操作有稳定温度重新设置装置的挤压机温度控制器的方法

专利名称：操作有稳定温度重新设置装置的挤压机温度控制器的方法
技术领域：
本发明涉及一种用来操作用于挤压设备带有稳定温度重新设置装置的挤压机温度控制器的方法。具体地说，本发明涉及一种用来操作挤压机温度控制器以控制熔化压出物的温度的方法，其中当对于在挤压机系统的最大能力处或靠近其的热交换装置产生一个控制输出驱动器信号时，把控制警报延迟一个预定时间。
背景技术：
挤压设备常常用在塑料或其它工业中，以便把塑料或其它材料连续地熔化、混合、成形、及固化成希望形状。典型的挤压设备包括一个同轴装在一个加热、圆柱形筒内的转动螺杆。螺杆在筒内转动，并且驱动诸如塑料之类的材料穿过筒。强迫挤压材料穿过在筒端处的一个模具或小孔。当挤压材料离开加热筒时发生的温度降，允许材料按由模具轮廓确定的模压形状固化。
必需控制在挤压机筒内的挤压材料或塑料的温度，从而尽可能靠近希望温度保持。能操作一个挤压机筒，以在三个条件的一个或多个下控制挤压材料在筒内的温度。一个挤压机筒能(1)把热量添加到材料上，(2)从材料抽取热量，或(3)保持材料的热量。当在一种其中当在挤压机筒中处理材料时来自创建的挤压材料摩擦的热量近似等于从挤压机筒的热量损失时的速度下，操作挤压机时，保持挤压材料温度的第三条件出现。这种没有热量获得或损失的状态称作“绝热”状态。
大多数挤压设备带有多个热交换区。每个热交换区的温度能独立地控制，从而一个或多个热交换区加热正在处理的材料，同时保持热交换区处于绝热状态或正在冷却挤压材料。常见的是，在经模具挤压材料之前，靠近挤压机筒端的热交换区用来冷却挤压材料。这种过程允许挤压材料在存在模具时迅速固化。挤压机筒典型地具有八个热交换区，但区的数量能变化。
挤压机设备借助于热交换元件能控制其挤压机筒的温度。挤压机筒由包含热交换元件的一个壳体包围。热交换元件能是(1)增大挤压机筒温度的诸如电阻性加热器之类的加热器和(2)用来循环水或另一种冷却剂以便降低挤压机筒温度的冷却管。能使用另外的热交换元件。例如，冷却结构能是一个带有把空气循环过翅片的鼓风机的装翅片壳体。
诸如热电偶之类的传感器定位在挤压机筒中以发出在传感器位置处的温度的信号。通常提供每个筒区两个热电偶，并且彼此电气隔离。一个第一热电偶称作对的“A”热电偶，并且放置在挤压机筒的内表面处。一个第二热电偶称作对的“B”热电偶，并且放置在加热器/冷却器壳体的内部。挤压机的每个区类似地装有类似放置的一对热电偶A和B。一种空气冷却挤压机系统也在壳体内部带有B热电偶。
一个挤压机温度控制器从温度传感器接收信号。挤压机温度控制器确定给定热交换区的温度是太冷还是太热，并且如有必要，向适当的热交换元件发信号，以便增加或减少在由控制调节的特定区中的热量。
挤压机筒和热交换元件是吸热装置，并由此引起在通过挤压机温度控制器增大或减小区温度的发信指令之间的延迟。例如，当挤压机温度控制器指令一个加热元件停止施加热量时，存储在加热元件中的能量继续加温挤压筒的该区。这种继续加温使在该区中挤压机筒温度继续升高。在来自挤压机温度控制器的指令发出与来自热交换元件的响应之间的滞后，使挤压筒温度在希望温度附近波动。
授予Gardiner的美国专利No.3,866,669和授予Waterloo的美国专利No.3,751,014都确认挤压机筒温度的波动问题。在Gardiner和Waterloo专利中描述的系统中，一个第一温度探针或热电偶提供代表挤压材料温度的“深”温度测量。一个第二热电偶定位在围绕挤压机筒的壳体内，以提供代表热交换元件的温度的钱”温度测量。来自热电偶对的电信号相结合以提供一个平均值。挤压机温度控制器监视平均值，并且选择性地致动加热和冷却元件，以便把平均值保持在近似等于代表挤压材料的希望温度设置点的温度下。
通过响应正在处理的挤压材料的温度平均值而不是实际温度的挤压机温度控制器的热交换元件的控制，减小温度和/或控制信号波动。这样一种温度波动的一个例子，发生在其中电阻性加热元件施加热量以增大挤压机筒的温度的操作状态期间。在加热元件是通电的同时，浅温度测量高于深温度测量。这种温度差因为浅温度探针定位在启动的加热元件附近而出现。因而，挤压机温度控制器的平均值也大于挤压材料的深测量或实际温度。平均值达到温度设置点，而挤压材料的实际温度仍然在希望温度以下。在平均值达到温度设置点之后而在挤压材料达到希望温度之前，挤压机温度控制器使加热元件失电。存储在加热元件中的热量继续把挤压材料的温度向希望温度升高。这种温度波动也发生在其中挤压材料的温度正在降低的操作状态期间。
在挤压材料已经达到希望温度之前使热交换元件失电，防止挤压材料的温度“超调”希望温度，这能引起不希望的温度波动。这种优点以牺牲控制挤压材料温度的精度降低而实现。更具体地说，由于仅当平均温度值偏离希望温度时挤压机温度控制器才操作以校正温度，所以即使当挤压材料的温度保持在希望升高的温度以下或在希望冷却的温度以上时，挤压机温度控制器也不可能试图调节温度。
授予Faillace的美国重新发行专利Re.31,903描述了一种预期在挤压机筒中的温度变化的挤压机温度控制器。该系统监视平均温度值，以确定何时温度在规定时间长度内已经没有显著变化或何时系统已经“稳定”。一旦系统已经稳定，该挤压机温度控制器就检查由深测量指示的挤压材料的实际温度，并且把实际温度与希望温度相比较。如果实际温度与希望温度显著不同，则该挤压机温度控制器计算和改变温度设置点，从而平均值显得需要温度调节。如果实际挤压材料温度例如太低，则Faillace挤压机温度控制器把设置点升高到希望温度以上。平均值然后在设置点以下，这使挤压机温度控制器调节温度，直到平均值近似等于温度设置点。
挤压机螺杆的转动速度或“螺杆速度”的变化通常在挤压线的启动和关闭期间。然而，转动螺杆速度变化典型地引起在挤压过程中麻烦的热负载变化。这种状态的一个例子发生在吹塑成形法期间，其中当存在模具时模压件堵塞。探测堵塞件的传感器迅速关闭挤压机系统，以便防止进一步堵塞和对模压系统的潜在损坏。在吹塑成形法的正常操作期间的挤压系统以预置速度运行。
在吹塑成形法中的Faillace的重新发行专利的挤压机温度控制器对于每个热交换区分解一个重新设置值。重新设置值与对于该热交换区的温度偏移成比例，这与用于该热交换区的热负载成比例。Faillace挤压机温度控制器对每个热交换区分别分解一个重新设置值。
当使用Faillace重新发行专利的控制器的、用于吹塑成形法的挤压机系统由于堵塞停止时，它典型地在几分钟内重新启动。热交换区在控制中必须稳定的最小时间或“最小重新设置稳定性时间”近似为四分钟。在其期间热交换区从负载阶跃变化，如突然停止状态，恢复的实际时间近似为10至12分钟。因此，在Faillace挤压机温度控制器中的重新设置装置不能响应快得足以补偿待续小于10至12分钟的负载阶跃变化。这种状态的结果是，与在停止下的螺杆速度相比热交换区的温度偏移等于在正常运行螺杆速度下的热负载差。另外，如果挤压机系统保持停止一段允许重新设置致动的时间，如当清理堵塞件并且挤压系统返回正常操作螺杆速度时，则不正确的热交换区温度重新设置值引起温度偏移。这种温度偏移保持，直到一个重新设置值在正常螺杆速度下分解，并且补偿在该螺杆速度下的热负载。在吹塑成形法中的这种状态引起挤压机系统的塑料熔化输出特性的显著变化。这些变化引起吹塑模压制品的重量改变。这种改变能通过引起产品壁厚的变化降低成品质量。这质量变化导致浪费、低效、及不适当费用。
