基于膜泡状态反馈的冷却控制系统、方法及共挤吹膜机与流程

本发明涉及膜泡冷却，具体而言，涉及一种基于膜泡状态反馈的冷却控制系统、方法及共挤吹膜机。

背景技术：

1、吹膜机是一种用于将塑料颗粒经加热熔融、挤出并吹制形成薄膜的塑料加工设备，广泛应用于食品包装袋、塑料袋及其他薄膜制品的生产。对于多层共挤吹膜机而言，不同塑料原料经多组挤出机构分别熔融后形成不同膜层，并在膜泡形成过程中进行冷却、牵引和收卷，以获得具有预定厚度、强度及阻隔性能的薄膜。其中，膜泡的冷却过程直接影响膜泡的尺寸稳定性、膜厚均匀性以及后续牵引成膜效果。

2、现有专利cn110328832a公开了一种膜泡吹胀冷凝形态精确测控设备和精确测控方法，利用摄像头对膜泡进行图像采集，通过背景板和基准线建立图像参照关系，对膜泡的径向尺寸、冷凝线位置以及偏摆程度进行检测，并根据检测结果对吹膜过程进行调控。但是，上述控制方式主要针对膜泡的整体尺寸、整体冷凝线位置或者整体偏移状态分别进行调节，冷却控制过程中通常以冷却风环提供的冷却气流作为整体冷却条件，难以反映膜泡不同周向区域之间存在的冷却状态差异。由于膜泡在实际吹制过程中受到各挤出层物料状态、局部膜厚、环境气流以及膜泡摆动等因素影响，膜泡不同周向区域的表面温度和径向尺寸可能存在差异，采用统一的冷却气流进行冷却时，容易出现部分区域冷却不足而其他区域冷却过度的情况，进而造成膜泡周向冷却不均匀。

3、因此，有必要设计一种基于膜泡状态反馈的冷却控制系统、方法及共挤吹膜机用以解决当前技术中存在的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种基于膜泡状态反馈的冷却控制系统、方法及共挤吹膜机，旨在解决膜泡不同周向区域的表面温度和径向尺寸可能存在差异，采用统一的冷却气流进行冷却时，容易出现部分区域冷却不足而其他区域冷却过度的情况，进而造成膜泡周向冷却不均匀的问题。

2、一个方面，本发明提出了一种基于膜泡状态反馈的冷却控制系统，包括：

3、采集单元，被配置为获取膜泡状态信息，所述膜泡状态信息包括膜泡径向尺寸、膜泡摆动状态、膜泡偏移状态以及膜泡表面温度分布；

4、分析单元，被配置为根据所述膜泡径向尺寸和膜泡表面温度分布，确定膜泡在不同周向区域的冷却状态，并根据相邻时刻的所述膜泡径向尺寸、膜泡摆动状态以及膜泡偏移状态，确定膜泡的动态稳定状态；

5、划分单元，被配置为根据所述膜泡表面温度分布和所述膜泡径向尺寸，将膜泡周向划分为若干冷却区域，并确定各所述冷却区域的冷却状态；

6、冷却单元，被配置为基于各所述冷却区域的冷却状态和所述动态稳定状态，确定各所述冷却区域的冷却调节量，并将所述冷却调节量转换为吹风控制参数；根据所述吹风控制参数调节膜泡冷却机构中不同周向区域的冷却气流；

7、修正单元，被配置为获取实时的膜泡状态信息，对所述吹风控制参数进行反馈修正，调节所述冷却气流。

8、进一步的，所述采集单元获取所述膜泡状态信息时，包括：

9、所述采集单元通过设置于膜泡外周的尺寸检测组件获取膜泡在不同周向区域的径向尺寸，通过温度检测组件获取膜泡表面不同周向区域的温度，并根据连续采样时刻的径向尺寸变化确定膜泡摆动状态和膜泡偏移状态。

10、进一步的，所述分析单元确定膜泡的动态稳定状态时，包括：

11、所述分析单元分别确定相邻时刻的径向尺寸变化量、摆动变化量以及偏移变化量，并根据所述径向尺寸变化量、摆动变化量和偏移变化量确定膜泡的所述动态稳定状态；所述动态稳定状态包括稳定状态、波动状态和偏移状态。

