第一變頻器205是通過(guò)一現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接所述處理模塊203，用以接收所述處理模塊203所得到的輸出頻率量，以對(duì)所述螺桿擠出單元11的螺桿擠出電機(jī)112 (如圖2所示)進(jìn)行閉環(huán)控制，使得所述螺桿擠出單元11按擠出壓力給定值運(yùn)轉(zhuǎn)。如此，則實(shí)現(xiàn)塑料片材擠出的恒壓控制，經(jīng)過(guò)熱熔的塑料片材呈液態(tài)流體狀，當(dāng)溫度到達(dá)工藝要求并保持恒定，管阻不變時(shí)，流體的流速由壓力決定，當(dāng)保證塑料片材擠出壓力恒定的條件下，塑料流體的流速也就恒定，這樣就能夠保證熱熔的塑料擠出均勻，擠出模頭111成條狀口，連續(xù)擠出來(lái)的熱熔塑料會(huì)連成片面形軟膜狀，因此連續(xù)均勻擠出才能減少氣泡和破洞的產(chǎn)生。第二變頻器206連接設(shè)置在熔體泵12中的編碼器204a，且通過(guò)一現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接所述處理模塊203，用以計(jì)算對(duì)應(yīng)熔體泵12的編碼器204a所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊203所傳輸?shù)霓D(zhuǎn)速給定值的差值，以得到轉(zhuǎn)速偏差值，以所述轉(zhuǎn)速偏差值對(duì)熔體泵12的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，使得所述熔體泵12按熔體泵轉(zhuǎn)速給定值運(yùn)轉(zhuǎn)。第三變頻器207連接設(shè)置在第一壓輥13中的編碼器204b，且通過(guò)一現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接所述處理模塊203，用以將對(duì)應(yīng)第一壓輥13的編碼器204b所采集的轉(zhuǎn)速值與該處理模塊203所傳輸?shù)牡谝粔狠佅禂?shù)相乘，計(jì)算得出第一壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值，并計(jì)算所述第一壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值與該處理模塊203所傳輸?shù)膲狠佂骄€(xiàn)速度給定值的差值，以得到第一線(xiàn)速度偏差值，以所述第一線(xiàn)速度偏差值對(duì)第一壓輥13的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未圖示)進(jìn)行速度閉環(huán)控制，使得所述第一壓輥13按壓輥同步線(xiàn)速度給定值運(yùn)轉(zhuǎn)。第四變頻器208連接設(shè)置在第二壓輥14中的編碼器204c，且通過(guò)一現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連·接所述處理模塊203，用以將對(duì)應(yīng)第二壓輥的編碼器204c所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊203所傳輸?shù)牡诙狠佅禂?shù)相乘，計(jì)算得出第二壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值，并計(jì)算所述第二壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值與該處理模塊203所傳輸?shù)牡膲狠佂骄€(xiàn)速度給定值的差值，以得到第二線(xiàn)速度偏差值，以所述第二線(xiàn)速度偏差值對(duì)第二壓輥14的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未圖示)進(jìn)行速度閉環(huán)控制，使得所述第二壓輥14按壓輥同步線(xiàn)速度給定值運(yùn)轉(zhuǎn)。第五變頻器209連接設(shè)置在第三壓輥15中的編碼器204d，且通過(guò)一現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接所述處理模塊203，用以將對(duì)應(yīng)第三壓輥15的編碼器204d所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊203所傳輸?shù)牡谌龎狠佅禂?shù)相乘，計(jì)算得出第三壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值，并計(jì)算所述第三壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值與該處理模塊203所傳輸?shù)膲狠佂骄€(xiàn)速度給定值的差值，以得到第三線(xiàn)速度差值，以所述第三線(xiàn)速度偏差值對(duì)第三壓輥15的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未圖示)進(jìn)行速度閉環(huán)控制，使得所述第三壓輥15按壓輥同步線(xiàn)速度給定值運(yùn)轉(zhuǎn)。如此，則第一、第二以及第三壓輥均按照同一個(gè)壓輥同步線(xiàn)速度給定值運(yùn)轉(zhuǎn)，確保三者線(xiàn)速度的一致性，從而保證壓制材料時(shí)，材料的正反面平整光滑，防止因?yàn)槠渲袃蓚€(gè)壓輥的線(xiàn)速度不一致或波動(dòng)而產(chǎn)生滾壓條紋。