DE29920207U1 - Device for regulating the temperature of a plastic mass in an extruder - Google Patents
Device for regulating the temperature of a plastic mass in an extruderInfo
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Description
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Temperatur einer Kunststoffmasse in einem Extruder.The present invention relates to a device for controlling the temperature of a plastic mass in an extruder.
Bei der Herstellung von Kunststoffprofilen und -rohren wird ein Kunststoffmaterial in einem Extruder plastifiziert und durch eine oder mehrere Extruderschnecken zu einer Extrusionsdüse gefordert, die dem Profil die gewünschte Querschnittsform gibt, worauf das Profil ausgestoßen wird. Die Extruderschnecke ist in einem Extruderzylinder angeordnet, der einen wesentlichen Bauteil eines solchen Extruders darstellt. Die Temperatur des Kunststoffmaterials im Inneren des Extruderzylinders ist für das Extrusionsverfahren kritisch. Einerseits muß für einen ordnungsgemäßen Extrusionsvorgang eine gewisse Mindesttemperatur vorliegen, andererseits jedoch darf das Kunststoffmaterial nicht zu hoch erhitzt werden, um nicht zu verbrennen. Bei einer zu starken Erhitzung des Kunststoffmaterials, das im allgemeinen PVC ist, wird Salzsäure freigesetzt, die den Extruderzylinder und die Schnecke zerstört. Während des Extrusionsprozesses ist für die gleichmäßige Extrusionsqualität das Aufrechterhalten einer konstanten Temperaturführung von enormer Wichtigkeit.When manufacturing plastic profiles and pipes, a plastic material is plasticized in an extruder and fed through one or more extruder screws to an extrusion nozzle, which gives the profile the desired cross-sectional shape, after which the profile is ejected. The extruder screw is arranged in an extruder cylinder, which is an essential component of such an extruder. The temperature of the plastic material inside the extruder cylinder is critical for the extrusion process. On the one hand, a certain minimum temperature must be present for a proper extrusion process, but on the other hand, the plastic material must not be heated too high to avoid burning. If the plastic material, which is generally PVC, is heated too much, hydrochloric acid is released, which destroys the extruder cylinder and the screw. During the extrusion process, maintaining a constant temperature is extremely important for uniform extrusion quality.
Weiters ist es erforderlich, beim Hochfahren des Extruders möglichst rasch eine Temperatur im Inneren des Extruderzylinders zu erreichen, die in dem zulässigen Bereich zwischen der Minimaltemperatur und der Maximaltemperatur liegt.Furthermore, when starting up the extruder, it is necessary to reach a temperature inside the extruder cylinder as quickly as possible that lies within the permissible range between the minimum temperature and the maximum temperature.
Bei bekannten Verfahren zur Regelung der Innentemperatur ist ein Temperatursensor vorgesehen, der möglichst tief im Inneren des Extruderzylinders im Bereich der Öffnung für die Extruderschnecke die Innentemperatur mißt. Die zur Erreichung der gewünschten Innentemperatur erforderliche Wärmemenge wird über Heizvorrichtungen zugeführt, die an der Außenseite des Extruderzylinders angebracht sind. Damit ist im stationären Zustand eine einigermaßen genaue und zuverlässige Regelung der Innentemperatur möglich. Wenn dabei der Sollwert der Innentemperatur unterschritten wird, werden die Heizvorrichtungen so lange auf volle Leistung geschaltet, bis der Sollwert erreicht ist. Wird der Sollwert überschritten, werden die Heizvorrichtungen abgeschaltet, wobei gegebenenfalls durch Kühlung eine Überhitzung der Kunststoffmasse verhindert wird. Diese bekannte Lösung besitzt jedoch eine Reihe von Nachteilen. So kommt es auch bei einer sorgfältig abgestimmten Regelung der Innentemperatur zu Schwingungen der Innentemperatur um den Sollwert, so daß ein Teil der zugeführten Heizleistung periodisch durch Kühlung an der Außenseite des Zylinders wieder abgeführt werden muß, um eine Überhitzung des Materials zu vermeiden. Das bedeutet eine Verschwendung von Energie.In known methods for controlling the internal temperature, a temperature sensor is provided which measures the internal temperature as deep as possible inside the extruder cylinder in the area of the opening for the extruder screw. The amount of heat required to achieve the desired internal temperature is supplied via heating devices which are attached to the outside of the extruder cylinder. This enables reasonably precise and reliable control of the internal temperature in the stationary state. If the internal temperature falls below the setpoint, the heating devices are switched to full power until the setpoint is reached. If the setpoint is exceeded, the heating devices are switched off, with cooling being used if necessary to prevent the plastic mass from overheating. However, this known solution has a number of disadvantages. Even with carefully coordinated control of the internal temperature, the internal temperature fluctuates around the setpoint, so that part of the heat supplied must be periodically dissipated by cooling on the outside of the cylinder in order to prevent the material from overheating. This means a waste of energy.
