С улучшением развития промышленных технологий и уровень жизни людей, люди по типу и качеству пластмассовых изделий растут. Углубленное изучение пластмассового формовочного оборудования и технологий, связанного управления для преодоления недостатков в продукции, улучшение качества продукции, для литья пластмасс Совершенствование технологии имеет большое значение. В пластиковом формовочном оборудовании наиболее широко используются экструзионное формование и литьевое формование, поэтому подробно описаны технологии управления этими двумя видами оборудования.
Управление экструзионным оборудованием
1, необходимость в системе управления экструзионным формованием
(1) энергии в процессе экструзии формования, большую часть энергии, потребляемой для плавления смолы, и приводной двигатель тепловой энергии включает тепловой энергии и фрикционного тепла ствола нагревателя вращения шнека двух частей. С более плотных энергетических поставок , Очень важно исследовать и разработать эффективное и энергосберегающее оборудование для экструзионного формования.
(2) стабильность стабильности процесса экструзии включает в себя массовую стабильность и стабильность размеров изделия. Для простого измерения формы статьи измерения листа, пленки и трубок, контроль и управление могут осуществляться непосредственно с помощью датчиков и высокопроизводительных компьютеров. для сложной продукции формы профиля, за счетом непосредственного определения размера очень трудно, требует производственного процесса самих по себе должна оставаться стабильной. по этой причине, научные исследования и разработок высокой точности и высокой стабильности устройства экструзионного формования, используемое в системе управления необходимо.
2, конструкция системы управления прецизионной экструзией
Система управления экструзией требует параметров процесса для всего процесса экструзии, таких как давление и температура расплава, температура каждой секции фюзеляжа, скорость вращения главного винта и подающий винт, количество подачи, доля различных сырьевых материалов, ток и напряжение двигателя. Такие параметры, как онлайн-обнаружение и технология управления с обратной связью.
Конструкция системы управления экструзией включает в себя: выбор основного контроллера, дизайн схемы интерфейса, схему привода и схемы усилителей, конструкцию интерфейса человека и машины (HMI) и разработку программного обеспечения алгоритма управления и т. Д. В соответствии с требованиями и характеристиками прецизионного экструзионного контроля основной Контроллер может использовать программируемую компьютерную систему управления PCC2003. Программируемый компьютерный контроллер объединяет стандартные функции программируемого логического контроллера и функцию операционной системы с многозадачной синхронизацией промышленного компьютера. Он может легко обрабатывать количество переключателей, аналоговое количество и цикл Регулировка. Аппаратное обеспечение имеет уникальную и новую структуру подключаемых модулей, которая позволяет гибко и по-разному расширять и настраивать систему. Программное обеспечение также имеет модульную структуру. Для расширения системы необходимо накладывать модуль прикладного программного обеспечения на оригинальную основу и иметь функцию языкового программирования на высоком уровне. , И при необходимости может быть смешано с несколькими языковыми программированием. Блок-схема системы управления процессом прецизионной экструзии, показанной на рисунке 1.
Рисунок 1. Блок-схема системы управления процессом прецизионной экструзии
На рисунке 1 процессорный модуль CP476 с интерфейсом RS232 и интерфейсом CAN (Control Area Net). Его цикл команд - 0.5us, встроенная функция аппаратной плеера. Компоненты интерфейса включают в себя модуль аналогового ввода, аналоговый выход Модуль, цифровой входной и выходной микшерный модуль, температурный модуль и модуль интерфейса связи.
Управление литьевой формовочной машиной
1, технология управления с замкнутым контуром прецизионного литья под давлением
(1) Особенности прецизионного управления впрыском По сравнению с традиционным литьевым формованием прецизионное литье под давлением требует более высокой повторяемости точности формовочных параметров, поэтому прецизионные литьевые машины должны использовать многоступенчатое управление с обратной связью. Это многоступенчатое управление включает в себя: индуктивное смещение Управляемая или контролируемая по времени 10-скоростная система впрыска с замкнутым контуром, многоступенчатое время удержания, регулирование давления и скорости и интеллектуальное управление ПИД-регулятором.
Кроме того, более точная регулировка температуры шнека и сопла, то есть при перегреве перерегулирование мала, так что колебания температуры малы. Для обычного управления флуктуация температуры, вызванная винтовым измерением, составляет от 25 до 30 ° C. При температуре выше 4 ° C прецизионный прецизионный литьевой формовочный станок находится в пределах ± 0,5 ° C при тех же условиях.
