CN106272946B - 一种粉料压砖机自动调整报警位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉料压砖机自动调整报警位置的方法，包括以下步骤：步骤一：获取开始加压位置；步骤二：根据不同的压制模式，分别获取缺料报警位置；所述压制模式包括压力控制模式和位移控制模式；步骤三：根据不同的压制模式，对粉料进行压制。相比于现有技术，本发明通过F‑S关系图，同步变更上模报警位置，避免由于低压结束时上模位置移动而导致误报警。另外，本发明能够同时兼顾压力控制模式和位移控制模式的缺料预警，对粉料进行压制，方便于操作人员的实际工作的操作。

Description

一种粉料压砖机自动调整报警位置的方法

技术领域

本发明涉及一种粉料压砖机的控制方法，特别是一种可自动调整报警位置的粉料压砖机的控制方法。

背景技术

液压压砖机主要是用于将粉煤灰、砂子、石粉、矿渣等原料和水泥按合理的比例配比，压制成砖的设备。请参阅图1a和图1b，其为陶瓷粉料液压自动压砖机采用容积式布料两种状态的结构示意图。现有的液压压砖机包括油缸1、设置在油缸下端的上模2、设置在上模2底端的模芯3，以及用于盛放粉料4的模框5，所述模框5设置在上模2的下方。当完成粉料装填后，布料装置撤出填料位置，上模2开始向下冲压粉料4。

考虑到粉料装填的均匀性，在冲压过程中，控制系统通过模数转换模块对上模的实时位置进行读取和判断。当在压制阶段中控制系统发现上模位置超过了缺料报警位置，则控制系统向压砖机发出紧急停机指令，阻止压砖机完成压制，并在人机交互界面(HumanMachine Interface，简称HMI)上显示报警信息。

此举目的在于，当模腔内粉料不足，在压制低压过程中上模实时位置比与正常填料情况的正常布料情况下压制的位置要低。并且由于布料系统的运动，通常会导致装填在模框内的粉料呈现前低后高的情况，如果此时继续压制将会导致主油缸偏载。为了保护模具和防止主油缸偏载，必须在缺少粉料的情况下阻止压制进一步进行。请参阅图2，其为现有技术中采用的控制方式步骤流程图。

在压制过程中，控制器通过模数转换装置读取上模的实施位置，并通过以下步骤进行压制控制：

步骤1、在结束低压压制前，当上模实时位置超过了设定的缺料报警值，控制器向压砖机发出紧急停机指令，并在HMI上显示报警信息；如果截止低压压制结束，上模的实时位置没有超过设置的上模报警位置值，则继续压制；

步骤2、如压砖机因缺料报警停机，操作人员手动修改缺料报警数值。重启动压砖机，进行压制；返回步骤1。

然而，在上述方法中，如果设置的缺料报警值过小，会导致正常填料情况下也会触发误报警事件，当误报警时，需要重新布料，则模腔内的粉料被浪费。如果缺料报警值设置过大，则该报警值不具备保护模具和主油缸的功能，导致主油缸偏载或者模具被压坏；

此外，由于生产过程中因工艺需求要经常变更压制力，其结果导致低压结束时刻的上模位置也发生变化。譬如，原低压目标压制力设定为1000kN，必然存在一个低压结束时刻，亦即主油缸达到1000kN时对应的上模位置值，假设为3mm。并假设报警位置被操作人员设置为3.5mm。则低压目标压制未发生变更且布料充分的情况下不会发生缺料报警。但当因工艺需求将低压目标压制变更为2000kN(假设主油缸达到2000kN时对应的上模位置值为4.5mm)，此时如不同步变更上模报警位置，由于低压结束时上模位置下移了4.5mm，而缺料报警值仍然为3.5mm，则导致误报警。

此外，该方法只能针对压力控制方式时才具有缺料预警作用。如果采用位移控制，亦即低压阶段内上模移动s位移为目标时，将无法对模具和主油缸密封件进行保护。

发明内容

本发明在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种能够兼顾位移控制和压力控制且自动设置缺料报警值，根据低压目标设置值的变更而自动变更缺料报警值的方法。