Besonders kritisch bei bekannten Vorrichtungen ist jedoch der Anfahrvorgang des Extruders. Aus Gründen der Produktivität ist es erforderlich, den Extruder beim Anfahren möglichst rasch auf die Solltemperatur zu bringen. Dies bedeutet, daß die Heizvorrichtungen eine entsprechende Leistung aufweisen müssen, um die erforderliche Wärmemenge in möglichst kurzer Zeit zuzuführen. Dies bewirkt einen relativ steilen Anstieg der Innentemperatur des Extruderzylinders, wie dies an sich auch erwünscht ist. Durch die relativ große Wärmemenge, dieHowever, the start-up process of the extruder is particularly critical in known devices. For reasons of productivity, it is necessary to bring the extruder to the target temperature as quickly as possible when starting up. This means that the heating devices must have a corresponding output in order to supply the required amount of heat in the shortest possible time. This causes a relatively steep increase in the internal temperature of the extruder cylinder, which is actually desirable. Due to the relatively large amount of heat that
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&ngr;&agr;, das System eingebracht wird, steigt jedoch in einem solchen Fall die Innentemperatur auch nach dem Abschalten der Heizvorrichtung weiter an, so daß die Gefahr einer Überhitzung der Kunststoffmasse besteht. Außerdem kann in einem solchen Fall auch die vom Material her zulässige Maximaltemperatur an der Außenfläche des Extruderzylinders überschritten werden, so daß es zu einer Schädigung des Extruderzylinders kommt. Weiters hat sich herausgestellt, daß bei einer massiven Wärmeeinleitung in den Extruderzylinder Ungleichmäßigkeiten in der Wärmeverteilung auftreten, die zu einer unterschiedlichen Verformung und hier insbesonders zu einer unterschiedlichen Dehnung des Extruderzylinders in Axialrichtung führen. Dies bedeutet, daß sich die Achse des Extruderzylinders krümmt, was wiederum zu einer Beschädigung der darin angeordneten Extruderschnecken führen kann. ν, the system, the internal temperature continues to rise even after the heating device has been switched off, so that there is a risk of the plastic mass overheating. In addition, the maximum temperature permitted by the material on the outer surface of the extruder cylinder can be exceeded in such a case, resulting in damage to the extruder cylinder. It has also been found that if massive heat is introduced into the extruder cylinder, irregularities in the heat distribution occur, which lead to different deformation and, in particular, to different expansion of the extruder cylinder in the axial direction. This means that the axis of the extruder cylinder bends, which in turn can damage the extruder screws arranged therein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zur Regelung der Temperatur anzugeben, die einerseits eine präzise Einhaltung der gewünschten Solltemperatur im Inneren des Extruderzylinders ermöglicht und die andererseits ein schnelles Erreichen dieser Solltemperatur beim Anfahrvorgang gewährleistet.The object of the present invention is to avoid these disadvantages and to provide a device for controlling the temperature which, on the one hand, enables precise maintenance of the desired target temperature inside the extruder cylinder and, on the other hand, ensures rapid achievement of this target temperature during the start-up process.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß zusätzlich eine Temperaturmessung an der Außenseite des Zylinders vorgenommen wird und daß diese Außentemperatur als Korrekturgröße bei der Regelung der Innentemperatur berücksichtigt wird. Es hat sich herausgestellt, daß eine verbesserte Regelung der Innentemperatur möglich ist, wenn die jeweilige Außentemperatur berücksichtigt wird. Die Berücksichtigung wird dabei in der Weise erfolgen, daß unter sonst gleichen Umständen bei einer gegenüber der Innentemperatur wesentlich erhöhten Außentemperatur eine geringere Heizleistung aufgebracht wird und umgekehrt bei einer niedrigen Außentemperatur eine höhere Heizleistung aufgebracht wird, als dies der Fall wäre, wenn nur die Innentemperatur berücksichtigt wird. Wenn also beispielsweise die Innentemperatur um ein gewisses Ausmaß unterhalb des Sollwertes liegt, wird bei einem herkömmlichen Regler auf volle Heizleistung geschaltet. Bei dem Verfahren, nach dem die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet, ist dies zwar grundsätzlich auch der Fall, es wird jedoch zusätzlich die Außentemperatur berücksichtigt. Liegt diese bereits deutlich über der Innentemperatur, dann wird die Heizleistung um ein vorbestimmtes Ausmaß gedrosselt, oder gegebenenfalls gänzlich auf null gestellt. Die Regelung erfolgt dabei in der Weise, daß die Solltemperatur zwar möglichst schnell erreicht wird, jedoch nach Möglichkeit kein Überschwingen auftritt. Die entsprechenden Regelungsparameter lassen sich am günstigsten durch eine adaptive Regelung optimieren, die nach einem selbstlernenden