电缆生产中塑料挤出机温度控制系统研究
摘要:本文主要对于电缆生产中塑料挤出机温度控制系统进行分析,提出利用S7-300实现单参数模糊PID温度控制的设计思想,对于提高系统的可靠性和抗干扰能力具有一定参考意义。
关键词:电缆生产挤出机温度控制模糊PID控制系统组成单参数模糊PID温度控制系统在挤出机中的应用,其采用PLC作为温度控制系统的核心,克服了以往仪表控制的单回路调节器的缺点,同时利用PLC逻辑控制器的优点,与输入、输出信号通过简单的编程实现连锁,可以对各种情况及时做出反应,使控制系统更加稳定可靠。
1 挤出机温度控制的特点
在线缆的生产中,挤出机温度的控制在生产过程中的众多因素中,是一个最为关键的控制量。温度不但对产品的质量有最直接的影响,而且对加工稳定性、设备的耐用性等都有影响。如果挤出温度过高,不仅物料有可能产生热降解或局部热降解,得不到合格的产品,使加工过程不易控制,能耗增加,效率降低。而挤出温度太低,会加剧螺杆与料筒的磨损,加重驱动系统的负载,甚至直接带来零部件的致命损伤。而一般温度控制不是十分稳定,会使挤出量出现波动,从而使产品的质量无法稳定。但是,在挤出过程中影响温度的因素却又相当复杂。这就给对温度的精确与快速控制带来很大的困难[1,2]。因此,在很多情况下,挤出过程的温度控制在很大程度上依赖于操作人员和工程师的经
湖南理工学院南湖学院 课程设计 题目：电加热炉温度控制系统设计专业:机械电子工程 组名：第三组 班级：机电班 组成员:彭江林、谢超、薛文熙
目录 1 意义与要求 (2) 1.1 实际意义 (2) 1.2 技术要求 (2) 2 设计内容及步骤 (2) 2.1 方案设计 (2) 2.2 详细设计 (3) 2.2.1 主要硬件介绍 (3) 2.2.2 电路设计方法 (4) 2.2.3 绘制流程图 (7) 2.2.4 程序设计 (8) 2.3 调试和仿真 (8) 3 结果分析 (9) 4 课程设计心得体会 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................ 10-27
1 意义与要求 1.1 实际意义 在现实生活当中，很多场合需要对温度进行智能控制，日常生活中最常见的要算空调和冰箱了，他们都能根据环境实时情况，结合人为的设定，对温度进行智能控制。工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。通过这次课程设计，我们将自己动手设计一个小型的计算机控制系统，目的在于将理论结合实践以加深我们对课本知识的理解。 1.2 技术要求 要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统，并用软件仿真。功能要求如下： （1）能够利用温度传感器检测环境中的实时温度； （2）能对所要求的温度进行设定； （3）将传感器检测到得实时温度与设定值相比较，当环境中的温度高于或低于所设定的温度时，系统会自动做出相应的动作来改变这一状况，使系统温度始终保持在设定的温度值。 2 设计内容及步骤 2.1 方案设计 要想达到技术要求的内容，少不了以下几种器件：单片机、温度传感器、LCD显示屏、直流电动机等。其中单片机用作主控制器，控制其他器件的工作和处理数据；温度传感器用来检测环境中的实时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对比；LCD显示屏用来显示温度、时间的数字值；直流电动机用来表示电加热炉的工作情况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断
计算机控制技术 课程设计 成绩评定表 设计课题基于单片机饮水机温度控制设计 学院名称：电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计地点： 3 设计时间： 指导教师意见： 成绩: 签名：年月日
计算机控制技术课程设计 课程设计名称：基于AT89C51单片机饮水机温度控制专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点： 课程设计时间：2012-06-11～2012-06-15
计算机控制技术课程设计任务书 学生姓名专业班级学号 题目基于AT89C51单片机饮水机温度可控制 课题性质工程设计课题来源自拟指导教师 主要内容（参数）利用89C51设计饮水机温度控制系统，实现以下功能：1．可以认为的通过独立按键控制饮水机的温度； 2．通过1602液晶显示饮水机温度； 3．可控制饮水机温度的上下温度限并能手动调节； 4．当高于上温度界限，或低于下界温度限是有警报； 任务要求（进度）第1天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第2天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。 第3天：软件设计，编写程序。 第4-5天：撰写课程设计报告。图表清晰、方案合理、设计正确，篇幅不少于6000字。 主要参考资料[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计.北京航空航天大学出版社，1900 [2]何立民.单片机应用系统（系统配置与接口技术）. 