contrôle neuronal d`une extrudeuse

CONTRÔLE NEURONAL D’UNE EXTRUDEUSE
Objectifs
Contexte
- Prédire les caractéristiques de produits extrudés
(profilés, tuyaux, etc.)
- Proposer en temps réel une commande sur un ou
plusieurs paramètre(s) de production pour
converger vers les consignes de production
(diamètre, épaisseur, débit massique, etc.)
-
Pilotage automatique de l’extrudeuse
Contrôle en ligne (temps-réel) de la production
Réduction de la quantité de rebut
Limitation des opérations de rectification du produit
Instrumentation d'une extrudeuse (CDR Hutchinson,
Montargis ; LE JOINT FRANCAIS, Saint-Brieuc)
I - Construction de la base de données
35
Paramètres
30
diamètre (mm)
vitesse de vis (tr/min)
vitesse de ligne (m/min)
3
débit (dm /min)
puissance (W)
25
20
15
10
5
0
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
Temps (s)
Base de données issue des plans d’expérience
D (mm)
11
10
VL (m/min)
40
DONNEES PROCESSUS REEL
12
14
12
10
8
6
4
DEBIT (dm3/min)
La base de données est obtenue à
partir de plans d’expérience consistant
à faire varier un ou plusieurs paramètres
d’action (par exemple, la vitesse de vis
et la vitesse de ligne).
L’observation de l’état du processus de
production se base, dans le cas traité
ici, sur les mesures du diamètre du
produit extrudé et de la vitesse de ligne,
ou bien plus simplement sur l’évolution
3
du débit (DEB en dm /min) calculé à
partir des 2 quantités pré-citées.
DONNÉES PROCESSUS RÉEL
45
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Echantillons
*limites d’exploration
*consignes
Fusion des consignes de diamètre et de vitesse
de ligne en une seule consigne de débit
II - Principe de fonctionnement du contrôleur
L'utilisateur entre les consignes : valeur du diamètre
(D en mm) et valeur de la vitesse de ligne (VL en m/min).
Exemple : D =10 mm, VL =11 m/min. Ces 2 consignes se
3
résument à une consigne de débit: DEB=0,8639 dm /min.
A partir d’un instant initial donné (par exemple l’échantillon
temporel n° 3000), pour lequel le procédé d’extrusion est
dans un état quelconque défini (par la mesure en tempsréel du diamètre et de la vitesse de ligne), le contrôleur
neuronal prédit l’état du processus aux instants suivants et,
en fonction de ces prédictions, détermine la ou les
commande(s) à effectuer pour converger vers
les consignes entrées par l’utilisateur.
Ligne d’extrusion de l’usine LE JOINT FRANÇAIS (Saint-Brieuc)
III - Exemple de réponse du contrôleur
Une commande de la vitesse de vis est spécifiée
pour satisfaire les consignes utilisateur.
1
0.5
50
100
150
Ech. n°3200
Diamètre (mm)
3
Débit (dm /min)
10
Consigne
10,0000
0,8639
Prédiction
10,0033
0,8645
5
200
1
0
0
50
100
150
200
0
Tableau de comparaison
Réponse du contrôleur (prédiction) Consignes utilisateur
2
-1
0
50
100
150
200
40
20
0
1
DIFF (mm)
VvisC (tr/min)
DIFF (dm3/min)
0
REPONSE DU "PROCESSUS VIRTUEL CONTROLE"
15
1.5
D (mm)
DEBIT (dm3/min)
REPONSES ET COMMANDE DU "PROCESSUS VIRTUEL CONTROLE"
0
50
100
Echantillons
150
200
Conclusion
0
-1
-2
0
50
100
150
200
Echantillons
Echantillon initial donné : n° 3000
Prédiction de l'état du processus d'extrusion
résumé en terme de débit et indication de
commande (VvisC)
sur les 200 échantillons temporels suivants.
Convergence de la production
vers la consigne utilisateur
Cabinet d'études recherche et développement
60 Bd Henri Barbusse 93100 Montreuil / bois FRANCE
Tél : 01 42 87 04 69
Fax : 01 48 57 44 99
Email : [email protected]
Web : www.alctra.fr
A l’aide des réseaux de
neurones, le pilotage de
l’extrudeuse peut être
automatisé et les consignes
de production optimisées.