Regelalgorithmus abläuft.According to the invention, a temperature measurement is also carried out on the outside of the cylinder and this outside temperature is taken into account as a correction value when regulating the inside temperature. It has been found that an improved regulation of the inside temperature is possible if the respective outside temperature is taken into account. This is taken into account in such a way that, all other things being equal, a lower heating output is applied when the outside temperature is significantly higher than the inside temperature and, conversely, a higher heating output is applied when the outside temperature is low than would be the case if only the inside temperature is taken into account. If, for example, the inside temperature is a certain amount below the setpoint, a conventional controller switches to full heating output. In the method according to which the device according to the invention works, this is also basically the case, but the outside temperature is also taken into account. If this is already significantly higher than the inside temperature, the heating output is throttled by a predetermined amount or, if necessary, set to zero entirely. The control is carried out in such a way that the target temperature is reached as quickly as possible, but if possible, no overshoot occurs. The corresponding control parameters can be optimized best by means of adaptive control, which runs according to a self-learning control algorithm.
Eine zusätzliche Absicherung gegenüber unerwünschten Materialbeanspruchungen kann dadurch verwirklicht werden, daß der Regler die Außentemperatur auf einen vorbestimmten Maximalwert begrenzt.Additional protection against undesirable material stresses can be achieved by having the controller limit the outside temperature to a predetermined maximum value.
Die Innentemperatur kann am zuverlässigsten durch einen Sensor gemessen werden, der von oben her in den Extruderzylinder eingeführt wird. Außerdem ist eine solche Lösung praktikabel, da der Sensor für Wartungszwecke leicht zugänglich ist. Die Außentemperatur sollte jedoch im unteren Bereich gemessen werden, da dieser für die Beanspruchung des Extruderzylinders kritisch ist.The most reliable way to measure the internal temperature is by using a sensor inserted into the extruder barrel from above. This solution is also practical because the sensor is easily accessible for maintenance purposes. However, the external temperature should be measured in the lower area, as this is critical for the stress on the extruder barrel.
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Eine besonders einfache Regelung ergibt sich, wenn die Differenz zwischen dem Meßwert der Innentemperatur und dem Meßwert der Außentemperatur als Korrekturglied bei der Regelung der Innentemperatur berücksichtigt wird.A particularly simple control system is obtained if the difference between the measured value of the indoor temperature and the measured value of the outdoor temperature is taken into account as a correction element when controlling the indoor temperature.
In einer besonders begünstigten Ausführungsvariante ist die Leistung der Heizvorrichtungen in der unteren Hälfte des Extruderzylinders größer als an der oberen Hälfte des Extruderzylinders. In überraschender Weise hat sich nämlich herausgestellt, daß eine in Umfangsrichtung gleichmäßige Heizleistungsverteilung nicht zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung im Extruderzylinder führt. Daher sind die thermisch bedingten Dehnungen des Extruderzylinders in Axialrichtung unterschiedlich, so daß es zu einer Krümmung der Extruderachse kommt, was extrem unerwünscht ist und zu einer Zerstörung der Extruderschnecken führen kann. Es hat sich herausgestellt, daß es vorteilhaft ist, im unteren Bereich des Extruderzylinders pro Flächeneinheit eine größere Wärmemenge aufzubringen, als im oberen Bereich. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Temperaturverteilung erreicht werden, wodurch eine unzulässige thermische Verformung des Extruderzylinders verhindert wird.In a particularly advantageous design variant, the power of the heating devices in the lower half of the extruder cylinder is greater than in the upper half of the extruder cylinder. Surprisingly, it has been found that a uniform heating power distribution in the circumferential direction does not lead to a uniform temperature distribution in the extruder cylinder. Therefore, the thermally induced expansions of the extruder cylinder in the axial direction are different, so that the extruder axis bends, which is extremely undesirable and can lead to the destruction of the extruder screws. It has been found that it is advantageous to apply a larger amount of heat per unit area in the lower area of the extruder cylinder than in the upper area. In this way, a uniform temperature distribution can be achieved, which prevents unacceptable thermal deformation of the extruder cylinder.