北京航空航天大学出版社，1994 [3]王之芳.传感器应用技术.西北工业大学出版社，1995 [4]南建辉，熊鸣，王军茹.MCS-51单片机原理及应用实例.清华大学出版社，2004 [5]张毅刚，彭喜源，曲春波等.MCS-51单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社，1997 [6]陈宝江.MCS单片机应用系统指南.北京：机械工业出版社，1997 [7]万福君.单片微机原理系统设计与开发应用.中国科学出版社，1995 [8]张友德、赵志英等.单片机原理应用与实验.上海复旦大学出版社，.1992 [9]张毅刚等．MCS-51单片机应用设计.哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社.1997.12 [10]高海生等．单片机应用技术大全.西安：西安交通大学出版社，1991.12 审查意见 系（教研室）主任签字：年月
塑料挤出机常见的十一种故障和解决方法 在介绍挤出机常见的故障之前,我们先来了解下,什么是塑料挤出机 塑料挤出机分为双螺杆挤出机和单螺杆挤出机以及不常看见的多螺杆挤出机和无螺杆挤出机. 挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续的挤出机头。 挤出机常见的故障大概有十一种,下面就详细介绍下这十一种故障极其排除方法: 一、主电机轴承温升过高： 1、产生原因： （1）轴承润滑不良。 （2）轴承磨损严重。 2、产生原因： （1）检查并加润滑剂。检查电机轴承，必要时更换。 二、机头压力不稳： 1、产生原因：
（1）主电机转速不均匀。 （2）喂料电机转速不均匀，喂料量有波动。 2、处理方法： （1）检查主电机控制系统及轴承。 （2）检查喂料系统电机及控制系统。 三、润滑油压偏低： 1、产生原因： （1）润滑油系统调压阀压力设定值过低。 （2）油泵故障或吸油管堵塞。 2、处理方法： （1）检查并调整润滑油系统压力调节阀。 （2）检查油泵、吸油管。 四、自动换网装置速度慢或不灵 1、产生原因： （1）气压或油压低。
（2）气缸（或液压站）漏气（或漏油）。 2、处理方法： （1）检查换网装置的动力系统。 （2）检查气缸或液压缸的密封情况。 五、安全销或安全健被切断 1、产生原因： （1）挤压系统扭矩过大 （2）主电机与输入轴承联接不同心 2、处理方法： （1）检查挤压系统是否有金属等物进入卡住螺杆。在刚开始发生时，检查预热升温时间或升温值是否符合要求。 （2）调整主电机 六、挤出量突然下降： 1、产生原因： （1）喂料系统发生故障或料斗中没料。
挤出温度控制主要有温度设定、控制和调整三个部分构成。设定温度是控制温度的依据和基准,调整温度是对设定温度的修正和完善。 2.1 温度设定 设定温度的目的是为了控制物料挤出成型过程,始终在熔融温度与分解温度区间(即160～180℃)进行。要正确设定温度,则需充分考虑制约物料成型温度的相关因素。 (1)配方组分、剂量和原料质量。据文献介绍和生产实践验证,不同配方或同一配方不同厂家生产的物料(PVC、CPE、热稳定剂等),挤出成型温度往往有很大差异,有的达10℃左右,这一点在没有实验条件或生产经验的情况下,是不可预知的。只有通过生产实践,依据塑料型坯的质量,适时调整设定温度。开始设定温度时不易过高,应从低向高逐步调整。 (2)塑料挤出亦是一个能量守恒的过程。单位体积的固体转化为熔体所需的总能量相对是恒定的,物料的输送速率基本上平衡于物料的熔化速率。因受口模物料流速和定型模冷却条件的限制,不同规格的异型材单位时间挤出量差异亦很大。因物料输送速率不同,物料熔融所需热量亦不同。对于单螺杆挤出机或双螺杆挤出机没有内热存在的加热区域,即机头、大小过渡段、口模等部位,生产大规格型材时,设定温度宜高一些;生产小规格异型材,设定温度宜低一些。对于双螺杆挤出机有内热存在的加热区域,由于内热的作用,挤出速率反过来又直接影响物料的熔融速率。设定温度应视该段物料的形态、承受温度程度及对热量的需求情况而定。 (3)塑料挤出需经历一定时间历程。在这一历程的不同阶段,由物料的加工特性和挤出机职能所决定,不同形态的物料承温情况和对热量的需求有所不同。要
正确设定温度亦有必要深入了解物料在挤出不同阶段的形态、承受温度程度及对热量的需求情况。 双螺杆挤出机温控系统由10个温控点组成。依据物料在挤出过程各个阶段的形态、承受温度程度及对热量的需求情况,可将10个温控点归纳为加温、恒温、保温三个区域。其中加温与恒温区主要在挤出机内,以排气孔为界划分为两个相对独立又互为关联的部分;保温区主要由机头、大小过渡段、口模部分构成。 加温区由送料段、压缩段两温控点组成。由于物料由室温状态经给料机螺杆输送给挤出机送料段螺杆,距物料熔融温度温差较大,同时物料经压缩段螺杆将通过排气孔,挤出要求物料在该区域内完成由固体向熔体的转化过程,并紧紧包覆于螺槽表面,方不致从排气孔排出或阻塞排气孔。因此物料在加温区域需要的热量较大,送料段、压缩段的温度宜设定的高一些。值得注意的是,如送料段温度设定过高,由于距离料斗与挤出机扭矩分配器较近,易导致物料在料斗内架桥,扭矩分配器齿轮受热变形及加速磨损,故送料段温度设定还应视料斗冷却情况和扭矩分配器油温而定(一般以油温≤60℃为宜)。 恒温区由熔融段和计量段两温控点组成。物料经过加温区后已基本呈熔体状态,但温度不甚均匀,且并未完全塑化,还须进一步恒温并完全塑化,同时随螺杆容积减少,在机头均布盘(亦称过滤盘、导流盘)阻力作用下,物料粘度、密实度进一步提高,单位体积物料量增加，为保证物料温度，因此该区域物料还需一定热量；但该区双螺杆对物料剪切和压延作用所转化的内热,往往又超过了物料的需求,故熔融段和计量段温度的设定应注意:在挤出机开机前升温时,温度设定略高一些,以利于螺筒恒温;开机正常后要适当降低,以防物料降解。 保温区由机头、过渡段、口模等温控点组成。物料经过恒温区后已完全呈熔
