一種石膏料漿厚度微調系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種石膏料漿厚度微調系統(tǒng)及方法，所述方法包括：實時檢測料漿堆積高度實際值；將測距傳感器測定的料漿實際堆積高度與給定值作差取絕對值作為偏差值，對該偏差值進行比例、積分、微分運算后輸出一控制信號；輸出控制信號到與所述小流量螺桿泵相連的變頻器；通過所述控制信號調節(jié)變頻器頻率來調節(jié)小流量螺桿泵的轉速，從而控制清水的流量。本發(fā)明技術方案是一種動態(tài)的調節(jié)方法，系統(tǒng)穩(wěn)定，控制精度遠高于以往控制的紙漿泵，可達到0.5％，提高了石膏成型質量，板材面密度均勻，強度均勻增加，保證成品內在質量。料漿的調節(jié)不用操作人員一直跟蹤調節(jié)，減少了人的勞動量，提高了生產線自動化水平，達到較好的預期效果。
【專利說明】
一種石膏料漿厚度微調系統(tǒng)及方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電氣控制技術領域，屬于石膏板廠輔助系統(tǒng)，尤其涉及一種石膏料漿厚度微調系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]石膏板成型工序中，石膏料漿堆積厚度直接關系到石膏板成型的質量。料漿厚度過低，造成石膏板成型虧料，不包邊等；料漿厚度過高，造成石膏板成型漏漿，影響板材外觀。目前，石膏料漿堆積厚度調節(jié)一是根據(jù)操作人員的肉眼觀察和操作經(jīng)驗，感覺高度過高或過低，及時手動調節(jié)，這樣操作，完全離不開人的因素，這也增加了人的工作量。另一個是通過自動調節(jié)紙漿的流量來調節(jié)料漿厚度，測距傳感器測量厚度的高低，來控制紙漿的流量，此種方法，由于配料過程中紙漿流量大，流量精度難以控制，料漿波動相對較大，不穩(wěn)定，成型質量相對不夠理想。
[0003]因此，設計一種可靠穩(wěn)定的石膏料漿厚度自動微調系統(tǒng)及方法，是非常必要的。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種石膏料漿厚度微調系統(tǒng)及方法，達到對石膏料漿厚度自動進行微調的目的。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種石膏料漿厚度微調系統(tǒng)，包括:
[0006]依次相連的罐體、輸送管道、手動閥門、小流量螺桿栗以及混合機，還包括測距傳感器、與小流量螺桿栗相連的變頻器；
[0007]控制裝置，輸入端與測距傳感器相連，輸出端與所述變頻器相連。
[0008]優(yōu)選的，所述控制裝置為可編程邏輯控制器。
[0009]優(yōu)選的，所述可編程邏輯控制器，包括:
[0010]輸入模塊，接收測距傳感器測量的料漿實際堆積高度；
[0011]PID控制模塊，將測距傳感器測定的料漿實際堆積高度與設定標準值相比較，并對比較結果進行比例-積分-微分處理；
[0012]輸出模塊，輸出控制信號到與所述小流量螺桿栗相連的變頻器。
[0013]為了解決上述技術問題，本發(fā)明還提供了一種石膏料漿厚度微調方法，包括:
[0014]301，實時檢測料漿堆積高度實際值；
[0015]302，將測距傳感器測定的料漿實際堆積高度與給定值作差取絕對值作為偏差值，對該偏差值進行比例、積分、微分運算后輸出一控制信號；
[0016]303，輸出控制信號到與所述小流量螺桿栗相連的變頻器；
[0017]304，通過所述控制信號調節(jié)變頻器頻率來調節(jié)小流量螺桿栗的轉速，從而控制清水的流量。
[0018]優(yōu)選的，步驟301還包括:檢測出料漿堆積高度實際值;將所述的料漿堆積高度實際值相應整定成標準的4-20mA的電流信號后輸出。
[0019]優(yōu)選的，步驟302還包括:對偏差值進行比例-積分-微分處理后輸出控制信號，并對其整定變成標準的4_20mA電流控制信號輸出。
[0020]優(yōu)選的，步驟303包括:所述小流量螺桿栗相連的變頻器中預先保存不同大小的電流毫安值與不同頻率值之間的對應關系。
[0021 ]優(yōu)選的，步驟304包括:根據(jù)步驟302輸出的標準的4-20mA的控制信號和步驟303的對應關系，將所述小流量螺桿栗的頻率調節(jié)為控制信號的電流毫安值所對應的變頻器的頻率值，控制螺桿栗的轉速。
[0022]優(yōu)選的，步驟302中輸出的控制信號CV為:
[0023]CV=KpE+l/Ti/Edt+Td*dE/dt
[0024]其中:Kp為比例系數(shù)，Ti為積分時間常數(shù)，Td為微分時間常數(shù)，E為偏差值e。
[0025]優(yōu)選的，
[0026]Kp = 0.1；Ti = 1.8；Td = 0.01；
