专利名称：高精度内冷自动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及塑料吹膜机组，特别是塑料吹膜机组的内冷系统。二、 背景技术塑料吹膜机组内冷自动控制系统的作用有两个，其一是可以自动控制膜 泡的大小，从而保证制品幅宽的精度，其二可以提高膜的冷却速度。重包装膜的幅宽较小， 一般为550mra，也就是膜泡直径仅为175mm。膜泡小意味着 储气量小，而要达到较好的冷却效果，则换气量要达到很高。重包装机组内 冷控制的难点正是在于，在上述的基本条件下，在保证较好的冷却效果的同 时，要自动控制制品的幅宽精度，幅宽精度的高低，直接影响到制品得厚度 精度、收巻的效果以及后续印刷的效果；并且幅宽精度高可以节约原料，进 而大大降低成本。目前国内的内冷自动控制系统一般仅能达到误差在土5ram 以内的水平，并且在这一精度范围内的稳定性较差，不能达到重包装膜的精 度要求，精度差，必然导致产品合格率低，浪费原料，增加成本。三
发明内容
本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种高精度自动控制系统，冷 却效果好且幅宽精度高，操作简单，运行可靠。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是高精度内冷自动控制系 统，物料经挤出机、机头加工挤出后形成膜泡，经人字板夹扁，由上牵引辊 牵出，机头内有进风风道和排风风道分别与进风风机和排风风机连通，膜口 处有进风口和出风口，进风风机和排风风机均为变频式风机，排风风机转速 根据生产工艺给定一固定的给定值，在膜泡冷却线上方一周安置三至六个超 声波传感器，通过测量采集超声波传感器至膜泡的距离信号，将信号传送至 控制器(例如PLC)，经控制器计算得出膜泡幅宽实际值，将膜泡幅宽实际值
与幅宽给定值进行比较，其差值经过PI调节器进行PID运算，输出控制信 号至进风风机变频器，变频器控制进风风机的转速，使进风风量与排风风量 始终保持平衡。
所述超声波传感器均布在膜泡冷却线上方一周上，控制器将超声波传感
器测得的数值通过取平均值，计算得出膜泡直径。
所述进入模拟量通道的超声波传感器的检测信号，由软件编程对其进行
预处理，滤除误差信号。
所述放大器为比例积分(PI)调节器，而且是完全由软件编程实现的。 所述超声波传感器为检测精度高且抗干扰性能强的超声波传感器。 所述操作台为触摸屏，控制器、变频器及触摸屏之间的数据传输采用通
讯传输。
本发明系统在硬件上由进风风机、排风风机、变频器、超声波传感器、 控制器(例如PLC)、触摸屏组成，通过软件编程进行信号处理和比例积分运 算等工作。本发明采用双变频结构，进风风机和排风风机均采用变频电机， 由变频器直接控制，不同于以往的蝶阀结构，不存在动作死区。检测精度高 且抗干扰性能好的超声波传感器数量由原来的一个改为多个，将检测信号取 平均值作为膜泡直径的测量信号从而使某一传感器瞬间产生的误差被均分 縮小化，同时使膜泡整体位移所造成的误差被抵消。软件控制部分对每个进 入模拟量通道的超声波传感器的检测信号进行预处理，使得传感器检测到的 误差信号被彻底滤除。放大器的功能完全由软件编程实现，取代控制放大板 (硬件)，并且将通常多采用的比例(P)调节器改进为比例积分(PI)调节 器，选择最佳P、 I值，调节状况更为理想，在因操作等原因引起膜的直径 突变时，可以更快地恢复到稳定状态。系统全部信号均由控制器进行数字化 处理，数字化处理后可以排除干扰，保证运算精度，提高控制精度。并且， 万一控制系统出现问题，只需接上电脑，就可以确定发生问题的原因，检修 和维护相当方便。触摸屏、控制器、变频器之间的数据传输由通讯来完成， 数据传输可靠，节省接线，减少故障点，制品幅宽的设定值、实际值、进风 及排风风机的控制和运行数据、P值、I值等等均可以在触摸屏上设置及显示，更加方便于操作。
本发明控制系统操作和使用简单，维护方便，运行稳定可靠，其最大的 特点就是控制方案先进，控制算法独特，控制精度高。经在重包装吹膜机组
上试验，最终达到了制品幅宽的精度误差在士3mm(幅宽为550mm)以内这一 国际先进水平，为用户节约了大量原材料，大大降低了生产成本。本发明主 要适用于重包装吹膜机组上，也可广泛应用于对制品幅宽精度要求很高的塑 料吹膜机组上。
四
图l为本发明结构示意图。 图2为本发明控制原理框图。
五具体实施方式
如图l所示的高精度内冷自动控制系统，硬件上由变频进风风机l、变
频排风风机2、变频器3、超声波传感器4、控制器5 (例如PLC)、触摸屏6 组成，制品幅宽的设定值、实际值、进风及排风风机的控制和运行数据、P 值、I值等等均可以在触摸屏上设置及显示，更加方便于操作。
工作时控制原理如图2所示，物料经挤出机15、机头7加工挤出后形成 膜泡12，经人字板13夹扁，由上牵引辊14牵出，机头7内有进风风道8 和排风风道9，膜口处有进风口 IO和出风口 11，排风风机转速根据生产工 艺给定一固定的给定值，在膜泡冷却线上方一周安置三至六个德国倍加福的 超声波传感器4，通过测量采集超声波传感器至膜泡的距离信号，将信号传 送至控制器5 (例如PLC)，对每个进入模拟量通道的超声波传感器的反馈信 号进行预处理，使得传感器检测到的误差信号被彻底滤除，再经控制器计算 得出膜泡幅宽实际值，将膜泡幅宽实际值与幅宽给定值进行比较，其差值经 过(PI)调节器进行PID运算，选择最佳P、 I值，通讯输出控制信号至进
风风机变频器，变频器控制进风风机的转速，使进风风量与排风风量始终保 持平衡，使膜泡12始终处于非常稳定的状态。系统全部信号均由控制器进 行数字化处理，数字化处理后可以排除干扰，保证运算精度，提高控制精度。 程序片段举例-
内冷程序片段(C语言):
llinclude 〈bur/plctypes. h〉 #include 〈bur/plc. h> #include 〃myiib—typ. h〃 #include 〃globa!_typ. h〃 typedef struct
int test—enable;
}test一typ;
/*变量淀义*/