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控制就是无 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,但就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。 原因就是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就 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就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,反倒就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,平时温度就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,指的就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、积分与微分)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
东南大学成贤学院 毕业设计（论文）任务书 电子工程系自动化专业 学生姓名张成尧 学号 01211328 起讫日期 2015.03---2015.06 设计地点东南大学成贤学院实验大楼502 指导教师签字 专业负责人审查签字
课题 饮水机温度控制系统设计 名称 一、毕业设计（论文）工作内容和要求 1、选题背景 温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。所以我们必须能实时获取水温变化。对于超过适宜范围的温度能够报警。同时，我们也希望在适宜温度范围内可以由人们根据实际情况加以改变。 传统的温度采集电路相当复杂，需要经过温度采集、信号放大、滤波、AD转换等一系列工作才能得到温度的数字量，并且这种方式不仅电路复杂，元器件个数多，而且线性度和准确度都不理想，抗干扰能力弱。现在常用的温度传感器芯片不但功率消耗低、准确率高，而且比传统的温度传感器有更好的线性表现，最重要的一点是使用方便。 因此，本次设计为一个基于单片机的饮水机的温度控制系统，该系统可以实时检测饮水机水箱的水温，并且可以通过数码管显示饮水机水箱水温度数等一系列的功能。 2、工作内容与需要提供的基础资料 （1）工作内容 本科阶段的毕业设计（论文）是本科学习阶段的最后一个环节，也是开放教育集中实践环节的重要组成部分，重在培养学生独立工作能力和综合运用所学知识解决实际工程技术问题的能力。通过毕业设计（论文）工作，使学生将所学到的理论知识运用到实践中，在一定程度上，培养学生的创新精神和创造能力。 本课题的具体工作内容如下： ①查阅并阅读大量文献，掌握目前饮水机温度控制系统的应用与发展概况； ②在阅读文献的基础上，掌握饮水机温度控制系统的工作和设计原理，并进行饮水机温度控制系统总体方案的设计，同时完成开题报告； ③在总体方案的基础上，进行饮水机温度控制系统的设计与调试； ④在硬件平台的基础上，进行饮水机温度控制系统软件部分的设计、仿真与调试； ⑤列写论文提纲，进行论文写作，形成初稿； ⑥根据指导教师对初稿提出的修改建议，修改论文； ⑦论文定稿并准备答辩。 （2）需要提供的基础资料 ①与课题以及专业相关的英文文献 ②硬件设备：自选芯片、电阻、电容、晶振、通用板、导线、万用表、示波器、信号发生器、电烙铁和仿真器等 ③软件设备：Protel、proteus仿真软件以及单片机编程软件等
智能饮水机控制系统 学生：XXX 指导教师：XXX 内容摘要：该系统设计综合电子技术理论，从生活实际出发，完善了饮水机的功能。设计方案中，主要采用AD590和光敏三极管作为检测单元，并运用了MC14433、74LS160等集成器件。整个设计系统实现两个功能，即测温数显和加热次数自动控制，包括检测、A/D转换（计数）、译码选通、继电器控制等电路模块单元。与传统的饮水机相比，由于采用了自动检测和控制的电子设计技术，可较好地实现对水温和水质的测量和控制，具有较广泛的应用前景。 关键词：检测单元温度传感器AD590 自动控制继电器