授予Faillace的美国专利Number 5,149,193公开了一种挤压机温度控制器，它在挤压机系统的螺杆速度变化时能预先取得用于热交换区的温度控制设置点。这种挤压机温度控制器响应螺杆速度的变化调节控制设置点，这使得控制器能够预先取得挤压机筒温度和筒中挤压材料温度的有害变化。对于各种螺杆速度预先计算的控制设置点的收集存储，使该挤压机温度控制器通过从存储器检索与当前或实际螺杆速度相对应的控制设置点能够迅速确定适当的控制设置点。预先计算的控制设置点使挤压系统能够避免常常伴随查寻控制设置点以提供希望筒温度的挤压材料的显著温度变化或筒温度波动。
Faillace的193专利的改进控制器允许对于每种轮廓输入热交换区“重新设置值表”在轮廓号码的选择时，也选择对应的重新设置值表。而且，这种控制器的自适应重新设置能力允许深和浅温度控制，使温度设置应用于其中在连续或意外基础上挤压机螺杆速度能变化的塑料挤压过程。在所有操作螺杆速度下这种控制器典型地把筒温度控制保持在1°F的温度稳定性内。这种控制器的自适应重新设置能力在操作螺杆速度的连续或意外变化期间改进挤压机系统的塑料熔化输出。这种能力大地减小在螺杆速度变化已经出现之后稳定热交换区温度控制的时间，并且提高在挤压过程线的启动和关闭期间的产品质量，及减少碎片。
当加热输出达到百分之百时，Faillace的193专利的挤压机温度控制器触发一个控制警报。控制警报重新设置稳定性计时器，并且在三或分钟的预定时间内不会计算一个新重新设置。这种特性没有必要地限制挤压机系统在或靠近百分之百其加热能力下操作。这种控制器当挤压机筒温度稳定时，不会“学习”用于螺杆速度的新重新设置值，而当探测到显著的过程变化时不会清除存储的螺杆速度。
工业缺少一种用来操作于挤压机系统、具有自适应重新设置能力的温度控制器的方法和一种允许挤压机系统在或靠近其最大加热能力下工作的双传感器温度控制器。而且，工业缺少一种用来操作一个当挤压机筒温度稳定时学习用于螺杆速度的新重新设置值并且/或当探测到显著过程变化时清理存储的螺杆速度的控制器的方法。
本发明概述本发明是一种用来操作一个挤压机温度控制器的方法。该方法能包括检测用于在挤压机筒中的挤压机螺杆的实际螺杆速度。挤压机筒带有至少一个热交换装置。该方法然后能涉及多个螺杆速度的索引和存储。存储的螺杆速度的每一个与一个温度重新设置值相对应。然后能进行实际螺杆速度与存储螺杆速度每一个的比较。然后能选择存储的螺杆速度之一。选择的螺杆速度是具有一个大部分算术等效于实际螺杆速度的值的多个存储螺杆速度的成员。选择的步骤检索与选择、存储的螺杆速度相对应的温度重新设置值。能产生一个到热交换装置的控制输出驱动器信号。控制输出驱动器信号响应检索的温度重新设置值。本发明包括，当产生一个到热交换装置的控制输出驱动器信号在或接近最大能力时把控制警报延迟一个预定时间。
附图的简要描述

图1是包括由本发明的方法操作的挤压机温度控制器的挤压机筒的侧剖视图。
图2是在热负载状态下由本发明方法操作的挤压机温度控制器的操作的事件图。
图3是挤压机温度控制器的方块图，该控制器包括带有一个用来把控制警报延迟一个预定时间的装置的、由本发明方法操作的自适应重新设置控制器。
最佳实施例的描述本发明包括一种用来操作一个挤压机温度控制器的方法。该方法包括检测用于在挤压机筒中的挤压机螺杆的实际螺杆速度。挤压机筒带有至少一个热交换装置。该方法然后能涉及多个螺杆速度的索引和存储。存储的螺杆速度的每一个与一个温度重新设置值相对应。进行实际螺杆速度与存储螺杆速度每一个的比较。选择存储的螺杆速度之一然后出现。选择的螺杆速度是具有一个大部分算术等效于实际螺杆速度的值的多个存储螺杆速度的成员。选择的步骤检索与选择、存储的螺杆速度相对应的温度重新设置值。产生一个到热交换装置的控制输出驱动器信号。控制输出驱动器信号响应检索的温度重新设置值。本发明进一步包括，当产生一个到热交换装置的控制输出驱动器信号在或接近最大能力时把控制警报延迟一个预定时间。
用于本发明目的的术语“重新设置值”与螺杆速度相对应，而不是与筒温度相对应。对于稳定的螺杆速度确定一个重新设置值，并且与温度设置点有关地存储在挤压机温度控制器中。对于本发明的希望实施例没有重新设置值的手动输入。重新设置值是零或一个分解值。典型地，在正常操作阶段期间根据在挤压机系统上的热力负载对于每个挤压机筒区分解一个重新设置值。
本发明希望包括一个确定实际螺杆速度的步骤。用来确定实际螺杆速度的步骤能由用来检测挤压机螺杆每单位时间的转数的电子或机电装置执行。一个用来确定实际螺杆速度的适当装置包括适于为挤压机温度控制器提供一个实际螺杆速度输入信号的可买到数字编码器或转速计。
挤压机温度控制器执行存储多个螺杆速度的步骤。一个用来存储的装置必须存储螺杆速度，其中每个存储螺杆速度与对于每个螺杆速度用于每个挤压机筒区的一个具体或实际温度重新设置值相对应。与其对应实际温度重新设置值有关的独立螺杆速度由一个用来输入一个温度重新设置值输入信号的重新设置值信号输入装置输入，该信号代表对于每个存储螺杆速度每个挤压机筒区的希望、实际温度重新设置值。用来存储的装置希望是一个电子存储装置。对于熟悉本发明技术的专业人员，适当的存储装置在先有技术中是已知的，并且能适用于与本发明一起使用。
挤压机温度控制器执行比较多个存储螺杆速度和从其选择的步骤。一个用来比较和选择的装置把实际螺杆速度与多个存储螺杆速度的每个成员相比较。用来比较和选择的装置选择几乎等效于实际螺杆速度的存储螺杆速度。如果用于热交换区的实际温度与用于选择存储螺杆速度的实际温度重新设置值之间的差是显著的，则挤压机温度控制器缺省或选择被选择的、存储螺杆速度。与这种缺省或选择螺杆速度相对应的实际温度重新设置值，由挤压机温度控制器用来导出用于每个挤压机筒区的新温度“个别重新设置值”。
本发明进一步进行产生到一个热交换装置的一个控制输出驱动器信号的步骤。一个用来产生一个控制输出驱动器信号的装置包括一个用来把一个控制输出驱动器信号传输到在挤压机系统的挤压机筒中的每个热交换区的装置。用来产生控制输出驱动器信号的装置响应与缺省螺杆速度相对应的存储温度重新设置值输出信号。用来产生一个控制输出驱动器信号的装置包括一个用来响应用于每个热交换区的修正重新设置值改变控制输出驱动器信号的装置。控制输出驱动器信号控制或操作用于每个热交换区的热交换装置。用来产生一个控制输出驱动器信号的装置典型地编程为，改变到热交换装置的控制输出驱动器信号，从而当挤压机螺杆改变速度时，不会改变影响挤压材料的温度的热交换区的实际温度。多个其它因素，例如在挤压机筒内的挤压材料的压力、摩擦力、及正在挤压的材料的类型，影响挤压材料的实际温度。
