CN103472245B - 传送带测速方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传送带测速方法及装置，其中，该方法包括：通过光电传感器获取链板传送带的链板间隙的检测信号；根据该检测信号得到链板传送带的速度。通过本发明，解决了相关技术中基于变频器频率对链板传送带测速的方式误差较大且测量结果滞后的问题，易于实现，测量精确度高，实时性好。

Description

传送带测速方法及装置

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其涉及一种传送带测速方法及装置。

背景技术

随着公司对提高产品一致性和可靠性的重视，对生产流水线(例如，链板传送带)速度的均衡就有了更高的要求，那么就需要准确地获得流水线的速度，并对该速度进行监控。目前的生产线测速方法都是基于变频器频率，通过频率与速度的转化关系映射出相应的速度，但是这种基于变频器频率测量传送带速度的方式会由于齿轮大小、磨损等原因导致速度误差较大，变频器速度与生产线速度反映不一致，并且，由于需要进行传导的关系，可能导致测量出来的生产线的速度会比变频器速度滞后。

针对相关技术中基于变频器频率对链板传送带测速的方式误差较大且测量结果滞后的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种传送带测速方法及装置，以至少解决相关技术中基于变频器频率对链板传送带测速的方式误差较大且测量结果滞后的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种传送带测速方法，包括：通过光电传感器获取链板传送带的链板间隙的检测信号；根据所述检测信号得到所述链板传送带的速度。

优选地，在将所述光电传感器固定在所述链板传送带的横梁上的情况下，通过光电传感器获取链板传送带的链板间隙的检测信号包括：通过所述光电传感器获取所述链板传送带中由表层板转为底层板的中间位置的链板间隙的检测信号。

优选地，根据所述检测信号得到所述链板传送带的速度包括：根据所述检测信号的信号频率，以及所述信号频率与所述链板传送带的速度的正比值，得到所述链板传送带的速度。

优选地，通过以下公式得到所述链板传送带的速度：v＝L*n/t，其中，v为所述链板传送带的速度，L为所述链板传送带的每块板的宽度，n为预设常数，t为获取到n个所述检测信号的时长。

优选地，通过以下方式得到t：在获取到任一所述检测信号时，开始计时；再获取到n个所述检测信号时，结束计时，则t为得到的计时时长。

优选地，根据所述检测信号得到所述链板传送带的速度之后，还包括：将所述链板传送带的速度进行显示。

优选地，根据所述检测信号得到所述链板传送带的速度之后，还包括：在所述链板传送带的速度超出预设的阈值范围的情况下，进行报警和/或存储所述链板传送带的速度。

根据本发明的另一方面，提供了一种传送带测速装置，包括：获取模块，用于通过光电传感器获取链板传送带的链板间隙的检测信号；计算模块，用于根据所述检测信号得到所述链板传送带的速度。

优选地，所述装置还包括：固定模块，用于将所述光电传感器固定在所述链板传送带的横梁上；所述获取模块还用于通过所述光电传感器获取所述链板传送带中由表层板转为底层板的中间位置的链板间隙的检测信号。

优选地，所述固定模块还用于通过固定板一端的传感器固定孔，将光电传感器与链板传送带的横梁固定连接。

优选地，所述固定模块还用于通过左侧板、右侧板以及底板将所述固定板的另一端与所述链板传送带的横梁固定连接，其中，所述左侧板的一端与所述固定板相连，另一端与所述底板相连，在所述左侧板的中间位置具有向外突起的左凸部；所述右侧板的一端与所述固定板相连，另一端与所述底板相连，在所述右侧板的中间位置具有向外突起的右凸部；所述底板的两端分别与所述左侧板和所述右侧板相连，所述左凸部与所述右凸部结合成的形状与所述链板传送带的横梁相适配。

优选地，所述计算模块还用于通过以下公式得到所述传送带的速度：v＝L*n/t，其中，v为所述传送带的速度，L为所述链板传送带的每块板的宽度，n为预设常数，t为获取到n个所述检测信号的时长；所述装置还包括：计时模块，用于在获取到任一所述检测信号时，开始计时；再获取到n个所述检测信号时，结束计时，则t为得到的计时时长。

