多变量控制系统分析与设计04
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封切机热封刀热封局部不牢的原因分析摘要:针对塑料薄膜封切机长条形多热源的热封刀热封局部不牢的问题进行了研究,根据热封刀的加热控制系统和长条形热封刀的结构原理,分析了多变量控制多目标的控制方法造成的问题原因,提出了基于长条形热封刀加热控制采用单数据采集单控制输出的解决方法,有效解决了长条形热封刀局部热封不牢的问题,效果显著。
关键词:封切机,长条热封刀,多变量控制,热封局部不牢0 引言塑料薄膜封切机是一种常见的塑料袋自动化制作机器,制作的流程如图1所示。
对于塑料袋封切机的热封不牢的常见故障分析杜玉宝[1]等做了分析,对加热控制系统的故障分析和设计杨娜[2],覃羡烘[3]和温玉春[4]等做了设计和研究。
而对于宽度在1.3米左右的大塑料袋的制作方面的缺陷研究却很少见,本文针对这种长条形热封刀热封不牢的一种设计缺陷做了研究分析和改进。
图1 全自动连续封切机流程示意图1 问题提出1.3米左右长的长条形热封刀,由于长度过长,最常见的问题是热封不均匀导致的局部热封不牢,某种型号的自动连续封切机热封刀加热结构如图2所示。
图2 热封刀加热结构整根长条形的热封刀截面如图3所示。
热封刀材质是铜,两侧包裹如图2中的A、B、C、D四片加热片,并且由两套独立的供电系统供电。
A、C由一路控制回路供电,B、D由另一路控制回路供电,每路供电部分受温度传感器1和2分别控制。
由于常常出现不稳定的热封现象,而且每次出现热封不均匀的位置都不一样,热封不牢的位置也不断的变化,既使两路温度设置数值一致也是如此。
图3 热封刀截面作者对整条热封刀每间隔2.5厘米设置一个测温点,使用红外线测温枪,测得数据曲线如图4所示,图4中两条曲线是间隔10分钟前后的温度测量值,由图4温度曲线所示可以发现,不但整条温度不均匀,而且每点的温度都会发生比较大的变化。
这就造成了长条形热封刀温度不均匀现象。
图4 热封刀10分钟前后温度曲线对比3原因分析根据文献[1-8]可知,造成原因有:热封刀热容量不够造成的温度前后变化大而缺乏温度的稳定性;塑料薄膜的质量特性有问题;热封刀本身加热温度不均匀,这种加热温度不均匀可能是由于加热方式不正确所造成的结果。