MXPA02007763A

MXPA02007763A - Controlador de temperatura de extrusor con reajuste de temperatura estable.

Info

Publication number: MXPA02007763A
Application number: MXPA02007763A
Authority: MX
Inventors: Saulius Tomas Eiva
Original assignee: Davis Standard Corp
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-10-11
Also published as: EP1254012B1; AU3493301A; US20030211189A1; CA2399117C; KR100865181B1; CN1416388A; DE60116057T2; AU783412B2; WO2001058667A1; JP2003525143A; CA2399117A1; KR20020073583A; US6755564B2; CZ20022695A3; EP1254012A1; CN1217782C; DE60116057D1; JP3799273B2; ATE313423T1

Abstract

La invencion es un controlador de temperatura de extrusor para un barril de extrusor. El controlador de temperatura de extrusor incluye un elemento para determinar una velocidad de helice real, y tiene un elemento para almacenar una pluralidad de velocidades de helice. Cada miembro de la pluralidad de velocidades de helice almacenadas tiene un valor de reajuste de temperatura almacenado correspondiente. El controlador de temperatura de extrusor tiene un elemento para comparar y seleccionar, que compara la velocidad de helice real con cada una de la pluralidad de velocidades de helice almacenadas, y selecciona una velocidad de helice determinada con anterioridad. La velocidad de helice determinada con anterioridad tiene una desviacion mas pequena de la velocidad de helice real que cualquier otro miembro de las velocidades de helice almacenadas, comparadas. El controlador incluye ademas un elemento para generar una senal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor. La senal impulsora de salida de control es el valor de reajuste de temperatura almacenado correspondiente para la velocidad de helice determinada con anterioridad. La invencion incluye ademas un elemento para retardar una alarma de control durante un tiempo determinado previamente, cuando el elemento para generar una senal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor opera a, o cerca de la maxima capacidad. La invencion incluye un metodo para controlar la temperatura de un barril de extrusor.