第六變頻器210連接設(shè)置在牽引輥16中的編碼器204e，且通過(guò)一現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接所述處理模塊203，用以依據(jù)所述處理模塊203所傳輸?shù)臓恳龔埩χ狄约盃恳伆霃剑⑴浜系谝挥?jì)算規(guī)則，計(jì)算得到牽引輥轉(zhuǎn)矩給定值，并在控制牽引輥16的驅(qū)動(dòng)電機(jī)恒磁通條件下測(cè)量轉(zhuǎn)子電流，且搭配依據(jù)對(duì)應(yīng)牽引輥16的編碼器204e所采集的轉(zhuǎn)速值，計(jì)算得到牽引輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值，并計(jì)算所述牽引輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值與所述牽引輥轉(zhuǎn)矩給定值的差值，以得到牽引輥轉(zhuǎn)矩偏差值，以所述牽引輥轉(zhuǎn)矩偏差值對(duì)牽引輥16的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未圖示)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，使得所述牽引輥16按牽引輥轉(zhuǎn)矩給定值運(yùn)轉(zhuǎn)。具體而言，該第一計(jì)算規(guī)則為M1 =F1*R1，其中，Ml表示牽弓I輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值、Fl表示牽弓I張力值、Rl表示牽弓I輥半徑。第七變頻器211連接設(shè)置在收卷輥17中的編碼器204f，且通過(guò)一現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接所述處理模塊203，用以對(duì)收卷輥轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以得到收卷輥轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)值，并搭配依據(jù)所述處理模塊203所傳輸?shù)牡氖站韽埩χ怠⑹站磔伆霃揭约捌暮穸?，且配合第二?jì)算規(guī)則，計(jì)算得到收卷輥轉(zhuǎn)矩給定值，并在控制收卷輥17的驅(qū)動(dòng)電機(jī)恒磁通條件下測(cè)量轉(zhuǎn)子電流，且搭配依據(jù)對(duì)應(yīng)收卷輥17的編碼器204f所采集的轉(zhuǎn)速值，計(jì)算得到收卷輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值，并計(jì)算所述收卷輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值與所述收卷輥轉(zhuǎn)矩給定值的差值，以得到收卷輥轉(zhuǎn)矩偏差值，以所述收卷輥轉(zhuǎn)矩偏差值對(duì)收卷輥17的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未圖示)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，使得所述收卷輥17按收卷輥轉(zhuǎn)矩給定值運(yùn)轉(zhuǎn)。具體而言，該第二計(jì)算規(guī)則為M2 = F2*R2+n*D，其中，M2表示收卷輥轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)值、D表示片材厚度。
上述第六變頻器210以及第七變頻器211通過(guò)轉(zhuǎn)矩控制，可以限制牽弓丨輥16和收卷輥17的拉力，保證可以調(diào)整合適的牽引力矩和收卷力矩，使材料成卷時(shí)緊密適中，防止因?yàn)槔^(guò)大造成材料斷裂，避免報(bào)廢品產(chǎn)生，或因收卷力矩過(guò)小導(dǎo)致成卷時(shí)過(guò)于松散，避免后期搬運(yùn)時(shí)材料被壓皺折而產(chǎn)生不良品。此外，該第一變頻器205至所述第七變頻器211均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)方式與該處理模塊203進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。綜上所述，本發(fā)明的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)主要是使塑料片材生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)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(xù)制程壓制的塑料片材密度均勻，片材表面平整，而且無(wú)滾壓條紋，并且在塑料片材牽拉與收卷的時(shí)候，通過(guò)轉(zhuǎn)矩閉合控制使塑料片材生產(chǎn)設(shè)備控制好牽拉與收緊力度，防止拉斷料或收卷松散的現(xiàn)象，如此，即可保證生產(chǎn)的塑料片材的質(zhì)量，此外，使塑料片材生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)控制，簡(jiǎn)化安裝配線(xiàn)，而且，采用人機(jī)界面，各種機(jī)構(gòu)故障問(wèn)題可以數(shù)字化形式在人機(jī)界面反映出來(lái)，使問(wèn)題發(fā)現(xiàn)和排查簡(jiǎn)便化，有利于安裝和檢修維護(hù)。