优选地，所述装置还包括：显示模块，用于将所述链板传送带的速度进行显示。

优选地，所述装置还包括：报警模块，用于在所述链板传送带的速度超出预设的阈值范围的情况下，进行报警和/或存储所述链板传送带的速度。

根据本发明的技术方案，采用通过光电传感器获取链板传送带的链板间隙的检测信号；根据该检测信号得到链板传送带的速度的方式，解决了相关技术中基于变频器频率对链板传送带测速的方式误差较大且测量结果滞后的问题，易于实现，测量精确度高，实时性好。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的传送带测速方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的传送带测速装置的结构框图；

图3是根据本发明实施例的传送带测速装置的优选结构框图一；

图4是根据本发明实施例的传送带测速装置的优选结构框图二；

图5是根据本发明实施例的传送带测速装置的优选结构框图三；

图6是根据本发明实施例的传送带测速装置的优选结构框图四；

图7是根据本发明实施例的传感器固定装置的优选结构示意图；

图8是根据本发明实施例的传感器固定装置效果示意图；

图9是根据本发明实施例一的传感器安装位置的示意图

图10是根据本发明实施例一的传感器安装位置的俯视示意图；

图11是根据本发明实施例一的传感器安装位置的侧视示意图；

图12是根据本发明实施例一的信号采集脉冲示意图；

图13是根据本发明实施例二的传感器测速系统的结构框图；

图14是根据本发明实施例二的检测信号换算为传送带速度的程序流程图；

图15是根据本发明实施例二的存储异常速度数据的逻辑流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例提供了一种传送带测速方法，图1是根据本发明实施例的传送带测速方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，通过光电传感器获取链板传送带(又称板链传送带)的链板间隙的检测信号；

步骤S104，根据该检测信号得到链板传送带的速度。

本实施例通过上述步骤，通过光电传感器获取链板传送带上链板间隙的检测信号，从而得到链板传送带的速度，这种测速方式易于实现，并且相比相关技术中基于变频器频率对传送带测速的方式来讲，测量精确度高，实时性好，解决了相关技术中基于变频器频率对链板传送带测速的方式误差较大且测量结果滞后的问题。

优选地，为了便于通过光电传感器检测链板传送带的链板间隙，可以将光电传感器固定在链板传送带的横梁上，从而可以通过传感器获取由表层板转为底层板的中间位置的链板间隙的检测信号。通过这种方式，由于由表层板转为底层板的中间位置的链板间隙相比表层板和底层板的间隙略大，因此测量精度更高。

作为一种优选实施方式，步骤S104中得到链板传送带速度的方式可以通过检测信号的信号频率，以及信号频率与传送带的速度的正比值，得到传送带的速度。例如，可以通过以下公式得到传送带的速度：v＝L*n/t，其中，v为链板传送带的速度，L为链板传送带的每块板的宽度，n为一预设的常数，t为获取到n个检测信号的时长。

优选地，上述公式中的t可以按照以下方式获得：在获取到任一检测信号时，开始计时；再获取到n个检测信号时，结束计时，则t为得到的计时时长。这种方式可实现性强。

此外，在步骤S104得到链板传送带的速度之后，还可以将链板传送带的速度进行显示，例如，可以显示在链板传送带的单片机对应的速度显示器上，也可以将该速度传输到上位机上以进行集中显示。

作为一种优选实施方式，在步骤S104得到链板传送带的速度之后，如果发现链板传送带的速度超出预设的阈值范围，还可以进行报警和/或存储当前的传送带速度。通过这种方式，可以便于工作人员在发现传送带发生异常时，能够对传送带速度实时进行调整，提高了传送带的安全可靠性。例如，在检测到链板传送带生产线停线的情况下，可以将停线次数加1，并记录此次停线之前测得该生产线的速度情况，以便后续调整或者修理。

对应于上述方法，本实施例提供了一种传送带测速装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图2是根据本发明实施例的传送带测速装置的结构框图，如图2所示，该装置包括：获取模块22和计算模块24，下面对各个模块进行详细说明。

获取模块22，用于通过光电传感器获取链板传送带的链板间隙的检测信号；计算模块24，与获取模块22相连，用于根据获取模块22获取的检测信号得到该链板传送带的速度。

本实施例通过上述模块，获取模块22通过光电传感器获取链板传送带上链板间隙的检测信号，并通过计算模块24得到该链板传送带的速度，这种测速方式易于实现，并且相比相关技术中基于变频器频率对传送带测速的方式来讲，测量精确度高，实时性好，解决了相关技术中基于变频器频率对链板传送带测速的方式误差较大且测量结果滞后的问题。