Description

CONTROLADOR DE TEMPERATURA DE EXTRUSOR CON REAJUSTE DE TEMPERATURA ESTABLE 1. Campo de la Invención La invención se relaciona con un controlador de temperatura de extrusor con un reajuste de temperatura estable, y un método para controlar la temperatura de un material fundido en un dispositivo de extrusión. Específicamente, la invención se relaciona con un controlador de temperatura de extrusor y un método para controlar la temperatura de un extrudado fundido, en donde la alarma de control se retrasa durante un tiempo determinado previamente cuando genera una señal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor en, o cerca de una capacidad máxima de un sistema extrusor. 2. Descripción de la Técnica Anterior los dispositivos de extrusión se usan frecuentemente en la industria de los plásticos u otras industrias, para fundir, combinar, formar y solidificar de manera continua plásticos u - otros materiales a una forma deseada. Los dispositivos de extrusión típicos incluyen una hélice giratoria alojada coaxialmente adentro de un barril calentado, de forma cilindrica. La hélice gira adentro del barril e impulsa un material de extrusión, tal como plástico, a través del barril. El material de^extrusión se empuja a fuerzas a través de un troquel o apertura en el extremo del barril. Una caida de temperatura, que ocurre cuando el material de extrusión deja el barril calentado, permite que el material se solidifique en una forma moldeada que se determina por el perfil del troquel. Se debe controlar la temperatura del material de extrusión o plástico adentro del barril del extrusor, con el propósito de que permanezca tan cerca como sea posible a una temperatura deseada. Se puede operar un barril del extrusor para controlar la temperatura del material de extrusión adentro del barril bajo una o más de tres condiciones. Un barril del extrusor puede (1) añadir calor a un material, (2) extraer calor del material, o (3) mantener el calor de un material. La tercera condición para mantener una temperatura de un material de extrusión ocurre xuando un extrusor se opera a una velocidad en donde el calor por la fricción del material de extrusión creada, a medida que se procesa el material en el barril del extrusor, es aproximadamente igual a la pérdida de calor del barril del extrusor. Esta condición de ninguna ganancia o pérdida de calor se conoce como una condición "adiabática". La mayoría de los dispositivos de extrusión tienen una pluralidad de zonas de intercambio de calor. La temperatura de cada zona de intercambio de calor se puede controlar independientemente, de tal manera que una o más zonas de intercambio de calor calienten el material que se esté procesando, mientras que las zonas de intercambio de calor restantes estén en una condición adiabática, o estén enfriando el material de extrusión. Es común que una zona de intercambio de calor cerca del extremo de un barril del extrusor se use para enfriar un material de extrusión, antes de que se extruya el material a través del troquel. Este procedimiento permite que el material de extrusión se solidifique rápidamente después de salir del troquel. Un barril del extrusor, típicamente, tiene ocho zonas de intercambio de calor, pero el número de zonas puede variar. Un dispositivo de extrusor puede controlar la temperatura de su barril del extrusor con elementos de intercambio de calor. Los elementos de intercambio de calor pueden ser (1) calentadores tales como calentadores resistivos, los cuales incrementan la temperatura del barril del extrusor y (2) tubos de enfriamiento para hacer circular agua u otro enfriador, con el propósito de disminuir la temperatura del barril del extrusor. Se pueden usar elementos de intercambio de calor alternativos. Por ejemplo, la estructura de enfriamiento puede ser un casquillo con aletas con un soplador que haga circular aire más allá de las aletas . En los barriles de extrusor están colocados detectores de temperatura, tales como termopares, para señalar la temperatura en la ubicación del detector. Usualmente se proporcionan dos termopares por zona del barril, y se aislan eléctricamente uno del otro. Un primer termopar se conoce como el termopar "A" del par, y está colocado en la superficie interna del barril del extrusor. Un segundo termopar se conoce como el termopar "B" del par, y está colocado en el interior del casquillo calentador/enfriador. Cada zona del extrusor se proporciona igualmente con un par de termopares, A y B, colocados de la misma manera. Un sistema extrusor enfriado por aire también tiene el termopar B en el interior del casquillo. Un controlador de temperatura de extrusor recibe señales desde los detectores de temperatura. El controlador de temperatura del extrusor determina si la temperatura de una zona de intercambio de calor dada está demasiado fria o demasiado caliente y, de ser necesario, señala a los elementos de intercambio de calor apropiados que incrementen o disminuyan el calor en la zona particular regulada por ese controlador. El barril del extrusor y los elementos de intercambio de calor son sumideros de calor y, por medio de eso, provocan un retraso entre la señalización de instrucciones por parte del controlador de temperatura de extrusor, para incrementar o disminuir la temperatura de una zona. Por ejemplo, cuando el controlador de temperatura de extrusor da instrucciones a un elemento calentador para que deje de aplicar calor, la energía almacenada en el elemento calentador continúa calentando esa zona del barril del extrusor. Este calentamiento continuo provoca que la temperatura del barril del extrusor continúe subiendo en esa zona. La demora entre la emisión de una instrucción desde el controlador de temperatura de extrusor y la respuesta de los elementos de intercambio de calor provoca que la temperatura del barril del extrusor oscile hacia la temperatura deseada. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,866,669 de Gardiner y la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 3,751,014 de Waterloo están dirigidas al problema de oscilación de las temperaturas del barril del extrusor. En los sistemas descritos en las patentes de Gardiner y Waterloo, una primera sonda de temperatura o termopar proporciona una medición de temperatura "profunda" representativa de la temperatura del material de extrusión. Un segundo termopar está colocado adentro del casquillo que rodea el barril del extrusor para proporcionar una medición de temperatura "poco profunda" representativa de la temperatura de los elementos de intercambio de calor. Las señales eléctricas del par de termopares se combinan para proporcionar un valor promedio. El controlador de temperatura de extrusor monitorea el valor por medio y activa de manera selectiva los elementos de calentamiento y enfriamiento para mantener el valor promedio a una temperatura que sea aproximadamente igual a un punto de ajuste representativo de la temperatura deseada para el material de extrusión. El control de los elementos de intercambio de calor por medio de un controlador de temperatura de extrusor que responda a un valor promedio para la temperatura en lugar de la temperatura real del material de extrusión, que se esté procesando, reduce las oscilaciones de temperatura y/o señales de control. Un ejemplo de esa oscilación de temperatura ocurre durante las condiciones operacionales en donde un elemento de calentamiento xesistivo aplica calor para incrementar la temperatura de un barril del extrusor. Mientras el elemento de calentamiento está activo, la medición de temperatura poco profunda es más alta que la medición de temperatura profunda. Esta diferencia de temperatura ocurre porque la sonda de temperatura poco profunda se coloca en la vecindad del elemento de calentamiento activado. De conformidad con lo anterior, el valor promedio del controlador de temperatura del extrusor también es mayor que la medición profunda o la temperatura real del material de extrusión. El valor promedio alcanza el punto de ajuste de temperatura, mientras que la temperatura real del material de extrusión todavía está debajo de la temperatura deseada. El controlador de temperatura del extrusor inactiva el elemento de calentamiento después de que el valor promedio alcanza el punto de ajuste de temperatura, pero antes de que el material de extrusión alcance la temperatura del material de extrusión hacia la temperatura deseada. Esas oscilaciones de temperatura también pueden ocurrir durante condiciones operacionales en donde se está disminuyendo la temperatura del material de extrusión. La inactivación de los elementos de intercambio de calor antes de que el material de extrusión haya alcanzado la temperatura deseada, evita que la temperatura del material de extrusión "pase rápidamente por encima" de la temperatura deseada, lo cual puede provocar oscilaciones de temperatura indeseables. Esta ventaja se consigue a costa de una reducción en la exactitud con la cual se controla la temperatura del material de extrusión. Más específicamente, puesto que el controlador de temperatura de extrusor opera para corregir la temperatura únicamente cuando el valor de temperatura promedio se desvia de la temperatura deseada, el controlador de temperatura de extrusor pudiera no intentar ajustar la temperatura, aún cuando la temperatura del material de extrusión permanece debajo de una temperatura elevada deseada o sobre una temperatura de enfriamiento deseada . La Patente de Reemisión de los Estados Unidos de Norteamérica 31, 903 de Faillace describe un controlador de temperatura de extrusor que anticipa los cambios de temperatura en un barril de extrusor. Este sistema monitorea un valor de temperatura promedio para determinar cuando la temperatura no ha cambiado significativamente durante un periodo de tiempo especificado, o cuando el sistema se ha "estabilizado" . Una vez que el sistema se ha estabilizado, este controlador de temperatura de extrusor examina la temperatura real del material de extrusión, según se indica por la medición profunda, y compara la temperatura real con la temperatura deseada. Si la temperatura real es significativamente diferente de la temperatura deseada, este controlador de temperatura de extrusor calcula y cambia el punto de ajuste de temperatura, con el propósito de que el valor promedio parezca requerir un ajuste de temperatura. Si la temperatura real del material de extrusión es, por ejemplo, demasiado baja, el controlador de temperatura de extrusor de Faillace eleva el punto de ajuste sobre la temperatura deseada. El valor promedio está entonces debajo del punto de ajuste, lo cual provoca que el controlador de temperatura de extrusor ajuste la temperatura hasta que el valor promedio sea aproximadamente igual al punto de ajuste de temperatura. Son normales los cambios en la velocidad de rotación de la hélice del extrusor o "velocidad de la hélice" durante el arranque y la detención de una linea de extrusión. Sin embargo, los cambios de velocidad de rotación de la hélice típicamente provocan una variación de carga térmica, lo cual es inoportuno en un proceso de extrusión. Un ejemplo de esta condición ocurre en procesos de moldeo por soplado, en donde la pieza moldeada se llega a atorar _cuando sale del molde. Los detectores, los cuales detectan la pieza atorada, detienen rápidamente el sistema extrusor con el propósito de evitar otros aforamientos y daño potencial al sistema de molde. Durante operación normal en un proceso de moldeo por soplado el sistema extrusor funciona a una velocidad establecida previamente. El controlador de temperatura de extrusor de la Patente de Reemisión de Faillace, en un proceso de moldeo por soplado resuelve un valor de reajuste para cada zona de intercambio de calor. El valor de reajuste es proporcional al desfasamiento de temperatura para esa zona de intercambio de calor, que es proporcional a la carga térmica para esa zona de intercambio de calor. El controlador de temperatura de extrusor de Faillace resuelve un valor de reajuste para cada zona de intercambio de calor individualmente. Cuando un sistema extrusor para un proceso de moldeo por soplado, usando el controlador de la Patente de Reemisión de Faillace, se detiene debido a un aforamiento, típicamente éste se reinicia dentro de unos poco minutos. El tiempo mínimo que debe estar estable en control una zona de intercambio de calor o "tiempo de estabilidad de reajuste minimo" es de aproximadamente cuatro minutos. El tiempo real durante el cual una zona de intercambio de calor se recupera de un cambio de paso en la carga, tal como una condición de paro súbito, es de aproximadamente 10 a 12 minutos. Por lo tanto, el elemento de reajuste en el controlador de temperatura de extrusor de Faillace no puede responder lo suficientemente rápido como para compensar por un cambio de paso en la carga, que dura durante menos de 10 a 12 minutos. El resultado de esta condición es que una zona de intercambio de calor se desfasa en temperatura igual a la diferencia en la carga térmica a la velocidad de hélice en funcionamiento normal, en comparación con la velocidad de hélice en el paro. En adición, si el sistema extrusor permanece detenido durante un periodo de tiempo que permita que se active el reajuste, tal como cuando se despeja una pieza atorada y el sistema extrusor regresa a una velocidad de operación normal de hélice, el valor de reajuste de temperatura de la zona de intercambio de calor incorrecto, provoca un desfasamiento de temperatura. Este desfasamiento de temperatura permanece hasta que se pueda resolver un valor de reajuste a la velocidad de hélice normal, y compensa por la carga térmica a la velocidad de hélice. Esta condición en un proceso de moldeo por soplado provoca un cambio significativo en las características de la salida de fusión de plástico del sistema extrusor. Estos cambios provocan una variación en el peso de los productos moldeados por soplado. Esta variación puede degradar la calidad del producto final al provocar variaciones en el grosor de pared del producto. Estas variaciones en calidad provocan desperdicio, ineficiencia, y gasto indebido. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,149,193 de Faillace describe un controlador de temperatura de extrusor que se apropia en forma exclusiva de un punto de ajuste de control de temperatura para una zona de intercambio de calor después de un cambio en la velocidad de la hélice del sistema extrusor. Este controlador de temperatura de extrusor ajusta el punto de ajuste de control, en respuesta a un cambio en la velocidad de la hélice, que habilita al controlador para apropiarse en forma exclusiva de un cambio adverso en la temperatura del barril del extrusor y la temperatura del material de extrusión en el barril. El almacenamiento de una colección de puntos de ajuste de control previamente calculados para diferentes velocidades de hélice habilita a este controlador de temperatura de extrusor para determinar el punto de ajuste de control apropiado rápidamente, mediante la recuperación de la memoria del punto de ajuste de control correspondiente a la velocidad de hélice actual o real. Los puntos de ajuste de control calculados previamente habilitan a un sistema extrusor para evitar cambios significativos en la temperatura del material de extrusión, o fluctuaciones de temperatura del barril, ambos de los cuales frecuentemente acompañan una búsqueda por un punto de ajuste de control para proporcionar la temperatura de barril deseada. El controlador mejorado de la patente ? 193 de Faillace permite que introduzcan "tablas de valores de reajuste" de la zona de intercambio de calor para cada perfil. Después de la selección del número de perfil, también se seleccionan las tablas de valores de reajuste correspondientes. Además, la capacidad de reajuste adaptable de este controlador permite que se aplique el control de temperatura profunda y poco profunda con el reajuste de temperatura a un proceso de extrusión de plástico, en donde la velocidad de hélice del extrusor puede cambiar sobre una base continua o no anticipada. Este controlador mantiene el control de temperatura del barril, típicamente, dentro de 1°F de estabilidad de temperatura en todas las velocidades de operación de la hélice. La capacidad de reajuste adaptable de este controlador mejora la salida de fusión de plástico de un sistema extrusor durante cambios continuos o no anticipados en la velocidad de operación de la hélice. Esta capacidad reduce grandemente el tiempo para estabilizar el control de temperatura de la zona de intercambio de calor, después de que ha ocurrido un cambio en la velocidad de la hélice, y mejora la calidad del producto durante el arranque y la detención de una linea de proceso de extrusión, y reduce el desecho. El controlador de temperatura de extrusor de la patente 193 de Faillace acciona una alarma de control cuando la salida de calentamiento alcanza el 100 por ciento. La alarma de control reajusta el cronómetro de estabilidad y no se calcula un nuevo reajuste para el tiempo determinado previamente de tres o cuatro minutos. Esta característica limita de forma innecesaria al sistema extrusor de operar al, o cerca del 100 por ciento de su capacidad de calentamiento. Este controlador no "aprende" nuevos valores de reajuste para velocidades de hélice, cuando la temperatura del barril del extrusor es estable y no elimina las velocidades de hélice almacenadas cuando se detecta un cambio significativo del proceso. La industria carece de un controlador de temperatura para un sistema extrusor con una capacidad de reajuste adaptable y un controlador de temperatura de detector doble que permite que el sistema extrusor opere a, o cerca de su máxima capacidad de calentamiento. Además, la industria carece de un controlador que aprenda nuevos valores de reajuste para velocidades de hélice cuando la temperatura del barril del extrusor sea estable y/o suprima las velocidades de hélice almacenadas cundo se detecte un cambio significativo del proceso.

