单螺杆挤出机的温度控制资料下载.pdf
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B近年来，塑料机械工业发展迅速，S卜90、一120等系列单螺杆挤出机经过多年的更新换代，具有结构新颖、转速高、长径比大、物料塑化质量高及整机性能好的优点，既可加工LDPE，又可加工LDPE和ILDPE的混合料。
对于塑料挤出生产来说，其挤出制品的好坏与挤出温度控制的精确性有很大关系。
本文将简单介绍一下一90、s卜120系列塑料挤出机，为保证产品质量而实施的温度控制。
1温控系统的确定11设计原则在单螺杆挤出机的设计、制造过程中，以前往往对温度的控制要求不是很高，筒身的实际温度误差比较大，但随着塑料工业的发展，一些新材料不断涌现，对塑料成型工艺及混炼效果等提出更高的要求，加之单螺杆挤出机的多区段温度控制的特点，因此在设计温控系统时，要求保证温度控制精确，性能稳定，并且在控制对象不一致时也易于控制。
12控制系统的确定传统的PID调节，由于存在计算精确偏差大、稳定性能不理想及操作不便等缺点，特别在对控制对象不一致的情况下，极不易控制。
考虑这一原因，又根据单螺杆挤出机多级温度控制的特点及温控系统的设计原则，最近在新设计的、SJ一120型塑料挤出机中，收稿日期：
2002-0312采用选择设计了新的温度控制系统。
121温度控制采用一次自整定PID调节由于单螺杆挤出机温度场是一个二阶滞后环节，所以温度控制采用一次自整定PID调节，其调节原理简介如下。
（a）比例带调节n调节方程：
P。
=e（t）e（t）=U（k）一Ui（k）式中e（t）输人偏差函数；
U（k）输人函数；
ui（k）反馈函数；
ID系统放大倍数；
输出函数。
由方程可知，调节器的输出与偏差e（t）成正比，其e（t）偏差主要取决于K比例系数，比例系数愈大，调节作用愈强，动态特性愈好，但实际过程中，因热惯性很大，ID不易过大，否则会引起自激振荡，控温不稳定。
（b）积分调节调节方程：
1I。
Je（t）dt10积分函数方程中T为积分时间常数，表示积分速度的大小。
积分作用：
调节器输出与偏差存在的时间有关，只要有偏差存在，输出时间不断增长，偏差消除在实际过维普资讯http:
/38纪峻松，等单螺杆挤出机的温度控制程中，被控对象往往不是单一的，控制过程也不是简单的过程。
静态与动态间有着较大的区别。
（c）微分调节Do=To_de（t）式中D。
微分函数；
TD微分时间常数。
由微分方程式看，微分作用只能反应偏差输入变化的速度，对于一个固定不变的偏差，微分不起作用。
为了达到更有效的控制，微分作用方程应为：
D。
=Kpe（t）+t）dt+TD式中Ti积分时间常数。
运用比例，积分、微分三种调节，无论从静态，动态还是调节质量均得到了改善。
图1加热、冷却输出功能图122加热冷却控制由图1可知，本挤出机中，筒部温度控制采用加热侧输出和冷却侧输出。
其中OL为重叠带，DB为不感带。
123加热、冷却驱动本温度控制选用了中间继电器驱动加热，由信号输入、中间继电器、铸铝加热器、冷热器、冷却电磁阀及电流指示组成了控制回路，如图2所示J。
图2控制图为四段加热与冷却，其工作原理：
将热电偶的测温传感信号送至温控仪，由温控仪分别将热电偶的电势和冷端电势转换成数字量，两数字量相加，经线性处理后，得出实测温度，一路送显示屏进行温度显示，一路与设定温度相比较，在进行PID运算后，输出加热冷却信号。
“OUTI、OUT2”双输出信号由中间接触器驱动，分别控制加热器和冷却阀，使温度有效、准确、稳定地控制在设定值上。
同时，加热器在执行加热时，通过电流互感器，由电流表显示，可很方便的观察各段机简体的加热执行情况。
2控制装置及控制工艺通过上述分析，确定控制系统以后，应选择适当的控制仪表装置。
（I）在单螺杆挤出机的挤塑成型及调整过程中，对温度控制的精确性、稳定性及可操作性要求越来越高。
由于在单螺杆挤出机中，加热段机简体间是相互连接在一起的，且都为数段机简体同时加热控制，铸铝电热元件在升温过程中，升温速度快，热惯性大，且物料的吸热性能也不尽相同。
以往应用的传统PID调节，温度控制的精确性、稳定性、可操作性等方面未能达到理想效果，特别在动态控制过程中，效果更为不佳，从而影响了单螺杆挤出机塑化效果。
由于温差偏大，造成物料物理性能的降低，要解决这一问题必须对工艺进行改进。
离豳离图2控制回路
（2）工艺调整。
传统的PID调节方法不能适应温控要求，现采用新型的PID控制，消除了传统PID存在的多方面问题及影响，可适应不同的工艺要求。
对不同的控制对象，可采用灵活的控制方法。
在实施温度控制时，通过一次自整定方式可有效地把PID控制作用调整在最佳状态，其控制过程如图3所示。
由控制曲线图可知，要得到各段机筒体加热区域维普资讯http:
/纪峻松，等单螺杆挤出机的温度控制39理想的温控效果，在对控制器PID一次自整定后，使PID得到最优值，系统给出了被控对象在不同温度段的波动及整定过程，最终使温度稳定在sV设定值上。
波动给定在比设定值低20处行【b）图3PID控制过程（3）手动设定操作。
在单螺杆挤出机中，一般都为多段加热与冷却，不同的物料配方有不同的温度要求。
各加热段之间温度设定也不尽相同，在冷却过程中，由于冷却液流量的不一致，使得在实行温控中仅通过一次自动演算的PID，其结果是不会完善的。
在对不同的控制对象，不同的区域进行温度控制中，必须通过手动再给定，调整PID参数至实际的控制要求，使各区段温度控制在理想的稳定的设定范围内，见表1。
表1手动设定操作参数符号AUPIDAITPC出t参数值500*20*0200注：
*为实际控制过程中根据需要进行参数修正，修正值一般不会与自整定后的参数值相差太多在主控系统中（主电机），采用英国欧陆直流调整系统，保证了运行的可靠性及稳定性。
在温度控制系统中，采用了进口的RKC温控仪表，通过一次P1D自整定输出，由继电器驱动加热器及冷却阀，达到精确温控目的。
根据用户提出的不同工艺要求，设计时选用的温度控制策略也不尽相同，适用范围更为广泛。
3结论以上介绍了单螺杆挤出机温度控制系统的设计与实践，在实际应用中取得了明显的效果，稳定的温度控制使所挤物料物理特性更好，特别对线型高密度聚乙烯的物料效果更明显，得到了广大客户的认可及好评，从而使制品企业增加了经济效益。
参考文献：
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东南大学出版社，19941黄俊半导体变流技术M北京：
机械工业出版社，1987TemperatureControlofSingleScrewExtruderJIJun-song。
LIULi，XUYahguo2（1DalianBingshanRubber&
PlasticsCoLtd，Dalian116033，China；
2ShengyangQinglinAutomationCoLtd，Shengyang1l0032，China）Abstract：
Tocontrolthemultistageheatingandfeedingtemperatureofsinglescrewextruder，highintelligenttemperaturecontrollerRKCWasadopted，theaccuratetemperaturecontrolWasrealizedbynofPIDself-regulationanddeviationcompensationKeywords：
Singlescrewextruder；
Temperaturecontrol维普资讯http:
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