本发明的大多数希望实施例包括带有一个由本发明方法操作的自适应重新设置温度控制器的、结合连续监视、比较、和调节操作挤压机系统温度的至少一个其它挤压机温度控制器使用的挤压机系统。当挤压机螺杆以恒定速度操作时，连续监视、比较、和调节操作挤压机系统温度的其它挤压机温度控制器良好地起作用。这样的挤压机温度控制器提供在速度变化时具有存储和检索重新设置值的附加能力的挤压机系统。包括本发明的自适应重新设置温度控制器的挤压机温度控制器的增大操作灵活性，通过减小在操作期间当改变螺杆速度时产生的浪费挤压材料量提供经济性优点。特别是对于具有连续或意外螺杆速度变化的过程，实现这样一种“双挤压机温度控制器”的这些经济性优点。延迟由本发明方法操作的挤压机温度控制器的控制警报的步骤，也通过允许挤压机系统利用其在或接近最大能力下来操作热交换装置的设计能力，改进操作灵活性。
由本发明最佳实施例操作的双挤压机温度控制器，即使在连续或意外螺杆速度过渡期间也保持挤压机筒区的稳定和准确温度控制。本发明的最佳实施例是在通过参考包括在这里的、授予Faillace的美国专利Number 5,149,193中描述的用来操作一个控制器的方法的一种改进。为了在先有技术中是标准的术语的描述、挤压机系统的一般描述、及与自适应重新设置有关的挤压机温度控制器的描述，包括Faillace的公开。
包括由本发明方法操作的挤压机温度控制器的挤压机系统，具有一个带有一根轴线的筒和沿轴线的至少一个热交换区。挤压机系统带有在筒内的一个螺杆和围绕筒的一个壳体。“热交换区”是筒的一部分和壳体的一个对应部分，其中温度能由一个热交换装置控制。一个热交换装置为每个热交换区提供。热交换装置包括用来在每个热交换区中交换热量的热交换元件。热交换元件带有一个热交换元件功率装置。
由本发明操作的挤压机系统能包括确定一个实际螺杆速度的步骤。一个用来确定实际螺杆速度的装置包括一个用来检测实际螺杆速度的装置、和一个用来产生用于挤压机温度控制器的一个实际螺杆速度输入信号的装置。挤压机系统带有一个温度重新设置值信号输入装置，用来对于多个选择、存储的螺杆速度的每个成员输入一个代表希望筒温度重新设置值的的温度重新设置值信号。挤压机系统带有一个用来独立存储每个温度重新设置值信号的存储装置。挤压机系统带有一个用来比较和选择的装置，该装置把实际螺杆速度与多个存储螺杆速度的每一个相比较，并且从多个存储螺杆速度选择一个缺省螺杆速度。缺省螺杆速度比比较、存储的螺杆速度的任何其它成员与实际螺杆速度的偏差小。缺省螺杆速度的选择确定由本发明的挤压机温度控制器检索的温度重新设置值信号。
挤压机系统也能进行产生控制输出驱动器信号的步骤。一个如上所所述用来产生的装置响应存储的温度重新设置值信号。用来产生的装置希望是一个“输出驱动器”，并且响应用于缺省螺杆速度的存储温度重新设置值。用来产生的装置包括一个用来改变用于每个热交换区的控制输出驱动器信号的装置。当由于在实际螺杆速度与选择螺杆速度之间的显著偏差的存而致动用来比较和选择的装置时，致动用来改变的装置。温度重新设置值控制设置点控制用于每个热交换区的热交换功率装置，以便在每个热交换区中提供一个温度。
图1表明带有由本发明操作的两个自适应重新设置温度控制器22的挤压机系统1的一个筒部分。挤压机系统1包含一个装在挤压机筒12内的驱动或挤压机螺杆10。挤压机螺杆10的转动沿挤压机筒12的轴线压迫诸如塑料之类的熔化挤压材料。挤压机筒12包括至少一个并且希望是多个的热交换区14。每个热交换区14包含一个用来加热或冷却挤压机筒12的热交换元件15。热交换元件15包括例如升高热交换区14的温度的电阻性加热元件18、和绕热交换区14循环水或另一种冷却剂以便降低热交换区14的温度的管20。一个数字编码器16确定实际螺杆速度，并且向自适应重新设置温度控制器22提供一个螺杆速度输入信号17。带有用于控制信号输入的键盘的仪表板和一个显示器(未表示)在先有技术中是已知的，并且能按在以上引用的Faillace重新发行专利中描述的那样提供。
每个自适应重新设置温度控制器22希望专用于一个热交换元件15。单个热交换区14的热交换元件15由自适应重新设置温度控制器22响应在热交换区14中采用的一对温度测量而调节。一个深温度传感器或“A”热电偶24靠近挤压机筒12的内表面28放置，并且希望接触一个衬管3，以提供代表在挤压机筒12的圆柱内较深的温度的深温度信号Td。一个浅温度传感器或“B”热电偶26放置在热交换元件15中，以提供一个代表在是热能量或冷却的源的热交换元件15处的温度的浅温度信号Ts。
图2提供在由本发明操作挤压机系统1期间存在的各种参数之间的曲线关系。这个“事件”图描述在热负载条件下一个双传感器温度控制器的功能。双传感器温度控制器具有“自适应重新设置功能”。由图2代表的挤压机系统1的操作是用于一种其中热交换区14处于加热负载条件下或把热量添加到挤压材料上的状态。挤压机系统1也能用在冷却负载状态下，或用来冷却通过挤压机筒12的挤压材料。
图2呈现一个其中单个x轴代表在时间t0开始的时间的曲线图。在x轴或“时间线”上方的三条曲线代表浅或“B”热电偶的温度、控制设置点值、及深或“A”热电偶的温度。在x轴或时间线下面的十二条曲线代表对于其它y轴值的同时功能。这些其它y轴值是(1)控制求和误差“E”；(2)在设置点温度与深或“A”热电偶的温度之间的误差“A”或差；(3)实际螺杆速度“Sd”；(4)加热器对时间的百分比；(5)重新设置；(6)启动的重新设置；(7)其中实际误差例如大于0.1°华氏(0.06°摄氏)的实际警报(华氏和摄氏在下文分别用“°F”和“ ℃”表示)；(8)其中在显著时间持续(典型的为60秒)期间(K1A+K2B/(K1+K2)＞比例带(对于加热典型的为6°F)的控制警报；(9)重新设置极限；(10)重新设置稳定性时间完；(11)螺杆速度变化；(12)螺杆速度稳定；及(13)重新设置触发事件。
当挤压机系统1在时间t0首先致动或处于“通电”时，一个温度设置点控制器把控制设置点Tcp设置到一个等于由操作者选择的热交换区设置点的希望温度的值。一个平均误差控制器把热交换控制信号“H”和“C”认定为必要的，以便加热或冷却热交换区。热交换控制信号“H”致动热交换元件15，以增大或减小在热交换区14中的温度。在时间t0与时间t4之间的图2表明一种其中(1)电阻性加热元件18正在供给热量和(2)深温度信号Td和浅温度信号Ts迅速升高的状态。
自适应重新设置温度控制器22继续认定热交换控制信号“H”，直到当控制求和误差“E”信号已经近似地到达零时的时间t2。热交换控制信号“H”在时间t2终止，并且浅温度信号Ts停止升高而随电阻性加热元件18冷却开始下降。存储在热交换元件15中的残余热量继续加热挤压筒12。深温度信号Td继续升高，直到当深和浅温度稳定的时间t3。