本发明通过以下技术方案实现：一种粉料压砖机自动调整报警位置的方法，包括以下步骤：

步骤一：获取开始加压位置；

步骤二：根据不同的压制模式，分别获取缺料报警位置；所述压制模式包括压力控制模式和位移控制模式；

步骤三：根据不同的压制模式，对粉料进行压制。

相比于现有技术，本发明能够同时兼顾压力控制模式和位移控制模式的缺料预警，对粉料进行压制，方便于操作人员的实际工作的操作。

作为本发明的进一步改进，所述步骤一中获取开始加压位置为：判断控制系统内是否存在开始加压位置Pos_SP；若否，则设定开始加压位置Pos_SP；若是，则执行步骤二。

本步骤的目的在于：计算压制的位置基准，方便于后续位置的比较判断。

作为本发明的进一步改进，所述步骤二中包括以下步骤：

21)判断系统是否已经存在匹配的压力-位移样本Sample_F-S；若否，执行步骤22)；若是，执行步骤23)；

22)设置填料深度L，并判断系统内是否已经存在缺料报警位置Pos_Alarm；

若否，则直接将推荐的缺料报警位置Pos_SP+L*K作为缺料报警位置值，执行步骤三，其中K为比例系数；

若是，则判断已存在的缺料报警值Pos_Alarm与推荐的缺料报警位置Pos_SP+L*K的差值是否在允差范围ε内；如二者差值大于允差值ε，直接将推荐的缺料报警位置Pos_SP+L*K赋值给缺料报警位置值Pos_Alarm，执行步骤三；如二者差值小于或等于允差值ε，执行步骤三；

23)按开始加压位置Pos_SP、低压压制力LowPressrue或者低压目标压制位移s、压力-位移样本Sample_F-S变更报警位置Pos_Alarm或者Pre_Alarm；

当采用压力控制模式时，缺料报警位置Pos_Alarm等于加压位置Pos_SP、低压压制目标值LowPressrue对应的压制位移值，以及位移允差值ε的和；

当采用位移控制模式时，缺料报警压力值Pre_Alarm等于目标压制位移s对应的压压力值再加上压力允差值σ；跳转步骤24)；

24)判断目标压制力或者目标压制位移是否发生变化；

如是，根据压力-位移样本Sample_F-S变更报警值Pos_Alarm或者Pre_Alarm，并执行步骤25)；若否，直接执行步骤25)；

25)进入低压环节，在压制过程对主油缸压力和上模位移采样，获取压力-位移关系图表F-S，执行步骤三。

其中，步骤22)和23)用于将缺料报警值Pos_Alarm设定在一个安全的设置范围之内。所述系数K是根据长期生产经验获取的。

作为本发明的进一步改进，所述步骤三包括以下步骤：

31)判断压制控制模式；若所述压制控制模式为压力控制模式，则执行步骤跳转步骤32)；如果是位移控制，跳转步骤34)；

32)加压过程检测上模实时位置Pos_Real，判断低压压制是否结束；

若压制结束，获取低压结束位置Pos_End或者低压结束时刻压力值Pre_End，跳转步骤35)，如否，跳转步骤33)；

33)判断Pos_Real是否大于等于低压缺料报警值Pos_Alarm，如大于则停机并报警，并结束本方法；如否，跳转步骤32)；

34)检测主油缸实时压制力Pre_Real，判断在完成低压压制结束时刻的实时压力Pre_End是否小于等于报警压力值Pre_Alarm，如是则停机并报警，并结束本方法；如否，跳转步骤35)；

35)比较低压结束时刻的上模位置Pos_End与设定缺料报警位置值Pos_Alarm；

如果Pos_Alarm与Pos_End的差值大于等于位移允差值ε，则在不停机情况下报警，将缺料报警位置值Pos_Alarm修改为当次低压结束时刻的的上模位置Pos_End加上允差范围ε；

或者若低压结束时刻的主油缸压力值Pre_End与设定缺料报警压力值Pre_Alarm的差值大于等于压力允差值σ，则将缺料报警压力值Pre_Alarm修改为当次低压结束时刻的的主油缸压力值Pre_End加上压力允差范围σ；执行步骤36)；

