操作温度管理装置的方法

专利名称：操作温度管理装置的方法
技术领域：
本发明大体上涉及(但不限于)温度管理装置，且更具体来说，本发明涉及(但不 限于)操作温度管理装置的方法。
背景技术：
例如加热器和空气调节器的温度管理装置用于当代生活的许多领域中。广泛使用温 度管理装置的领域的一个实例是注射模制领域。模制是可借以使用模制系统由模制材料 形成模制物件的工艺。可通过使用例如注射模制工艺的模制工艺来形成各种模制物件。 可(例如)由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材料形成的模制物件的一个实例是能够随后 被吹制成饮料容器(例如，瓶子和类似物)的预成型件。
在典型的模制系统内，使用许多温度管理装置。举例来说，注射单元的筒体可与一 个或一个以上加热器相关联，所述加热器用于维持对于将树脂小球(或其它类型的原材 料)塑化成具有适合于注射到模制模腔中的一致性的熔体为所要的温度。有时也称作"热 浇道"的熔体分布网络也利用一个或一个以上加热器来在熔体于注射单元与多模腔模具 的给定模制模腔之间的分布期间将熔体分布网络内的熔体维持于所要温度。
在一些实施方案中，当模制机在环境湿度使得注射模制系统的操作易受冷凝影响的 世界上某些地区中操作时，可使用空气调节器和/或减湿器用于维持所要环境温度(例如) 以防止模制机内发生冷凝。
用于模制机内的温度管理装置可大致被分为两个类别多区温度管理装置和单区温 度管理装置。考虑用于注射单元的筒体加热器的实例，筒体加热器可在每一个控制区的 温度设定可独立于其它控制区中的温度设定而受到设定和控制的意义上具有多个控制 区。另一方面，筒体加热器可为单区控制类型。在这种情境中，单一设定可与沿整个或 部分筒体安置的整个筒体加热器相关联。
不考虑温度管理装置的类型，准确控制温度管理装置的温度设定的能力的缺乏可能 会有不希望的结果。再次考虑筒体加热器的实例，精确控制温度设定的能力的缺乏可能 会有多个不希望的影响。举例来说，如果筒体加热器维持低于所要温度的温度，那么树 脂将达不到要求的熔融状态，且将导致具有不合需要的质量的零件或导致模制机完全的
6失效。另一方面，如果筒体加热器维持高于所需温度的温度，那么树脂可能降级，这可 能在零件上留下不希望的标记(即，缺陷)或使成批树脂完全不可用。
1992年12月22日颁予中村(Nakamura)等人的美国专利第5,173,224号揭示一种 具有比例-积分-微分(PID)控制的用于注射模制机的模糊推理热控制方法。所揭示系统 允许执行对应于注射模制机的状态的自动PID控制以用于消除在注射模制机的受热控制 组件的热控制期间的温度过冲或下冲，模糊控制理论用于控制注射模制机。通过使用模 糊控制系统，可在实践中消除过冲或下冲而得到受热控制组件的目标温度。
1991年8月27日颁予高桥(Takahashi)等人的美国专利第5,043,862号揭示一种用 于从来自工艺的控制响应确定表示可控性的特征值并从所确定特征值自动导出且设定 PID常数的PID控制方法和PID控制器。设定点与受控值之间的误差关于其是归因于设 定点的改变还是归因于扰动而被决定，且基于决定的结果设定PID常数。
1996年9月3日颁予藤冈(Fujioka)等人的美国专利第5,551,857号揭示一种用于 注射模制机的汽缸温度控制器，其中执行注射模制操作，同时将注射汽缸保持于稳定的 预设温度，而不管例如模具温度或环境温度的改变和由树脂的剪压造成的温度升高等扰 动。用于执行注射汽缸温度的PID反馈控制的温度调节器具备用于自动调谐的PID调整 装置。
由热电偶检测注射汽缸的每一个部分的实际温度T。当实际温度T偏离由基于预设 目标温度A而设定的上限[A+B]和下限[A-B]所界定的预定温度范围时，将自动调谐命令 输出到温度调节器。在接收到这个命令之后，PID调整单元再次将PID参数设定为适合 于扰动的值。通过将PID参数保持为适合于扰动，汽缸的每一个部分的实际温度T符合 预设目标温度A而不管扰动的变化。
1999年12月7日颁予布尔格林(Bulgrin)的美国专利第5,997,778号揭示一种注射 模制机，其使用求和多项控制法则来控制模制循环的注射冲程期间的锤头速度以模拟用 户设定速度分布图。自动校准方法设定空载锤头速度以复制用户设定锤头速度。有限脉 冲响应滤波器在速度分布图上的提前位置处产生开环空载控制信号以考虑系统响应中 的滞后。将从前一个循环观察到的指示负载扰动的自适应误差项加到由有限脉冲响应滤 波器预测的提前行进位置处以产生预测性开环负载补偿控制信号。最后，自动调谐PID 控制器产生与开环控制信号求和的实时反馈负载扰动信号以产生用于机器的配量阀 (proportioning valve) 的马区动j言号
发明内容
根据本发明的第一广泛方面，提供一种操作温度管理装置的方法。所述方法包含向 温度管理装置传输探测符，探测符具有预定格式；接收探测符响应，探测符响应表示温 度管理装置的至少一个动态操作特性；分析探测符响应以获得适合于控制温度管理装置 的操作的控制参数。 '
根据本发明的第二广泛方面，提供一种经配置以耦合到温度管理装置的控制器的计 算设备。所述计算设备经配置以向控制器传输探测符，探测符具有预定格式；从控制 器接收探测符响应，探测符响应指示温度管理装置的至少一个动态操作特性；且分析探 测符响应以获得适合于使控制器能够控制温度管理装置的操作的控制参数。
