高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)及控制方法，包括重量采集模塊、信號(hào)處理模塊、控制模塊和設(shè)置模塊，重量采集模塊采集電子稱稱量物料的重量信號(hào)傳送給信號(hào)處理模塊，設(shè)置模塊設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)并傳送給信號(hào)處理模塊，采集的重量信號(hào)和設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)比對(duì)處理后信號(hào)處理模塊將控制信號(hào)傳送給控制模塊，控制模塊根據(jù)控制信號(hào)的不同通過(guò)I/O口分別控制粗投閥、細(xì)投閥或卸料閥開啟或關(guān)閉。本發(fā)明采用PLC控制配料，配料精度高；自動(dòng)配料，節(jié)省人力成本；采用兩個(gè)PLC，利用DP總線通訊方式實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)配料秤及多種配料的控制，配料速度快，抗干擾強(qiáng)；報(bào)警模塊的設(shè)置方便對(duì)故障的了解；數(shù)據(jù)處理查詢模塊的設(shè)置方便對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
【專利說(shuō)明】高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊條加工設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電焊條的制造工藝過(guò)程主要包括三部分:即焊芯加工、涂料制備及焊條壓涂，涂料制備及焊條壓涂就是藥皮配料及壓涂:將各種焊條藥皮用粉料(礦石、鐵合金及化工產(chǎn)品等)按焊條配方比例進(jìn)行配料，配好的料在攪拌機(jī)中進(jìn)行干混使之均勻，然后慢慢倒入適量的水玻璃，攪拌成具有一定粘性的涂料，即可送到壓涂機(jī)上壓制焊條。而焊條藥皮藥粉的配置精度直接影響焊條質(zhì)量。因此如何設(shè)計(jì)一種高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的課題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)。
[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案:一種高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，包括重量采集模塊、信號(hào)處理模塊、控制模塊和設(shè)置模塊，所述重量采集模塊采集電子稱稱量物料的重量信號(hào)傳送給信號(hào)處理模塊，所述設(shè)置模塊設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)并傳送給所述信號(hào)處理模塊，采集的重量信號(hào)和設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)比對(duì)處理后信號(hào)處理模塊將控制信號(hào)傳送給控制模塊，所述控制模塊根據(jù)控制信號(hào)的不同通過(guò)I/o 口分別控制粗投閥、細(xì)投閥或卸料閥開啟或關(guān)閉。
[0005]還包括報(bào)警模塊，所述控制模塊根據(jù)各閥的工作異常情況向信號(hào)處理模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)，所述信號(hào)處理模塊將報(bào)警信號(hào)通過(guò)設(shè)置模塊進(jìn)行顯示。
[0006]還包括數(shù)據(jù)處理查詢模塊，所述控制模塊采集各閥的工作狀況傳遞給所述信號(hào)處理模塊，所述信號(hào)處理模塊將各閥的工作狀況信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)處理查詢模塊進(jìn)行查詢顯
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[0007]所述重量采集模塊為重量變送器，所述信號(hào)處理模塊為第一 PLC，所述控制模塊為第二 PLC，所述設(shè)置模塊為觸摸屏。
[0008]所述重量變送器型號(hào)為GK409，所述第一 PLC的型號(hào)為S7-300，所述第二 PLC的型號(hào)為S7-200，所述設(shè)置模塊的型號(hào)為MP277觸摸屏。
[0009]所述數(shù)據(jù)處理查詢模塊的型號(hào)為WINCC。
[0010]所述電子稱有4個(gè)，每個(gè)電子稱控制4種物料。
[0011]采用上述控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0012](I)信號(hào)處理模塊判斷系統(tǒng)實(shí)際下料值SP如果小于(設(shè)定下料值-設(shè)定細(xì)投值)，進(jìn)入下一步；
[0013](2)粗投閥工作，粗投物料；
[0014](3)信號(hào)處理模塊判斷實(shí)際下料值SP如果大于(設(shè)定下料值-設(shè)定細(xì)投值)，進(jìn)入下一步；如果系統(tǒng)實(shí)際下料值SP如果小于(設(shè)定下料值-設(shè)定細(xì)投值)，返回(2);
[0015](4)細(xì)投閥工作，細(xì)投物料；
