專利名稱：操作有穩(wěn)定溫度重新設(shè)置裝置的擠壓機(jī)溫度控制器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來操作用于擠壓設(shè)備帶有穩(wěn)定溫度重新設(shè)置裝置的擠壓機(jī)溫度控制器的方法。具體地說，本發(fā)明涉及一種用來操作擠壓機(jī)溫度控制器以控制熔化壓出物的溫度的方法，其中當(dāng)對于在擠壓機(jī)系統(tǒng)的最大能力處或靠近其的熱交換裝置產(chǎn)生一個(gè)控制輸出驅(qū)動器信號時(shí)，把控制警報(bào)延遲一個(gè)預(yù)定時(shí)間。
背景技術(shù)：
擠壓設(shè)備常常用在塑料或其它工業(yè)中，以便把塑料或其它材料連續(xù)地熔化、混合、成形、及固化成希望形狀。典型的擠壓設(shè)備包括一個(gè)同軸裝在一個(gè)加熱、圓柱形筒內(nèi)的轉(zhuǎn)動螺桿。螺桿在筒內(nèi)轉(zhuǎn)動，并且驅(qū)動諸如塑料之類的材料穿過筒。強(qiáng)迫擠壓材料穿過在筒端處的一個(gè)模具或小孔。當(dāng)擠壓材料離開加熱筒時(shí)發(fā)生的溫度降，允許材料按由模具輪廓確定的模壓形狀固化。
必需控制在擠壓機(jī)筒內(nèi)的擠壓材料或塑料的溫度，從而盡可能靠近希望溫度保持。能操作一個(gè)擠壓機(jī)筒，以在三個(gè)條件的一個(gè)或多個(gè)下控制擠壓材料在筒內(nèi)的溫度。一個(gè)擠壓機(jī)筒能(1)把熱量添加到材料上，(2)從材料抽取熱量，或(3)保持材料的熱量。當(dāng)在一種其中當(dāng)在擠壓機(jī)筒中處理材料時(shí)來自創(chuàng)建的擠壓材料摩擦的熱量近似等于從擠壓機(jī)筒的熱量損失時(shí)的速度下，操作擠壓機(jī)時(shí)，保持?jǐn)D壓材料溫度的第三條件出現(xiàn)。這種沒有熱量獲得或損失的狀態(tài)稱作“絕熱”狀態(tài)。
大多數(shù)擠壓設(shè)備帶有多個(gè)熱交換區(qū)。每個(gè)熱交換區(qū)的溫度能獨(dú)立地控制，從而一個(gè)或多個(gè)熱交換區(qū)加熱正在處理的材料，同時(shí)保持熱交換區(qū)處于絕熱狀態(tài)或正在冷卻擠壓材料。常見的是，在經(jīng)模具擠壓材料之前，靠近擠壓機(jī)筒端的熱交換區(qū)用來冷卻擠壓材料。這種過程允許擠壓材料在存在模具時(shí)迅速固化。擠壓機(jī)筒典型地具有八個(gè)熱交換區(qū)，但區(qū)的數(shù)量能變化。
擠壓機(jī)設(shè)備借助于熱交換元件能控制其擠壓機(jī)筒的溫度。擠壓機(jī)筒由包含熱交換元件的一個(gè)殼體包圍。熱交換元件能是(1)增大擠壓機(jī)筒溫度的諸如電阻性加熱器之類的加熱器和(2)用來循環(huán)水或另一種冷卻劑以便降低擠壓機(jī)筒溫度的冷卻管。能使用另外的熱交換元件。例如，冷卻結(jié)構(gòu)能是一個(gè)帶有把空氣循環(huán)過翅片的鼓風(fēng)機(jī)的裝翅片殼體。
諸如熱電偶之類的傳感器定位在擠壓機(jī)筒中以發(fā)出在傳感器位置處的溫度的信號。通常提供每個(gè)筒區(qū)兩個(gè)熱電偶，并且彼此電氣隔離。一個(gè)第一熱電偶稱作對的“A”熱電偶，并且放置在擠壓機(jī)筒的內(nèi)表面處。一個(gè)第二熱電偶稱作對的“B”熱電偶，并且放置在加熱器/冷卻器殼體的內(nèi)部。擠壓機(jī)的每個(gè)區(qū)類似地裝有類似放置的一對熱電偶A和B。一種空氣冷卻擠壓機(jī)系統(tǒng)也在殼體內(nèi)部帶有B熱電偶。
一個(gè)擠壓機(jī)溫度控制器從溫度傳感器接收信號。擠壓機(jī)溫度控制器確定給定熱交換區(qū)的溫度是太冷還是太熱，并且如有必要，向適當(dāng)?shù)臒峤粨Q元件發(fā)信號，以便增加或減少在由控制調(diào)節(jié)的特定區(qū)中的熱量。
擠壓機(jī)筒和熱交換元件是吸熱裝置，并由此引起在通過擠壓機(jī)溫度控制器增大或減小區(qū)溫度的發(fā)信指令之間的延遲。例如，當(dāng)擠壓機(jī)溫度控制器指令一個(gè)加熱元件停止施加熱量時(shí)，存儲在加熱元件中的能量繼續(xù)加溫?cái)D壓筒的該區(qū)。這種繼續(xù)加溫使在該區(qū)中擠壓機(jī)筒溫度繼續(xù)升高。在來自擠壓機(jī)溫度控制器的指令發(fā)出與來自熱交換元件的響應(yīng)之間的滯后，使擠壓筒溫度在希望溫度附近波動。
授予Gardiner的美國專利No.3,866,669和授予Waterloo的美國專利No.3,751,014都確認(rèn)擠壓機(jī)筒溫度的波動問題。在Gardiner和Waterloo專利中描述的系統(tǒng)中，一個(gè)第一溫度探針或熱電偶提供代表擠壓材料溫度的“深”溫度測量。一個(gè)第二熱電偶定位在圍繞擠壓機(jī)筒的殼體內(nèi)，以提供代表熱交換元件的溫度的錢”溫度測量。來自熱電偶對的電信號相結(jié)合以提供一個(gè)平均值。擠壓機(jī)溫度控制器監(jiān)視平均值，并且選擇性地致動加熱和冷卻元件，以便把平均值保持在近似等于代表擠壓材料的希望溫度設(shè)置點(diǎn)的溫度下。
通過響應(yīng)正在處理的擠壓材料的溫度平均值而不是實(shí)際溫度的擠壓機(jī)溫度控制器的熱交換元件的控制，減小溫度和/或控制信號波動。這樣一種溫度波動的一個(gè)例子，發(fā)生在其中電阻性加熱元件施加熱量以增大擠壓機(jī)筒的溫度的操作狀態(tài)期間。在加熱元件是通電的同時(shí)，淺溫度測量高于深溫度測量。這種溫度差因?yàn)闇\溫度探針定位在啟動的加熱元件附近而出現(xiàn)。因而，擠壓機(jī)溫度控制器的平均值也大于擠壓材料的深測量或?qū)嶋H溫度。平均值達(dá)到溫度設(shè)置點(diǎn)，而擠壓材料的實(shí)際溫度仍然在希望溫度以下。在平均值達(dá)到溫度設(shè)置點(diǎn)之后而在擠壓材料達(dá)到希望溫度之前，擠壓機(jī)溫度控制器使加熱元件失電。存儲在加熱元件中的熱量繼續(xù)把擠壓材料的溫度向希望溫度升高。這種溫度波動也發(fā)生在其中擠壓材料的溫度正在降低的操作狀態(tài)期間。
在擠壓材料已經(jīng)達(dá)到希望溫度之前使熱交換元件失電，防止擠壓材料的溫度“超調(diào)”希望溫度，這能引起不希望的溫度波動。這種優(yōu)點(diǎn)以犧牲控制擠壓材料溫度的精度降低而實(shí)現(xiàn)。更具體地說，由于僅當(dāng)平均溫度值偏離希望溫度時(shí)擠壓機(jī)溫度控制器才操作以校正溫度，所以即使當(dāng)擠壓材料的溫度保持在希望升高的溫度以下或在希望冷卻的溫度以上時(shí)，擠壓機(jī)溫度控制器也不可能試圖調(diào)節(jié)溫度。
授予Faillace的美國重新發(fā)行專利Re.31,903描述了一種預(yù)期在擠壓機(jī)筒中的溫度變化的擠壓機(jī)溫度控制器。該系統(tǒng)監(jiān)視平均溫度值，以確定何時(shí)溫度在規(guī)定時(shí)間長度內(nèi)已經(jīng)沒有顯著變化或何時(shí)系統(tǒng)已經(jīng)“穩(wěn)定”。一旦系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定，該擠壓機(jī)溫度控制器就檢查由深測量指示的擠壓材料的實(shí)際溫度，并且把實(shí)際溫度與希望溫度相比較。如果實(shí)際溫度與希望溫度顯著不同，則該擠壓機(jī)溫度控制器計(jì)算和改變溫度設(shè)置點(diǎn)，從而平均值顯得需要溫度調(diào)節(jié)。如果實(shí)際擠壓材料溫度例如太低，則Faillace擠壓機(jī)溫度控制器把設(shè)置點(diǎn)升高到希望溫度以上。平均值然后在設(shè)置點(diǎn)以下，這使擠壓機(jī)溫度控制器調(diào)節(jié)溫度，直到平均值近似等于溫度設(shè)置點(diǎn)。
擠壓機(jī)螺桿的轉(zhuǎn)動速度或“螺桿速度”的變化通常在擠壓線的啟動和關(guān)閉期間。然而，轉(zhuǎn)動螺桿速度變化典型地引起在擠壓過程中麻煩的熱負(fù)載變化。這種狀態(tài)的一個(gè)例子發(fā)生在吹塑成形法期間，其中當(dāng)存在模具時(shí)模壓件堵塞。探測堵塞件的傳感器迅速關(guān)閉擠壓機(jī)系統(tǒng)，以便防止進(jìn)一步堵塞和對模壓系統(tǒng)的潛在損壞。在吹塑成形法的正常操作期間的擠壓系統(tǒng)以預(yù)置速度運(yùn)行。
在吹塑成形法中的Faillace的重新發(fā)行專利的擠壓機(jī)溫度控制器對于每個(gè)熱交換區(qū)分解一個(gè)重新設(shè)置值。重新設(shè)置值與對于該熱交換區(qū)的溫度偏移成比例，這與用于該熱交換區(qū)的熱負(fù)載成比例。Faillace擠壓機(jī)溫度控制器對每個(gè)熱交換區(qū)分別分解一個(gè)重新設(shè)置值。
當(dāng)使用Faillace重新發(fā)行專利的控制器的、用于吹塑成形法的擠壓機(jī)系統(tǒng)由于堵塞停止時(shí)，它典型地在幾分鐘內(nèi)重新啟動。熱交換區(qū)在控制中必須穩(wěn)定的最小時(shí)間或“最小重新設(shè)置穩(wěn)定性時(shí)間”近似為四分鐘。在其期間熱交換區(qū)從負(fù)載階躍變化，如突然停止?fàn)顟B(tài)，恢復(fù)的實(shí)際時(shí)間近似為10至12分鐘。因此，在Faillace擠壓機(jī)溫度控制器中的重新設(shè)置裝置不能響應(yīng)快得足以補(bǔ)償待續(xù)小于10至12分鐘的負(fù)載階躍變化。這種狀態(tài)的結(jié)果是，與在停止下的螺桿速度相比熱交換區(qū)的溫度偏移等于在正常運(yùn)行螺桿速度下的熱負(fù)載差。另外，如果擠壓機(jī)系統(tǒng)保持停止一段允許重新設(shè)置致動的時(shí)間，如當(dāng)清理堵塞件并且擠壓系統(tǒng)返回正常操作螺桿速度時(shí)，則不正確的熱交換區(qū)溫度重新設(shè)置值引起溫度偏移。這種溫度偏移保持，直到一個(gè)重新設(shè)置值在正常螺桿速度下分解，并且補(bǔ)償在該螺桿速度下的熱負(fù)載。在吹塑成形法中的這種狀態(tài)引起擠壓機(jī)系統(tǒng)的塑料熔化輸出特性的顯著變化。這些變化引起吹塑模壓制品的重量改變。這種改變能通過引起產(chǎn)品壁厚的變化降低成品質(zhì)量。這質(zhì)量變化導(dǎo)致浪費(fèi)、低效、及不適當(dāng)費(fèi)用。
