專利名稱：人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及人造板生產(chǎn)線制造領(lǐng)域，具體涉及一種人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
預(yù)壓機(jī)設(shè)備，是人造板生產(chǎn)線中最重要的設(shè)備之一。在國內(nèi)的纖維板和刨花板生產(chǎn)中，連續(xù)平壓熱壓機(jī)已成為一種趨勢。預(yù)壓工序是人造板生產(chǎn)的重要工序，現(xiàn)有技術(shù)一般是采用工控機(jī)的控制系統(tǒng)對預(yù)壓工序進(jìn)行控制，采用工控機(jī)的控制系統(tǒng)難以對各個部件控制后實(shí)現(xiàn)整體動作，難以通過精確的位置控制和壓力控制達(dá)到對纖維的成功預(yù)壓，且程序量大，不方便維修。
發(fā)明內(nèi)容·[0003]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，提供一種人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)，有效除去纖維中大量氣體，高精度壓力和位置控制從而保證纖維能夠最有效進(jìn)行排氣、硬化成型。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)，包括可編程邏輯控制單元、位置環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器、壓力環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器、位移傳感器、壓力傳感器和放大器、閥；所述可編程邏輯控制單元包括CPU，與CPU連接的分布式I/O系統(tǒng)，以及分別與分布式I/O系統(tǒng)相連的數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊；位移傳感器、壓力傳感器分別與模擬量輸入模塊連接，放大器分別與模擬量輸出模塊和閥連接，數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊均分別與預(yù)壓機(jī)的操作按鈕、檢測開關(guān)、電磁閥和指示燈連接；位置環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器、壓力環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器設(shè)置在CPU內(nèi)。所述位移傳感器包括預(yù)壓機(jī)主壓缸位移傳感器、網(wǎng)帶皮帶張緊缸位移傳感器及預(yù)壓機(jī)液壓缸位移傳感器。所述的壓力傳感器包括預(yù)壓機(jī)壓力管路、油缸進(jìn)油口、油缸出油口壓力傳感器。所述放大器為內(nèi)置式或外置式的比例放大器，或者為內(nèi)置式或外置式的伺服放大器；所述閥為比例或伺服閥。所述電磁閥含液壓閥與氣動閥，包括電磁方向閥和電磁球閥。所述的人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)，還包括用于提供人機(jī)界面的工控機(jī)或觸摸屏，所述工控機(jī)或觸摸屏直接或間接與CPU連接。與采用工控機(jī)組成的控制系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于能實(shí)現(xiàn)人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)各部件整體協(xié)調(diào)動作，有效除去纖維中大量氣體，高精度壓力和位置控制從而保證纖維能夠最有效進(jìn)行排氣、硬化成型。而且PLC控制器的在線修改和監(jiān)控功能使編程調(diào)試維護(hù)人員快速的進(jìn)行查找錯誤，有效的縮短了控制系統(tǒng)的設(shè)計和維護(hù)周期。更可靠、安全，實(shí)現(xiàn)更方便、實(shí)用；程序量小、相對簡單，便于實(shí)施和日常維護(hù)。
圖I為本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本控制系統(tǒng)位置環(huán)PI控制框圖；圖3為本控制系統(tǒng)壓力環(huán)PI控制框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。如圖I所示，本實(shí)用新型人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)，其包括可編程邏輯(PLC) 控制單元、人機(jī)界面、現(xiàn)場設(shè)備，現(xiàn)場設(shè)備包括位移傳感器、壓力傳感器、比例(或伺服)放大器、操作按鈕、檢測開關(guān)、電磁閥(含液壓閥與氣動閥)、指示燈?？