[发明专利]自适应温度实时控制注塑机控制器、控制方法、及其控温电路

说明书

技术领域

本发明涉及注塑机的温度控制领域，尤其是涉及一种全闭环控制的电动式注塑机的自适应温度实时控制注塑机控制器、控制方法、及其控温电路。

背景技术

随着塑料制品加工业的进一步成熟，对塑料机械产业也提出了越来越高的要求。为实现高效、精确、节能的目标，人们进行了长期的探索，提出了多种多样的改进方案。例如，中国专利文献公开了一种可编程逻辑控制器控制的自动造型机〔申请号：CN94190352.4〕，包括一用于阅读设置在一模具的一侧上的标志的装置，所述阅读装置与一可编程逻辑控制器相连接，所述控制器监控所述机器的操作以根据所用模具自动地选择模塑参数。还有人发明了一种注射成型机及控制器〔申请号：CN200380106283.8〕，包括：夹紧机构，用于向两部分模具施加模具夹紧力和用于移动模具部分以开启模具；注射机构，用于塑化材料和将可塑材料注射入形成模制件的封闭模具。

上述方案的结构较为复杂，制作而成的产品品质不高，工作效率较低，无法适应实际的生产要求。塑料注射成型机的电脑控制器是整个装置的核心部件，控制器的更新换代也是随着注塑机机械发展而变化的。注射模塑成型机料桶温度控制是注射模塑成型机一个重要的技术指标。料桶的温度控制效果直接影响塑制品的质量，尤其是对于精密注塑制品。因此高端注射模塑成型机电脑控制器的特点之一是高精度和高可靠性的温度控制。

在目前市场上注射模塑成型机料桶温度控制多数使用的还是传统PID控制或者基于模糊控制的温度控制方法。传统PID控制在行业内应用很广泛，它具有简单实用等优点，但其缺点是需花费大量的时间建立模型，并且需要经验丰富的工程师才能将参数整定合适。当系统受到较强干扰或系统结构发生变化时，容易产生较大振荡，响应曲线变化较大。模糊控制对比PID控制，主要优点在于当模糊控制在被控对象参数发生变化时，响应曲线变化不大，而且即使在被控对象模型结构发生较大变化时，也能实现无超调控制，具有较好的鲁棒性。但其缺点是升温过程不如PID控制快，并且由于不具备积分作用，因此很难完全消除静态误差。这种缺点在系统到达稳态后又受到扰动时表现的特别明显。因此，注射模塑成型机料桶的温度控制问题一直是困扰国内精密注塑的难点问题。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的系统受到较强干扰或系统结构发生变化时，容易产生较大振荡，响应曲线变化较大等的技术问题；提供了一种可以有效抑制大滞后的影响，也对被控对象参数变化有较强的适应能力，具有较强的稳定性和鲁棒性的自适应温度实时控制注塑机控制器、控制方法、及其控温电路。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的需花费大量的时间建立模型，并且需要经验丰富的工程师才能将参数整定合适、使用起来难度较大，经济性不高，难以推广应用等的技术问题；提供了一种将现场积累的温控经验以及注射模塑成型机操控人员的经验归纳组织成规则库和知识库，并在升温和保温阶段加入了参数自适应控制，大大降低了使用的难度，经济效益高，便于推广应用的自适应温度实时控制注塑机控制器、控制方法、及其控温电路。

本发明再有一目的是解决现有技术所存在的升温过程慢，难以完全消除静态误差，料桶温度控制难度较大，设备的结构复杂，产品的品质不高等的技术问题；提供了一种料桶静态与工作态时的控制精度高，可靠性好，温度便于控制，产品的质量高且稳定，设计合理的自适应温度实时控制注塑机控制器、控制方法、及其控温电路。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：自适应温度实时控制注塑机控制器，包括用于监控的上位机，以及用于执行的下位机，上位机和下位机之间通过通讯线相连，中央处理单元进行数据信息处理，其特征在于，所述的上位机包含有与中央处理单元相连的一个用于显示工作状态的显示装置，一个用于进行控制操作和参数设置管理的控制面板；所述的下位机包含有与中央处理单元相连的一个用于控制液压系统工作的液压系统控制模块，一个用于料桶温度测量以及自适应温度控制的自适应温度实时控制模块，一个用于控制电子尺的电子尺管理模块，一个I/O口管理模块，以及一个用于控制注塑压力和流量的比例阀控制模块。

作为优选，所述的自适应温度实时控制模块包括设置在料桶上的若干热电偶，与热电偶相连的A/D转换单元，A/D转换单元通过数字滤波单元与信号预处理单元相连，所述的信号预处理单元与预先存储的规则库和知识库相连；在知识库内存储有经验数据、性能指标以及自适应计算模块。

作为优选，所述的规则库包括连续加热规则库、调节升温规则库、限制范围升温保温规则库、以及保温规则库。