一种密炼机智能炼胶控制系统技术方案

本发明专利技术提出一种密炼机智能炼胶控制系统，属于密炼机智能控制技术领域。该系统采集与密炼机炼胶质量相关的两个以上的数据，并用大数据的方法清洗数据，评估各参数与炼胶质量的关系并对关联度高的数据进行标签，将与炼胶质量相关的参数通过AI算法、云计算、机器学习等方法，整理出密炼机智能炼胶模型；智能炼胶模型实时采集密炼机及上辅机数据，进行运算并逻辑判断，预测胶料的门尼粘度、炭黑分散度、拉伸强度等炼胶质量指标及性能参数，在线智能确定并控制密炼机排胶点。本发明专利技术提高了炼胶质量及稳定性、控制并优化炼胶过程、优化工艺参数、提高炼胶效率和产量、缩短无效时间及人员素质产生的差异、降低能耗、提高单机产能、提高胶料质量合格率。合格率。合格率。

【技术实现步骤摘要】
一种密炼机智能炼胶控制系统


[0001]本专利技术属于密炼机智能控制
，涉及一种密炼机的新排胶控制方式的智能炼胶控制系统。

技术介绍

[0002]密炼机混炼胶质量的判定指标主要有门尼粘度、炭黑分散度、硬度、拉伸强度、比重、门尼焦烧等。由于橡胶的流动性差的特点，国内外密炼机混炼周期终点的控制，通常采用间接法，传统控制方法主要有三种方法：时间法、温度法和能量法，或其中两个变量的组合控制法，一般控制方法以温度为主，辅助参考时间的方法；或是以能量为主，温度为辅。目标是用最短时间获得胶料的均匀分散，使混炼胶的物性和加工性能都达到预期要求。
[0003](1)时间法
[0004]混炼的目的是使各组分达到均匀分散，胶料的物理机械性能均匀一致，保证最终制品的使用性能；改善胶料的加工工艺性能，满足后工序的加工要求。为此需要一定的时间，既不能时间不足导致“欠炼”，也不能时间过长造成“过炼”，“欠炼”和“过炼”都会影响胶料的加工工艺性能或物理机械性能，因此可以通过炼胶时间来反映胶料质量。
[0005](2)温度法
[0006]胶料在密炼机中，与转子、混炼室壁、卸料门及压砣表面接触，摩擦、剪切和撕裂过程会导致胶料升温，且随着混炼过程的进行而不断提高，温度曲线的走向基本上由低向高攀升，因此可以通过温度变化来反映炼胶质量的变化。
[0007](3)能量法
[0008]炼胶过程也是胶料吸收能量的过程，在冷却条件基本稳定的条件下，单位体积胶料在混炼过程中吸收的能量可以反映其获得的摩擦、剪切和撕裂的过程，因此可以通过密炼机的能耗量来反应胶料质量的变化。
[0009]以上所述的密炼机混炼过程的三种传统控制方法，都会受到外来因素的干扰而影响结果，特别是塑炼胶的可塑性波动时，即使以能量作标准，也会影响控制效果。因此又提出了一种新的方法：
[0010](4)瞬时功率控制法
[0011]通过瞬时功率变化来反映胶料的粘度变化，进而通过粘度变化来掌握混炼过程，并提出以达到最佳粘度(以获得最佳分散度)作为衡量密炼机混炼周期的控制依据。当瞬时功率达到期望值时，即行排料，结束混炼周期。也就是把传统的按时间、温度决定排胶时间改为按瞬时功率到达期望值时排料。
[0012]迄今为止，密炼机的控制方法主要是以上所述的四种方法，即通过一个到两个维度来间接反映密炼机混炼过程的炼胶质量，由于炼胶工艺过程的复杂性和混炼胶质量指标的多样性，这些方法还有其局限性，影响胶料的控制结果和效率。

