一种可自动平衡压力的塑料复合纤维生产设备的制作方法

本发明涉及一种塑料复合纤维生产设备，特别是一种可自动平衡压力的塑料复合纤维生产设备。

背景技术：

塑料复合纤维生产设备是一种用于加工塑料复合纤维表面的保护层的设备，传统的塑料复合纤维生产设备没有压力闭环控制，需要根据压力表显示值，人工手动调整加料速度来控制复合纤维树脂熔体模具中的压力，由于人工控制，因此在塑料复合纤维生产过程中，需要工作人员时刻待于设备旁边，严重浪费人力和时间，且人工控制的调节速度极慢，无法满足实时调整的需求，易引起模具内部压力失控，料体熔化后无法均匀覆盖于塑料复合纤维表面，导致成品过粗或过细的情况，影响产品生产质量，随着压力无法自动平衡，极易导致设备出现故障，存在严重的安全隐患。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可自动平衡压力的塑料复合纤维生产设备，它能够在模具内部压力失控时能够自动平衡压力，保证产品生产质量，以及保证设备运行时的稳定性，杜绝安全隐患。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

本发明公开一种可自动平衡压力的塑料复合纤维生产设备，包括机身，其特征在于：所述机身上设有一加热缸体以及与加热缸体相连接的主螺杆电机；所述主螺杆电机连接有螺杆变频器；所述加热缸体上方设有主加料装置、侧加料装置；所述主加料装置上设有主加料电机，侧加料装置上设有侧加料电机；所述主加料电机连接有主加料变频器，侧加料电机连接有侧加料变频器；所述加热缸体通过模具连接结构连接有树脂熔体模具；所述模具连接结构上设有压力传感器；所述树脂熔体模具上设有与其相匹配的模具升降伺服电机；所述模具升降伺服电机连接有模具升降伺服驱动器；所述树脂熔体模具连接有超声波传感器；所述树脂熔体模具一侧设有放卷机构，另一侧设有冷却装置；所述冷却装置一侧设有张紧装置；所述张紧装置一侧设有主牵引装置；所述主牵引装置上设有主牵引电机；所述主牵引电机连接有主牵引变频器；所述机身上设有可编程逻辑控制器。

所述加热缸体内设有加热器。

所述主牵引装置内设有与其相匹配的切粒装置；所述切粒装置连接有切粒电机。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，采用本发明结构的可自动平衡压力的塑料复合纤维生产设备可通过双闭环控制方式自动对压力进行平衡，使得系统更加稳定，解决成品偏细或者偏粗的问题，最大程度上提高了产品稳定性，保证了塑料复合纤维的生产质量和设备的稳定运行，提高设备使用寿命，并杜绝了生产中存在的安全隐患。

附图说明

图1是本发明可自动平衡压力的塑料复合纤维生产设备的结构示意图；

图2是本发明可自动平衡压力的塑料复合纤维生产设备的模块示意图；

图3是本发明可自动平衡压力的塑料复合纤维生产设备的局部的模块示意图；

图4是本发明可自动平衡压力的塑料复合纤维生产设备双闭环控制时的模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

请参阅图1至图4，本发明提供一种可自动平衡压力的塑料复合纤维生产设备，包括机身1，所述机身1上设有一加热缸体2以及与加热缸体2相连接的主螺杆电机3；所述主螺杆电机3连接有螺杆变频器；所述加热缸体2上方设有主加料装置4、侧加料装置5；所述主加料装置4上设有主加料电机6，侧加料装置5上设有侧加料电机7；所述主加料电机6连接有主加料变频器，侧加料电机7连接有侧加料变频器；所述加热缸体2通过模具连接结构8连接有树脂熔体模具9；所述模具连接结构8上设有压力传感器10；所述树脂熔体模具9上设有与其相匹配的模具升降伺服电机11；所述模具升降伺服电机11连接有模具升降伺服驱动器；所述树脂熔体模具9连接有超声波传感器12；所述树脂熔体模具9一侧设有放卷机构13，另一侧设有冷却装置；所述冷却装置一侧设有张紧装置14；所述张紧装置14一侧设有主牵引装置15；所述主牵引装置15上设有主牵引电机16；所述主牵引电机16连接有主牵引变频器；所述机身1上设有可编程逻辑控制器。

