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產品信息
2024.05.20

注塑機料筒溫度參數優化基本概要

一、料筒溫度參數初始化設置
由原料的材料的塑料性質表(附圖1),輸入原料名稱,平臺在數據庫自動搜尋此原料的溫度特性,依照工藝員設置各段溫度的經驗,系統整理出原料的工作溫度,并鏈接到控制器對應的區塊
料筒溫度段可分為3個區域料口區、塑化區、防涎區,按照經驗值3個區域溫度設定一般遵循以下原則
1、料口區溫度設定原則,靠近進料口的區域,一般情況下溫度設置值比原料工作溫度低4%,此段主要是塑料原料預熱,溫度太高塑料會融化引起倒流,并影響物料輸送 。   
2、塑化區溫度設定原則,在料筒中間部位,塑化區溫度設置較高,與原料工作溫度一致即可,并在塑化區各段溫度設置基本一致,保證塑料原料在此區域溫度均衡,用于物料充分融化,溫度逐漸升高,太低則不利于塑化,而且會增加扭矩。
3、防涎區溫度設定原則,在機筒前端,靠近噴嘴的區域,此段溫度稍低于塑化段,一般情況下溫度設置值比原料工作溫度低2%,主要是防止熔融的原料在內部壓力作用下從噴嘴流出,不宜太低,否則會增加注塑壓力和易堵塞和產生冷料。 

依(yi)照以上(shang)原(yuan)則(ze),比如平(ping)臺輸入(ru)原(yuan)料品(pin)名為聚丙烯(PP),工作溫(wen)度為四(si)段,則(ze)平(ping)臺輸出(chu)鏈接(jie)控制(zhi)器溫(wen)度參(can)數初始化(hua)設置如右(you)圖


二、不同負載溫度零界點參數優化設置
通過加工件材料的塑料性質與生產工藝員的經驗,完成各段溫度參數初始化設置。對于注塑機溫度控制來說,溫度控制參數還需優化。
超前判斷加熱負載的執行元件,包括不銹鋼云母加熱圈、陶瓷加熱圈、納米紅外線感應加熱圈三種。而進行的溫度零界定參數優化設置。
1、不銹鋼云母加熱圈:優點—電阻式加熱圈具有價格便宜,結構簡單,因結構簡單而帶來的故障率低等優勢。缺點—電熱效率低,沒有保溫隔熱層,熱能利用率低,普通加熱圈電熱絲電熱轉換效率50%--60%。
2、納米紅外線感應加熱圈:優點-響應時間快、溫度控制范圍大、熱慣性小升溫快、保溫層使用納米環保隔熱層,從而有效避免加熱源能量的損失,有用功大大提高,熱能利用率高,電熱轉化率達90%以上。有效提高生產效能. 缺點—由于保溫層效果很好,內集聚能量基本都轉化為炮筒的熱能,在溫度控制進入PID運算控制區域,由于溫度無法有效剎車,達到設定溫度后,還會出現10-20攝氏度的超溫現象。在機器正常運行一段時間(一般需要大于30分鐘),由于冷料的持續補充帶走部分熱能,溫度會慢慢回落到正常設定溫度范圍。
3、陶瓷加熱圈:介于不銹鋼云母加熱圈和納米紅外線感應加熱圈,
4、三種加熱圈的臨界點的設置:對以上三種加熱圈的智能控制,在溫度控制進入PID運算控制區域,由于溫度響應的滯后效應,在參數設置一致條件下,超調量的排序為納米紅外線感應加熱圈>陶瓷加熱圈>不銹鋼云母加熱圈。所以需要利用經驗值對進入PID運算控制區域的零界點進行干預,及自動修正提前剎車的參數。實驗表明在這三種控制加熱PID運算控制區域的零界點的數據,控制納米紅外線感應加熱圈零界點為設定溫度的30%、控制陶瓷加熱圈零界點為設定溫度的20%、控制不銹鋼云母加熱圈界點為設定溫度的10%.
依(yi)照以上原則(ze),比(bi)如平臺輸入(ru)原料品名為聚丙(bing)烯(PP),工作溫度(du)為四段,加熱控制負載不同(tong),則(ze)平臺輸出鏈接(jie)控制器溫度(du)參數初始(shi)化設置和零界點參數優化設置如左圖

三、溫度采樣控制及溫度PID控制
1、溫度(du)(du)采(cai)(cai)樣控(kong)制(zhi)回(hui)路:輸入信號(hao)(hao)是(shi)一個模擬(ni)量的形式,用采(cai)(cai)樣器將它離散化,采(cai)(cai)樣頻(pin)率可根(gen)據信號(hao)(hao)頻(pin)率進行調節,但(dan)必須(xu)滿足香(xiang)農(Shannon)道(dao)理。因(yin)為(wei)溫度(du)(du)信號(hao)(hao)變化不(bu)是(shi)太快,一般所(suo)需(xu)的采(cai)(cai)樣頻(pin)率都可以滿足,可以達到要求的。溫度(du)(du)采(cai)(cai)樣控(kong)制(zhi)回(hui)路(附圖3)

2:PID控制(zhi)系統原理圖:在模擬(ni)控制(zhi)系統中,控制(zhi)器控制(zhi)溫度最常(chang)用的控制(zhi)規(gui)律是(shi)PID控制(zhi),PID控制(zhi)系統原理圖(附圖4)。

3、PID控制方程數學模型:系統由模擬PID控制器和被控對象組成,對誤差信號e(t)分別進行比例、積分、微分運算處理,處理信號疊加后之和作為輸出信號u(t)給被控對象。PID控制的方程數學模型為 U(t)=Kp[e(t)+ ,系統誤差量的定義為e(t)=r(t)-c(t), r(t)系統的給定輸入信號、c(t)系統的被控量。PID控制的傳遞函數為 G(s)=Kp(1+ )。
現代控制在高速采樣的條件,微分類似于差分,積分近乎于求和,可PID控制的方程數學模型變換為離散形式,得到離散PID控制模型。參數的優化進程可自動進行,優化函數根據負載的輸入輸出數據進行P、I、D參數優化計算。
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