图2表明在时间t4稳定和具有大于0.1°F(0.06℃)的实际误差“A”信号的挤压机系统1。用于实际误差灵敏度的值能由挤压机温度控制器的制造商或编程者选择。一个实际误差灵敏度典型地在0.05°F与1°F(约0.03℃与0.6℃)之间。图2表明本发明最佳实施例的一种自适应重新设置温度控制器22的操作，其中由于螺杆速度变化“正常重新设置”功能能出现或“自适应重新设置”能出现。由实线代表的图2的曲线对于正常重新设置温度控制器而出现。由虚线代表的曲线对于自适应重新设置温度控制器而出现。
一个设置点TD能由操作者输入。设置点TD代表用于挤压机筒区的希望温度。由自适应重新设置温度控制器22分解的第一正常重新设置出现在图2中在时间t4处。正常重新设置温度控制器分解一个用于控制设置点Tcp的新值，这增大热交换元件15的“加热器对时间的百分比”。
用于深或“A”热电偶的曲线由于螺杆速度变化在时间t7与时间t10之间减小。本发明的最佳实施例把一个另外四分钟延迟添加到三或四分钟重新设置稳定性时间的操作者的选择上。因此，七或八分解分离时间t7和时间t10。螺杆速度的增大引起热负载或要求增大由热交换元件15施加的热量。深或“A”热电偶的温度通常在这种条件下减小，直到在时间t10正常重新设置出现。
用于重新设置的曲线表明用来控制挤压机系统的正常和自适应重新设置。一个第一主动“正常”重新设置在时间t4处。用于重新设置值的实线表明第一出现在时间t10处而第二出现在时间t15处的两个其它正常重新设置。用于重新设置功能的虚线代表由自适应重新设置控制器提供的“自适应重新设置”的出现(下面描述)。曲线表明第一出现在时间t7处和第二出现在时间t12处的两个自适应重新设置。
由本发明方法操作的自适应重新设置控制器预期在时间t7处由用于重新设置的虚线代表的重新设置值。重新设置值的这种预期改变在时间t7处由用于该值的虚线代表的控制设置点。控制设置点的变化致动在时间t7处由用于该重新设置值的虚线代表的“加热器对时间的百分比”。加热器对时间的百分比的致动保持在热交换区14中由用于深或“A”热电偶的虚线代表的恒定温度。温度的保持有效地消除实际误差“A”的变化。实际误差“A”是小于深温度Td值的设置点。
自适应重新设置提供预期改变控制设置点的需要的希望和意外结果，并由此有效地消除在深或“A”热电偶处温度的波动。自适应重新设置控制器预期和改变到挤压机系统的热交换装置的能量。进行这种变化，以便补偿归因于该挤压机系统的螺杆速度的稳定变化的热力负载变化。
在用来处理塑料材料的挤压机系统中的加热器借助于加热器对时间的至少一些百分比典型地操作，只要挤压机系统处于操作中或在负载下。在挤压机系统内在负载下的恒定温度保持指示，挤压机系统不能得到理论上的“无限大增益”或平均零误差。为此，例如在300°F(约150℃)下操作的挤压机系统具有一个提供加热器对时间的至少一些百分比的补偿温度，以保持300°F(约150℃)的温度。理论上完美的挤压机系统具有零平均误差，并且当挤压机系统处于稳定负载条件下时，在300°F(约150℃)下，加热器具有对时间的零百分比。控制求和误差“E”因此与挤压机系统上的负载成正比。
加热器对时间的百分比从控制求和误差导出。在挤压机系统的实际操作中控制求和误差“E”永远不会是零，除非挤压机系统没有负载。控制求和误差“E”从两个误差“A”和“B”导出。两个误差“A”和“B”从控制设置点值导出。误差“A”是小于深温度Td值的控制设置点Tcp。误差B”是小于浅温度Ts值的控制设置点Tcp值。
由本发明方法操作的自适应重新设置控制器38开始一个用于控制求和误差“E”由在t7和时间t12处开始的曲线的虚线代表的一个新值。在控制求和误差“E”中的这种调节由螺杆速度的稳定变化致动。控制求和误差“E”的调节避免曲线或实际误差“A”的值由用于该值的虚线代表的变化。实际误差“A”的值的变化的缺乏指示在深或“A”热电偶处的温度没有变化。
由本发明方法操作的挤压机温度控制器希望提供逻辑控制功能，以使挤压机系统在重新设置之后稳定。这些控制功能允许挤压机系统有足够的时间，如三分钟，稳定在诸如0.1°F(0.06℃)之类的希望温度变化范围内。如果自适应重新设置温度控制器把一个存储重新设置值送到双传感器温度控制器，则由本发明操作的控制器强加另外的四分钟或可比较的时间延迟。这些控制功能防止不必要的和不希望的重新设置发生。这样一种控制功能的一个例子由重新设置稳定性时间提供。另一个控制功能允许挤压机系统“斜坡升高”到速度，而不致动新的重新设置值，直到得到操作速度。挤压机系统能包括其它控制功能或操作步骤，以便当存储能损坏挤压机系统的操作条件存在时终止其操作。能包括控制警报和标志功能的这些功能在Faillace的重新发行专利中描述，并且表示在图2中。
图3表明由本发明最佳实施例操作的一种自适应重新设置温度控制器22。一种由本发明方法操作的自适应重新设置温度控制器22是对在先有技术中已知的和对于Faillace的重新发行专利和Faillace的193专利描述的挤压机温度控制器方法的一种改进。自适应重新设置控制器38对于螺杆速度的变化调节重新设置值Rn和控制设置点Tcp。对于螺杆速度的这种调节预先取得在螺杆速度变化时筒温度的任何显著变化。对于单个传感器挤压机温度控制器能使用自适应重新设置控制器38。
一个螺杆速度传感器或转速计16向自适应重新设置控制器38提供一个代表挤压机螺杆10存在或实际速度的模拟螺杆速度信号Sa。该图的实施例表明挤压机螺杆驱动装置9。一个定标缓冲器110接收模拟螺杆速度信号Sa，并且产生一个对应螺杆速度信号Sc。把对应螺杆速度信号Sc定标在模数转换器(A/D)112的输入范围内。模数转换器(A/D)112把对应螺杆速度信号Sc转换成一个代表螺杆速度的数字螺杆速度信号Sd。能使用一个带有一个计时器计数器的可选择数字速度输入装置。把生成的螺杆速度信号发送到一个时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114。
图3表明一种可选择速度传感器或数字编码器16a。从数字编码器16a输入的速度由一个计时器计数器116处理。把生成的螺杆速度信号Sd发送到时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114。
自适应重新设置控制器38对于任何给定操作螺杆速度选择一个重新设置值。重新设置值Rn一旦解出，就存储在时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114中由数字螺杆速度信号Sd确定的地址处。时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114把包括速度稳定信号和速度变化信号的逻辑控制信号提供给一个第一AND(与)门39。一个开关48允许存储和检索一个重新设置值。开关48是操作者可选择的，并且把一个自适应重新设置启动信号提供给第一AND门39。第一AND门39的信号发送到一个OR(或)门46。OR门46把一个信号提供给重新设置开关41a和b。