根据本发明的第三广泛方面，提供一种温度管理装置的控制器。所述控制器经配置 以接收探测符，探测符具有预定格式；响应于探测符，评价探测符响应，探测符响应 指示温度管理装置的至少一个动态操作特性，探测符响应用于使得能够确定适合于使控 制器能够控制温度管理装置的操作的控制参数。
在结合附图审阅本发明的特定非限制性实施例的以下描述之后，本发明的非限制性 实施例的这些和其它方面和特征现将变得对所属领域的技术人员而言显而易见。


可参考对示范性非限制性实施例的详细描述和以下图式获得对本发明的非限制性 实施例(包括其替代例和/或变化)的更好理解。
图1是根据本发明的非限制性实施例的可实施操作温度管理装置的方法的具有多个 加热器的注射单元的一部分的横截面图。
图2是描绘根据本发明的非限制性实施例的用于操作温度管理装置(例如图1的注 射单元)的方法的流程图的框图。
图3是示意性描绘作为图2的方法的一部分而接收的探测符响应的示意图。
图4描绘根据本发明的非限制性实施例的可用于触发图2的方法的执行的人机接□。
图5是描绘在执行图2的方法之前、期间和之后的与温度管理装置相关联的工作循 环波动、设定点和温度的示意图。
图式未必按比例绘制，且可能由假想线、图解表示和局部视图说明。在某些情况下， 可能已省略对于理解示范性实施例并非必要或使其它细节难以领会的细节。
具体实施方式
参看图1,描绘了可经配置以实施本发明的实施例的注射单元100。注射单元100 为二级类型，且在这个程度上，注射单元100包含筒体102和射出缸104。在筒体102 内，提供由螺杆致动器108致动的螺杆106。在本发明的这些实施例内，螺杆致动器108 向螺杆106赋予旋转和往复运动。筒体102与多个筒体加热器105相关联。应注意，所 述多个筒体加热器105的数目或构造并不特别受限，且所属领域的技术人员将易于了解 多个筒体加热器105的许多替代实施方案。
螺杆106的旋转与由多个筒体加热器105发射的热量的组合使得通过入口 110馈送 的原材料熔融，直到处于所要熔融状态的所要量材料已产生并累积于螺杆106前方为止。 所要量材料在螺杆106前方的累积使得螺杆106向后(如果在图1中观察，那就是在向 右方向上)平移。
所要量材料接着通过螺杆106的往复运动经由转移部分112被转移到射出缸104中。 转移部分112的合适配置是所属领域的技术人员所熟知的，且因此在这里无需再做任何 描述。射出缸104包括由柱塞致动器116致动的柱塞114。柱塞致动器116向柱塞114 冲击横向运动，这使得累积的所要量材料通过喷嘴118转移到模具(未描绘)中。
在本发明的这些非限制性实施例内，将多个筒体加热器105分为可单独和独立控制 的多个控制区以帮助达到熔体的所要一致性。然而，在本发明的替代非限制性实施例中， 可将多个筒体加热器105分组到单个控制区中。出于下文提出的实例的目的，将使用多 个筒体加热器105的三个例子第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒 体加热器105c，其各自与一单独控制区相关联。
应清楚理解，对注射单元100，且明确地说，对多个筒体加热器105的描述仅提供 作为可使用本发明的实施例的教示控制的温度管理装置的一个实例。 一旦了解了本发明 的实施例的教示，所属领域的技术人员就将能够修改这些教示以控制其它类型的温度管 理装置。可使用本发明的实施例的教示而控制的其它温度管理装置的实例包括(但不限 于)熔体分布网络的加热器(即，热浇道加热器)、与其它类型的模制设备相关联的加 热器(例如，用于注射模制机的单级往复螺杆型筒体、用于挤压模制机的挤压机加热器 等)、与用于运送流体(例如油)的管道相关联的加热器、空气调节器、减湿器和类似 装置。
在图1的结构内，第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器 105c中的每一者与一相应加热器控制器(第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热 器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c)相关联。 一般说来，第一筒体加热器控 制器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c的目的是执行适合于控制第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c中的相应 者的操作的一个或一个以上控制例行程序。
可由第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器 控制器125c执行的控制例行程序的一些实例包括(但不限于)(i)控制第一筒体加热 器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c中的相应者的温度设定；(ii)评 价与第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c等中的相应者 相关联的操作参数。