_GL0BALINTAI774—1—01， AI774—1—02, AI774—1_03， AI774—1—04;—GLOBALINTA0352_01，A0352—2;
—GLOBALUINTUltrSet[20]，UltrGet[10];
—GLOBALINT xO， xl, yO， yl, maxnumber, calDia_tempt, dia_ctr;—GLOBALINTdiameter—set;
_GL0MLINTdiaraeter_act， diameter—actl;
_GL0MLmotor_typMotor;
_GL0BALunsigned shortUltraEna;
_GL0BALMax—SarapleJudge_typmaxsample;
_GL0MLINTCom—Diet;
_L0CALthresholddat—typthreshold[4];
_L0CALINT filterst印1[4]，filterst印2[4]， filterst印3[4]
_L0CALavedat一typavedat[4];
_L0CALINTkp， ki， kd;
/*具体功能实现*/
—INIT void init()
for(il=0; il<4; il++)
threshold[il]. threshold = 2000; threshold[il]. type : 0; threshold[il], continue_exceedmax : 6; avedat[il]. enable = 1;
avedat[i1]. number = 20; avedat[il]. removeNumber = 0; periodctr[il], period—number = 1;
UltrSet[l]=50;
UltrSet[2]二 400;
UltrSet[3]=50;
UltrSet[4]=400;
UltrSet[5]=50;
UltrSet[6]=400;
UltrSet [7]=50;
UltrSet[8]=400;
—CYCLIC void cyclic(void)
for (il=0; il〈4; il++)
threshold[il]. continue_exceedmax = UltrSet[13]; avedat[il]. number = UltrSet[14];
threshold[O]. input = AI774—1_01; threshold[l]. input = AI774—1—02; threshold[2]. input = AI774—l一03; threshold[3]. i叩ut = AI774丄04; for(il=0; il<4; il++)
thresholdfi1ter(&threshold[il]);
filterstepl[il] = threshold[il]. i叩utarray[O];
avedat
. current = filterstepl
; avedat[l]. current = filterstepl[1]; avedat[2]. curreivt = filterstepl [2]; avedat[3]. current 二 filterstepl[3]; for(il=0; il〈4; il++)
<formula>formula see original document page 8</formula>
本发明经过在重包装吹膜机组上试验，取得令人十分满意的效果，最终 达到了制品幅宽的精度误差在士3mm(幅宽为550ram)以内这一国际先进水平， 为用户节约了大量原材料，大大降低了生产成本。
权利要求
1、高精度内冷自动控制系统，物料经挤出机、机头加工挤出后形成膜泡，经人字板夹扁，由上牵引辊牵出，机头内有进风风道和排风风道分别与进风风机和排风风机连通，膜口处有进风口和出风口，其特征是进风风机和排风风机均为变频式风机，排风风机转速根据生产工艺给定一固定的给定值，在膜泡冷却线上方一周安置三至六个超声波传感器，通过测量采集超声波传感器至膜泡的距离信号，将信号传送至控制器，经控制器计算得出膜泡幅宽实际值，将膜泡幅宽实际值与幅宽给定值进行比较，其差值经过放大器进行PID运算，输出控制信号至进风风机变频器，变频器控制进风风机的转速，使进风风量与排风风量始终保持平衡。
2、 根据权利要求1所述的高精度内冷自动控制系统，其特征是超声 波传感器均布在膜泡冷却线上方一周上，控制器将超声波传感器测得的数值 通过取平均值，计算得出膜泡直径。
3、 根据权利要求1所述的高精度内冷自动控制系统，其特征是进入 模拟量通道的超声波传感器的检测信号，由软件编程对其进行预处理，滤除 误差信号。
4、 根据权利要求1所述的高精度内冷自动控制系统，其特征是放大 器为比例积分(PI)调节器，而且是完全由软件编程实现的。
5、 根据权利要求1所述的高精度内冷自动控制系统，其特征是超声 波传感器为检测精度高且抗干扰性能强的超声波传感器。
6、 根据权利要求1所述的高精度内冷自动控制系统，其特征是触摸 屏、控制器、变频器之间的数据传输采用通讯方式传输。
全文摘要
本发明涉及密炼机。高精度内冷自动控制系统，进风风机和排风风机均为变频式风机，排风风机转速根据生产工艺给定一固定的给定值，在膜泡冷却线上方一周安置三至六个超声波传感器，通过测量采集超声波传感器至膜泡的距离信号，将信号传送至控制器，经控制器计算得出膜泡幅宽实际值，将膜泡幅宽实际值与幅宽给定值进行比较，其差值经过放大器进行PID运算，输出控制信号至进风风机变频器，变频器控制进风风机的转速，使进风风量与排风风量始终保持平衡。本发明控制系统操作和使用简单，维护方便，运行稳定可靠，其最大的特点就是控制精度高，能够为用户节约了大量原材料，大大降低了生产成本。
文档编号B29L7/00GK101337429SQ20081001273
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月6日 优先权日2008年8月6日
发明者任允通, 刘正梅, 王冬梅, 贾连东, 闫志国 申请人:大连橡胶塑料机械股份有限公司