Smart-PDI: Termoregolazione sempre Adattativa


Tutti i termoregolatori in commercio vantano una regolazione di tipo PDI (o PID), dalle iniziali delle parole Proporzionale Derivativo Integrativo. La maggioranza di essi mette in atto una strategia cosiddetta "Adattativa" per cui, in fase di avviamento (riscaldamento iniziale), cercano di adeguare al meglio le tre componenti della regolazione PDI a seconda delle caratteristiche dell'oggetto da regolare. I termoregolatori SICEM adottano il sistema originale Smart-PDI per cui l'adattamento delle tre componenti PDI è sempre in atto: in questo modo i suoi termoregolatori si adattano continuamente ai cambiamenti di comportamento termodinamico degli oggetti controllati.

Nella figura sono mostrati schematicamente tre oggetti tipici che i termoregolatori devono controllare in un sistema d'iniezione: 1) Camera calda; 2) Iniettore standard; 3) Microiniettore.


Questi tre oggetti hanno caratteristiche termodinamiche diverse fra loro, in quanto sono diverse la loro Massa (che si traduce in Capacità Termica), la Densità di Potenza (rapporto fra la potenza che i riscaldatori possono erogare e la massa dell'oggetto controllato), il Ritardo di Misura (tempo che intercorre fra una variazione nella potenza ricevuta dai riscaldatori e la relativa variazione nella temperatura misurata dalla termocoppia), ed altri fattori.

La variabilità di questi valori richiede una messa a punto, che viene fatta automaticamente da quei termoregolatori che vantano un qualche sistema di Adattatività, o di Auto-Tuning. In fase di avviamento (riscaldamento iniziale) questi termoregolatori normalmente emettono un impulso predefinito di potenza ai riscaldatori e, in base alle variazioni di temperatura che ne seguono, regolano il proprio algoritmo di termoregolazione in maniera opportuna: da questo momento in poi i parametri non verranno più modificati.

Quanto descritto qui sopra non è però sufficiente a garantire una buona termoregolazione, in quanto c'è un altro importante fattore di cui tenere conto: le Dispersioni di Calore. Si tratta del calore che viene sottratto all'oggetto controllato da parte dei suoi ancoraggi agli oggetti circostanti, e che non può essere valutato finché il termoregolatore non inizia a scaldarsi. In effetti questo fenomeno non va sottovalutato, in quanto l'aumento delle dispersioni cambia sensibilmente il comportamento termodinamico dell'oggetto controllato; in più, nei sistemi di stampaggio, ci sono due fattori aggiuntivi che influiscono sull'entità di tali dispersioni, soprattutto per quanto riguarda gli iniettori:
Avviamento dei circuiti di condizionamento dello stampo. Una volta raggiunta la temperatura di lavoro del Sistema d'Iniezione, vengono avviati i circuiti di condizionamento; ne consegue un aumento delle dispersioni di calore dalle punte degli iniettori, che comporta un notevole stravolgimento del comportamento termodinamico dell'iniettore rispetto alle fasi precedenti.
Cicli di iniezione della plastica. Gli iniettori ricevono periodicamente nuova plastica in arrivo dalla Camera Calda: questi cicli possono concorrere ad aumentare le dispersioni di calore dagli iniettori, se la plastica in arrivo è più fredda del dovuto; ma le possono anche diminuire, se la plastica in arrivo è più calda. Comunque sia, anche i cicli d'iniezione modificano il comportamento termodinamico degli iniettori.


Per risolvere questi problemi, SICEM ha messo a punto il sistema di termoregolazione Smart-PDI che è Adattativo non solo in fase di avviamento, ma durante tutte le fasi di funzionamento. Le tre componenti Proporzionale, Derivativa e Integrativa sono continuamente oggetto di messa a punto, sia durante la fase iniziale di riscaldamento, che durante la fase precedente ai cicli d'iniezione (quando le temperature sono raggiunte, ma i circuiti di condizionamento sono ancora chiusi e i cicli d'iniezione non sono ancora partiti), che durante le fasi di produzione.
Per fare queste cose i termoregolatori SICEM adottano le funzioni DS-P di ottimizzazione dell'avviamento, e Adat-Plus di ottimizzazione dei cicli d'iniezione: il risultato è una regolazione sempre ottimale, associata a minime sollecitazioni meccaniche dei sistemi controllati e minimo stress elettrico dei riscaldatori.