CN103994714A - 连续式物料长度测量方法与装置 - Google Patents

Abstract

连续式物料长度测量方法，包括把静电产生与发射装置置于生产线的首端，把静电测量与消除装置置于生产线的尾端，固定并精确测量装置之间的距离，存储于计算机中；在生产环境中安装湿度传感器、温度传感器，并连接于主控计算机；把物料参数、生产任务等输入主控计算机保存；设置静电产生装置产生静电的时间间隔；主控计算机根据联动机制，在生产启动后开始物料长度测量；主控计算机根据物料生产长度报告生产进度，并在生产结束时产生停止信号。该方法的实现装置把静电产生与发射装置、静电检测与消除装置置于连续式物料生产线的首尾两端，并分别连接于主控计算机。设置温度传感器和湿度传感器，测量生产环境温度和湿度并传输到主控计算机。主控计算机记录静电检测装置检测到的静电次数，计算物料长度，并利用环境参数和设置的物料属性，对长度进行修正。

Description

连续式物料长度测量方法与装置

技术领域

本发明涉及自动测量与控制领域，尤其涉及一种织物、皮革等非导电类连续式物料长度测量方法与装置。

背景技术

大规模连续生产线是现代化织物、皮革等物料企业进行生产、印染的重要设备。其产品具有长度长、连续生产的特点，一般具有几千甚至几万米。不精确的测量设备不仅会给企业带来不良声誉，也严重影响到企业的生产成本与利润。

传统的测量方式主要是采用滚轮式测量计，滚轮随着物料的运动而运动，简单计算滚轮的圈数与圆周的乘积，就可得到物料的长度。但由于受物料属性、温度、湿度、速度的影响，其物料表面的摩擦系数会有很大的变化，从而使滚轮式产生很大的测量误差。如何在不破坏物料，不受环境干扰的方式下精确测量物料长度成为一个技术难题。

发明内容

本发明要解决现有技术的上述缺点，提出一种非导电类物料连续生产时的长度测量方法与装置。

一种连续式物料长度测量方法，包含如下测量步骤：

步骤一，把静电产生与发射装置置于生产线的首端，把静电测量与消除装置置于生产线的尾端，固定并精确测量装置之间的距离，存储于计算机中；

步骤二，在生产环境中安装湿度传感器、温度传感器，并连接于主控计算机；

步骤三，把物料参数、生产任务等输入主控计算机保存；

步骤四，设置静电产生装置产生静电的时间间隔；

步骤五，主控计算机根据联动机制，在生产启动后开始物料长度测量；

5.1若主控计算机计算出的产生静电次数与检测到的静电次数差小于等于1，则直接计算出已生产物料的长度；

5.2若主控计算机计算出的产生静电次数与检测到的静电次数大于1，则计算机根据物料运动速度对检测次数进行修正，并计算出已生产物料的长度；

根据检测到的湿度、温度、计算得到的速度及设定的物料参数，依据误差补偿公式对物料长度进行修正；

连续式物料长度计算采用计算公式l＝α×(k×s+t×v)。其中k为静电检测装置计算出的静电点个数，s为静电发射装置和静电检测装置之间的距离，t为最后一次静电发射装置发射后的时间，v为物料运动速度，α为根据温度、湿度、物料属性计算出来的修正系数；

物料运动速度v由公式v＝s/t_k-1计算得到，其中t_k-1为最后一个检测到的静电点经过s距离所用的时间；

v是个预估值，实际物料长度还需要根据生产线实际情况，在软件中加入附加条件予以修正；

步骤六，主控计算机根据物料生产长度报告生产进度，并在生产结束时产生停止信号。

实现所述的方法的装置，其特征在于:

静电产生与发射装置置于生产线的首端，在产生静电的同时，通过发射棒定时地发射到物料上，定时间隔通过主控计算机参数设定。

静电测量与消除装置置于生产线的尾端，可检测到发射装置产生的静电并消除，同时记录下检测到的静电次数，传输到主控计算机。

温度传感器和湿度传感器置于生产环境中，连接到主控计算机，用于测量实时的温度和湿度，以便对测量长度做出精确地误差修正。

主控计算机通过I/O口连接静电产生与发射装置、静电测量与消除装置、温度传感器和湿度传感器，计算连续物料长度，并根据温度、湿度和物料类型进行修正。

组成上述系统的结构单元、程序模块可单独组成系统独立运行，也可嵌入到主控系统中使用，二者通过通用串口进行数据传输。

本发明的原理是：把静电产生与发射装置、静电检测与消除装置置于连续式物料生产线的首尾两端，并分别连接于主控计算机，主控计算机与生产线联动，生产启动时测量装置即开始工作。主控计算机记录静电产生装置产生静电的次数和静电检测装置检测到静电的次数，并以此计算物料长度。

