一种喷涂控制系统
技术领域
本发明涉及喷涂技术领域,尤其涉及一种喷涂控制系统。
背景技术
在石油和天然气的管线建设中,钢管主体的防腐工作通常是在远离管线铺设现场的防腐厂完成的。钢管的涂装一般是通过机械化流水作业的方式完成的,涂装速度快,防腐层质量稳定。为了便于焊接,在每根钢管的管端留有大约150mm的区域不进行涂敷。预制好防腐层的钢管被运输到管线铺设现场,在铺设前焊接在一起,因此焊缝及其附近300mm的区域的防腐工作必须在管线铺设现场进行,如3PE防腐管线的补口目前主要是采用人工烘烤热收缩套的方式来进行防腐喷涂的,即将继电器和接触器采用硬接线的方式来完成各喷涂动作。
但本发明发明人在实现本发明实施例中发明技术方案的过程中,发现上述技术至少存在如下技术问题:
1、不仅作业效率低,而且对于喷涂操作人员来说,无法实现对喷涂设备的每一个动作的精确控制,因而将涂料(如聚氨酯涂料)均匀地涂敷在管道表面是很困难的,通常涂敷的管道的顶部及两侧比管道底部的涂层更厚。
2、由于使用的涂料往往是有毒有害的,因此采用传统的喷涂方法对管道进行喷涂作业,不仅污染环境,而且还对操作人员的健康产生不利影响。
3、当工艺参数需要改变时,只能对控制系统的硬接线进行重新绘制和改动,改变困难且工作量大,因而加大了工作人员的劳动强度。
4、当出现故障时,由于现有的控制系统没有监测功能,因而只能停机对所有电气元件和接线进行诊断查找,不仅工作效率低,而且还加大了工作人员的劳动强度。
5、只能进行本地控制,作业人员不能与喷涂区保持一定的安全距离,进一步危害了作业人员的健康安全。
由此可知,实现管道补口或在役管道的自动化喷涂是很有必要的。
发明内容
本发明实施例提供了一种喷涂控制系统,解决了或部分解决了现有技术中只能人工手动喷涂涂料的技术问题,实现了提高作业效率、均匀喷涂、保护环境和保证操作人员身体健康的技术效果。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种喷涂控制系统,包括:控制设备、变频设备、旋转电机、行走电机及喷涂设备;所述喷涂设备设置在所述旋转电机或所述行走电机上,所述旋转电机用于实现所述喷涂设备的旋转,所述行走电机用于实现所述喷涂设备的给进;所述旋转电机的信号输入端与所述变频设备的信号输出端信号连接;所述变频设备和所述行走电机的信号输入端均与所述控制设备的信号输出端信号连接。
进一步地,所述喷涂设备包括:第一喷涂料存储设备、第二喷涂料存储设备、清洗料存储设备、混合设备、第一喷涂料输出管道、第二喷涂料输出管道、清洗料输出管道、混合料输出管道、第一喷涂料输出阀门、第二喷涂料输出阀门、清洗料输出阀门及混合料输出阀门;所述第一喷涂料存储设备的第一出料口通过所述第一喷涂料输出管道与所述混合设备的第一进料口连接,所述第二喷涂料存储设备的第一出料口通过所述第二喷涂料输出管道与所述混合设备的第二进料口连接,所述清洗料存储设备的出料口通过所述清洗料输出管道与所述混合设备的第三进料口连接;所述第一喷涂料输出阀门设置在所述第一喷涂料输出管道上,所述第二喷涂料输出阀门设置在所述第二喷涂料输出管道上,所述清洗料输出阀门设置在所述清洗料输出管道上;所述混合料输出管道与所述混合设备的出料口连接,所述混合料输出阀门设置在所述混合料输出管道上;所述第一喷涂料输出阀门、所述第二喷涂料输出阀门、所述清洗料输出阀门及所述混合料输出阀门的信号输入端均与所述控制设备的信号输出端信号连接。