举例来说，第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体 加热器控制器125c中的每一者可与一用于测量与第一筒体加热器105a、第二筒体加热 器105b和第三筒体加热器105c中的相应者相关联的温度的热电偶(未描绘)相关联。
在本发明的一些实施例中，第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热器控制器 125b和第三筒体加热器控制器125c中的每一者可实施为一比例-积分-微分(PID)型控 制器。因此，在本发明的这些实施例内，第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热器 控制器125b和第三筒体加热器控制器125c中的每一者可经配置以基于控制参数控制第 一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c中的相应者的温度设 定，所述控制参数在这个特定实例中包括三个常数，所属领域的技术人员一般将其称为 Kj (积分增益)、KP (比例增益)和Kd (微分增益)。
然而，在本发明的替代非限制性实施例中，第一筒体加热器控制器125a、第二筒体 加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c中的每一者或一些可实施为不同类型 的加热器控制器。加热器控制器的替代实施方案的一些实例可包括(但并不限于)比例 -微分型控制器、比例型控制器和类似控制器。
还提供在操作上耦合到第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热器控制器125b 和第三筒体加热器控制器125c的计算设备130。计算设备130与第一筒体加热器控制器 125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c之间的此连接可使用 任何合适手段来实施，例如有线连接、无线连接、两者的组合、局域网、广域网和类似 手段。
在本发明的一些实施例中，计算设备130可为经配置用于实施本发明的实施例的通 用计算机。在本发明的其它实施例中，计算设备130的功能性可并入到在使用中并有注 射单元100的模制机(未描绘)的控制器的功能性中。在本发明的其它实施例中，计算 设备130的功能性可并入到第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热器控制器125b 和第三筒体加热器控制器125c中的一者中，或替代地，其可分布于第一筒体加热器控
10制器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c中的一些或所有 之间。
在本发明的其它非限制性实施例中，计算设备130的功能性可并入到第一筒体加热 器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c中的一者中，或替代地，其可分 布于第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c中的一些或所 有之间。在本发明的这些实施例内，可省略第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热 器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c，或替代地，其功能性可并入到并有第一 筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c的模制机(未描绘)的 控制器的功能性中。
给定参看图l描述的架构，有可能实施操作温度管理装置(例如，多个筒体加热器 105等)的方法。参看图2，现将更详细描述操作温度管理装置的方法的非限制性实施 例。可便利地由计算设备130执行图2的方法。
步骤210
方法开始于步骤210,其中计算设备130向温度管理装置传输探测符，所述探测符 具有预定格式。在本文中描述的特定非限制性实施例内，计算设备130向第一筒体加热 器控制器125a传输第一探测符，向第二筒体加热器控制器125b传输第二探测符，且向 第三筒体加热器控制器125c传输第三探测符。
计算设备130首先确定第一探测符、第二探测符和第三探测符的相应预定格式。在 本发明的一些实施例中，计算设备130可计算第一探测符、第二探测符和第三探测符的 预定格式中的每一者的个别值。基于特定操作参数，如此计算的个别值可为相同或不同 的。
出于简化下文将提出的描述的目的，将使用第一探测符和第一筒体加热器控制器 125a的实例来描述计算设备130可如何确定与第一探测符相关联的预定格式。应清楚理 解，可以实质上相同的方式执行分别与第二探测符和第三探测符相关联的预定格式的确 定。
在本发明的一些实施例中，第一探测符的预定格式可为预定图案。在本发明的特定 非限制性实施例中，预定图案可为方波图案且可支配由第一筒体加热器控制器125a传 达给第一筒体加热器105a的工作循环设定的波动的频率和振幅。
在本发明的一些实施例中，第一探测符的预定格式可与以下探测符参数相关联