本发明能够根据生产环境状况、物料属性，对测量结果进行修正，得到精确的物料长度。

在静电产生装置出现发射遗漏、静电测量装置出现计数遗漏的情况下，主控计算机能够根据生产经验，对错误进行容错处理。

能够通过测量任务的设置，给出生产线结束信号。

已生产的物料长度能够通过设置的时间间隔定时地数字显示。

在传感器故障或缺位的情况下，通过设备参数设置，系统仍能正常的工作，只是误差修正系数发生改变，测量精度降低。

本发明的优点是：精度高，容错能力强，既能独立运行，又能嵌入到主控系统中使用，对生产任务进行过程控制。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述，参照附图：

一种连续式物料长度测量方法，包含如下测量步骤：

步骤一，把静电产生与发射装置置于生产线的首端，把静电测量与消除装置置于生产线的尾端，固定并精确测量装置之间的距离，存储于计算机中；

步骤二，在生产环境中安装湿度传感器、温度传感器，并连接于主控计算机；

步骤三，把物料参数、生产任务等输入主控计算机保存；

步骤四，设置静电产生装置产生静电的时间间隔；

步骤五，主控计算机根据联动机制，在生产启动后开始物料长度测量；

5.1若主控计算机计算出的产生静电次数与检测到的静电次数差小于等于1，则直接计算出已生产物料的长度；

5.2若主控计算机计算出的产生静电次数与检测到的静电次数大于1，则计算机根据物料运动速度对检测次数进行修正，并计算出已生产物料的长度；

根据检测到的湿度、温度、计算得到的速度及设定的物料参数，依据误差补偿公式对物料长度进行修正；

连续式物料长度计算采用计算公式l＝α×(k×s+t×v)。其中k为静电检测装置计算出的静电点个数，s为静电发射装置和静电检测装置之间的距离，t为最后一次静电发射装置发射后的时间，v为物料运动速度，α为根据温度、湿度、物料属性计算出来的修正系数；

物料运动速度v由公式v＝s/t_k-1计算得到，其中t_k-1为最后一个检测到的静电点经过s距离所用的时间；

v是个预估值，实际物料长度还需要根据生产线实际情况，在软件中加入附加条件予以修正；

步骤六，主控计算机根据物料生产长度报告生产进度，并在生产结束时产生停止信号。

实现所述的方法的装置，其特征在于：

静电产生与发射装置置于生产线的首端，在产生静电的同时，通过发射棒定时地发射到物料上，定时间隔通过主控计算机参数设定。

静电测量与消除装置置于生产线的尾端，可检测到发射装置产生的静电并消除，同时记录下检测到的静电次数，传输到主控计算机。

温度传感器和湿度传感器置于生产环境中，连接到主控计算机，用于测量实时的温度和湿度，以便对测量长度做出精确地误差修正。

主控计算机通过I/O口连接静电产生与发射装置、静电测量与消除装置、温度传感器和湿度传感器，计算连续物料长度，并根据温度、湿度和物料类型进行修正。

组成上述系统的结构单元、程序模块可单独组成系统独立运行，也可嵌入到主控系统中使用，二者通过通用串口进行数据传输。

本发明的原理是：把静电产生与发射装置、静电检测与消除装置置于连续式物料生产线的首尾两端，并分别连接于主控计算机，主控计算机与生产线联动，生产启动时测量装置即开始工作。主控计算机记录静电产生装置产生静电的次数和静电检测装置检测到静电的次数，并以此计算物料长度。

本发明能够根据生产环境状况、物料属性，对测量结果进行修正，得到精确的物料长度。

在静电产生装置出现发射遗漏、静电测量装置出现计数遗漏的情况下，主控计算机能够根据生产经验，对错误进行容错处理。

能够通过测量任务的设置，给出生产线结束信号。

已生产的物料长度能够通过设置的时间间隔定时地数字显示。

在传感器故障或缺位的情况下，通过设备参数设置，系统仍能正常的工作，只是误差修正系数发生改变，测量精度降低。

如图1所示，物料6沿生产线从左向右运动，静电产生装置1通过发射棒使物料的某一点带上电荷，发射时间与间隔由主控计算机3控制。静电检测与消除装置2可检测静电到达生产线尾端的时间，并传输到主控计算机。温度传感器4和湿度传感器5实时测量环境状况，并把参数上传到主控计算机，用于长度计算结果的修正。主控计算机3根据测量到的静电次数、速度和环境参数，计算出物料长度，显示结果并根据进度发出相应信息。