授予Faillace的美國專利Number 5,149,193公開了一種擠壓機(jī)溫度控制器，它在擠壓機(jī)系統(tǒng)的螺桿速度變化時(shí)能預(yù)先取得用于熱交換區(qū)的溫度控制設(shè)置點(diǎn)。這種擠壓機(jī)溫度控制器響應(yīng)螺桿速度的變化調(diào)節(jié)控制設(shè)置點(diǎn)，這使得控制器能夠預(yù)先取得擠壓機(jī)筒溫度和筒中擠壓材料溫度的有害變化。對于各種螺桿速度預(yù)先計(jì)算的控制設(shè)置點(diǎn)的收集存儲，使該擠壓機(jī)溫度控制器通過從存儲器檢索與當(dāng)前或?qū)嶋H螺桿速度相對應(yīng)的控制設(shè)置點(diǎn)能夠迅速確定適當(dāng)?shù)目刂圃O(shè)置點(diǎn)。預(yù)先計(jì)算的控制設(shè)置點(diǎn)使擠壓系統(tǒng)能夠避免常常伴隨查尋控制設(shè)置點(diǎn)以提供希望筒溫度的擠壓材料的顯著溫度變化或筒溫度波動。
Faillace的193專利的改進(jìn)控制器允許對于每種輪廓輸入熱交換區(qū)“重新設(shè)置值表”在輪廓號碼的選擇時(shí)，也選擇對應(yīng)的重新設(shè)置值表。而且，這種控制器的自適應(yīng)重新設(shè)置能力允許深和淺溫度控制，使溫度設(shè)置應(yīng)用于其中在連續(xù)或意外基礎(chǔ)上擠壓機(jī)螺桿速度能變化的塑料擠壓過程。在所有操作螺桿速度下這種控制器典型地把筒溫度控制保持在1°F的溫度穩(wěn)定性內(nèi)。這種控制器的自適應(yīng)重新設(shè)置能力在操作螺桿速度的連續(xù)或意外變化期間改進(jìn)擠壓機(jī)系統(tǒng)的塑料熔化輸出。這種能力大地減小在螺桿速度變化已經(jīng)出現(xiàn)之后穩(wěn)定熱交換區(qū)溫度控制的時(shí)間，并且提高在擠壓過程線的啟動和關(guān)閉期間的產(chǎn)品質(zhì)量，及減少碎片。
當(dāng)加熱輸出達(dá)到百分之百時(shí)，F(xiàn)aillace的193專利的擠壓機(jī)溫度控制器觸發(fā)一個(gè)控制警報(bào)?？刂凭瘓?bào)重新設(shè)置穩(wěn)定性計(jì)時(shí)器，并且在三或分鐘的預(yù)定時(shí)間內(nèi)不會計(jì)算一個(gè)新重新設(shè)置。這種特性沒有必要地限制擠壓機(jī)系統(tǒng)在或靠近百分之百其加熱能力下操作。這種控制器當(dāng)擠壓機(jī)筒溫度穩(wěn)定時(shí)，不會“學(xué)習(xí)”用于螺桿速度的新重新設(shè)置值，而當(dāng)探測到顯著的過程變化時(shí)不會清除存儲的螺桿速度。
工業(yè)缺少一種用來操作于擠壓機(jī)系統(tǒng)、具有自適應(yīng)重新設(shè)置能力的溫度控制器的方法和一種允許擠壓機(jī)系統(tǒng)在或靠近其最大加熱能力下工作的雙傳感器溫度控制器。而且，工業(yè)缺少一種用來操作一個(gè)當(dāng)擠壓機(jī)筒溫度穩(wěn)定時(shí)學(xué)習(xí)用于螺桿速度的新重新設(shè)置值并且/或當(dāng)探測到顯著過程變化時(shí)清理存儲的螺桿速度的控制器的方法。
本發(fā)明概述本發(fā)明是一種用來操作一個(gè)擠壓機(jī)溫度控制器的方法。該方法能包括檢測用于在擠壓機(jī)筒中的擠壓機(jī)螺桿的實(shí)際螺桿速度。擠壓機(jī)筒帶有至少一個(gè)熱交換裝置。該方法然后能涉及多個(gè)螺桿速度的索引和存儲。存儲的螺桿速度的每一個(gè)與一個(gè)溫度重新設(shè)置值相對應(yīng)。然后能進(jìn)行實(shí)際螺桿速度與存儲螺桿速度每一個(gè)的比較。然后能選擇存儲的螺桿速度之一。選擇的螺桿速度是具有一個(gè)大部分算術(shù)等效于實(shí)際螺桿速度的值的多個(gè)存儲螺桿速度的成員。選擇的步驟檢索與選擇、存儲的螺桿速度相對應(yīng)的溫度重新設(shè)置值。能產(chǎn)生一個(gè)到熱交換裝置的控制輸出驅(qū)動器信號?？刂戚敵鲵?qū)動器信號響應(yīng)檢索的溫度重新設(shè)置值。本發(fā)明包括，當(dāng)產(chǎn)生一個(gè)到熱交換裝置的控制輸出驅(qū)動器信號在或接近最大能力時(shí)把控制警報(bào)延遲一個(gè)預(yù)定時(shí)間。
附圖的簡要描述

圖1是包括由本發(fā)明的方法操作的擠壓機(jī)溫度控制器的擠壓機(jī)筒的側(cè)剖視圖。
圖2是在熱負(fù)載狀態(tài)下由本發(fā)明方法操作的擠壓機(jī)溫度控制器的操作的事件圖。
圖3是擠壓機(jī)溫度控制器的方塊圖，該控制器包括帶有一個(gè)用來把控制警報(bào)延遲一個(gè)預(yù)定時(shí)間的裝置的、由本發(fā)明方法操作的自適應(yīng)重新設(shè)置控制器。
最佳實(shí)施例的描述本發(fā)明包括一種用來操作一個(gè)擠壓機(jī)溫度控制器的方法。該方法包括檢測用于在擠壓機(jī)筒中的擠壓機(jī)螺桿的實(shí)際螺桿速度。擠壓機(jī)筒帶有至少一個(gè)熱交換裝置。該方法然后能涉及多個(gè)螺桿速度的索引和存儲。存儲的螺桿速度的每一個(gè)與一個(gè)溫度重新設(shè)置值相對應(yīng)。進(jìn)行實(shí)際螺桿速度與存儲螺桿速度每一個(gè)的比較。選擇存儲的螺桿速度之一然后出現(xiàn)。選擇的螺桿速度是具有一個(gè)大部分算術(shù)等效于實(shí)際螺桿速度的值的多個(gè)存儲螺桿速度的成員。選擇的步驟檢索與選擇、存儲的螺桿速度相對應(yīng)的溫度重新設(shè)置值。產(chǎn)生一個(gè)到熱交換裝置的控制輸出驅(qū)動器信號?？刂戚敵鲵?qū)動器信號響應(yīng)檢索的溫度重新設(shè)置值。本發(fā)明進(jìn)一步包括，當(dāng)產(chǎn)生一個(gè)到熱交換裝置的控制輸出驅(qū)動器信號在或接近最大能力時(shí)把控制警報(bào)延遲一個(gè)預(yù)定時(shí)間。
用于本發(fā)明目的的術(shù)語“重新設(shè)置值”與螺桿速度相對應(yīng)，而不是與筒溫度相對應(yīng)。對于穩(wěn)定的螺桿速度確定一個(gè)重新設(shè)置值，并且與溫度設(shè)置點(diǎn)有關(guān)地存儲在擠壓機(jī)溫度控制器中。對于本發(fā)明的希望實(shí)施例沒有重新設(shè)置值的手動輸入。重新設(shè)置值是零或一個(gè)分解值。典型地，在正常操作階段期間根據(jù)在擠壓機(jī)系統(tǒng)上的熱力負(fù)載對于每個(gè)擠壓機(jī)筒區(qū)分解一個(gè)重新設(shè)置值。
本發(fā)明希望包括一個(gè)確定實(shí)際螺桿速度的步驟。用來確定實(shí)際螺桿速度的步驟能由用來檢測擠壓機(jī)螺桿每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)的電子或機(jī)電裝置執(zhí)行。一個(gè)用來確定實(shí)際螺桿速度的適當(dāng)裝置包括適于為擠壓機(jī)溫度控制器提供一個(gè)實(shí)際螺桿速度輸入信號的可買到數(shù)字編碼器或轉(zhuǎn)速計(jì)。
擠壓機(jī)溫度控制器執(zhí)行存儲多個(gè)螺桿速度的步驟。一個(gè)用來存儲的裝置必須存儲螺桿速度，其中每個(gè)存儲螺桿速度與對于每個(gè)螺桿速度用于每個(gè)擠壓機(jī)筒區(qū)的一個(gè)具體或?qū)嶋H溫度重新設(shè)置值相對應(yīng)。與其對應(yīng)實(shí)際溫度重新設(shè)置值有關(guān)的獨(dú)立螺桿速度由一個(gè)用來輸入一個(gè)溫度重新設(shè)置值輸入信號的重新設(shè)置值信號輸入裝置輸入，該信號代表對于每個(gè)存儲螺桿速度每個(gè)擠壓機(jī)筒區(qū)的希望、實(shí)際溫度重新設(shè)置值。用來存儲的裝置希望是一個(gè)電子存儲裝置。對于熟悉本發(fā)明技術(shù)的專業(yè)人員，適當(dāng)?shù)拇鎯ρb置在先有技術(shù)中是已知的，并且能適用于與本發(fā)明一起使用。
擠壓機(jī)溫度控制器執(zhí)行比較多個(gè)存儲螺桿速度和從其選擇的步驟。一個(gè)用來比較和選擇的裝置把實(shí)際螺桿速度與多個(gè)存儲螺桿速度的每個(gè)成員相比較。用來比較和選擇的裝置選擇幾乎等效于實(shí)際螺桿速度的存儲螺桿速度。如果用于熱交換區(qū)的實(shí)際溫度與用于選擇存儲螺桿速度的實(shí)際溫度重新設(shè)置值之間的差是顯著的，則擠壓機(jī)溫度控制器缺省或選擇被選擇的、存儲螺桿速度。與這種缺省或選擇螺桿速度相對應(yīng)的實(shí)際溫度重新設(shè)置值，由擠壓機(jī)溫度控制器用來導(dǎo)出用于每個(gè)擠壓機(jī)筒區(qū)的新溫度“個(gè)別重新設(shè)置值”。
本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)生到一個(gè)熱交換裝置的一個(gè)控制輸出驅(qū)動器信號的步驟。一個(gè)用來產(chǎn)生一個(gè)控制輸出驅(qū)動器信號的裝置包括一個(gè)用來把一個(gè)控制輸出驅(qū)動器信號傳輸?shù)皆跀D壓機(jī)系統(tǒng)的擠壓機(jī)筒中的每個(gè)熱交換區(qū)的裝置。用來產(chǎn)生控制輸出驅(qū)動器信號的裝置響應(yīng)與缺省螺桿速度相對應(yīng)的存儲溫度重新設(shè)置值輸出信號。用來產(chǎn)生一個(gè)控制輸出驅(qū)動器信號的裝置包括一個(gè)用來響應(yīng)用于每個(gè)熱交換區(qū)的修正重新設(shè)置值改變控制輸出驅(qū)動器信號的裝置?？刂戚敵鲵?qū)動器信號控制或操作用于每個(gè)熱交換區(qū)的熱交換裝置。用來產(chǎn)生一個(gè)控制輸出驅(qū)動器信號的裝置典型地編程為，改變到熱交換裝置的控制輸出驅(qū)動器信號，從而當(dāng)擠壓機(jī)螺桿改變速度時(shí)，不會改變影響擠壓材料的溫度的熱交換區(qū)的實(shí)際溫度。多個(gè)其它因素，例如在擠壓機(jī)筒內(nèi)的擠壓材料的壓力、摩擦力、及正在擠壓的材料的類型，影響擠壓材料的實(shí)際溫度。