如果Pos_Alarm减去Pos_End小于等于允差值ε或者Pre_Alarm减去Pre_End小于等于压力允差值σ，执行步骤36)；

36)判断当次完整压制是否已经完成；如未完成，则等待当次压制完成。

作为本发明的进一步改进，在步骤36)中完成压制后，还包括步骤四，获取新的压力-位移关系图表F-S；所述步骤四包括以下步骤：

41)对压力和位移采样，获取F-S；利用中位值平均滤波算法获取新的缓存压力-位移Cache_F-s；判断采样次数N是否小于等于某个定值，如否，结束本方法；

如是，将Cache_F-s赋值给Short_Term_F-S；清除Cache_F-s，并重新启动中位值平均滤波算法获取新的Cache_F-s；执行步骤42)；

42)比较已经存放在存储介质内的压力-位移样本Sample_F-S与短期压力-位移样本Short_Term_F-S；

若压力-位移样本Sample_F-S与短期压力-位移样本Short_Term_F-S(Chart)的误差Δ≤σ或Δ≤ε，则维持原有的压力-位移样本Sample_F-S不变，结束本方法；

若误差Δ＞σ或Δ＞ε，则标识Sample_F-S不匹配；将短期压力-位移样本Short_Term_F-S作为临时压力-位移样本Temp_Sample_F-S；使用中位值平均滤波算法获取新的Sample_F-S；并执行步骤43)；

43)判断新的Sample_F-S是否已经生成；如生成，则清除临时样本Temp_Sample_F-S，并以新生成的Sample_F-S作为判别标准；结束本方法；

若尚未生成新的Sample_F-S，以临时压力-位移样本Temp_Sample_F-S替代Sample_F-S作为低压缺料的判断依据，结束本方法。

作为本发明的进一步改进，在步骤43)中，所述Sample_F-S是否已经生成的判断依据是采样次数是否达到预设的次数。

相比于现有技术，本发明通过F-S关系图，同步变更上模报警位置，避免由于低压结束时上模位置移动而导致误报警。

另外，本发明同时采用了压力控制和位移控制两种方式，是操作更加灵活简便。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1a是陶瓷粉料液压自动压砖机采用容积式布料状态1的结构示意图。

图1b是陶瓷粉料液压自动压砖机采用容积式布料状态2的结构示意图。

图2是现有技术中采用的控制方式步骤流程图。

图3是本发明的压砖机的控制方法流程图。

图4是步骤S4具体的步骤流程图。

具体实施方式

请参阅图3，其为本发明的压砖机的控制方法流程图。本发明的粉料压砖机自动调整报警位置的方法，包括以下步骤：

S1：获取开始加压位置；

在本实施例中，具体通过步骤：判断控制系统内是否存在开始加压位置Pos_SP。如果尚未设置，则须要人为参与设定开始加压位置Pos_SP，再次执行步骤S1；如已存在则跳转步骤S2。步骤S1用于确定计算基准。

S2：根据不同的压制模式，分别获取缺料报警位置；所述压制模式包括压力控制模式和位移控制模式。在本实施例中，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21：判断系统是否已经存在匹配的压力-位移样本Sample_F-S(Chart)。如否，跳转步骤S22；如是，跳转步骤S23；

压力-位移样本Sample_F-S(Chart)是记录了加压过程中压力和位移信息的数组，数组不同行存储由于采样时间递增而获取的压力值和位移值，数组列存储的是压制过程中同一时刻的压力值及该压力值对应的位移值。在本方法中压力-位移样本Sample_F-S(Chart)预先输入，由长期的生产经验获取。其匹配性由后续流程判断。

S22：只对压力控制模式缺料预警，设置填料深度L，并判断系统内是否已经存在缺料报警位置Pos_Alarm。

如否，则直接将推荐的缺料报警位置Pos_SP+L*K作为缺料报警位置值，跳转步骤S3；

如是，则判断已存在的缺料报警值Pos_Alarm与推荐的缺料报警位置Pos_SP+L*K的差值是否在允差范围ε内。如二者差值大于允差值ε，直接将推荐的缺料报警位置Pos_SP+L*K作为缺料报警位置值，跳转步骤S32；如二者差值小于等于允差值ε，跳转步骤S32。

S23：按开始加压位置Pos_SP、低压压制力设置LowPressrue(或者低压目标压制位移s)、压力-位移样本Sample_F-S(Chart)变更报警位置Pos_Alarm(或者Pre_Alarm)。变更方法如下。将加压位置Pos_SP加上低压压制目标值LowPressrue对应的压制位移值再加上位移允差值ε，其结果赋值给Pos_Alarm。当采用的位移压制控制模式时，则缺料报警压力值Pre_Alarm等于目标压制位移s对应的压压力值再加上压力允差值σ。跳转步骤S24。

