6第3章高分子材料工程中的计算机控制

计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制1本章主要内容3.1计算机控制系统的基本概念3.2过程通道与数据采集3.3高分子材料加工中的计算机控制计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制23.1计算机控制系统的基本概念3.1.1生产控制系统的发展3.1.2简单的计算机控制系统3.1.3计算机控制系统的分类3.1.4计算机工业控制系统的基本功能及其结构组成3.1.5计算机控制系统中的计算机分类计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制33.1.1生产控制系统的发展（1）人工控制（2）常规仪表控制系统（3）计算机控制系统计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制4控制信号设定值被控变量比较偏差调节器执行器被控制过程检测元件及变送器测量值扰动常规仪表控制系统自动控制器热水冷水蒸汽温度测量装置排水图1-2热力系统的自动反馈控制控制阀计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制73.1.2简单的计算机控制系统（1）原理框图控制信号设定值被控变量比较偏差调节器执行器被控制过程检测元件及变送器测量值扰动计算机计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制83.1.2简单的计算机控制系统（2）实时控制系统实时监测实时决策实时控制控制信号设定值被控变量比较偏差调节器执行器被控制过程检测元件及变送器测量值扰动计算机实时控制实时监测实时决策计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制9（3）计算机控制系统的一般概念执行算数、逻辑操作输入、输出操作计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制103.1.3计算机控制系统的分类（1）开环控制系统定义：如果系统的输出量与输入量间不存在反馈的通道，这种控制方式称为开环控制系统。计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制113.1.3计算机控制系统的分类（1）开环控制系统特点无反馈信号离线系统只输出结果计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制123.1.3计算机控制系统的分类（1）开环控制系统开环控制系统的分类①生产过程的巡回检测和数据处理系统②操作指导控制系统计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制133.1.3计算机控制系统的分类（2）闭环控制系统定义闭环控制系统是指被控对象一方面接受计算机的控制，另一方面又将自己的输出经过测量部件反馈给计算机作为一路输入，从而使被控对象、测量部件、计算机、执行机构等构成一个闭合回路。计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制143.1.3计算机控制系统的分类（1）闭环控制系统特点输出信号对控制作用有直接影响闭合回路计算机功能集成计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制153.1.3计算机控制系统的分类（1）闭环控制系统应用举例被控参数筒温计算机桶温设定值调节器执行机构料筒温度监测塑料注塑机料桶温度的计算机控制系统基本框图D/A+-A/D计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制163.1.3计算机控制系统的分类（1）闭环控制系统闭环控制系统的分类①直接数字控制系统(directdigitalcontrol)②监督控制系统(supervisorycomputercontrol)SCC加模拟调节器的控制系统SCC加DDC系统计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制173.1.3计算机控制系统的分类（3）分布式控制系统若干台微处理器或微型计算机控制功能分散相互独立（4）集散控制系统计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制183.1.3计算机控制系统的分类（4）集散控制系统以微处理器为基础的集中分散型控制系统管理计算机基本控制器操作台监控计算机数据采集器数据输入面板基本控制器工业对象高速数据通道大规模中规模小规模集散控制系统基本结构简图计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制193.1.3计算机控制系统的分类计算机控制系统开环控制系统闭环控制系统分布式控制系统-分级式控制系统集散控制系统(DCS)监督控制系统（SCC）直接数字控制系统（DDC）操作指导控制系统生产过程的巡回检测和数据处理系统SCC加模拟控制器的控制系统SCC加DDC控制系统计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制203.1.4计算机工业控制系统的基本功能及其结构组成(1)计算机工业控制系统的基本功能模拟量采集，转换及显示模拟量参数的越限报警被控参数的闭环自动控制各种流量的累计计算各种开关量输入和输出信号生产