进一步地,所述喷涂设备还包括:第一喷涂料循环管道、第二喷涂料循环管道、第一喷涂料循环阀及第二喷涂料循环阀;所述第一喷涂料循环管道的第一端与所述第一喷涂料存储设备的第二出料口连接,所述第一喷涂料循环管道的第二端与所述第一喷涂料输出管道连接;所述第一喷涂料循环阀设置在所述第一喷涂料循环管道上;所述第二喷涂料循环管道的第一端与所述第二喷涂料存储设备的第二出料口连接,所述第二喷涂料循环管道的第二端与所述第二喷涂料输出管道连接;所述第二喷涂料循环阀设置在所述第二喷涂料循环管道上;所述第一喷涂料循环阀和所述第二喷涂料循环阀的信号输入端均与所述控制设备的信号输出端信号连接。
进一步地,所述喷涂设备还包括:第一温度监测设备和第二温度监测设备;所述第一温度监测设备设置在所述第一喷涂料循环管道上,用于对所述第一喷涂料循环管道中的第一喷涂料的温度进行监测;所述第二温度监测设备设置在所述第二喷涂料循环管道上,用于对所述第二喷涂料循环管道中的第二喷涂料的温度进行监测;所述第一温度监测设备和所述第二温度监测设备的信号输出端均与所述控制设备的信号输入端信号连接。
进一步地,所述喷涂设备还包括:第一气体存储设备、第二气体存储设备、第三气体存储设备、第一气管、第二气管、第三气管、第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀;所述第一气体存储设备的出气口与所述第一气管的进气端连接,所述第一气管的出气端与所述第一喷涂料输出阀门的进气端连接;所述第一电磁阀设置在所述第一气管上;所述第二气体存储设备的出气口与所述第二气管的进气端连接,所述第二气管的出气端与所述第二喷涂料输出阀门的进气端连接;所述第二电磁阀设置在所述第二气管上;所述第三气体存储设备的出气口与所述第三气管的进气端连接,所述第三气管的出气端与所述清洗料输出阀门的进气端连接;所述第三电磁阀设置在所述第三气管上;所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述第三电磁阀的信号输入端均与所述控制设备的信号输出端信号连接。
进一步地,还包括:限位开关和计数器;所述限位开关设置在所述旋转电机的输出轴上;所述限位开关的信号输出端与所述计数器的信号输入端信号连接;所述计数器的信号输出端与所述控制设备的信号输入端信号连接。
进一步地,还包括:报警设备;所述报警设备的信号输入端与所述控制设备的信号输出端信号连接。
进一步地,还包括:输入设备;所述输入设备的信号输出端与所述控制设备的信号输入端信号连接。
进一步地,所述输入设备包括:触摸屏、鼠标、键盘和/或无线遥控设备。
进一步地,所述控制设备为可编程控制设备。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
1、喷涂设备以旋转电机和行走电机为动力源,控制设备分别输出信号到变频设备和行走电机,变频设备输出信号到旋转电机,旋转电机按照变频设备指定的固有频率匀速旋转,从而实现均匀喷涂。在本发明实施例中,旋转电机用于实现喷涂设备的旋转,行走电机用于实现喷涂设备的行走,从而实现了自动化喷涂,不仅提高了作业效率,而且还保护了环境和操作人员的身体健康。
2、可以根据不同的工艺要求,通过变频设备调整喷枪旋转的速度,从而提高了本发明实施例的适用性。
3、通过对喷涂料循环管道和喷涂料循环阀的使用,使第一喷涂料和第二喷涂料在喷涂前能够循环加热和混合均匀,从而保证了喷涂效果。
4、通过对第一温度监测设备和第二温度监测设备的使用,实现了对第一喷涂料和第二喷涂料的温度的监测,进一步保证了喷涂效果。