本發(fā)明的大多數(shù)希望實(shí)施例包括帶有一個(gè)由本發(fā)明方法操作的自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器的、結(jié)合連續(xù)監(jiān)視、比較、和調(diào)節(jié)操作擠壓機(jī)系統(tǒng)溫度的至少一個(gè)其它擠壓機(jī)溫度控制器使用的擠壓機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)擠壓機(jī)螺桿以恒定速度操作時(shí)，連續(xù)監(jiān)視、比較、和調(diào)節(jié)操作擠壓機(jī)系統(tǒng)溫度的其它擠壓機(jī)溫度控制器良好地起作用。這樣的擠壓機(jī)溫度控制器提供在速度變化時(shí)具有存儲和檢索重新設(shè)置值的附加能力的擠壓機(jī)系統(tǒng)。包括本發(fā)明的自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器的擠壓機(jī)溫度控制器的增大操作靈活性，通過減小在操作期間當(dāng)改變螺桿速度時(shí)產(chǎn)生的浪費(fèi)擠壓材料量提供經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點(diǎn)。特別是對于具有連續(xù)或意外螺桿速度變化的過程，實(shí)現(xiàn)這樣一種“雙擠壓機(jī)溫度控制器”的這些經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點(diǎn)。延遲由本發(fā)明方法操作的擠壓機(jī)溫度控制器的控制警報(bào)的步驟，也通過允許擠壓機(jī)系統(tǒng)利用其在或接近最大能力下來操作熱交換裝置的設(shè)計(jì)能力，改進(jìn)操作靈活性。
由本發(fā)明最佳實(shí)施例操作的雙擠壓機(jī)溫度控制器，即使在連續(xù)或意外螺桿速度過渡期間也保持?jǐn)D壓機(jī)筒區(qū)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確溫度控制。本發(fā)明的最佳實(shí)施例是在通過參考包括在這里的、授予Faillace的美國專利Number 5,149,193中描述的用來操作一個(gè)控制器的方法的一種改進(jìn)。為了在先有技術(shù)中是標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語的描述、擠壓機(jī)系統(tǒng)的一般描述、及與自適應(yīng)重新設(shè)置有關(guān)的擠壓機(jī)溫度控制器的描述，包括Faillace的公開。
包括由本發(fā)明方法操作的擠壓機(jī)溫度控制器的擠壓機(jī)系統(tǒng)，具有一個(gè)帶有一根軸線的筒和沿軸線的至少一個(gè)熱交換區(qū)。擠壓機(jī)系統(tǒng)帶有在筒內(nèi)的一個(gè)螺桿和圍繞筒的一個(gè)殼體。“熱交換區(qū)”是筒的一部分和殼體的一個(gè)對應(yīng)部分，其中溫度能由一個(gè)熱交換裝置控制。一個(gè)熱交換裝置為每個(gè)熱交換區(qū)提供。熱交換裝置包括用來在每個(gè)熱交換區(qū)中交換熱量的熱交換元件。熱交換元件帶有一個(gè)熱交換元件功率裝置。
由本發(fā)明操作的擠壓機(jī)系統(tǒng)能包括確定一個(gè)實(shí)際螺桿速度的步驟。一個(gè)用來確定實(shí)際螺桿速度的裝置包括一個(gè)用來檢測實(shí)際螺桿速度的裝置、和一個(gè)用來產(chǎn)生用于擠壓機(jī)溫度控制器的一個(gè)實(shí)際螺桿速度輸入信號的裝置。擠壓機(jī)系統(tǒng)帶有一個(gè)溫度重新設(shè)置值信號輸入裝置，用來對于多個(gè)選擇、存儲的螺桿速度的每個(gè)成員輸入一個(gè)代表希望筒溫度重新設(shè)置值的的溫度重新設(shè)置值信號。擠壓機(jī)系統(tǒng)帶有一個(gè)用來獨(dú)立存儲每個(gè)溫度重新設(shè)置值信號的存儲裝置。擠壓機(jī)系統(tǒng)帶有一個(gè)用來比較和選擇的裝置，該裝置把實(shí)際螺桿速度與多個(gè)存儲螺桿速度的每一個(gè)相比較，并且從多個(gè)存儲螺桿速度選擇一個(gè)缺省螺桿速度。缺省螺桿速度比比較、存儲的螺桿速度的任何其它成員與實(shí)際螺桿速度的偏差小。缺省螺桿速度的選擇確定由本發(fā)明的擠壓機(jī)溫度控制器檢索的溫度重新設(shè)置值信號。
擠壓機(jī)系統(tǒng)也能進(jìn)行產(chǎn)生控制輸出驅(qū)動器信號的步驟。一個(gè)如上所所述用來產(chǎn)生的裝置響應(yīng)存儲的溫度重新設(shè)置值信號。用來產(chǎn)生的裝置希望是一個(gè)“輸出驅(qū)動器”，并且響應(yīng)用于缺省螺桿速度的存儲溫度重新設(shè)置值。用來產(chǎn)生的裝置包括一個(gè)用來改變用于每個(gè)熱交換區(qū)的控制輸出驅(qū)動器信號的裝置。當(dāng)由于在實(shí)際螺桿速度與選擇螺桿速度之間的顯著偏差的存而致動用來比較和選擇的裝置時(shí)，致動用來改變的裝置。溫度重新設(shè)置值控制設(shè)置點(diǎn)控制用于每個(gè)熱交換區(qū)的熱交換功率裝置，以便在每個(gè)熱交換區(qū)中提供一個(gè)溫度。
圖1表明帶有由本發(fā)明操作的兩個(gè)自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22的擠壓機(jī)系統(tǒng)1的一個(gè)筒部分。擠壓機(jī)系統(tǒng)1包含一個(gè)裝在擠壓機(jī)筒12內(nèi)的驅(qū)動或擠壓機(jī)螺桿10。擠壓機(jī)螺桿10的轉(zhuǎn)動沿?cái)D壓機(jī)筒12的軸線壓迫諸如塑料之類的熔化擠壓材料。擠壓機(jī)筒12包括至少一個(gè)并且希望是多個(gè)的熱交換區(qū)14。每個(gè)熱交換區(qū)14包含一個(gè)用來加熱或冷卻擠壓機(jī)筒12的熱交換元件15。熱交換元件15包括例如升高熱交換區(qū)14的溫度的電阻性加熱元件18、和繞熱交換區(qū)14循環(huán)水或另一種冷卻劑以便降低熱交換區(qū)14的溫度的管20。一個(gè)數(shù)字編碼器16確定實(shí)際螺桿速度，并且向自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22提供一個(gè)螺桿速度輸入信號17。帶有用于控制信號輸入的鍵盤的儀表板和一個(gè)顯示器(未表示)在先有技術(shù)中是已知的，并且能按在以上引用的Faillace重新發(fā)行專利中描述的那樣提供。
每個(gè)自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22希望專用于一個(gè)熱交換元件15。單個(gè)熱交換區(qū)14的熱交換元件15由自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22響應(yīng)在熱交換區(qū)14中采用的一對溫度測量而調(diào)節(jié)。一個(gè)深溫度傳感器或“A”熱電偶24靠近擠壓機(jī)筒12的內(nèi)表面28放置，并且希望接觸一個(gè)襯管3，以提供代表在擠壓機(jī)筒12的圓柱內(nèi)較深的溫度的深溫度信號Td。一個(gè)淺溫度傳感器或“B”熱電偶26放置在熱交換元件15中，以提供一個(gè)代表在是熱能量或冷卻的源的熱交換元件15處的溫度的淺溫度信號Ts。
圖2提供在由本發(fā)明操作擠壓機(jī)系統(tǒng)1期間存在的各種參數(shù)之間的曲線關(guān)系。這個(gè)“事件”圖描述在熱負(fù)載條件下一個(gè)雙傳感器溫度控制器的功能。雙傳感器溫度控制器具有“自適應(yīng)重新設(shè)置功能”。由圖2代表的擠壓機(jī)系統(tǒng)1的操作是用于一種其中熱交換區(qū)14處于加熱負(fù)載條件下或把熱量添加到擠壓材料上的狀態(tài)。擠壓機(jī)系統(tǒng)1也能用在冷卻負(fù)載狀態(tài)下，或用來冷卻通過擠壓機(jī)筒12的擠壓材料。
圖2呈現(xiàn)一個(gè)其中單個(gè)x軸代表在時(shí)間t0開始的時(shí)間的曲線圖。在x軸或“時(shí)間線”上方的三條曲線代表淺或“B”熱電偶的溫度、控制設(shè)置點(diǎn)值、及深或“A”熱電偶的溫度。在x軸或時(shí)間線下面的十二條曲線代表對于其它y軸值的同時(shí)功能。這些其它y軸值是(1)控制求和誤差“E”；(2)在設(shè)置點(diǎn)溫度與深或“A”熱電偶的溫度之間的誤差“A”或差；(3)實(shí)際螺桿速度“Sd”；(4)加熱器對時(shí)間的百分比；(5)重新設(shè)置；(6)啟動的重新設(shè)置；(7)其中實(shí)際誤差例如大于0.1°華氏(0.06°攝氏)的實(shí)際警報(bào)(華氏和攝氏在下文分別用“°F”和“ ℃”表示)；(8)其中在顯著時(shí)間持續(xù)(典型的為60秒)期間(K1A+K2B/(K1+K2)＞比例帶(對于加熱典型的為6°F)的控制警報(bào)；(9)重新設(shè)置極限；(10)重新設(shè)置穩(wěn)定性時(shí)間完；(11)螺桿速度變化；(12)螺桿速度穩(wěn)定；及(13)重新設(shè)置觸發(fā)事件。
當(dāng)擠壓機(jī)系統(tǒng)1在時(shí)間t0首先致動或處于“通電”時(shí)，一個(gè)溫度設(shè)置點(diǎn)控制器把控制設(shè)置點(diǎn)Tcp設(shè)置到一個(gè)等于由操作者選擇的熱交換區(qū)設(shè)置點(diǎn)的希望溫度的值。一個(gè)平均誤差控制器把熱交換控制信號“H”和“C”認(rèn)定為必要的，以便加熱或冷卻熱交換區(qū)。熱交換控制信號“H”致動熱交換元件15，以增大或減小在熱交換區(qū)14中的溫度。在時(shí)間t0與時(shí)間t4之間的圖2表明一種其中(1)電阻性加熱元件18正在供給熱量和(2)深溫度信號Td和淺溫度信號Ts迅速升高的狀態(tài)。
自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22繼續(xù)認(rèn)定熱交換控制信號“H”，直到當(dāng)控制求和誤差“E”信號已經(jīng)近似地到達(dá)零時(shí)的時(shí)間t2。熱交換控制信號“H”在時(shí)間t2終止，并且淺溫度信號Ts停止升高而隨電阻性加熱元件18冷卻開始下降。存儲在熱交換元件15中的殘余熱量繼續(xù)加熱擠壓筒12。深溫度信號Td繼續(xù)升高，直到當(dāng)深和淺溫度穩(wěn)定的時(shí)間t3。
圖2表明在時(shí)間t4穩(wěn)定和具有大于0.1°F(0.06℃)的實(shí)際誤差“A”信號的擠壓機(jī)系統(tǒng)1。用于實(shí)際誤差靈敏度的值能由擠壓機(jī)溫度控制器的制造商或編程者選擇。一個(gè)實(shí)際誤差靈敏度典型地在0.05°F與1°F(約0.03℃與0.6℃)之間。圖2表明本發(fā)明最佳實(shí)施例的一種自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22的操作，其中由于螺桿速度變化“正常重新設(shè)置”功能能出現(xiàn)或“自適應(yīng)重新設(shè)置”能出現(xiàn)。由實(shí)線代表的圖2的曲線對于正常重新設(shè)置溫度控制器而出現(xiàn)。由虛線代表的曲線對于自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器而出現(xiàn)。