如图2所示，本发明对连续式物料长度测量的具体过程为：

主控计算机和检测装置启动后，系统进入自检程序，调取已保存参数、各检测装置及传感器的工作状况，判断是否达到运行标准，并对主要参数予以显示。

若参数超出范围或判断出装置故障，系统给出相应装置的显示报警和灯光报警；

若参数都在正常范围内，则判断系统正常，进入下一步。

系统给出是否进行参数设置的提示画面，若选择“是”，则进入参数设置界面。此时操作人员可对原料种类、长度计算时间间隔和数据显示时间间隔进行设置并保存，经验值为0.1秒至3秒之间。

若选择“否”，则进入下一步生产环节，系统会随着生产的进行而自动计算。

连续式物料长度计算采用计算公式l＝α×(k×s+t×v)。其中k为静电检测装置计算出的静电点个数，s为静电发射装置和静电检测装置之间的距离，t为最后一次静电发射装置发射后的时间，v为物料运动速度，α为根据温度、湿度、物料属性计算出来的修正系数。

物料运动速度v由公式v＝s/t_k-1计算得到，其中t_k-1为最后一个检测到的静电点经过s距离所用的时间。

需要说明的是，v是个预估值，实际物料长度还需要根据生产线实际情况，在软件中加入附加条件予以修正。

物料长度计算结果按照设定的时间间隔送到主控计算机显示。

每一次物料长度的计算结果都会保存，以替换最新的长度值。

主控计算机在得到长度结果后，会根据设定的参数，自动计算任务进程，并由此给出进一步的信息。

若任务没有完成，则再次获取数据并计算。

若任务已完成，则发出生产完成信号，并生成物料长度报告。

本发明连续式物料长度测量方法具有自动纠错机制，即使中间的某一次静电信号没有发出，或者检测装置没有检测出静电信号，系统会根据前后数值予以纠正。

本发明连续式物料长度测量装置能够独立运行于生产线，也能够嵌入到生产线的主控机器中，通过串口通信方式相连。

本发明的软件采用模块化设计，能够移植或嵌入到其他系统中。

本发明的传感器模块采用可裁剪式设计，在缺少或损坏的情况下，通过系统的参数设置，仍然能够工作，但精度下降。

Claims (3)

1.一种连续式物料长度测量方法，包含如下测量步骤：

步骤一，把静电产生与发射装置置于生产线的首端，把静电测量与消除装置置于生产线的尾端，固定并精确测量装置之间的距离，存储于计算机中；

步骤二，在生产环境中安装湿度传感器、温度传感器，并连接于主控计算机；

步骤三，把物料参数、生产任务等输入主控计算机保存；

步骤四，设置静电产生装置产生静电的时间间隔；

步骤五，主控计算机根据联动机制，在生产启动后开始物料长度测量；

5.1若主控计算机计算出的产生静电次数与检测到的静电次数差小于等于1，则直接计算出已生产物料的长度；

5.2若主控计算机计算出的产生静电次数与检测到的静电次数大于1，则计算机根据物料运动速度对检测次数进行修正，并计算出已生产物料的长度；

根据检测到的湿度、温度、计算得到的速度及设定的物料参数，依据误差补偿公式对物料长度进行修正；

连续式物料长度计算采用计算公式l＝α×(k×s+t×v)。其中k为静电检测装置计算出的静电点个数，s为静电发射装置和静电检测装置之间的距离，t为最后一次静电发射装置发射后的时间，v为物料运动速度，α为根据温度、湿度、物料属性计算出来的修正系数；

物料运动速度v由公式v＝s/t_k-1计算得到，其中t_k-1为最后一个检测到的静电点经过s距离所用的时间；

v是个预估值，实际物料长度还需要根据生产线实际情况，在软件中加入附加条件予以修正；

步骤六，主控计算机根据物料生产长度报告生产进度，并在生产结束时产生停止信号。

2.如权利要求1所述的方法的装置，其特征在于：

静电产生与发射装置置于生产线的首端，在产生静电的同时，通过发射棒定时地发射到物料上，定时间隔通过主控计算机参数设定。

静电测量与消除装置置于生产线的尾端，可检测到发射装置产生的静电并消除，同时记录下检测到的静电次数，传输到主控计算机。

温度传感器和湿度传感器置于生产环境中，连接到主控计算机，用于测量实时的温度和湿度，以便对测量长度做出精确地误差修正。

主控计算机通过I/O口连接静电产生与发射装置、静电测量与消除装置、温度传感器和湿度传感器，计算连续物料长度，并根据温度、湿度和物料类型进行修正。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：组成上述系统的结构单元、程序模块可单独组成系统独立运行，也可嵌入到主控系统中使用，二者通过通用串口进行数据传输。