操作本发明最佳实施例必需的时钟、索引、和重新设置存储装置和其它子元件由可买到的电子元件提供。熟悉电子元件编程技术的水平足以编程时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置，以经电子或其它逻辑电路提供(i)一个用来索引和存储多个螺杆速度的装置(ii)一个用来比较、计时、和选择的装置，如本发明要求的那样。一个适当的时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置由适当编程的、可买到的微处理器提供。需要用来确定诸如“速度稳定”条件的满足的各种比较和计时参数的存在或不存在的逻辑电路。
这种改进自适应重新设置温度控制器22的时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114具有多个螺杆速度存储位置。最佳实施例使用至少11个螺杆速度存储位置。由最佳实施例使用的逻辑电路也包括编程成，当探测到显著过程变化时清除存储值。
由本发明最佳实施例使用的自适应重新设置控制器38包括一个可选择逻辑电路210。逻辑电路210是可买到的，并且能与时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114分离或包括在时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114的电路中。逻辑电路210编程成在温度稳定时“学习”螺杆速度的重新设置值。逻辑电路210因此允许自适应重新设置温度控制器22添加或改进由双传感器温度控制器不会触发的重新设置值。熟悉电子元件编程技术的水平足以编程用于该功能的逻辑电路210。
由本发明最佳实施例使用的自适应重新设置温度控制器22带有一个双传感器温度控制器121，如Faillace的193专利的挤压机温度控制器。双传感器温度控制器121监视逻辑控制信号，这些逻辑控制信号包括一个重新设置开始信号、一个重新设置极限断信号、一个实际警报信号、一个稳定性时间到信号、及一个控制警报“无”信号。重新设置开始信号和重新设置极限“无”信号提供给一个第二AND门47。第二AND门47把一个信号提供给第一AND门39和提供给一个第三AND门45。实际警报信号、稳定性时间到信号、及控制警报断信号提供给第三AND门45。第三AND门45的信号也发送到OR门46。
由本发明使用的双传感器温度控制器121部分通过为第三AND门45编程的准则提供改进的温度控制。用于本发明最佳实施例的这种准则把实际警报定义为正或负0.1°F(0.06℃)。用于实际警报的这种准则允许实际温度更准确地与用于热交换区的温度设置点一致。当自适应重新设置温度控制器22在或接近最大能力下产生一个到热交换装置的控制输出驱动器信号高达一分钟时，用于本发明最佳实施例的准则允许控制警报触发一个重新设置值。这种准则允许挤压机系统在或接近其最大能力下操作。
OR门46经一个“单稳态”多谐振荡器发信器件50向重新设置开关41a和b提供一个单事件触发信号。如果自适应重新设置控制器38把一个存储的重新设置值应用于双传感器温度控制器121，则一个延迟计时器220延迟一个新重设置值的触发。延迟计时器220把用来触发来自双传感器温度控制器121的一个新重设置值的准则延迟一个选择时间。在本发明最佳实施例中用于延迟的选择时间是四分钟。延迟计时器220防止实际温度的波动。
重新设置开关41a和b把实际误差“A”信号输入到时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114，并且带有一个所示的重新设置值存储装置52。重新设置值存储装置52向逻辑电路210发信号。双传感器温度控制器121在稳定时提供重新设置值Rn。当重新设置开关41a和b接收到一次重新设置触发时，把实际误差“A”提供给自适应重新设置控制器38。
重新设置触发在三种条件之一下产生。第一条件是“自适应重新设置”，并且当(1)变化的或新螺杆速度已经稳定、(2)有速度变化、(3)启动重新设置、及(4)启动自适应重新设置时出现。第二条件是“稳定的自适应重新设置”，并且当(1)螺杆速度稳定、(2)稳定速度变化保持一个选择时间(最好一分钟)、(3)设备还没有达到重新设置极限并且把重新设置极限保持一个选择时间(希望一分钟)、(4)启动重新设置、及(5)启动自适应重新设置时出现。第三条件是“正常重新设置”，并且当(1)启动重新设置、(2)设备还没有达到重新设置极限并且把重新设置极限保持一个选择时间(希望一分钟)、(3)有实际警报、(4)设备还没有达到温度极限、(5)稳定性时间到、及(6)没有控制警报时出现。
由本发明使用最佳实施例使用的双传感器温度控制器121带有一个第一比较器40、一个第二比较器42、一个第三比较器43、一个第四比较器44、及一个第五比较器51。第一比较器40用代数方法添加设置点值和深温度Td值，以导出提供给重新设置开关41a的实际误差“A”。
当重新设置值由时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114认定时，一个第二比较器或控制设置点控制器42在“重新设置触发”的时间调节控制设置点Tcp。在“通电”时把控制设置点设置为等设置点。控制设置点控制器42认定控制设置点Tcp，并且把信号提供给第三比较器43和第四比较器44。双传感器温度控制器121通过第三比较器43进行代数加法以便计算误差“A”信号。第三比较器43把误差“A”信号施加到第五比较器51上。第四比较器44把浅温度Ts与控制设置点Tcp相比较，并且导出误差“B”信号。误差“B”也提供给第五比较器51。
自适应重新设置控制器38向控制设置点控制器42提供指示调节控制设置点程度的重新设置值Rv。重新设置值Rv的大小由控制设置点控制器42借助于一个算术模块根据如下公式(1)的定标重新设置值Rn定标。
(1)Rn＝rg×Rv其中rg是一个恒定重新设置增益。典型地，把重新设置增益rg设置为“1”的值。新或定标新设置值Rn提供给控制设置点控制器42。控制设置点控制器42然后对控制设置点Tcp进行定标新设置值Rn的代数添加，以根据如下公式(2)在重新设置触发时更新控制设置点T′cp。
(2)T′cp＝Rn+Tcp一旦自适应重新设置温度控制器22已经解出一个定标新设置值Rn，双传感器温度控制器121就以小于0.1°F(0.06℃)的实际误差保持稳定。然而，对于挤压系统热负载的显著变化引起热交换区深温度Td的变化。双传感器温度控制器121在它寻求校正热交换区深温度Td的变化时变得不稳定。自适应重新设置温度控制器22包括一个用来产生用于加热和用于冷却的控制输出驱动器“H”和“C”信号的双传感器温度控制器121，以便选择性地致动热交换元件15。第三和第四比较器43和44分别产生分别代表在控制设置点Tcp与温度信号Td和Ts之间的差的误差信号“A”和“B”。在第四比较器51中的一个运算模块根据如下公式(3)计算一个控制求和误差E。(3)---E=K1A+K2BK1+K2]]>其中K1和K2是选择的常数以把适当的权重提供给每个误差信号“A”和“B”。响应控制求和误差“E”，一个热交换驱动器或控制器36调节控制输出驱动器信号“H”和“B”，以便选择性地致动电阻性加热元件18或经热交换元件15的管20提供冷却剂流动的流体冷却系统(未表示)，直到使控制求和误差“E”最小。