a. ARANGE=[10%...80%]在此特定实例内，与预定格式相关联的探测符参数可指示将使第一筒体加热器控制 器125a改变第一筒体加热器105a的工作循环设定的探测符。更具体来说，在第一瞬时 内，假设在第一瞬时，与第一筒体加热器105a相关联的温度在设定点以下，那么第一 筒体加热器控制器125a将把第一筒体加热器105a的工作循环设定为80%。在实质上符 合与第一筒体加热器105a相关联的达到设定点的温度的第二瞬时，第一筒体加热器控 制器125a将把工作循环设定为10%。接着可在ARANGE控制参数的范围内重复循环。换 句话说，在与温度管理装置(例如，第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第
三筒体加热器105C)相关联的温度达到设定点时触发ARANGE控制参数内的工作循环设
定的改变。
在本发明的替代实施例中，第一探测符的预定格式可(仅作为实例)与以下探测符 参数相关联
A塵g^[歸-.督。]
在此特定实例内，与预定格式相关联的探测符参数可指示将使第一筒体加热器控制 器125a每1.2秒改变第一筒体加热器105a的工作循环设定的探测符。更具体来说，在 第一瞬时内，第一筒体加热器控制器125a将把第一筒体加热器105a的工作循环设定为 10%。在第一瞬时之后1.2秒的第二瞬时，第一筒体加热器控制器125a将把工作循环设
定为80%。接着可在arange控制参数的范围内重复循环。
在本发明的这些实施例内，计算设备130可首先确定第一筒体加热器105a的探测 符参数(ARANGE、 VFREQUENCY)或探测符参数探测符参数(ARANGE)。在本发明的此实施 例的特定实施方案中，计算设备130可按以下方式确定探测符参数。
在本发明的一些实施例中，计算设备130按以下方式确定Ak，ce信。计算设备130 可存取维持于计算设备130的存储器(未描绘)内的表格(未描绘)，所述表格(未描
绘)将给定温度管理装置(例如，第一筒体加热器105a)映射到aram3e值的对应范围。
可通过在执行图2的方法之前执行经验分析或通过使用任何其它合适手段来填充表格 (未描绘)。举例来说，可基于给定温度管理装置(例如，第一筒体加热器105a)的工作 循环设定的安全范围来填充表格。在本发明的一些实施例中，基于给定温度管理装置(例 如，第一筒体加热器105a)对工作循环变化的响应性和/或基于给定温度管理装置(例
=1.2秒
12如，第一筒体加热器105a)的热质量进一步填充表格。
计算设备130还可确定探测符参数(VFREQUENCY)。计算设备130可使第一筒体加热 器控制器125a接通第一筒体加热器105a且保持第一筒体加热器105a接通直到达到设定 点(即，当与第一筒体加热器105a相关联的温度达到设定点时)为止。当达到设定点 时，计算设备130使第一筒体加热器控制器125a断开第一筒体加热器105a。这时，如 所属领域的技术人员所熟知，与第一筒体加热器105a相关联的温度将在某一时期内继 续升高(称为"过冲"的过程)且接着将开始向设定点下降(且潜在地越过设定点)。
计算设备130可测量在断开第一筒体加热器105a的时间点与温度返回到设定点的 时间点之间流逝的时间间隔。计算设备130可将此时间间隔用作VFREQUENCY的值。
计算设备130可执行实质上相同的步骤和/或例行程序以确定第二筒体加热器控制 器125b的第二探测符和第三筒体加热器控制器125c的第三探测符的预定格式。可实质 上同时、实质上并行或一个接一个地执行步骤和/或例行程序。
并未特别限制如何将具有预定格式的探测符传输到温度管理装置(例如第一筒体加 热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c)。在本发明的一些实施例中， 计算设备130将探测符作为电波信号传输到温度管理装置的控制器(例如，第一筒体加 热器控制器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c)。在探 测符具有表示工作循环改变的预定格式的本发明的这些实施例中，第一筒体加热器控制
器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c中的每一者可响应 于接收到探测符而控制相应加热器电路(未描绘)(例如，并有固态继电器的加热器电 路等)以按照工作循环设定来接通和断开相应第一筒体加热器105a、第二筒体加热器 105b和第三筒体加热器105c。
在本发明的替代非限制性实施例中，可按不同形状因数实施探测符，例如将其实施 为数字信号、数据包和其类似者。
步骤220
接下来，在步骤220，计算设备130接收探测符响应。在本文中提出的特定实例内， 计算设备130接收三个探测符响应，艮P:
(i) 响应于传输到第一筒体加热器控制器125a的第一探测符的第一探测符响应；
(ii) 响应于传输到第二筒体加热器控制器125b的第二探测符的第二探测符响应；
(iii) 响应于传输到第三筒体加热器控制器125c的第三探测符的第三探测符响应。 应记起作为步骤210的一部分而传输的第一探测符、第二探测符和第三探测符与相
应预定格式，或换句话说，与相应已知格式相关联。因为第一探测符响应、第二探测符
13响应和第三探测符响应分别是基于已知第一探测符、第二探测符和第三探测符，所以其 可被称为是反映与第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c 相关联的一个或一个以上动态操作特性。
