专利名称：一种挤出机压力闭环控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及塑料生产设备领域，特别是一种挤出机压力闭环控制装置。
背景技术：
“溶体泵压力控制”技术是一项正在推广的塑料生产领域的节能增效技术，通过对模具前的溶体泵的速度控制以使主机内的溶体达到恒定的压力，从而使主机能稳定地挤出恒定的熔体塑胶。稳定的挤出量控制，可以保证产品“米重”的相对恒定，从而保证产品壁厚的均匀。由于壁厚的均匀，在节省了材料消耗的同时又保证了产品的质量。但目前这种溶体泵的压力控制都是通过PLC编写PID算法实现的。PLC控制系统相对价格较高，很难在
中小企业里推广。
实用新型内容本实用新型提供一种挤出机压力闭环控制装置，以解决现有技术存在结构复杂的技术问题。采用的技术方案如下一种挤出机压力闭环控制装置，包括模头压力目标值设定器、信号偏差值计算器、溶体压力传感器、PID运算器、溶体泵驱动器和溶体泵，所述信号偏差值计算器设有第一输入端、第二输入端和输出端，模头压力目标值设定器与信号偏差值计算器的第一输入端连接，溶体压力传感器的输出端与信号偏差值计算器的第二输入端连接，信号偏差值计算器的输出端与PID运算器的输入端连接，PID运算器的输出端与溶体泵驱动器的输入端连接，溶体泵驱动器的输出端与溶体泵的速度控制端连接，溶体压力传感器的检测端设置在溶体泵的出口。进一步的，所述PID运算器为PID运算压力表。进一步的，所述PID运算器设置在溶体泵驱动器内，为溶体泵驱动器的内置PID调节器。进一步的，还包括与所述PID运算器连接的外置使能开关，所述溶体泵驱动器包括内置的PID预算器，以及与内置PID预算器连接的内置使能开关，所述挤出机压力闭环控制装置还包括与外置使能开关及内置使能开关连接的选择器。本实用新型低成本地实现了对溶体泵的压力控制，在节省了材料消耗的同时又保证了产品的质量，利于在中小企业推广“溶体泵压力控制”技术，提高节能增效水平。
图I是实施例I的系统结构示意图；图2是实施例2的系统结构示意图；图3是PID控制原理图；图4是本实施例的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。实施例一如附图I所示为一种挤出机压力闭环控制装置，包括模头压力目标值设定器I、信号偏差值计算器2、溶体压力传感器3、PID运算压力表4、溶体泵驱动器5和溶体泵6，所述信号偏差值计算器2设有第一输入端、第二输入端和输出端，模头压力目标值设定器I与信号偏差值计算器2的第一输入端连接，溶体压力传感器3的输出端与信号偏差值计算器2的第二输入端连接，信号偏差值计算器2的输出端与PID运算压力表4的输入端连接，PID运算压力表4的输出端与溶体泵驱动器5的输入端连接，溶体泵驱动器5内设有变频器，其输出端与溶体泵6的速度控制端连接，通过变频器控制溶体泵6的速度，溶体压力传感器3的检测端设置在溶体泵6的出口。 在生产过程中，通过溶体压力传感器3检测溶体泵6内的溶体压力，然后通过信号偏差值计算器2将压力偏差电信号反馈给PID运算压力表4进行PID运算，PID运算压力表4将来自溶体压力传感器3的压力反馈信号与目标压力给定值比较运算，经过运算其结果作为频率指令输出到溶体泵驱动器5，进而改变溶体泵6的速度，控制量溶体压力也随着溶体泵6的速度发生线性的变化，最终达到目标压力值。溶体泵6的转速使出口压力保持一定。即当挤出机加速，溶体泵6的溶体压力升高时，压力表使溶体泵驱动器5的变频器输出频率增加，溶体泵6加速，使溶体压力减小；反之，当挤出机减速，溶体泵6的溶体压力降低时，PID运算压力表4使溶体泵驱动器5的变频器输出频率降低，溶体泵6减速，使溶体压力增加。实施例二 如图2所示为一种挤出机压力闭环控制装置，包括模头压力目标值设定器I、信号偏差值计算器2、溶体压力传感器3、溶体泵驱动器5和溶体泵6，溶体泵驱动器5内置PID调节器，所述信号偏差值计算器2设有第一输入端、第二输入端和输出端，模头压力目标值设定器I与信号偏差值计算器2的第一输入端连接，溶体压力传感器3的输出端与信号偏差值计算器2的第二输入端连接，信号偏差值计算器2的输出端与溶体泵驱动器5内置的PID调节器的输入端连接，溶体泵驱动器5内设有变频器，其输出端与溶体泵6的速度控制端连接，通过变频器控制溶体泵6的速度，溶体压力传感器3的检测端设置在溶体泵6的出口。在生产过程中，通过溶体压力传感器3检测挤出机溶体泵6内的溶体压力，然后将压力偏差电信号直接反馈给溶体泵驱动器5，由溶体泵驱动器5内置PID调节器将来自压力传感器的压力反馈信号与给定压力目标值比较运算，经过运算后直接输出新的速度值，改变溶体泵6的速度，最终达到目标压力值。