应用
挤出机是一种工业设备，用于 对热塑性材料进行连续加工，通过将其从固态转化为熔融状态，产生均匀的塑化材料流。挤压过程存在于塑料与橡胶生命周期的多个阶段：从聚合到混合以产生具有特定特性的颗粒，直到最终产品的成型。
需求:
生产数据的价值提升
解决方案:
需求:
挤出工艺控制
挤出过程需要持续平衡以下相互依存的变量：螺杆转速、多温区温度、熔体压力以及与辅助执行器的同步协调。控制系统必须具备复杂配方管理能力、快速物料切换支持、集成化诊断功能及参数偏离快速响应机制。
解决方案:
G-Mation 是挤出工艺全面、同步和集成化控制的平台。该系统的核心是 G-Mation P6 CPU，并配备采用 EtherCAT 总线通信的 G3 远程模块。热控制由集成式 PID 调节器处理，驱动管理也是如此，不需要外部网关。用户界面通过集成的网络服务器进行管理，并通过 G-Mation W55 浏览器面板显示，该面板支持可定制的仪表盘的投射功能。
平台的主要特性：
- 预配置和可定制的应用模板
- Docker 技术用于安装 IoT 仪表盘、预测性维护或与 MES 和 ERP 系统集成应用
- 开放式架构且支持边缘计算部署
需求:
温度调控系统
通过精确的温度调节，可实现稳定的流变特性与挤出制品尺寸精度。必须确保这些区域的热稳定性，以便系统能够快速响应热负荷或工艺变化，避免潜在缺陷（即表面不稳定、厚度波动或产品光学性能异常）。
Gefran 的挤出机温控技术基于固态继电器、PID 调节器及热电偶：
- 每组加热器都通过闭环方式进行 PID 调节，可集成于 PLC 或专用控制器（如 1850）中，使熔体温度保持在设定值的 ±0.5°C 范围内，确保粘度稳定并消除表面与尺寸缺陷
- 紧凑型 GRP-H 固态继电器配备集成散热器，可确保对高达 120 A 电流的精确控制。IO-Link 通信接口通过集成处理指令、报警及耗用电流数据，有效减少 I/O 板卡用量
该解决方案具有可扩展性，并且与集成在 PLC 或远程模块上的 PID 兼容。配方存储功能与趋势历史数据记录功能支持快速切换生产任务并实现持续质量优化。
需求:
熔体温度测量
聚合物熔体的实际温度是挤出过程中的关键参数，因为此参数直接影响聚合物的粘度及其最终的机械和光学特性。与仅限于机筒表面测温相比，直接接触熔体进行温度测量能更真实反映物料实际状态，为流变控制提供显著优势。
需求:
熔体泵流量控制
在管道、精密型材或板材等特定应用中，必须要确保熔体流量恒定，且完全不受螺杆压力波动影响。熔体泵在挤出机和模头之间起到稳压缓冲作用。该泵采用基于上游和下游压力读数的闭环控制进行调节。这还能实现螺钉和最终输出之间的动态解耦。
解决方案:
Gefran 使用两个高精度 MELT 传感器（分别位于泵的上游和下游）来调节泵速，保持压力稳定和聚合物熔体流量恒定。Melt Impact 系列压力传感器是苛刻工况和安全逻辑集成的理想选择：
- 采用增强型膜片、压阻传感元件及无传递液结构设计。
- 在 20 至 350 °C 之间的热稳定性小于 1% FS，完全适合再生或磨蚀性聚合物。
- PLc 认证和电气输出提高了安全性和可靠性，而无内部填充液特性使传感器同时适用于医疗和食品应用场景。
需求:
过滤器脏污检测
过滤器保护基体不受聚合物熔体中杂质的损害，防止其残留在产品中，因此，过滤器往往会逐渐堵塞，特别是在回收过程中。堵塞会增加上游压力，并可能影响产品质量或损坏生产线。持续监测过滤器前后压力值，可实时计算压差并触发报警，提示操作员进行手动干预或启动自动过滤器更换系统。
解决方案:
Gefran 提供的 Impact 传感器可精确可靠地监测过滤器上游和下游的压力，非常适合高温（高达 350 °C）和恶劣环境，如填充聚合物的回收和加工。
主要特性:
- 膜片厚度达传统传感器 15 倍，且无内部传递流体，可将压力直接传导至硅传感芯片。
- 卓越的耐磨性和抗动态冲击性，在 20°C 至 350°C 范围内热稳定性小于 1％ FS。
- IEPLc 版本具有电气输出和 PLc 认证，可集成到安全控制系统中并配置经认证的安全报警功能。
工作原理
塑料原料通过定量给料斗送入挤出系统。
挤出机内部是一个圆筒（或 “barrel”），其内部有一根螺杆（或双螺杆挤出机中的多根螺杆）旋转，并执行以下三个基本功能：输送材料、通过摩擦与热效应的共同作用实现熔融以及熔融材料的均质化。
螺杆分为多个功能区段（喂料区段、压缩区段、计量区段），每个区段都具有优化的几何形状，可在加工过程中调节压力、温度和物料粘度。
熔融所需的热量既来自圆筒外部的电阻加热器，也来自物料内部剪切作用产生的机械能。
加工过程遵循特定的配方，即预先确定的材料配比和工艺参数序列，以适应最终产品所需的特性。
最后，塑化材料被推送至圆筒的末端，在此处通过配备成型模具的挤出机头，使熔体形成所需形状（参见平头挤出机和气泡膜挤出机）。
需求与技术
挤出工艺需要对螺杆转速、熔体温度与压力等相互关联的变量进行集中同步控制，以确保工艺稳定性、产品流变质量和操作效率。必须对每个加热区保持精确的温度控制，以确保正确的粘度并减少表面或尺寸缺陷。使用直接浸入式探头精确测量熔体温度，这对于真实反映材料状况至关重要。此外，通过熔体泵进行流量控制和及时检测过滤器堵塞情况可稳定工艺流程并预防异常现象。
工艺控制中的其他关键因素包括：
- 集成经认证的安全逻辑
- 组件对填充或回收材料的耐受性
- 使用流变仪持续监测流变特性