Compendio de la Invención La invención es un controlador de temperatura de extrusor para un sistema extrusor. La invención incluye un elemento para detectar una velocidad de hélice real de una hélice de extrusor en un barril de extrusor. El barril de extrusor tiene cuando menos un elemento de intercambio de calor. El controlador de temperatura de extrusor tiene un elemento para indexar y almacenar una pluralidad de velocidades de hélice. Cada miembro de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas tiene un valor de reajuste de temperatura correspondiente. El controlador de temperatura de extrusor tiene un elemento para comparación y selección. El elemento para comparación y selección compara la velocidad de hélice real con cada una de las velocidades de hélice almacenadas, y selecciona una de las velocidades de hélice almacenadas. La velocidad de hélice seleccionada es un miembro de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas que tiene un valor más aritméticamente equivalente a la velocidad de hélice real. El elemento para comparación y selección recupera el valor de reajuste de temperatura que corresponde a la velocidad de hélice almacenada, seleccionada. La invención incluye un elemento para generar una señal impulsora de salida de control a un elemento de intercambio de calor. La señal impulsora de salida de control responde al valor de reajuste de temperatura recuperado del elemento para comparación y selección. La invención también incluye un elemento para retardar una alarma de control durante un tiempo determinado previamente cuando el elemento para generar una señal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor opera a, cerca de la máxima capacidad. La invención incluye un método para controlar la temperatura de un barril de extrusor. El método incluye detectar una velocidad de hélice real para una hélice de extrusor, en un barril de extrusor. El barril de extrusor tiene cuando menos un elemento de intercambio de calor. El método envuelve entonces indexar y almacenar una pluralidad de velocidades de hélice. Cada una de las velocidades de hélice almacenadas corresponde a un valor de reajuste de temperatura. Se realiza la comparación de la velocidad de hélice real con cada una de las velocidades de hélice almacenadas. Entonces ocurre la selección de una de las velocidades de hélice almacenadas. La velocidad de hélice seleccionada es un miembro de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas, que tiene un valor más aritméticamente equivalente a la velocidad de hélice real. El paso de selección recupera el valor de reajuste de temperatura correspondiente a la velocidad de hélice almacenada, seleccionada. Ocurre la generación de una señal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor. La señal impulsora de salida de control responde al valor de reajuste de temperatura recuperado. La invención incluye además retardar una alarma de control durante un tiempo determinado previamente cuando la generación de una señal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor está en, o cerca de la máxima capacidad.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista lateral transversal de un barril de extrusor que incluye un controlador de temperatura de extrusor de la invención. La Figura 2 es un diagrama de eventos de la operación de la modalidad preferida del controlador de temperatura de extrusor bajo condiciones de carga de calor. La Figura 3 es un diagrama de bloques de un controlador de temperatura de extrusor que incluye un controlador de reajuste adaptable con un elemento para retardar una alarma de control durante un tiempo determinado previamente, de conformidad con la invención.

