CN105538499A - 维纶水泥电缆导管的自动控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及维纶水泥电缆导管的自动控制系统及控制方法，包括传动机构控制系统和液压控制系统，传动机构控制系统包括PLC控制器，PLC控制器连接有压力传感器、液位传感器、湿度传感器和速度传感器；液压控制系统包括油箱和液压油缸，液压油缸的活塞缸连接有胶辊，还包括用于控制胶辊下行、回程、下行速度、压力的PLC控制器，油箱依次通过由电机控制的齿轮泵、单向节流阀、三位四通阀与液压油缸的油口连接，所述三位四通阀的一个支路通过比例减压阀与液压油缸的油口连接；三位四通阀的一个支路通过单向节流阀与液压油缸的油口连接；三位四通阀的一个支路与液压油缸的油口连接。本发明克服了现有的导管生产工艺导致的导管质量不稳定的问题。

Description

维纶水泥电缆导管的自动控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及电缆导管领域，具体地，涉及一种维纶水泥电缆导管的自动控制系统及控制方法。

背景技术

维纶水泥导管是将水泥、维纶纤维和水按比例调和、混匀、成型、养护后使水泥硬化而将纤维胶凝在一起而形成的人工石材。

维纶水泥导管按其纤维与水泥的搅拌时加水量的多少分为干法、半干法和湿法三种生产工艺。干法生产是用少量的水（约为15-20%左右）将纤维和水泥混合搅拌均匀，利用挤压、冲压成型。半干法是加40%左右的水将水泥和纤维搅拌均匀，利用注浆法和喷射法成型。上述两种方法虽然成型时设备较简单，但存在一定缺点，干法生产工艺原料混合搅拌不均匀，纤维呈三维排列，利用率低，而半干法生产工艺纤维呈空间杂乱排列，纤维的利用率低，产品的密度低、强度低，因此，上述两种生产工艺只能应用于某些特定的水泥构件。

为了便于提高产品的强度，采用抄取工艺制备维纶水泥导管，抄取工艺涉及由毛布和胸辊、辅辊构成的传动机构，然后将抄取到毛布上的料浆通过压力卷制在模具芯轴上，然后脱模形成导管，现有的压力卷制主要是依靠普通的气缸实现，不能对管壁进行修整，进而导致导管密度均匀性不好、强度低、质量稳定性不好；导管密度的均匀性与毛布上的料浆的质量也有关系，因而为了确保导管的质量，对传动机构的控制也极为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种维纶水泥电缆导管的自动控制系统，以克服现有的导管生产工艺导致的导管质量不稳定的问题。

此外，本发明还包括一种维纶水泥电缆导管的自动控制系统的控制方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：维纶水泥电缆导管的自动控制系统，包括传动机构控制系统和液压控制系统，所述传动机构控制系统包括PLC控制器，PLC控制器连接有用于感应毛布张力的压力传感器、用于感应网箱内液位高度的液位传感器、用于感应毛布湿度的湿度传感器和用于感应毛布传送速度的速度传感器；所述液压控制系统包括油箱和液压油缸，液压油缸的活塞缸连接有胶辊，还包括用于控制胶辊下行、回程、下行速度、压力的PLC控制器，油箱依次通过由电机控制的齿轮泵、单向节流阀、三位四通阀与液压油缸的油口连接，所述三位四通阀的一个支路通过比例减压阀与液压油缸的油口连接；三位四通阀的一个支路通过单向节流阀与液压油缸的油口连接；三位四通阀的一个支路与液压油缸的油口连接。

现有的用于抄取工艺制备导管的压力卷制步骤主要是依靠普通的气缸实现，只能给芯轴固定的压力（芯轴具体是指管道成型用的模具），不能对管壁的厚度差异进行修整，进而导致导管密度均匀性不好的问题；并且，也没有设置自动系统来控制传动机构，进而会因为毛布的张力力以及传动速度的不同导致导管的厚度不均匀，而毛布上的料浆的湿度的差异也会导致导管的质量不稳定。