Изменение температуры рабочего масла будет выше. Изменение рабочей температуры масла вызовет изменение вязкости, сделает поток в каждом приводе колеблется, вызывают открытую и близкую скорость формовки, скорость впрыска и нестабильность скорости вращения шнека, а также приводят к колебаниям давления. Для типичной малой машины для литья под давлением, если температура масла не регулируется в течение 5 часов, температура масла увеличится на 28 ° C, а давление в системе увеличится на 0,19 МПа, что приведет к увеличению давления удержания полимерного расплава в проточном канале. 1,9 ~ 2,9 МПа, что неизбежно скажется на размерном отклонении продуктов. Чтобы предотвратить это, прецизионная машина для литья под давлением использует устройство с замкнутым контуром с нагревом и охлаждением, так что температура масла рабочего масла может стабилизироваться при 50-55 ° C.
Температурный контроль формы более строг, и на размерную точность продукта оказывает сильное влияние температура формы. Толщина различных материалов не зависит только от времени охлаждения, но также зависит от температуры формы. Если время охлаждения одинаковое, температура полости формы низкая, то продукт Относительно большая толщина.
Основываясь на вышеуказанных характеристиках прецизионного литьевого формования, система управления прецизионными литьевыми машинами намного сложнее, чем обычные машины для литья под давлением. Ему необходимо полностью контролировать параметры, такие как давление и скорость.
(2) принцип управления с обратной связью и характеристики замкнутой системы управления показан на рисунке 2. Как видно из рисунка, отправной точкой является объектом измерения управляющих переменных с замкнутым контуром, целевая переменная соответствующего датчика для обнаружения целевой переменной, генерировании цели пропорциональна выходные переменный, как правило, обратная связь и сравниваются с заданным значением в контроллер замкнутого цикла, когда целевые переменный от заданного значения напряжения, сигнал тока или аналоговый сигнал. этот сигнал, контроллер производит замкнутый контур дополнительные управляющие сигналы, посредством выполнения механизма управления целевой регулировки, таким образом, чтобы целевые переменных и запрос на установление сходимости. в описанном выше способе, управление с замкнутым контуром могут также уменьшить влияние помех на целевом контроль количества, тем самым дополнительно улучшая контроль точность.
Закрытая система контур управления имеет следующие характеристики: система оказывает непосредственное влияние на выходной сигнал управляющего воздействия; звена обратной связи, и применение обратной связи для уменьшения систематических ошибок, так что система имеет тенденцию к выходу заранее определенной величины, при возникновении помех, помехи и содержащий Внешнее вмешательство может ослабить его воздействие, система может быть нестабильной, поэтому существует проблема проверки температуры (критерий устойчивости).
2, технология управления ультравысокой скоростью литья под давлением
Ультра высокой скорость огня литьевой машины, имеющей более высокую скорость, чем обычные машины для литья под давлением, как правило, до 1000 мм / с или более, например высоким скоростью впрыска, для литья под давлением и впрыск продуктов дают следующие преимущества:
(1) Чрезвычайно высокая скорость сдвига при обработке снижает вязкость пластика, что позволяет легко добиться ультратонкого формования и уменьшить искажение и коробление продукта.
(2) уменьшить отпечаток поверхности потока и линии сварки, тем самым улучшая блеск поверхности продуктов и точек сварки прочность и предотвращают деформацию во время охлаждения.
(3) сократить цикл впрыска, улучшить эффективность впрыска и снизить энергоэффективность.
Для того, чтобы реализовать ультра инъекции высокоскоростной, нам нужны специальные методы. Например, высокоэффективный линейный двигатель для использования во всех-электрической машины литья под давлением, скорость впрыска может достигать сверхвысокую скорость. В качестве альтернативы, ультра отклик на высоких скоростях и формовочную машину гидравлического впрыска высокоточный гидроаккумулятор, и сервопривод клапана или пропорциональный клапан, чтобы быстро реагировать, чтобы удовлетворить требованиям ультра-высокая скорость впрыска.
В настоящее время, последний метод был в промышленных применениях, таких как компании SW2HSB INEWELL MACH INERY серии и серии компании SUMITOMO SE2HY FT2260BMC впрыска типа литьевой машины BMC и т.п. ультра высокой скорострельностью, приняли этот подход. Рисунок 2 показывает Структура гидравлической системы машины для литья под давлением.