[0016](5)信號(hào)處理模塊判斷實(shí)際下料值如果SP =設(shè)定下料值-過(guò)沖量-設(shè)定誤差量，進(jìn)入下一步；
[0017](6)停止投料；
[0018](7)秤斗穩(wěn)定屏幕上提前設(shè)定好的一段時(shí)間；
[0019](8)自動(dòng)修正超差量及補(bǔ)料。
[0020]所述自動(dòng)修正超差量的具體步驟如下:
[0021]a.當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際下料值SP大于(設(shè)定下料值-過(guò)沖量-設(shè)定誤差量)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算補(bǔ)料時(shí)間Tl = KQ，開啟粗投閥按計(jì)算時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)料，時(shí)間到，停止補(bǔ)料，稱斗穩(wěn)定設(shè)定時(shí)間TO后，自動(dòng)返回重復(fù)上述步驟直至將實(shí)際下料值補(bǔ)償?shù)皆O(shè)定下料值為止；
[0022]b.當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際下料值SP大于(設(shè)定下料值+設(shè)定正誤差值)，稱斗穩(wěn)定設(shè)定時(shí)間TO后，屏幕上顯示稱重報(bào)警；
[0023]c.當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定負(fù)誤差值小于(實(shí)際下料值SP-設(shè)定下料值)小于設(shè)定正誤差值，稱斗穩(wěn)定設(shè)定時(shí)間TO后，完成投料，進(jìn)行卸料。
[0024]所述步驟a中第一次配料結(jié)束后未補(bǔ)料前，系統(tǒng)實(shí)際下料值SP大于設(shè)定下料值時(shí)，過(guò)沖量自動(dòng)計(jì)算XZ = XZO-KQ或X，更新過(guò)沖量值；當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際下料值SP小于設(shè)定下料值時(shí)，過(guò)沖量自動(dòng)計(jì)算，XZ = XZ0+KQ或X，更新過(guò)沖量值。
[0025]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明采用PLC控制配料，配料精度高；自動(dòng)配料，節(jié)省人力成本；采用兩個(gè)PLC，利用DP總線通訊方式實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)配料秤及多種配料的控制，配料速度快，抗干擾強(qiáng)；報(bào)警模塊的設(shè)置方便對(duì)故障的了解；數(shù)據(jù)處理查詢模塊的設(shè)置方便對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明原理框圖；
[0027]圖2是本發(fā)明控制方法補(bǔ)料前的流程圖；
[0028]圖3-圖7是本發(fā)明控制方法自動(dòng)修正超差量及補(bǔ)料的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]現(xiàn)根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行較詳細(xì)的說(shuō)明，如圖1所示，一種高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，包括重量采集模塊、信號(hào)處理模塊、控制模塊和設(shè)置模塊，所述重量采集模塊采集電子稱稱量物料的重量信號(hào)傳送給信號(hào)處理模塊，所述設(shè)置模塊設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)并傳送給所述信號(hào)處理模塊，采集的重量信號(hào)和設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)比對(duì)處理后信號(hào)處理模塊將控制信號(hào)傳送給控制模塊，所述控制模塊根據(jù)控制信號(hào)的不同通過(guò)I/o 口分別控制粗投閥、細(xì)投閥或卸料閥開啟或關(guān)閉。
[0030]還包括報(bào)警模塊，所述控制模塊根據(jù)各閥的工作異常情況向信號(hào)處理模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)，所述信號(hào)處理模塊將報(bào)警信號(hào)通過(guò)設(shè)置模塊進(jìn)行顯示。
[0031]還包括數(shù)據(jù)處理查詢模塊，所述控制模塊采集各閥的工作狀況傳遞給所述信號(hào)處理模塊，所述信號(hào)處理模塊將各閥的工作狀況信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)處理查詢模塊進(jìn)行查詢顯
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[0032]所述重量采集模塊為重量變送器，所述信號(hào)處理模塊為第一 PLC，所述控制模塊為第二 PLC，所述設(shè)置模塊為觸摸屏。
[0033]所述重量變送器型號(hào)為GK409，所述第一 PLC的型號(hào)為S7-300，所述第二 PLC的型號(hào)為S7-200，所述設(shè)置模塊的型號(hào)為MP277觸摸屏。
