Einleitung

Temperaturregelung des Plastics Processing Frameworks

Der Temperaturregler des Plastics Processing Frameworks wurde auf

• ein schnelles Anregeln,
• überschwingfreies Führungsverhalten,
• schnelles Ausregeln von Störungen,
• optimales Heiz- und Kühlverhältnis,
• selbstständige Parameterermittlung und
• exaktes Führungsverhalten während der Produktion

optimiert. Diese Anforderungen sind mit einem normalen PID-Regler nicht zu realisieren, wodurch neben dem PID-Regler weitere Algorithmen implementiert wurden.

Das folgende Bild zeigt schematisch den Aufbau des Reglers.

Ermittlung der Streckenparameter:

• Findet über das Wendetangentenverfahren statt.
• Getrennte Regelparameterermittlung für das Heizen und Kühlen.
• Ermittlung des Vorsteueranteils (Idle-Load):
• Mindert das Überschwingen bei Sollwertänderung.
• Parameterermittlung muss im eingeregelten Zustand durchgeführt werden.
• Dauert nur einige Sekunden und beeinflusst nicht die Ist-Temperatur.

Das Regelverhalten:

• Große Sollwertsprünge: Regelt der Beckhoff Algorithmus. Nach dem Erreichen der Solltemperatur wird der PID-Regler hinzu geschaltet. Durch die optimal aufeinander abgestimmten Regler-Kombinationen ist ein schnelles und überschwingfreies Ausregeln möglich.
• Kleine Sollwertsprünge: Werden durch einen modifizierten PID-Regler geregelt, welcher auf den Umgang mit großen Totzeiten optimiert wurde.
• Exaktes Führungsverhalten: Um ein exaktes Führungsverhalten während der Produktion zu garantieren, sind neben dem PID-Regler weitere Stabilisierungsmaßnahmen, wie zum Beispiel die Berücksichtigung von Transport- und Friktionsenergie, getroffen worden.

Weitere Besonderheiten des Reglers:

• Unterstützung üblicher Thermoelemente und Pt-Sensoren. 
• Error-Heating: Ermöglicht das Produzieren auch bei Temperaturfühlerdefekt.
• Extruder-Kompensation: Berechnet die Scherleistung und den Materialtransport in den Prozesswert mit ein.
• Zoning: Verteilung der Einschaltzeiten innerhalb eines PWM-Zyklus vermeidet unnötige Leistungsspitzen.
• Leistungskontrolle Heizbänder: Misst und überprüft die Heizleistung der Heizbänder.
• I/O-Swap: Ist ein Ein- bzw. Ausgangskanal defekt, so kann dieser vom Bediener im laufenden Betrieb vom einen zum anderen Kanal umgelenkt werden.
• Der Temperaturregler übernimmt die gesamte Klemmenkommunikation, sodass der Regler lediglich parametriert werden muss.
• Es stehen Lade- und Speicherroutinen zur separaten Speicherung der Produkt- und Maschinendaten zur Verfügung.
• Es stehen verschiedene Filterfunktionen (z.B. HMI-Filter) zur Verfügung.
• Es stehen Funktionen zum Alarmhandling bereit.
• Die Bibliothek überwacht:
• den Betriebszustand der Klemmen,
• das Autotuning,
• ob die aktuelle Temperatur bestimmte Grenzwerte überscheitet,
• ob zur Heizleistungsausgabe eine angemessene Temperaturänderung vorliegt.

Nützliche Hinweise:

• Beispielprogramm: siehe Knowledge Base unter Inbetriebnahme.
• Inbetriebnahmeanleitung: siehe Knowledge Base.
• Wie binde ich weitere Funktionen ein (Leistungsmessung, Scope-Funktionen usw.): siehe Knowledge Base in den FAQs.