图3是根据本发明实施例的传送带测速装置的优选结构框图一，如图3所示，该装置还可以包括：固定模块32，与获取模块22相连，用于将光电传感器固定在链板传送带的横梁上；在这种情况下，获取模块22还可以用于通过光电传感器获取该链板传送带中由表层板转为底层板的中间位置的链板间隙的检测信号。

优选地，固定模块32还可以用于通过如图7所示的固定板72一端的传感器固定孔，将光电传感器与链板传送带的横梁70固定连接。

优选地，固定模块32还可以用于通过如图7所示的左侧板74、右侧板76以及底板78将固定板72的另一端与链板传送带的横梁70固定连接，其中，左侧板74的一端与固定板72相连，另一端与底板78相连，在左侧板74的中间位置具有向外突起的左凸部；右侧板76的一端与固定板72相连，另一端与底板78相连，在右侧板76的中间位置具有向外突起的右凸部；底板78的两端分别与左侧板74和右侧板76相连，左凸部与所述右凸部结合成的形状与链板传送带的横梁70相适配。

图4是根据本发明实施例的传送带测速装置的优选结构框图二，如图4所示，优选地，计算模块24还可以用于通过以下公式得到传送带的速度：v＝L*n/t，其中，v为传送带的速度，L为链板传送带的每块板的宽度，n为预设常数，t为获取到n个检测信号的时长；在这种情况下，该装置还可以包括：计时模块42，与计算模块24相连，用于在获取到任一检测信号时，开始计时；再获取到n个检测信号时，结束计时，则t为得到的计时时长。

图5是根据本发明实施例的传送带测速装置的优选结构框图三，如图5所示，该装置还可以包括：显示模块52，与计算模块24相连，用于将链板传送带的速度进行显示。

图6是根据本发明实施例的传送带测速装置的优选结构框图四，如图6所示，该装置还可以包括：报警模块62，与计算模块24相连，用于在链板传送带的速度超出预设的阈值范围的情况下，进行报警和/或存储该链板传送带的速度。

在本实施例中还提供了一种传感器固定装置，图7是根据本发明实施例的传感器固定装置的优选结构示意图，如图7所示，该装置包括固定板72，固定板72的一端具有固定传感器的固定孔，用于将传感器与传送带的横梁70(又称生产线横梁)固定连接。

本实施例通过上述传感器固定装置，可以将传感器固定在传送带的横梁上，从而能够通过传感器对传送带上的检测点进行检测，得到传送带的速度。

优选地，如图7所示，该装置还可以包括：左侧板74、右侧板76以及底板78，其中，左侧板74的一端与固定板72相连，另一端与底板78相连，在左侧板74的中间位置具有向外突起的左凸部；右侧板76的一端与固定板72相连，另一端与底板78相连，在右侧板76的中间位置具有向外突起的右凸部；底板78的两端分别与左侧板74和右侧板76相连，左凸部与右凸部结合成的形状与传送带的横梁70相适配。

如图7所示的固定装置(也称固定支架)结构图，该固定装置包括左侧板与右侧板、固定板固定后，并通过底板固定在生产线横梁上。图8是根据本发明实施例的传感器固定装置效果示意图，该装置的固定效果图如图8所示。

下面结合优选实施例和附图对上述实施例及优选实施方式的实现过程进行详细说明。

实施例一

本优选实施例提供了一种可应用于板链生产线速度检测系统的板链生产测速方法。采用该测板链间隙的方法，能够直接测量出速度，不但实现了检测的实时性，而且消除了由变频器映射速度检测带来的不可靠性。此外，还能够对生产线的速度进行限定与超速报警。

本优选实施例采用模块化的固定支架固定传感器，传感器可以选用光电传感器，例如，欧姆龙光电传感器，当然也可以选用其他式样的传感器。本设计采用一种极为简单的检测电路，它包括：信号采集电路，信号处理电路，报警电路，通信模块。信号采集电路为采集传感器导通情况。信号处理模块主要由微处理器对采集的电压信号进行运算处理，并获得生产线速度。可以根据此速度判定是否能够驱动报警电路报警。通信模块主要可以采用无线和有限两种通信方式，单片机接收到处理后的信号能后通过无线或有线的方式将信号传输给上位机，然后通过上位机软件在电脑显示器上显示生产线的实时速度。