5、通过对限位开关和计数器的使用,实现了本发明实施例的自动复位功能,从而提高了本发明实施例的自动化程度。
6、用可编程控制设备作为控制设备,可以随时根据工艺要求编写修改程序,因而本发明实施例易于根据工艺要求进行调整,从而降低了工作人员的劳动强度。由于可编程控制设备是由很多电路集成的,并通过程序来控制其中的“软接点”以实现类似于传统硬接线中的继电器、接触器等机械构造的电气元件的功能,因此规避了传统硬接线中机械元件所存在的机械寿命短、响应时间长和精度低等问题,而且大大降低了故障率。此外,由于可编程控制设备具有很强的抗电磁干扰的能力,因而提高了本发明实施例的抗干扰能力。
7、通过对变频设备和报警设备的使用,实现了本发明实施例的故障自动检测功能,不仅提高了故障检测的效率,而且还降低了工作人员的劳动强度。
8、本发明实施例中的输入设备不仅可以是触摸屏、鼠标和/或键盘,而且也可以是无线遥控设备,因而不仅实现了喷涂控制系统的本地控制,而且也实现了喷涂控制系统的远程控制,让作业人员远离污染严重的作业区,从而进一步保障了作业人员的人身安全,并提高了本发明实施例的实用性。
9、本地采用触摸屏控制,一方面可以消除按钮、开关长期暴露在外所带来的失灵隐患,另一方面可以利用触摸屏上的人性化界面,修改变频设备、PLC等器件的工作参数,既保护了PLC的程序,又能使得普通作业人员在没有设计开发人员在场的情况下,能根据工艺要求自行修改相关参数(如行走电机的行走时间、旋转电机的旋转时间等),从而实现了喷涂控制过程的程序化、智能化和人性化。
附图说明
图1为本发明实施例提供的喷涂控制系统的结构框图。
图2为本发明实施例提供的喷涂控制系统中喷涂设备的部分结构示意图。
其中,1-第一喷涂料存储设备,2-第二喷涂料存储设备,3-清洗料存储设备,4-混合设备,5-第一喷涂料输出管道,6-第二喷涂料输出管道,7-清洗料输出管道,8-混合料输出管道,9-第一喷涂料输出阀门,10-第二喷涂料输出阀门,11-清洗料输出阀门,12-混合料输出阀门,13-第一喷涂料循环管道,14-第二喷涂料循环管道,15-第一喷涂料循环阀,16-第二喷涂料循环阀,17-喷枪。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种喷涂控制系统,解决了或部分解决了现有技术中只能人工手动喷涂涂料的技术问题,实现了提高作业效率、均匀喷涂、保护环境和保证操作人员身体健康的技术效果。
本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
喷涂设备以旋转电机和行走电机为动力源,控制设备分别输出信号到变频设备和行走电机,变频设备输出信号到旋转电机,旋转电机按照变频设备指定的固有频率匀速旋转,从而实现均匀喷涂。在本发明实施例中,旋转电机用于实现喷涂设备的旋转,行走电机用于实现喷涂设备的行走,从而实现了自动化喷涂,不仅提高了作业效率,而且还保护了环境和操作人员的身体健康。
为了更好地理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图1,本发明实施例提供的喷涂控制系统,包括:控制设备、变频设备、旋转电机、行走电机及喷涂设备;喷涂设备设置在旋转电机或行走电机上,旋转电机用于实现喷涂设备的旋转,行走电机用于实现喷涂设备的给进;旋转电机的信号输入端与变频设备的信号输出端信号连接;变频设备和行走电机的信号输入端均与控制设备的信号输出端信号连接。
