塑料片材生产设备的控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种塑料片材生产设备的控制系统，主要是使塑料片材生产设备实现塑料片材的挤出温度和压力保持恒定，而且挤出塑料均匀平滑，保证后续制程压制的塑料片材密度均匀，片材表面平整，而且无滚压条纹，并且在塑料片材牵拉与收卷的时候，通过转矩闭合控制使塑料片材生产设备控制好牵拉与收紧力度，防止拉断料或收卷松散的现象，如此，即可保证生产的塑料片材的质量，此外，使塑料片材生产设备实现总线控制，简化安装配线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种塑料领域的热处理加工
，特别是涉及一种塑料片材生产设备的控制系统。
技术介绍
现有技术生产塑料片材生产设备采用速度开环控制，螺杆挤出机构虽然采用变频器控制，但塑料挤出压力没有保持恒定，造成塑料挤出不均匀，容易使塑料片材在成型过程中产生气泡、破洞或厚度不均匀，造成不良品的增加；其次，前、中、后三个压辊没有采用闭环速度反馈作同步控制，滚压片材时压辊之间相对速度有偏差和波动，容易造成片材表面产生不平整的滚压条纹，如此，会影响成品表面光泽度，严重的甚至会报废；此外，在收卷时没有使用转矩控制，片材收卷的时候容易拉断，或发生松散的现象，易拉断就会增加报废品，收卷松散的话，搬运的时候就会容易造成材料的皱褶，从而产生报废品；而且，现有的设备没有实现总线控制，配线多而复杂，故障问题排查繁琐，不利于安装和检修维护。因此，如何提出一种配线简单且利于安装与维护的塑料片材生产设备的控制系统，以保证塑料片材的质量，实为目前急待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种塑料片材生产设备的控制系统，以保证塑料片材的质量。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种塑料片材生产设备的控制系统，其中，所述塑料片材生产设备包括螺杆筒加热单元、螺杆挤出单元、熔体泵、依序排列的第一压辊、第二压辊与第三压辊、牵引辊以及收卷辊，其特征在于，所述塑料片材生产设备的控制系统包括人机界面，用以提供控制参数的设定，其中，所述控制参数至少包括加热温度给定值、挤出压力给定值、熔体泵转速给定值、压棍同步线速度给定值、第一压棍系数、第二压辊系数、第三压辊系数、牵引张力值、牵引辊半径、收卷张力值、收卷辊半径、片材厚度值；温度传感器，设置在所述螺杆筒加热单元的螺杆筒处，且用以采集所述螺杆筒加热单元的加热温度实际值；压力传感器，设置在所述螺杆挤出单元的挤出模头的塑料片材进料处，且用以采集所述螺杆挤出单元的挤出压力实际值；处理模块，分别连接所述人机界面、所述温度传感器以及所述压力传感器，并用以传输所述人机界面所设定的控制参数，且用以分别计算所述温度传感器所采集的加热温度实际值与所述人机界面所设定的加热温度给定值的温度偏差值、所述压力传感器所采集的挤出压力实际值与所述人机界面所设定的挤出压力给定值的压力偏差值，并分别将所计算的温度偏差值与压力偏差值进行PID运算，以分别得出所需的加热输出量与输出频率量，并将加热输出量输出予螺杆筒加热单元加热螺杆筒；多个编码器，分别设置在所述熔体泵、第一压辊、第二压辊、第三压辊、牵引辊以及收卷辊的驱动电机轴处，且用以分别采集所述第一压辊、第二压辊、第三压辊、牵引辊以及收卷辊的转速值；第一变频器，用以接收所述处理模块所得到的输出频率量，以对所述螺杆挤出单元的驱动电机进行闭环控制，使得所述螺杆挤出单元按挤出压力给定值运转；第二变频器，连接设置在熔体泵中的编码器，用以计算对应熔体泵的编码器所采集的转速值与所述处理模块所传输的转速给定值的差值，以得到转速偏差值，以所述转速偏差值对熔体泵的驱动电机进行转速闭环控制，使得所述熔体泵按熔体泵转速给定值运转；第三变频器，连接设置在第一压辊中的编码器，用以将对应第一压辊的编码器所采集的转速值与所述处理模块所传输的第一压辊系数相乘，计算得出第一压辊线速度实际值，并计算所述第一压辊线速度实际值与所述处理模块所传输的压辊同步线速度给定值的差值，以得到第一线速度偏差值，以所述第一线速度偏差值对第一压辊的驱动电机进行速度闭环控制，使得所述第一压辊按压辊同步线速度给定值运转；第四变频器，连接设置在第二压辊中的编码器，用以将对应第二压辊的编码器所采集的转速值与所述处理模块所传输的第二压辊系数相乘，计算得出第二压辊线速度实际值，并计算所述第二压辊线速度实际值与所述处理模块所传输的压辊同步线速度给定值的差值，以得到第二线速度偏差值，以所述第二线速度偏差值对第二压辊的驱动电机进行速度闭环控制，使得所述第二压辊按压辊同步线速度给定值运转；第五变频器，连接设置在第三压辊中的编码器，用以将对应第三压辊的编码器 