[0034]所述數(shù)據(jù)處理查詢模塊的型號(hào)為WINCC。
[0035]所述電子稱有4個(gè)，每個(gè)電子稱控制4種物料。
[0036]為了便于配粉實(shí)際配料監(jiān)控和管理，本系統(tǒng)與上位機(jī)之間進(jìn)行通訊由上位機(jī)進(jìn)行控制和管理。
[0037]具體的控制流程如下:當(dāng)配置某一料加料結(jié)束經(jīng)過(guò)TO延時(shí)秤斗穩(wěn)定后，自動(dòng)判別該料是否超差，若不超差則自動(dòng)繼續(xù)下一料加料，若超差且為負(fù)誤差時(shí)，就自動(dòng)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)補(bǔ)料，補(bǔ)料時(shí)對(duì)應(yīng)的料號(hào)繼電器和慢速繼電器動(dòng)作一段時(shí)間，斷開一段時(shí)間，然后自動(dòng)判別是否已經(jīng)補(bǔ)料到允許的誤差范圍內(nèi)，若已在允許范圍內(nèi)或誤差為正差則停止補(bǔ)料，若仍未達(dá)到允差范圍內(nèi)則繼續(xù)點(diǎn)動(dòng)補(bǔ)料直到誤差小于允差為止。為了防止補(bǔ)差過(guò)頭變成正誤差，繼電器點(diǎn)動(dòng)時(shí)間是根據(jù)誤差值大小計(jì)算而來(lái)，同時(shí)根據(jù)補(bǔ)料前計(jì)算的超差，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算超差量，自動(dòng)修正超差量，自動(dòng)調(diào)整下一次配料控制參數(shù)。
[0038]當(dāng)實(shí)際下料值SP與設(shè)定下料值SD之間偏差值為負(fù)數(shù)值Q時(shí)，自動(dòng)計(jì)算補(bǔ)料時(shí)間Tl = KQ，系統(tǒng)按照所計(jì)算Tl時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)料(每次補(bǔ)完料自動(dòng)計(jì)算Tl值)，直至將實(shí)際下料值補(bǔ)償?shù)皆O(shè)定下料值為止。同時(shí)當(dāng)?shù)谝淮闻淞辖Y(jié)束后(未補(bǔ)料前)，系統(tǒng)實(shí)際下料值SP與設(shè)定下料值SD之間偏差值為負(fù)數(shù)值Q時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算新的配料修正值XZ =XZO-KQ,當(dāng)實(shí)際下料值SP與設(shè)定下料值SD之間偏差值為正數(shù)值Q時(shí)，新的配料修正值XZ=XZ0+KQ,
[0039]屏上可設(shè)定物料粗配料定值，細(xì)配料定值，投料結(jié)束穩(wěn)定時(shí)間T0，補(bǔ)料時(shí)間Tl.當(dāng)配料系統(tǒng)下料時(shí)，觸摸顯示屏上顯示的物料設(shè)定值和實(shí)際下料值相差XZO時(shí)，系統(tǒng)停止配料，延時(shí)設(shè)定的TO后，讀取實(shí)際下料值SP:
[0040](I) SP小于設(shè)定下料值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)料，當(dāng)投料時(shí)間到達(dá)補(bǔ)料時(shí)間Tl后，停止補(bǔ)料，系統(tǒng)延時(shí)設(shè)定的TO后讀取實(shí)際下料值SP，如果實(shí)際下料值小于設(shè)定下料值，繼續(xù)補(bǔ)料，直到SP大于或等于設(shè)定物料值。系統(tǒng)結(jié)束補(bǔ)料狀態(tài)，同時(shí)系統(tǒng)在第一次停止配料，延時(shí)TO后，讀取實(shí)際下料值SP，當(dāng)SP小于設(shè)定下料值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算實(shí)際下料值SP與設(shè)定下料值SD之間偏差值Q，利用公式XZ = XZ0+KQ,計(jì)算XZ值，進(jìn)而自動(dòng)修改配料修正值。
[0041](2)當(dāng)SP大于設(shè)定下料值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算實(shí)際下料值SP與設(shè)定下料值SD之間偏差值Q，利用公式XZ = XZ0-KQ,計(jì)算XZ值，進(jìn)而自動(dòng)修改配料修正值，當(dāng)XZ大于SP60 %時(shí)，XZ = SP60%。當(dāng) XZ 小于 SP0.5%時(shí)，XZ = SP0.5%。
