[发明专利]用于跨注射模制机的标准化PID控制的系统和方法

说明书

一种注射模制机以操作方式连接到存储注射模制机和模具的模型的模型数据库。调谐控制器设定可变增益比例积分微分(PID)控制器的初始增益值。为了设定初始增益，调谐控制器被配置成从所述模型数据库获得用于第一和第二注射模制机的模型和用于模具的模型。所述调谐控制器分析所述模型以确定在注射模制机参数和用于所述模具的模制循环性能之间的相关性。因此，所述调谐控制器应用所述相关性以确定所述PID控制器的所述第一、第二和第三增益中的至少一个的初始增益值。然后调谐控制器设定所述PID控制器的所述初始增益值。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年9月7日提交的题为“用于注射模制的自动调谐PID控制的系统和方法(Systems and Methods for Autotuning PID control of Injection Molding)”的美国临时申请第62/555,317号和2017年11月9日提交的题为“用于跨注射模制机的标准化PID控制的系统和方法(Systems and Methods for Normalizing PID Control AcrossInjection Molding Machines)”美国临时申请第62/583,858号的优先权；所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本申请大体上涉及控制注射模制方法，并且更具体地，涉及跨不同注射模制机的注射模制过程的标准化控制。

背景技术

注射模制机常用于模制塑料物体。注射模制机通过重复执行模制循环模制塑料物体。在每个模制循环期间，机器将熔融塑料注射到模具中，冷却塑料，打开模具，弹出模制物体，关闭模具，并且恢复用于下一循环。如所属领域中已知的，各种注射模制机包含此模制循环的变化。被编程来实行模制循环的控制系统根据模制循环控制机器。

在一些常规的注射模制系统中，控制系统包含比例积分微分(PID)控制器。PID控制器将注射模制机的当前操作与在模制循环中定义的设定点比较。在设定点和当前操作之间的误差用于调节过程变量。通过PID控制器计算的调节包括三个分量：大体上指示存在误差的比例分量；大体上指示过去误差的积分分量；和大体上指示将来预测误差的微分分量。这些分量中的每个与增益相关联，所述增益调节分量对通过PID控制器产生的控制值的影响。

在一些另外的常规模制系统中，比例、积分和微分分量的增益在整个模制循环中为固定的。然而，因为PID控制器调节过程变量以致力于达到设定值，所以过程变量的固定增益PID控制与相对大的振荡相关联。在注射模制过程的情形下，这意味着在模制循环之间模制产品一致性较差，导致含有不可接受的缺陷的模制产品的可能性更大。

在再另外常规的模制系统中，包含PID控制器的初始增益值的模制循环简单地从一台注射模制机复制到另一台。然而，不同的注射模制机可对相同的模制循环不同地响应。因此，尽管实行相同的模制循环，但是不同的注射模制机可产生不同的模制产品。换句话说，在不同的注射模制机实行相同的模制循环可增加与PID控制器相关联的振荡。结果，当跨不同的注射模制机实行模制循环时，这些另外的常规模制系统产生较不一致的结果。

发明内容

然而，本公开的实施例可用于通过将固定增益PID控制器变为可变增益PID控制器改善注射模制机的操作。在可变增益PID控制器中，在模制循环内调谐与比例、积分或微分分量中的至少一个相关的增益。为了控制如何调谐可变增益PID控制器，注射模制控制系统还可包含调谐控制器。调谐控制器可分析注射模制机的一个或多个操作条件以便自动调谐可变增益PID控制器。在各种实施例中，注射模制机的控制器充当调谐控制器。在其它实施例中，出于自动调谐和/或标准化PID控制器的增益的目的，调谐控制器为与注射模制机互连的单独的控制器。