【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于塑料工業(yè)的多層共擠吹塑機
，具體涉及。
技術(shù)介紹
吹塑成型技術(shù)是塑料成型工藝的一種重要方式，吹塑成型產(chǎn)品所占塑料產(chǎn)品比例越來越大。吹塑成型主要通過多臺擠出機將不同熔點不同功用的樹脂熔融擠出，通過多層共擠模頭復(fù)合共擠，經(jīng)過薄膜冷卻裝置冷卻成型。在吹塑薄膜生產(chǎn)過程中，薄膜冷卻成型是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，對于薄膜表面質(zhì)量、產(chǎn)量、厚薄均勻性有極大影響。薄膜厚度不均勻，不但會影響到薄膜各處的拉伸強度、撕裂強度、阻隔性等，更會影響薄膜的后續(xù)加工。目前薄膜橫向厚度控制系統(tǒng)主要采用傳統(tǒng)的自動風(fēng)環(huán)控制系統(tǒng)，如圖1所示，為目前工業(yè)上采用的自動風(fēng)環(huán)控制系統(tǒng)的原理圖，包括薄膜1、測厚裝置2、工業(yè)計算機3、吹風(fēng)口 4、風(fēng)環(huán)5以及控制系統(tǒng)6。其中風(fēng)環(huán)內(nèi)部安裝一定數(shù)量的步進(jìn)電機分別驅(qū)動均勻分布在風(fēng)環(huán)圓周方向的風(fēng)門調(diào)節(jié)器，由控制系統(tǒng)控制步進(jìn)電機驅(qū)動閥門移動，繼而控制風(fēng)道風(fēng)口的風(fēng)量大小。然而采用閥門的開合控制風(fēng)量大小，消耗能源較大，輸出功率主要消耗在閥門截流過程中，并且閥門開度與電機轉(zhuǎn)速呈非線性關(guān)系，控制難度很大。傳統(tǒng)的自動風(fēng)環(huán)控制系統(tǒng)主要采用基于工業(yè)計算機的傳統(tǒng)PID控制方法，通過選取比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Kd、微分系數(shù)Ki進(jìn)行控制，PID控制原理如圖2所示。PID控制方法以其算法簡單、魯棒性好、可靠性高而得到廣泛的應(yīng)用，但是由于薄膜厚度控制系統(tǒng)是一個高度非線性、強耦合、時變性和控制不確定系統(tǒng)，其精確數(shù)學(xué)模型幾乎無法建立。雖然在給定厚度情況下，將PID控制過程參數(shù)調(diào)整到合適值時可以很好地滿足控制要求，但是如果厚度設(shè)定值改變，則需要重新調(diào)整控制參數(shù)，不能實現(xiàn)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種吹塑薄膜自動厚度控制系統(tǒng)，其特征在于：包括用于檢測薄膜圓周徑向厚度和用于檢測薄膜圓周方向各區(qū)段所對應(yīng)風(fēng)道風(fēng)口位置的薄膜厚度檢測模塊、帶有FPGA控制芯片的薄膜厚度控制模塊、帶有若干無刷直流電機的薄膜冷卻成型模塊以及用于設(shè)定系統(tǒng)初始值并進(jìn)行工作信息顯示的操控面板；其中，薄膜厚度檢測模塊的信號輸出端與薄膜厚度控制模塊的信號輸入端相連，薄膜厚度控制模塊分別與薄膜冷卻成型模塊和操控面板相交互；FPGA控制芯片用于實現(xiàn)模糊控制算法和無刷直流電機雙閉環(huán)控制算法。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種吹塑薄膜自動厚度控制系統(tǒng)，其特征在于:包括用于檢測薄膜圓周徑向厚度和用于檢測薄膜圓周方向各區(qū)段所對應(yīng)風(fēng)道風(fēng)口位置的薄膜厚度檢測模塊、帶有FPGA控制芯片的薄膜厚度控制模塊、帶有若干無刷直流電機的薄膜冷卻成型模塊以及用于設(shè)定系統(tǒng)初始值并進(jìn)行工作信息顯示的操控面板；其中，薄膜厚度檢測模塊的信號輸出端與薄膜厚度控制模塊的信號輸入端相連，薄膜厚度控制模塊分別與薄膜冷卻成型模塊和操控面板相交互；FPGA控制芯片用于實現(xiàn)模糊控制算法和無刷直流電機雙閉環(huán)控制算法。