Intelligent water machine control system Abstract: The system of design integrated electronic technology theory, from the actual conditions of life, improving the function of the drinking fountains. The Design project with the main use ofAD590 and phototransistor as a test unit has still used theMC14433, 74LS160, such as integrated device. The whole design system tries to achieve two functions, namely, digital temperature measurement and automatic control of the number of heating, including detection, A / D converter (Count), decoding strobe, relay control such circuit modules. Compared with the traditional drinking fountains, the use of automatic detection and control of electronic design technology, can better achieve the right temperature and water quality measurement and control, with a wider range of applications. Keywords: Detection Unit Temperature Sensor AD590 Automatic Control Rela
第一章绪论 1.1选题背景及意义 加热炉是利用电能来产生蒸汽或热水的装置。因为其效率高、无污染、自动化程度高，稳定性好的优点，冶金、机械、化工等各类工业生产过程中广泛使用电加热炉对温度进行控制。而传统的加热炉普遍采用继电器控制。由于继电器控制系统中，线路庞杂，故障查找和排除都相对困难，而且花费大量时间，影响工业生产。随着计算机技术的发展，传统继电器控制系统势必被PLC所取代。二十世纪七十年代后期，伴随着微电子技术和计算机技术的快速发展，也使得PLC 具有了计算机的功能，成为了一种以电子计算机为核心的工业控制装置，在温度控制领域可以让控制系统变得更高效，稳定且维护方便。 在过去的几十年里至今，PID控制已在工业控制中得到了广泛的应用。在工业自动化的三大支柱（PLC、工业机器人、CAD/CAM）中位居第一。由于其原理简单、使用方便、适应能力强，在工业过程控制中95%甚至以上的控制回路都采用了PID结构。虽然后来也出现了很多不同新的算法，但PID仍旧是最普遍的规律。 1.2国内外研究现状及发展趋势 一些先进国家在二十世纪七十年代后期到八十年代初期就开始研发电热锅炉，中国到八十年代中期才开始起步，对电加热炉的生产过程进行计算机控制的研究。直到九十年代中期，不少企业才开始应用计算机控制的连续加热炉，可以说发展缓慢，而且对于国内的温度控制器，总体发展水平仍不高，不少企业还相当落后。与欧美、日本，德国等先进国家相比，其差距较大。目前我国的产品主要以“点位”控制和常规PID为主，只能处理一些简单的温度控制。对于一些过程复杂的，时变温度系统的场合往往束手无策。而相对于一些技术领先的国家，他们生产出了一批能够适应于大惯性、大滞后、过程复杂，参数时变的温度控制系统。并且普遍采用自适应控制、模糊控制及计算机技术。 近年来，伴随着科学技术的不断快速发展，计算机技术的进步和检测设备及
双螺杆挤出机电气控制系统分析 1. 引言 挤出机由于三大合成材料之一的塑料问世以来 得到迅猛发展。以塑代钢、以塑代有色金属、以塑代水泥等，被广泛地应用于农业、建材、包装、机械、电子、汽车、家电、石化和国防，挤出机以及人们的日常生活等各个领域，塑料已是人类活动的最主要的原料之一。由于挤出成型是塑料加工的最主要的形式，因此发展塑料挤出成型技术与设备具有重要意义。 双螺杆挤出机是塑胶加工机械中的一种重要设备，它已不仅仅适用于高分子材料的挤出成型和混炼加工，它的用途已拓宽到食品、饲料、电极、炸药、建材、包装、纸浆、陶瓷等领域。挤出机高速、高产，可使投资者以较低的投入获得较大的产出和高额的回报。但是，挤出机螺杆转速高速化也带来了一系列需要克服的难点：如物料在螺杆内停留时间减少会导致物料混炼塑化不均，物料经受过度剪切可能造成物料急骤升温和热分解，挤出稳定性控制困难会造成挤出物几何尺寸波动，相关的辅助装置和控制系统的精度必须提高，螺杆与机筒的磨损加剧需要采用高耐磨及超高耐磨材质，减速器与轴承在高速运转的情况下如何提高其寿命等问题都需要解决。 从整体上说双螺杆挤出理论的研究尚处于初始阶段,这就是所说的"技艺多于科学".；挤出机工作过程的电气自动化控制也在不断发展，传统的电气控制都是分别采用单机自动化仪表实现的，如今已发展到采用人机界面技术、计算机技术、变频技术等构成的触摸屏、PLC 、温度控制模块、变频调速等组成的电气控制系统。 2.挤出机的构成 挤出机主要由螺杆、机筒、加热冷却系统、传动系统和控制系统等组成。 2.1螺杆和机筒 螺杆是塑料机设备中最重要的零部件，它直接关系到塑料机塑化效果和产量。螺杆在料筒内旋转工作是在高温高压大扭拒下进行的，由于它要在转动中强力推动物料前移，同时，它本身还要承受强大的摩擦力和塑料分解腐蚀气体的侵蚀，因而螺杆的材料必须具有很高的力学强度、承受巨大的扭力矩和高温高压条件下不变形的性能。 