步骤S22和S23用于将缺料报警值Pos_Alarm设定在一个安全的设置范围之内。所述系数K是根据长期生产经验获取的，在本实施例中，可以设置为80％。

S24：判断目标压制力或者目标压制位移是否发生变化。如是，根据压力-位移样本0Sample_F-S(Chart)变更报警值Pos_Alarm或者Pre_Alarm。因为压力-位移样本Sample_F-S(Chart)存放着低压压制期间同一时刻的上模位移值和主油缸压力值，所以当目标压制力发生变化时，其低压结束时刻的位置值同样可以确定；同理，当目标压制位移发生变化时，其低压结束时刻的位置值可以确定。在实施中将Sample_F-S(Chart)中的位置值和压力值分别加上一个相应的冗余安全量，即可获得相应的缺料报警值。

S25：进入低压环节，在压制过程对主油缸压力和上模位移采样，采样维持至高压。获取压力-位移关系图表F-S(Chart)。

S3：根据不同的压制模式，对粉料进行压制。具体包括以下步骤：

S31：判断低压控制模式，如果是压力控制，跳转步骤S32；如果是位移控制，跳转步骤S34；

S32：加压过程检测上模实时位置Pos_Real，判断低压压制是否结束。如果结束，获取低压结束位置Pos_End或者低压结束时刻压力值Pre_End，跳转S35，如否，跳转步骤S33。

S33：判断Pos_Real是否大于等于低压缺料报警值Pos_Alarm，如大于则停机并报警，并结束本方法。如否，跳转步骤S32；

S34：检测主油缸实时压制力Pre_Real，判断在完成低压压制结束时刻的实时压力Pre_End是否小于等于报警压力值Pre_Alarm，如是则停机并报警，并结束本方法。如否，跳转步骤S35；

S35：比较低压结束时刻的上模位置Pos_End与设定缺料报警位置值Pos_Alarm；

如果Pos_Alarm与Pos_End的差值大于等于位移允差值ε，则在不停机情况下报警，经操作人员同意后将缺料报警位置值Pos_Alarm修改为当次低压结束时刻的的上模位置Pos_End加上允差范围ε；

或者若低压结束时刻的主油缸压力值Pre_End与设定缺料报警压力值Pre_Alarm的差值大于等于压力允差值σ，则将缺料报警压力值Pre_Alarm修改为当次低压结束时刻的的主油缸压力值Pre_End加上压力允差范围σ；

如果Pos_Alarm-Pos_End小于等于允差值ε或者Pre_Alarm-Pre_End小于等于压力允差值σ，则跳转步骤36；

S36：判断当次完整压制是否已经完成。如未完成，则等待当次压制完成；如已完成则跳转步骤S12，进入S1模块。S1模块包括步骤S12～S13。

S4：获取新的压力-位移关系图表F-S。请参阅图4，其为步骤S4的具体的步骤流程图。在本实施例中，所述步骤S4具体包括以下步骤：

S41：对压力和位移采样，获取F-S(Chart)；利用中位值平均滤波算法获取新的缓存压力-位移Cache_F-s(Chart)；判断采样次数N是否小于等于某个定值，如否，结束本方法。如是，将Cache_F-s(Chart)赋值给Short_Term_F-S(Chart)。清除Cache_F-s(Chart)，并重新启动中位值平均滤波算法获取新的Cache_F-s(Chart)；比较已经存放在存储介质内的压力-位移样本Sample_F-S(Chart)与短期压力-位移样本Short_Term_F-S(Chart)，跳转步骤S42。

S42：如果压力-位移样本Sample_F-S(Chart)与短期压力-位移样本Short_Term_F-S(Chart)的误差Δ小于σ或ε，则维持原有的压力-位移样本Sample_F-S(Chart)不变，结束本方法；

如果Δ大于σ或ε，则标识Sample_F-S(Chart)不匹配；将短期压力-位移样本Short_Term_F-S(Chart)作为临时压力-位移样本Temp_Sample_F-S(Chart)；使用中位值平均滤波算法获取新的Sample_F-S(Chart)，执行步骤S43。本实施例中，所述中值平均滤波算法是连续采样N次(N取奇数)把N次采样值按大小排列取中间值为本次有效值，其目的是为了保证新生成的Cache_F-S具有一般性。

