Extrudertemperatuur van drie graden naar een halve

Temperatuurvariatie in de extruder

Bij PepsiCo wordt een extruder gebruikt om van ruwe grondstoffen chips te maken. Ingrediënten worden gemengd en onder temperatuur en druk door de extruder gevoerd. De productkwaliteit hangt daarbij direct aan de temperatuurbeheersing, en die was niet strak genoeg.

Aparte modellen voor verhitten en koelen

Eerst de relevante processen van de extruder modelleren. Het verhittingsproces is via identificatie-experimenten vastgelegd, en voor het koelen is een black-box-model geïdentificeerd, omdat koelen zich fysisch anders gedraagt dan verwarmen.

Op basis daarvan drie ingrepen. Een split-range regelaar, zodat verwarmen en koelen ieder hun eigen deel van het regelbereik krijgen in plaats van één gedeelde uitsturing. Linearisatie van de uitgang: de basisperiode van het PWM-signaal is aangepast zodat het signaal lineair meebeweegt met de regelaaruitgang. En optimale PID-instellingen op beide takken.

Model en meting zijn met gesloten-lus verificatie naast elkaar gelegd, en daarna is er getest tijdens echte productie.

Van drie graden naar een halve

De temperatuurvariatie nam af van ongeveer 3 graden naar 0,5 graad. Na een verstoring brengt de regeling de temperatuur snel terug op setpoint, zichtbaar gemaakt tijdens lopende productie in plaats van op een teststand.

Verwarmen en koelen zijn twee processen

Verwarmen en koelen zijn twee processen, geen twee richtingen van hetzelfde proces. Ze hebben een eigen versterking en een eigen tijdconstante. Zolang één regelaar met één set instellingen beide bedient, is de tuning per definitie een compromis, en de productkwaliteit betaalt dat compromis.