塑料挤出机温度控制

塑料挤出机温度控制

1控制要求

基于原材料的物理物理化学特性，要求控制温度不能超过设定温度正负2摄氏度。温度过低，挤出口出料不畅，造成前端挤出机构负载过大；温度过高，则可能改变原料特性导致成品报废。

2 控制方法分析

1 控制方法效果比较。根据对象特性与现场考察，如果控制方式选择较为容易操作的ON-OFF控制方式，此方式会导致目标温度振荡超差(图3)。在理想的工艺控制范围，ON-OFF控制是无法达到稳定的，而PID控制会比ON-OFF更加的精确。

图3 控制方法效果比较

2 PID控制参数自整定的适用性分析。个别温控器虽然具有智能化PID参数自整定功能，但是由于不支持双程对象控制，因此当选择PID自整定控制方式时，反而会造成精度误差更大。原因是DTA温控器不支持双输出的功能，所以只可单选加热，挤出机上方配备的冷却风扇则是利用DTA的警报输出来触发，作为冷却输出。而DTA 的自整定，必须在自然冷却或者冷却方式相对恒定的环境进行，而利用警报来做冷却控制，实际已变成突发事件，不在正常的情形之下，如此会造成降温时间及振荡周期变短，将造成振荡情形更加的剧烈。

3 PID控制参数人工整定的适用性分析。由于挤出机设备出厂值是一般能达到控制要求的，所以于此设备中，以出厂值即可达到所需的要求，反倒是执行自整定会测得不正确参数，造成温度的上下振荡。如果对于有些场合，温度上升需要加快的话，适当调小P值即可。

4 由于塑料设备冷却速度非常的慢，所以超温时利用警报输出来触发风扇加速冷却。需要注意DTA中使用警报进行风扇冷却，须将ALARM范围设定的较大（如超出4度时才执行），因为除非异常情形，平时温度是不易超出此范围的，如果ALARM设定过小(如1度)，超出设定值即冷却，会造成冷却速度太快，产生温度振荡。

3怎样设定PID温控器

PID代表Proportional-Integral-Derivative，即比例积分微分，指的是一项流行的线性控制策略。在PID控制器中，错误信号（受控系统期望的温度与实际温度之间的差值）在加到温度控制电源驱动电路之前先分别以三种方式（比例、积分和微分）被放大。比例增益向错误信号提供瞬时响应。积分增益求出错误信号的积分，并将错误减低到接近零的水平。积分增益还有助于过滤掉实测温度信号中的噪音。微分增益使驱动依赖于实测温度的变化率，正确运用微分增益能缩短响应定位点改变或其它干扰所需的稳定时间。然而，在许多情况下，比例积分（PI:Proportional-Integral，没有微分增益）控制策略也可以产生满足要求的结果，而且通

常要比完全的PID控制器更容易调整到稳定的运行状态，并获得符合要求的稳定时间。PID与PI控制器都可以在基于ispPAC的温度控制下轻松实现。由于热时间常数通常以秒为单位，ispPAC20或30器件必须外接RC网络，以在控制器上产生相应的时间常数。虽然外接的元件是固定的，但ispPAC器件内部提供的可变增益常常可以用来调整温度控制器的性能。

在定值控制问题中，如果控制精度要求不高，一般采用双位调节法，不用PID。但如果要求控制精度高，而且要求波动小，响应快，那就要用PID调节或更新的智能调节。调节器是根据设定值和实际检测到的输出值之间的误差来校正直接控制量的，温度控制中的直接控制量是加热或制冷的功率。PID调节中，用比例环节（P)来决定基本的调节响应力度，用微分环节（D)来加速对快速变动的响应，用积分环节（I)来消除残留误差。

手动对PID进行整定时，总是先调节比例环节，然后一般是调节积分环节，最后调节微分环节。温度控制中控制功率和温度之间具有积分关系，为多容系统，积分环节应用不当会造成系统不稳定。许多文献对PID整定都给出推荐参数。PID的调节可以先确定I值，然后可以根据实测温度与设定温度值调节PD值，那样就方便了，千万不要一起调，那样容易造成混乱。

例如：设定温控于60度，在实际温度为20和40度时，加热的功率就不一样。积分：如果长时间达不到设定值，积分器起作用，进行修正。例如：设置于60度，如果环境温度在慢慢降低，则可能实际温度总在59度达不到60度，积分器起作用，将自动增加加温功率。微分：如果趋向于设定值的速度过快或过慢，则进行修正。例如：设置于60度，但实际温度上升太快，使温度可能超过设定温度，这时微分器起作用，使上升速度正常。

PID是依据瞬时误差(设定值和实际值的差值)随时间的变化量来对加热器的控制进行相应修正的一种方法!!!如果不修正,温度由于热惯性会有很大的波动.大家讲的都不错.比例：实际温度与设定温度差得越大，输出控制参数越大。例如：设定温控于60度，在实际温度为50和55度时，加热的功率就不一样。而20度和40度时,一般都是全功率加热.是一样的.积分：如果长时间达不到设定值，积分器起作用，进行修正积分的特点是随时间延长而增大.在可预见的时间里,温度按趋势将达到设定值时,积分将起作用防止过冲!微分：用来修正很小的振荡.方法是按比例.微分.积分的顺序调.一次调一个值.调到振荡范围最小为止.再调下一个量.调完后再重复精调一次.要求不是很严格.

PID常用口诀:参数整定找最佳，从小到大顺序查，先是比例后积分，最后再把微分加，曲线振荡很频繁，比例度盘要放大，曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳，曲线偏离回复慢，积分时间往下降，曲线波动周期长，积分时间再加长，曲线振荡频率快，先把微分降下来，动差大来波动慢，微分时间应加长，理想曲线两个波，前高后低4比1

3.1比例带PB参数原理定义

控制器的P值其实就是比例带(PB)；I值为积分时间(Ti)；D值为微分时间(Td)。

P值指的是比例(图4)，若是P设定为20，SV（目标温度）设定为150度，此时于150-

20=130度之前，输出将以全输出的方式来执行，所以若是我们将P值调整的太小，则将会产生温度加热过高的情形。出厂值P为47.6，若我们欲达到的温度为100度，则于100-47.6=52.4度时即展开比例控制输出量，所以除非加热速度很快，否则不会造成上下振荡的情形。