注塑机注射速度的分级控制

(3 )
,
: 变 速 积 分 P D 算 法 具有 如 下 一 些 优 点 完 全 消 除 了 积 分 饱 和 现 象 ; 大 大 减 小 了 超 调 量 可 以 很 容易 地 I
; ; 使 系 统 稳 定 适 应 能 力 强 参 数 整 定 容 易 各参 数 间 的 相 互 影 响 减 小 了 而 且 对
,
。
以
,
0 8
C5 2
单 片 机 为 控 制 器 对 注 射速度 进 行 来 样
, , ,
并 经 A / D 转 换 检 入 单 片机 经 误 差 运 算 后 控 制 指 令 由 D / A 转 换 抢 入 流 1 比 例 间 从 而 实现
了对 注 射速度 的 闭 环控制
,
同 时 用 变 速 积 分 P D 控 制 算 法 进 一 步 对 速 度进行 分 级 控 制 改 善 I
度
〔 幻
。
实 际 中 速度控制 的 难度 较大
目前 国 内还 只是 在 用 P L C (可 编 程 序控制 器 ) 实现 注 塑 机 顺 序 动作 的 控 制 国外 有些 公 司 尝 试 用 带模
,
拟 量 控制 的 PL C 实 现 注 射 速度 控 制 但 成本较 高
,
,
。
用 单 片机通 过变 速 积分 P D 控 制 算 法 实 现 对 注 射 速 度 I
, , ,
放 大 后 送 人 8 C 5 2 进行 A / D 转 换 获得 注 射位 移 然 后 再 对 时 间 微 0
分 将位移 转 换 成 相 应 的 速 度 值 根 据位 移 量 判 定 该 进 行 哪 一 级 控 制
即 与 哪 一 个 设定 值 进行 比 较 (因 分 级 故设定 值 有 多 个 ) 然 后 调 用 变速
,
积 分 P D 控制 算法 最后 产 生 控 制 信 号 经 I
,
,
D
/ A 转 换 后 送 人放 大 器来
。
控 制 比 例 流 量 阀 的 动作 实现对 注 射 速 度 的 闭 环 控 制
,
2 下
级
.
3
泣 射 速 度 分 级 控 制 的 控 制 软件
注 射 速 度 分 级 控 制 用 软 件 实 现 编 程 可 采 用 PL / M 高级语 言
,
。
速
禧数 所
2
.
注 射 速 度 变化 分 为
。 。
6
个 阶 段 将注 射速度简化为螺杆行程的 函
,
,
可 以 根 据螺 杆 位 移 量 判定 应 该 进行 哪 一 级 控 制 控 制 流 程 如 图
3
示
4
变 速 积 分 P D 控 制 算法 I
工 业 控 制 中 最 常 用 的 控 制 算 法 是 数 字 P D 控 制 算 法 其 中非 线 I
注 塑 机 注 射 速 度 的 分 级控 制
张 翠花
1 (
.
’ 2
,
,
“ “ 徐 元 昌 祁广 利
,
.
陕 西 省城 市 经济 学 校 陕西 西 安
:
,
1 7 0 1 6 ; 2 陕西 科 技大 学机 电工 程 学 院 陕 西 咸 阳
, 。
7 120 8 1)
摘
要 速 度 控 制 对 塑件 的 质 童 影 响 很 大
, ,
注 射 速度 慢
,
7 0 5 .0 2 .
密度 均 匀 应 力 小 的 精 密 制 品
,
,
、
。
但 注 射 速 度 过 高 熔料 流 经浇
,
。
口等处
公 ‘ 渭 、
云
。
一 卜 甘 日 盯
.
.
.
-
.
匆 电 ,
易 形 成 不 规 则 的 流 动 并 造 成 物 料 烧 焦 以 及 吸 人气 体 和 排气 不 良 等 现象 从 而 直 接影 响 制 品 的 表 面 质 量
,
,
曲 线应 如 图
图
2
.
