本發(fā)明屬于連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的自動(dòng)控制系統(tǒng)，具體涉及一種用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在硅酮膠連續(xù)式生產(chǎn)中，各種物料根據(jù)配方的配比要求，按比例連續(xù)輸送到混合設(shè)備中進(jìn)行攪拌、捏合、分散等。作為連續(xù)式物料輸送系統(tǒng)，最重要的是保證每種物料輸送的流量與配方設(shè)定一致，偏差必須保證在較小波動(dòng)范圍內(nèi)，實(shí)際控制過程中，當(dāng)外部條件發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)適應(yīng)變化，并自動(dòng)調(diào)整，保證流量在相對(duì)不穩(wěn)定的條件下的穩(wěn)定性。

在現(xiàn)有生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的控制方法是使用可調(diào)整輸送速度的裝置如變頻電機(jī)，先按照配方要求設(shè)置輸送流量，人工按照經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)設(shè)置一個(gè)初始開機(jī)速度，然后通過流量計(jì)進(jìn)行實(shí)際流量值測量，當(dāng)測量值與配方設(shè)定值有偏差時(shí)，對(duì)輸送裝置進(jìn)行連續(xù)微調(diào)整以保證流量穩(wěn)定。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，若系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)穩(wěn)定，外部條件狀態(tài)如物料輸送壓力比較穩(wěn)定時(shí)，此傳統(tǒng)方法也可保證物料流量的基本的精確性，但當(dāng)外部條件發(fā)生變化時(shí)，特別是由于物料的溫度、粘度的不穩(wěn)定造成輸送的壓力發(fā)生變化時(shí)，傳統(tǒng)調(diào)整方法就會(huì)顯示出其局限性，例如測量流量計(jì)瞬間值波動(dòng)大引起輸送裝置調(diào)整頻繁，系統(tǒng)反應(yīng)緩慢、跟隨性差、抗干擾能力弱、控制精度差，而且系統(tǒng)的控制累積流量也不能保證精確性，造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法，可以實(shí)現(xiàn)高精度、高抗干擾能力的連續(xù)物料輸送和精確計(jì)量，滿足自動(dòng)生產(chǎn)中的物料自動(dòng)控制。

本發(fā)明一種用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的技術(shù)方案包括：

計(jì)量料斗、輸送電機(jī)、旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)和輸送管道；其中：

所述計(jì)量料斗的出口端與所述旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)相通；

所述旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有螺桿，所述螺桿與所述輸送電機(jī)連接；

所述輸送電機(jī)的控制模塊中包括速度環(huán)和電流環(huán)，所述控制模塊為PID控制模塊；

所述輸送管道與所述旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)相通，且所述輸送管道上設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器用于實(shí)時(shí)測量所述輸送管道的壓力。

優(yōu)選的，還包括失重秤，所述失重秤與所述計(jì)量料斗相連通。

優(yōu)選的，所述失重秤上設(shè)有重量傳感器，用于實(shí)時(shí)獲取所述計(jì)量料斗內(nèi)物料重量。

優(yōu)選的，所述螺桿為S形，沿所述旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)的長度方向延伸。

優(yōu)選的，所述計(jì)量料斗內(nèi)還設(shè)有攪拌裝置。

本發(fā)明一種用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的技術(shù)方案包括：

所述方法基于上述的用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟一、控制模塊的速度環(huán)將獲取到的實(shí)時(shí)流量反饋值與預(yù)設(shè)的流量給定值相比較，得到電流環(huán)給定值、實(shí)時(shí)流量反饋值與流量給定值之間的第一偏差，并根據(jù)第一偏差實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸送電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

步驟二、控制模塊中的電流環(huán)將獲取到的所述電流環(huán)給定值和電流反饋值相比較，得到電流環(huán)給定值與電流反饋值之間的第二偏差，并根據(jù)第二偏差實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸送電機(jī)的電流。

優(yōu)選的，在步驟一中，所述失重秤的重量傳感器實(shí)時(shí)獲取所述計(jì)量料斗內(nèi)物料重量，根據(jù)重量變化得到實(shí)時(shí)流量反饋值。

優(yōu)選的，在步驟二中，所述壓力傳感器實(shí)時(shí)測量所述輸送管道的壓力，根據(jù)壓力變化得到所述輸送電機(jī)的力矩和電流反饋值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的原理圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法，可以實(shí)現(xiàn)高精度、高抗干擾能力的連續(xù)物料輸送和精確計(jì)量，滿足自動(dòng)生產(chǎn)中的物料自動(dòng)控制。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：

計(jì)量料斗1、失重秤2、輸送電機(jī)3、旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)4和輸送管道5；

其中：

計(jì)量料斗1的出口端與旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)4相通，計(jì)量料斗1內(nèi)設(shè)有攪拌裝置；失重秤2與計(jì)量料斗1相連通，失重秤2上設(shè)有重量傳感器，用于實(shí)時(shí)獲取計(jì)量料斗1內(nèi)物料重量；旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)4內(nèi)設(shè)有螺桿，螺桿與輸送電機(jī)3連接，螺桿可以為S形，沿旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)4的長度方向延伸；輸送電機(jī)的控制模塊包括速度環(huán)和電流環(huán)，控制模塊可以為PID控制模塊；輸送管道5與旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)4相通，且輸送管道5上設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器用于實(shí)時(shí)測量輸送管道5的壓力。

