CN102120362A

CN102120362A - 内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置及其控制方法

Info

Publication number: CN102120362A
Application number: CN2010100324445A
Authority: CN
Inventors: 许家忠; 乔明; 杨洪涛; 白刚
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2010-01-08
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2011-07-13

Abstract

内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置及其控制方法。传统的玻璃钢管道通常采用三台独立的设备进行管道缠绕、固化和脱模，采用从外向内加热管体和芯模的外固化工艺对FRP管道进行固化。本发明的组成包括：机械部分(1)和电器部分(2)。机械部分包括进水组(3)，进水组(3)连接进汽组(4)；电器部分(2)装有触摸屏；进水组(3)包括手阀(5)，手阀(5)通过蒸汽管连接调节阀(6)，调节阀(6)通过蒸汽管连接进冷水管(7)；进汽组(4)包括进空气管(8)，进空气管(8)通过蒸汽管连接电热偶(9)和单向阀(10)，电热偶(9)和单向阀(10)通过蒸汽管连接水调节阀(11)。本发明用于缠绕机控制柜上。

Description

内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置及其控制方法

技术领域：

本发明涉及一种高压玻璃钢管道缠绕的固化阶段，具体涉及一种基于PLC的内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置及其控制方法。

背景技术：

传统的玻璃钢管道通常采用三台独立的设备即缠绕机、固化炉和脱模机，进行管道缠绕、固化和脱模，采用从外向内加热管体和芯模的外固化工艺对FRP管道进行固化，这增加了设备成本和生产成本。而且管道在固化炉内固化时传热效率低，固化温度调控困难，管体固化质量差，因此外固化工艺不易实现高压管道的高效工业化生产。

发明内容：

本发明的目的是提供一种在升降温程序上可作精细的调节与控制的内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置及其控制方法。

上述发明的目的通过以下的技术方案实现：

内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置，其组成包括：机械部分和电器部分，所述的机械部分包括进水组，所述的进水组连接进汽组；所述的电器部分装有触摸屏；所述的进水组包括手阀，所述的手阀通过蒸汽管连接调节阀，所述的调节阀通过蒸汽管连接进冷水管；所述的进汽组包括进空气管，所述的进空气管通过蒸汽管连接电热偶和单向阀，所述的电热偶和单向阀通过蒸汽管连接水调节阀。

所述的内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置，所述的蒸汽管是双层管，自蒸汽管内层输入蒸汽，通过内层表面的孔进入外层，从外层返回；芯轴玻璃纤维缠绕层包裹在可加热模具体外面，蒸汽管内部蒸汽的热能通过蒸汽管管壁直接传递给玻璃纤维层；当温度上升到一定程度时，缠绕层所含树脂就会出现逐渐升温、粘度下降、流动迁移，进而凝胶，进一步交链成三维网状结构，随后通入循环冷却水，即完成固化和后固化过程，定期对蒸汽管进行空气吹扫。

所述的内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置，所述的电器部分包括与触摸屏连接工控机和电源，所述的工控机内装有开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出；所述的开关量输入连接输入信号开关，所述的开关的开关量输出通过中间继电器连接电磁阀开关，所述的模拟量输入连接温度和压力传感，所述的模拟量输出连接模拟量输出控制调节阀。

一种内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置的控制方法，当低温时采用开关控制方式：工控机PLC根据预先设置好的调节阀的开度以及温度传感器反馈回来信号去控制电磁阀和调节阀的开关，从而去控制固化的温度；把程序编写到所述的PLC中，再编写触摸屏的程序；一方面当是低温时采用开关控制方式，PLC根据预先设置好的调节阀的开度以及温度传感器反馈回来信号去控制电磁阀和调节阀的开关，从而去控制固化的温度；高温时PLC会根据温度传感器反馈回来的信号以及PID的参数去自动调节调节阀的开度和电磁阀的开关，从而去控制固化时的温度所述的基于PLC的内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置的控制方法。

所述的内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置的控制方法，所述的控制固化的温度采用PID自动控温方式：上段程序当PID控制标志位W13.02导通时开始进行PID自动调节控制温度，这个通过PID自动调节控制温度的时间是自动阶段的前六段的总时间，因为各个阶段设定的温度各不相同，所以在PID调节开始时先通过MOV指令将设定的温度值从D207传送到D1100用来作统一的比较，之后通过PIDAT指令根据显示温度即温度传感器反馈回来的温度和设定的温度进行自动的PID调节之后输出，但这个PID的输出要变换成能控制阀门开度的输出量，所以通过指令进行一次转换，转换后的输出量控制实际阀门的开度；当六个阶段全部完成后T0131断开自动PID调节过程结束；而且当PID控制标志位W13.02由高电平变为低电平时，通过MOV指令将PID的输出变为0；PLC根据据反馈的温度进行PID调节，输出的信号一路控制进蒸汽调节阀，将输出信号取反后输出控制出蒸汽调节阀，即两个调节阀的开度互补。