12、进一步的，所述划分单元将膜泡周向划分为若干冷却区域时，包括：

13、所述划分单元根据膜泡周向区域对所述膜泡表面温度分布和膜泡径向尺寸进行对应关联，将温度偏差和径向尺寸偏差处于同一周向区域的划分为同一冷却区域。

14、进一步的，所述冷却单元确定各所述冷却区域的冷却调节量时，包括：

15、所述冷却单元根据各所述冷却区域的温度偏差和径向尺寸偏差确定冷却区域的冷却偏差，并根据所述冷却偏差确定各所述冷却区域的冷却调节方向和冷却调节量；当所述冷却区域的温度偏差与径向尺寸偏差的调节方向不一致时，根据所述动态稳定状态确定所述冷却区域的优先调节方向。

16、进一步的，所述冷却单元将所述冷却调节量转换为吹风控制参数时，包括：

17、所述冷却单元根据所述冷却调节量确定冷却区域的吹风强度和吹风持续时间，并根据所述动态稳定状态调整所述吹风强度的变化幅度，生成冷却区域的所述吹风控制参数。

18、进一步的，所述冷却单元根据所述吹风控制参数调节膜泡冷却机构中不同周向区域的冷却气流时，包括：

19、所述冷却单元获取相邻冷却区域的冷却状态差异，并根据所述冷却状态差异对相邻冷却区域的吹风控制参数进行协同调整。

20、进一步的，所述修正单元对所述吹风控制参数进行反馈修正时，包括：

21、所述修正单元获取调节冷却气流后的膜泡径向尺寸、膜泡摆动状态、膜泡偏移状态以及膜泡表面温度分布，并与调节前的膜泡状态信息进行比对；当膜泡径向尺寸偏离目标状态或者膜泡表面温度分布未达到冷却区域的目标状态时，重新确定冷却区域的冷却调节量，并更新所述吹风控制参数。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过采集膜泡径向尺寸、膜泡摆动状态、膜泡偏移状态以及膜泡表面温度分布，并基于膜泡径向尺寸和表面温度分布确定不同周向区域的冷却状态，从而能够识别膜泡不同周向区域之间的冷却差异，避免了采用统一冷却气流对整个膜泡进行冷却所造成的局部冷却不足或过度冷却。通过根据相邻时刻的膜泡径向尺寸、摆动状态以及偏移状态确定膜泡的动态稳定状态，使冷却控制不仅考虑膜泡当前的冷却状态，还能够考虑膜泡在连续时刻的动态变化，从而提高了冷却调节与膜泡实际状态之间的匹配程度，降低了因膜泡持续摆动或偏移导致的冷却调节滞后。通过将膜泡周向划分为若干冷却区域，并基于各冷却区域的冷却状态和膜泡动态稳定状态分别确定冷却调节量，再转换为对应的吹风控制参数，使膜泡冷却机构能够针对不同周向区域实施差异化冷却气流调节，提高了膜泡冷却均匀性。

23、另一方面，本技术还提供了一种基于膜泡状态反馈的冷却控制方法，应用于上述基于膜泡状态反馈的冷却控制系统，包括：

24、获取膜泡状态信息，所述膜泡状态信息包括膜泡径向尺寸、膜泡摆动状态、膜泡偏移状态以及膜泡表面温度分布；

25、根据所述膜泡径向尺寸和膜泡表面温度分布，确定膜泡在不同周向区域的冷却状态，并根据相邻时刻的所述膜泡径向尺寸、膜泡摆动状态以及膜泡偏移状态，确定膜泡的动态稳定状态；

26、根据所述膜泡表面温度分布和所述膜泡径向尺寸，将膜泡周向划分为若干冷却区域，并确定各所述冷却区域的冷却状态；

27、基于各所述冷却区域的冷却状态和所述动态稳定状态，确定各所述冷却区域的冷却调节量，并将所述冷却调节量转换为吹风控制参数；根据所述吹风控制参数调节膜泡冷却机构中不同周向区域的冷却气流；

28、获取实时的膜泡状态信息，对所述吹风控制参数进行反馈修正，调节所述冷却气流。

29、再一方面，本技术还提供了一种共挤吹膜机，用于应用上述基于膜泡状态反馈的冷却控制系统。

30、可以理解的是，上述基于膜泡状态反馈的冷却控制系统、方法及共挤吹膜机具备相同的有益效果，在此不再赘述。