[0027]E與Kp正比例調節(jié)，與Ti成反比例調節(jié)，與Td成正比例調節(jié)。本發(fā)明提供的石膏料漿厚度微調系統(tǒng)及方法，通過測距傳感器測量石膏料漿的厚度變化，并通過控制裝置輸出控制信號到與所述小流量螺桿栗相連的變頻器，通過變頻器調節(jié)小流量螺桿栗的轉速，從而控制清水的流量。本發(fā)明的系統(tǒng)獨立于石膏板成型工序配料系統(tǒng)，不受生產控制參數(shù)的影響，可以人為切換投入使用，采用的方法，控制精度達到0.5%，遠高于以往控制的紙漿栗，料漿穩(wěn)定，可以很好地控制料漿的堆積高度。一方面提高了石膏成型質量，板材面密度均勻，強度均勻增加，保證成品內在質量，具有明顯的市場優(yōu)勢。另一方面，料漿的調節(jié)不用操作人員一直跟蹤調節(jié)，減少了人的勞動量，提高了生產線自動化水平，達到較好的預期效果O
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實施例的石膏料漿厚度微調系統(tǒng)結構示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明的石膏料漿厚度微調系統(tǒng)的控制裝置示意圖。
[0030]圖3為本發(fā)明實施例的石膏料漿厚度微調方法流程圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0032]參照圖1所示，為本發(fā)明實施例的石膏料漿厚度微調系統(tǒng)結構示意圖。所述石膏料漿厚度微調系統(tǒng)，包括:
[0033]罐體1、輸送管道2、手動閥門3和小流量螺桿栗4，測距傳感器5，以及與小流量螺桿栗4相連的變頻器。手動閥門3打開，罐體I內清水通過輸送管道2和小螺桿栗4輸送至混合機8，通過混合機出料口 9輸出到成型臺6，混合成石膏料楽7堆積在成型臺6。
[0034]控制裝置10(圖2所示)，輸入端與測距傳感器5相連，輸出端與所述變頻器相連，將測距傳感器5測定的料漿實際堆積高度與設定標準值相比較，根據(jù)比較結果輸出控制信號到與所述小流量螺桿栗4相連的變頻器，通過變頻器調節(jié)小流量螺桿栗4的轉速。
[0035]采用本發(fā)明的石膏料漿厚度微調裝置，通過測距傳感器5測量距離H的變化，距離H的變化代表了石膏料漿7的厚度變化。根據(jù)距離H的變化調節(jié)4小流量螺桿栗的變頻器的頻率來調節(jié)轉速，從而控制清水的流量。
[0036]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述控制裝置10為可編程邏輯控制器(PLC)，當然所述控制裝置10也可以為其他可以實現(xiàn)控制功能的裝置。所述可編程邏輯控制器，包括:輸入模塊，接收測距傳感器5測量的料漿實際堆積高度;PID控制模塊，將測距傳感器測定的料漿實際堆積高度與設定標準值相比較，并對比較結果進行比例-積分-微分處理;輸出模塊，輸出控制信號到與所述小流量螺桿栗4相連的變頻器。
[0037]參照圖2所示，為本發(fā)明的石膏料漿厚度微調系統(tǒng)的控制裝置示意圖。
[0038]在本實施例中，所述控制裝置10的處理模塊為PID算法控制單元。
[0039]測距傳感器測量料漿的實際堆積高度H，整定為標準4-20mA信號輸出到PLC輸入模塊，設PV = H。在本實施例中，料漿標準高度設定值為H'，設SP = H'。計算料漿的實際堆積高度H與料漿標準高度設定值H'的偏差，并計算偏差值的絕對值e，即令e= | PV-SP | WID算法控制單元，對偏差值的絕對值e進行比例P、積分1、微分D計算，輸出得到控制值CV。具體為:
[0040]令CV=KpE+l/Ti/Edt+Td*dE/dt 式(I)
[0041 ]其中:
[0042]Kp 為比例系數(shù)，Kp = 0.1;
[0043]Ti為積分時間常數(shù)，Ti = 1.8;
[0044]Td為微分時間常數(shù)，Td = 0.01;
[0045]E為偏差值e。
[0046]該系統(tǒng)是PID正向調節(jié)系統(tǒng)，Kp、Ti和Td根據(jù)偏差值e的大小來調節(jié)，e與Kp正比例調節(jié)，與T i成反比例調節(jié)，與T d成正比例調節(jié)，將對偏差值e計算得到的控制值C V整定為標準的4-20mA信號，由PLC輸出模塊輸出給變頻器，對應范圍內頻率0-50Hz，控制驅動小流量螺桿栗轉速來調節(jié)栗流量。
[0047]參照圖3所示，為本發(fā)明實施例的石膏料漿厚度微調方法流程圖。所述方法包括以下步驟:
[0048]301，實時檢測料漿堆積高度實際值；
[0049]302，將測距傳感器測定的料漿實際堆積高度與給定值作差取絕對值作為偏差值，對該偏差值進行比例、積分、微分運算后輸出一控制信號；
[0050]303，輸出控制信號到與所述小流量螺桿栗相連的變頻器；
[0051]304，通過所述控制信號調節(jié)變頻器頻率來調節(jié)小流量螺桿栗的轉速，從而控制清水的流量。