这些动态操作特性的实例包括(但不限于)
与第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c中的给 定者相关联的电阻；
与第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c中的给 定者相关联的标称功率
与第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c中的给 定者相关联的对流和传导系数；
与第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c中的给 定者相关联的有效对流表面积；以及
围绕第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c中的 给定者的周围空气的温度。
自然地，应了解以上提出的列表仅希望作为实例。探测符响应可表示这些动态操作 特性中的一些或全部，以及许多额外或替代的动态操作特性。在任何情况下，因为探测 符响应是基于具有预定格式的探测符，所以探测符响应的变化可被称为可排他地归因于 动态操作特性的变化。为了避免疑虑，应清楚理解，动态操作特性中的一些可在温度管 理装置(例如，第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c) 的操作循环中改变，且动态操作特性中的一些可在所述操作循环中保持恒定。
在本文中提出的特定实例中，可分别将第一探测符响应、第二探测符响应和第三探 测符响应实施为与第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c 相关联的温度读数。记得预定格式可采取变化的工作循环设定的形式，与第一筒体加热 器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c相关联的温度读数将与工作循环 设定的改变一致地振荡。
进一步记得第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体 加热器控制器125c可各自与一热电偶(未描绘)相关联，可凭借从第一筒体加热器控 制器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c中的相应者接收 温度读数的计算设备130来实施对第一探测符响应、第二探测符响应和第三探测符响应 的评价。
步骤230接下来，在步骤230，计算设备130分析作为步骤220的一部分而接收的探测符响 应以确定适合于控制温度管理装置的控制参数。在本文中提出的特定实例中，计算设备 130分析第一探测符响应、第二探测符响应和第三探测符响应以确定适合于分别控制第 一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器105c的第一控制参数、第 二控制参数和第三控制参数。
记起第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器 控制器125c可实施为PID控制器，计算设备130可确定第一筒体加热器控制器125a、 第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c中的每一者的相应&(积分 增益)、Kp (比例增益)、KD (微分增益)值。
在步骤230的实施方案的非限制性实例中，计算设备130可首先确定探测符响应的 波动(其在此实例内表示响应于工作循环波动的温度波动)的平均峰值(APEAK)和平 均频率值(AFREQUENCY)。
参看示意性描绘表示第一响应参数("FRP")的曲线的图3，计算设备130可执行 以下计算-
<formula>formula see original document page 15</formula>
A表示在设定点以上的温度的波动振幅；且
B,表示在设定点以下的温度的波动振幅。
<formula>formula see original document page 15</formula>
其中-
T,表示第一筒体加热器105a对第一工作循环设定作出反应所花费的时间间隔；以
及
H,表示第一筒体加热器105a对第二工作循环设定作出反应所花费的时间间隔。 在本发明的一些实施例中，计算设备130可重复重新计算平均峰值(APEAK)和平
均频率值(AFREQUENCY)的步骤直到满足预定验证参数为止。在本发明的一些实施例中，
计算设备130可针对值A,、 B,、 T:、 ^中的每一者计算验证参数。计算设备130可基于以下公式计算相应验证参数(VALIDATION^ VALIDATION2、 VALIDATION3和VALIDATION4 ):
1 n
VALIDATION, = — Z (A1+1 _ A;
VALIDATION,=丄Y (Bi+， -
2 M」 1+1 1
1 n
VALIDATION3 = _ J] (Ti+1 _ i;)
i=1
1 M
VALIDATION, = _ (Hi+1 — Hf )2 4 M台 、1+1 〃
基于如此计算的验证参数，计算设备130可确定何时停止重新计算平均峰值(ApEAK)