删幊踢壿嬁刂茊卧–PU、分布式輸入輸出(I/O)系統(tǒng)、電源模塊、通訊控制電纜、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊；CPU作為可編程邏輯控制單元的控制器，負(fù)責(zé)管理、執(zhí)行、運(yùn)算、控制等功能；其它模塊則組成輸入回路(負(fù)責(zé)接收外部輸入兀件信號)和輸出回路(負(fù)責(zé)發(fā)送外部輸出兀件信號)。CPU與分布式輸入輸出(i/o)系統(tǒng)連接，分布式I/O系統(tǒng)分別與數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊連接；位移傳感器、壓力傳感器分別與模擬量輸入模塊連接，比例(伺服)放大器分別與模擬量輸出模塊和比例(伺服)閥連接，數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊分別與預(yù)壓機(jī)的操作按鈕、檢測開關(guān)、電磁閥(含液壓閥與氣動閥)和指示燈等連接；位置環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器、壓力環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器作為控制模塊，包含在CPU內(nèi)。位移傳感器用于檢測預(yù)壓機(jī)各部分液壓缸的位置，有總線、網(wǎng)絡(luò)或電信號等方式。位移傳感器包括預(yù)壓機(jī)主壓缸位移傳感器、網(wǎng)帶皮帶張緊缸位移傳感器及預(yù)壓機(jī)液壓缸位移傳感器。壓力傳感器用于檢測預(yù)壓機(jī)各部分(如壓力管路、油缸進(jìn)油口、油缸出油口)液壓壓力的大小。比例(伺服)放大器用于將模擬量輸出模塊產(chǎn)生的模擬量信號進(jìn)行放大，以驅(qū)動比例(伺服)閥動作。比例(伺服)放大器包括預(yù)壓機(jī)比例伺服控制所需要的所有比例(伺服)放大器，有內(nèi)置式與外置式兩種比例(伺服)放大器。電磁閥由PLC輸出回路(即數(shù)字量輸出模塊)產(chǎn)生的開關(guān)量信號驅(qū)動而使液壓系統(tǒng)回路中油液改變方向，或使氣動回路中氣體改變方向，電磁閥包括各種電磁方向閥、電磁球閥。所述的PLC控制單元的CPU包含了控制算法和使預(yù)壓機(jī)整體協(xié)調(diào)動作的功能，由檢測開關(guān)信號、位移傳感器信號、壓力傳感器信號、比例積分調(diào)節(jié)器、比例放大器信號、電磁閥及油缸形成連續(xù)閉環(huán)系統(tǒng)或開環(huán)控制系統(tǒng)對預(yù)壓機(jī)各部分進(jìn)行控制，具體來說具備如下功能1、位移傳感器信號轉(zhuǎn)換功能對PLC的輸入回路所采集的位移傳感器信號進(jìn)行再處理，使液壓缸位置信號有調(diào)節(jié)零位、改變量程、校正等功能；2、壓力傳感器信號轉(zhuǎn)換功能對PLC的輸入回路所采集的壓力傳感器信號進(jìn)行再處理，使壓力信號有調(diào)節(jié)零位、改變量程、校正等功能；3、模擬量輸出信號轉(zhuǎn)換功能對PLC的模擬量輸出回路信號進(jìn)行再處理，使輸出信號有電壓、電流等方式；4、開關(guān)閥控制功能對開關(guān)閥(如電磁球閥等)進(jìn)行通斷可能告知，通斷時間可調(diào)節(jié)，通斷條件可設(shè)置；5、位置環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器使各種液壓缸進(jìn)行精確的位置閉環(huán)控制；6壓力環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器使各種壓力回路進(jìn)行精確的壓力閉環(huán)控制。如圖2所示，該控制系統(tǒng)具備位置環(huán)比例積分(PI)調(diào)節(jié)功能從位移傳感器在液壓缸采集的位移傳感器信號獲得位置反饋信號，CPU將該位置反饋信號和給定值比較，得到偏差信號；所述偏差信號經(jīng)過位置環(huán)PI調(diào)節(jié)器后產(chǎn)生模擬量控制信號，該模擬量控制信號經(jīng)過模擬量輸出模塊后，由放大器轉(zhuǎn)化成放大后的電信號控制液壓油缸的伺服閥或比例閥，使液壓油缸(主壓缸、調(diào)偏油缸、張緊油缸)按給定值進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖3所示，該控制系統(tǒng)具備壓力環(huán)比例積分(PI)調(diào)節(jié)功能從壓力傳感器在液壓缸采集的壓力傳感器信號獲得壓力反饋信號，CPU將該壓力反饋信號和給定值比較，得到偏差信號；所述偏差信號經(jīng)過壓力環(huán)PI調(diào)節(jié)器后產(chǎn)生模擬量控制信號，該模擬量控制信號經(jīng)過模擬量輸出模塊后，由放大器轉(zhuǎn)化成放大后的電信號控制液壓油缸的伺服閥或比例閥，使液壓油缸(主壓缸、調(diào)偏油缸、張緊油缸)或液壓管路壓力按給定值進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。