本发明所述压力传感器、液位传感器、湿度传感器和速度传感器均为现有传感器；所述压力传感器设置毛布内侧用于感应毛布的压力并将压力信息传递给PLC控制器，控制器对压力进行分析判断，判断毛布的张力是否满足毛布的正常传动（即不会出现跑偏），当PLC控制器判断毛布的张力过小有导致跑偏时由PLC控制器发出指令增大2个调整辊之间的距离，进而增加毛布的张力；所述液位传感器设置在网箱内壁，用于感应网箱内的液位并将感应的信息传递给PLC控制器，由PLC控制器分析判断是否阻止储液池的进料；当PLC控制器分析到网箱内的液位过高时，发出指令阻止储液池的进料；所述湿度传感器设置毛布上，用于感应毛布上料浆的湿度并将料浆的湿度信息传递给PLC控制器，由PLC控制器分析判断真空台的设置是够合理，当PLC控制器判断料浆的湿度过大时发出指令提高真空台的干燥效率并合理控制芯轴卷制时的压力；所述速度传感器设置在毛布上，用于感应毛布的传动速度并将感应到的速度传递给PLC控制器，由PLC控制器分析判断当下毛布的传动速度是否合理，当PLC控制器判断毛布的传动速度过快时发出指令，降低电机的转速以便降低主动轮胸辊的的转动速度，进而降低毛布的传动速度，以便毛布上的料浆在胸辊处被芯轴更好的压制成型。

本发明的传动机构通过设置有包括PLC控制器以及由PLC控制器控制的压力传感器、液位传感器、湿度传感器和速度传感器的控制系统，由该控制系统控制毛布的传动速度、张紧力，毛布上料浆的湿度以及网箱的液位，提高制备的导管的质量的稳定性。

本发明所述胶辊具体是指一种压辊结构，通过液压油缸的活塞缸的移动实现胶辊的移动，当胶辊下移到与芯轴接触时給芯轴施加压力，进而使得芯轴挤压毛布，同时芯轴在轴向上转动，继而将毛布上的料浆卷制在芯轴上，如此重复，毛布上的料浆在芯轴上卷制成管状，管壁的厚度与芯轴给毛布施加的压力有关，压力越大，厚度越薄，密度越大；压力越小，厚度越厚，密度越小，当在芯轴上卷制的管壁均匀时（管壁的厚度传感器进行测定，厚度传感器有现有传感器，设置在芯轴两端，用于测定导管管壁的厚度），由PLC控制三位四通阀开启直接与液压油缸的油口连接的一个支路，无需调节胶辊下行的速度和压力，当在芯轴上卷制的管壁不均匀时，由PLC控制三位四通阀开启通过比例减压阀与液压油缸的油口连接的一个支路，通过比例减压阀来调节胶辊下行的速度和压力，使胶辊在管壁较厚处增加压力，在较薄处相应的减少压力，直到管壁厚度均匀，再由PLC控制三位四通阀开启通过单向节流阀与液压油缸的油口连接的一个支路进行卷制。

本发明通过设置PLC控制三位四通阀不同支路的开启与关闭，通过比例减压阀来调节胶辊下行的速度和压力进而调节管壁的厚度，使得管壁的厚度均匀，密度均匀，进而实现管壁压力大、质量稳定性好。

进一步地，PLC控制器连接有摄像头。

进一步地，PLC控制器与控制中心和数据中心连接。

控制中心具体是指监控室，用于监控维纶水泥电缆导管生产，实现实时管控，数据中心用于保存PLC控制的传递的数据，以便对数据进行分析，有利于对生产工艺的改进提供有效的实验数据。

