粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制系統(tǒng)，尤其是一種粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，世界上彩涂生產(chǎn)線多數(shù)為溶劑型彩涂，板卷粉末噴涂工藝在國(guó)內(nèi)屬于首創(chuàng)開(kāi)發(fā)，引進(jìn)國(guó)外一定數(shù)量的生產(chǎn)線。與溶劑型彩涂相比，屬于環(huán)保型生產(chǎn)，省去了用于廢氣處理的費(fèi)用投入；同時(shí)，產(chǎn)品彎曲性能優(yōu)異，無(wú)論家電板或建材板都可達(dá)到零T，而溶劑板即使符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也通常只在2 - 5T內(nèi)，因此粉末板的加工性能特別好，無(wú)論什么結(jié)構(gòu)，即使形態(tài)有多復(fù)雜的平板、型材等都可以在加工成型后不損傷涂層，耐候性能好，產(chǎn)品壽命延長(zhǎng)一倍，溶劑板的鹽霧試驗(yàn)只能通過(guò)500小時(shí)，而粉末板的鹽霧試驗(yàn)達(dá)到1000小時(shí)。因此國(guó)外標(biāo)志性建筑物外墻和航天器外殼都用粉末板，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的地鐵站裝修和高鐵車(chē)箱面板都用粉末板。
[0003]傳統(tǒng)溶劑型彩涂生產(chǎn)線，測(cè)厚儀應(yīng)用較少，都是通過(guò)人工監(jiān)控厚度的變化情況，進(jìn)行人工修正補(bǔ)償，沒(méi)有形成閉環(huán)的厚度自動(dòng)控制，自動(dòng)化程度低，補(bǔ)償功能滯后，嚴(yán)重影響粉末板的涂層厚度精度。經(jīng)常出現(xiàn)涂層厚度不均，會(huì)造成粉末板使用壽命縮短，厚度超厚會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，增加生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以有效保證粉末涂層厚度的均勻性和穩(wěn)定性，以達(dá)到涂層的目標(biāo)厚度，節(jié)約粉末成本，設(shè)計(jì)合理、自動(dòng)化程度高，能夠很好滿足粉末噴涂生產(chǎn)線厚度質(zhì)量控制要求的粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括加熱爐、粉末噴槍和測(cè)厚儀，還包括上位機(jī)、PLC控制器和和遠(yuǎn)程站，其中:
[0006]所述上位機(jī)，用于根據(jù)來(lái)料規(guī)格數(shù)據(jù)設(shè)定參數(shù)，包括目標(biāo)涂層厚度、運(yùn)行速度、噴嘴壓力和噴嘴布置；
[0007]所述PLC控制器:用于系統(tǒng)的邏輯控制和數(shù)據(jù)處理，并輸出修正厚度的設(shè)定參數(shù)；
[0008]所述測(cè)厚儀包括粉末噴槍、第一 β射線探測(cè)頭、第二 β射線探測(cè)頭和信號(hào)處理單元，所述第一 β射線探測(cè)頭用于測(cè)量基板厚度，所述第二 β射線探測(cè)頭用于測(cè)量涂層厚度；
[0009]所述上位機(jī)與PLC控制器通過(guò)以太網(wǎng)通訊，所述PLC控制器與所述遠(yuǎn)程站通過(guò)PROFIBUS - DP現(xiàn)場(chǎng)總線通訊，所述遠(yuǎn)程站與所述粉末噴槍相連，同時(shí)通過(guò)所述信號(hào)處理單元與第一 β射線探測(cè)頭和第二 β射線探測(cè)頭分別相連，所述PLC控制器執(zhí)行以下控制序列:
[0010]步驟1:所述上位機(jī)根據(jù)來(lái)料信息，設(shè)定控制參數(shù)，并下發(fā)至所述PLC控制器；
[0011]步驟2:所述第一 β射線探測(cè)頭實(shí)測(cè)基板厚度值，并下發(fā)至所述PLC控制器；
[0012]步驟3:所述第二 β射線探測(cè)頭實(shí)測(cè)涂層厚度值，并下發(fā)至所述PLC控制器；
[0013]步驟4:比較涂層實(shí)際厚度與目標(biāo)厚度的偏差，判斷是否需要調(diào)整噴嘴壓力和噴嘴布置補(bǔ)償值，如果是，執(zhí)行下一步；如果否，返回上一步；
[0014]步驟5:判斷實(shí)際厚度是否大于目標(biāo)厚度允許值，如果是，減小噴嘴壓力；如果否，增大噴嘴壓力；然后執(zhí)行下一步；
[0015]步驟6:判斷是否需要進(jìn)行速度補(bǔ)償，如果是，進(jìn)行速度微調(diào)，然后返回步驟3 ;如果否，直接返回步驟3，進(jìn)入下一循環(huán)。
[0016]本發(fā)明粉末彩涂涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述PLC控制器采用西門(mén)子PLC控制器。
[0017]本發(fā)明粉末彩涂涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程站采用ET200模塊構(gòu)成。
[0018]本發(fā)明粉末彩涂涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其中所述上位機(jī)連接有打印機(jī)。