Descripción de la Modalidad Preferida La invención incluye un controlador de temperatura de extrusor para un elemento de intercambio de calor que se usa para controlar la temperatura de cuando menos una zona de barril de extrusor. La invención incluye un elemento para detectar o determinar una velocidad de hélice real. El controlador de temperatura de extrusor tiene un elemento para indexar y almacenar una pluralidad de velocidades de hélice. Cada velocidad de hélice corresponde con un solo miembro de una pluralidad de valores de reajuste de temperatura almacenados . La invención incluye un elemento para comparar y seleccionar a partir de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas. El elemento para comparación y selección compara la velocidad de hélice real con cada una de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas, y selecciona una velocidad de hélice determinada con anterioridad, a partir de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas. La velocidad de hélice determinada con anterioridad tiene una desviación más pequeña de la velocidad de hélice real que cualquier otro miembro de las velocidades de hélice almacenadas, comparadas. La invención incluye un elemento para generar una señal impulsora de salida de control a un elemento de intercambio de calor. La señal impulsora de salida de control se deriva del valor de reajuste de temperatura almacenado correspondiente para la velocidad de hélice determinada con anterioridad. La invención incluye además un elemento para retardar una alarma de control durante un tiempo determinado previamente, cuando el elemento para generar una señal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de control opere a, o cerca de la máxima capacidad. El término "valor de reajuste" para los propósitos de esta invención, corresponde con la velocidad de hélice y la temperatura no del barril. Se determina un valor de reajuste para una velocidad de hélice estable, y se almacena en el controlador de temperatura de extrusor, en asociación con un punto de ajuste de temperatura. No hay entrada manual de un valor de reajuste con las modalidades deseables de esta invención. Los valores de reajuste son ya sea cero o un valor resuelto. Típicamente se resuelve un valor de reajuste para cada zona de barril de extrusor, de conformidad con la carga termodinámica en un sistema extrusor durante una fase de operación normal . La invención incluye un elemento para determinar la velocidad de hélice real. El elemento para determinar la velocidad de hélice real puede ser un elemento electrónico o electromecánico para detectar las revoluciones por unidad de tiempo de la hélice del extrusor. Los elementos adecuados para determinar la velocidad de hélice real incluyen codificadores o tacómetros digitales comercialmente disponibles, que se adaptan para proporcionar una señal de entrada de velocidad de hélice real para el controlador de temperatura de extrusor. El controlador de temperatura de extrusor tiene un elemento para almacenar una pluralidad de velocidades de hélice. Este elemento para almacenar debe almacenar velocidades de hélice en donde cada velocidad de hélice almacenada corresponde con un valor de reajuste de temperatura especifico o real, para cada zona de barril de extrusor para cada velocidad de hélice. Las velocidades de hélice independientes con su valor de reajuste de temperatura real correspondiente, se introducen por medio de un elemento de entrada de señal de valor de reajuste, para introducir una señal de entrada de valor de reajuste de temperatura que sea representativo de un valor de reajuste de temperatura real, deseado por zona de barril del extrusor, para cada velocidad almacenada. El elemento para almacenamiento es, deseablemente, un elemento de almacenamiento electrónico. En la técnica se conocen elementos de almacenamiento adecuados, y aquellos expertos en la técnica de esta invención los pueden adaptar para usarse con esta invención. El controlador de temperatura de extrusor incluye un elemento para comparar y seleccionar a partir de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas. El elemento para comparar y seleccionar compara la velocidad de hélice real con cada miembro de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas. El elemento de comparación y selección selecciona la velocidad de hélice almacenada que sea más cercanamente equivalente a la velocidad de hélice real. Si la diferencia entre una temperatura real para una zona de intercambio de calor y el valor de reajuste de temperatura real para la velocidad de hélice almacenada seleccionada es significativo, el controlador de temperatura de extrusor se establece a, o selecciona la velocidad de hélice almacenada, seleccionada. El controlador de temperatura de extrusor usa el valor de reajuste de temperatura real que corresponde con esta velocidad de hélice determinada con anterioridad o seleccionada, para derivar un nuevo "valor de reajuste individual" de temperatura para cada zona de barril del extrusor. La invención incluye además un elemento para generar una señal impulsora de salida de control para un elemento de intercambio de calor. El elemento para generar una señal impulsora de salida de control incluye un elemento para transmitir una señal impulsora de salida de señal a cada zona de intercambio de calor en el barril de extrusor de un sistema extrusor. El elemento para generar la señal impulsora de salida de control es responsivo a la señal de salida del valor de reajuste de temperatura almacenado que corresponde con la velocidad de hélice determinada con anterioridad. El elemento para generar una señal impulsora de salida de control incluye un elemento para cambiar la señal impulsora de salida de control, en respuesta a un valor de reajuste revisado para cada zona de intercambio de calor. La señal impulsora de salida de control controla u opera el elemento de intercambio de calor para cada zona de intercambio de calor. El elemento para generar una señal impulsora de salida de control, típicamente, está programado para cambiar la señal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor, de tal manera que la temperatura real de una zona de intercambio de calor, que tiene influencia sobre la temperatura del material de extrusión, no se altere cuando la hélice del extrusor cambie de velocidad. Muchos otros factores, por ejemplo, la presión, la fricción de un material de extrusión adentro de un barril de extrusor, y el tipo de material que se esté extruyendo, afectan la temperatura real de un material de extrusión. Las modalidades más deseables de la invención incluyen sistemas extrusores que tienen el controlador de temperatura de reajuste adaptable de este invención, utilizado en conjunción con cuando menos otro controlador de temperatura de extrusor que continuamente monitorea, compara, y ajusta las temperaturas de operación del sistema extrusor. Otros controladores de temperatura de extrusor que continuamente monitorean, comparan, y ajustan las temperaturas de operación del sistema extrusor funcionan bien cuando la hélice del extrusor se opera a una velocidad constante. La combinación de la presente invención con ese controlador de temperatura de extrusor proporciona un sistema extrusor con una habilidad adicional para almacenar y recuperar valores de reajuste después de cambios de velocidad. La flexibilidad operacional incrementada de un controlador de temperatura de extrusor que incluya el controlador de temperatura de reajuste adaptable de la invención proporciona ventajas económicas al reducir la cantidad de material de extrusión desperdiciado que se crea cuando se cambia la velocidad de la hélice durante la operación. Estas ventajas económicas de ese "controlador de temperatura de extrusor doble" se realizan especialmente con proicesos que tienen cambios de velocidad de hélice continuos o no anticipados. El elemento para retardar una alarma de control del controlador de temperatura de extrusor de la invención también mejora la flexibilidad operacional al permitir que el sistema extrusor utilice su capacidad de diseño para operar el elemento de intercambio de calor a, o cerca de su máxima capacidad. El controlador de temperatura de extrusor doble de la modalidad preferida de la invención mantiene un control de temperatura estable y preciso de las zonas del barril del extrusor aún durante transiciones de velocidad de la hélice continuas o no anticipadas. La modalidad preferida de la invención es una mejora al controlador de temperatura de extrusor y método que se describen en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 5,149,193 de Faillace, incorporada a la presente como referencia, la descripción de Faillace está incorporada por su descripción de términos que son estándares en la técnica, la descripción de sistemas extrusores en general, y la descripción de un controlador de temperatura de extrusor con un reajuste adaptable. Un sistema extrusor, que incorpora un controlador de temperatura de extrusor de conformidad con la invención, tiene un barril con un eje, y cuando menos una zona de intercambio de calor a lo largo del eje. El sistema extrusor tiene una hélice adentro del barril, y un casquillo que rodea el barril. Una "zona de intercambio de calor" es una porción del barril y una porción correspondiente del casquillo, en donde se puede controlar la temperatura por medio de un elemento de intercambio de calor. Se proporciona un elemento de intercambio de calor por cada zona de intercambio de calor. El elemento de intercambio de calor incluye elementos de intercambio de calor para intercambiar calor en cada zona de intercambio de calor. Los elementos de intercambio de calor tienen un elemento de energía de elemento de intercambio de calor. El sistema extrusor, de conformidad con esta invención, tiene un elemento para determinar una velocidad de hélice real. El elemento para determinar la velocidad de hélice real incluye un elemento para detectar la velocidad de hélice real y un elemento para producir una señal de entrada de velocidad de hélice real para el controlador de temperatura de extrusor. El sistema extrusor tiene un elemento de entrada de señal de valor de reajuste de temperatura para introducir una señal de valor de reajuste de temperatura representativa de un valor de reajuste de temperatura de barril deseado para ~ cada miembro de una pluralidad de velocidades de hélice almacenadas, seleccionadas. El sistema extrusor ±iene un elemento de almacenamiento para almacenar independientemente cada señal de valor de reajuste de temperatura. El sistema extrusor tiene un elemento para comparar y seleccionar, que compara la velocidad de hélice real con cada una de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas, y selecciona una velocidad de hélice determinada con anterioridad, a partir de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas. La velocidad de hélice determinada con anterioridad tiene una desviación más pequeña de la velocidad de hélice real que cualquier otro miembro de las velocidades de hélice almacenadas, comparadas. La selección de la velocidad de hélice determinada con anterioridad determina la señal del valor de reajuste de temperatura que recupera el controlador de temperatura de extrusor de la invención. El sistema extrusor también el elemento para generar la señal del impulsor de salida de control. El elemento para generar, como se describió anteriormente, es responsivo a la señal del valor de reajuste de temperatura almacenada. El elemento para generar es, de manera deseable, un "impulsor de salida" y es responsivo al valor de reajuste de temperatura almacenada para la velocidad de hélice determinada con anterioridad. El elemento para generar incluye un elemento para variar la señal de impulsor de salida de control para cada zona de intercambio de calor. El elemento para variar se activa cuando el elemento para comparar y seleccionar se activa debido a la existencia de una desviación significativa entre la velocidad de la hélice real -y la velocidad de la hélice seleccionada. El punto de ajuste de control del valor de reajuste de temperatura controla el elemento de energía de intercambio de calor para cada zona de intercambio de calor, para proporcionar una temperatura en cada zona de intercambio de calor. La Figura 1 ilustra una porción del cilindro de un sistema extrusor que tiene dos controladores de temperatura de reajuste de adaptación 22, de conformidad con la invención. El sistema extrusor 1 contiene un impulsor o hélice extrusora 10 alojada dentro de un cilindro del extrusor 12. La rotación de la hélice del extrusor 10 fuerza el material de extrusión fundido, tal como plástico, a lo largo del eje del cilindro del extrusor 12. El cilindro del extrusor 12 incluye cuando menos uno, y de manera deseable, una pluralidad de zonas de intercambio de calor 14. Cada zona de intercambio de calor 14 contiene un elemento de intercambio de calor 15 para calentar o enfriar el cilindro del extrusor 12. El elemento de intercambio de calor 15 comprende, por ejemplo, elementos de calentamiento resistivos 18 para incrementar la temperatura de una zona de intercambio de calor 14 y tubos 20 para circular el agua u otro enfriador alrededor de la zona de intercambio de calor 14, a fin de disminuir la temperatura de la zona de intercambio de calor 14. Un codificador digital 16 determina la velocidad de hélice real y proporciona una señal de entrada de velocidad de hélice 17 al controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22. Los paneles que tienen teclados para la introducción de señales de control y un despliegue visual (no se muestra) se conocen en la técnica y se pueden proporcionar como se describe en la Patente Faillace Reissue que se citó anteriormente . Cada controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22 se dedica, de manera deseable, a un elemento de intercambio de calor 15. El elemento de intercambio de calor 15 de una sola zona de intercambio de calor 14 se regula mediante el controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22 en respuesta a un par de mediciones de temperatura que se tomó en la zona de intercambio de calor 14. Se coloca un detector de temperatura profunda o termopar "A" 24 cerca de la superficie interna 28 del cilindro del extrusor 12 y, de manera deseable, pone en contacto un revestidor 3 para proporcionar una señal de temperatura profunda Td representativa de la profundidad de la temperatura dentro del cilindro del cilindro del extrusor 12. Se coloca un detector de temperatura poco profunda o termopar "B" 26 en elemento de intercambio de calor 15 para proporcionar una señal de temperatura poco profunda Ts representativa de la temperatura en el elemento de intercambio de calor 15, el cual es la fuente de energía térmica o de enfriamiento. La Figura 2 proporciona una relación gráfica entre diferentes parámetros durante la operación del sistema extrusor 1 de la invención. Este diagrama de "evento" describe la función de un controlador de temperatura de detector doble bajo condiciones de carga de calor. El controlador de temperatura de detector doble tiene la "función de reajuste de adaptación" de esta invención. La operación del sistema extrusor 1, que se representa mediante la Figura 2, es para una condición en donde la zona de intercambio de calor 14 está en la condición de carga de calentamiento o agregando calor a un material de extrusión. El sistema extrusor 1 también se puede usar en una condición de carga de enfriamiento o para enfriar un material de extrusión que pasa a través del cilindro del extrusor 12. La Figura 2 presenta una gráfica en donde un solo eje x representa el tiempo que empieza en^el tiempo to. Las tres curvas por arriba del eje x o "linea de tiempo" representa la temperatura del termopar poco profundo o "B", el valor del punto de ajuste de control y la temperatura del termopar profundo o "A". Las doce curvas por debajo del eje x o linea de tiempo representa funciones simultáneas para otros valores de los ejes y. Estos otros valores de los ejes y son: (1) el error de suma de control "E"; (2) error "A" o la diferencia entre la temperatura del punto de ajuste y la temperatura del termopar profundo o "A"; (3) velocidad de hélice real "S X" (4) porcentaje de calentador a tiempo; (5) reajuste; (6) reajuste habilitado; (7) alarma real en donde el error real es, por ejemplo, mayor de 0.1° Fahrenheit (0.06° Celsius) (Fahrenheit y Celsius se simbolizan de aqui en adelante como "V o "°C," respectivamente); (8) alarma de control en donde (K?A+K2B) / (K?+K2) > banda proporcional (típicamente 6°F para el calentamiento) durante una duración de tiempo significativo (típicamente 60 segundos); (9) limite de reajuste; (10) tiempo vencido de estabilidad de reajuste; (11) cambio de velocidad de la hélice; (12) velocidad de hélice estable; y (13) reajustar evento accionador. Cuando el sistema extrusor 1 se activa por primera vez o está en "encendido" en el tiempo t0, un controlador de punto de ajuste de temperatura ajusta el punto de ajuste de control Tcp en un valor que es igual a la temperatura deseada del punto de ajuste de la zona de intercambio de calor que se selecciona mediante el operador. Un controlador de error 5 promedio sostiene las señales de control de intercambio de calor "H" y "C" según sea necesario para calentar o enfriar una zona de intercambio de calor. La señal de control de intercambio de calor "H" activa el elemento de intercambio de calor 15 ya sea para incrementar o disminuir la temperatura 10 en la zona de intercambio de calor 14. La Figura 2 entre el tiempo t0 y el tiempo ti ilustra una condición en donde (1) los elementos de calentamiento resistivos 18 están i -'™-; ~ ~- ^-undt?.L'3'Ll'an??5 óai^l^ y^^S?1 xd" sfena? ue;',-,L-enL ,exaf'at-á^ µT?? van y la señal de temperatura poco profunda Ts se 15 rápidamente. de El controlador de temperatura de reaju de adaptación 22 continúa sosteniendo la señal de con nal intercambio de calor "H" hasta el tiempo t2 cuando l nte de error de suma de control "E" ha alcanzado aproxima se 20 cero. La señal de control de intercambio de calor oco termina en el tiempo t2 y la señal de temperatur que profunda Ts cesa de elevarse y empieza a caer a med El los elementos de calentamiento resistivo 18 se enf de calor residual almacenado en el elemento de interca La 25 calor 15 continúa calentando el cilindro de extrusor señal de temperatura profunda Td continúa elevándose hasta el tiempo t3, cuando se estabilizan las temperaturas profunda y poco profunda. La Figura 2 ilustra el sistema extrusor 1 como estabilizándose en el tiempo t4 y como teniendo una señal de error real "A" de más de 0.1°F (0.06°C). El fabricante o el programador puede seleccionar el valor para la sensibilidad del error real del controlador de temperatura del extrusor. Una sensibilidad de error real es, típicamente, de entre 0.05°F y 1°F (aproximadamente 0.03°C y 0.6°C). La Figura 2 ilustra la operación de n controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22 de la modalidad preferida de la invención, en donde puede ocurrir ya sea una función de "reajuste normal" o un "reajuste de adaptación" debido a un cambio de velocidad de la hélice. Las curvas de la Figura 2 que se representan mediante una linea sólida, ocurren con un controlador de temperatura de reajuste normal. Las curvas que se representan mediante una linea quebrada ocurren con un controlador de temperatura de reajuste de adaptación. El operador puede introducir un punto de ajuste TD.