本优选实施例的板链生产测速方法能实时显示生产线运行速度，避免到电控柜内通过变频器频率映射生产线速度带来的不便。同时也能提高精度，将检测到的速度搜集整理后获得相应的标准，并将此标准加以利用，用来将生产线速度限制在正常范围内。

在本优选实施例中，可以将光电传感器固定在如图7和8所示的固定支架上，图9是根据本发明实施例一的传感器安装位置的示意图，图10是根据本发明实施例一的传感器安装位置的俯视示意图，图11是根据本发明实施例一的传感器安装位置的侧视示意图，如图9至11所示，板链在由底层到顶层的运动过程中会出现(板链间隙)此间隙就是信号检测点(即传感器感应点)。

本优选实施例将左上角收到的传感器信号经过处理换算出传送带的速度，并可以通过SD卡将该速度进行存储，还可以通过显示器进行显示，以及还可以在传送带的速度超出正常速度阈值的情况下进行异常报警。

图12是根据本发明实施例一的信号采集脉冲示意图，如图12所示，可以根据采集出的该脉冲换算得到传送带的速度。

实施例二

在本优选实施例中，由于检测模块和通信模块所需的电压分别为12V和5V，而使用环境的电压一般为220V，因此可以通过变压器和电压转换电路将220V转换成5V和12V。该模块在零火线这之间加入了保险管，能够大大的提高本系统的安全性。变压器输入端可接220V/230V 50Hz/60Hz交流电压，输出端为12.5V 400mA和8.5V 100mA交流电压，然后通过二极管组成的整流桥转换为直流电压。12.5V和8.5V的直流电压经过稳压芯片7812、7805和电容的稳压后变为12V和5V的标准电压。

传感器中采用12V电压驱动，其输出方式有两种，方式一：传感器未被遮挡信号从光耦输入端输入，5v电压从光耦输出；方式二：传感器被遮挡信号从光耦输入端输入，0v电压从光耦输出。传感器(SENSOR)信号进入微处理器形成高或低电平的脉冲信号，如图12所示，采集到的高脉冲就是链板间隙。

选定一个常数n，当出现n+1个高电平脉冲时获取时间t＝t1+t2+t3…tn，由于板链上每块小板的长度固定为L，所以速度v＝L*n/t，可以采用迭代的方法，每过一小块板就迭加前面n-1块板流过的时间t＝t2+t3+t4…t(n+1)，从而求得v＝L*n/t。

在本优选实施例以常数n选为5为例进行说明，但并不限于此。当选5个时间间隙作为标准的情况下，就会形成如下的速度及如表1所示的根据本发明实施例二的时间间隙统计表：

V1＝L*5/(t1+t2+t3+t4+t5)；

V2＝L*5/(t2+t3+t4+t5+t6)；

V3＝L*5/(t3+t4+t5+t6+t7)；

表1

最后求得的数据可以通过安全数码卡(Secure Digital Memory Card，简称为SD)进行存储，可以采用串行外围接口(Serial Peripheral Interface，简称为SPI)传输方式进行存储。

根据SD卡标准，SD卡接口有两种模式：SD总线与SPI总线。但一般的微控制器中没有SD总线接口，设计中可以专门实现该接口的硬件和软件协议。SD卡SPI总线模式与标准的SPI总线协议兼容，管脚定义可以如表2的根据本发明实施例二的在SPI总线模式下SD卡管脚定义表所示：

管脚	名称	含义	管脚	名称	含义
						1	CS	片选	6	Vss2	电源地
2	DI	数据输入	7	DO	数据输出
						3	Vss	电源地	8	RSV	保留
4	Vcc	正电源	9	RSV	保留
						5	CLK	时钟

表2

由于通常的微控制器中都带有标准的SPI总线接口，所以微控制器通过SPI接口访问SD卡硬件和软件设计都十分简单，只需要软件中实现SD卡的SPI总线协议即可。

此外，还可以将求得的速度v与设定的标准值进行比较，若超出标准值范围一定时间，则可以进行声光报警并把速度信息进行记录。信息记录的方式有很多种，例如，可以采用SD卡记录，并且记录异常发生时间、持续时间。这样就能避免工作人员采用秒表掐“工时”或利用变频器映射速度带来的不便。

图13是根据本发明实施例二的传感器测速系统的结构框图，如图13所示，该系统可以包括光电传感器(可以固定在如图7和8所示的固定支架上)，正常数据显示模块，信号采集与处理模块，异常报警模块以及异常存储模块。

