Система регулирования параметров листовиз термопластов при их изготовлении

и 830326 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛтзСТВУ(22) Заявлено 12.07. 78 (21) 2644615/18-24 6 05 0 5/06 с присоединением заявки Ло -Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В. Н. Серегин 1) Заявитель 4) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИС ИЗ ТЕРМОПЛАСТА ПРИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИИ проЭнаистов из те етодом экст листов опре диационным замеров в н У Изобретение относится к технике управления технологическими процессами получения высококачественных полимерных материалов методом экструзии и .может применяться в химическойЪ 5 промышленности.Известно устройство для регулирования средней толщины л р мопластов, получаемых и Руг зии, в котором толщинаделяется сканирующим ратолщиномером по данным ескольких зонах листа по его ширине и - тем изменения скорости вращения валков каландра 1.11Недостатком указанного устройства является то, что изменение скорости вращения валков каландра приводит к изменению не только средней толщины листов, но и их ширины, так как каландр оказывает на полимерную ленту прокатывающее и вытягивающее воздействия. Кроме того, в устройстве не учитывается изменение производительности экструдера и при .стабильной средней толщине ленты можно получать .ленту разной ширины, варьируя скорость вращения шнекового механизма . Геомет рические показатели качества листов, такие как толщина, ширина и прямо" угольность, играют важную роль в цессах дальнейшей их переработки пример, методом вакуумфбрмования в холодильной промышленности.Известен также способ автоматического регулирования ширины полимерных материалов 1,21 по результатам измерения скорости изменения и величины ширины ленты путем воздействия на температурный режим формующей головки экструдера в соответствующей зоне по ее ширине.Этот способ имеет существенный недостаток, поскольку изменение температурного режима вдоль Формующей головки экструдера приводит к изменению ее производительности и следователь-,830326 3но, к изменению средней толщины лен тыНаиболее близким по технической сущности к данному изобретению являет.- ся система регулирования параметров листов из термопластов при их изготовлении, содержащая толщиномер, соединенный с блоком усреднения и через первый элемент сравнения с первым входом блока регулирования параметров 10 листов, второй вход которого соединен с датчиком ширины через второй элемент сравнения, а первый и второй выходы соединены соответственно через третий и четвертый элементы срав 15 нения с блоком регулирования числа оборотов каландра и с блоком регулирования оборотов шнека экструдера соединенного с датчиком оборотов шнека, и тянущий механизм, соединенный 20 ,с блоком регулирования числа оборотов тянущего механизма 13.1.Основным недостатком этой системы является то, что в ней предполагается постоянство ширины ленты, которое 25 должно обеспечиваться ножницами, установленными на участке между формующей головкой экструдера и каландром.ФНа самом деле ножницы обеспечивают ширину ленты не больше заданноФ по- З 0 ложением ножниц, но, очевидно, еще неостывший экструдат, который подвергается окончательной термопластической обработке на участках "головкакаландр" и "каландр-тянущий механизм",35 можно подвергнуть вытяжке на этих участках за счет изменения числа оборотов электроприводов шнека, каландра и тянущего механизма и тем самым можно не только получить ширину 0 листов меньше заданной, но даже порвать полимерную ленту,Целью изобретения является повышение точности системы регулирования,45Поставленная цель достигается тем, что в систему введены пятый элемент сравнения, датчик оборотов тянущего механизма и блок коррекции, входы которого соединены с датчиками оборо 50 тов шнека, каландра, тянущего механизма, датчиком ширины и с выходом блока усреднения. Выход блока коррекции соединен с третьим входом блока регулирования параметров листов, третий выход которого соединен через пятый элемент сравнения с блоком регулирования числа оборотов тянущего механизма. 