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专利号: 2024114016193
申请人: 江苏航运职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于数据实时反馈的工业自动化控制方法,其特征在于:包括以下步骤:实时获取注塑机在生产过程中的注射速度数据、保压压力数据以及冷却时间数据;

对注射速度数据、保压压力数据以及冷却时间数据进行处理和分析,得到注射速度偏差 、保压压力偏差 及冷却时间偏差 ;

注射速度偏差 的计算公式如下:

其中, 是注射速度比例因子; 是熔体压力; 是熔体压力参考值; 是模具温度; 是模具温度参考值; 是模具温度调整范围; 是型腔体积; 是型腔体积参考值;是表示熔体压力对注射速度调整的影响程度;是表示模具温度对注射速度调整的影响程度;是表示型腔体积对注射速度调整的影响程度;

保压压力偏差 的计算公式如下:

其中, 是保压压力比例因子; 是熔体压力;

是熔体压力参考值; 是模具温度; 是模具温度参考值; 是模具温度调整范围; 是型腔体积; 是型腔体积参考值; 是注射体积或注射速度对应的体积; 是注射体积或注射速度对应的体积参考值; 是表示熔体压力对保压压力调整的影响程度; 是表示模具温度对保压压力调整的影响程度; 是表示型腔体积对保压压力调整的影响程度;是表示注射速度对保压压力调整的影响程度;

冷却时间偏差 的计算公式如下:

其中, 是冷却时间比例因子; 是模具温度; 是环境温度;

是模具温度调整范围或参考温度范围; 是产品厚度;

是产品厚度参考值; 是材料热导率; 是材料热导率参考值; 是表示模具温度对冷却时间调整的影响程度; 是表示产品厚度对冷却时间调整的影响程度; 是表示材料热导率对冷却时间调整的影响程度;

预设阈值一,阈值二和阈值三,将得到的注射速度偏差 、保压压力偏差 及冷却时间偏差 分别与阈值一,阈值二和阈值三进行对比;判断是否需要对注射速度、保压压力及冷却时间进行调整;

当注射速度需要进行调整时,根据注射速度偏差 计算注射速度增量Δ adjust;根据注射速度增量Δ adjust调整注射速度至正常状态;

注射速度调整增量 的计算公式如下:

其中, 是注射速度的调整增量; 是计算注射速度调整增量的比例系数;

是计算注射速度调整增量的积分系数; 是计算注射速度调整增量的微分系数;

是过去注射速度偏差值的累积; 是注射速度偏差值的变化率;

当保压压力需要进行调整时,根据保压压力偏差 计算保压压力增量ΔPadjust;根据保压压力增量ΔPadjust调整保压压力至正常状态;

保压压力调整增量 的计算公式如下:

其中, 是保压压力的调整增量; 是计算保压压力调整增量的比例系数;

是计算保压压力调整增量的积分系数; 是计算保压压力调整增量的微分系数;

是过去保压压力偏差值的累积; 是保压压力偏差值的变化率;

当冷却时间需要进行调整时,根据冷却时间偏差 计算冷却时间增量ΔTadjust;根据冷却时间增量ΔTadjust调整冷却时间至正常状态;

冷却时间调整增量 的计算公式如下:

其中, 是冷却时间的调整增量; 是计算冷却时间调整增量比例系数;

是计算冷却时间调整增量积分系数; 是计算冷却时间调整增量微分系数;

是过去冷却时间偏差值的累积; 是冷却时间偏差值的变化率;

实时监控注塑机的运行状态和生产效果,判断注射速度误差 、保压压力误差、冷却时间误差 是否达到调整标准,如果不符合调整标准,则进行预警;

具体为:

执行调整指令前,采集注射速度初始值A、保压压力初始值B及冷却时间初始值C;执行调整指令后采集注射速度调整值 、保压压力调整值 及冷却时间调整值;

根据采集注射速度初始值A、保压压力初始值B、冷却时间初始值C、注射速度增量Δadjust,保压压力增量ΔPadjust,冷却时间增量ΔTadjust分别计算注射速度目标值,保压压力目标值 ,冷却时间目标值 ;所依据的公式如下:A+Δ adjust