[0019]本發(fā)明粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于:由于采用了上位機(jī)、PLC控制器、測(cè)厚儀，有效地保證了粉末涂層厚度的均勻性和穩(wěn)定性，可以達(dá)到涂層的目標(biāo)厚度，并節(jié)約粉末成本。系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、自動(dòng)化程度高，能夠很好滿足粉末彩涂生產(chǎn)線厚度質(zhì)量控制要求。
[0020]下面將結(jié)合實(shí)施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2是粉末涂層厚度閉環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)的原理圖；
[0023]圖3是本發(fā)明粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參照?qǐng)D1，本發(fā)明粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)1、PLC控制器2、遠(yuǎn)程站3、加熱爐11、粉末噴槍5和測(cè)厚儀。其中上位機(jī)I用于根據(jù)來(lái)料規(guī)格數(shù)據(jù)設(shè)定參數(shù)，包括目標(biāo)涂層厚度、運(yùn)行速度、噴嘴壓力和噴嘴布置。上位機(jī)I連接有打印機(jī)8。PLC控制器2用于系統(tǒng)的邏輯控制和數(shù)據(jù)處理，并輸出修正厚度的設(shè)定參數(shù)。PLC控制器采用西門(mén)子PLC控制器。遠(yuǎn)程站3采用ET200模塊構(gòu)成。測(cè)厚儀采用β射線測(cè)量厚度值。
[0025]測(cè)厚儀包括第一 β射線探測(cè)頭4、第二 β射線探測(cè)頭6和信號(hào)處理單元7。第一β射線探測(cè)頭用于測(cè)量基板厚度，第二 β射線探測(cè)頭用于測(cè)量涂層厚度。粉末噴槍5位于加熱爐11的入口，第一 β射線探測(cè)頭4位于粉末噴槍5的前面，測(cè)量基板的反射率，第二β射線探測(cè)頭6位于加熱爐11的出口，檢測(cè)涂層的反射率。
[0026]上位機(jī)I與PLC控制器2通過(guò)以太網(wǎng)9通訊，PLC控制器2與遠(yuǎn)程站3通過(guò)PROFIBUS - DP現(xiàn)場(chǎng)總線10通訊，遠(yuǎn)程站3與粉末噴槍5相連，同時(shí)通過(guò)信號(hào)處理單元7與第一 β射線探測(cè)頭4和第二 β射線探測(cè)頭6分別相連。
[0027]結(jié)合參照?qǐng)D2，上位機(jī)1、PLC控制器2、第一 β射線探測(cè)頭4、第二 β射線探測(cè)頭6和信號(hào)處理單元7，以及基板12組成粉末涂層厚度閉環(huán)控制系統(tǒng)。第一 β射線探測(cè)頭4和第二 β射線探測(cè)頭6的信號(hào)進(jìn)入信號(hào)處理單元7經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理輸出涂層的實(shí)際厚度信號(hào)并進(jìn)入PLC控制器2。
[0028]PLC控制器2完成對(duì)噴出粉末壓力的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)圖2所示的厚度自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)粉末厚度的控制。
[0029]參照?qǐng)D3，PLC控制器執(zhí)行以下控制序列:
[0030]步驟1:上位機(jī)根據(jù)來(lái)料信息，設(shè)定控制參數(shù)，并下發(fā)至PLC控制器；
[0031]步驟2:第一 β射線探測(cè)頭實(shí)測(cè)基板厚度值，并下發(fā)至PLC控制器；
[0032]步驟3:第二 β射線探測(cè)頭實(shí)測(cè)涂層厚度值，并下發(fā)至PLC控制器；
[0033]步驟4:比較涂層實(shí)際厚度與目標(biāo)厚度的偏差，判斷是否需要調(diào)整噴嘴壓力和噴嘴布置補(bǔ)償值，如果是，執(zhí)行下一步；如果否，返回上一步；
[0034]步驟5:判斷實(shí)際厚度是否大于目標(biāo)厚度允許值，如果是，減小噴嘴壓力；如果否，增大噴嘴壓力；然后執(zhí)行下一步；
[0035]步驟6:判斷是否需要進(jìn)行速度補(bǔ)償，如果是，進(jìn)行速度微調(diào)，然后返回步驟3 ;如果否，直接返回步驟3，進(jìn)入下一循環(huán)。
[0036]在本發(fā)明粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)施例中，控制的工作過(guò)程如下:PLC控制器2接收上位機(jī)I的設(shè)定值及第一 β射線探測(cè)頭4和第二 β射線探測(cè)頭6的實(shí)際涂層厚度信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行比較，然后通過(guò)PLC控制器2內(nèi)部的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)輸出，其輸出值信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)/摸轉(zhuǎn)器的轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)比例壓力閥調(diào)節(jié)粉末噴槍的壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴槍噴粉量的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到對(duì)涂層厚度的快速準(zhǔn)確的自動(dòng)調(diào)整。