用于自适应重新设置温度控制器22的逻辑路径带有监视数字速度信号Sd以确定何时螺杆速度变化出现的时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114。当数字速度信号Sd变化时，时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114选择存储的重新设置值，并且发信号给双传感器温度控制器121。双传感器温度控制器121然后使用以上公式2重新计算控制设置点Tcp。
AND门39确定何时双传感器温度控制器121在新重新设置值下已经稳定。一旦双传感器温度控制器121已经稳定，AND门39就接收以上定义的重新设置准则信号。重新设置值Rv存储在与由数字速度信号Sd指示的当前操作螺杆速度相对应的进口处的时钟、逻辑、索引、和重新设置存储装置114的表中。
用来操作图3的挤压机温度控制器的发明方法把具有温度重新设置的深和浅温度控制应用于连续的热负载变化过程。本发明提供一种预期归因于螺杆速度变化的热负载变化的装置。本发明根据具体的挤压机操作速度或在实际检测热负载变化之前的“自适应重新设置”对于每个热交换区14应用一个温度重新设置值。自适应重新设置在所有正常操作螺杆速度下解出或“学习”用于每个热交换区14的重新设置值。当改变挤压机的螺杆速度时，自适应重新设置应用或“回忆”对于每个热交换区14通过用于该热交换区的以前重新设置计算在该给定螺杆速度下已经学习的最后温度重新设置值。这种功能由用来比较和选择的装置提供，在挤压机系统的操作期间，这(i)把一个稳定的操作温度重新设置值与操作螺杆速度的每一个相对应和(ii)把与对应温度重新设置值有关的实际螺杆速度输入到用来存储的装置中。
由本发明操作的挤压机温度控制器经标准模拟输入检测螺杆速度，并且把螺杆速度作为索引或指针用于学习重新设置值的一个表。在改变螺杆速度并且稳定到一个新螺杆速度之后，对于每个热交换区能回忆这些存储的重新设置值。对于每个热交换区使用在最佳实施例中代表用于适用螺杆速度的百分之一至百分之百的重新设置值的100个地址的表。解出学习重新设置值，像它在Faillace的193专利的挤压机温度控制器中那样。然而，把学习重新设置值存储在一个非易失重新设置值存储表中，如存储在一个EEPROM存储器存储器件中，在专用于在计算重新设置值时的螺杆速度的位置处。
当改变和稳定挤压机系统的新螺杆速度并且满足温度重新设置准则时，对于新螺杆速度计算一个新温度重新设置值，并且存储在重新设置值表中在其代表该螺杆速度的相应地址处。这种自适应重新设置序列对于每个新操作速度重复，因为它遭遇全螺杆速度百分之一的分辨率。
用来控制挤压机温度的本发明方法能由可买到的控制器进行。以上描述的自适应重新设置温度控制器22希望与本发明最佳实施例的方法一起使用。用来进行本发明方法的程序语言能根据操作者的喜好和/或由操作者选择的控制器而变化。由使用本发明方法的控制器执行的程序在下面描述。在下面表中的缩写适于描述该方法。
表

由本发明方法进行的编程的如下描述是“伪码”，并且能由具有本专业普通技巧的人翻译成具体代码语言。诸如时间和温度之类的参数能根据操作者的要求而改变。例如，当使用最佳控制器时，所有温度设置为在度分辨率十分之一下设置的华氏单位。而且，某些子过程是可选择的，并且为了进行具体的挤压方法能由具有本专业普通技巧的人删除。
自适应重新设置控制器说明书本发明的方法包括一个用来设置一个自适应重新设置控制器的过程。如下伪码专用于上述的自适应重新设置控制器38，但它能由具有本专业技巧的人员修改以便与可比较的控制器一起使用。
这种过程希望通过初始化控制器开始。初始化通过把最大百分比速度设置到零百分比、把最小百分比速度设置到百分之100.0、及把“旧速度步长重新设置”值设置到32767而发生。这种数码设置是人为的，并且专用于上述控制器的最佳实施例。“重新设置学习计时器”的初始化。如果不启动自适应重新设置，那么清除所有学习位、清除在表中的所有重新设置值、把“旧速度步长重新设置”值设置到32767、及不执行算法的其余部分。
然后计算操作者设置点的变化。delta设置点等于以前设置点减去操作者设置点。
该方法然后涉及把以前设置点设置到操作者设置点。如果未学习禁止没有通并且delta设置点超过+/-15°F，那么除速度步长零之外清除所有学习位、除速度步长零之外清除在表中的所有重新设置值、及把“旧速度步长重新设置”值设置到32767。
该过程涉及检查速度的极限。如果百分比速度小于零，那么把速度设置到零。如果百分比速度大于百分之100.0，那么把速度设置到百分之100.0。然后继续两个如下条件任一个的适当一个。
(1)如果已经确定速度是稳定的，那么把百分比速度运动到最大百分比速度，把百分比速度运动到最小百分比速度，及计算在当前百分比速度减稳定百分比速度之差。如果差值超过百分之四或者当前百分比速度等于零，并且如果当关百分比速度不等于稳定的百分比速度，那么重新设置速度稳定位。如果仍然设置速度稳定位，那么计算新速度步长，其中新速度步长等于当前百分比速度加百分之4.5除以10。如果新速度步长小于零，那么设置到零。如果新速度步长大于十，那么设置到十。如果新速度步长等于当前速度步长，那么把当前百分比速度运动到稳定百分比速度，并且设置应用的位。
(2)如果没有设置速度稳定位，则进行如下过程。如果当前百分比速度大于最大百分比速度，那么把当前百分比速度运动到最大百分比速度。如果当前百分比速度小于最小百分比速度，那么把当前百分比速度运动到最小百分比速度。
本发明的方法然后涉及计算delta百分比速度。delta百分比速度等于最大百分比速度减最小百分比速度。然后进行如下步骤。
(1)如果delta百分比速度大于百分之2.0，那么把当前百分比速度运动到最小百分比速度，然后把当前百分比速度运动到最大百分比速度，然后初始化速度稳定计时器。
(2)如果没有设置速度稳定位并且delta百分比速度小于或等于百分之2.0，那么允许速度稳定计时器计时，也重新初始化速度稳定计时器。
(3)如果设置速度稳定位，那么重新初始化速度稳定计时器。
(4)如果速度稳定计时器到时，那么设置速度稳定位、计算当前速度步长，其中当前速度步长等于当前百分比速度加百分之4.5除以10。如果当前速度步长小于零，那么设置到零。如果当前速度步长大于十，那么设置到十。重新设置应用的位，把当前百分比速度运动到稳定百分比速度，把旧速度步长重新设置值设置到32767，及重新初始化速度稳定计时器。