Eine Verbesserung der Regelungsdynamik kann dadurch erreicht werden, daß weiters eine Kühleinrichtung zur Kühlung des Extruderzylinders vorgesehen ist, die vorzugsweise als Gebläse ausgebildet ist, das auf den Extruderzylinder gerichtet ist. Besonders günstig ist es dabei, wenn die Heizeinrichtung mehrere Heizbänder aufweist, die jeweils in einem Kühlkörper angeordnet sind, und die sich an der Außenseite des Extruderzylinders in Umfangsrichtung erstrecken, und daß der weitere Sensor an einem Kühlkörper angeordnet ist. Dies ermöglicht einerseits eine einfache Anbringung des weiteren Sensors und andererseits eine genaue Messung, da sich herausgestellt hat, daß die so gemessene Außentemperatur sehr gut den tatsächlich auftretenden Temperaturspitzen entspricht.An improvement in the control dynamics can be achieved by providing a cooling device for cooling the extruder cylinder, which is preferably designed as a fan that is directed at the extruder cylinder. It is particularly advantageous if the heating device has several heating bands, each of which is arranged in a cooling body and which extend in the circumferential direction on the outside of the extruder cylinder, and if the additional sensor is arranged on a cooling body. This enables the additional sensor to be attached easily on the one hand and enables precise measurement on the other, since it has been found that the outside temperature measured in this way corresponds very well to the temperature peaks that actually occur.
Weiters betrifft die Erfindung einen Extruder, zur Herstellung von Kunsttoffprofilen mit einem Extruderzylinder, in dem mindestens eine Schnecke zur Plastifizierung und Förderung von plastifiziertem Kunststoffmaterial vorgesehen ist, der eine Vorrichtung zur Regelung der Temperatur, wie sie oben beschrieben worden ist, aufweist.Furthermore, the invention relates to an extruder for producing plastic profiles with an extruder cylinder in which at least one screw is provided for plasticizing and conveying plasticized plastic material, which has a device for controlling the temperature as described above.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.In the following, the present invention is explained in more detail with reference to the embodiments shown in the figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Extruder,Fig. 1 shows schematically a section through an extruder according to the invention,
Fig. 2 und 3 Diagramme, die den Temperaturverlauf in der Wand des Extruderzylinders darstellen,Fig. 2 and 3 Diagrams showing the temperature profile in the wall of the extruder barrel,
Fig. 4 ein Detail der Heizvorrichtung undFig. 4 a detail of the heating device and
Fig. 5 ein Blockdiagramm der Temperaturregelung.Fig. 5 is a block diagram of the temperature control.
Der Extruder von Fig. 1 weist einen Extruderzylinder 1 auf, in dem eine Ausnehmung 2 angeordnet ist, die zur Aufnahme von zwei nicht dargestellten Extruderschnecken bestimmt ist. Der Extruderzylinder 1 ist von einer Heizvorrichtung 3 umgeben, die aus einer oberen Hälfte 3a und einer unteren Hälfte 3b besteht. Die Heizvorrichtung 3 besitzt dabei im Bereich derThe extruder of Fig. 1 has an extruder cylinder 1 in which a recess 2 is arranged, which is intended to accommodate two extruder screws (not shown). The extruder cylinder 1 is surrounded by a heating device 3, which consists of an upper half 3a and a lower half 3b. The heating device 3 has in the area of the
unteren Hälfte 3b eine Leistung, die etwa um 10% größer ist als im Bereich der oberen Hälfte 3a.lower half 3b a power that is about 10% higher than in the upper half 3a.
Ein erster Temperatursensor 4 mißt die Temperatur im Inneren des Extruderzylinders 1 möglichst nahe der Ausnehmung 2. Der Temperatursensor 4 ist dabei senkrecht von oben eingeführt. Gegenüberliegend dem ersten Temperatursensor 4 ist ein weiterer Temperatursensor 5 an der Unterseite des Extruderzylinders 1 angeordnet. Der Temperatursensor 5 ist vorzugsweise an einem Kühlkörper eines Heizbandes angeordnet.A first temperature sensor 4 measures the temperature inside the extruder cylinder 1 as close as possible to the recess 2. The temperature sensor 4 is inserted vertically from above. Opposite the first temperature sensor 4, a further temperature sensor 5 is arranged on the underside of the extruder cylinder 1. The temperature sensor 5 is preferably arranged on a heat sink of a heating band.
