專利名稱：雙閉環(huán)式輥涂機(jī)涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬表面處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于金屬表面處理設(shè)備輥涂機(jī)中的雙閉環(huán)式輥涂機(jī)涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
輥涂機(jī)涂層控制一直是輥涂工藝上的一個(gè)難題，涂層太薄會(huì)影響產(chǎn)品的耐腐蝕性，過(guò)厚則浪費(fèi)涂料、產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性差。長(zhǎng)期以來(lái)工藝人員一直采用手動(dòng)調(diào)整涂覆輥輥縫的形式調(diào)整涂層厚度，利用自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)操作輥涂機(jī)。這種手動(dòng)控制方式一是不能夠及時(shí)而且準(zhǔn)確的控制漆膜的厚度，二是過(guò)于依賴于個(gè)人的方法習(xí)慣，當(dāng)生產(chǎn)線生產(chǎn)品種發(fā)生變化及更換油漆種類時(shí)，或帶鋼張力和速度產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)帶鋼的涂覆產(chǎn)生影響，直接影響到膜厚精度，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)較大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙閉環(huán)式輥涂機(jī)涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，它能快速而準(zhǔn)確的自動(dòng)調(diào)整輥涂機(jī)涂覆在鋼板上的膜厚厚度，減少了人工的干預(yù)程度，避免了因帶鋼張力和速度等因素產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)對(duì)帶鋼涂覆產(chǎn)生的影響，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:輥涂機(jī)機(jī)架上連接有支撐輥1，輥涂機(jī)涂覆輥2、帶料棍3和調(diào)節(jié)輥4分別安裝在滑道上；涂覆輥2上連接有涂覆輥壓力傳感器5和磁尺傳感器7，調(diào)節(jié)輥4上連接有帶料輥壓力傳感器6 ;壓力反饋信號(hào)經(jīng)電機(jī)逆變器采集后通過(guò)PROFIBUS-DP傳送至PLC系統(tǒng)，位移反饋信號(hào)經(jīng)信號(hào)接口板轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)通過(guò)ETHERNET傳送至工控機(jī)系統(tǒng)；工控機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)由工藝人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制作出的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，涂覆輥壓力傳感器5、帶料輥壓力傳感器6、磁尺傳感器7、工控機(jī)系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)以及電機(jī)逆變器組成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，工控機(jī)系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)之間通過(guò)PROFIBUS-DP進(jìn)行通信；PLC系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)伺服閥控制液壓缸完成調(diào)節(jié)功能，從而實(shí)現(xiàn)涂層厚度的自動(dòng)調(diào)整。本發(fā)明的有益效果是:1.本發(fā)明利用壓力信號(hào)反饋和位移信號(hào)反饋構(gòu)成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠在不同狀態(tài)下快速而準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)涂層厚度的調(diào)整；2.本發(fā)明可以根據(jù)在上位機(jī)上輸入的設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，通過(guò)反饋信號(hào)與設(shè)定值的比較實(shí)現(xiàn)輥涂機(jī)涂層厚度的自動(dòng)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)輥涂機(jī)系統(tǒng)控制自動(dòng)化；3.本發(fā)明可以通過(guò)不斷優(yōu)化工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)提高輥涂機(jī)涂層厚度的控制精度；減少人工干預(yù)，提高產(chǎn)品的一致性和生產(chǎn)線的人工智能化水平。


圖1是結(jié)構(gòu)示意1中:1.支撐棍、2.涂覆棍、3.帶料棍、4.調(diào)節(jié)棍、5.涂覆棍壓力傳感器、6.帶料輥壓力傳感器、7.磁尺傳感器
圖2是流程控制框圖
具體實(shí)施例方式輥涂機(jī)機(jī)架上連接有支撐輥1，輥涂機(jī)涂覆輥2、帶料棍3和調(diào)節(jié)輥4分別安裝在滑道上；涂覆輥2上連接有涂覆輥壓力傳感器5和磁尺傳感器7，調(diào)節(jié)輥4上連接有帶料輥壓力傳感器6 ;壓力反饋信號(hào)經(jīng)電機(jī)逆變器采集后通過(guò)PROFIBUS-DP傳送至PLC系統(tǒng)，位移反饋信號(hào)經(jīng)信號(hào)接口板轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)通過(guò)ETHERNET傳送至工控機(jī)系統(tǒng)；工控機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)由工藝人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制作出的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，涂覆輥壓力傳感器5、帶料輥壓力傳感器6、磁尺傳感器7、工控機(jī)系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)以及電機(jī)逆變器組成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，工控機(jī)系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)之間通過(guò)PROFIBUS-DP進(jìn)行通信；PLC系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)伺服閥控制液壓缸完成調(diào)節(jié)功能，從而實(shí)現(xiàn)涂層厚度的自動(dòng)調(diào)整。