Рисунок 2. Принципиальная схема гидравлической системы для сверхскоростного литьевого формовочного станка
3 литьевая машина технология экономии энергии
В 21-м века, с развитием промышленности пластмасс, формовщики растут по энергосбережению и экологических требованиям машины литья под давлением, так что энергосберегающие технологии литья под давлением управления машиной была широко распространена внимание, исследования по экономии энергии технологии управления и, следовательно, имеют быстрее Можно сказать, что энергосбережение стало важным направлением развития современной литьевой машины.
(1) переменная насосная система использует принцип измерение нагрузки насоса регулирующего клапана, связанный, хотя количественные устранить все потери энергии, связанные с потоком насоса высокого давления и пропорциональным клапаном трехходового, вызванным потоком, но есть фиксированный пропорциональный дроссельный клапан Разность рабочих давлений приводит к большим потерям дросселирования, особенно на высоких скоростях. Эта потеря еще более выражена.
Чтобы решить эту проблему, давление и поток прямого управления с обратной связью высокого отклика переменного насоса в качестве источника энергии, так, что обычная система управления скоростью дросселя в пропорциональную переменную систему управления скоростью, с тем чтобы добиться литьевой машины к гидравлической системе с помощью клапана насоса Изменение управления.
Пропорциональная переменная насосная система. Принцип упрощенной схемы, показанный на рисунке 3. Эта система изменяет традиционный метод пропорционального управления от количественной системы пропорционального клапана насоса + PQ в систему насосов с переменным рабочим объемом, в ядре элемента управления используется доля обоих Давление, пропорциональный поток и обратная связь по давлению нагрузки и другое комплексное регулирование, регулируемое по нагрузке переменное смещение поршневого насоса.
Рисунок 3. Схема пропорциональной насосной системы
Пропорциональная переменная насосная система по сравнению с обычной системой количественного накачки + PQ с пропорциональным клапаном, эффект энергосбережения очевиден, при одновременном повышении скорости впрыска машины, а система нагревается, а переменный насос по требованиям к чистоте масла работает Шум также больше.
(2) Гидравлическая система инвертора Инверторная гидравлическая технология управления, принцип энергосбережения через инвертор на количественном управлении скоростью двигателя насоса, чтобы обеспечить управление в реальном времени гидравлической системой рабочего процесса литьевого формования, делая количественный поток насоса только для соответствия впрыску Требования к процессу потока, которые в основном достигали цели без потерь при переполнении.
В настоящее время источник питания гидравлического литьевого формовочного оборудования с частотным преобразованием в основном использует два вида режимов преобразования частоты: один является обычным асинхронным двигателем, который состоит из регулятора скорости преобразования частоты и дозирующего насоса для формирования источника питания, а другой - для использования сервомотора с высоким откликом переменного тока Управляемый количественный насос в качестве источника энергии.
Первый вид энергосберегающей схемы управления системой управления системой литьевого формования, показанной на рисунке 4. В этой программе инвертор для литьевого формования машины, получая пропорциональный клапан потока, сигнал регулирования тока пропорционального давления и сигнал управления потоком технологического процесса литьевого формования к двигателю скорость.
Рисунок 4. Гидравлическая система контроля скорости
эпилог
После более чем 20-летнего развития индустрия пластмасс в Китае добилась больших успехов, а число производителей пластиковых машин всех размеров достигло тысяч. Некоторые отечественные предприятия по производству пластиковых изделий в последние годы воспользовались золотой возможностью и достигли развития чехарды, а не только Занимайте большую долю на внутреннем рынке, а также значительное количество продукции, экспортируемой в зарубежные страны.
Однако, что касается общего уровня технологии, разрыв между пластмассовым оборудованием Китая и зарубежными развитыми странами по-прежнему очень велик. Уровень оборудования для переработки пластмасс в значительной степени зависит от уровня измерения и контроля. Широко используются системы управления зарубежным передовым оборудованием для пластмасс. Программируемые логические контроллеры (ПЛК) - это основные системы управления, и они используют нечеткое управление, статистическое управление технологическими процессами (SPC), а также дистанционный мониторинг и диагностику неисправностей на основе сетей в некоторых высокоточных производственных устройствах. Поэтому в Китае все еще существует большой разрыв. Поэтому в Китае разработка нового поколения оборудования для литья пластмасс на основе интеллектуальных технологий управления принесет высокие экономические и социальные выгоды.