Zur gleichmäßigen Kühlung wird ein geteiltes Gebläse verwendet, mit einer getrennten Luftführung in einer äußeren Mantelkammer 6. Über eine obere Öffnung 7 strömt die Kühlluft entlang der Pfeile 8 um den Zylinder 1 und an der Unterseite über weitere Öffnungen 9 nach außen. Mit dieser Ausführung wird eine besonders symmetrische Kühlwirkung erreicht, weil der Kühlluftstrom geteilt und gleichmäßig an beiden Außenseiten geführt wird.For uniform cooling, a split fan is used, with a separate air duct in an outer jacket chamber 6. The cooling air flows through an upper opening 7 along the arrows 8 around the cylinder 1 and outwards at the bottom through further openings 9. This design achieves a particularly symmetrical cooling effect because the cooling air flow is split and guided evenly on both outer sides.
In der Fig. 4 ist der Aufbau der Heizvorrichtung 3 im Detail gezeigt. Auf dem nur angedeuteten Zylinder 1 sind Kühlringe 10 mit einem U-formigen Querschnitt in Umfangsrichtung aufgebracht. Zwischen den abstehenden Schenkeln 10a sind Heizbänder 11 angeordnet. Der Temperatursensor 5 ist an dem am Zylinder 1 anliegenden Schenkel 10b eines Kühlrings 10 angebracht.The structure of the heating device 3 is shown in detail in Fig. 4. Cooling rings 10 with a U-shaped cross section are applied in the circumferential direction to the cylinder 1, which is only indicated. Heating bands 11 are arranged between the protruding legs 10a. The temperature sensor 5 is attached to the leg 10b of a cooling ring 10 that rests against the cylinder 1.
Bei herkömmlichen Regelungsvorrichtungen wird die Innentemperatur Ti durch einen PID-Regler auf einen bestimmten Sollwert geregelt, der für den Extrusionsprozeß optimal ist. Üblicherweise ist dabei der PID-Regler softwaremäßig in einer entsprechenden Steuerschaltung implementiert. Bei der vorliegenden Erfindung wird grundsätzlich der gleiche PID-Regelalgorithmus verwendet, wobei jedoch anstelle der gemessenen Innentemperatur Ti ein fikitiver Wert Ti* als Regelgröße verwendet wird, der sich beispielsweise nach folgender Formel (1) berechnet:In conventional control devices, the internal temperature Ti is controlled by a PID controller to a specific setpoint that is optimal for the extrusion process. The PID controller is usually implemented in software in a corresponding control circuit. In the present invention, the same PID control algorithm is used in principle, but instead of the measured internal temperature Ti, a fictitious value Ti* is used as the control variable, which is calculated, for example, according to the following formula (1):
Ti* = Ti+k(AT-A) mit AT = Ta-Ti (1)Ti* = Ti+k(AT-A) with AT = Ta-Ti (1)
Die Faktoren k und A werden von vorbestimmten Ausgangswerten ausgehend solange verändert, bis ein optimales Regelverhalten gegeben ist. Dies kann besonders bevorzugt durch einen selbstlernenden Regelalgorithmus optimiert werden. Wie aus der Formel ersichtlich, geht in den Korrekturterm die Temperaturdifferenz &Dgr;&Tgr; zwischen der Außentemperatur Ta und der Innentemperatur Ti ein. Diese Temperaturdifferenz wird mit einem Faktor A korrigiert, der einer normalen Temperaturdifferenz zwischen Außentemperatur und Innentemperatur im Gleichgewichtszustand entspricht. Damit wird erreicht, daß die fiktive Temperatur Ti* im Gleichgewichtszustand der tatsächlichen Innentemperatur Ti gleich ist. Der Faktor A wird im allgemeinen positiv sein, da ein Teil der aufgebrachten Heizleistung nach außen abgestrahlt wird. In bestimmten Fällen, bei denen durch die mechanische Reibung des extrudierten Materials und der Extruderschnecken im Inneren des Extruderzylinders eine relativ große Wärmemenge erzeugt wird, kann der Faktor A auch einen negativen Wert annehmen. In Abhängigkeit vom Extruder, vom erzeugten Profil, vom Material und von den Betriebsbedingungen kann der Wert von A zwischen -20° und 80° schwanken.The factors k and A are changed from predetermined initial values until an optimal control behavior is achieved. This can be optimized particularly preferably by a self-learning control algorithm. As can be seen from the formula, the temperature difference Δ�T between the outside temperature Ta and the inside temperature Ti is included in the correction term. This temperature difference is corrected with a factor A that corresponds to a normal temperature difference between the outside temperature and the inside temperature in the equilibrium state. This ensures that the fictitious temperature Ti* in the equilibrium state is equal to the actual inside temperature Ti. The factor A will generally be positive because part of the applied heating power is radiated outwards. In certain cases in which a relatively large amount of heat is generated inside the extruder barrel due to the mechanical friction of the extruded material and the extruder screws, the factor A can also assume a negative value. Depending on the extruder, the profile produced, the material and the operating conditions, the value of A can fluctuate between -20° and 80°.