一個(gè)設(shè)置點(diǎn)TD能由操作者輸入。設(shè)置點(diǎn)TD代表用于擠壓機(jī)筒區(qū)的希望溫度。由自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22分解的第一正常重新設(shè)置出現(xiàn)在圖2中在時(shí)間t4處。正常重新設(shè)置溫度控制器分解一個(gè)用于控制設(shè)置點(diǎn)Tcp的新值，這增大熱交換元件15的“加熱器對時(shí)間的百分比”。
用于深或“A”熱電偶的曲線由于螺桿速度變化在時(shí)間t7與時(shí)間t10之間減小。本發(fā)明的最佳實(shí)施例把一個(gè)另外四分鐘延遲添加到三或四分鐘重新設(shè)置穩(wěn)定性時(shí)間的操作者的選擇上。因此，七或八分解分離時(shí)間t7和時(shí)間t10。螺桿速度的增大引起熱負(fù)載或要求增大由熱交換元件15施加的熱量。深或“A”熱電偶的溫度通常在這種條件下減小，直到在時(shí)間t10正常重新設(shè)置出現(xiàn)。
用于重新設(shè)置的曲線表明用來控制擠壓機(jī)系統(tǒng)的正常和自適應(yīng)重新設(shè)置。一個(gè)第一主動“正?！敝匦略O(shè)置在時(shí)間t4處。用于重新設(shè)置值的實(shí)線表明第一出現(xiàn)在時(shí)間t10處而第二出現(xiàn)在時(shí)間t15處的兩個(gè)其它正常重新設(shè)置。用于重新設(shè)置功能的虛線代表由自適應(yīng)重新設(shè)置控制器提供的“自適應(yīng)重新設(shè)置”的出現(xiàn)(下面描述)。曲線表明第一出現(xiàn)在時(shí)間t7處和第二出現(xiàn)在時(shí)間t12處的兩個(gè)自適應(yīng)重新設(shè)置。
由本發(fā)明方法操作的自適應(yīng)重新設(shè)置控制器預(yù)期在時(shí)間t7處由用于重新設(shè)置的虛線代表的重新設(shè)置值。重新設(shè)置值的這種預(yù)期改變在時(shí)間t7處由用于該值的虛線代表的控制設(shè)置點(diǎn)?？刂圃O(shè)置點(diǎn)的變化致動在時(shí)間t7處由用于該重新設(shè)置值的虛線代表的“加熱器對時(shí)間的百分比”。加熱器對時(shí)間的百分比的致動保持在熱交換區(qū)14中由用于深或“A”熱電偶的虛線代表的恒定溫度。溫度的保持有效地消除實(shí)際誤差“A”的變化。實(shí)際誤差“A”是小于深溫度Td值的設(shè)置點(diǎn)。
自適應(yīng)重新設(shè)置提供預(yù)期改變控制設(shè)置點(diǎn)的需要的希望和意外結(jié)果，并由此有效地消除在深或“A”熱電偶處溫度的波動。自適應(yīng)重新設(shè)置控制器預(yù)期和改變到擠壓機(jī)系統(tǒng)的熱交換裝置的能量。進(jìn)行這種變化，以便補(bǔ)償歸因于該擠壓機(jī)系統(tǒng)的螺桿速度的穩(wěn)定變化的熱力負(fù)載變化。
在用來處理塑料材料的擠壓機(jī)系統(tǒng)中的加熱器借助于加熱器對時(shí)間的至少一些百分比典型地操作，只要擠壓機(jī)系統(tǒng)處于操作中或在負(fù)載下。在擠壓機(jī)系統(tǒng)內(nèi)在負(fù)載下的恒定溫度保持指示，擠壓機(jī)系統(tǒng)不能得到理論上的“無限大增益”或平均零誤差。為此，例如在300°F(約150℃)下操作的擠壓機(jī)系統(tǒng)具有一個(gè)提供加熱器對時(shí)間的至少一些百分比的補(bǔ)償溫度，以保持300°F(約150℃)的溫度。理論上完美的擠壓機(jī)系統(tǒng)具有零平均誤差，并且當(dāng)擠壓機(jī)系統(tǒng)處于穩(wěn)定負(fù)載條件下時(shí)，在300°F(約150℃)下，加熱器具有對時(shí)間的零百分比?？刂魄蠛驼`差“E”因此與擠壓機(jī)系統(tǒng)上的負(fù)載成正比。
加熱器對時(shí)間的百分比從控制求和誤差導(dǎo)出。在擠壓機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際操作中控制求和誤差“E”永遠(yuǎn)不會是零，除非擠壓機(jī)系統(tǒng)沒有負(fù)載?？刂魄蠛驼`差“E”從兩個(gè)誤差“A”和“B”導(dǎo)出。兩個(gè)誤差“A”和“B”從控制設(shè)置點(diǎn)值導(dǎo)出。誤差“A”是小于深溫度Td值的控制設(shè)置點(diǎn)Tcp。誤差B”是小于淺溫度Ts值的控制設(shè)置點(diǎn)Tcp值。
由本發(fā)明方法操作的自適應(yīng)重新設(shè)置控制器38開始一個(gè)用于控制求和誤差“E”由在t7和時(shí)間t12處開始的曲線的虛線代表的一個(gè)新值。在控制求和誤差“E”中的這種調(diào)節(jié)由螺桿速度的穩(wěn)定變化致動。控制求和誤差“E”的調(diào)節(jié)避免曲線或?qū)嶋H誤差“A”的值由用于該值的虛線代表的變化。實(shí)際誤差“A”的值的變化的缺乏指示在深或“A”熱電偶處的溫度沒有變化。
由本發(fā)明方法操作的擠壓機(jī)溫度控制器希望提供邏輯控制功能，以使擠壓機(jī)系統(tǒng)在重新設(shè)置之后穩(wěn)定。這些控制功能允許擠壓機(jī)系統(tǒng)有足夠的時(shí)間，如三分鐘，穩(wěn)定在諸如0.1°F(0.06℃)之類的希望溫度變化范圍內(nèi)。如果自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器把一個(gè)存儲重新設(shè)置值送到雙傳感器溫度控制器，則由本發(fā)明操作的控制器強(qiáng)加另外的四分鐘或可比較的時(shí)間延遲。這些控制功能防止不必要的和不希望的重新設(shè)置發(fā)生。這樣一種控制功能的一個(gè)例子由重新設(shè)置穩(wěn)定性時(shí)間提供。另一個(gè)控制功能允許擠壓機(jī)系統(tǒng)“斜坡升高”到速度，而不致動新的重新設(shè)置值，直到得到操作速度。擠壓機(jī)系統(tǒng)能包括其它控制功能或操作步驟，以便當(dāng)存儲能損壞擠壓機(jī)系統(tǒng)的操作條件存在時(shí)終止其操作。能包括控制警報(bào)和標(biāo)志功能的這些功能在Faillace的重新發(fā)行專利中描述，并且表示在圖2中。
圖3表明由本發(fā)明最佳實(shí)施例操作的一種自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22。一種由本發(fā)明方法操作的自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22是對在先有技術(shù)中已知的和對于Faillace的重新發(fā)行專利和Faillace的193專利描述的擠壓機(jī)溫度控制器方法的一種改進(jìn)。自適應(yīng)重新設(shè)置控制器38對于螺桿速度的變化調(diào)節(jié)重新設(shè)置值Rn和控制設(shè)置點(diǎn)Tcp。對于螺桿速度的這種調(diào)節(jié)預(yù)先取得在螺桿速度變化時(shí)筒溫度的任何顯著變化。對于單個(gè)傳感器擠壓機(jī)溫度控制器能使用自適應(yīng)重新設(shè)置控制器38。
一個(gè)螺桿速度傳感器或轉(zhuǎn)速計(jì)16向自適應(yīng)重新設(shè)置控制器38提供一個(gè)代表擠壓機(jī)螺桿10存在或?qū)嶋H速度的模擬螺桿速度信號Sa。該圖的實(shí)施例表明擠壓機(jī)螺桿驅(qū)動裝置9。一個(gè)定標(biāo)緩沖器110接收模擬螺桿速度信號Sa，并且產(chǎn)生一個(gè)對應(yīng)螺桿速度信號Sc。把對應(yīng)螺桿速度信號Sc定標(biāo)在模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)112的輸入范圍內(nèi)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)112把對應(yīng)螺桿速度信號Sc轉(zhuǎn)換成一個(gè)代表螺桿速度的數(shù)字螺桿速度信號Sd。能使用一個(gè)帶有一個(gè)計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)器的可選擇數(shù)字速度輸入裝置。把生成的螺桿速度信號發(fā)送到一個(gè)時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114。
圖3表明一種可選擇速度傳感器或數(shù)字編碼器16a。從數(shù)字編碼器16a輸入的速度由一個(gè)計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)器116處理。把生成的螺桿速度信號Sd發(fā)送到時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114。
自適應(yīng)重新設(shè)置控制器38對于任何給定操作螺桿速度選擇一個(gè)重新設(shè)置值。重新設(shè)置值Rn一旦解出，就存儲在時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114中由數(shù)字螺桿速度信號Sd確定的地址處。時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114把包括速度穩(wěn)定信號和速度變化信號的邏輯控制信號提供給一個(gè)第一AND(與)門39。一個(gè)開關(guān)48允許存儲和檢索一個(gè)重新設(shè)置值。開關(guān)48是操作者可選擇的，并且把一個(gè)自適應(yīng)重新設(shè)置啟動信號提供給第一AND門39。第一AND門39的信號發(fā)送到一個(gè)OR(或)門46。OR門46把一個(gè)信號提供給重新設(shè)置開關(guān)41a和b。