圖2所示是控制過(guò)程中的信號(hào)傳遞過(guò)程，首先在工控機(jī)系統(tǒng)上設(shè)定的輥縫值和輥速值，雙閉環(huán)控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，磁尺傳感器返回的位移信號(hào)經(jīng)信號(hào)接口板轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)通過(guò)ETHERNET傳送至工控機(jī)系統(tǒng)，壓力傳感器返回的壓力信號(hào)經(jīng)電機(jī)逆變器采集后通過(guò)PROFIBUS-DP傳送至PLC系統(tǒng)；雙閉環(huán)控制系統(tǒng)中兩個(gè)閉環(huán)之間的切換由工控機(jī)系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀況進(jìn)行控制:1.當(dāng)輥涂機(jī)剛投入或是生產(chǎn)線工況出現(xiàn)波動(dòng)影響涂覆時(shí)，切換成位置閉環(huán)控制，位移信號(hào)及設(shè)定值從工控機(jī)系統(tǒng)通過(guò)PROFIBUS-DP傳送到PLC系統(tǒng)并進(jìn)行比較；2.當(dāng)輥涂機(jī)正常涂覆生產(chǎn)時(shí)，切換成壓力閉環(huán)控制，設(shè)定值從工控機(jī)系統(tǒng)通過(guò)PROFIBUS-DP傳送到PLC系統(tǒng)并與壓力反饋信號(hào)進(jìn)行比較。信號(hào)比較完成后PLC系統(tǒng)將機(jī)組運(yùn)行狀況反饋回工控機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀況驅(qū)動(dòng)伺服閥控制液壓缸完成調(diào)節(jié)功能，從而實(shí)現(xiàn)涂層厚度快速而準(zhǔn)確的自動(dòng)調(diào)整。
權(quán)利要求
1.雙閉環(huán)式輥涂機(jī)涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是:輥涂機(jī)機(jī)架上連接有支撐輥(I)，輥涂機(jī)涂覆輥(2)、帶料棍(3)和調(diào)節(jié)輥(4)分別安裝在滑道上；涂覆輥(2)上連接有涂覆輥壓力傳感器(5)和磁尺傳感器(7)，調(diào)節(jié)輥(4)上連接有帶料輥壓力傳感器￠);壓力反饋信號(hào)經(jīng)電機(jī)逆變器采集后通過(guò)PROFIBUS-DP傳送至PLC系統(tǒng)，位移反饋信號(hào)經(jīng)信號(hào)接口板轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)通過(guò)ETHERNET傳送至工控機(jī)系統(tǒng)；工控機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)著由工藝人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制作出的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，涂覆輥壓力傳感器(5)、帶料輥壓力傳感器￠)、磁尺傳感器(7)、工控機(jī)系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)以及電機(jī)逆變器組成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，工控機(jī)系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)之間通過(guò)PROFIBUS-DP進(jìn)行通信；PLC系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)伺服閥控制液壓缸完成調(diào)節(jié)功能，從而實(shí)現(xiàn)涂層厚度的自動(dòng)調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的雙閉環(huán)式輥涂機(jī)涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的涂覆輥壓力傳感器(5)返回的信號(hào)是涂覆輥(2)與帶料輥(3)之間的壓力信號(hào)，所述的帶料輥壓力傳感器(6)返回的信號(hào)是調(diào)節(jié)輥(4)與帶料輥(3)之間的壓力信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的雙閉環(huán)式輥涂機(jī)涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)采用PLC可編程序控制器為控制主體，工控機(jī)為監(jiān)控上位機(jī)，通過(guò)使用PLC系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器完成閉環(huán)控制。
4.如權(quán)利要求1所述的雙閉環(huán)式輥涂機(jī)涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)中位置控制閉環(huán)和壓力控制閉環(huán)在不同狀態(tài)下使用，兩個(gè)閉環(huán)之間的切換由工控機(jī)系統(tǒng)控制并基于以下兩種情況:當(dāng)輥涂機(jī)剛投入或是生產(chǎn)線工況出現(xiàn)波動(dòng)影響涂覆時(shí)，切換到位置閉環(huán)控制；當(dāng)輥涂機(jī)正常涂覆生產(chǎn)時(shí)切換到壓力閉環(huán)控制。
5.如權(quán)利要求1所述的雙閉環(huán)式輥涂機(jī)涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的PLC系統(tǒng)完成信號(hào)對(duì)比后將機(jī)組運(yùn)行狀況反饋到工控機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)伺服閥控制液壓缸實(shí)現(xiàn)涂層厚度的自動(dòng)調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明提供了一個(gè)雙閉環(huán)式輥涂機(jī)涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是輥涂機(jī)機(jī)架上連接有支撐輥(1)，輥涂機(jī)涂輥(2)、帶料棍(3)和調(diào)節(jié)輥(4)分別安裝在滑道上；涂輥(2)上連接有壓力傳感器(5)和磁尺傳感器(7)，調(diào)節(jié)輥(4)上連接有壓力傳感器(6)；壓力反饋信號(hào)通過(guò)PROFIBUS-DP傳送至PLC系統(tǒng)，位移反饋信號(hào)通過(guò)ETHERNET傳送至工控機(jī)系統(tǒng)；壓力傳感器(5)、壓力傳感器(6)、磁尺傳感器(7)、工控機(jī)系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)以及電機(jī)逆變器組成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，工控機(jī)系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)之間通過(guò)PROFIBUS-DP進(jìn)行通信；PLC系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)伺服閥控制液壓缸完成調(diào)節(jié)功能。
文檔編號(hào)B05C11/02GK103182358SQ20111045667
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者汪為健, 王海濤 申請(qǐng)人:北京星和眾工設(shè)備技術(shù)股份有限公司