B+ΔPadjust

C+ΔTadjust

分别将注射速度调整值 、保压压力调整值 及冷却时间调整值分别与注射速度目标值 ,保压压力目标值 ,冷却时间目标值 进行求差计算,得到注射速度误差 、保压压力误差 和冷却时间误差 ;具体为:

注射速度调整值 与注射速度目标值 之间的误差 的计算公式如下:

保压压力调整值 与保压压力目标值 之间的误差 的计算公式如下:

冷却时间调整值 与冷却时间目标值 之间的误差 的计算公式如下:

预设注射速度误差标准阈值ϵV、保压压力误差标准阈值ϵP和冷却时间误差标准阈值ϵT;

将注射速度误差 、保压压力误差 、冷却时间误差 分别与注射速度误差标准阈值ϵV、保压压力误差标准阈值ϵP和冷却时间误差标准阈值ϵT进行比较,判断是否达到调整标准;如果不符合调整标准,则进行预警;

判断是否达到调整标准的方法为:

判断注射速度误差 是否达到调整标准的方法如下:如果 ≤ϵV,则注射速度达到调整标准,如果 >ϵV则进行注射速度预警;

判断保压压力误差 是否达到调整标准的方法如下:如果 ≤ϵP,则保压压力达到调整标准,如果 >ϵP则进行保压压力预警;

判断冷却时间误差 是否达到调整标准的方法如下:如果 ≤ϵT,则冷却时间达到调整标准,如果 >ϵT则进行冷却时间预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据实时反馈的工业自动化控制方法,其特征在于:检测注射速度、保压压力及冷却时间是否需要进行调整的方法如下;

预设偏差阈值一Threshold1;偏差阈值二Threshold2;偏差阈值三Threshold3;

将当前注射速度偏差ΔV与预设偏差阈值一Threshold1进行对比,当当前注射速度偏差ΔV>预设偏差阈值一Threshold1时,判断为异常数据,需要调整;当当前注射速度偏差ΔV≤预设偏差阈值一Threshold1时,则处于正常范围内不需要调整;

将当前保压压力偏差 与预设偏差阈值二Threshold2进行对比,当>偏差阈值二Threshold2时,判断为异常数据,需要调整;当当前保压压力偏差 ≤偏差阈值二Threshold2时,则处于正常范围内不需要调整;

将当前冷却时间偏差 与预设偏差阈值三Threshold3进行对比,当当前冷却时间偏差 >偏差阈值三Threshold3时,判断为异常数据,需要调整;当当前冷却时间偏差 ≤偏差阈值三Threshold3时,则处于正常范围内不需要调整。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据实时反馈的工业自动化控制方法,其特征在于:当需要对相应的控制参数进行调整时,通过控制系统的输出模块将调整后的参数值发送给注塑机的执行机构,执行机构根据接收到的参数值进行相应的调整。

4.一种基于数据实时反馈的工业自动化控制系统,其特征在于:用于实现权利要求1‑3任一项的基于数据实时反馈的工业自动化控制方法,包括:数据采集模块,用于实时获取注塑机在生产过程中的注射速度数据、保压压力数据以及冷却时间数据;

数据处理模块,用于对注射速度数据、保压压力数据以及冷却时间数据进行处理和分析,得到注射速度偏差 、保压压力偏差 及冷却时间偏差 ;

数据决策模块,用于预设阈值一,阈值二和阈值三,将得到的注射速度偏差 、保压压力偏差 及冷却时间偏差 分别与阈值一,阈值二和阈值三进行对比;判断是否需要对注射速度、保压压力及冷却时间进行调整;

执行模块,用于在当注射速度需要进行调整时,根据注射速度偏差 计算注射速度增量Δ adjust;根据注射速度增量Δ adjust调整注射速度至正常状态;

当保压压力需要进行调整时,根据保压压力偏差 计算保压压力增量ΔPadjust;根据保压压力增量ΔPadjust调整保压压力至正常状态;

当冷却时间需要进行调整时,根据冷却时间偏差 计算冷却时间增量ΔTadjust;根据冷却时间增量ΔTadjust调整冷却时间至正常状态;

监控报警模块,用于实时监控注塑机的运行状态和生产效果,判断注射速度误差、保压压力误差 、冷却时间误差 是否达到调整标准,如果不符合调整标准,则进行预警。