操作本發(fā)明最佳實(shí)施例必需的時(shí)鐘、索引、和重新設(shè)置存儲裝置和其它子元件由可買到的電子元件提供。熟悉電子元件編程技術(shù)的水平足以編程時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置，以經(jīng)電子或其它邏輯電路提供(i)一個(gè)用來索引和存儲多個(gè)螺桿速度的裝置(ii)一個(gè)用來比較、計(jì)時(shí)、和選擇的裝置，如本發(fā)明要求的那樣。一個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置由適當(dāng)編程的、可買到的微處理器提供。需要用來確定諸如“速度穩(wěn)定”條件的滿足的各種比較和計(jì)時(shí)參數(shù)的存在或不存在的邏輯電路。
這種改進(jìn)自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22的時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114具有多個(gè)螺桿速度存儲位置。最佳實(shí)施例使用至少11個(gè)螺桿速度存儲位置。由最佳實(shí)施例使用的邏輯電路也包括編程成，當(dāng)探測到顯著過程變化時(shí)清除存儲值。
由本發(fā)明最佳實(shí)施例使用的自適應(yīng)重新設(shè)置控制器38包括一個(gè)可選擇邏輯電路210。邏輯電路210是可買到的，并且能與時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114分離或包括在時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114的電路中。邏輯電路210編程成在溫度穩(wěn)定時(shí)“學(xué)習(xí)”螺桿速度的重新設(shè)置值。邏輯電路210因此允許自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22添加或改進(jìn)由雙傳感器溫度控制器不會觸發(fā)的重新設(shè)置值。熟悉電子元件編程技術(shù)的水平足以編程用于該功能的邏輯電路210。
由本發(fā)明最佳實(shí)施例使用的自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22帶有一個(gè)雙傳感器溫度控制器121，如Faillace的193專利的擠壓機(jī)溫度控制器。雙傳感器溫度控制器121監(jiān)視邏輯控制信號，這些邏輯控制信號包括一個(gè)重新設(shè)置開始信號、一個(gè)重新設(shè)置極限斷信號、一個(gè)實(shí)際警報(bào)信號、一個(gè)穩(wěn)定性時(shí)間到信號、及一個(gè)控制警報(bào)“無”信號。重新設(shè)置開始信號和重新設(shè)置極限“無”信號提供給一個(gè)第二AND門47。第二AND門47把一個(gè)信號提供給第一AND門39和提供給一個(gè)第三AND門45。實(shí)際警報(bào)信號、穩(wěn)定性時(shí)間到信號、及控制警報(bào)斷信號提供給第三AND門45。第三AND門45的信號也發(fā)送到OR門46。
由本發(fā)明使用的雙傳感器溫度控制器121部分通過為第三AND門45編程的準(zhǔn)則提供改進(jìn)的溫度控制。用于本發(fā)明最佳實(shí)施例的這種準(zhǔn)則把實(shí)際警報(bào)定義為正或負(fù)0.1°F(0.06℃)。用于實(shí)際警報(bào)的這種準(zhǔn)則允許實(shí)際溫度更準(zhǔn)確地與用于熱交換區(qū)的溫度設(shè)置點(diǎn)一致。當(dāng)自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22在或接近最大能力下產(chǎn)生一個(gè)到熱交換裝置的控制輸出驅(qū)動器信號高達(dá)一分鐘時(shí)，用于本發(fā)明最佳實(shí)施例的準(zhǔn)則允許控制警報(bào)觸發(fā)一個(gè)重新設(shè)置值。這種準(zhǔn)則允許擠壓機(jī)系統(tǒng)在或接近其最大能力下操作。
OR門46經(jīng)一個(gè)“單穩(wěn)態(tài)”多諧振蕩器發(fā)信器件50向重新設(shè)置開關(guān)41a和b提供一個(gè)單事件觸發(fā)信號。如果自適應(yīng)重新設(shè)置控制器38把一個(gè)存儲的重新設(shè)置值應(yīng)用于雙傳感器溫度控制器121，則一個(gè)延遲計(jì)時(shí)器220延遲一個(gè)新重設(shè)置值的觸發(fā)。延遲計(jì)時(shí)器220把用來觸發(fā)來自雙傳感器溫度控制器121的一個(gè)新重設(shè)置值的準(zhǔn)則延遲一個(gè)選擇時(shí)間。在本發(fā)明最佳實(shí)施例中用于延遲的選擇時(shí)間是四分鐘。延遲計(jì)時(shí)器220防止實(shí)際溫度的波動。
重新設(shè)置開關(guān)41a和b把實(shí)際誤差“A”信號輸入到時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114，并且?guī)в幸粋€(gè)所示的重新設(shè)置值存儲裝置52。重新設(shè)置值存儲裝置52向邏輯電路210發(fā)信號。雙傳感器溫度控制器121在穩(wěn)定時(shí)提供重新設(shè)置值Rn。當(dāng)重新設(shè)置開關(guān)41a和b接收到一次重新設(shè)置觸發(fā)時(shí)，把實(shí)際誤差“A”提供給自適應(yīng)重新設(shè)置控制器38。
重新設(shè)置觸發(fā)在三種條件之一下產(chǎn)生。第一條件是“自適應(yīng)重新設(shè)置”，并且當(dāng)(1)變化的或新螺桿速度已經(jīng)穩(wěn)定、(2)有速度變化、(3)啟動重新設(shè)置、及(4)啟動自適應(yīng)重新設(shè)置時(shí)出現(xiàn)。第二條件是“穩(wěn)定的自適應(yīng)重新設(shè)置”，并且當(dāng)(1)螺桿速度穩(wěn)定、(2)穩(wěn)定速度變化保持一個(gè)選擇時(shí)間(最好一分鐘)、(3)設(shè)備還沒有達(dá)到重新設(shè)置極限并且把重新設(shè)置極限保持一個(gè)選擇時(shí)間(希望一分鐘)、(4)啟動重新設(shè)置、及(5)啟動自適應(yīng)重新設(shè)置時(shí)出現(xiàn)。第三條件是“正常重新設(shè)置”，并且當(dāng)(1)啟動重新設(shè)置、(2)設(shè)備還沒有達(dá)到重新設(shè)置極限并且把重新設(shè)置極限保持一個(gè)選擇時(shí)間(希望一分鐘)、(3)有實(shí)際警報(bào)、(4)設(shè)備還沒有達(dá)到溫度極限、(5)穩(wěn)定性時(shí)間到、及(6)沒有控制警報(bào)時(shí)出現(xiàn)。
由本發(fā)明使用最佳實(shí)施例使用的雙傳感器溫度控制器121帶有一個(gè)第一比較器40、一個(gè)第二比較器42、一個(gè)第三比較器43、一個(gè)第四比較器44、及一個(gè)第五比較器51。第一比較器40用代數(shù)方法添加設(shè)置點(diǎn)值和深溫度Td值，以導(dǎo)出提供給重新設(shè)置開關(guān)41a的實(shí)際誤差“A”。
當(dāng)重新設(shè)置值由時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114認(rèn)定時(shí)，一個(gè)第二比較器或控制設(shè)置點(diǎn)控制器42在“重新設(shè)置觸發(fā)”的時(shí)間調(diào)節(jié)控制設(shè)置點(diǎn)Tcp。在“通電”時(shí)把控制設(shè)置點(diǎn)設(shè)置為等設(shè)置點(diǎn)。控制設(shè)置點(diǎn)控制器42認(rèn)定控制設(shè)置點(diǎn)Tcp，并且把信號提供給第三比較器43和第四比較器44。雙傳感器溫度控制器121通過第三比較器43進(jìn)行代數(shù)加法以便計(jì)算誤差“A”信號。第三比較器43把誤差“A”信號施加到第五比較器51上。第四比較器44把淺溫度Ts與控制設(shè)置點(diǎn)Tcp相比較，并且導(dǎo)出誤差“B”信號。誤差“B”也提供給第五比較器51。
自適應(yīng)重新設(shè)置控制器38向控制設(shè)置點(diǎn)控制器42提供指示調(diào)節(jié)控制設(shè)置點(diǎn)程度的重新設(shè)置值Rv。重新設(shè)置值Rv的大小由控制設(shè)置點(diǎn)控制器42借助于一個(gè)算術(shù)模塊根據(jù)如下公式(1)的定標(biāo)重新設(shè)置值Rn定標(biāo)。
(1)Rn＝rg×Rv其中rg是一個(gè)恒定重新設(shè)置增益。典型地，把重新設(shè)置增益rg設(shè)置為“1”的值。新或定標(biāo)新設(shè)置值Rn提供給控制設(shè)置點(diǎn)控制器42。控制設(shè)置點(diǎn)控制器42然后對控制設(shè)置點(diǎn)Tcp進(jìn)行定標(biāo)新設(shè)置值Rn的代數(shù)添加，以根據(jù)如下公式(2)在重新設(shè)置觸發(fā)時(shí)更新控制設(shè)置點(diǎn)T′cp。
(2)T′cp＝Rn+Tcp一旦自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22已經(jīng)解出一個(gè)定標(biāo)新設(shè)置值Rn，雙傳感器溫度控制器121就以小于0.1°F(0.06℃)的實(shí)際誤差保持穩(wěn)定。然而，對于擠壓系統(tǒng)熱負(fù)載的顯著變化引起熱交換區(qū)深溫度Td的變化。雙傳感器溫度控制器121在它尋求校正熱交換區(qū)深溫度Td的變化時(shí)變得不穩(wěn)定。自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22包括一個(gè)用來產(chǎn)生用于加熱和用于冷卻的控制輸出驅(qū)動器“H”和“C”信號的雙傳感器溫度控制器121，以便選擇性地致動熱交換元件15。第三和第四比較器43和44分別產(chǎn)生分別代表在控制設(shè)置點(diǎn)Tcp與溫度信號Td和Ts之間的差的誤差信號“A”和“B”。在第四比較器51中的一個(gè)運(yùn)算模塊根據(jù)如下公式(3)計(jì)算一個(gè)控制求和誤差E。(3)---E=K1A+K2BK1+K2]]>其中K1和K2是選擇的常數(shù)以把適當(dāng)?shù)臋?quán)重提供給每個(gè)誤差信號“A”和“B”。響應(yīng)控制求和誤差“E”，一個(gè)熱交換驅(qū)動器或控制器36調(diào)節(jié)控制輸出驅(qū)動器信號“H”和“B”，以便選擇性地致動電阻性加熱元件18或經(jīng)熱交換元件15的管20提供冷卻劑流動的流體冷卻系統(tǒng)(未表示)，直到使控制求和誤差“E”最小。