[0037]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)方案前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括加熱爐(11)、粉末噴槍(5)和測(cè)厚儀，其特征在于:還包括上位機(jī)(I)、PLC控制器(2)和遠(yuǎn)程站(3)，其中: 所述上位機(jī)(I)，用于根據(jù)來(lái)料規(guī)格數(shù)據(jù)設(shè)定參數(shù)，包括目標(biāo)涂層厚度、運(yùn)行速度、噴嘴壓力和噴嘴布置；所述PLC控制器(2):用于系統(tǒng)的邏輯控制和數(shù)據(jù)處理，并輸出修正厚度的設(shè)定參數(shù)；所述測(cè)厚儀包括第一 β射線探測(cè)頭(4)、第二 β射線探測(cè)頭(6)和信號(hào)處理單元(7)，所述第一 β射線探測(cè)頭(4)用于測(cè)量基板厚度，所述第二 β射線探測(cè)頭(6)用于測(cè)量涂層厚度； 所述上位機(jī)⑴與所述PLC控制器⑵通過(guò)以太網(wǎng)(9)通訊，所述PLC控制器⑵與所述遠(yuǎn)程站(3)通過(guò)PROFIBUS - DP現(xiàn)場(chǎng)總線(10)通訊，所述遠(yuǎn)程站(3)與所述粉末噴槍(5)相連，同時(shí)通過(guò)所述信號(hào)處理單元(7)與所述第一 β射線探測(cè)頭(4)和第二 β射線探測(cè)頭(6)分別相連，所述PLC控制器⑵執(zhí)行以下控制序列: 步驟1:所述上位機(jī)根據(jù)來(lái)料信息，設(shè)定控制參數(shù)，并下發(fā)至所述PLC控制器； 步驟2:所述第一 β射線探測(cè)頭實(shí)測(cè)基板厚度值，并下發(fā)至所述PLC控制器； 步驟3:所述第二 β射線探測(cè)頭實(shí)測(cè)涂層厚度值，并下發(fā)至所述PLC控制器； 步驟4:比較涂層實(shí)際厚度與目標(biāo)厚度的偏差，判斷是否需要調(diào)整噴嘴壓力和噴嘴布置補(bǔ)償值，如果是，執(zhí)行下一步；如果否，返回上一步； 步驟5:判斷實(shí)際厚度是否大于目標(biāo)厚度允許值，如果是，減小噴嘴壓力；如果否，增大噴嘴壓力；然后執(zhí)行下一步； 步驟6:判斷是否需要進(jìn)行速度補(bǔ)償，如果是，進(jìn)行速度微調(diào)，然后返回步驟3 ;如果否，直接返回步驟3，進(jìn)入下一循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:其中所述PLC控制器⑵采用西門(mén)子PLC控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:其中所述遠(yuǎn)程站(3)采用ΕΤ200模塊構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:其中所述上位機(jī)(I)連接有打印機(jī)⑶。
【專利摘要】本發(fā)明提供的粉末涂層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)、PLC控制器、遠(yuǎn)程站、加熱爐、粉末噴槍和測(cè)厚儀。測(cè)厚儀包括β射線探測(cè)頭和信號(hào)處理單元，第一β射線探測(cè)頭用于測(cè)量基板厚度，第二β射線探測(cè)頭用于測(cè)量涂層厚度。上位機(jī)與PLC控制器通過(guò)以太網(wǎng)通訊，PLC控制器與遠(yuǎn)程站通過(guò)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。遠(yuǎn)程站與粉末噴槍、β射線探測(cè)頭和信號(hào)處理單元分別相連。PLC控制器通過(guò)比較涂層實(shí)際厚度與目標(biāo)厚度的偏差，判斷是否需要調(diào)整噴嘴和進(jìn)行速度補(bǔ)償，進(jìn)行涂層厚度循環(huán)控制。其優(yōu)點(diǎn)在于：有效地保證了粉末涂層厚度的均勻性和穩(wěn)定性，可以達(dá)到涂層的目標(biāo)厚度，并節(jié)約粉末成本。系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、自動(dòng)化程度高，能夠很好滿足粉末噴涂生產(chǎn)線厚度質(zhì)量控制要求。
【IPC分類】G05D5-03
【公開(kāi)號(hào)】CN104615155
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510081155
【發(fā)明人】賈永強(qiáng), 李國(guó)強(qiáng), 李鴻波, 張貴強(qiáng), 軋楠
【申請(qǐng)人】北京京誠(chéng)之星科技開(kāi)發(fā)有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日