塑料挤出机温度自动系统的研究

摘要

塑料已成为人类社会建设和发展的最重要的基本原料之一，塑料的应用几乎遍及人类所涉及的所有工业和民用领域。目前，大约80％的塑料的生产都要经过螺杆挤出这一重要的生产工艺来加工，塑料挤出机是电缆生产线上的关键设备之一，挤出机的温度控制效果直接影响着挤出制品的性能和质量，温度控制的可靠与否及其温度控制精度的高低已成为决定产品质量的关键，温度控制也成为挤出制品生产工艺的重要组成部分。在工业生产过程中，按工艺要求，应减少其波动，对提高制品产量、质量都是极其重要的。 本文主要针对挤出机料筒温度这一参数进行控制。全文主要内容包括以下几个方面。文章首先分析了传统线性PID控制器的原理和优缺点。在此基础上，提出了模糊PID控制方案，并设计了一种高精度的模糊PID控制器。然后对目前挤出机温度控制系统各组成部分的选择方案进行分析，比较了各种可选方案的特点，确定了温控系统各部分的组成。研究了基于PLC的模糊PID控制系统原理。对模糊PID算法采用PLC实现，选择适当的PLC指令进行数值计算，并给出了PLC的实现程序。最后，用编程软件开发了挤出机温度系统的的监控系统。该控制界面集中监控各区设定温度及实际温度，用户不仅可以实时修改设定温度及相关控制参数；而且以图形的方式显示各区实际温度的历史记录。实时温控曲线表明了模糊PID控制算法在实际系统控制中的有效性。 实践结果表明，模糊PID控制器对于温度对象的控制具有明显优于传统线性PID控制方法的控制效果，且具有更好的鲁棒性和自适应能力。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1课题背景及其意义

1.2单螺杆塑料挤出机工作原理及物料在不同阶段对温控的要求

1.3挤出过程中温度波动对挤出制品质量的影响

1.4目前国内外单螺杆挤出机温度控制方法概述

1.5温控系统的技术指标

1.6本文的主要工作

第2章传统PID算法与模糊PID算法

2.1传统PID控制算法的理论基础

2.2模糊PID控制方法

2.3模糊控制的特点及发展

2.4本章小结

第3章模糊PID控制器研究

3.1模糊控制理论的建立

3.2模糊控制的基本原理

3.3模糊控制器的组成

3.4模糊PID控制

3.5高精度的模糊控制器

3.6本章小结

第4章挤出机温度控制系统硬件设计

4.1挤出机温度的测量

4.2温度控制器的选择

4.3加热执行器的选取

4.4加热驱动器的选取

4.5冷却方式的选择

4.6系统硬件配置及工作原理

4.7本章小结

第5章PLC软件设计及其实现

5.1 PLC控制原理

5.2模糊PID控制的PLC实现

5.3 PLC软件编程

5.4 PLC仿真程序

5.5系统调试与试验结果

5.6本章小结

结论

参考文献

致谢