螺杆在旋转过程中，主要靠螺棱对塑料进行剪切塑化，并推动塑料前移，因而螺棱承受巨大的剪切应力和摩擦力，由于长期在苛刻条件下工作，螺棱磨损，螺棱变小，同料筒的间隙增大，导致塑料挤出量降低，严重时会产生塑料回流，且塑化效果降低，出现晶粒和产能严重下降的现象。 熔融挤出的过程是将预混合好的物料从加料口进入挤出机机筒，经机筒第一段为加料段，物料在此阶段不会熔融，随螺杆传动，物料被带入第二段为压缩段，该段为加热阶段，物料开始熔融，物料间的摩擦力增加，形成高粘体，继续随螺杆传动进入高剪切的第三段为均化段，使它很有效分离颜料" target="_blank">颜料聚集体，达到充分分散的目的。目前，应用于粉末涂料中使用的挤出机设备于双螺杆挤出机、单螺杆挤出机和星型螺杆挤出机等，虽然挤出机的类型、内部构造各不相同，但是设计目的是一致的，即最大限度的使物料均匀分散，因此挤出机的好坏直接决定物料的分散程度。 2. 螺杆泵的工作原理：螺杆绕本身的轴线旋转的同时沿衬套内表面滚动，形成了密封的腔室。螺杆每转一周, 密封腔内的液体向前推进一个螺距，随着螺杆的连续转动，液体螺旋形方式从一个密封腔
成绩 《计算机控制技术》 课程设计 题目：基于数字PID的电加热炉温度控制系统设计 班级：自动化09-1 姓名： 学号： 2013 年 1 月 1 日
基于数字PID的电加热炉温度控制系统设计 摘要：电加热炉控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。本设计采用PID算法进行温度控制，使整个闭环系统所期望的传递函数相当于一个延迟环节和一个惯性环节相串联来实现温度的较为精确的控制。 电加热炉加热温度的改变是由上、下两组炉丝的供电功率来调节的，它们分别由两套晶闸管调功器供电。调功器的输出功率由改变过零触发器的给定电压来调节，本设计以AT89C51单片机为控制核心，输入通道使用AD590传感器检测温度，测量变送传给ADC0809进行A/D转换，输出通道驱动执行结构过零触发器，从而加热电炉丝。本系统PID算法，将温度控制在50～350℃范围内，并能够实时显示当前温度值。 关键词：电加热炉；PID ；功率；温度控制； 1.课程设计方案 1.1 系统组成中体结构 电加热炉温度控制系统原理图如下，主要由温度检测电路、A/D转换电路、驱动执行电路、显示电路及按键电路等组成。 系统采用可控硅交流调压器，输出不同的电压控制电阻炉温度的大小，温度通过热电偶检测，再经过变送器变成0 - 5 V 的电压信号送入A/D 转换器使之变成数字量，此数字量通过接口送到微机，这是模拟量输入通道。 2.控制系统的建模和数字控制器设计 2.1 数字PID控制算法 在电子数字计算机直接数字控制系统中，PID控制器是通过计算机PID控制算法程序实现的。计算机直接数字控制系统大多数是采样-数据控制系统。进入计算机的连续-时间信号,必须经过采样和整量化后，变成数字量，方能进入计算机的存贮器和寄存器，而在数字计算机中的计算和处理，不论是积分还是微分，只能用数值计算去逼近。
挤出机定义介绍 在塑料挤出成型设备中，塑料挤出机通常称之为主机，而与其配套的后续设备塑料挤出成型机则称为辅机。塑料挤出机经过100多年的发展，已由原来的单螺杆衍生出双螺杆、多螺杆，甚至无螺杆等多种机型。塑料挤出机（主机）可以与管材、薄膜、捧材、单丝、扁丝、打包带、挤网、板（片）材、异型材、造粒、电缆包覆等各种塑料成型辅机匹配，组成各种塑料挤出成型生产线，生产各种塑料制品。因此，塑料挤出成型机械无论现在或将来，都是塑料加工行业中得到广泛应用的机种之一。 塑料挤出机的工作原理 螺杆挤出机是塑料成型加工最主要的设备之一，它通过外部动力传递和外部加热元件的传热进行塑料的固体输送、压实、熔融、剪切混炼挤出成型。螺杆挤出机自诞生以来，经过近百年的发展，已由普通螺杆挤出机发展为新型螺杆挤出机。尽管新型螺杆挤出机种类繁多，但就挤出机理而言，基本是相同的。传统螺杆挤出机挤出过程，是靠机筒外加热、固体物料与机筒、螺杆摩擦力及熔体剪切力来实现的。“摩擦系数”和“摩擦力”，“粘度”和“剪应力”是影响传统螺杆挤出机工作性能的主要因素，由于影响“摩擦”和“粘度”的因素十分复杂，因此，传统螺杆挤出机挤出过程是一个非稳定状态，难以控制，对某些热稳定性差、粘度高的热敏性塑料尤为突出。自60年代以来，世界上各国学者对螺杆挤出机理进行了大量研究，也取得了明显的成就，但由于他们的研究大多局限于传统塑料挤出成型机理、机械结构形式和换能方式，因而一直未能取得重大突破。传统螺杆挤出机所存在的如体积庞大、能耗高、噪音大、产品质量提高难等一系列缺点没有得到根本解决。 塑料挤出机特点 1.模块化和专业化 塑料挤出机模块化生产可以适应不同用户的特殊要求，缩短新产品的研发周期，争取更大的市场份额；而专业化生产可以将挤出成型装备的各个系统模块部件安排定点生产甚至进行全球采购，这对保证整期质量、降低成本、加速资金周转都非常有利。 2.高效、多功能化 塑料挤出机的高效主要体现在高产出、低能耗、低制造成本方面。在功能方面，螺杆塑料挤出机已不仅用于高分子材料的挤出成型和混炼加工，它的用途已拓宽到食品、饲料、电极、炸药、建材、包装、纸浆、陶瓷等领域。 3.大型化和精密化 实现塑料挤出机的大型化可以降低生产成本，这在大型双螺杆塑料造粒机组、吹膜机组、管材挤出机组等方面优势更为明显。国家重点建设服务所需的重大技术装备，大型乙烯工程配套的三大关键设备之一的大型挤压造粒机组长期依靠进口，因此必须加快国产化进程，满足石化工业发展需要。 4.智能化和网络化 发达国家的塑料挤出机已普遍采用现代电子和计算机控制技术，对整个挤出过程的工艺参数如熔体压力及温度、各段机身温度、主螺杆和喂料螺杆转速、喂料量，各种原料的配比、电机的电流电压等参数进行在线检测，并采用微机闭环控制。这对保证工艺条件的稳定、提高产品的精度都极为有利。 塑料挤出机组成部分 塑料挤出机的主机是挤塑机，它由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成。 1.挤压系统挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续的挤出机头。 （1）螺杆：是挤塑机的最主要部件，它直接关系到挤塑机的应用范围和生产率，由高强度