本控制系統(tǒng)還包括用于提供人機(jī)界面(HMI)的工控機(jī)和顯示器(或觸摸屏)，工控 機(jī)(或觸摸屏)與CPU連接，可通過工控機(jī)(或觸摸屏)對所述系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、設(shè)置和操作，采用國內(nèi)外大型人機(jī)界面軟件，如Wincc、Intouch等,或利用軟件自行開發(fā)。本控制系統(tǒng)分布式IO系統(tǒng)與CPU之間的通信接口、CPU與HMI之間的通信接口及CPU與CPU之間的通信接口，可以是有線通信接口或無線通信接口。所述的有線通信接口是指以太網(wǎng)(TCP/IP)、現(xiàn)場總線(Profibus)、控制網(wǎng)(Controlnet)等其它高速數(shù)據(jù)網(wǎng)卡或通信接口方式。在具體實(shí)施時，可以采用德國西門子公司的S7-300/400CPU和ET200系列分布式IO系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)該P(yáng)LC控制單元，亦可采用ROCKWELL公司或其他廠家的PLC控制單元等。上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括可編程邏輯控制單元、位置環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器、壓力環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器、位移傳感器、壓力傳感器和放大器、閥；所述可編程邏輯控制單元包括CPU，與CPU連接的分布式I/O系統(tǒng)，以及分別與分布式I/O系統(tǒng)相連的數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模 塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊；位移傳感器、壓力傳感器分別與模擬量輸入模塊連接，放大器分別與模擬量輸出模塊和閥連接，數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊均分別與預(yù)壓機(jī)的操作按鈕、檢測開關(guān)、電磁閥和指示燈連接；位置環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器、壓力環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器設(shè)置在CPU內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述位移傳感器包括預(yù)壓機(jī)主壓缸位移傳感器、網(wǎng)帶皮帶張緊缸位移傳感器及預(yù)壓機(jī)液壓缸位移傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述放大器為內(nèi)置式或外置式的比例放大器，或者為內(nèi)置式或外置式的伺服放大器；所述閥為比例或伺服閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁閥包括電磁方向閥和電磁球閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于提供人機(jī)界面的工控機(jī)或觸摸屏，工控機(jī)或觸摸屏與CPU連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了人造板生產(chǎn)線預(yù)壓機(jī)控制系統(tǒng)，所述可編程邏輯控制單元包括CPU，與CPU連接的分布式I/O系統(tǒng)，以及分別與分布式I/O系統(tǒng)相連的數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊；位移傳感器、壓力傳感器分別與模擬量輸入模塊連接，比例或伺服放大器分別與模擬量輸出模塊和比例或伺服閥連接，數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊分別與預(yù)壓機(jī)的操作按鈕、檢測開關(guān)、電磁閥和指示燈等連接；位置環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器、壓力環(huán)比例積分調(diào)節(jié)器設(shè)置在CPU內(nèi)。有效除去纖維中大量氣體，高精度壓力和位置控制從而保證纖維能夠最有效進(jìn)行排氣、硬化成型。
文檔編號B27N3/18GK202727055SQ20122040070
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者郭穎, 劉玉絨, 辛楊桂, 裴旸, 譚利華, 劉春虎, 張贊軍 申請人:廣州機(jī)械科學(xué)研究院有限公司, 廣州寶力特液壓密封有限公司, 廣州中機(jī)實(shí)業(yè)有限公司