[0042]以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，其特征在于:包括重量采集模塊、信號(hào)處理模塊、控制模塊和設(shè)置模塊，所述重量采集模塊采集電子稱稱量物料的重量信號(hào)傳送給信號(hào)處理模塊，所述設(shè)置模塊設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)并傳送給所述信號(hào)處理模塊，采集的重量信號(hào)和設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)比對(duì)處理后信號(hào)處理模塊將控制信號(hào)傳送給控制模塊，所述控制模塊根據(jù)控制信號(hào)的不同通過(guò)I/o 口分別控制粗投閥、細(xì)投閥或卸料閥開啟或關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括報(bào)警模塊，所述控制模塊根據(jù)各閥的工作異常情況向信號(hào)處理模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)，所述信號(hào)處理模塊將報(bào)警信號(hào)通過(guò)設(shè)置模塊進(jìn)行顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括數(shù)據(jù)處理查詢模塊，所述控制模塊采集各閥的工作狀況傳遞給所述信號(hào)處理模塊，所述信號(hào)處理模塊將各閥的工作狀況信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)處理查詢模塊進(jìn)行查詢顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，其特征在于:所述重量采集模塊為重量變送器，所述信號(hào)處理模塊為第一 PLC，所述控制模塊為第二 PLC，所述設(shè)置模塊為觸摸屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，其特征在于:所述重量變送器型號(hào)為GK409，所述第一 PLC的型號(hào)為S7-300，所述第二 PLC的型號(hào)為S7-200，所述設(shè)置模塊的型號(hào)為MP277觸摸屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理查詢模塊的型號(hào)為WINCC。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電子稱有4個(gè)，每個(gè)電子稱控制4種物料。
8.采用如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)信號(hào)處理模塊判斷系統(tǒng)實(shí)際下料值SP如果小于(設(shè)定下料值-設(shè)定細(xì)投值)，進(jìn)入下一步； (2)粗投閥工作，粗投物料； (3)信號(hào)處理模塊判斷實(shí)際下料值SP如果大于(設(shè)定下料值-設(shè)定細(xì)投值)，進(jìn)入下一步；如果系統(tǒng)實(shí)際下料值SP如果小于(設(shè)定下料值-設(shè)定細(xì)投值)，返回(2); (4)細(xì)投閥工作，細(xì)投物料； (5)信號(hào)處理模塊判斷實(shí)際下料值如果SP=設(shè)定下料值-過(guò)沖量-設(shè)定誤差量，進(jìn)入下一步； (6)停止投料； (7)秤斗穩(wěn)定屏幕上提前設(shè)定好的一段時(shí)間； (8)自動(dòng)修正超差量及補(bǔ)料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于:所述自動(dòng)修正超差量及補(bǔ)料的具體步驟如下: a.當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際下料值SP大于(設(shè)定下料值-過(guò)沖量-設(shè)定誤差量)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算補(bǔ)料時(shí)間Tl =KQ，開啟粗投閥按計(jì)算時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)料，時(shí)間到，停止補(bǔ)料，稱斗穩(wěn)定設(shè)定時(shí)間TO后，自動(dòng)返回重復(fù)上述步驟直至將實(shí)際下料值補(bǔ)償?shù)皆O(shè)定下料值為止； b.當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際下料值SP大于(設(shè)定下料值+設(shè)定正誤差值)，稱斗穩(wěn)定設(shè)定時(shí)間TO后，屏幕上顯示稱重報(bào)警； C.當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定負(fù)誤差值小于(實(shí)際下料值SP-設(shè)定下料值)小于設(shè)定正誤差值，稱斗穩(wěn)定設(shè)定時(shí)間TO后，完成投料，進(jìn)行卸料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于:所述步驟a中第一次配料結(jié)束后未補(bǔ)料前，系統(tǒng)實(shí)際下料值SP大于設(shè)定下料值時(shí)，過(guò)沖量自動(dòng)計(jì)算XZ = XZO-KQ或X，更新過(guò)沖量值；當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際下料值SP小于設(shè)定下料值時(shí)，過(guò)沖量自動(dòng)計(jì)算，XZ = XZ0+KQ或X，更新過(guò)沖量值。
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK104503357SQ201410768598
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月14日
【發(fā)明者】郝建 申請(qǐng)人:天津市金橋焊材集團(tuán)有限公司