自动水温加热器设计 一．测控大作业要求 自动水温加热器设计 加热体：交流电阻丝500W 测温传感器：热电偶 要求：能够检测水的温度，控制水温为设定值，允许少量偏差，比如温度45摄氏度 设计步骤； 传感器的信号输出，信号放大，滤波，电平偏移，A/D，PID控制，显示等。二．设计目标 设计一个基于单片机的加热器的温度控制系统，以AT89C51单片机为控制核心，以传感器AD590采集温度信号,放大后经ADC0809将模拟信号转换为数字信号，送入单片机AT89C51，通过软件编程AT89C51可以驱动各个管脚连接的功能模块实现各个功能，如温度采集、温度设定、显示、示警等。该系统可以实时检测加热器水箱的水温，并且可以通过数码管显示加热器水箱水温度数，可以通过键盘或开关选择制冷或加热，可以人为设置水的
温度的上下限，如加热，当温度在设定的围时正常工作，当低于水温下限时控制加热器加热；如制冷，当温度高于水温上限时控制压缩机制冷，温度检测围0~95℃，精度±1℃，当温度超过设定值时具有示警功能。三．方案总设计 以单片机系统为核心的控制方案，其原理框图如图1所示。本方案通过温度传感器将温度信号转换为电流信号，信号放大后，经A/D转换器，A/D 转换器将进来的模拟信号转换成数字信号，然后送到单片机处理，并将采集的温度值与键盘设定的温度值进行比较，根据比较的结果，单片机输出相应的信号来控制外部设施，达到控制加热器加热或压缩机制冷的目的。还具有显示、报警等功能。
图1方案原理框 四．电路设计 4.1 单片机最小系统设计 本设计单片机最小系统如图2所示，由主控器AT89C51、时钟电路和复位电路三部分组成。单片机AT89C51作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。 图2 单片机最小系统 4.1.1 单片机选择
摘要 在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机，电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费浪费。 但是利用AT89C51单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。 关键字：单片机饮水机水温控制传感器
目录 摘要 (i) 目录 (ii) 第1章前言 (1) 第2章饮水机概况 (2) 2.1 饮水机功能介绍 (2) 2.2 饮水机涉水管路系统图 (3) 第3章饮水机电气原理剖析 (5) 3.1 电气原理图 (5) 3.2饮水机电气控制走向 (6) 第4章各种卡片使用及功能 (8) 4.1 安装卡 (8) 4.2 用户卡 (8) 4.3 统计卡 (8) 4.4 清洗卡 (9) 第5章使用注意事项 (10) 第6章单片机温度控制系统设计（一） (11) 第7章单片机温度控制系统设计（二） (16) 7.1 整体方案设计 (16) 7.2 系统程序设计 (25) 第8章结论 (31) 致谢 (33) 参考文献 (34)
第1章前言 能源问题已经是当前最为热门的话题，离开能源的日子，世界将失去一切颜色，人们将寸步难行，虽然本设计是节省电能角度出发，而电能又是可再生能源，但是在今天还是有很多的电能是依靠火力，核电等一系列不可再生的自然资源所产生，一旦这些自然资源耗尽，我们将面临电能资源的巨大的缺口，因而本设计从开源节流的截流角度出发，节省电能，保护环境。 本篇将阐述设计一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。 本设计主要内容如下： （1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。 （2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。 （3）用十进制数码管显示水的实际温度。 （4）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。 （5）温度控制的静态误差≤0.2℃。
