Proces wytłaczania jako obiekt sterowania automatycznego

• Autorzy: Broel-Plater B. , Sikora J.W.

Warianty tytułu

EN

Extrusion process as an automatic control object

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na przykładzie linii technologicznej wytłaczania powlekającego przedstawiono zadania jakie musi realizować układ sterowania automatycznego linią wytłaczarską. Wydzielono przy tym układy sterujące właściwościami tworzywa przetwarzanego za pośrednictwem oddziaływania na procesy odbywające się w układzie uplastyczniającym i w głowicy wytłaczarskiej, oraz układy sterujące przemieszczaniem przewodu i kabla wzdłuż linii wytlaczarskiej czyli procesami zachodzącymi poza wytłaczarką. Te dwie grupy układów działają niezależnie od siebie, lecz jakość wytłoczyny można poprawić jeśli układy obu grup będą współdziałać ze sobą, tworząc tzw. skoordynowany układ sterowania, w którym zadane wartości temperatury stref wytłaczarki zależą od natężenia przepływu tworzywa skorelowanego z prędkością wytłaczania. Jakość wytłoczyny można także poprawić, stosując do sterowania linią wytłaczarską algorytmy wykorzystujące sztuczną inteligencję, zwłaszcza logikę rozmytą. Algorytmy sterowania rozmytego mogą być zastosowane zarówno do wielowymiarowego sterowania właściwościami tworzywa przetwarzanego, jak i do kompleksowego sterowania przemieszczaniem wytworu wzdłuż linii wytłaczarskiej. Wyniki symulacji komputerowych procesu przemieszczania wytworu wzdłuż takiej linii wskazują, że dzięki sterowaniu rozmytemu uzyskuje się istotną poprawę jakości procesu przemieszczania wytworu, mia-nowicie zmniejsza się naprężenie rozciągające i ulegają ograniczeniu przemieszczenia kompensatorów napinających z równoczesnym zwiększeniem szybkości rozruchu i zatrzymywania linii.

EN

On the example of technological line for covering thermoplastic insulation on an electric wire, the tasks that an automatic system to control such a line must fulfill are presented. On this basis two sub-systems are distin-guished. One of them is designed to control the properties of the processed plastic via influencing the processes taking place within the plastifying system and extruder head. The other one is designed to control the product displacement along the extruder line, i.e. the processes taking place outside the extruder. In the control systems currently used for extrusion the above mentioned systems operate independently. The quality of an extrudate can be improved if both systems are cooperating in that the temperature set-point values at extruder zones are dependent on plastic flow intensity correlated with the rate of extrusion. Creating such a system requires a computer-based control. The solution preceding such a system creation can be the use of specialized programmed controllers. The quality of extrudate can also be improved by the algorithms based on artificial intelligence using, first of all fuzzy logic, to control the extruder line. Fuzzy logic based control algorithms can be applied to both multidimensional control of properties of the processed plastic and complex control of product displacement along the extruder line. In order to illustrate the fuzzy logic based control algorithms use, the results of computer simulated product displacement along the extruder line are depicted. As a result of using fuzzy logic control, a substantial improvement of the quality of product displacement process has been achieved which manifests itself in lowering the plastic tensile stress and limitation of tightening compensators shifting and, at the same rime, increase in the line rate of starting and stopping.

Słowa kluczowe

PL

wytłaczanie; sterowanie automatyczne; układ uplastyczniający; głowica; przemieszczenie wytworu poza wytłaczarką

EN

extrusion; automatic control; plastifying system; extruder head; extrudate displacement outside the extruder

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 49, nr 2
• Strony: 114--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Broel-Plater B.

• Politechnika Szczecińska, Instytut Automatyki Przemysłowej, ul. 26 Kwietnia 10, 71-126 Szczecin

autor

Sikora J.W.

• Politechnika Lubelska, Katedra Procesów Polimerowych, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

Bibliografia

• 1. Sikora R.: "Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych", Wydawnictwo Edukacyjne, Warszawa 1993, str. 11,19,166-169.
• 2. Menges G., Recker H.: "Automatisierung in der Kunststoffverarbeitung", Carl Hanser Verlag, Monachium-Wiedeń 1986, str. 93-138.
• 3. B.: "Sterowanie procesem wytłaczania tworzywa sztucznego", XIII Krajowa Konferencja Automatyki KKA '99, Opole 1999, t. 2., str. 319.
• 4. Broel-Plater B.: Polimery 1997, 42, 386.
• 5. Sikora J. ve.. Polimery 2002, 47, 435.
• 6. Pat. polski 174 068 (1998).
• 7. Pat. polski 174 623 (1998).
• 8. Sikora R.: "Podstawy przetwórstwa tworzyw wielkocząsteczkowych", Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 1992, str. 24-119.
• 9. Rauwendaal c., Noriega M.: "Troubleshooting the Extrusion Process", Carl Hanser Verlag, Monachium 2001, str. 23.
• 10. Ratajczak Z.: Polimery 1993, 38, 306 i 471.
• 11. Skoczowski S.: "Technika regulacji temperatury", Agenda Wydawnicza PAK, Warszawa-Zielona Góra 2000, str. 89-92.
• 12. Michalski L., Kuźmiński K., Sadowski J.: "Regulacja temperatury urządzeń elektrotermicznych", WNT, Warszawa 1981.
• 13. Broel-Plater B.: "Mikroprocesorowy regulator temperatury stref grzejnych wytłaczarki tworzywa sztucznego", XI Konferencja "Application of Microprocessors in Automatic Control and Measurement", Warszawa 1998, t. 2., str. 257.
• 14. Broel-Plater B., Daca W.: "Sterowniki programowalne do przetwórstwa tworzyw sztucznych", Zeszyty naukowe Politechniki Śląskiej, seria Automatyka z. 136, Gliwice 2002, str. 181.
• 15. Daca W., Broel-Plater B., Małecki B.: "System sterowania procesem przetwórstwa tworzyw sztucznych z wykorzystaniem sterownika programowalnego SA 100", Pomiary Automatyka Kontrola -Aparatura Przemysłowa 2000, nr 4, XXIV.
• 16. Broel-Plater B.: "Rozmyte sterowanie procesem wytłaczania tworzywa sztucznego" w pracy zbiorowej "Metody sztucznej inteligencji w automatyzacji procesów" (red. Bukowski L. A), Instytut Automatyki Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej Politechniki Krakowskiej, Kraków 2000, str. 9.
• 17. Broel-Plater B., Domek S.: "Zastosowanie regulatora fuzzy-Iogic do regulacji wielostrefowego obiektu elektrotermicznego", III Sympozjum "Symulacja, pomiary i diagnostyka w elektrotermii", Białystok 1994, str. 61.
• 18. Sikora J. W.: "Studium autotermiczności procesu wytłaczania i strefy rowkowanej wytłaczarki", Wydawnictwa Uczelniane Politechniki Lubelskiej, Lublin 2000, str. 143-166.
• 19. Broel-Plater B.: "Applying fuzzy-Iogic to control of extrusion line drive", 4th International Conference on Unconventional Electromechanical and Electrical Systems UE ES '99, St. Petersburg (Rosja) 1999, str. 559.