El punto de ajuste TD es representativo de la temperatura deseada para la zona del cilindro del extrusor. El primer reajuste normal que se resuelve mediante el controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22 ocurre en la Figura 2 en el tiempo t . El controlador de temperatura de reajuste normal resuelve un valor nuevo para el punto de ajuste de control Tcp el cual incrementa el "porcentaje de calentador a tiempo" del elemento de intercambio de calor 15. La curva para el termopar de profundidad o "A" disminuye entre el tiempo t7 y el tiempo tío debido a un cambio de velocidad de la hélice. La modalidad preferida de esta invención agrega un retardo adicional de cuatro minutos a la selección del operador de un tiempo de estabilidad de reajuste de tres o cuatro minutos. Por lo tanto, siete u ocho minutos separan al tiempo t7 y el tiempo t?0. Un incremento en la velocidad de la hélice provoca que una carga o requerimiento de calor incremente el calor que se aplica mediante el elemento de intercambio de calor 15. La temperatura del termopar profundo o "A" normalmente disminuye en esta condición hasta que ocurre un reajuste normal en el tiempo tío. La curva para reajustar ilustra los reajustes tanto normales como de adaptación para controlar un sistema extrusor. Un primer reajuste "normal" activo es en el tiempo t4. La linea sólida para el valor de reajuste ilustra otros dos reajustes normales con la primera ocurrencia en el tiempo tío y la segunda ocurrencia en el tiempo tis. Las lineas quebradas para la función de reajuste representan una ocurrencia del "reajuste de adaptación" como se proporciona mediante el controlador de reajuste de adaptación (que se describe más adelante) de esta invención. La curva ilustra dos reajustes de adaptación con la primer ocurrencia en el tiempo t7 y la segunda ocurrencia en el tiempo t?2. El controlador de reajuste de adaptación de la invención anticipa el valor de reajuste en el tiempo t7 como se representa mediante la linea quebrada para reajuste. Esta anticipación del valor de reajuste cambia el punto de ajuste de control en el tiempo t7 como se representa mediante la linea quebrada para este valor. Los cambios en el punto de ajuste de control activan el "porcentaje de calentador a tiempo" en el tiempo t7 como se representa mediante la linea quebrada para este valor de reajuste. La activación del porcentaje de calentador a tiempo, mantiene una temperatura constante en la zona de intercambio de calor 14 como se representa mediante la linea quebrada para el termopar de profundidad o "A" . El mantenimiento de la temperatura elimina de manera efectiva una variación en el error real "A" . El error real "A" es el valor del punto de ajuste menos el valor de la temperatura de profundidad Td. El reajuste de adaptación proporciona los resultados deseables e inesperados por anticipar un requerimiento para alterar el punto de ajuste de control y, mediante lo mismo, elimina de manera efectiva una fluctuación en la temperatura en el termopar de profundidad o "A" . El controlador de reajuste de adaptación anticipa y cambia la energía para el elemento de intercambio de calor de un sistema extrusor. Este cambio se realiza a fin de desplazar un cambio en la carga termodinámica debido a un cambio estable en la velocidad de la hélice de ese sistema extrusor. El calentador, en un sistema extrusor para procesar material plástico, se está operando típicamente con cuando menos algún porcentaje de calentador a tiempo siempre que el sistema extrusor esté en operación o bajo una carga. El mantenimiento de una temperatura constante dentro de un sistema extrusor bajo una carga es indicativo de que el sistema extrusor no puede obtener una "ganancia infinita" teórica o error promedio de cero. Por esta razón, un sistema extrusor que esté operando, por ejemplo, a 300°F (aproximadamente 150 °C) tiene una temperatura de compensación que proporciona cuando menos algún porcentaje de calentador a tiempo para mantener la temperatura de 300 °F (aproximadamente 150°C). Un sistema extrusor teóricamente perfecto tiene un error promedio de cero y a 300 °F (aproximadamente 150 °C) el calentador tiene un porcentaje de cero a tiempo cuando el sistema extrusor está en una condición de carga estable. El error de suma de control "E" es, por lo tanto, directamente proporcional a la carga en el sistema extrusor. El porcentaje de calentador a tiempo se deriva a partir del error de suma de control. El error de suma de control "E" nunca es cero en la operación real de un sistema extrusor a menos que ese sistema extrusor no tenga carga. El error de suma de control "E" se deriva a partir de dos errores "A" y " B" . Los dos errores "A" y " B" se derivan del valor de punto de ajuste de control. El error "A" es el valor Tcp del punto de ajuste de control menos el valor T de la temperatura profunda. El error "B" es el valor Tcp del punto de ajuste de control menos el valor T3 de la temperatura poco profunda . El controlador de reajuste de adaptación 38 de esta invención inicia un valor nuevo para el error de suma de control "E" como se representa mediante las lineas quebradas de la cura que empieza en el tiempo t y el tiempo ti2. Este ajuste en el error de suma de control "E" se activa mediante un cambio estable en la velocidad de la hélice. El ajuste en el error de suma de control "E" evita un cambio en la curva o valor del error real "A" , como se representa mediante la linea quebrada para este valor. Una carencia de cambio en el valor del error real "A" indica que la temperatura en el termopar de profundidad o "A" no ha cambiado. El controlador de temperatura del extrusor de la invención, de manera deseable, proporciona funciones de control lógico protectoras para permitir que el sistema extrusor se estabilice después de un reajuste. Estas funciones de control le permiten al sistema extrusor suficiente tiempo, tal como tres minutos, para estabilizarse dentro de una variación de temperatura deseada, tal como 0.1°F (0.06°C). El controlador mejorado de esta invención impone un retardo de tiempo adicional de cuatro minutos o comparable si el controlador de temperatura de reajuste de adaptación envia un valor de reajuste almacenado al controlador de temperatura de detector doble. Estas funciones de control evitan que ocurran reajustes innecesarios e indeseables. Un ejemplo de estas funciones de control se proporciona mediante un tiempo de estabilidad de reajuste. Otra función de control permite que el sistema extrusor "avance hacia arriba" para acelerar sin activar un valor de reajuste nuevo hasta que se obtenga la velocidad de operación. El sistema extrusor puede incluir otras funciones de control para terminar su operación cuando exista una condición de operación que pueda dañar al sistema extrusor. Estas funciones que incluyen la alarma de control y funciones de bandera, se describen en la Patente Faillace Reissue y se representan en la Figura 2. La Figura 3 ilustra la modalidad preferida del controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22, de conformidad con la invención. El controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22 de la invención es una mejora sobre el controlador de temperatura del extrusor conocido en la técnica y que se describió anteriormente para la Patente Faillace Reissue y la patente Faillace 193. El controlador de reajuste de adaptación 38 ajusta el valor de reajuste Rn y el punto de ajuste de control Tcp después de un cambio en la velocidad de la hélice. Este ajuste para la velocidad de la hélice se apropia de forma exclusiva de cualquier cambio significativo en la temperatura del cilindro después del cambio en la velocidad de la hélice. El controlador de reajuste de adaptación 38 se puede usar con un solo controlador de temperatura del extrusor de un solo detector.