(5)如果没有设置速度稳定位，那么跳过例行程序的其余部分。
(6)如果设置学习禁止，或如果设置用于当前步长的学习位，或如果delta TCA大于或等于4.9°F，或如果控制警报计时器到时，或如果重新设置延迟计时器正在计时，那么重新初始化重新设置学习计时器。
(7)如果没有设置学习禁止并且没有设置用于当前步长的学习位，且delta TCA小于4.9°F，且控制警报计时器没有到时，且重新设置延迟计时器没有计时，且TC A偏差为+/-0.1°F或在其范围内，那么允许重新设置学习计时器计时(例如，150秒)。
(8)如果没有设置学习禁止并且重新设置稳定性计时器到时或学习计时器到时，那么，如果学习当前步长，则(a)把当前步长重新设置值运动到“旧速度步长重新设置”值，(b)把CUM重新设置运动到当前步长重新设置值，及(c)设置当前步长学习位。
(9)如果当前步长不是零，并且没有设置学习禁止，且没有设置未学习禁止，且重新设置稳定性计时器到时，且设置当前步长学习位，且“旧速度步长重新设置”值小于299.9°F，那么计算在当前速度步长重新设置值与“旧速度步长重新设置”值之差。如果差值大于20.0°F，那么除速度步长零和当前速度步长之外清除所有学习位。除速度步长零和当前速度步长之外清除在表中的所有重新设置值。
(10)如果没有设置应用位，并且没有设置应用禁止，且设置当前速度步长学习位，那么把当前速度步长重新设置值运动到CUM重新设置。设置应用位。如果重新设置稳定性没有到时，那么设置自适应重新设置学习值应用位。
选择性自适应重新设置控制器说明书本发明方法的最希望实施例包括一个或多个子过程。这些子过程改进挤压机系统的操作。与本发明一起使用的最希望的子过程如下。这些子过程最好利用全程状态位完成(1)速度稳定位、(2)学习禁止位、(3)应用禁止位、(4)未学习禁止位、及(5)应用位。
清除自适应重新设置表能由操作者进行。该过程能通过清除包括步长零的重新设置值的表进行。该过程除零速度步长之外清除所有学习位。
操作者温度设置点值的变化能认为是显著过程变化。因此，如果用于速度步长的操作者温度设置点或重新设置值显著变化，例如，变化15°F(可调节)，则除零速度步长之外清除学习位。
本发明方法的一个希望实施例包括检查速度步骤准则。最佳控制器的自适应重新设置表在百分之10的速度增量下具有11个速度步长。速度增量是(1)百分之零、(2)百分之1至10、(3)百分之11至20、及(4)百分之91至100。对于在自适应重新设置表中的每个速度步长，有相关的状态位。在PLC或控制器中，有有助于自适应重新设置算法的控制的学习状态位。对于自适应重新设置表将有一个字的学习状态位。速度设置点用作输入。速度设置点的使用要求设置点输入值考虑驱动状态和在实际与设置点速度值之间的偏差。例如，如果停止驱动，则设置点输入值必须是零。如果速度范围在全刻度速度的百分之二的范围内五秒钟(时间是可调节的)，那么认为速度是稳定的。在自适应重新设置表内的速度步长位置通过把百分比速度值除以十计算。如果新稳定速度与以前稳定速度相差百分之四或更多，那么清除应用位，并且把速度步长看作“变化的”。不测试速度稳定性，直到认为当前速度步长是变化的。
本发明方法的希望实施例包括检查“学习”准则。当速度稳定并且没有设置“学习禁止”位时，这种过程出现。新累计重新设置通过温度控制计算，或者如果(1)该区已经在设置点的+/-0.2°F范围内，(2)不会具有学习位设置，(3)delta TC A不会超过4.9°F，及(4)在2.5分钟内不处于控制警报中，那么把累计重新设置输入到自适应重新设置表中，并且对于速度步长设置学习位。如果学习位还没有设置并且它学习，那么也设置应用位。
本发明方法的另一种希望实施例包括检查“未学习”准则。当速度稳定、没有设置“未学习禁止”位、及设置学习位时，该过程出现。如果新学习值与旧学习值相差多于20°F(可调节的)并且不在零速度步长下，那么除零速度之外清除所有学习位。
本发明方法的另一种希望实施例包括检查“应用”准则。当速度稳定、没有设置应用位、没有设置“应用禁止”位、及如果速度步长带有一个学习位时，该过程出现。如果以上是真实的，那么设置来自自适应重新设置表值的累计重新设置。
双传感器温度控制器说明书本发明的方法能包括一个用来设置双传感器温度控制器121的过程。该过程希望通过初始化控制器开始。通过清除CUM重新设置和把TC A设置到-1,000°F的最大值初始化。通过把TC A设置到+1,000°F的最小值、把操作者设置点运动到控制设置点、及初始化重新设置稳定性计时器、控制警报计时器、及重新设置延迟计时器的每一个，初始化继续。当使用Faillace的193专利的控制器时，初始化包括把“旧速度步长重新设置”值设置到3，276.7°F。这种数码设置是人为的，并且专用于上述控制器的最佳实施例。
该方法涉及计算控制求和误差，其中控制求和误差等于控制设置点减[(TC A+TC B)/2]。这种计算希望包括诸参数，从而如果在HEAT域中，那么缺省加热增益是MEDIUM；如果是LOW增益，那么比例带是30.0°F；如果是MEDIUM增益，那么比例带是12.0°F；及如果是HIGH增益，那么比例带是6.0°F。如果在COOL域中并且如果是空气冷却，那么缺省冷却增益是MEDIUM；如果是LOW增益，那么比例带是30.0°F；如果是MEDIUM增益，那么比例带是15.0°F；及如果是HIGH增益，那么比例带是7.5°F。如果在COOL域中并且如果是水冷却，那么缺省冷却增益是MEDIUM；如果是LOW增益，那么比例带是40.0°F；如果是MEDIUM增益，那么比例带是20.0°F；及如果是HIGH增益，那么比例带是10.0°F。而且，如果控制求和误差大于或等于比例带，那么设置用于在百分之100加热或冷却下的区的位。
进行计算用于控制变量的百分比输出，从而控制变量等于控制求和误差除以比例带乘以百分之100的值。如果区在百分之100加热或冷却下，那么在60秒期间设置控制警报计时器，也重新初始化控制警报计时器。如果重新设置稳定性计时器到时或delta TC A大于或等于4.9°F，那么把当前TC A运动到TC A最大值，并且把当前TC A运动到TC A最小值。如果当前TC A大于TC A最大值，那么把当前TC A运动TC A最大值。如果当前TC A小于TC A最小值，那么把当前TC A运动到TC A最小值。
然后计算delta TC A，其中delta TC A等于TC A最大值减TC A最小值。如果应用自适应重新设置学习值或重新设置延迟计时器正在计时，并且自适应重新设置速度是稳定的，那么允许重新设置延迟计时器计时到240秒。
进行计算操作者设置点的变化，其中delta设置点等于当前操作者设置点减以前操作者设置点。如果重新设置稳定性计时器没有到时，并且(1)delta TC A小于4.9°F，(2)控制警报计时器没有到时，(3)重新设置延迟计时器不是正在计时，(4)深TC偏差不在+/-0.1°F内，及(5)操作者设置点的变化不大于1.5°F，那么允许重新设置稳定性计时器计时，也初始化重新设置稳定性计时器。