有益效果：

1.本发明操作简单，使用方便，提高了工作效率，采用先进的内加热式固化则是将纤维缠绕层包裹在可加热的金属芯模外面，模腔中的热能通过较小热阻的金属管壁可直接传给待固化的玻璃纤维层。这种传热方式可使管道迅速升温，从而提高固化效率和质量。而且在升降温程序上可作精细的调节与控制采用了该种内固化蒸汽加热控制系统，使玻璃钢管道的生产工艺改变，蒸汽管预热、缠绕形成、加热固化、冷却、脱模，在一条生产线上连续完成，实现全自动化生产。

2.本发明使玻璃钢管道的固化更加均匀，而且固化时间短，耗能低，玻璃钢管道壁厚均匀性、强度一致性，以及外观质量均得到提高。

3.本发明采取了把低温控制和高温控制分开来控制的方式，对二者分别采用不同的控制方式，使低温控制和高温控制都达到了很好的效果。

4.本发明通过触摸屏的控制可以使操作者对加热过程有更直观的了解，更加方便的进行操作。

5.本发明提高了产品质量，降低了成本，实现全自动化生产，大大提高了生产效率。

附图说明：

附图1本发明的管路结构示意图。

附图2本发明的内固化玻璃钢管道控制系统结构图。

附图3本发明的PID自动调节闭环控制图。

附图4本发明的PID控制方式图。

具体实施方式：

实施例1：

内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置，其组成包括：机械部分1和电器部分2，所述的机械部分1包括进水组3，所述的进水组3连接进汽组4；所述的电器部分2装有触摸屏。

内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置，所述的进水组3包括手阀5，所述的手阀5通过蒸汽管连接调节阀6，所述的调节阀6通过蒸汽管连接进冷水管7；所述的进汽组4包括进空气管8，所述的进空气管8通过蒸汽管连接电热偶9和单向阀10，所述的电热偶9和单向阀10通过蒸汽管连接水调节阀11。

内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置，所述的触摸屏连接CPU13和电源供给，所述的CPU13内装有开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出；所述的开关量输入连接输入开关信号，所述的开关量输出通过中间继电器连接电磁阀开关，所述的模拟量输入连接温度和压力传感，所述的模拟量输出连接模拟量输出控制调节阀。

实施例2：

一种内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置的控制方法，当是低温时采用开关控制方式，PLC根据预先设置好的调节阀的开度以及温度传感器反馈回来信号去控制电磁阀和调节阀的开关，从而去控制固化的温度；所述的蒸汽管一也叫蒸汽管是双层管，一般为钢管，相当于一个模具，自蒸汽管内层输入蒸汽，可通过内层表面的孔进入外层，从外层返回，芯轴玻璃纤维缠绕层包裹在可加热模具体外面，蒸汽管内部蒸汽的热能通过蒸汽管管壁直接传递给玻璃纤维层，当温度上升到一定程度时，缠绕层所含树脂就会出现逐渐升温、粘度下降、流动迁移，进而凝胶，进一步交链成三维网状结构，随后通入循环冷却水，即完成固化和后固化过程，定期对蒸汽管进行空气吹扫。

所述的内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置所采用的控制方法为把程序编写到PLC中，在编写触摸屏的程序，一方面当是低温时采用开关控制方式，PLC根据预先设置好的调节阀的开度以及温度传感器反馈回来信号去控制电磁阀和调节阀的开关，从而去控制固化的温度；