用于自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22的邏輯路徑帶有監(jiān)視數(shù)字速度信號Sd以確定何時(shí)螺桿速度變化出現(xiàn)的時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114。當(dāng)數(shù)字速度信號Sd變化時(shí)，時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114選擇存儲的重新設(shè)置值，并且發(fā)信號給雙傳感器溫度控制器121。雙傳感器溫度控制器121然后使用以上公式2重新計(jì)算控制設(shè)置點(diǎn)Tcp。
AND門39確定何時(shí)雙傳感器溫度控制器121在新重新設(shè)置值下已經(jīng)穩(wěn)定。一旦雙傳感器溫度控制器121已經(jīng)穩(wěn)定，AND門39就接收以上定義的重新設(shè)置準(zhǔn)則信號。重新設(shè)置值Rv存儲在與由數(shù)字速度信號Sd指示的當(dāng)前操作螺桿速度相對應(yīng)的進(jìn)口處的時(shí)鐘、邏輯、索引、和重新設(shè)置存儲裝置114的表中。
用來操作圖3的擠壓機(jī)溫度控制器的發(fā)明方法把具有溫度重新設(shè)置的深和淺溫度控制應(yīng)用于連續(xù)的熱負(fù)載變化過程。本發(fā)明提供一種預(yù)期歸因于螺桿速度變化的熱負(fù)載變化的裝置。本發(fā)明根據(jù)具體的擠壓機(jī)操作速度或在實(shí)際檢測熱負(fù)載變化之前的“自適應(yīng)重新設(shè)置”對于每個(gè)熱交換區(qū)14應(yīng)用一個(gè)溫度重新設(shè)置值。自適應(yīng)重新設(shè)置在所有正常操作螺桿速度下解出或“學(xué)習(xí)”用于每個(gè)熱交換區(qū)14的重新設(shè)置值。當(dāng)改變擠壓機(jī)的螺桿速度時(shí)，自適應(yīng)重新設(shè)置應(yīng)用或“回憶”對于每個(gè)熱交換區(qū)14通過用于該熱交換區(qū)的以前重新設(shè)置計(jì)算在該給定螺桿速度下已經(jīng)學(xué)習(xí)的最后溫度重新設(shè)置值。這種功能由用來比較和選擇的裝置提供，在擠壓機(jī)系統(tǒng)的操作期間，這(i)把一個(gè)穩(wěn)定的操作溫度重新設(shè)置值與操作螺桿速度的每一個(gè)相對應(yīng)和(ii)把與對應(yīng)溫度重新設(shè)置值有關(guān)的實(shí)際螺桿速度輸入到用來存儲的裝置中。
由本發(fā)明操作的擠壓機(jī)溫度控制器經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)模擬輸入檢測螺桿速度，并且把螺桿速度作為索引或指針用于學(xué)習(xí)重新設(shè)置值的一個(gè)表。在改變螺桿速度并且穩(wěn)定到一個(gè)新螺桿速度之后，對于每個(gè)熱交換區(qū)能回憶這些存儲的重新設(shè)置值。對于每個(gè)熱交換區(qū)使用在最佳實(shí)施例中代表用于適用螺桿速度的百分之一至百分之百的重新設(shè)置值的100個(gè)地址的表。解出學(xué)習(xí)重新設(shè)置值，像它在Faillace的193專利的擠壓機(jī)溫度控制器中那樣。然而，把學(xué)習(xí)重新設(shè)置值存儲在一個(gè)非易失重新設(shè)置值存儲表中，如存儲在一個(gè)EEPROM存儲器存儲器件中，在專用于在計(jì)算重新設(shè)置值時(shí)的螺桿速度的位置處。
當(dāng)改變和穩(wěn)定擠壓機(jī)系統(tǒng)的新螺桿速度并且滿足溫度重新設(shè)置準(zhǔn)則時(shí)，對于新螺桿速度計(jì)算一個(gè)新溫度重新設(shè)置值，并且存儲在重新設(shè)置值表中在其代表該螺桿速度的相應(yīng)地址處。這種自適應(yīng)重新設(shè)置序列對于每個(gè)新操作速度重復(fù)，因?yàn)樗庥鋈輻U速度百分之一的分辨率。
用來控制擠壓機(jī)溫度的本發(fā)明方法能由可買到的控制器進(jìn)行。以上描述的自適應(yīng)重新設(shè)置溫度控制器22希望與本發(fā)明最佳實(shí)施例的方法一起使用。用來進(jìn)行本發(fā)明方法的程序語言能根據(jù)操作者的喜好和/或由操作者選擇的控制器而變化。由使用本發(fā)明方法的控制器執(zhí)行的程序在下面描述。在下面表中的縮寫適于描述該方法。
表

由本發(fā)明方法進(jìn)行的編程的如下描述是“偽碼”，并且能由具有本專業(yè)普通技巧的人翻譯成具體代碼語言。諸如時(shí)間和溫度之類的參數(shù)能根據(jù)操作者的要求而改變。例如，當(dāng)使用最佳控制器時(shí)，所有溫度設(shè)置為在度分辨率十分之一下設(shè)置的華氏單位。而且，某些子過程是可選擇的，并且為了進(jìn)行具體的擠壓方法能由具有本專業(yè)普通技巧的人刪除。
自適應(yīng)重新設(shè)置控制器說明書本發(fā)明的方法包括一個(gè)用來設(shè)置一個(gè)自適應(yīng)重新設(shè)置控制器的過程。如下偽碼專用于上述的自適應(yīng)重新設(shè)置控制器38，但它能由具有本專業(yè)技巧的人員修改以便與可比較的控制器一起使用。
這種過程希望通過初始化控制器開始。初始化通過把最大百分比速度設(shè)置到零百分比、把最小百分比速度設(shè)置到百分之100.0、及把“舊速度步長重新設(shè)置”值設(shè)置到32767而發(fā)生。這種數(shù)碼設(shè)置是人為的，并且專用于上述控制器的最佳實(shí)施例?！爸匦略O(shè)置學(xué)習(xí)計(jì)時(shí)器”的初始化。如果不啟動自適應(yīng)重新設(shè)置，那么清除所有學(xué)習(xí)位、清除在表中的所有重新設(shè)置值、把“舊速度步長重新設(shè)置”值設(shè)置到32767、及不執(zhí)行算法的其余部分。
然后計(jì)算操作者設(shè)置點(diǎn)的變化。delta設(shè)置點(diǎn)等于以前設(shè)置點(diǎn)減去操作者設(shè)置點(diǎn)。
該方法然后涉及把以前設(shè)置點(diǎn)設(shè)置到操作者設(shè)置點(diǎn)。如果未學(xué)習(xí)禁止沒有通并且delta設(shè)置點(diǎn)超過+/-15°F，那么除速度步長零之外清除所有學(xué)習(xí)位、除速度步長零之外清除在表中的所有重新設(shè)置值、及把“舊速度步長重新設(shè)置”值設(shè)置到32767。
該過程涉及檢查速度的極限。如果百分比速度小于零，那么把速度設(shè)置到零。如果百分比速度大于百分之100.0，那么把速度設(shè)置到百分之100.0。然后繼續(xù)兩個(gè)如下條件任一個(gè)的適當(dāng)一個(gè)。
(1)如果已經(jīng)確定速度是穩(wěn)定的，那么把百分比速度運(yùn)動到最大百分比速度，把百分比速度運(yùn)動到最小百分比速度，及計(jì)算在當(dāng)前百分比速度減穩(wěn)定百分比速度之差。如果差值超過百分之四或者當(dāng)前百分比速度等于零，并且如果當(dāng)關(guān)百分比速度不等于穩(wěn)定的百分比速度，那么重新設(shè)置速度穩(wěn)定位。如果仍然設(shè)置速度穩(wěn)定位，那么計(jì)算新速度步長，其中新速度步長等于當(dāng)前百分比速度加百分之4.5除以10。如果新速度步長小于零，那么設(shè)置到零。如果新速度步長大于十，那么設(shè)置到十。如果新速度步長等于當(dāng)前速度步長，那么把當(dāng)前百分比速度運(yùn)動到穩(wěn)定百分比速度，并且設(shè)置應(yīng)用的位。
(2)如果沒有設(shè)置速度穩(wěn)定位，則進(jìn)行如下過程。如果當(dāng)前百分比速度大于最大百分比速度，那么把當(dāng)前百分比速度運(yùn)動到最大百分比速度。如果當(dāng)前百分比速度小于最小百分比速度，那么把當(dāng)前百分比速度運(yùn)動到最小百分比速度。
本發(fā)明的方法然后涉及計(jì)算delta百分比速度。delta百分比速度等于最大百分比速度減最小百分比速度。然后進(jìn)行如下步驟。
(1)如果delta百分比速度大于百分之2.0，那么把當(dāng)前百分比速度運(yùn)動到最小百分比速度，然后把當(dāng)前百分比速度運(yùn)動到最大百分比速度，然后初始化速度穩(wěn)定計(jì)時(shí)器。
(2)如果沒有設(shè)置速度穩(wěn)定位并且delta百分比速度小于或等于百分之2.0，那么允許速度穩(wěn)定計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，也重新初始化速度穩(wěn)定計(jì)時(shí)器。
(3)如果設(shè)置速度穩(wěn)定位，那么重新初始化速度穩(wěn)定計(jì)時(shí)器。
(4)如果速度穩(wěn)定計(jì)時(shí)器到時(shí)，那么設(shè)置速度穩(wěn)定位、計(jì)算當(dāng)前速度步長，其中當(dāng)前速度步長等于當(dāng)前百分比速度加百分之4.5除以10。如果當(dāng)前速度步長小于零，那么設(shè)置到零。如果當(dāng)前速度步長大于十，那么設(shè)置到十。重新設(shè)置應(yīng)用的位，把當(dāng)前百分比速度運(yùn)動到穩(wěn)定百分比速度，把舊速度步長重新設(shè)置值設(shè)置到32767，及重新初始化速度穩(wěn)定計(jì)時(shí)器。
(5)如果沒有設(shè)置速度穩(wěn)定位，那么跳過例行程序的其余部分。
(6)如果設(shè)置學(xué)習(xí)禁止，或如果設(shè)置用于當(dāng)前步長的學(xué)習(xí)位，或如果delta TCA大于或等于4.9°F，或如果控制警報(bào)計(jì)時(shí)器到時(shí)，或如果重新設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器正在計(jì)時(shí)，那么重新初始化重新設(shè)置學(xué)習(xí)計(jì)時(shí)器。