进一步地，胶辊并列设置有2个，2个胶辊相切设置。

2个胶辊并列设置，进而2个胶辊与芯轴之间构成品字结构，2个胶辊在两个方向同时对芯轴施加压力，有利于提高芯轴上管道成型的效率以及均匀性。

进一步地，液压油缸至少设置有2个。

进一步地，油箱与齿轮泵之间设置有滤油器。

滤油器能够对油箱输出的油进行过滤，保证系统管路的洁净，避免出现阀门堵塞的问题。

进一步地，齿轮泵与单向节流阀之间设置有支路，支路上设置有溢流阀；所述液压油缸连接有溢流阀。

进一步地，单向节流阀与三位四通阀之间设置有支路，支路上设置有压力表开关和压力表；所述单向节流阀与液压油缸之间设置有支路，支路上设置有压力表开关和压力表。

维纶水泥电缆导管的自动控制系统的控制方法，

采用液压控制系统控制胶辊下行、回程、下行速度和压力，通过改变胶辊对芯轴的压力实现对导管管壁的修整；采用传动机构控制系统控制毛布的张力、传动速度和湿度。

综上，本发明的有益效果是：

本发明的传动机构通过设置有包括PLC控制器以及由PLC控制器控制的压力传感器、液位传感器、湿度传感器和速度传感器的控制系统，由该控制系统控制毛布的传动速度、张紧力，毛布上料浆的湿度以及网箱的液位，提高制备的导管的质量的稳定性；本发明通过设置PLC控制三位四通阀不同支路的开启与关闭，通过比例减压阀来调节胶辊下行的速度和压力进而调节管壁的厚度，使得管壁的厚度均匀，密度均匀，进而实现管壁压力大、质量稳定性好。

附图说明

图1是传动机构控制系统的结构示意图；

图2是液压控制系统的结构示意图；

图3是传动结构的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1—油箱；2—滤油器；3—齿轮泵；4—电机；5—溢流阀；6—单向节流阀；7—三位四通阀；8—压力表开关；9—压力表；10—比例减压阀；11—胶辊；12—液压油缸；13—芯轴；14—胸辊；15—毛布；16—诱导辊；17—真空台；18—调整辊；19—辅辊；20—网轮；21—网箱；22—储液池。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1至图3所示，维纶水泥电缆导管的自动控制系统及控制方法，包括传动机构控制系统和液压控制系统，所述传动机构控制系统包括PLC控制器，PLC控制器连接有用于感应毛布15张力的压力传感器、用于感应网箱21内液位高度的液位传感器、用于感应毛布15湿度的湿度传感器和用于感应毛布15传送速度的速度传感器；所述液压控制系统包括油箱1和液压油缸12，液压油缸12的活塞缸连接有胶辊11，还包括用于控制胶辊11下行、回程、下行速度、压力的PLC控制器，油箱1依次通过由电机4控制的齿轮泵3、单向节流阀6、三位四通阀7与液压油缸12的油口连接，所述三位四通阀7的一个支路通过比例减压阀10与液压油缸12的油口连接；三位四通阀7的一个支路通过单向节流阀6与液压油缸12的油口连接；三位四通阀7的一个支路与液压油缸12的油口连接。

本发明的工作原理：

传动机构的控制过程为：压力传感器感应毛布的压力并将压力信息传递给PLC控制器，控制器对压力进行分析判断，判断毛布的张力是否满足毛布的正常传动（即不会出现跑偏），当PLC控制器判断毛布的张力过小有导致跑偏时由PLC控制器发出指令增大2个调整辊之间的距离，进而增加毛布的张力；湿度传感器感应毛布上料浆的湿度并将料浆的湿度信息传递给PLC控制器，由PLC控制器分析判断真空台的设置是够合理，当PLC控制器判断料浆的湿度过大时发出指令提高真空台的干燥效率并合理控制芯轴卷制时的压力；速度传感器感应毛布的传动速度并将感应到的速度传递给PLC控制器，由PLC控制器分析判断当下毛布的传动速度是否合理，当PLC控制器判断毛布的传动速度过快时发出指令，降低电机的转速以便降低主动轮胸辊的的转动速度，进而降低毛布的传动速度，以便毛布上的料浆在胸辊处被芯轴更好的压制成型；所述传动机构包括胸辊14、辅辊19，以及套设在胸辊14、辅辊19上的毛布15，胸辊14、辅辊19毛布的内侧依次对称设置有2个调整辊18、2个真空台17、2个诱导辊16，芯轴13设置在胸辊14上方，辅辊19的下方设置有网轮20，网轮20沾取网箱21内的料浆，料浆经储液池22混匀后溢流到网箱21内，胸辊14为主动轮，辅辊19为从动轮，调整辊18用于调整毛布15的张紧力，诱导辊16用于导向，真空台17用于干燥毛布15，所述胸辊14、辅辊19、调整辊18和导辊16均为压辊结构。