上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，其中，所述塑料片材生產(chǎn)設(shè)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(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)包括 人機(jī)界面，用以提供控制參數(shù)的設(shè)定，其中，所述控制參數(shù)至少包括加熱溫度給定值、擠出壓力給定值、熔體泵轉(zhuǎn)速給定值、壓輥同步線(xiàn)速度給定值、第一壓輥系數(shù)、第二壓輥系數(shù)、第三壓輥系數(shù)、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(shè)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(shí)際值； 壓力傳感器，設(shè)置在所述螺桿擠出單元的擠出模頭的塑料片材進(jìn)料處，且用以采集所述螺桿擠出單元的擠出壓力實(shí)際值； 處理模塊，分別連接所述人機(jī)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(jī)界面所設(shè)定的控制參數(shù)，且用以分別計(jì)算所述溫度傳感器所采集的加熱溫度實(shí)際值與所述人機(jī)界面所設(shè)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(shí)際值與所述人機(jī)界面所設(shè)定的擠出壓力給定值的壓力偏差值，并分別將所計(jì)算的溫度偏差值與壓力偏差值進(jìn)行PID運(yùn)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(gè)編碼器，分別設(shè)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(qū)動(dòng)電機(jī)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(zhuǎn)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(duì)所述螺桿擠出單元的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，使得所述螺桿擠出單元按擠出壓力給定值運(yùn)轉(zhuǎn)； 第二變頻器，連接設(shè)置在熔體泵中的編碼器，用以計(jì)算對(duì)應(yīng)熔體泵的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊所傳輸?shù)霓D(zhuǎn)速給定值的差值，以得到轉(zhuǎn)速偏差值，以所述轉(zhuǎn)速偏差值對(duì)熔體泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，使得所述熔體泵按熔體泵轉(zhuǎn)速給定值運(yùn)轉(zhuǎn)；第三變頻器，連接設(shè)置在第一壓輥中的編碼器，用以將對(duì)應(yīng)第一壓輥的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊所傳輸?shù)牡谝粔狠佅禂?shù)相乘，計(jì)算得出第一壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值，并計(jì)算所述第一壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值與所述處理模塊所傳輸?shù)膲狠佂骄€(xiàn)速度給定值的差值，以得到第一線(xiàn)速度偏差值，以所述第一線(xiàn)速度偏差值對(duì)第一壓輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行速度閉環(huán)控制，使得所述第一壓輥按所述壓輥同步線(xiàn)速度給定值運(yùn)轉(zhuǎn)； 第四變頻器，連接設(shè)置在第二壓輥中的編碼器，用以將對(duì)應(yīng)第二壓輥的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊所傳輸?shù)牡诙狠佅禂?shù)相乘，計(jì)算得出第二壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值，并計(jì)算所述第二壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值與所述處理模塊所傳輸?shù)膲狠佂骄€(xiàn)速度給定值的差值，以得到第二線(xiàn)速度偏差值，以所述第二線(xiàn)速度偏差值對(duì)第二壓輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行速度閉環(huán)控制，使得所述第二壓輥按所述壓輥同步線(xiàn)速度給定值運(yùn)轉(zhuǎn)； 第五變頻器，連接設(shè)置在第三壓輥中的編碼器，用以將對(duì)應(yīng)第三壓輥的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值與所述處理模塊所傳輸?shù)牡谌龎狠佅禂?shù)相乘，計(jì)算得出第三壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值，并計(jì)算所述第三壓輥線(xiàn)速度實(shí)際值與所述處理模塊所傳輸?shù)膲狠佂骄€(xiàn)速度給定值的差值，以得到第三線(xiàn)速度差值，以所述第三線(xiàn)速度偏差值對(duì)第三壓輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行速度閉環(huán)控制，使得所述第三壓輥按所述壓輥同步線(xiàn)速度給定值運(yùn)轉(zhuǎn)；第六變頻器，連接設(shè)置在牽引輥中的編碼器，用以依據(jù)所述處理模塊所傳輸?shù)臓恳龔埩χ狄约盃恳伆霃?