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹塑薄膜自動厚度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的薄膜厚度檢測模塊包括用于檢測薄膜圓周徑向厚度的薄膜厚度采集單元以及若干用于檢測薄膜圓周方向各區(qū)段所對應(yīng)風(fēng)道風(fēng)口位置的風(fēng)道風(fēng)口位置采集單元；薄膜厚度采集單元和風(fēng)道風(fēng)口位置采集單元的信號輸出端均與薄膜厚度控制模塊中的FPGA控制芯片相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吹塑薄膜自動厚度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的薄膜厚度采集單元包括用于采集薄膜圓周厚度信號的旋轉(zhuǎn)掃描式電容厚度測厚儀和用于將單端厚度信號轉(zhuǎn)換為差分信號的單端轉(zhuǎn)差分驅(qū)動器；單端轉(zhuǎn)差分驅(qū)動器的輸出端與第一 A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吹塑薄膜自動厚度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的風(fēng)道風(fēng)口位置采集單元包括用于采集薄膜圓周方向若干個控制區(qū)段所對應(yīng)若干個風(fēng)道風(fēng)口位置的若干個位置檢測傳感器；這些位置檢測傳感器的輸出端與第二 A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吹塑薄膜自動厚度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的薄膜厚度控制模塊還包括用于轉(zhuǎn)換薄膜厚度信號的第一 A/D轉(zhuǎn)換電路、與風(fēng)道風(fēng)口位置采集單元相對應(yīng)的若干用于轉(zhuǎn)換風(fēng)道風(fēng)口位置信號的第二 A/D轉(zhuǎn)換電路以及若干用于控制風(fēng)量大小的無刷直流電機控制模 塊；其中，第一 A/D轉(zhuǎn)換電路和第二 A/D轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端分別與薄膜厚度采集單元和風(fēng)道風(fēng)口位置采集單元的信號輸出端相連，第一 A/D轉(zhuǎn)換電路和第二 A/D轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端均連接到FPGA控制芯片的信號輸入端上，無刷直流電機控制模塊分別與FPGA控制芯片和薄膜冷卻成型模塊相交互。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的吹塑薄膜自動厚度控制系統(tǒng)，其特征在于:每一個無刷直流電機控制模塊包括用于檢測無刷直流電機電流的電流檢測電路、用于檢測無刷直流電機位置的位置檢測電路、用于驅(qū)動無刷直流電機的驅(qū)動電路以及三相橋式逆變器；無刷直流電機驅(qū)動電路的輸入端與FPGA控制芯片的6路PWM輸出端相連，無刷直流電機驅(qū)動電路的輸出端與三相橋式逆變器的輸入端相連，三相橋式逆變器的輸出端分別與無刷直流電機和電流檢測電路的輸入端相連，位置檢測電路的輸入端連接到無刷直流電機上，電流檢測電路和位置檢測電路的信號輸出端均連接到FPGA控制芯片的信號輸入端上。7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任意一項所述的吹塑薄膜自動厚度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的FPGA控制芯片包括用于實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速設(shè)定的模糊控制算法、用于實現(xiàn)無刷直流電機雙閉環(huán)控制的模糊PID速度調(diào)節(jié)控制算法以及PID電流調(diào)節(jié)控制算法；FPGA控制芯片的ROM內(nèi)存儲有通過MATLAB工具仿真并離線計算得到的模糊控制表，處理器內(nèi)固化有通過硬件描述語言實現(xiàn)的模糊PID控制算法。8.根據(jù)權(quán)利要求1~6任意一項所述的吹塑薄膜自動厚度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的薄膜厚度控制模...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尚春陽，劉攀，莊健，李澤清，
申請(專利權(quán))人：西安交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61
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