所述加热缸体2内设有加热器。

所述主牵引装置15内设有与其相匹配的切粒装置；所述切粒装置连接有切粒电机17。

本发明的使用方法如下：

在使用前先将未加工的塑料复合纤维放置于放卷机构上，然后使塑料复合纤维依次穿过树脂熔体模具9、冷却装置、张紧装置14以及主牵引装置15，依靠主牵引电机16的驱动带动塑料复合纤维不断输送，依靠张紧装置14的张紧效果使输送中的塑料复合纤维始终处于张紧状态。

系统启动之后，主加料电机6和侧加料电机7启动，主加料装置4与侧加料装置5开始向加热缸体2内部加料，当加料时间到时，即刻停止加料，开始加料的同时，加热系统开启，当系统加热到预设阀值的时候，开始温度平衡计时，当到预设平衡时间，开启主螺杆电机3，使得加热缸体2内部的树脂熔体挤到树脂熔体模具9内部，此时开启第一环pid闭环控制控制，实时调节主加料电机6速度，系统压力反馈到达预设调节值时，系统自动pid调节至模具压力平衡状态。当系统出现不稳定因素，使得系统压力超过上限且超声波传感器检测树脂熔体到达预设阀值，此时可编程逻辑控制器调度升降伺服开始介入工作，自动实时调节模具升降伺服电机11，从而调节树脂熔体模具9内部容积，通过增加树脂熔体模具9容积而降低树脂熔体模具9内部压力，并且系统主动降低主加料电机6或者关闭主加料电机6，待到系统压力值回到预设上限以内之后，系统主动退出调节升降模具干预系统，使得系统快速趋于稳定。

多个闭环调节设计主要是系统加工材料所决定，因为系统调节因素是树脂熔体，响应速度较慢，而第一闭环调节是pid算法调节，需要系统较高的响应速度，熔体pid调节的时候容易出现因为响应滞后问题导致系统不稳定，使得系统会出现长时间超限的现象，所以增加第二环闭环保护，使得第一环调节出现超限时候，第二环闭环干预，使得系统能快速调节到平衡稳定状态，让整个系统稳定，保证设备正常运转，同时也保证了产品加工的稳定性。

当熔化后的树脂熔体在树脂熔体模具内均匀覆盖在塑料复合纤维表面后，在主牵引装置15的牵引下，进入到冷却装置，此时树脂熔体被冷却，随后进行输送，最后可通过切粒电机17驱动切粒装置对加工好的塑料复合纤维进行切粒处理。

综上所述可知，本发明可通过双闭环控制方式自动对压力进行平衡，使得系统更加稳定，解决成品偏细或者偏粗的问题，最大程度上提高了产品稳定性，保证了塑料复合纤维的生产质量和设备的稳定运行，提高设备使用寿命，并杜绝了生产中存在的安全隐患。

主加料电机6用于实时调节进料量，用于控制树脂熔体模具9内的压力调节。

压力传感器10用于树脂熔体模具9中压力值的实时检测，将采集到的压力值与可编程逻辑控制器内部设置的压力比较值、压力上限阈值、压力下限阈值，将压力反馈值作为第一闭环调节因素，根据压力值的变化，可编程逻辑控制器实时调节进料速度，达到平衡压力控制的目的。

所述可编程逻辑控制器中预设有压力上限阈值和压力下限阈值。

当所述压力传感器10实测到的树脂熔体模具中压力值超过所述压力上限阈值时，可编程逻辑控制器实时调低主加料变频器频率，从而降低主加料电机6的转速，使进料量减少，从而降低树脂熔体模具9内部压力.

当所述压力传感器10实测到的树脂熔体模具9中压力值低于所述压力下限阈值时，可编程逻辑控制器实时调高主加料变频器频率，从而升高主加料电机6的转速，使进料量增加，从而升高树脂熔体模具9内部压力。

超声波传感器12用于检测树脂熔体模具9中压力长时间超限时，树脂熔体模具9内部熔体的液位则会到达系统所设定的保护阈值，此时可编程逻辑控制器启动第二环闭环干预控制。

模具升降伺服驱动器和模具升降伺服电机11，是第二环闭环调节的主要部件，可编程逻辑控制器根据熔体液位的超限高度实时调整模具升降伺服电机11，从而增加树脂熔体模具体积容量，从而降低其内部压力。