基于单片机的电加热炉温度控制系统设计 王丽华1郑树展2 （1、天津职业大学，天津300402；2、天津航空机电有限公司，天津300123） 摘要：温度控制是工业对象中主要的控制参数之一，其控制系统本身的动态特性属于一阶纯滞后环节。以8051单片机为核心，采用温度变送器桥路和固态继电器控温电路，实现对电炉温度的自动控制。该控制系统具有硬件成本低、控温精度较高、可靠性好、抗干扰能力强等特点。 关键词：电加热炉控温固态继电器飞升曲线 0引言 传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1电加热炉温度控制系统的硬件设计 电加热炉温度控制系统的硬件由图1所示各部件组成，它以8051单片机为核心，外扩键盘输入和LED显示温度。电加热炉炉内的实际温度由热电偶测量并转换成毫伏级的电压信号，通过温度变送器桥路实现零点迁移和冷端补偿，经运算放大器7650放大到0～5V，再经过有源低通滤波器滤波后，由A/D转换成数字量。此数字量经数字滤波、标度转换后，一方面通过LED将炉温显示出来；另一方面，将该温度值与被控温度值进行比较，根据其偏差值的大小，采用PID控制，通过PWM脉冲调宽功率放大器控制SSR固态继电器来控制电加热炉炉丝的导通时间，就可以控制电炉丝的加热功率大小，从而控制电炉的温度及升温速度，使其逐渐趋于给定值且达到平衡。 1.1 热电偶的选取 热电偶是温度测量传感器，对它的选择将直接影响检测误差的大小。目前多选K型或S 型（镍铬-镍硅）热电偶。两者相比，K型有较好的温度—热电势的线性度，但它不适宜于长时间在高温区适用；S型有高的精度，但温度—热电势的线性度较差。 A/D转换器 图1中A/D转换芯片采用ADC0809，其转换精度是1/256。若电加热炉工作温度是256℃，这样在（0～256）℃范围A/D的转换精度为256℃/256＝1℃/bit，即一个数字量表示1℃，这显然不能满足控制精度为±0.5℃要求。为了提高控制精度，可以选用更高位的A/D转换器，如10位、12位、16位A/D转换器，其控值精度均能满足要求。然而根据实际需要温度控制情况，也可以通过具有零点迁移和冷端补偿功能的温度变送桥路，缩小测温的范围，如
华中科技大学 硕士学位论文 基于PLC的挤出机控制系统的设计与研发 姓名：陶思扬 申请学位级别：硕士 专业：材料加工工程 指导教师：叶春生 20060415
华中科技大学硕士学位论文 摘要 生产出性能优良的塑料丝，不但要正确使用原料，加工设备及工艺参数的选用也非常关键。实际生产中，受螺杆电机、所加工材料的特性、材料的湿度、机筒温度、出口压力等诸多因素的影响，塑料制品质量存在一定的不稳定性。 本系统采用的是单螺杆挤出机系统。就加工设备和参数选择来说，单螺杆挤出机由于设备最简单，参数调节也最为方便，且操作简单、易改造、适应性广，因此该设备具有良好的性能价格比并将得到了最广泛的应用。 塑料挤出系统采用的是以PLC为控制核心的控制系统。本人在对PLC控制系统与继电器控制系统、计算机控制系统和集散控制系统进行深入的比较,并且根据实际的要求,决定采用以PLC作为控制核心来设计本控制系统，使控制可以集中管理，维修维护方便，且价格较低。 该系统加热器温度控制采用PID模糊控制。在生产实践中, 塑料挤出系统的时间常数大、纯滞后长、耦合强。温度控制过程所具有的高度非线性、动态突变性、多时间尺度性、信息复杂性、传感元件与执行元件的分散性以及决策机构的分层分散性等, 决定了其难以用精确的数学模型来表征[1]。PID模糊控制的采用能够在控制过程中根据预先设定好的控制规律不停地自动调整控制量以使被控系统朝着设定的平衡状态过渡。本系统在加热过程内采样四处温度点作为控制,控制精度基本都在±3℃以内,增强了系统的可靠性和抗干扰能力,可以很好地满足生产的需要。 综合以上内容，本文在分析了目前国内外单螺杆挤出机控制系统设计及发展趋势，确定了本控制系统的硬件组成:以PLC为核心，完成对挤出机工艺温度和电机速度的集中控制;以触摸屏实现人机交互，实现对温控过程和速度的监控。温度控制采用PID模糊算法。 关键词: 单螺杆挤出机 PLC PID 触摸屏
塑料挤出机标准操作规程 一、结构组成 塑料挤出机系统由七部分组成，即：螺杆、机筒、传动系统、加热冷却系统、机头架、机头、料斗、电气控制箱。 二、工作原理及性能参数 1.加热系统对机筒进行加热，加热完成后，将塑料颗粒加入到料斗中，电动机运转动力传至传动装置，传动装置带动机筒内的螺杆进行运转，在运转的过程中，通过加热器对机筒进行加热，使得塑料颗粒发生融化，然后融化的塑料经过分流板，形成挤出物。 2.性能参数：功率7.5KW，电压380V，频率50HZ ，,螺杆转速N=8-100r/min，螺杆直径φ=45mm，螺杆工作长度L=1125mm。 三、操作规程 1.开机前检查、确认电源电压是否在正常范围内；检查紧固件是否松动、静电接地装置是否良好。减速机油位是否处于最低量程以上。 2.开启加热冷却系统，等待温度升高至工艺要求。 3.开启主电机使其缓慢运转，先在料斗中加入塑料颗粒，，再逐步增量及增速，一直达到满足工艺为止。 4.工作完成后清理机头和机筒内的残余塑料，然后关闭电机主电源，加热冷却系统开关。 5.每班工作前、后清理各个机体表面以及工作台面（浮药），保证整洁。 四、设备安全及注意事项 1.定期检查加热冷却系统防护罩是否紧固可靠。 2.机器不允许空载运转，以免造成螺杆与机筒刮伤。 3.严防金属杂质或其他硬质颗粒落入料口中，以免螺杆和机筒擦伤。
4.运行过程中发现问题，须立即停车检查，不得带病进行操作。 5. 正常生产过程中禁止人体靠近机头，以防烫伤。 五、维护保养 1.班前紧固各个旋转运动部件及机体相关固定螺栓，保证紧固。 2.每班对机器的各个润滑点添加润滑油。 3.每班检查皮带以及减速箱油位是否正常 4.每班工作前、后清理各个机体以及工作台面（浮药），保证整洁