(7)如果沒有設(shè)置學(xué)習(xí)禁止并且沒有設(shè)置用于當(dāng)前步長的學(xué)習(xí)位，且delta TCA小于4.9°F，且控制警報(bào)計(jì)時(shí)器沒有到時(shí)，且重新設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器沒有計(jì)時(shí)，且TC A偏差為+/-0.1°F或在其范圍內(nèi)，那么允許重新設(shè)置學(xué)習(xí)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)(例如，150秒)。
(8)如果沒有設(shè)置學(xué)習(xí)禁止并且重新設(shè)置穩(wěn)定性計(jì)時(shí)器到時(shí)或?qū)W習(xí)計(jì)時(shí)器到時(shí)，那么，如果學(xué)習(xí)當(dāng)前步長，則(a)把當(dāng)前步長重新設(shè)置值運(yùn)動到“舊速度步長重新設(shè)置”值，(b)把CUM重新設(shè)置運(yùn)動到當(dāng)前步長重新設(shè)置值，及(c)設(shè)置當(dāng)前步長學(xué)習(xí)位。
(9)如果當(dāng)前步長不是零，并且沒有設(shè)置學(xué)習(xí)禁止，且沒有設(shè)置未學(xué)習(xí)禁止，且重新設(shè)置穩(wěn)定性計(jì)時(shí)器到時(shí)，且設(shè)置當(dāng)前步長學(xué)習(xí)位，且“舊速度步長重新設(shè)置”值小于299.9°F，那么計(jì)算在當(dāng)前速度步長重新設(shè)置值與“舊速度步長重新設(shè)置”值之差。如果差值大于20.0°F，那么除速度步長零和當(dāng)前速度步長之外清除所有學(xué)習(xí)位。除速度步長零和當(dāng)前速度步長之外清除在表中的所有重新設(shè)置值。
(10)如果沒有設(shè)置應(yīng)用位，并且沒有設(shè)置應(yīng)用禁止，且設(shè)置當(dāng)前速度步長學(xué)習(xí)位，那么把當(dāng)前速度步長重新設(shè)置值運(yùn)動到CUM重新設(shè)置。設(shè)置應(yīng)用位。如果重新設(shè)置穩(wěn)定性沒有到時(shí)，那么設(shè)置自適應(yīng)重新設(shè)置學(xué)習(xí)值應(yīng)用位。
選擇性自適應(yīng)重新設(shè)置控制器說明書本發(fā)明方法的最希望實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)子過程。這些子過程改進(jìn)擠壓機(jī)系統(tǒng)的操作。與本發(fā)明一起使用的最希望的子過程如下。這些子過程最好利用全程狀態(tài)位完成(1)速度穩(wěn)定位、(2)學(xué)習(xí)禁止位、(3)應(yīng)用禁止位、(4)未學(xué)習(xí)禁止位、及(5)應(yīng)用位。
清除自適應(yīng)重新設(shè)置表能由操作者進(jìn)行。該過程能通過清除包括步長零的重新設(shè)置值的表進(jìn)行。該過程除零速度步長之外清除所有學(xué)習(xí)位。
操作者溫度設(shè)置點(diǎn)值的變化能認(rèn)為是顯著過程變化。因此，如果用于速度步長的操作者溫度設(shè)置點(diǎn)或重新設(shè)置值顯著變化，例如，變化15°F(可調(diào)節(jié))，則除零速度步長之外清除學(xué)習(xí)位。
本發(fā)明方法的一個(gè)希望實(shí)施例包括檢查速度步驟準(zhǔn)則。最佳控制器的自適應(yīng)重新設(shè)置表在百分之10的速度增量下具有11個(gè)速度步長。速度增量是(1)百分之零、(2)百分之1至10、(3)百分之11至20、及(4)百分之91至100。對于在自適應(yīng)重新設(shè)置表中的每個(gè)速度步長，有相關(guān)的狀態(tài)位。在PLC或控制器中，有有助于自適應(yīng)重新設(shè)置算法的控制的學(xué)習(xí)狀態(tài)位。對于自適應(yīng)重新設(shè)置表將有一個(gè)字的學(xué)習(xí)狀態(tài)位。速度設(shè)置點(diǎn)用作輸入。速度設(shè)置點(diǎn)的使用要求設(shè)置點(diǎn)輸入值考慮驅(qū)動狀態(tài)和在實(shí)際與設(shè)置點(diǎn)速度值之間的偏差。例如，如果停止驅(qū)動，則設(shè)置點(diǎn)輸入值必須是零。如果速度范圍在全刻度速度的百分之二的范圍內(nèi)五秒鐘(時(shí)間是可調(diào)節(jié)的)，那么認(rèn)為速度是穩(wěn)定的。在自適應(yīng)重新設(shè)置表內(nèi)的速度步長位置通過把百分比速度值除以十計(jì)算。如果新穩(wěn)定速度與以前穩(wěn)定速度相差百分之四或更多，那么清除應(yīng)用位，并且把速度步長看作“變化的”。不測試速度穩(wěn)定性，直到認(rèn)為當(dāng)前速度步長是變化的。
本發(fā)明方法的希望實(shí)施例包括檢查“學(xué)習(xí)”準(zhǔn)則。當(dāng)速度穩(wěn)定并且沒有設(shè)置“學(xué)習(xí)禁止”位時(shí)，這種過程出現(xiàn)。新累計(jì)重新設(shè)置通過溫度控制計(jì)算，或者如果(1)該區(qū)已經(jīng)在設(shè)置點(diǎn)的+/-0.2°F范圍內(nèi)，(2)不會具有學(xué)習(xí)位設(shè)置，(3)delta TC A不會超過4.9°F，及(4)在2.5分鐘內(nèi)不處于控制警報(bào)中，那么把累計(jì)重新設(shè)置輸入到自適應(yīng)重新設(shè)置表中，并且對于速度步長設(shè)置學(xué)習(xí)位。如果學(xué)習(xí)位還沒有設(shè)置并且它學(xué)習(xí)，那么也設(shè)置應(yīng)用位。
本發(fā)明方法的另一種希望實(shí)施例包括檢查“未學(xué)習(xí)”準(zhǔn)則。當(dāng)速度穩(wěn)定、沒有設(shè)置“未學(xué)習(xí)禁止”位、及設(shè)置學(xué)習(xí)位時(shí)，該過程出現(xiàn)。如果新學(xué)習(xí)值與舊學(xué)習(xí)值相差多于20°F(可調(diào)節(jié)的)并且不在零速度步長下，那么除零速度之外清除所有學(xué)習(xí)位。
本發(fā)明方法的另一種希望實(shí)施例包括檢查“應(yīng)用”準(zhǔn)則。當(dāng)速度穩(wěn)定、沒有設(shè)置應(yīng)用位、沒有設(shè)置“應(yīng)用禁止”位、及如果速度步長帶有一個(gè)學(xué)習(xí)位時(shí)，該過程出現(xiàn)。如果以上是真實(shí)的，那么設(shè)置來自自適應(yīng)重新設(shè)置表值的累計(jì)重新設(shè)置。
雙傳感器溫度控制器說明書本發(fā)明的方法能包括一個(gè)用來設(shè)置雙傳感器溫度控制器121的過程。該過程希望通過初始化控制器開始。通過清除CUM重新設(shè)置和把TC A設(shè)置到-1,000°F的最大值初始化。通過把TC A設(shè)置到+1,000°F的最小值、把操作者設(shè)置點(diǎn)運(yùn)動到控制設(shè)置點(diǎn)、及初始化重新設(shè)置穩(wěn)定性計(jì)時(shí)器、控制警報(bào)計(jì)時(shí)器、及重新設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器的每一個(gè)，初始化繼續(xù)。當(dāng)使用Faillace的193專利的控制器時(shí)，初始化包括把“舊速度步長重新設(shè)置”值設(shè)置到3，276.7°F。這種數(shù)碼設(shè)置是人為的，并且專用于上述控制器的最佳實(shí)施例。
該方法涉及計(jì)算控制求和誤差，其中控制求和誤差等于控制設(shè)置點(diǎn)減[(TC A+TC B)/2]。這種計(jì)算希望包括諸參數(shù)，從而如果在HEAT域中，那么缺省加熱增益是MEDIUM；如果是LOW增益，那么比例帶是30.0°F；如果是MEDIUM增益，那么比例帶是12.0°F；及如果是HIGH增益，那么比例帶是6.0°F。如果在COOL域中并且如果是空氣冷卻，那么缺省冷卻增益是MEDIUM；如果是LOW增益，那么比例帶是30.0°F；如果是MEDIUM增益，那么比例帶是15.0°F；及如果是HIGH增益，那么比例帶是7.5°F。如果在COOL域中并且如果是水冷卻，那么缺省冷卻增益是MEDIUM；如果是LOW增益，那么比例帶是40.0°F；如果是MEDIUM增益，那么比例帶是20.0°F；及如果是HIGH增益，那么比例帶是10.0°F。而且，如果控制求和誤差大于或等于比例帶，那么設(shè)置用于在百分之100加熱或冷卻下的區(qū)的位。
進(jìn)行計(jì)算用于控制變量的百分比輸出，從而控制變量等于控制求和誤差除以比例帶乘以百分之100的值。如果區(qū)在百分之100加熱或冷卻下，那么在60秒期間設(shè)置控制警報(bào)計(jì)時(shí)器，也重新初始化控制警報(bào)計(jì)時(shí)器。如果重新設(shè)置穩(wěn)定性計(jì)時(shí)器到時(shí)或delta TC A大于或等于4.9°F，那么把當(dāng)前TC A運(yùn)動到TC A最大值，并且把當(dāng)前TC A運(yùn)動到TC A最小值。如果當(dāng)前TC A大于TC A最大值，那么把當(dāng)前TC A運(yùn)動TC A最大值。如果當(dāng)前TC A小于TC A最小值，那么把當(dāng)前TC A運(yùn)動到TC A最小值。
然后計(jì)算delta TC A，其中delta TC A等于TC A最大值減TC A最小值。如果應(yīng)用自適應(yīng)重新設(shè)置學(xué)習(xí)值或重新設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器正在計(jì)時(shí)，并且自適應(yīng)重新設(shè)置速度是穩(wěn)定的，那么允許重新設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)到240秒。
進(jìn)行計(jì)算操作者設(shè)置點(diǎn)的變化，其中delta設(shè)置點(diǎn)等于當(dāng)前操作者設(shè)置點(diǎn)減以前操作者設(shè)置點(diǎn)。如果重新設(shè)置穩(wěn)定性計(jì)時(shí)器沒有到時(shí)，并且(1)delta TC A小于4.9°F，(2)控制警報(bào)計(jì)時(shí)器沒有到時(shí)，(3)重新設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器不是正在計(jì)時(shí)，(4)深TC偏差不在+/-0.1°F內(nèi)，及(5)操作者設(shè)置點(diǎn)的變化不大于1.5°F，那么允許重新設(shè)置穩(wěn)定性計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，也初始化重新設(shè)置穩(wěn)定性計(jì)時(shí)器。