液压控制过程为：当在芯轴13上卷制的管壁均匀时，由PLC控制三位四通阀7开启直接与液压油缸12的油口连接的一个支路，无需调节胶辊11下行的速度和压力，当在芯轴13上卷制的管壁不均匀时，由PLC控制三位四通阀7开启通过比例减压阀10与液压油缸12的油口连接的一个支路，通过比例减压阀10来调节胶辊11下行的速度和压力，使胶辊11在管壁较厚处增加压力，在较薄处相应的减少压力，直到管壁厚度均匀，再由PLC控制三位四通阀7开启通过单向节流阀6与液压油缸12的油口连接的一个支路进行卷制。

实施例2：

如图1至图3所示，本实施例基于实施例1，所述PLC控制器连接有摄像头；所述PLC控制器与控制中心和数据中心连接。

实施例3：

如图1至图3所示，本实施例基于实施例1，所述胶辊11并列设置有2个，2个胶辊11相切设置；所述液压油缸12设置有3个；所述油箱1与齿轮泵3之间设置有滤油器2；所述齿轮泵3与单向节流阀6之间设置有支路，支路上设置有溢流阀5；所述液压油缸12连接有溢流阀5；所述单向节流阀6与三位四通阀7之间设置有支路，支路上设置有压力表开关8和压力表9；所述单向节流阀6与液压油缸12之间设置有支路，支路上设置有压力表开关8和压力表9。

一种维纶水泥电缆导管的自动控制系统的控制方法，采用液压控制系统控制胶辊11下行、回程、下行速度和压力，通过改变胶辊11对芯轴的压力实现对导管管壁的修整；采用传动机构控制系统控制毛布15的张力、传动速度和湿度。

如上所述，可较好的实现本发明。

Claims (9)

1.维纶水泥电缆导管的自动控制系统，其特征在于，包括传动机构控制系统和液压控制系统，所述传动机构控制系统包括PLC控制器，PLC控制器连接有用于感应毛布（15）张力的压力传感器、用于感应网箱（21）内液位高度的液位传感器、用于感应毛布（15）湿度的湿度传感器和用于感应毛布（15）传送速度的速度传感器；所述液压控制系统包括油箱（1）和液压油缸（12），液压油缸（12）的活塞缸连接有胶辊（11），还包括用于控制胶辊（11）下行、回程、下行速度、压力的PLC控制器，油箱（1）依次通过由电机（4）控制的齿轮泵（3）、单向节流阀（6）、三位四通阀（7）与液压油缸（12）的油口连接，所述三位四通阀（7）的一个支路通过比例减压阀（10）与液压油缸（12）的油口连接；三位四通阀（7）的一个支路通过单向节流阀（6）与液压油缸（12）的油口连接；三位四通阀（7）的一个支路与液压油缸（12）的油口连接。

2.根据权利要求1所述的维纶水泥电缆导管的自动控制系统，其特征在于，所述PLC控制器连接有摄像头。

3.根据权利要求1所述的维纶水泥电缆导管的自动控制系统，其特征在于，所述PLC控制器与控制中心和数据中心连接。

4.根据权利要求1所述的维纶水泥电缆导管的自动控制系统，其特征在于，所述胶辊（11）并列设置有2个，2个胶辊（11）相切设置。

5.根据权利要求1所述的维纶水泥电缆导管的自动控制系统，其特征在于，所述液压油缸（12）至少设置有2个。

6.根据权利要求1所述的维纶水泥电缆导管的自动控制系统，其特征在于，所述油箱（1）与齿轮泵（3）之间设置有滤油器（2）。

7.根据权利要求1所述的维纶水泥电缆导管的自动控制系统，其特征在于，所述齿轮泵（3）与单向节流阀（6）之间设置有支路，支路上设置有溢流阀（5）；所述液压油缸（12）连接有溢流阀（5）。

8.根据权利要求1所述的维纶水泥电缆导管的自动控制系统，其特征在于，所述单向节流阀（6）与三位四通阀（7）之间设置有支路，支路上设置有压力表开关（8）和压力表（9）；所述单向节流阀（6）与液压油缸（12）之间设置有支路，支路上设置有压力表开关（8）和压力表（9）。

9.一种如权利要求1所述的维纶水泥电缆导管的自动控制系统的控制方法，其特征在于，

采用液压控制系统控制胶辊（11）下行、回程、下行速度和压力，通过改变胶辊（11）对芯轴的压力实现对导管管壁的修整；采用传动机构控制系统控制毛布（15）的张力、传动速度和湿度。