管材生产线中控制系统

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料挤出制品生产工艺手册》第385页（1360字）

管材生产线中的控制系统包括温度、速度及挤出压力等控制设备以及冷却装置的温度及转速，牵引线速度，切割装置等的控制；还能对管材的壁厚变化及偏心率进行监测。另外，采用超声波裂纹检测器，可对管材壁质量进行跟踪监视。

在有些系统中，监测设备通常耦合成一循环控制系统，以便自动调节生产工艺，使制品的尺寸保持在较窄的范围内。

将循环控制引入牵引装置以保持尺寸稳定的能力取决于牵引装置本身——监测设备产生的错误信号能引起速度的变化，SCR驱动与变速交流电机驱动适用于此。在循环控制系统中还须考虑的一个因素是定型方法，采用真空定型或内部芯轴定型时，由定型装置的监测段所确定的某个尺寸是不变的，调节牵引速度只会影响壁厚。对外部定型而言，外径作为主控尺寸，而内径由速度变化来控制。但对内径定型来说，内径须以壁厚来监测，这种方法与外径监测器相比，对目前的监测传感器而言，有一定的难度。软质PVC的自由挤出方式只能控制一个方向的尺寸，其它尺寸会发生波动，并可反映出工艺条件的变化。在此，对制品进行适当的控制对维持挤出产量的稳定性是非常重要的。

在此，再回顾一下整个挤管系统，可认识挤出系统中各部件间的相互关系。这也是设计各种挤出系统的基本出发点。该系统的功能图解形式见图19－22。

图19－22 管材挤出系统流程图显示相互作用及系统单元相互关系的示意图

图19－22清楚地描绘出了各系统部件及控制装置的相互关系。一台挤出机都有其主控系统，以达到平稳运行。该图中的控制部分与常规的手工单独控制不同，而整个控制系统能保持如下两者之间的相互作用：一方面是挤出速度、熔体温度、压力，另一方面，将控制器设置为计算机循环控制系统，从而对物料及工艺参数实施补偿以获得恒定的产量及工艺条件。不论是哪一方面，挤出机的产量均会向下游工序传递，尺寸传感器用于记录、指示制品规格或相关数据，通过它产生的错误信号可用于牵引装置SCR控制，从而通过调节牵引速度来校正制品尺寸使之处于要求的范围内。这一点可通过开环或闭环系统来完成，控制部分配备微机可对一些工艺参数如何影响制品尺寸加以确定，并提前制定正确的方案。该系统需二维传感器，如图所示，一个位于口模处，另一个安装在牵引装置上。

切割装置的正常操作需与线速度传感器相连以便控制制品长度，将相同的信号传送给标志装置使其与挤出速度同步从而获得清晰的打印标志。以该图中，对冷却定型装置涉及的真空度及冷却液流量并没有进行特定的控制，是由于它们已成为整个控制系统的一部分，并且一般而言，它们与系统中的其它部件并无直接的关系。

从整个系统图示可明显看出，一个挤出系统中的许多部件之间均有一定的联系。该图示并未涉及挤出机的后序工段，但通常包含在计算机控制系统中。这种完整的控制系统在挤管生产线中大多数还未应用，但在片材与薄膜生产线中已有所涉及。