[发明专利]BOPP薄膜厚度模糊控制方法

说明书

本发明公开了一种BOPP薄膜厚度模糊控制方法，由薄膜测厚仪检测薄膜厚度，数据处理模块提取出标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，基于该数值集合，控制模块中的第二控制器根据当前螺栓及其左右临近螺栓位置的厚度偏差，经模糊推理计算出控制量并经模头调节器对该螺栓进行温度控制，同时第一控制器通过PID控制调节变频器转速。基于模头唇口开度控制的专家操作经验，本发明通过模糊控制解决模头相邻螺栓之间的解耦，实现了薄膜横向厚度均匀，同时通过挤出速度的调节使薄膜纵向厚度保持一致。

技术领域

本发明涉及薄膜制造技术领域，具体涉及一种BOPP薄膜厚度模糊控制方法。

背景技术

BOPP薄膜即双向拉伸聚丙烯薄膜是由双向拉伸所制得的，它是经过物理、化学和机械等手段特殊成型加工而成的塑料产品。BOPP生产线是一个非线性、时变、大延迟的复杂系统。其工艺流程主要包括：原料熔融、挤出、冷却成型、纵向拉伸、横向拉伸、切边、电晕处理、卷取等。

作为BOPP薄膜产品质量指标的物理机械性能如拉伸强度、断裂伸长率、浊度、光泽等，因主要决定于材料本身的属性，所以都易达到要求。而作为再加工性和使用性能的主要控制指标，即薄膜厚度偏差和薄膜平均厚度偏差，则主要决定于薄膜的制造过程。即使制造过程中薄膜厚度控制在在标准允许的偏差范围内，但经数千层膜收卷累计后，厚度偏差大的位置上就可能形成箍、暴筋或凹沟等不良缺陷，这些缺陷直接影响到用户的再加工使用，如彩印套色错位或涂胶不匀起皱等现象，使其降低或失去使用价值，所以BOPP 薄膜生产中最关键的质量间题是如何提高和稳定薄膜厚度精度。

薄膜厚度的控制基于红外线、X射线、β射线等厚度检测技术。如申请号为2014201577223的中国专利通过X射线扫描获得薄膜厚度后，分别采用两个PID调节器来进行薄膜横向和纵向厚度的控制。申请号为2007201517097 的中国专利也采用了类似的方法，其同时指出，为了得到厚度均匀的薄膜，必须要实现厚度测量值和测量位置精确定位。申请号为2015102638543的中国专利则通过对测得的厚度值与预先设定的厚度值进行对比分析，调节挤出机模头处的挤出量，来实现挤出复合膜纵向厚度的均匀度调节。

目前BOPP薄膜制造的厚度控制多是基于生产线中的离散控制系统来实现的，往往采用传统的PID控制方式。但是，经过长期操作实践发现，一方面由于BOPP在生产过程中的拉伸并非均匀，使得螺栓定位位置与实际位置之间存在误差；另外一方面，相邻螺栓之间存在耦合性，调节单个螺栓将引起其他位置厚度的变化，而且，随着挤出机使用时间的推移，机构本身的微小变动将加重这些问题。因此，传统的PID控制难以获得理想的厚度均匀度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于通过对挤出机模头唇口开度控制规律的观察分析，提供一种能利用专家操作经验的模糊控制方法，将薄膜剖面厚度被控量本身所对应螺栓及其左右临近螺栓的厚度偏差组合为数组作为输入量，经模糊推理计算获得输出量并经模头调节器来对螺栓进行温度控制，以获得薄膜横向厚度的均匀，同时对薄膜纵向厚度进行跟踪和调节。

本发明的技术解决方案是，提供一种BOPP薄膜厚度模糊控制方法，其包括如下步骤：

S1)薄膜原料熔体从挤出机挤出后经冷却成型单元固化为铸片，铸片经拉伸单元拉伸为宽卷薄膜后由收卷单元收存为母卷，测厚单元对薄膜进行厚度检测而生成的薄膜厚度信息经监测控制单元中的采集模块转送到数据处理模块；

S2)数据处理模块对薄膜厚度信息进行处理，提取出膜厚数据集并将其传送给控制模块；

S3)控制模块由第二控制器对螺栓计算其所对应位置的厚度偏差及其左右临近螺栓所对应位置的厚度偏差均值，经模糊推理计算获得该螺栓所对应的控制量并经模头调节器对该螺栓进行温度控制；同时由第一控制器依据所述膜厚数据集跟踪薄膜剖面平均厚度随时间的变化，经PID控制计算获得与挤出机相连的变频器的控制量，通过变频器控制挤出机转速。