1
中虚 线 所示 注 射 过 程 虽 然 时 间 很 短 只 有
3
5
一6 s
,
但 速度 应 分 为
13Leabharlann ,一5 级。
实现 控 制 时 可 将
。
1
中 所描述 的运 动规 律简 化 为
一5
个 阶 段 的匀 速 运 动 (如 图
中实 线所 示 ) 进行 分 级 控 制
2
注 射速 度 控 制 系 统 的 控 制 方 案
习
e
e (夕 + K J 〔 (* ) 一 )
e
(* 一 i ) 〕
(1 )
( ) 其 中 u k 为 t= 在 一般 的 P I
D
、 J 时 的 控 制 量 K 为 积 分系 数 K 为 微 分 系 数
, ,
。
‘ 控 制 算 法 中 由 于 积 分 系数 K 是 一 个常 数 所 以 在 整个 控制 过 程 中积 分 增 量 不 变
注 塑 机 注 射 速 度 控 制 系 统 的 C PU 采 用 8 C 5 5 2 0 机
〔 幻
,
单片
全部 电 路 采 用 模 块化 设计 其 速 度 控制 部 分 的 控 制 方 案
,
框 图如 图
2
所 示 其 中检 测 元 件选 用 直 线 式 导 电 塑 料 电 位 器
,
,
作 为位 移 传 感 器 这 种 传 感器 的 工 作 原 理 简 单 可 以 看 作 一 个
B
e 时 加 当前 值 (k ) 即 积 分 项 变成 了
, ,
(k ) 二 K
,
‘
习
j=
O
e
(, ) 与 一 般 PxD 积
,
,
; 。 分项相 同 积 分 动 作 达 到最 高 速 (全速 ) 而 当偏 差 } (k ) } 在
,
B
与 B 十 A 之 间 则 累加 进 的 是部分 当 前 值
。 。 ) ) 其值 在 。 ~ 】 (k }之 间 随 } (k }的大小 而 变化 因 此 其 积 分 速 度 中 凡
,
A
、
B
两参 数 精确 度 要 求 不
高 可 做 一 次性 确 定
,
。
3
结 束语
根 据 生 产 工 艺 的要 求 利 用 单 片机对 注 塑 机 的 注 射 速 度 进行 分 级 控 制 可 以 提 高 注 塑 机 的 注 射 精 度
,
同 时 注 射速 度过 高也 不 易 达
, ,
到 注 射 与保 压 压 力 稳 定 的 切换 常 因过 压 而使 制 品 出谧 边 因此 有 效
控制 注 射 速 度 是 十 分 必 要 的
2
。
2 5
.
5 0
.
7 5
.
10 0
.
行 程/ m
c
注 射 速 度 的 分 级控 制
.
图1
注射 速 度 曲 线
,
。
的分 级控制 既 能改 善 速 度 控 制 的 性 能 成本 也较 低 对 我 国塑 机 工 业 的发 展 有 一 定 的 现 实 意 义
1
注 射速 度 对 制 品 的 影 响
注 射 速 度是指 注 射 螺杆在 单位 时间 内 的 位移 量 它 直 接影 响 制 品 的 质 量 和 生 产效 率
, , ,
,
,
: 收稿 日 期 2 0 0 2 一 1 2 一 2 0 : : 作者 简 介 张 翠 花 ( 1 9 6 8 一 ) 女 山 西 省 临绮 县 人 工 程 硕 士 讲 师 研 究 方 向 机 电 一 体 化
, , ,
,
,
.
100
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
, ,
,
速度 对 于 提 高调 节 效果 是 有 益 的
一 般 P D 算 法 的 改 进形 式 I
:
,
。
偏 差 的 大 小相 对 应 偏 差 越 大 积分 越 慢 反 之 则 越快
,
, ,
—
u
变 速 积 分 P D 算 法 的 基 本 思 想 是 设 法 改 变 积 分 项 的 累 加 速 度 使其 与 I
2
1
注射 速 度 的 工 艺 要求
注 射 时 浇 口 及 型 腔 内横 截 面 上 各 点 的 速 度 是 不 均 匀 的 在 注 射
,
工 艺 上 要 求 流 体进 人 型 腔 后 要 进 行 慢 注 射 在 最 后 阶 段 注 射 速 度 要 加 快 以 保 证 充 实 故 必 须 对 注 射 速
,
曰 e( K 问 j) 与 K 习
‘
‘
习
e
(j) 之 间
。
将
2 ( ) 式 代 人 (l 式 可 得 变 速积 分 P D 算 法 的完 整 形式 ) I
,
:
u
(k ) 一 K
, e
(k ) + K
‘
{习
j=
0
,
e
e (j ) + f [ e (k ) 〕 (k )
卜K
‘
e e [ (k ) 一 (* 一 1 ) ]
,
,
。
。 。 。 ) k I 为 此 设 置 一 系数 兀 (k ) 〕 它 是 (k 的 函 数 当 . ( ) 增 大 时 f 减 小 反 之 则 增 大
, ,
。
变 速 积分 P D 的 积分项 表 达 式 为 I