4 Функциональная схема предлагаемой системы приведена на чертеже. Система содержит экструдер, состоящий из загрузочного бункера 1, ци линдра 2, в котором вращается шнек,связанный через датчик 3 оборотов шнека с электродвигателем 4, головку5, которая формирует полимерную ленту6, валки каландра 7 с электроприводом 8,датчик ширины 9, толщиномер10, датчик 11 оборотов тянущего механизма с электроприводом 12, укладчик 13 готовых листов, блок коррекции14 блок усреднения 15, блок 16 регулирования параметров листов, элементысравнения: четвертый 17, третий 18,пятый 19, второй 20, первый 21, ключи 22-26, блок 27 регулирования числа оборотов шнека экструдера, блок28 регулирования числа оборотов каландра, блок 29 регулирования числа оборотов тянущего механизма, датчик 30 оборотов каландра,Система регулирования параметров при изготовлении листов из термопластов работает следующим образом.На блок коррекции 14 поступают сигналы угловых скоростей вращения шнека валков каландра 7, тянущего механизма с тахогенераторов, установленных на валу соответствующих электроприводов, сигнал датчика ширины 9 и через блок усреднения 15 - сигнал толщиномера .10. В блоке 14 значения угловых скоростей и ширины усредняются в течение промежутка времени, необходимого для завершения цикла сканирования толщиномера 10. Датчики угловых скоростей и ширины спрашиваются периодически с циклом примерно 20 с, а цикл сканирования толщиномера равен примерно 10 с. Средне значения угловых скоростей вращения электроприводов, средняя ширина и средняя толщина ленты в блоке коррекции 14 запоминаются в течение и циклов сканирования толщиномера 10, где и определяется по формулеи=/ь С, (1)Ь - величина транспортного запаздывания измерения толщины ленты от формующей головки до толщиномера (8-12 мин):д Т- цикл сканирования толщиномера 10.Затем измеренные в последнем из и .циклов сканирования толщиномера 10 значения средней толщины и ширины+ Ш1.-1.+аЮ 10 45 5ленты сравниваются с их значениями, рассчитанными по регрессионной модели процесса: Н ,1. - значения средней толщины иширины ленты соответственно,рассчитанные по модели: 68 - средние значения угловых скоЯ ", ростей вращения шнека, каландФ-оЙ г ра и тянущего механизма соответственно, измеренные и цик-.лов назад:НОЬо, - коэффициенты регрессионной 0 й,о 2, модели процесса, которые опрес,а деляются экспериментально иотражают. специфику данноготехнологического оборудованиядля получения листов из полимера;й- дискретный параметр времени(число циклов): т.е, вычисляются величины рассогласований:30й - среднее измеренное в последнем из циклов и значение толщины ленты, а- аналогично среднее измеренноез 5значение ширины ленты.Если имеет место рассогласование хотя бы по одному из параметров листов, то в блоке коррекции 14 производится коррекция коэффициентов модели 40 ,(2) по рекуррентным формулам метода стохастической аппроксимации(, ) а 4 Б ФЯЬ-Ю( Ф-И Ь+4 1 1 ф-(2 и),6Коррекция коэффициентов модели (2) по формулам (4) производится в блоке коррекции 14 в реальном масштабе времени по мере поступления новых измеренных значений средней толщины и ширины ленты в результате завершения очередного цикла сканирования толщиномера 10. При этом в блоке 14 запоминаются новые значения эзих параметров, а старые, измеренные и циклов назад, стираются. Таким образом, в блоке 14 постоянно запоминаются и средних значений угловых скоростей и средние значения толщины и ширины. Вычисления по формулам (4) заканчиваются тогда, когда будут равны нулю величины рас" согласований, т.