该方法能涉及设置等于当前操作者设置点的以前操作者设置点。如果重新设置稳定性计时器到时，那么深偏差大于+/-1.5°F，那么从CUM重新设置值减去深偏差，那么如果深偏差小于或等于+/-1.5°F，那么从CUM重新设置值减去深偏差的三分之一。如果CUM重新设置大于120.0°F，那么设置CUM重新设置到120.0°F。如果CUM重新设置小于-120.0°F，那么设置CUM重新设置到-120.0°F。
然后计算控制设置点。控制设置点等于操作者设置点加上CUM重新设置。
该方法然后包括计算时间比例输出。如果区在加热域中，那么工作循环是5.00秒。如果区在冷却域中，并且如果区是水冷却，那么工作循环是5.00秒。如果区在冷却域中，并且如果区是空气冷却，那么工作循环是20.00秒。
然后进行由百分比输出计算ON时间，其中ON时间等于百分比输出乘以工作循环除以百分之100.0。如果区在加热域中或区在水冷却域中，并且如果ON时间大于4.9秒，那么把ON时间设置到5.0秒。如果区在加热域中或区在水冷却域中，并且如果ON时间小于0.03秒，那么把ON时间设置到0.0秒。如果区在空气冷却域中，并且如果ON时间大于18.5秒，那么把ON时间设置到20.0秒。如果区在空气冷却域中，并且如果ON时间小于0.5秒，那么把ON时间设置到0.0秒。如果新的ON时间小于其余的ON时间，那么重新设置DUTY和ONTIME计时器。
然后计算OFF计时器预置，其中OFF计时器预置等于工作循环时间减ON时间。关于最佳控制器的该过程要求，把工作循环计时器设置到RUN，并且把OFF计时器设置到RUN。如果工作循环计时器到时，那么重新初始化工作和OFF计时器。如果启动区，并且(1)OFF计时器到时或OFF计时器预置为零，(2)没有热电偶故障，及(3)没有过温度警报，那么如果在加热域中，则接通加热输出，或者如果在冷却域中则接通冷却输出。
根据本发明用于在新操作螺杆速度下第一时间的挤压机系统的操作没有对该初始螺杆速度解出的实际重新设置值。对于该螺杆速度通过在已经解出的最近相邻螺杆速度重新设置值之间的直线近似，由本发明计算一个近似重新设置值。这种近似重新设置值存储在用于新操作螺杆速度的重新设置值表中。然而，如果根据正常重新设置准则对于一个要计算的新重新设置值新螺杆速度保持得足够长，则该近似重新设置值用用于新螺杆速度的实际重新设置值替换。
发明的挤压机温度控制器把与Faillace的193专利的挤压机系统相同的优点提供给挤压机系统。本发明的挤压机温度控制器提供更精确温度控制和挤压机系统设计能力优化的另外好处。精确温度由用于实际警报、在稳定状态下学习重新设置值的能力、防止重新设置值信号和实际温度波动的延迟电路的使用、和/或以上公开的其它特性提供。挤压机系统设计能力的优化由用于控制警报的准则提供，这允许在挤压机系统在或靠近其最大能力下操作期间建立另外的重新设置值。
权利要求
1.一种用来控制挤压机温度的方法，具有检测用于在挤压机筒中的挤压机螺杆的实际螺杆速度，所述挤压机筒带有至少一个热交换装置；索引和存储多个螺杆速度，所述存储的螺杆速度的每一个与一个温度重新设置值相对应；把所述实际螺杆速度与所述存储螺杆速度的每一个相比较；选择所述存储的螺杆速度之一，所述选择的螺杆速度是具有一个非常算术等效于所述实际螺杆速度的值的所述多个存储螺杆速度的一个成员，所述选择步骤检索与所述选择、存储的螺杆速度相对应的所述温度重新设置值；产生一个到所述热交换装置的控制输出驱动器信号，所述控制输出驱动器信号响应所述检索的温度重新设置值，其中改进包括当产生一个到热交换装置的控制输出驱动器信号在或接近最大能力时，把控制警报延迟一个预定时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中当一个自适应重新设置控制器把一个存储重新设置值施加到一个双传感器温度控制器时，所述延迟一个控制警报延迟触发一个新重新设置值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述延迟控制警报把用来触发来自所述双传感器温度控制器的所述新重新设置值的准则延迟一个第一选择时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其中用于延迟的所述选择时间是四分钟。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述延迟计时器防止实际温度的波动。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括当在所述挤压机筒中的温度稳定一个预置时间时，经一个逻辑电路学习所述实际螺杆速度的新重新设置值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中通过所述逻辑电路的所述学习包括当(a)所述实际螺杆速度稳定、(b)一个稳定速度变化保持一个第二选择时间、(c)所述自适应重新设置控制器还没有到达一个重新设置极限并且保持所述重新设置极限一个第三选择时间、(d)启动重新设置、及(e)启动自适应重新设置时，建立一个稳定自适应重新设置。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二选择时间和所述第三选择时间每个是一分钟。
9.根据权利要求4所述的方法，进一步包括当在所述挤压机筒中的温度稳定一个预置时间时，通过一个逻辑电路学习所述实际螺杆速度的一个新重新设置值。
10.根据权利要求1所述的方法，其中在挤压机系统操作期间的所述比较和选择，(a)把一个稳定操作温度重新设置值与每个所述实际螺杆速度相对应，和(b)把所述实际螺杆速度同所述对应温度重新设置值输入到用来索引和存储的所述装置中。
全文摘要
本发明是一种用来操作一个挤压机温度控制器的方法。该方法能包括检测用于在挤压机筒中的挤压机螺杆的实际螺杆速度。挤压机筒带有至少一个热交换装置。该方法然后能涉及索引和存储多个螺杆速度。存储的螺杆速度的每一个与一个温度重新设置值相对应。然后能进行实际螺杆速度与存储螺杆速度每一个的比较。然后能选择存储的螺杆速度之一。选择的螺杆速度是具有一个大部分算术等效于实际螺杆速度的值的多个存储螺杆速度的成员。选择的步骤检索与选择、存储的螺杆速度相对应的温度重新设置值。能产生一个到热交换装置的控制输出驱动器信号。控制输出驱动器信号响应检索的温度重新设置值。本发明包括当产生一个到热交换装置的控制输出驱动器信号在或接近最大能力时，把控制警报延迟一个预定时间。
文档编号B29C47/82GK1416389SQ01806345
公开日2003年5月7日 申请日期2001年2月8日 优先权日2000年2月9日
发明者索林斯·T·埃维 申请人:戴维斯－标准公司