該方法能涉及設(shè)置等于當(dāng)前操作者設(shè)置點(diǎn)的以前操作者設(shè)置點(diǎn)。如果重新設(shè)置穩(wěn)定性計(jì)時(shí)器到時(shí)，那么深偏差大于+/-1.5°F，那么從CUM重新設(shè)置值減去深偏差，那么如果深偏差小于或等于+/-1.5°F，那么從CUM重新設(shè)置值減去深偏差的三分之一。如果CUM重新設(shè)置大于120.0°F，那么設(shè)置CUM重新設(shè)置到120.0°F。如果CUM重新設(shè)置小于-120.0°F，那么設(shè)置CUM重新設(shè)置到-120.0°F。
然后計(jì)算控制設(shè)置點(diǎn)?？刂圃O(shè)置點(diǎn)等于操作者設(shè)置點(diǎn)加上CUM重新設(shè)置。
該方法然后包括計(jì)算時(shí)間比例輸出。如果區(qū)在加熱域中，那么工作循環(huán)是5.00秒。如果區(qū)在冷卻域中，并且如果區(qū)是水冷卻，那么工作循環(huán)是5.00秒。如果區(qū)在冷卻域中，并且如果區(qū)是空氣冷卻，那么工作循環(huán)是20.00秒。
然后進(jìn)行由百分比輸出計(jì)算ON時(shí)間，其中ON時(shí)間等于百分比輸出乘以工作循環(huán)除以百分之100.0。如果區(qū)在加熱域中或區(qū)在水冷卻域中，并且如果ON時(shí)間大于4.9秒，那么把ON時(shí)間設(shè)置到5.0秒。如果區(qū)在加熱域中或區(qū)在水冷卻域中，并且如果ON時(shí)間小于0.03秒，那么把ON時(shí)間設(shè)置到0.0秒。如果區(qū)在空氣冷卻域中，并且如果ON時(shí)間大于18.5秒，那么把ON時(shí)間設(shè)置到20.0秒。如果區(qū)在空氣冷卻域中，并且如果ON時(shí)間小于0.5秒，那么把ON時(shí)間設(shè)置到0.0秒。如果新的ON時(shí)間小于其余的ON時(shí)間，那么重新設(shè)置DUTY和ONTIME計(jì)時(shí)器。
然后計(jì)算OFF計(jì)時(shí)器預(yù)置，其中OFF計(jì)時(shí)器預(yù)置等于工作循環(huán)時(shí)間減ON時(shí)間。關(guān)于最佳控制器的該過程要求，把工作循環(huán)計(jì)時(shí)器設(shè)置到RUN，并且把OFF計(jì)時(shí)器設(shè)置到RUN。如果工作循環(huán)計(jì)時(shí)器到時(shí)，那么重新初始化工作和OFF計(jì)時(shí)器。如果啟動區(qū)，并且(1)OFF計(jì)時(shí)器到時(shí)或OFF計(jì)時(shí)器預(yù)置為零，(2)沒有熱電偶故障，及(3)沒有過溫度警報(bào)，那么如果在加熱域中，則接通加熱輸出，或者如果在冷卻域中則接通冷卻輸出。
根據(jù)本發(fā)明用于在新操作螺桿速度下第一時(shí)間的擠壓機(jī)系統(tǒng)的操作沒有對該初始螺桿速度解出的實(shí)際重新設(shè)置值。對于該螺桿速度通過在已經(jīng)解出的最近相鄰螺桿速度重新設(shè)置值之間的直線近似，由本發(fā)明計(jì)算一個(gè)近似重新設(shè)置值。這種近似重新設(shè)置值存儲在用于新操作螺桿速度的重新設(shè)置值表中。然而，如果根據(jù)正常重新設(shè)置準(zhǔn)則對于一個(gè)要計(jì)算的新重新設(shè)置值新螺桿速度保持得足夠長，則該近似重新設(shè)置值用用于新螺桿速度的實(shí)際重新設(shè)置值替換。
發(fā)明的擠壓機(jī)溫度控制器把與Faillace的193專利的擠壓機(jī)系統(tǒng)相同的優(yōu)點(diǎn)提供給擠壓機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明的擠壓機(jī)溫度控制器提供更精確溫度控制和擠壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力優(yōu)化的另外好處。精確溫度由用于實(shí)際警報(bào)、在穩(wěn)定狀態(tài)下學(xué)習(xí)重新設(shè)置值的能力、防止重新設(shè)置值信號和實(shí)際溫度波動的延遲電路的使用、和/或以上公開的其它特性提供。擠壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的優(yōu)化由用于控制警報(bào)的準(zhǔn)則提供，這允許在擠壓機(jī)系統(tǒng)在或靠近其最大能力下操作期間建立另外的重新設(shè)置值。
權(quán)利要求
1.一種用來控制擠壓機(jī)溫度的方法，具有檢測用于在擠壓機(jī)筒中的擠壓機(jī)螺桿的實(shí)際螺桿速度，所述擠壓機(jī)筒帶有至少一個(gè)熱交換裝置；索引和存儲多個(gè)螺桿速度，所述存儲的螺桿速度的每一個(gè)與一個(gè)溫度重新設(shè)置值相對應(yīng)；把所述實(shí)際螺桿速度與所述存儲螺桿速度的每一個(gè)相比較；選擇所述存儲的螺桿速度之一，所述選擇的螺桿速度是具有一個(gè)非常算術(shù)等效于所述實(shí)際螺桿速度的值的所述多個(gè)存儲螺桿速度的一個(gè)成員，所述選擇步驟檢索與所述選擇、存儲的螺桿速度相對應(yīng)的所述溫度重新設(shè)置值；產(chǎn)生一個(gè)到所述熱交換裝置的控制輸出驅(qū)動器信號，所述控制輸出驅(qū)動器信號響應(yīng)所述檢索的溫度重新設(shè)置值，其中改進(jìn)包括當(dāng)產(chǎn)生一個(gè)到熱交換裝置的控制輸出驅(qū)動器信號在或接近最大能力時(shí)，把控制警報(bào)延遲一個(gè)預(yù)定時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)一個(gè)自適應(yīng)重新設(shè)置控制器把一個(gè)存儲重新設(shè)置值施加到一個(gè)雙傳感器溫度控制器時(shí)，所述延遲一個(gè)控制警報(bào)延遲觸發(fā)一個(gè)新重新設(shè)置值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述延遲控制警報(bào)把用來觸發(fā)來自所述雙傳感器溫度控制器的所述新重新設(shè)置值的準(zhǔn)則延遲一個(gè)第一選擇時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中用于延遲的所述選擇時(shí)間是四分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述延遲計(jì)時(shí)器防止實(shí)際溫度的波動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)在所述擠壓機(jī)筒中的溫度穩(wěn)定一個(gè)預(yù)置時(shí)間時(shí)，經(jīng)一個(gè)邏輯電路學(xué)習(xí)所述實(shí)際螺桿速度的新重新設(shè)置值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中通過所述邏輯電路的所述學(xué)習(xí)包括當(dāng)(a)所述實(shí)際螺桿速度穩(wěn)定、(b)一個(gè)穩(wěn)定速度變化保持一個(gè)第二選擇時(shí)間、(c)所述自適應(yīng)重新設(shè)置控制器還沒有到達(dá)一個(gè)重新設(shè)置極限并且保持所述重新設(shè)置極限一個(gè)第三選擇時(shí)間、(d)啟動重新設(shè)置、及(e)啟動自適應(yīng)重新設(shè)置時(shí)，建立一個(gè)穩(wěn)定自適應(yīng)重新設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第二選擇時(shí)間和所述第三選擇時(shí)間每個(gè)是一分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)在所述擠壓機(jī)筒中的溫度穩(wěn)定一個(gè)預(yù)置時(shí)間時(shí)，通過一個(gè)邏輯電路學(xué)習(xí)所述實(shí)際螺桿速度的一個(gè)新重新設(shè)置值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在擠壓機(jī)系統(tǒng)操作期間的所述比較和選擇，(a)把一個(gè)穩(wěn)定操作溫度重新設(shè)置值與每個(gè)所述實(shí)際螺桿速度相對應(yīng)，和(b)把所述實(shí)際螺桿速度同所述對應(yīng)溫度重新設(shè)置值輸入到用來索引和存儲的所述裝置中。
全文摘要
本發(fā)明是一種用來操作一個(gè)擠壓機(jī)溫度控制器的方法。該方法能包括檢測用于在擠壓機(jī)筒中的擠壓機(jī)螺桿的實(shí)際螺桿速度。擠壓機(jī)筒帶有至少一個(gè)熱交換裝置。該方法然后能涉及索引和存儲多個(gè)螺桿速度。存儲的螺桿速度的每一個(gè)與一個(gè)溫度重新設(shè)置值相對應(yīng)。然后能進(jìn)行實(shí)際螺桿速度與存儲螺桿速度每一個(gè)的比較。然后能選擇存儲的螺桿速度之一。選擇的螺桿速度是具有一個(gè)大部分算術(shù)等效于實(shí)際螺桿速度的值的多個(gè)存儲螺桿速度的成員。選擇的步驟檢索與選擇、存儲的螺桿速度相對應(yīng)的溫度重新設(shè)置值。能產(chǎn)生一個(gè)到熱交換裝置的控制輸出驅(qū)動器信號?？刂戚敵鲵?qū)動器信號響應(yīng)檢索的溫度重新設(shè)置值。本發(fā)明包括當(dāng)產(chǎn)生一個(gè)到熱交換裝置的控制輸出驅(qū)動器信號在或接近最大能力時(shí)，把控制警報(bào)延遲一個(gè)預(yù)定時(shí)間。
文檔編號B29C47/82GK1416389SQ01806345
公開日2003年5月7日 申請日期2001年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月9日
發(fā)明者索林斯·T·埃維 申請人:戴維斯－標(biāo)準(zhǔn)公司