Un detector de velocidad de la hélice o tacómetro 16 proporciona el controlador de reajuste de adaptación 38 con una señal de velocidad de hélice analógica Sa representativa de la velocidad presente o real de la hélice del extrusor 10. La modalidad de esta figura ilustra el elemento impulsor de la hélice del extrusor 9. Un amortiguador de medición a escala 110 recibe la señal de velocidad de hélice analógica Sa y genera una señal de velocidad de hélice correspondiente Sc. La señal de velocidad de hélice correspondiente Sc se escala para que esté dentro del rango de entrada de un convertidor analógico a digital (A/D) 112. El convertido analógico a digital 112 convierte la señal de velocidad de hélice correspondiente Sc en una señal de velocidad de hélice digital Sd la cual es representativa de la velocidad de la hélice. Se puede usar un elemento de entrada de velocidad digital alternativa con un contador de cronómetro. La señal de velocidad de hélice resultante se envía a un elemento de almacenamiento de reloj, lógico, de indexación, y de reajuste 114. La Figura 3 ilustra un detector de velocidad opcional o codificador digital 16a. La introducción de velocidad desde el codificador digital 16a se procesa mediante un contador de cronómetro 116. La señal de velocidad de hélice digital resultante Sd se envia al elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajuste 114. El controlador de reajuste de adaptación 38 selecciona un valor de reajuste para -cualquier velocidad de hélice de operación dada. El valor de reajuste Rn, una vez que se resuelve, se almacena en elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajuste 114 en una dirección que se determina mediante la señal de velocidad de hélice digital S. El elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajuste 114 proporciona señales de control lógicas que incluyen una señal estable de velocidad y una señal de cambio de velocidad, a una primera compuerta AND 39. Un interruptor 48 permite que un valor de reajuste se almacene y se recupere. El interruptor 48 es seleccionable por el operador y proporciona una señal de habilitación de reajuste de adaptación hacia la primera compuerta AND 39. La primera compuerta AND 39 se envia a una compuerta OR 46. La compuerta OR 46 proporciona una señal hacia el interruptor de reajuste 41a y b.

El elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajuste 114 y los otros subcomponentes que son necesarios para construir la modalidad preferida de la invención, se proporcionan mediante componentes electrónicos disponibles comercialmente. El nivel de habilidad dentro de la técnica de programación del componente electrónico es suficiente para programar un elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajuste 114 para proporcionar tanto (i) un elemento para indexar y almacenar una pluralidad de velocidades de hélice y (ii) un elemento para comparar, cronometrar y seleccionar, por medio de un sistema de circuitos electrónico o lógico, como lo requiere esta invención. Se proporciona un elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajüste_ adecuado mediante un microprocesador programado apropiadamente, disponible comercialmente. El circuito lógico se requiere para determinar la existencia o no existencia de los diferentes parámetros de comparación y cronometraje tal como la satisfacción de la condición "velocidad estable". El elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajuste 114 de este controlador de temperatura de reajuste de adaptación mejorado 22 tiene múltiples ubicaciones de- almacenamiento de velocidad de hélice. La modalidad preferida tiene cuando menos 11 ubicaciones de almacenamiento de velocidades de hélice. El circuito lógico de la modalidad preferida también incluye la programación para desalojar los valores almacenados cuando se detectan cambios significativos en el proceso. - El controlador de reajuste de adaptación 38 de la modalidad preferida de la invención incluye un circuito lógico opcional 210. El circuito lógico 210 está disponible comercialmente y puede estar separado del elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajuste 114 o incorporado dentro del sistema de circuito del elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajuste 114. el circuito lógico 210 está programado para "aprender" valores de reajuste de velocidades de hélice cuando la temperatura esté estable. El circuito lógico 210, por lo tanto, permite que el controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22 para agregar o retinar los valores de reajuste que no se accionan mediante un controlador de temperatura de detector doble. El nivel de habilidad dentro de la técnica de programación del componente electrónico es suficiente para programar el circuito lógico 210 para esta función. El controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22 en la modalidad preferida de la invención, tiene un controlador de temperatura de detector doble 121 tal como el controlador de temperatura del extrusor de la patente Faillace 193. El controlador de temperatura de detector doble 121 monitorea las señales de control lógicas que incluyen una señal de habilitación de reajuste, una señal de limitación de reajuste, una señal de alarma real, una señal de vencimiento de estabilidad, y una señal de "_no" alarma de control. La señal de habilitación de reajuste y la señal de "no" limite de reajuste se proporcionan a una segunda compuerta AND 47. La segunda compuerta AND 47 proporciona una señal a la primera compuerta AND 39 y a una tercera compuerta AND 45. La señal de alarma real, la señal de vencimiento de estabilidad, y la señal de alarma .apagada de control se proporcionan a la tercera compuerta AND 45. La señal de la tercera compuerta AND 45 también se envia a la compuerta OR 46. El controlador de temperatura de detector doble 121 de esta invención proporciona control jde temperatura mejorado en parta a través de los criterios programados para la tercera compuerta AND 45. Estos criterios para la modalidad preferida de la invención definen la alarma real más o menos 0.1°F (0.06°C). Estos criterios para la alarma real permiten que la temperatura real coincida de manera más precisa con el punto de ajuste de temperatura para la_ zona de intercambio de calor. Los criterios para la modalidad preferida de la invención permiten que la alarma de control active un valor de reajuste cuando el controlador de -temperatura de reajuste de adaptación 22 genera una señal impulsora de salida de control hacia el elemento de intercambio de calor en o cerca de la capacidad máxima por hasta un minuto. Estos criterios permiten que el sistema extrusor opere en o cerca de su capacidad máxima. La compuerta OR 46 proporciona una señal de activación de un solo evento por medio de un dispositivo de señalización de múltiples vibraciones de "un disparo" 50 para reajustar el interruptor 41a y b. Un cronómetro de retardo 220 retarda la activación de un nuevo valor de reajuste si e controlador de reajuste de adaptación 38 aplica un valor de reajuste almacenado al controlador de temperatura de detector doble 121. El cronómetro de retardo 220 retarda los criterios para activar un valor de reajuste a partir del controlador de temperatura de detector doble 121 durante un tiempo seleccionado. El tiempo seleccionado para el retardo en la modalidad preferida de la invenció es de cuatro minutos . El cronómetro de retardo 220 evita la oscilación en la temperatura real. El interruptor de reajuste 41a y b introduce la señal de error real "A" al elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajuste 114 y tuene un elemento de almacenamiento de valor de reajuste 52 como se muestra. El elemento de almacenamiento de valor de reajuste 52 le avisa al circuito lógico 210. El controlador de temperatura de detector doble 121, cuando se estabiliza, proporciona el valor de reajuste Rn. El error real "A" se proporciona al controlador de reajuste de adaptación 38 cuando el interruptor de reajuste 41a y b recibe un activador de reajuste. El activador de reajuste se produce en una de tres condiciones. La primera condición es el "reajuste de adaptación" y ocurre cuando (1) la velocidad de hélice cambiada o nueva se ha estabilizado, (2) hay un cambio de velocidad, (3) se habilita el reajuste, y (4) se habilita el reajuste de adaptación. La segunda condición es el "reajuste de adaptación estable" y ocurre cuando (1) la velocidad de la hélice es estable, (2) se mantiene el cambio de velocidad de la hélice durante un tiempo seleccionado (de preferencia un minuto), (3) el dispositivo no ha alcanzado un limite de reajuste y mantenido el limite de reajuste durante un tiempo seleccionado (deseablemente un minuto), (4) se habilita el reajuste, y (5) se habilita el reajuste de adaptación. La tercera condición es el "reajuste normal" y ocurre cuando (1) se habilita el reajuste, (2) el dispositivo no ha alcanzado un limite de reajuste y mantenido el limite de reajuste durante un tiempo seleccionado (deseablemente un minuto), (3) existe una alarma real, (4) el dispositivo no ha alcanzado un limite de temperatura, (5) el tiempo de estabilidad se ha vencido, y (6) no hay alarma de control. El controlador de temperatura de detector doble 121 de la modalidad preferida de la invención, tiene un primer comparador 40, un segundo comparador 42, un tercer comparador 43, un cuarto comparador 44, y un quinto comparador 51. El primer comparador 40 agrega de manera algebraica el valor del punto de ajuste y el valor de la temperatura profunda Td para derivar el error real "A" , el cual se proporciona al interruptor de reajuste 41a. Cuando se afirma el valor de reajuste mediante el elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación, y reajuste 114, un segundo comparador o controlador de punto de ajuste de control 42 ajusta el punto de ajuste de control Tcp en el tiempo del "activador de reajuste". En "encendido", el punto de control se ajusta en el punto de ajuste igual. El controlador del punto de ajuste de control 42 afirma el punto de ajuste de control Tcp y proporciona la señal al tercer comparador 43 y al cuarto comparador 44. El controlador de temperatura de detector doble 121 realiza una adición algebraica mediante el tercer comparador 43 para calcular una señal de error "A" . El tercer comparador 43 aplica la señal de error "A" al quinto comparador 51. El cuarto -comparador 44 compara la temperatura poco profunda Ts con el punto de ajuste de control Tcp y deriva la señal de error "B" . El error "B" también se proporciona al quinto comparador 51. El controlador de reajuste de adaptación 38 le proporciona al controlador de punto de ajuste de control 42 el valor de reajuste Rv que indica el grado hasta el cual se deberá ajustar el punto de ajuste de control. La magnitud del valor de reajuste Rv se escala mediante el controlador de punto de ajuste de control 42 con un módulo aritmético un valor de reajuste escalado Rn, de conformidad con la siguiente ecuación (1). ( i ; Rn — Tq X Rv en donde rg es una ganancia de reajuste constante. Típicamente, la ganancia de reajuste rg se ajusta en un valor de "1". El valor de reajuste Rn nuevo o escalado se proporciona al controlador de punto de ajuste de control 42. El controlador de punto de ajuste de control 42 realiza entonces una suma algebraica del valor de reajuste Rn escalado al punto de ajuste de control Tcp para actualizar el punto de ajuste de control T'cp en el tiempo del activador de reajuste de conformidad con la siguiente ecuación (2) . (2) T' = Rn + Tcp El controlador de temperatura de detector doble 121 permanece estable con un error real de menos de 0.1°F (0.06°C) una vez que el controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22 ha resuelto un valor de reajuste escalado Rn. Sin embargo, un cambio significativo en la carga térmica hacia el sistema de extrusión provoca un cambio en la temperatura profunda Td de la zona de intercambio de calor. El controlador de temperatura de detector doble 121 se hace inestable a medida que busca corregir los cambios de la temperatura profunda Td de la zona de intercambio de calor. El controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22 incluye un controlador de temperatura de detector doble 121 para generar señales del impulsor de salida de control "H" y "C" para que el calentamiento y el enfriamiento activen de manera selectiva el elemento de intercambio de calor 15. El tercer y cuarto comparadores 43 y 44 generan, respectivamente, señales de error "A" y "B" que representan la diferencia entre el punto de ajuste de control Tcp y las señales de temperatura Td y Ts, respectivamente. Un módulo aritmético en el cuarto comparador 51 calcula un segundo error de suma de control E, de conformidad con la siguiente ecuación (3) . (3) E = Ki A + Ks B Ki + K2 en donde K y K2 son constantes que se seleccionan para proporcionar el peso apropiado para cada señal de error "A" y "B". En respuesta al error de suma de control "E", un impulsor de intercambio de calor o controlador 36 ajusta las señales del impulsor de salida de control "H" y "C", para activar de manera selectiva ya sea los elementos de calentamiento resistivos 18 a el sistema de enfriamiento de fluido (no se muestra) el cual proporciona flujo enfriador a través de los tubos 20 del elemento de intercambio de calor 15, hasta que el error de suma de control "E" se minimice. La trayectoria lógica para el controlador de temperatura de reajuste de adaptación 22 hace que el elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación y~ reajuste 114 - monitoree la señal de velocidad digital Sd para determinar cuando ocurre un cambio en la velocidad de la hélice. Cuando la señal de velocidad digital Sd cambia, el elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación y reajuste 114 selecciona el valor de reajuste almacenado y le avisa al controlador de temperatura de detector doble 121. El controlador de temperatura de detector doble 121 vuelve a calcular entonces el punto de ajuste de control Tcp que usa la ecuación 2 anterior. La compuerta AND 39 determina cuándo el controlador de temperatura de detector doble 121 se ha estabilizado y el nuevo valor de reajuste. Una vez que el controlador de temperatura de detector doble 121 se ha estabilizado, la compuerta AND 39 recibe las señales de criterio de reajuste que se definieron anteriormente. El valor de reajuste R se almacena en la tabla del -elemento de almacenamiento de reloj, lógico, indexación y reajuste 114 en una entrada que corresponde a la velocidad real de la hélice en operación que se indica mediante la señal de velocidad digital S . El controlador de temperatura del extrusor inventado de la Figura 3 aplica los controles de temperatura profunda y poco profunda con los reajustes de temperatura a los procesos de cambio de carga térmica continuos. La invención proporciona un elemento para anticipar los cambios de carga térmica debido a cambios de velocidad de la hélice. La invención aplica un valor de reajuste de temperatura para cada zona de intercambio de calor 14 que se basa en las velocidades especificas de operación del extrusor o un "reajuste de adaptación" antes de detectar en realidad el cambio de carga térmica. El reajuste de adaptación resuelve o "aprende" un valor de reajuste para cada zona de intercambio de calor 14 en todas las velocidades de la hélice en operación normal. A medida que la velocidad de la hélice del extrusor se altera, el reajuste de adaptación aplica o "recuerda" el último valor de reajuste de temperatura que se ha aprendido para cada zona de intercambio de calor 14 por medio de un cálculo de reajuste previo para esa zona de intercambio de calor a esa velocidad de hélice dada. Esta función se proporciona por medio de comparar y seleccionar durante la operación de un sistema extrusor que (i) hace corresponder un valor de reajuste de temperatura de operación estabilizada con cada una de las velocidades de la hélice en operación y (ii) introduce una velocidad de hélice real con el valor de reajuste de temperatura correspondiente dentro del elemento para almacenamiento. El controlador de temperatura del extrusor de la invención detecta la velocidad de la hélice por medio de una entrada analógica estándar y aplica la velocidad de la hélice como un Índice o puntero a una tabla de valores de reajuste aprendidos. Esos valores de reajuste almacenados se pueden recordar para cada zona de intercambio de calor después de que se alteró la velocidad de la hélice y se estabilizó a una velocidad de hélice nueva. Se usa una tabla de 100 direcciones, en la modalidad preferida, que representa el valor de reajuste para 1 por ciento a 100 por ciento de la velocidad de hélice disponible, para cada zona de intercambio de calor. El valor de reajuste aprendido se resuelve como está en el controlador de temperatura del extrusor de la patente Faillace 193. Sin embargo, el valor de reajuste aprendido se almacena en una tabla de almacenamiento de valores de reajuste no volátiles, tal como un dispositivo de almacenamiento de memoria EEPROM, en la ubicación especifica para la velocidad de la hélice en el momento en el que se calcula el valor de reajuste.