工艺流程图动态趋势曲线的屏幕显示工艺参数的记录及打印完成于上位机的通信计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制213.1.4计算机工业控制系统的基本功能及其结构组成（2）计算机工业控制系统结构组成两部分：硬件组成软件组成计算机系统微型计算机工业控制系统硬件部分软件部分被控工业对象工业自动化仪表外部设备计算机主机外围设备系统软件语言程序管理操作系统服务程序应用软件计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制233.1.5计算机工业控制系统中计算机的分类(1)单片机(2)可编程序逻辑控制器（PLC）(3)STD总线工业控制机(4)工业PC机计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制243.2过程通道与数据采集5.2.1输入输出过程通道（1）过程通道的作用模拟量数字量计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制253.2过程通道与数据采集3.2.1输入输出过程通道（2）过程通道的种类模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制263.2过程通道与数据采集3.2.2数据采集（1）检测与转换技术反映物理量的电信号（2）传感器能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置（3）变送器输出标准信号的传感器计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制273.2过程通道与数据采集3.2.3控制仪表与装置（1）调节器以消除扰动，使被调节参数回到给定值。（2）执行器接受调节器的控制信号，自动改变操作变量计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制283.3高分子材料加工中的计算机控制3.3.1注塑成型的计算机控制（1）注塑机微机控制系统的功能顺序控制过程控制注塑产品的质量控制集中管理和集中监视控制计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制293.3高分子材料加工中的计算机控制3.3.1注塑成型的计算机控制（2）注塑成型的顺序控制各种动作和位置控制模具装置的周期动作控制注射装置的周期运动控制注射、保压、冷却计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制303.3高分子材料加工中的计算机控制3.3.1注塑成型的计算机控制（3）注塑成型的过程控制温度控制①料筒及喷嘴温度②模具温度注射速度的控制压力控制①保压控制②背压控制计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制31速度/压力切换截止压力控制注塑阶段时间充模阶段保压阶段加料阶段注塑控制注射速度控制保压控制背压控制注射过程不同阶段对应的控制变量计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制323.3高分子材料加工中的计算机控制3.3.1注塑成型的计算机控制（2）典型的注塑机的计算机控制系统主要控制内容有：速度、转速的修正分阶段设定速度和转速工序自动转换成型工艺条件的确定温度、时间、模具紧固装置的监控计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制33料斗模具注射活塞料筒和螺杆1234型腔压力过程控制器活塞位置油液压位置液压动力装置滤油器阀位功能1后退2保压控制3背压控制4注射速度控制注塑机过程控制的构成示意图计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制343.3高分子材料加工中的计算机控制3.3.2挤出成型的计算机控制（1）挤出成型加工的控制要求熔体保持相同的压力、温度和剪切过程（2）计算机在塑料挤出机上的应用成型机头上应用机筒和螺杆上的应用计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制353.3高分子材料加工中的计算机控制3.3.2挤出成型的计算机控制（3）挤出机计算机控制系统功能的实现挤出压力波动监测出口熔体声波监测螺杆转速、牵引率监测塑料挤出机多路高精度测控模块嵌入式薄型工控机串行通信接口1测量2测量结果反馈测量值以彩色图形显示强电执行系统由测量值计算控制量计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制373.3高分子材料加工中的计算机控制3.3.2挤出成型的计算机控制（4）挤出成型控制举例(管材挤出)重量式供给装置成型模头的温度和压力测定制品的厚度计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制38思考题1过程通道的作用？2开环控制和闭环控制的根本区别？3注塑成型顺序控制的具体内容？4注塑成型过程控制的具体内容？5挤出成型控制和注塑成型控制的区别？(注：手写，打印不收)接触器温控器继电器变频器伺服控制器运动控制单元支持软件激光位移传感器位置控制模块光电传感器液位传感器计算机在高分子材料与工程中的应用第3章高分子材料工程中的计算机控制44上机指导-第三部分SolidWorks模具设计综合训练内容要求3.1塑件产品建模实例训练3.2模具成型零件造型训练