和平均频率值(Afrequency)。在本发明的一些实施例中，计算设备130继续重新计算平 均峰值(Apeak)和平均频率值(AFREQUENCY)直到如此计算的验证参数在其间实质上收 敛为止。
在本发明的替代非限制性实施例中，计算设备130继续重新计算平均峰值(APEAK) 和平均频率值(AFREQUENCY)直到如此计算的验证参数中的一些或全部在预定阈值(其 可(例如)根据经验确定)以上或以下为止。在本发明的其它非限制性实施例中，计算 设备130继续重新计算平均峰值(APEAK)和平均频率值(AFREQUENCY)直到如此计算的 验证参数在其间实质上收敛且如此计算的验证参数中的一些或全部在预定阈值以上或 以下为止。
计算设备130接着继续基于相应平均峰值(Apeak)和平均频率值(AFREQUENCY)确 定第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器 125c中的每一者的相应K！(积分增益)、KP (比例增益)、KD (微分增益)值。
在本发明的一些实施例中，计算设备130利用以下公式来执行计算
Kp - KPI * (AMAX _ AMIN)/APEAK
A、I 丄、CI "1 z八FREQUENCY
K一 K 求K沐A其中，
AMAX - AMIN是ARANGE内的值，或在此实例中为80和10; KPI、 KCI、 Km是恒定值，其根据标准已知方法而确定；以及
T是其中计算设备130执行计算和/或评价操作参数(例如，温度)的时间间隔，其 也称作"控制器取样时间"。
计算设备130接着向第一筒体加热器控制器125a、第二筒体加热器控制器125b和 第三筒体加热器控制器125c传输第一控制参数、第二控制参数和第三控制参数的指示 以使其分别能够控制第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b和第三筒体加热器 105c的操作。在本文中提出的特定实例中，计算设备130传输第一筒体加热器控制器 125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c中的每一者的K:(积 分增益)、Kp (比例增益)、KD (微分增益)值的相应集合的相应指示。
在本发明的一些实施例中，计算设备130可在温度管理装置启动时(例如，在并有 注射单元100的模制机等的启动时)执行图2的方法。在替代非限制性实施例中，可(例 如)在满足预定触发时由计算设备130执行图2的方法作为自调谐过程。预定触发的实 例可包括(但不限于)计算设备130感测到第一筒体加热器105a、第二筒体加热器105b 和第三筒体加热器105c的操作参数(例如，温度)中的一些或全部之间的差异在预定 值以上或以下。
在本发明的其它非限制性实施例中，可按需执行图2的方法。举例来说，参看图4， 现将更详细描述可如何触发图2的方法的非限制性实施例。图4描绘可适于实施本发明 的实施例的人机接口 402 (或简称为HMI402)的非限制性实施例。
HMI 402可为计算设备130的一部分或耦合到计算设备130。举例来说，在计算设 备130与在使用中并有注射单元IOO的模制机(未描绘)的控制器分开实施的本发明的 那些实施例中，可将HMI402实施为模制机(未描绘)的控制器的一部分，且计算设备 130可实施与模制机(未描绘)的控制器的通信链路。在计算设备130实施为模制机(未 描绘)的控制器的一部分的本发明的那些实施例中，到HMI402的此链路可为内部通信 链路(例如，计算机总线或类似物)。当然，其它配置也是可能的。
一般说来，HMI402的用途是向操作者显示信息和从操作者处接收命令。在这个程 度上，提供可为屏幕的第一接口 404。第一接口 404用于向操作者提供信息。或者，第 一接口 404可为触摸屏幕，且因此可用于向操作者提供信息和从操作者处接收命令。还 提供第二接口 408，其可为例如按钮、指向装置和类似物等致动器的选择。第二接口 408可用于从操作者处接收命令。
第一接口 404可经配置以提供致动实体406 (其可为链接、按钮、图标或能够被选 择的任何其它实体)以使操作者能够触发图2的方法的执行。在特定非限制性实施例中， 致动实体406包括具有以下文字"执行加热器自调谐"的表示的图标或其任何可想到的 变体。操作者可通过使用第一接口 404 (如果第一接口 404包含触摸屏幕)或第二接口 408来致动致动实体406。或者，操作者可通过使用指向实体410 (其可凭借任何合适的 已知手段而移动)来致动致动实体406。在致动实体406被致动时，其可根据本发明的 各种实施例触发图2的方法的执行。
本发明的实施例的技术效果可包括实质上实时(即，不必停止温度管理装置的操作) 执行温度管理装置的调谐过程的能力。本发明的实施例的另一个技术效果可包括可归因 于调谐过程不再需要使温度管理装置离线而减少或消除了停机时间。本发明的实施例的 另一个技术效果可包括实质上同时或实质上并行调谐多个温度管理装置的能力。应注 意，并不需要在本发明的每一个实施例中完全实现每一个技术效果。
可参看图5说明这些技术效果中的至少一些技术效果，图5是描绘在执行图2的方 法之前、期间和之后的与温度管理装置(例如，第一筒体加热器105a、第二筒体加热器 105b和第三筒体加热器105c)相关联的工作循环波动、设定点和温度的示意图。
