PVC专用注塑机料筒温控的实现

摘要

随着工业经济的发展，塑料作为一种新型的合成材料已经成为最突出的工业材料之一，作为五大热塑性之一的聚氯乙烯（以下简称 PVC），它具有不导电性、耐腐蚀、不可燃以及耐磨性，且价格实惠、原料来源稳定，但是它的热稳定性很差，熔融温度与分解温度又非常接近，所以极易分解产生氯化氢气体腐蚀螺杆。
　　从粉末或者颗粒状的原料转变为塑料制品的过程称为注塑成型。在整个成型过程中需要控制的参数有很多，但料筒温度是所有工艺参数中最关键、最难控制的一个。所以对于像 PVC这种热稳定性差的原料来说普通的料筒温控就难以生产出合格产品。因此本文从两个方面进行料筒温控设计，一个是料筒结构上增加风冷设计，防止温冲造成原料分解；另一个就是在料筒温控算法上引入了模糊控制，利用模糊控制来对PID参数进行调整。
　　在实际工业生产中会有许多的干扰引发料筒温冲，而 PVC原料成型中是不允许存在过大温冲，因此在料筒结构设计上加入了风冷。当料筒温度达到一定温度时便开启风冷，当料筒温度低于一定温度时，就将风冷关闭。
　　注塑机料筒温控算法大都采用PID控制，其结构简单、容易实现的特点使其已成为最普遍的控制方式。但是它需要被控对象的精确数学模型作为基础，且控制的好坏基本是取决于它的参数。在大量查阅资料的前提下，本文引入模糊控制，利用模糊控制来调整PID参数并在MATLAB7.0对其进行编程仿真，结果表明模糊变系数PID在动态和稳态上都是优于PID控制，更符合于PVC的注塑成型要求。
　　本文中是利用模糊控制去对 PID控制器的参数进行整定，并运用工程软件MATLAB7.0对其进行编程仿真，实验表明了模糊变系数PID在稳态误差、稳态精度以及进入稳态的时间等方面更加适合PVC原料的注塑成型。
　　在工业PVC专用注塑机上，料筒风冷和模糊变系数PID控制的应用让PVC原料注塑成型变的容易，但模糊变系数 PID控制由于还有一定的局限性目前并未得到完全应用，相信不久的将来必定会在注塑机料筒温控算法中实际应用。

目录

声明

引言

1 绪论

1.1塑料工业发展状况

1.2注塑机发展概况及趋势

1.3温控算法发展历程

1.4注塑机料筒温控系统介绍

1.5本文研究内容

2注塑机构造及工作原理

2.1注塑机结构组成

2.2注塑机工作原理

2.3注塑机系统简介

2.4本章小结

3 PVC专用注塑机料筒结构及控制模型

3.1 PVC成型工艺

3.2料筒温控模型及PVC温控特殊要求

3.3国内外研究现状

3.4本章小结

4 PVC专用注塑机料筒温控基本原理

4.1料筒温控硬件设计

4.2 PID算法理论研究

4.3模糊控制基本理论

4.4模糊变系数PID控制原理

4.5本章小结

5注塑机料筒温度控制系统实现

5.1注塑机料筒温控系统

5.2 Simulink环境下模糊控制系统建模

5.3模糊变系数PID控制器实现

5.4本章小结

6注塑机料筒温控算法比较

6.1料筒温控算法仿真比较

6.2三种控制方法仿真结果比较

6.3本章小结

7 PVC专用注塑机工业应用

8总结与展望

8.1总结

8.2展望

参考文献

附录A 风冷温控算法

附录B 三种温控算法仿真对比