参见图2,对本发明实施例中的喷涂设备的结构进行说明,喷涂设备包括:第一喷涂料存储设备1、第二喷涂料存储设备2、清洗料存储设备3、混合设备4、第一喷涂料输出管道5、第二喷涂料输出管道6、清洗料输出管道7、混合料输出管道8、第一喷涂料输出阀门9、第二喷涂料输出阀门10、清洗料输出阀门11及混合料输出阀门12;第一喷涂料存储设备1的第一出料口通过第一喷涂料输出管道5与混合设备4的第一进料口连接,第二喷涂料存储设备2的第一出料口通过第二喷涂料输出管道6与混合设备4的第二进料口连接,清洗料存储设备3的出料口通过清洗料输出管道7与混合设备4的第三进料口连接;第一喷涂料输出阀门9设置在第一喷涂料输出管道5上,第二喷涂料输出阀门10设置在第二喷涂料输出管道6上,清洗料输出阀门11设置在清洗料输出管道7上;混合料输出管道8与混合设备4的出料口连接,混合料输出阀门12设置在混合料输出管道8上,喷枪17设置在混合料输出管道8的出口;第一喷涂料输出阀门9、第二喷涂料输出阀门10、清洗料输出阀门11及混合料输出阀门12的信号输入端均与控制设备的信号输出端信号连接。
对本发明实施例中的喷涂设备的结构进行进一步说明,喷涂设备还包括:第一喷涂料循环管道13、第二喷涂料循环管道14、第一喷涂料循环阀15、第二喷涂料循环阀16、第一温度监测设备和第二温度监测设备;第一喷涂料循环管道13的第一端与第一喷涂料存储设备1的第二出料口连接,第一喷涂料循环管道13的第二端与第一喷涂料输出管道5连接;第一喷涂料循环阀15设置在第一喷涂料循环管道13上;第二喷涂料循环管道14的第一端与第二喷涂料存储设备2的第二出料口连接,第二喷涂料循环管道14的第二端与第二喷涂料输出管道6连接;第二喷涂料循环阀16设置在第二喷涂料循环管道14上;第一喷涂料循环阀15和第二喷涂料循环阀16的信号输入端均与控制设备的信号输出端信号连接。第一温度监测设备设置在第一喷涂料循环管道13上,用于对第一喷涂料循环管道13中的第一喷涂料的温度进行监测;第二温度监测设备设置在第二喷涂料循环管道14上,用于对第二喷涂料循环管道14中的第二喷涂料的温度进行监测;第一温度监测设备和第二温度监测设备的信号输出端均与控制设备的信号输入端信号连接。
对本发明实施例中的喷涂设备的结构进行更进一步说明,喷涂设备还包括:第一气体存储设备、第二气体存储设备、第三气体存储设备、第一气管、第二气管、第三气管、第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀;第一气体存储设备的出气口与第一气管的进气端连接,第一气管的出气端与第一喷涂料输出阀门9的进气端连接;第一电磁阀设置在第一气管上;第二气体存储设备的出气口与第二气管的进气端连接,第二气管的出气端与第二喷涂料输出阀门10的进气端连接;第二电磁阀设置在第二气管上;第三气体存储设备的出气口与第三气管的进气端连接,第三气管的出气端与清洗料输出阀门11的进气端连接;第三电磁阀设置在第三气管上;第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的信号输入端均与控制设备的信号输出端信号连接。
需要说明的是,第一喷涂料存储设备1、第二喷涂料存储设备2、清洗料存储设备3、混合设备4、第一喷涂料输出管道5、第二喷涂料输出管道6、清洗料输出管道7、混合料输出管道8、第一喷涂料输出阀门9、第二喷涂料输出阀门10、清洗料输出阀门11、混合料输出阀门12、第一喷涂料循环管道13、第二喷涂料循环管道14、第一喷涂料循环阀15、第二喷涂料循环阀16、第一气体存储设备、第二气体存储设备、第三气体存储设备、第一气管、第二气管、第三气管、第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀可以部分或全部设置在旋转电机或行走电机上,只要保证喷涂设备能够随旋转电机旋转,随行走电机给进即可。