通過上述描述可知，用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由計(jì)量料斗1、失重秤2、輸送電機(jī)3、旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)4、輸送管道5、壓力傳感器幾部分組成。其中計(jì)量料斗1作為物料容器，裝有液體物料；失重秤2負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)稱量計(jì)量料斗中液體物料的重量；輸送電機(jī)3負(fù)責(zé)控制旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)4的運(yùn)行；旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)構(gòu)4負(fù)責(zé)把物料從計(jì)量料斗1送到輸送管道5；壓力傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)測量輸送管道5的壓力。

本系統(tǒng)通過電流環(huán)、速度環(huán)的雙閉環(huán)PID控制，可保證在物料輸送過程中的輸送速度的穩(wěn)定性。在硅酮膠連續(xù)式生產(chǎn)中，只要能保證各種物料都按照配方的配比要求以穩(wěn)定的速度輸送，就能保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量的穩(wěn)定性。由于內(nèi)環(huán)電流環(huán)的自動(dòng)控制，就算物料粘度有波動(dòng)，影響輸送過程的穩(wěn)態(tài)，也能通過測量輸送管道壓力，從而控制電機(jī)電流穩(wěn)定，最終保證輸送速度的穩(wěn)定，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

圖1所示設(shè)備對(duì)應(yīng)的用于硅酮膠連續(xù)生產(chǎn)的流量在線自動(dòng)調(diào)節(jié)方法為：

101、控制模塊的速度環(huán)將獲取到的實(shí)時(shí)流量反饋值與預(yù)設(shè)的流量給定值相比較，得到電流環(huán)給定值、實(shí)時(shí)流量反饋值與流量給定值之間的第一偏差，并根據(jù)第一偏差實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸送電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

本實(shí)施例中，如圖2和圖3所示，外環(huán)是控制模塊的速度環(huán)，輸送電機(jī)運(yùn)行時(shí)，失重秤的重量傳感器可實(shí)時(shí)獲取計(jì)量料斗內(nèi)物料重量，通過測量計(jì)量料斗中物料重量變化可得到實(shí)時(shí)流量反饋值，即速度環(huán)反饋值；流量給定值即根據(jù)配方預(yù)先設(shè)置，即速度環(huán)給定值，速度環(huán)給定值和速度環(huán)反饋值可輸出電流環(huán)給定值。

同時(shí)將實(shí)時(shí)流量反饋值與流量給定值相比較，得到兩者之間的第一偏差，第一偏差值通過PID運(yùn)算后再調(diào)整輸送電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以保證輸送電機(jī)的物料輸送速度穩(wěn)定。

本方法使用進(jìn)口高精度失重秤測量物料的實(shí)時(shí)重量，對(duì)實(shí)時(shí)重量數(shù)據(jù)進(jìn)行初步濾波后通過工業(yè)以太網(wǎng)接入DCS控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)周期采集實(shí)時(shí)重量，通過密集采樣測量失重式裝置的重量變化趨勢(shì)，從而計(jì)算出物料的瞬時(shí)流量及一段時(shí)間內(nèi)的累積流量，并通過雙閉環(huán)的控制模塊與配方的物料流量設(shè)定(給定流量值)及有效的理論累積流量比較，比較出的第一偏差通過放大、積分、微分(PID)運(yùn)算，從而計(jì)算出對(duì)調(diào)整輸送電機(jī)的速度調(diào)節(jié)量，通過PID控制的方式，保證輸送速度與設(shè)定一致，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。由于通過密集采樣，本系統(tǒng)可以掌握生產(chǎn)過程中的物料流量變化趨勢(shì)，不但能對(duì)變化趨勢(shì)及時(shí)檢測及反應(yīng)，還能通過對(duì)數(shù)據(jù)如物料輸送壓力的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，預(yù)盼系統(tǒng)的變化，從而能提高反應(yīng)的速度。

步驟二、控制模塊中的電流環(huán)將獲取到的所述電流環(huán)給定值和電流反饋值相比較，得到電流環(huán)給定值與電流反饋值之間的第二偏差，并根據(jù)第二偏差實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸送電機(jī)的電流。

本實(shí)施例中，如圖2和圖3所示，在步驟二中，輸送電機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過壓力傳感器測量輸送管道的實(shí)時(shí)壓力，可以計(jì)算出輸送電機(jī)的輸出力矩，從而計(jì)算出輸送電機(jī)的負(fù)載電流，負(fù)載電流作為內(nèi)環(huán)的電流反饋值，與電流環(huán)給定值，即輸送電機(jī)的控制電流作比較，其第二偏差值通過PID運(yùn)算后再調(diào)整輸送電機(jī)的電流，以保證輸送電機(jī)力矩的穩(wěn)定。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。