饮水机温度控制的系统设计与仿真 摘要 本文设计并实现了一种饮水机温度控制系统。其硬件系统以AT89C52单片机为核心，用温度传感器DS18B20实现温度控制，用液晶屏显示实时温度、时间与预设温度，制作数字温度计，并可实现温度预警控制。单片机系统的软件设计采用C语言进行编程，应用软件采用KEIL和PROTEUS仿真软件模拟实现控制过程。该饮水机控制系统是基于单片机的计算机检测技术的软硬件开发的一种应用，不仅可以创造良好的经济效益，还可优化饮水机温度控制系统。 关键词：AT89C52单片机；DS18B20；温度控制
The Design and Simulation of Drinking Machine Temperature Control System ABSTRACT This paper introduces a water dispenser temperature control system.This system hardware design takes AT89C52 as a core ,and realizes the temperature control with temperature sensor DS18B20.The actual temperature and the preinstall temperature are displayed with the LCD, the simple intelligent temperature control system digit thermometer is manufactured ,and may realize the temperature early warning control.The software programming uses c language to carry on the programming.The application software uses KEIL and the PROTEUS simulation software realizing the controlled process.The water dispenser control system is based on an application of the single chip computer hardware and software development of detection technology can not only create a good economic benefits ,but also optimize the fountains temperature control system. Key word :the microcontroller AT89C52 ;DS18B20;temperature control.
编号：Q/KH03-01.8-2013 山东科虹线缆科技股份有限公司 作 业 指 导 书 设备名称：? 70挤出机 受控状态： 受控号： 修订装态：A 编制：审核：批准： 发布日期：2013年12月20日实施日期：2013年12月20日
目录 一、机器的用途及生产范围 二、机器的工艺技术参数 二、机器的结构及简要说明 四、操作规程 五、挤出时产生废品的原因及解决办法 六、质量要求 七、技术与安全
一、机器的用途及生产范围 将聚氯乙烯及其它热塑性塑料，采用热挤法，挤包在导电和绝缘线芯上。其生产范围应符合下表： ?70塑料挤出机： 二、机器的工艺技术参数 ?70塑料挤出机 三、机器的结构及简要说明 本设备为联合机组，由下列部分组成： 1、主机：机头、机筒、螺杆、加料斗、减速箱、电动机及电加热等组成。其工作原理
是，由机筒外壁装有热电偶式毫伏计控温的电加热装置产生热量，使机筒受热。将颗粒状的塑料由加料斗通过下料口进入机筒，由电动机带动螺杆旋转的推动下，将固态物料转化为熔融料。并混合均匀一致，使熔融料通过机头模具连续挤出成型。 2、牵引：由牵引轮、无级变速电动机、减速箱等。将从挤塑机头中挤出的物料均匀、连续、稳定地挤包在导电线芯心。在一定的范围内可以调节电线外形尺寸。 3、收线：由排线器、电动机收线轴及升、降电动机组成。将成品电线整齐均匀地收在轴上。 4、电气控制柜：由整机电源开关、主机电动机开关、牵引收线电动机开关及牵引头升、降速开关自动控温表等，是整机的枢纽部位。 5、放线架：由螺旋丝杠升降线轴组成，线轴由两个活顶尖支撑，其中一个装有磨擦轮以控制放线涨力。 6、直线架：隔离剂箱：直线架由导轮及支撑架组成用以固定导线方向。隔离剂箱偏芯轮电机，生产电线护层时在箱内装有滑石粉，开动电机当绝缘线芯通过时表面粘附滑石粉以防绝缘与护层粘连。 7、冷却：由上下水道组成。上水装有水门控制水流量，其作用是使制品冷却，防止变形。 8、计米器：用以计算电线的长度。 9、火花试验机：由变压器、调压表、各种指示灯等组成，其作用对电线进行高电压试验，使电线绝缘表面每一点经受电压试验时间不少于0.2秒，保证制品安全使用。 四、操作规程 (1)开车前的准备工作 1、检查设备：检查设备和各转动部位完好情况，并对各润滑部位加油首班开车须注意作业计划和上班次留言记录，检查工卡量具是否齐全。 2、加温：先合上设备电源总闸，搬动控温开关至自动部位，并将控温表调到工作温度（首班开车须高于工作温度5—10℃，并恒温20—30分钟）工作温度见下表。 70挤出机温度范围