技术实现思路

[0013]为解决上述问题，本专利技术提供一种密炼机智能炼胶控制系统，本专利技术采用大数据的方法，分析各炼胶参数对炼胶质量的影响，将影响炼胶质量的变量梳理出来，利用智能技术训练出智能炼胶模型，实时监测并采集密炼机的运行参数、炼胶工艺参数、配方参数及原材料参数，智能炼胶模型实时运算评估胶料的混炼质量，如门尼粘度、炭黑分散度、拉伸强度等一个或多个质量参数，实现多维质量参数的实时预测，精确控制密炼机的排胶点。
[0014]本专利技术的技术方案为：
[0015]一种密炼机智能炼胶控制系统，包括密炼机1、密炼机控制系统2、边缘计算终端3、上辅机控制系统4和上辅机5。
[0016]所述边缘计算终端3具体配置可以是数采盒子、边缘计算盒子、工控机、服务器等一个或多个控制设备的组合；边缘计算终端3内载有数据处理系统，包括数据采集模块、数据存储模块、数据分析模块、炼胶质量模型、状态识别模型、可视化模块和配方调节模块等。
[0017]所述数据采集模块，采集与炼胶质量相关的数据，数据包括但不限于密炼机设备参数如上顶栓压力、工艺参数如胶料温度、配方参数如物料占比、实验室数据如混炼胶的质量数据、原材料数据如原料质量数据等，一方面将数据通过数据存储模块保存起来，作为训练和优化炼胶质量模型的原始数据源；另一方面将实时数据作为炼胶质量模型的输入。所述数据存储模块，将数据采集模块采集的数据按对炼胶质量影响权重的大小进行清洗筛选，进行标签并保存。所述数据分析模块，将标签并保存的数据利用大数据、云计算、人工智能、机器学习等技术进行分析、运算形成并不断优化炼胶质量模型。所述炼胶质量模型，利用此模型进行实时运算，评估炼胶过程中胶料的质量参数；所述状态识别模块，实时采集、运算并判断炼胶质量，质量合格则智能排胶，若否，则自动转到密炼机的传统控制方式：用温度、时间、能量法控制排胶；所述可视化模块，将密炼机的运行状态、工艺过程、炼胶质量的评估结果及趋势曲线等进行可视化呈现；所述配方调节模块，对大数据分析的结果进行清洗筛选，确定工艺参数、物料加入比例等参数对炼胶质量影响的权重和方向，将对炼胶质量影响大的参数进行标签，手动、半自动或自动对密炼机的配方进行调节，优化配方工艺参数。
[0018]所述边缘计算终端3分别与密炼机控制系统2、上辅机控制系统4连接，实时采集密炼机1、上辅机5的数据。边缘计算终端3可同时采集实验室数据和原材料数据。部署在边缘计算终端3的炼胶质量模型对采集的数据进行实时运算，在线预测炼胶质量参数及趋势。
[0019]所述边缘计算终端3与密炼机控制系统2相互数据连接，通过密炼机控制系统2在线控制密炼机1排胶点，密炼机控制系统2向边缘计算终端3反馈排胶状态信息。
[0020]所述边缘计算终端3与上辅机控制系统4相互数据连接，对上辅机控制系统4下发优化的配方工艺参数，上辅机控制系统4指令上辅机5运行；上辅机控制系统4向边缘计算终端3反馈工艺配方状态信息。
[0021]所述密炼机控制系统2与上辅机控制系统4进行数据和状态通讯连接，实现密炼机状态与上辅机状态的互联互通，将工艺配方的动作和密炼机的状态进行通讯。
[0022]本专利技术的有益效果：本专利技术所述的密炼机智能炼胶系统能够预测炼胶质量参数，如门尼粘度、炭黑分散度、拉伸强度等，实现了多维度、多参数综合智能炼胶模型控制密炼机的排胶点，优化配方、炼胶过程及工艺参数。应用该系统能够提高炼胶质量及稳定性、控
制并优化炼胶过程、优化工艺参数、提高炼胶效率和产量、缩短无效时间及人员素质产生的差异、降低能耗、提高单机产能、提高胶料质量的合格率。
附图说明
[0023]图1为密炼机智能炼胶模型数据流示意图。
[0024]图中：1密炼机；2密炼机控制系统；3边缘计算终端；4上辅机控制系统；5上辅机。
具体实施方式
[0025]以下结合实施例和附图进一步解释本专利技术的具体实施方式，但不用于限定本专利技术。
[0026]本专利技术在传统密炼机控制系统的基础上，增加边缘计算终端中的功能模块，实现密炼机一种新的智能炼胶控制系统功能。具体如图1所示，所述的智能炼胶控制系统，包括密炼机1、密炼机控制系统2、边缘计算终端3、上辅机控制系统4和上辅机5。
[0027]所述边缘计算终端3内载有数据处理系统，包括但不限于数据采集模块、数据存储模块、数据分析模块、炼胶质量模型、状态识别模型、可视化模块和配方调节模块等。
[0028]在实际使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种密炼机智能炼胶控制系统，其特征在于，该系统包括密炼机(1)、密炼机控制系统(2)、边缘计算终端(3)、上辅机控制系统(4)和上辅机(5)；所述边缘计算终端(3)内载有数据处理系统，包括数据采集模块、数据存储模块、数据分析模块、炼胶质量模型、状态识别模型、可视化模块和配方调节模块；所述数据采集模块，采集与炼胶质量相关的密炼机设备参数、工艺参数、配方参数、原材料数据及实验室数据，一方面将数据通过数据存储模块保存起来，作为训练和优化炼胶质量模型的原始数据源；另一方面将部分实时数据作为炼胶质量模型的输入；所述数据存储模块，将数据采集模块采集的数据按对炼胶质量影响权重的大小进行清洗筛选，进行标签并保存；所述数据分析模块，将标签并保存的数据进行分析，运算形成并不断优化炼胶质量模型；所述炼胶质量模型，对采集的数据实时运算，评估炼胶过程中胶料的质量参数，如门尼粘度、炭黑分散度、拉伸强度，控制密炼机的排胶点；所述状态识别模块，实时监测、运算并判断炼胶质量，质量合格则智能排胶；所述可视化模块，将密炼机的运行状态、工艺过程、炼胶质量的评估结果及趋势曲线进行可视化呈现；所述配方调节模块，对大数据分析的结果进行清洗筛选，确定包括工艺参数、物料加入比例在内的参数对炼胶质量影响的权重和方向，将对炼胶质量影响大的参数进行标签...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨红，王元江，丁世杰，刘天华，
申请(专利权)人：大连橡胶塑料机械有限公司，
类型：发明
国别省市：