更具体来说，图5说明三个时间间隔
第一时间间隔502——在执行图2的方法之前；
第二时间间隔504——在执行图2的方法期间；以及
第三时间间隔506——在执行图2的方法之后。
图5进一步描绘表示与受控的温度管理装置相关联的设定点的第一曲线508;表示 与受控的温度管理装置相关联的温度的第二曲线510;以及表示工作循环设定的第三曲 线512。
在第一时间间隔502期间，第三曲线512振荡，表示控制器(例如，第一筒体加热 器控制器125a、第二筒体加热器控制器125b和第三筒体加热器控制器125c)在将温度 保持于设定点的尝试中所做的工作循环改变的改变。第二曲线510也在第一曲线508上 方和下方振荡，表示在设定点上下的温度振荡。
在第二时间间隔504期间，第三曲线512可称为与仅仅是预定探测符格式的一个实 例的方波图案相关联。在第二时间间隔504期间，如上文中所更详细描述而执行图2的 方法。
在第三时间间隔506期间，第二曲线510并不实质上偏离第一曲线508，这表示在执行图2的方法之后，与温度管理装置相关联的温度实质上维持于设定点处。同样，在 第三时间间隔506内，第三曲线512的波动量值并不像在第一时间间隔502和第二时间 间隔504期间的波动量值一样大，这表示在完成图2的方法的执行后，更稳定的工作循 环设定范围得以维持。
对本发明的非限制性实施例的描述提供本发明的实例，且这些实例并不限制本发明 的范围。应清楚理解，本发明的范围受权利要求书限制。上文描述的概念可适应于特定 条件和/或功能，且可进一步扩展到在本发明的范围内的多种其它应用。在如此描述了本 发明的非限制性实施例之后，将显而易见的是，在不脱离如所描述的概念的情况下，修 改和加强是可能的。因此，将受专利证书保护的内容仅受所附权利要求书的范围限制。
权利要求
1.一种操作温度管理装置(105a、105b、105c)的方法，所述方法包含向所述温度管理装置(105a、105b、105c)传输探测符，所述探测符具有预定格式；接收探测符响应，所述探测符响应表示所述温度管理装置(105a、105b、105c)的至少一个动态操作特性；分析所述探测符响应以获得适合于控制所述温度管理装置(105a、105b、105c)的操作的控制参数。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述预定格式包含预定图案。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述预定图案包含经配置以至少控制传达到所述 温度管理装置(105a、 105b、 105c)的工作循环设定的波动的振幅的方波图案。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述预定图案包含经配置以控制传达到所述温度 管理装置(105a、 105b、 105c)的工作循环设定的波动的频率和振幅的方波图案。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)当在使 用中时形成模制机的部分；且其中所述温度管理装置U05a、 105b、 105c)包含以 下各项中的一者筒体加热器(105a、 105b、 105c)，其与注射单元(100)相关联；热浇道加热器；空气调节器；减湿器。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述分析包含计算所述探测符响应的波动的平均 峰值(APEAK)和平均频率值(AFREQUENCY)。
7. 根据权利要求6所述的方法，其进一步包含重新计算所述平均峰值(APEAK)和所 述平均频率值(AFREQUENCY)直到满足验证参数为止。
8. 根据权利要求7所述的方法，其进一步包含计算所述验证参数。
9. 根据权利要求6所述的方法，其进一步包含基于至少所述平均峰值(APEAK)、所述平均频率值(AFREQUENCY)和所述预定格式计算^述控制参数。
10. 根据权利要求l所述的方法，其中所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)包含第 一温度管理装置(105a、 105b、 105c)和第二温度管理装置 105a、 105b、 105c)， 且其中所述传输包含将具有第一预定格式的第一探测符传输到所述第一温度管理装置(105a、 105b、 105c);以及将具有第二预定格式的第二探测符传输到所述第二温度管理装置(105a、 105b、 105c)。
11. 根据权利要求IO所述的方法，其中所述第一预定格式和所述第二预定格式是相同 的。