图14是根据本发明实施例二的检测信号换算为传送带速度的程序流程图，如图14所示，该流程包括：在收到检测信号时，清除计时器中断，计时器开始计时，并将计数器值n＝n+1，如果n未达到预设的常数值m，则继续计时，直到计数器值n达到预设的常数值m。在n＝m的情况下，读取计时器的时间，并使用该时间计算并显示传送带的速度，如果速度超出阈值范围(例如，速度超过阈值范围的最大值或者速度低于阈值范围的最小值)，则可以进行报警，并读取日期时间进行存储异常速度数据。

例如，图15是根据本发明实施例二的存储异常速度数据的逻辑流程图，如图15所示，在检测到生产线停止运行(也称停线)后，由于停线是一种速度超出阈值范围的情况，分厂生产线时停时开过多会影响生产效率，因此可以对停线次数进行记录，以便进行统计比较。因此在本流程中，当发生停线后，可以显示停线前的速度，并累加停线次数。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种传送带测速方法，其特征在于，包括：

通过光电传感器获取链板传送带的链板间隙的检测信号；

根据所述检测信号得到所述链板传送带的速度；

其中，所述光电传感器固定在所述链板传送带的横梁上，通过光电传感器获取链板传送带的链板间隙的检测信号包括：

通过所述光电传感器获取所述链板传送带中由表层板转为底层板的中间位置的链板间隙的检测信号。

2.根据权利要求1所述的传送带测速方法，其特征在于，根据所述检测信号得到所述链板传送带的速度包括：

根据所述检测信号的信号频率，以及所述信号频率与所述链板传送带的速度的正比值，得到所述链板传送带的速度。

3.根据权利要求2所述的传送带测速方法，其特征在于，通过以下公式得到所述链板传送带的速度：

v＝L*n/t，其中，v为所述链板传送带的速度，L为所述链板传送带的每块板的宽度，n为预设常数，t为获取到n个所述检测信号的时长。

4.根据权利要求3所述的传送带测速方法，其特征在于，通过以下方式得到t：

在获取到任一所述检测信号时，开始计时；

再获取到n个所述检测信号时，结束计时，则t为得到的计时时长。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的传送带测速方法，其特征在于，根据所述检测信号得到所述链板传送带的速度之后，还包括：

将所述链板传送带的速度进行显示。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的传送带测速方法，其特征在于，根据所述检测信号得到所述链板传送带的速度之后，还包括：

在所述链板传送带的速度超出预设的阈值范围的情况下，进行报警和/或存储所述链板传送带的速度。

7.一种传送带测速装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于通过光电传感器获取链板传送带的链板间隙的检测信号；

计算模块，用于根据所述检测信号得到所述链板传送带的速度；

其中，所述装置还包括：

固定模块，用于将所述光电传感器固定在所述链板传送带的横梁上；

所述获取模块还用于通过所述光电传感器获取所述链板传送带中由表层板转为底层板的中间位置的链板间隙的检测信号。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述固定模块还用于通过固定板一端的传感器固定孔，将光电传感器与链板传送带的横梁固定连接。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述固定模块还用于通过左侧板、右侧板以及底板将所述固定板的另一端与所述链板传送带的横梁固定连接，其中，

所述左侧板的一端与所述固定板相连，另一端与所述底板相连，在所述左侧板的中间位置具有向外突起的左凸部；

所述右侧板的一端与所述固定板相连，另一端与所述底板相连，在所述右侧板的中间位置具有向外突起的右凸部；

所述底板的两端分别与所述左侧板和所述右侧板相连，所述左凸部与所述右凸部结合成的形状与所述链板传送带的横梁相适配。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述计算模块还用于通过以下公式得到所述传送带的速度：v＝L*n/t，其中，v为所述传送带的速度，L为所述链板传送带的每块板的宽度，n为预设常数，t为获取到n个所述检测信号的时长；所述装置还包括：

计时模块，用于在获取到任一所述检测信号时，开始计时；再获取到n个所述检测信号时，结束计时，则t为得到的计时时长。

11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

显示模块，用于将所述链板传送带的速度进行显示。

12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

报警模块，用于在所述链板传送带的速度超出预设的阈值范围的情况下，进行报警和/或存储所述链板传送带的速度。