在整个闭环控制中省去了压力表。PID (比例-积分-微分)控制器作为最早实用化的控制器已有70多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。以上两种实施方案都是通过设置PID参数实现整个闭环控制的，为了增加设备的稳定性。本实用新型的实施例三将两种控制方式结合在一起。实施例三的PID控制的原理示意图见图3。PID控制的原理是相同的，PID控制至少需要两种信号目标信号和反馈信号。这里所说的目标信号是某物理量预期稳定值所对应的电信号，亦称目标值或给定值；而该物理量通过传感器测量到的实际值对应的电信号称为反馈信号，亦称反馈量或当前值。增加PID运算器4连接的外置使能开关，以及内置PID调节器连接的内置使能开关，通过对PID运算压力表4和溶体泵驱动器5内变频器的功能参数设置使各自的PID功能有效或无效。当PID运算压力表4功能有效时，由PID运算压力表4的电路(即图I电路)决定运行频率；当内置PID调节器功能有效时，由溶体泵驱动器5的电路(即图2电路)决定运行频率。动作选择开关和反馈信号切换开关均由功能参数的设置决定其工作状态。故通过增加与外置使能开关和内置使能开关连接的选择器，便可选择其中一种控制方式。当一种控制方式出现故障时，可快速切换到另一种控制方式。从而减少了故障 停机率又保证了产品的质量。溶体泵闭环控制电路图见图4。其中闭环控制主要参数设置F0-03=8 ;主频率源选择PIDR)_04=3 ;辅助频率源选择AI2F0-07=2 ;频率源切换(主频率源与辅助频率切换)F4-02=18 ;DI3定义为频率切换(SA0选择驱动器PID模式或压力表PID控制模式)FA-OO=O ；PID给定值定义PID键盘给定FA-Ol=O. 0% 100% ；PID 给定值FA-02=0 ；PID反馈源选择All，压力反馈值FA-03=1 ；PID 反作用FA_05=20 ;比例系数FA_06=2 ;积分系数FA-07=0 ;微分系数P、I、D参数的设置是相辅相成的，具体设置应根据运行现场进行如下细调被控物理量在目标值附近振荡，首先加大积分时间I，如仍有振荡，可适当减小比例增益P。被控物理量在发生变化后难以恢复，首先加大比例增益P，如果恢复仍较缓慢，可适当减小积分时间I，还可加大微分时间D。
权利要求1.一种挤出机压力闭环控制装置，其特征在于，包括模头压力目标值设定器、信号偏差值计算器、溶体压力传感器、PID运算器、溶体泵驱动器和溶体泵，所述信号偏差值计算器设有第一输入端、第二输入端和输出端，模头压力目标值设定器与信号偏差值计算器的第一输入端连接，溶体压力传感器的输出端与信号偏差值计算器的第二输入端连接，信号偏差值计算器的输出端与PID运算器的输入端连接，PID运算器的输出端与溶体泵驱动器的输入端连接，溶体泵驱动器的输出端与溶体泵的速度控制端连接，溶体压力传感器的检测端设置在溶体泵的出口。
2.根据权利要求I所说的挤出机压力闭环控制装置，其特征在于，所述PID运算器为PID运算压力表。
3.根据权利要求I所述的挤出机压力闭环控制装置，其特征在于，所述PID运算器设置在溶体泵驱动器内，为溶体泵驱动器的内置PID调节器。
4.根据权利要求I所述的挤出机压力闭环控制装置，其特征在于，还包括与所述PID运算器连接的外置使能开关，所述溶体泵驱动器包括内置的PID预算器，以及与内置PID预算器连接的内置使能开关，所述挤出机压力闭环控制装置还包括与外置使能开关及内置使能开关连接的选择器。
专利摘要本实用新型涉及塑料生产设备领域，特别是一种挤出机压力闭环控制装置，包括模头压力目标值设定器、信号偏差值计算器、溶体压力传感器、PID运算器、溶体泵驱动器和溶体泵，模头压力目标值设定器与信号偏差值计算器的第一输入端连接，溶体压力传感器的输出端与信号偏差值计算器的第二输入端连接，信号偏差值计算器的输出端与PID运算器的输入端连接，PID运算器的输出端与溶体泵驱动器的输入端连接，溶体泵驱动器的输出端与溶体泵的速度控制端连接，溶体压力传感器的检测端设置在溶体泵的出口。本实用新型低成本地实现了对溶体泵的压力控制，在节省了材料消耗的同时又保证了产品的质量。
文档编号B29C47/92GK202462853SQ201220034669
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者陈佑伦, 黄彦淇, 黄正雄 申请人:广东联塑机器制造有限公司