Cuando la velocidad de hélice nueva del sistema extrusor se altera y se estabiliza y se cumple con los criterios de reajuste de temperatura, se calcula un valor de reajuste de temperatura nuevo para la velocidad de hélice nueva y se almacena en la tabla de valores de reajuste en su dirección respectiva que representa esa velocidad de hélice. Esta secuencia de reajuste de adaptación se repite para cada nueva velocidad de operación a medida que se encuentra con una resolución de uno por ciento de la velocidad de hélice completa. La operación de un sistema extrusor, de conformidad con la invención, por primera vez en una velocidad de hélice de operación nueva, se calcula mediante la invención para esa velocidad de hélice mediante una aproximación en linea recta entre los valores de reajuste de velocidad de hélice adyacentes más cercanos que se han resuelto. Este valor de reajuste aproximado se almacena en la tabla de valores de reajuste para la nueva velocidad de hélice en operación. Sin embargo, si la velocidad de hélice nueva se mantiene suficiente tiempo para que se calcule un valor de reajuste nuevo basándose en los criterios de reajuste normales, el valor de reajuste aproximado se reemplaza con el valor de reajuste real para la nueva velocidad de la hélice. El controlador de temperatura del extrusor inventado proporciona las mismas ventajas' ara un sistema extrusor que el sistema extrusor de la patente Faillace ?193. El controlador de temperatura del extrusor de esta invención proporciona los beneficios adicionales de control de temperatura más preciso y la optimización de la capacidad de diseño del sistema extrusor. La temperatura precisa se proporciona mediante los criterios para la alarma real, la capacidad para aprender valores de reajuste bajo condiciones estables, el uso de un circuito de retardo para evitar la oscilación en las señales de valore de reajuste y la temperatura real, y/o las otras características que se describieron anteriormente. La optimización de la capacidad de diseño del sistema extrusor se proporciona mediante los criterios para la alarma de control que permiten que se establezcan valores de reajuste adicionales durante la operación del sistema extrusor o cerca de su capacidad máxima.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un controlador de temperatura de extrusor que comprende : un elemento para detectar una velocidad de hélice real de una hélice de extrusor en un barril de extrusor, el barril de extrusor teniendo cuando menos un elemento de intercambio de calor; un elemento para indexar y almacenar una pluralidad de velocidades de hélice, cada una de las velocidades de hélice almacenadas correspondiendo a un valor de reajuste de temperatura; un elemento para comparar y seleccionar, el elemento para comparar y seleccionar (i) compara la velocidad de hélice real con cada una de las velocidades de hélice almacenadas y (ii) selecciona una de las velocidades de hélice almacenadas, la velocidad de hélice seleccionada siendo un miembro de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas, que tiene un valor- más aritméticamente equivalente a la velocidad de hélice real, el elemento para comparar y seleccionar recupera el valor de reajuste de temperatura que corresponde a la velocidad de hélice almacenada, seleccionada; y un elemento para generar una señal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor, la señal impulsora de salida de control siendo responsiva al valor de reajuste de temperatura recuperado del elemento para comparar y seleccionar; y un elemento para retardar una alarma de control durante un tiempo determinado previamente cuando el elemento para generar una señal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor opere a, o cerca de su máxima capacidad.

2. El controlador de temperatura de extrusor de la Reivindicación 1, en donde dicho elemento para retardar una alarma de control retarda el accionamiento de un nuevo valor de reajuste, cuando un controlador de reajuste adaptable aplica un valor de reajuste almacenado a un controlador de temperatura de doble detector.

3. El controlador de temperatura de extrusor de la Reivindicación 2, en donde el elemento para retardar una alarma de control retarda un criterio para accionar el nuevo valor de reajuste del controlador de temperatura de doble detector para un primer tiempo seleccionado.

4. El controlador de temperatura de extrusor de la Reivindicación 3, en donde el tiempo seleccionado para retardo es de cuatro minutos ,

5. El controlador de temperatura de extrusor de la Reivindicación 3, en donde el cronómetro de retardo evita la oscilación en la temperatura real.

6. El controlador de temperatura de extrusor de la Reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un circuito lógico, el circuito lógico aprende un nuevo valor de reajuste de la velocidad de hélice real, cuando una temperatura en el barril del extrusor es estable durante un tiempo establecido previamente.

7. El controlador de temperatura de extrusor de la Reivindicación 6, en donde dicho circuito lógico tiene un elemento para establecer un reajuste adaptable estable cuando (a) la velocidad de hélice real sea estable, (b) se mantenga un cambio de velocidad estable durante un segundo tiempo seleccionado, (c) dicho controlador de reajuste adaptable no haya alcanzado un límite de reajuste y mantenido dicho limite de reajuste durante un tercer tiempo seleccionado, (d) se habilite el reajuste, y (e) se habilite el reajuste adaptable.

8. El controlador de temperatura de extrusor de la Reivindicación 7, en donde el segundo tiempo seleccionado y el tercer tiempo seleccionado son cada uno de un minuto.

9. El controlador de temperatura de extrusor de la Reivindicación 4, caracterizado porque además comprende un circuito lógico, el circuito lógico aprende un nuevo valor de reajuste de la velocidad de hélice real, cuando una temperatura en el barril del extrusor es estable durante un tiempo ajustado previamente.

10. El controlador de temperatura de extrusor de la Reivindicación 1, en donde el elemento para comparar y seleccionar durante la operación de un sistema extrusor (a) corresponde a un valor de reajuste de temperatura de operación estabilizado para cada una de la velocidad de hélice real y (b) introduce la velocidad de hélice real con el valor de reajuste de temperatura correspondiente en el elemento para indexación y almacenamiento.

11. El controlador de temperatura de extrusor de la Reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: un controlador de temperatura, dicho controlador de temperatura incluye: (a) un primer comparador, dicho primer comparador compara una señal de punto de ajuste con una señal de temperatura profunda del barril del extrusor, dicho primer comparador proporciona una señal de error real al elemento para comparar y seleccionar; (b) un segundo comparador, dicho segundo comparador es un controlador de punto de ajuste de control para realizar la adición algebraica de una señal de punto de ajuste de control almacenada con el valor de reajuste de temperatura, dicho segundo comparador proporciona una señal de punto de ajuste de control; (c) un tercer comparador, dicho tercer comparador compara una señal de temperatura profunda del barril del extrusor con la señal de punto de ajuste de control, dicho tercer comparador proporciona una primera señal de error; (d) un cuarto comparador, dicho cuarto comparador compara una señal de temperatura poco profunda del barril del extrusor con la señal de punto de ajuste de control, dicho cuarto comparador proporciona una segunda señal de error; y (e) un quinto comparador, dicho quinto comparador compara la primera señal de error y la segunda señal de error, y proporciona una señal de error de suma de control al elemento para generar la señal impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor. — RESUMEN La invención es un controlador de temperatura de extrusor para un barril de extrusor. El controlador de temperatura de extrusor incluye un elemento para determinar una velocidad de hélice real, y tiene un elemento para almacenar una pluralidad de velocidades de hélice. Cada miembro de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas tiene un valor de reajuste de temperatura almacenado correspondiente. El controlador de temperatura de extrusor tiene un elemento para comparar y seleccionar, que compara la velocidad de hélice real con cada una de la pluralidad de velocidades de hélice almacenadas, y selecciona una velocidad de hélice determinada con anterioridad. La velocidad de hélice determinada con anterioridad tiene una desviación más pequeña de la velocidad de hélice real que cualquier otro miembro de las velocidades de hélice almacenadas, comparadas. El controlador incluye además un elemento para generar una señal impulsora de salida de control al -elemento de intercambio de calor. La señal impulsora de salida de control es el valor de reajuste de temperatura almacenado correspondiente para la velocidad de hélice determinada con anterioridad. La invención incluye además un elemento para retardar una alarma de control durante un tiempo determinado previamente, cuando el elemento para generar una señal ß ??63 impulsora de salida de control al elemento de intercambio de calor opera a, o cerca de la máxima capacidad. La invención incluye un método para controlar la temperatura de un barril de extrusor. 02 ttG3