Der Proportionalitätskoeffizient k steuert das Ausmaß der Korrektur und wird innerhalb eines zulässigen Bereichs von 0,1 bis 0,8 optimiert.The proportionality coefficient k controls the extent of the correction and is optimized within an allowable range of 0.1 to 0.8.
In den Fig. 2 und 3 sind typische Temperaturverläufe über die Wandstärke des Extruderzylinders 1 dargestellt. Auf der senkrechten Achse ist dabei die radiale Abmessung r aufgetragen, wobei mit I die innere Oberfläche und mit A die äußere Oberfläche des Extruderzylinders 1 bezeichnet ist. Auf der waagrechten Achse ist die Temperatur aufgetragen. Wie bereits oben erwähnt, wird die Innentemperatur Ti nicht direkt an der inneren Oberfläche gemessen, sondern in einem Abstand davon. Der durch diesen Abstand verursachte Fehler ist jedoch im allgemeinen vernachlässigbar. In der Fig. 2 ist ein typischer instationärer Vorgang während des Aufheizens dargestellt. Die Innentemperatur Ti ist noch relativ gering, während die Außentemperatur Ta durch die von außen aufgebrachte Heizleistung relativ groß ist. In der Fig. 3 ist im Gegensatz ein Zustand dargestellt, der nach massivem Einsatz der Kühlung gegeben ist. Die Außentemperatur Ta ist dabei deutlich geringer als die Innentemperatur Ti.Fig. 2 and 3 show typical temperature profiles across the wall thickness of the extruder cylinder 1. The radial dimension r is plotted on the vertical axis, with I designating the inner surface and A the outer surface of the extruder cylinder 1. The temperature is plotted on the horizontal axis. As already mentioned above, the internal temperature Ti is not measured directly on the inner surface, but at a distance from it. However, the error caused by this distance is generally negligible. Fig. 2 shows a typical unsteady process during heating. The internal temperature Ti is still relatively low, while the external temperature Ta is relatively high due to the heating power applied from the outside. In contrast, Fig. 3 shows a state that occurs after massive use of cooling. The external temperature Ta is significantly lower than the internal temperature Ti.
Ion der Fig. 5 ist eine Regelvorrichtung schematisch in einem Blockdiagramm dargestellt. In einem Funktionsblock B wird die obige Formel (1) ausgewertet und T* berechnet. In einem eigentlichen Regler PID wird T* mit TS0LL verglichen und eine Regelgröße berechnet. In einem anschließenden Glied MAX wird die Regelgröße korrigiert, um zu verhindern, daß eine höchstzulässige Außentemperatur überschritten wird. Die korrigierte Regelgröße P ist ein Maß für die zuzuführende Heizenergie, bzw. die erforderliche Kühlung im negativen Fall.In Fig. 5, a control device is shown schematically in a block diagram. In a function block B, the above formula (1) is evaluated and T* is calculated. In an actual PID controller, T* is compared with T S0LL and a controlled variable is calculated. In a subsequent element MAX, the controlled variable is corrected in order to prevent a maximum permissible outside temperature from being exceeded. The corrected controlled variable P is a measure of the heating energy to be supplied or the cooling required in the negative case.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Innentemperatur in einem Extruderzylinder präziser auf einen bestimmten Sollwert zu regeln und gleichzeitig eine schnellere Aufheizung im Anfahrbetrieb zu erreichen.The present invention makes it possible to control the internal temperature in an extruder cylinder more precisely to a certain setpoint and at the same time to achieve faster heating during start-up operation.
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