对本发明实施例提供的喷涂控制系统的结构进行进一步说明,还包括:限位开关和计数器;限位开关设置在旋转电机的输出轴上;限位开关的信号输出端与计数器的信号输入端信号连接;计数器的信号输出端与控制设备的信号输入端信号连接。
对本发明实施例提供的喷涂控制系统的结构进行更进一步说明,还包括:报警设备和输入设备;报警设备的信号输入端与控制设备的信号输出端信号连接。输入设备的信号输出端与控制设备的信号输入端信号连接。
在本实施例中,输入设备包括:触摸屏、鼠标、键盘和/或无线遥控设备。控制设备为可编程控制设备。报警设备包括:蜂鸣器、指示灯等。
实施例二
通过本发明实施例进行喷涂的步骤如下:
首先需要说明的是,本发明实施例提供的喷涂控制系统在工作之前,所有的阀门均为关闭的状态。
通过触摸屏、鼠标、键盘或无线遥控设备输出指令到控制设备。控制设备接收指令,并输出信号到变频设备,控制旋转电机旋转,从而实现喷涂设备的喷涂架的旋转。同时,控制设备输出信号到行走电机,控制喷涂设备的喷涂架的行走。接着,控制设备输出信号到第三电磁阀,第三气体存储设备中的气体通向清洗料输出阀门11,使清洗料输出阀门11开启。清洗料存储设备3中的清洗料经清洗料输出管道7、混合设备4,并从混合料输出管道8喷出,从而实现了在喷涂作业前,对混合设备4和混合料输出管道8的清洗除污,以提高喷涂效果。接着,控制设备输出信号到第一喷涂料循环阀15和第二喷涂料循环阀16。第一喷涂料存储设备1中的第一喷涂料从第一喷涂料循环管道13输出到第一喷涂料输出管道5,并回到第一喷涂料存储设备1,从而实现了第一喷涂料的循环加热及混合均匀。第二喷涂料存储设备2中的第二喷涂料从第二喷涂料循环管道14输出到第二喷涂料输出管道6,并回到第二喷涂料存储设备2,从而实现了第二喷涂料的循环加热及混合均匀。接着,控制设备停止向第一喷涂料循环阀15和第二喷涂料循环阀16输出信号,第一喷涂料循环阀15和第二喷涂料循环阀16关闭。控制设备再输出信号到第一电磁阀和第二电磁阀,第一电磁阀和第二电磁阀打开。第一气体存储设备中的气体通向第一喷涂料输出阀门9,使第一喷涂料输出阀门9开启。第二气体存储设备中的气体通向第二喷涂料输出阀门10,使第二喷涂料输出阀门10开启。第一喷涂料存储设备1中的第一喷涂料和第二喷涂料存储设备2中的第二喷涂料各自分别经第一喷涂料输出管道5和第二喷涂料输出管道6到达混合设备4进行混合,并从混合料输出管道8喷出,实现喷涂。这里需要说明的是,当第一喷涂料和第二喷涂料在进行混合加热时,第一温度监测设备和第二温度监测设备分别对第一喷涂料和第二喷涂料的温度进行监测,并将监测到的温度数据传输到控制设备。控制设备再依据接收到的温度数据输出控制信号控制第一喷涂料循环阀15和第二喷涂料循环阀16的开启时间,即控制第一喷涂料和第二喷涂料的循环时间,从而使第一喷涂料和第二喷涂料的温度满足喷涂需求。另外,当变频设备监测到旋转电机出现过流或者其它相关故障时,将故障信息通过RS485接口以Modbus通讯的方式传递到控制设备,并通过触摸屏进行显示。同时,控制设备发送信号到报警设备,报警设备接收信号进行报警,从而有利于操作人员及时诊断。当旋转电机在工作时,限位开关对旋转喷涂的角度进行限定,对喷涂的圈数进行信号采集并发送给控制设备,控制设备输出信号到外部计数器进行计数。当到达设定圈数后,计数器的常开触点闭合,触发控制设备的输入接点,进而使得程序重新进入清洗状态,停止喷涂作业,并推动旋转枪架复位到初始位置后,再进行清洗作业。此外,由于触摸屏和变频设备是通过RS485接口来进行Modbus通讯的,因而可以通过触摸屏实现对变频设备频率的设置。