，并配合第一?jì)算規(guī)則，計(jì)算得到牽引輥轉(zhuǎn)矩給定值，并在控制牽引輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)恒磁通條件下測(cè)量轉(zhuǎn)子電流，且搭配依據(jù)對(duì)應(yīng)牽引輥的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值，計(jì)算得到牽引輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值，并計(jì)算所述牽引輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值與所述牽引輥轉(zhuǎn)矩給定值的差值，以得到牽引輥轉(zhuǎn)矩偏差值，以所述牽引輥轉(zhuǎn)矩偏差值對(duì)牽引輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，使得所述牽弓I輥按牽弓I輥轉(zhuǎn)矩給定值運(yùn)轉(zhuǎn)；以及 第七變頻器，連接設(shè)置在收卷輥中的編碼器，用以對(duì)收卷輥轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以得到收卷輥轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)值，并搭配依據(jù)所述處理模塊所傳輸?shù)牡氖站韽埩χ?、收卷輥半徑以及片材厚度，且配合第二?jì)算規(guī)則，計(jì)算得到收卷輥轉(zhuǎn)矩給定值，并在控制收卷輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)恒磁通條件下測(cè)量轉(zhuǎn)子電流，且搭配依據(jù)對(duì)應(yīng)收卷輥的編碼器所采集的轉(zhuǎn)速值，計(jì)算得到收卷輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值，并計(jì)算所述收卷輥轉(zhuǎn)矩實(shí)際值與所述收卷輥轉(zhuǎn)矩給定值的差值，以得到收卷輥轉(zhuǎn)矩偏差值，以所述收卷輥轉(zhuǎn)矩偏差值對(duì)收卷輥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，使得所述收卷輥按收卷輥轉(zhuǎn)矩給定值運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一計(jì)算規(guī)則為M1 =F1*R1，其中，Ml表示牽引輥轉(zhuǎn)矩給定值、Fl表示牽引張力值、Rl表示牽引輥半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二計(jì)算規(guī)則為M2 = F2*R2+n*D，其中，M2表示收卷輥轉(zhuǎn)矩給定值、F2表示收卷張力值、R2表示收卷輥半徑、n表示收卷輥轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)值、D表示片材厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一變頻器至所述第七變頻器均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)方式與所述處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一壓輥和所述第二壓輥設(shè)置于所述擠出模頭的下方，并且所述第一壓輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述第二壓輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，藉由所述第一壓輥和第二壓輥間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將片材出料至所述第三壓輥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第三壓輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述第一壓棍的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊為可編程控制器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種塑料片材生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，主要是使塑料片材生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)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(xù)制程壓制的塑料片材密度均勻，片材表面平整，而且無(wú)滾壓條紋，并且在塑料片材牽拉與收卷的時(shí)候，通過(guò)轉(zhuǎn)矩閉合控制使塑料片材生產(chǎn)設(shè)備控制好牽拉與收緊力度，防止拉斷料或收卷松散的現(xiàn)象，如此，即可保證生產(chǎn)的塑料片材的質(zhì)量，此外，使塑料片材生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)控制，簡(jiǎn)化安裝配線(xiàn)。
文檔編號(hào)B29C47/92GK102990907SQ20121046576
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者林星華 申請(qǐng)人:中達(dá)電通股份有限公司