е, модель (2) правильно описывает технологический процесс и1, =1 г =О (5)После этого управление передается блоку 16 регулирования параметров листов, на вход которого поступают со второго и первого элементов сравнения 20,21 сигналы рассогласований измеренных значений средней толщины и ширины ленты с их заданными значениямид н, Е,:Ь - (6) Если хотя бы одна из величйн этих рассогласований не равна нулю, то произвоцится уточнение соотношений оборотов (вытяжех) следующим образом.Сначала решается совместная система линеййых относительно, величин вытяжек - й , -ь- уравненийД)Яа,ак т1Н -н =а к+аХад О 1 г аЬ Ьо=аг 1+а 22 2 (7)аале 0 г"л лЬМщ Ь кХ= - 11 =ф 1 йгде Н ,1. - заданные значения толзад ф Задщины и ширины лентысоответственно.А затем рассчитываются новые значения заданий блока 28 регулирования числа оборотов каландра и блока 29 регулирования числа оборотов тянущего механизма по формуламЙ л 1 л 1(л-о 2 лФЛ 1(лфЛ(2. ( р к После окончания расчетов проверяется выполнение технологических огра 7 830326ничений, так как нельзя варьировать , выситьскорости электроприводов в неограни-личить, ченных пределахтай ъпАщо оРщ(.щ щи сигналы новых заданий поступают на третий и пятый элементы сравнения 18, 19 в контуры стабилизации числа оборотов каландра и тянущего механизма, 10 При этом в случае выхода технологического параметра за допустимые (9) пределы, за новое значение задания регулятору берется ближайшее ограничение к рассчитанному значению, т.е, если 15фЪа). , за сЬ,принимаетсяйсвеличина юЕсли после выдачи управляющих воздействий, рассчитанных по формуле (8) величины рассогласований (6 ) не уменьшаются,то рассчитываются величины новых заданий регуляторам числа оборотов шнека и тянущего механизма по . Формулам25и проверяется выполнение технологических ограничений по формуламтбир Ъсд оь урду Ъсц, споф30 щ Уо с В,ю щ са(11)ЩПосле того как определены величины заданий регуляторам числа оборотов шнека и тянущего механизма сигналы новых заданий поступают в контуры стабилизации числа оборотов шнека и тянущего механизма через четвертые и пятые элементы сравнения 1,19..Если два способа уцравления неэффективны или ухудшается качество листов по неизмеряемым показателям (портится глянец, появляются вмятины, или раковины и тд., то управление процессом берет йа себя машинист 4экструдера.Введение пятого элемента сравнения и блока коррекции позволяет поСистема регулирования параметров при изготовлении листов из термо- . ,пластов, содержащая толщиномер, соединенный с блоком усреднения и через первый элемент сравнения с первым входом .блока регулирования параметров листов, второй вход которого соединен с датчиком ширины через второй элемент ,сравнения, а первый и второй выходы соединены соответственно через третий и четвертый элементы сравнения с блоком регулирования числа оборотов каландра и с блоком регулирования числа оборо- тов шнека экструдера соединенного с датчиком оборотов шнека, и тянущий меха низм, соединенный с блоком регулирования числа оборотов тянущего механизма, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в нее введены пятый элемент сравнения, датчик оборотов тянущего механизма и блок коррекции, входы которого соединены с датчиками оборотов шнека, каландра, тянущего механизма, датчиком ширины и с выходом блока усреднения, а выход соединен с третьим входом бпока регулирования пара-. метров листов, третий выход которого соединен через пятый элемент сравнения с блоком регулирования числа оборотов тянущего механйзма.Источники информации,принятые вовнимание при экспертизе1 Патент США У 3609326, кл . 135151, опублик. 1970.2. Авторское свидетельство СССРР 445029, кл. 6 05 О 3/06, 1972,3. Патент Великобритании Р 1413676,клф 0 05 0 5/02, опублик. 1972830326 СИРье Иошьиист алгщруй Составитель В. СкибенкоРедактор Л.Орловская Техред И.Асталош Корректор Н. Швьдкая Патент", г. Ужгород, ул. Проектн ал аказ 3200/48 ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, раж 940 Подписнонного комитета СССРтений и открытий35, .Раушская наб., д, 4/5