这里还需要说明的是,本发明实施例可以根据具体的喷涂需求,设置更多数量的喷涂料存储设备、喷涂料输出管道、喷涂料循环阀门及其相应的电磁阀,这些组件的连接关系同上述组件的连接关系,这里不作赘述。
本发明取得以下技术效果:
1、喷涂设备以旋转电机和行走电机为动力源,控制设备分别输出信号到变频设备和行走电机,变频设备输出信号到旋转电机,旋转电机按照变频设备指定的固有频率匀速旋转,从而实现均匀喷涂。在本发明实施例中,旋转电机用于实现喷涂设备的旋转,行走电机用于实现喷涂设备的行走,从而实现了自动化喷涂,不仅提高了作业效率,而且还保护了环境和操作人员的身体健康。
2、可以根据不同的工艺要求,通过变频设备调整喷枪17旋转的速度,从而提高了本发明实施例的适用性。
3、通过对喷涂料循环管道和喷涂料循环阀的使用,使第一喷涂料和第二喷涂料在喷涂前能够循环加热和混合均匀,从而保证了喷涂效果。
4、通过对第一温度监测设备和第二温度监测设备的使用,实现了对第一喷涂料和第二喷涂料的温度的监测,进一步保证了喷涂效果。
5、通过对限位开关和计数器的使用,实现了本发明实施例的自动复位功能,从而提高了本发明实施例的自动化程度。
6、用可编程控制设备作为控制设备,可以随时根据工艺要求编写修改程序,因而本发明实施例易于根据工艺要求进行调整,从而降低了工作人员的劳动强度。由于可编程控制设备是由很多电路集成的,并通过程序来控制其中的“软接点”以实现类似于传统硬接线中的继电器、接触器等机械构造的电气元件的功能,因此规避了传统硬接线中机械元件所存在的机械寿命短、响应时间长和精度低等问题,而且大大降低了故障率。此外,由于可编程控制设备具有很强的抗电磁干扰的能力,因而提高了本发明实施例的抗干扰能力。
7、通过对变频设备和报警设备的使用,实现了本发明实施例的故障自动检测功能,不仅提高了故障检测的效率,而且还降低了工作人员的劳动强度。
8、本发明实施例中的输入设备不仅可以是触摸屏、鼠标和/或键盘,而且也可以是无线遥控设备,因而不仅实现了喷涂控制系统的本地控制,而且也实现了喷涂控制系统的远程控制,让作业人员远离污染严重的作业区,从而进一步保障了作业人员的人身安全,并提高了本发明实施例的实用性。
9、本地采用触摸屏控制,一方面可以消除按钮、开关长期暴露在外所带来的失灵隐患,另一方面可以利用触摸屏上的人性化界面,修改变频设备、PLC等器件的工作参数,既保护了PLC的程序,又能使得普通作业人员在没有设计开发人员在场的情况下,能根据工艺要求自行修改相关参数(如行走电机的行走时间、旋转电机的旋转时间等),从而实现了喷涂控制过程的程序化、智能化和人性化。
10、若采用耐高温、高寒的电气元件作为本发明实施例的组件,则可以在-20-40摄氏度的环境下应用,从而提高本发明实施例的实用性。
本发明实施例适用于管道防腐液体涂料喷涂作业中,无论对于管道的补口作业还是对于在役管道破旧防腐层的大修作业都适用,在应用于不同的防腐喷涂作业时,只需对程序稍作修改即可,因而本发明实施例具有很强的适用性。本发明实施例的应用前景广阔,具有很高的工程应用价值。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。