所采集的转速值与所述处理模块所传输的第三压辊系数相乘，计算得出第三压辊线速度实际值，并计算所述第三压辊线速度实际值与所述处理模块所传输的压辊同步线速度给定值的差值，以得到第三线速度差值，以所述第三线速度偏差值对第三压辊的驱动电机进行速度闭环控制，使得所述第三压辊按压辊同步线速度给定值运转；第六变频器，连接设置在牵引辊中的编码器，用以依据所述处理模块所传输的牵引张力值以及牵引辊半径，并配合第一计算规则，计算得到牵引辊转矩给定值，并在控制牵引辊的驱动电机恒磁通条件下测量转子电流，且搭配依据对应牵引辊的编码器所采集的转速值，计算得到牵引辊转矩实际值，并计算所述牵引辊转矩实际值与所述牵引辊转矩给定值的差值，以得到牵引辊转矩偏差值，以所述牵引辊转矩偏差值对牵引辊的驱动电机进行转矩闭环控制，使得所述牵引辊按牵引辊转矩给定值运转；以及第七变频器，连接设置在收卷辊中的编码器，用以对收卷辊转动周数进行计数，以得到收卷辊转动周数值，并搭配依据所述处理模块所传输的的收卷张力值、收卷辊半径以及片材厚度，且配合第二计算规则，计算得到收卷辊转矩给定值，并在控制收卷辊的驱动电机恒磁通条件下测量转子电流，且搭配依据对应收卷辊的编码器所采集的转速值，计算得到收卷辊转矩实际值，并计算所述收卷辊转矩实际值与所述收卷辊转矩给定值的差值，以得到收卷辊转矩偏差值，以所述收卷辊转矩偏差值对收卷辊的驱动电机进行转矩闭环控制，使得所述收卷辊按收卷辊转矩给定值运转。此外，该第一计算规则为M1 =F1*R1，其中，Ml表示牵引辊转矩给定值、Fl表示牵引张力值、Rl表示牵引辊半径。该第二计算规则为M2 = F2*R2+n*D，其中，M2表示收卷辊转矩给定值、F2表示收卷张力值、R2表示收卷辊半径、η表示收卷辊转动周数值、D表示片材厚度。该第一变频器至该第七变频器均通过现场总线方式与该处理模块进行数据传输。该第一压棍和该第二压棍设置于该挤出模头的下方，并且该第一压棍的转动方向与该第二压辊的转动方向相反，藉由该第一压辊和该第二压辊间的相对运动将片材出料至该第三压辊，而该第三压辊的转动方向与该第一压辊的转动方向相同。该处理模块可例如为可编程控制器(Programmable Logic Controller, PLC)。如上所述，本专利技术的塑料片材生产设备的控制系统主要是使塑料片材生产设备实现塑料片材的挤出温度和压力保持恒定，而且挤出塑料均匀平滑，保证后续制程压制的塑料片材密度均匀，片材表面平整，而且无滚压条纹，并且在塑料片材牵拉与收卷的时候，通过转矩闭合控制使塑料片材生产设备控制好牵拉与收紧力度，防止拉断料或收卷松散的现象，如此，即可保证生产的塑料片材的质量，此外，使塑料片材生产设备实现总线控制，简化安装配线，而且，采用人机界面，各种机构故障问题可以数字化形式在人机界面反映出来，使问题发现和排查简便化，有利于安装和检修维护。附图说明图1为显示为塑料片材生产设备的结构示意图。图2为显示本专利技术的塑料片材生产设备的控制系统的方块示意图。