PID自动控温的过程：

当我们设定的各阶段的温度高于高温低温分割标志的温度时则采用PID控制方式，程序如下：

制方式，程序如下：

根据附图4，上段程序当PID控制标志位W13.02导通时开始进行PID自动调节控制温度，这个通过PID自动调节控制温度的时间是自动阶段的前六段的总时间，因为各个阶段设定的温度各不相同，所以在PID调节开始时先通过MOV指令将设定的温度值从D207传送到D1100用来作统一的比较，之后通过PIDAT指令根据显示温度即温度传感器反馈回来的温度和设定的温度进行自动的PID调节之后输出，但这个PID的输出要变换成能控制阀门开度的输出量，所以通过指令进行一次转换，转换后的输出量控制实际阀门的开度；当六个阶段全部完成后T0131断开自动PID调节过程结束；而且当PID控制标志位W13.02由高电平变为低电平时，通过MOV指令将PID的输出变为0。PLC根据据反馈的温度进行PID调节，输出的信号一路控制进蒸汽调节阀，将输出信号取反后输出控制出蒸汽调节阀，即两个调节阀的开度是互补的。

实施例3：

一种内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置的控制方法，当高温时采用PID控制方式，PLC会根据温度传感器反馈回来的信号以及PID的参数去自动调节调节阀的开度和电磁阀的开关，从而去控制固化时的温度，采用了该种内固化蒸汽加热控制系统，使玻璃钢管道的生产工艺改变，蒸汽管预热、缠绕形成、加热固化、冷却、脱模，在一条生产线上连续完成，实现全自动化生产。另一方面当高温时PLC会根据温度传感器反馈回来的信号以及PID的参数去自动调节调节阀的开度和电磁阀的开关，从而去控制固化时的温度。

Claims

1.一种内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置，其组成包括：机械部分和电器部分，其特征是：所述的机械部分包括进水组，所述的进水组连接进汽组；所述的电器部分装有触摸屏；所述的进水组包括手阀，所述的手阀通过蒸汽管连接调节阀，所述的调节阀通过蒸汽管连接进冷水管；所述的进汽组包括进空气管，所述的进空气管通过蒸汽管连接电热偶和单向阀，所述的电热偶和单向阀通过蒸汽管连接水调节阀。

2.根据权利要求1所述的内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置，其特征是：所述的蒸汽管是双层管，自蒸汽管内层输入蒸汽，通过内层表面的孔进入外层，从外层返回；芯轴玻璃纤维缠绕层包裹在可加热模具体外面，蒸汽管内部蒸汽的热能通过蒸汽管管壁直接传递给玻璃纤维层；当温度上升到一定程度时，缠绕层所含树脂就会出现逐渐升温、粘度下降、流动迁移，进而凝胶，进一步交链成三维网状结构，随后通入循环冷却水，即完成固化和后固化过程，定期对蒸汽管进行空气吹扫。

3.根据权利要求1或2所述的内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置，其特征是：所述的电器部分包括与触摸屏连接工控机和电源，所述的工控机内装有开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出；所述的开关量输入连接输入信号开关，所述的开关的开关量输出通过中间继电器连接电磁阀开关，所述的模拟量输入连接温度和压力传感，所述的模拟量输出连接模拟量输出控制调节阀。

4.一种内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置的控制方法，其特征是：当低温时采用开关控制方式：工控机PLC根据预先设置好的调节阀的开度以及温度传感器反馈回来信号去控制电磁阀和调节阀的开关，从而去控制固化的温度；把程序编写到所述的PLC中，再编写触摸屏的程序；一方面当是低温时采用开关控制方式，PLC根据预先设置好的调节阀的开度以及温度传感器反馈回来信号去控制电磁阀和调节阀的开关，从而去控制固化的温度；高温时PLC会根据温度传感器反馈回来的信号以及PID的参数去自动调节调节阀的开度和电磁阀的开关，从而去控制固化时的温度。

5.根据权利要求4所述的内固化玻璃钢管道蒸汽加热控制装置的控制方法，其特征是：所述的控制固化的温度采用PID自动控温方式：上段程序当PID控制标志位W13.02导通时开始进行PID自动调节控制温度，这个通过PID自动调节控制温度的时间是自动阶段的前六段的总时间，因为各个阶段设定的温度各不相同，所以在PID调节开始时先通过MOV指令将设定的温度值从D207传送到D1100用来作统一的比较，之后通过PIDAT指令根据显示温度即温度传感器反馈回来的温度和设定的温度进行自动的PID调节之后输出，但这个PID的输出要变换成能控制阀门开度的输出量，所以通过指令进行一次转换，转换后的输出量控制实际阀门的开度；当六个阶段全部完成后T0131断开自动PID调节过程结束；而且当PID控制标志位W13.02由高电平变为低电平时，通过MOV指令将PID的输出变为0；PLC根据据反馈的温度进行PID调节，输出的信号一路控制进蒸汽调节阀，将输出信号取反后输出控制出蒸汽调节阀，即两个调节阀的开度互补。