[0052]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，步驟301還包括:檢測出料漿堆積高度實際值;將所述的料漿堆積高度實際值相應整定成標準的4_20mA的電流信號后輸出。步驟302還包括:對偏差值進行比例-積分-微分處理后輸出控制信號，并對其整定變成標準的4_20mA電流控制信號輸出。步驟303包括:所述小流量螺桿栗相連的變頻器中預先保存不同大小的電流毫安值與不同頻率值之間的對應關系。步驟304包括:根據(jù)步驟302輸出的標準的4-20mA的控制信號和步驟303的對應關系，將所述小流量螺桿栗的頻率調節(jié)為控制信號的電流毫安值所對應的變頻器的頻率值，控制螺桿栗的轉速。
[0053 ]作為本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，步驟302中輸出的控制信號CV為:
[0054]CV=KpE+l/Ti/Edt+Td*dE/dt
[0055]其中:Kp為比例系數(shù)，Ti為積分時間常數(shù)，Td為微分時間常數(shù)，E為偏差值e。
[0056]Kp = 0.1；Ti = 1.8；Td = 0.01；
[0057]E與Kp正比例調節(jié)，與Ti成反比例調節(jié)，與Td成正比例調節(jié)。
[0058]可見，本發(fā)明的方法通過將測距傳感器測定的料漿實際堆積高度與設定標準值相比較，根據(jù)比較結果輸出控制信號到與所述小流量螺桿栗相連的變頻器，通過變頻器調節(jié)小流量螺桿栗的轉速，從而控制清水的流量。
[0059]上述裝置及方法流量控制精度遠高于以往控制的紙漿栗，料漿穩(wěn)定，可以很好的控制料漿的堆積高度。一方面提高了石膏成型質量，板材面密度均勻，強度均勻增加，保證成品內在質量，具有明顯的市場優(yōu)勢。另一方面，料漿的調節(jié)不用操作人員一直跟蹤調節(jié)，減少了人的勞動量，提高了生產線自動化水平，達到較好的預期效果。
[0060]上述石膏料漿厚度微調方法，精度可達到0.5%，是一種獨立于石膏板成型工序干濕料配料系統(tǒng)的裝置，可以人為切換投入使用。
[0061]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種石膏料漿厚度微調系統(tǒng)，其特征在于，包括: 依次相連的罐體、輸送管道、手動閥門、小流量螺桿栗以及混合機，還包括測距傳感器、與小流量螺桿栗相連的變頻器； 控制裝置，輸入端與測距傳感器相連，輸出端與所述變頻器相連。2.如權利要求1所述的石膏料漿厚度微調系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置為可編程邏輯控制器。3.如權利要求2所述的石膏料漿厚度微調系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制器，包括: 輸入模塊，接收測距傳感器測量的料漿實際堆積高度； PID控制模塊，將測距傳感器測定的料漿實際堆積高度與設定標準值相比較，并對比較結果進行比例-積分-微分處理； 輸出模塊，輸出控制信號到與所述小流量螺桿栗相連的變頻器。4.一種石膏料漿厚度微調方法，其特征在于，包括: 301，實時檢測料漿堆積高度實際值； 302，將測距傳感器測定的料漿實際堆積高度與給定值作差取絕對值作為偏差值，對該偏差值進行比例、積分、微分運算后輸出一控制信號； 303，輸出控制信號到與所述小流量螺桿栗相連的變頻器； 304，通過所述控制信號調節(jié)變頻器頻率來調節(jié)小流量螺桿栗的轉速，從而控制清水的流量。5.如權利要求4所述的石膏料漿厚度微調方法，其特征在于，步驟301還包括:檢測出料漿堆積高度實際值;將所述的料漿堆積高度實際值相應整定成標準的4_20mA的電流信號后輸出。6.如權利要求5所述的石膏料漿厚度微調方法，其特征在于，步驟302還包括:對偏差值進行比例-積分-微分處理后輸出控制信號，并對其整定變成標準的4-20mA電流控制信號輸出。7.如權利要求6所述的石膏料漿厚度微調方法，其特征在于，步驟303包括:所述小流量螺桿栗相連的變頻器中預先保存不同大小的電流毫安值與不同頻率值之間的對應關系。8.如權利要求7所述的石膏料漿厚度微調方法，其特征在于，步驟304包括:根據(jù)步驟302輸出的標準的4-20mA的控制信號和步驟303的對應關系，將所述小流量螺桿栗的頻率調節(jié)為控制信號的電流毫安值所對應的變頻器的頻率值，控制螺桿栗的轉速。9.如權利要求4-8任一項所述方法，其特征在于，步驟302中輸出的控制信號CV為: CV = KpE+l/Ti/Edt+Td*dE/dt 其中:Kp為比例系數(shù)，Ti為積分時間常數(shù)，Td為微分時間常數(shù)，E為偏差值e。10.如權利要求9所述的方法，其特征在于:Kp = 0.1；Ti = 1.8；Td = 0.01； E與Kp正比例調節(jié)，與Ti成反比例調節(jié)，與Td成正比例調節(jié)。
【文檔編號】B28B13/02GK106003400SQ201610343724
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】房建賓
【申請人】北新集團建材股份有限公司