元件标号说明 10螺杆筒加热单元 11螺杆挤出单元12熔体泵13第一压辊14第二压辊15第三压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑料片材生产设备的控制系统，其中，所述塑料片材生产设备包括螺杆筒加热单元、螺杆挤出单元、熔体泵、依序排列的第一压辊、第二压辊与第三压辊、牵引辊以及收卷辊，其特征在于，所述塑料片材生产设备的控制系统包括：人机界面，用以提供控制参数的设定，其中，所述控制参数至少包括加热温度给定值、挤出压力给定值、熔体泵转速给定值、压辊同步线速度给定值、第一压辊系数、第二压辊系数、第三压辊系数、牵引张力值、牵引辊半径、收卷张力值、收卷辊半径、片材厚度值；温度传感器，设置在所述螺杆筒加热单元的螺杆筒处，且用以采集所述螺杆筒加热单元的加热温度实际值；压力传感器，设置在所述螺杆挤出单元的挤出模头的塑料片材进料处，且用以采集所述螺杆挤出单元的挤出压力实际值；处理模块，分别连接所述人机界面、所述温度传感器以及所述压力传感器，并用以传输所述人机界面所设定的控制参数，且用以分别计算所述温度传感器所采集的加热温度实际值与所述人机界面所设定的加热温度给定值的温度偏差值、所述压力传感器所采集的挤出压力实际值与所述人机界面所设定的挤出压力给定值的压力偏差值，并分别将所计算的温度偏差值与压力偏差值进行PID运算，以分别得出所需的加热输出量与输出频率量，并将加热输出量输出予螺杆筒加热单元加热螺杆筒；多个编码器，分别设置在所述熔体泵、第一压辊、第二压辊、第三压辊、牵引辊以及收卷辊的驱动电机轴处，且用以分别采集所述第一压辊、第二压辊、第三压辊、牵引辊以及收卷辊的转速值；第一变频器，用以接收所述处理模块所得到的输出频率量，以对所述螺杆挤出单元的驱动电机进行闭环控制，使得所述螺杆挤出单元按挤出压力给定值运转；第二变频器，连接设置在熔体泵中的编码器，用以计算对应熔体泵的编码器所采集的转速值与所述处理模块所传输的转速给定值的差值，以得到转速偏差值，以所述转速偏差值对熔体泵的驱动电机进行转速闭环控制，使得所述熔体泵按熔体泵转速给定值运转；第三变频器，连接设置在第一压辊中的编码器，用以将对应第一压辊的编码器所采集的转速值与所述处理模块所传输的第一压辊系数相乘，计算得出第一压辊线速度实际值，并计算所述第一压辊线速度实际值与所述处理模块所传输的压辊同步线速度给定值的差值，以得到第一线速度偏差值，以所述第一线速度偏差值对第一压辊的驱动电机进行速度闭环控制，使得所述第一压辊按所述压辊同步线速度给定值运转；第四变频器，连接设置在第二压辊中的编码器，用以将对应第二压辊的编码器所采集 的转速值与所述处理模块所传输的第二压辊系数相乘，计算得出第二压辊线速度实际值，并计算所述第二压辊线速度实际值与所述处理模块所传输的压辊同步线速度给定值的差值，以得到第二线速度偏差值，以所述第二线速度偏差值对第二压辊的驱动电机进行速度闭环控制，使得所述第二压辊按所述压辊同步线速度给定值运转；第五变频器，连接设置在第三压辊中的编码器，用以将对应第三压辊的编码器所采集的转速值与所述处理模块所传输的第三压辊系数相乘，计算得出第三压辊线速度实际值，并计算所述第三压辊线速度实际值与所述处理模块所传输的压辊同步线速度给定值的差值，以得到第三线速度差值，以所述第三线速度偏差值对第三压辊的驱动电机进行速度闭环控制，使得所述第三压辊按所述压辊同步线速度给定值运转；第六变频器，连接设置在牵引辊中的编码器，用以依据所述处理模块所传输的牵引张力值以及牵引辊半径，并配合第一计算规则，计算得到牵引辊转矩给定值，并在控制牵引辊的驱动电机恒磁通条件下测量转子电流，且搭配依据对应牵引辊的编码器所采集的转速值，计算得到牵引辊转矩实际值，并计算所述牵引辊转矩实际值与所述牵引辊转矩给定值的差值，以得到牵引辊转矩偏差值，以所述牵引辊转矩偏差值对牵引辊的驱动电机进行转矩闭环控制，使得所述牵引辊按牵引辊转矩给定值运转；以及?第七变频器，连接设置在收卷辊中的编码器，用以对收卷辊转动周数进行计数，以得到收卷辊转动周数值，并搭配依据所述处理模块所传输的的收卷张力值、收卷辊半径以及片材厚度，且配合第二计算规则，计算得到收卷辊转矩给定值，并在控制收卷辊的驱动电机恒磁通条件下测量转子电流，且搭配依据对应收卷辊的编码器所采集的转速值，计算得到收卷辊转矩实际值，并计算所述收卷辊转矩实际值与所述收卷辊转矩给定值的差值，以得到收卷辊转矩偏差值，以所述收卷辊转矩偏差值对收卷辊的驱动电机进行转矩闭环控制，使得所述收卷辊按收卷辊转矩给定值运转。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林星华，
申请(专利权)人：中达电通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：