12. 根据权利要求ll所述的方法，其中所述接收包含响应于所述第一探测符接收第一探测符响应；以及 响应于所述第二探测符接收第二探测符响应。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述分析所述探测符响应以获得适合于控制所 述温度管理装置(105a、 105b、 105c)的控制参数包含分析所述第一探测符响应以获得适合于控制所述第一温度管理装置(105a、105b、 105c)的第一控制参数；以及分析所述第二探测符响应以获得适合于控制所述第二温度管理装置(105a、105b、 105c)的第二控制参数。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)与控制 器(125a、 125b、 125c)相关联，且其中所述向所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)传输探测符包含向所述控制器(125、 125b、 125c)传输所述探测符；且所述接收探测符响应包含从所述控制器(125、 125b、 125c)接收所述探测符响 应。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述控制器(125a、 125b、 125c)包含比例-积 分-微分(PID)控制器，且其中所述控制参数包含一组常数，所述组常数包括 (积分增益)常数、KP (比例增益)常数和Kd (微分增益)常数。
16. 根据权利要求14所述的方法，其进一步包含向所述控制器(125、 125b、 125c)传输所述控制参数的指示。
17. 根据权利要求l所述的方法，其进一步包含确定所述预定格式。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述确定所述预定格式包含计算探测符参数。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述探测符参数包含第一探测符参数(ARANGE) 和第二探测符参数(VFREQUENCY)，所述第一探测符参数(ARANGE)指示工作循环 设定的范围，且所述第二探测符参数(VFREQUENCY)指示所述工作循环设定的改变 频率。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述探测符参数包含第一探测符参数(ARANGE)， 所述第一探测符参数(ARANCE)指示工作循环设定的范围，且其中工作循环设定的 所述范围内的工作循环设定的改变在与所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)相 关联的温度达到设定点时被触发。
21. —种经配置以耦合到温度管理装置(105a、 105b、 105c)的控制器(125a、 125b、125c)的计算设备(130)，所述计算设备(130)经配置以向所述控制器(125a、 125b、 125c)传输探测符，所述探测符具有预定格式； 从所述控制器(125a、 125b、 125c)接收探测符响应，所述探测符响应指示所述温度管理装置U05a、 105b、 105c)的至少一个动态操作特性；分析所述探测符响应以获得适合于使所述控制器U25a、 125b、 125c)能够控制所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)的操作的控制参数。
22. 根据权利要求21所述的计算设备(130)，其中所述预定格式包含经配置以控制以 下各项中的一者的方波图案至少传达到所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)的工作循环设定的波动的振 幅；以及传达到所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)的工作循环设定的波动的频率和 振幅。
23. 根据权利要求21所述的计算设备(130)，其中所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)在使用中时形成模制机的部分。
24. 根据权利要求23所述的计算设备(130)，其中所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)包含以下各项中的一者筒体加热器(105a、 105b、 105c)，其与注射单元(100)相关联；热浇道加热器；空气调节器；减湿器。
25. —种温度管理装置(105a、 105b、 105c)的控制器(125a、 125b、 125c)，所述控 制器(125a、 125b、 125c)经配置以接收探测符，所述探测符具有预定格式；响应于所述探测符，评价探测符响应，所述探测符响应指示所述温度管理装置 (105a、 105b、 105c)的至少一个动态操作特性，所述探测符响应用于使得能够确 定适合于使所述控制器(125a、 125b、 125c)能够控制所述温度管理装置(105a、 105b、 105c)的操作的控制参数。
全文摘要
本发明提供一种操作温度管理装置(105a)的方法。举例来说，揭示一种操作温度管理装置(105a、105b、105c)的方法。所述方法包含向所述温度管理装置(105a、105b、105c)传输探测符，所述探测符具有预定格式；接收探测符响应，所述探测符响应表示所述温度管理装置(105a、105b、105c)的至少一个动态操作特性；分析所述探测符响应以获得适合于控制所述温度管理装置(105a、105b、105c)的操作的控制参数。
文档编号G05D23/19GK101681178SQ200880020520
公开日2010年3月24日 申请日期2008年8月19日 优先权日2007年9月18日
发明者马吉德·哈德姆萨梅尼 申请人:赫斯基注射器成型系统有限公司