Kevin Schwarzinger, Kurt Schlacher,
"Modellprädikative Temperaturregelung eines Extruders"
, in at - Automatisierungstechnik, Vol. 70, Nummer 8, 2022, ISSN: 0178-2312
Original Titel:
Modellprädikative Temperaturregelung eines Extruders
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
In dieser Arbeit wird eine Temperaturregelung für einen hocheffizienten und damit gut isolierten Extruder ohne aktive Kühlung vorgestellt. Über Heizbänder wird Wärme zugeführt. Die Abfuhr der Wärme erfolgt vornehmlich durch den Transport des Granulats bzw. durch die Schmelze. Basierend auf einen Finiten Volumina Modell für die Wärmeverteilung im Extruder wird eine Modellprädikative Regelung für den Extruderzylinder entworfen. Der Wärmefluss zwischen Zylinder und Kunststoffschmelze wird mithilfe eines Störgrößenbeobachters so erfasst, dass er in der Regelung entsprechend berücksichtigt werden kann. Die Modellprädikative Regelung berechnet geeignete Verläufe der Solltemperaturen der Heizbänder um gewünschte Temperaturprofile zu erreichen. Die Tauglichkeit des vorgeschlagenen Regelkonzepts für Extrusionsstart, Arbeitspunktwechsel und Störszenarien wird durch Simulationen, aber vor allem durch Versuche belegt.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
Model predictive temperature control of an extruder
Englische Kurzfassung:
This paper presents a temperature control concept for a highly efficient and thus well isolated extruder without active cooling. Heat is supplied via heating bands. The heat is removed mainly by the transport of the granulate or by the melt. Based on a finite volume model for the heat distribution in an extruder, a model predictive control for the extruder barrel is designed. The heat flow between the barrel and the melt is measured with the help of a disturbance observer so that it can be taken into account in the control concept. The model predictive control calculates suitable temperature trajectories for the heating bands to achieve desired temperature profiles in the extruder. The suitability of the proposed control concept for extrusion startups, operating point changes and disturbance scenarios is proven by simulations but above all by experiments.