S43：判断新的Sample_F-S是否已经生成；如生成，则清除临时样本Temp_Sample_F-S，并以新生成的Sample_F-S作为判别标准，结束本方法；

若尚未生成新的Sample_F-S，以临时压力-位移样本Temp_Sample_F-S替代Sample_F-S作为低压缺料的判断依据，结束本方法。在本实施例中，所述Sample_F-S(Chart)是否已经生成的判断依据是采样次数是否达到预设的次数，比如可以设定为100次。

在步骤S4中，所述压力-位移样本Sample_F-S(Chart)作为低压缺料的判断依据；缓存压力-位移Cache_F-s(Chart)用于判断压力-位移样本Sample_F-S(Chart)是否与坯体压缩性匹配；短期压力-位移样本Short_Term_F-S(Chart)是缓存压力-位移Cache_F-s(Chart)等量代换变量，临时压力-位移样本Temp_Sample_F-S(Chart)的作用在于当压力-位移样本Sample_F-S(Chart)与坯体压缩性不匹配时，将临时替代Sample_F-S(Chart)作为低压缺料的判断依据，直至新的压力-位移样本Sample_F-S(Chart)生成为止。

相比于现有技术，本发明通过F-S关系图，同步变更上模报警位置，避免由于低压结束时上模位置移动而导致误报警。

另外，本发明同时采用了压力控制和位移控制两种方式，是操作更加灵活简便。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (5)

1.一种粉料压砖机自动调整报警位置的方法，包括以下步骤：

步骤一：获取开始加压位置；

步骤二：根据不同的压制模式，分别自动获取缺料报警位置；所述压制模式包括压力控制模式和位移控制模式；

步骤三：根据不同的压制模式，对粉料进行压制。

其中，所述步骤二中包括以下步骤：

21)判断系统是否已经存在匹配的压力-位移样本Sample_F-S；若否，执行步骤22)；若是，执行步骤23)；

22)设置填料深度L，并判断系统内是否已经存在缺料报警位置Pos_Alarm；

若否，则直接将推荐的缺料报警位置Pos_SP+L*K作为缺料报警位置值，执行步骤三，其中K为比例系数；

若是，则判断已存在的缺料报警值Pos_Alarm与推荐的缺料报警位置Pos_SP+L*K的差值是否在允差范围ε内；如二者差值大于允差值ε，直接将推荐的缺料报警位置Pos_SP+L*K赋值给缺料报警位置值Pos_Alarm，执行步骤三；如二者差值小于或等于允差值ε，执行步骤三；

23)按开始加压位置Pos_SP、低压压制力LowPressrue或者低压目标压制位移s、压力-位移样本Sample_F-S变更报警位置Pos_Alarm或者Pre_Alarm；

当采用压力控制模式时，缺料报警位置Pos_Alarm等于加压位置Pos_SP、低压压制目标值LowPressrue对应的压制位移值，以及位移允差值ε的和；

当采用位移控制模式时，缺料报警压力值Pre_Alarm等于目标压制位移s对应的压压力值再加上压力允差值σ；跳转步骤24)；

24)判断目标压制力或者目标压制位移是否发生变化；

如是，根据压力-位移样本Sample_F-S变更报警值Pos_Alarm或者Pre_Alarm，并执行步骤25)；若否，直接执行步骤25)；

25)进入低压环节，在压制过程对主油缸压力和上模位移采样，获取压力-位移关系图表F-S，执行步骤三。

2.根据权利要求1所述粉料压砖机自动调整报警位置的方法，其特征在于：所述步骤一中获取开始加压位置为：判断控制系统内是否存在开始加压位置Pos_SP；若否，则设定开始加压位置Pos_SP；若是，则执行步骤二。

3.根据权利要求2所述粉料压砖机自动调整报警位置的方法，其特征在于：所述步骤三包括以下步骤：

31)判断压制控制模式；若所述压制控制模式为压力控制模式，则执行步骤跳转步骤32)；如果是位移控制，跳转步骤34)；

32)加压过程检测上模实时位置Pos_Real，判断低压压制是否结束；

若压制结束，获取低压结束位置Pos_End或者低压结束时刻压力值Pre_End，跳转步骤35)，如否，跳转步骤33)；

33)判断Pos_Real是否大于等于低压缺料报警值Pos_Alarm，如大于则停机并报警，并结束本方法；如否，跳转步骤32)；

34)检测主油缸实时压制力Pre_Real，判断在完成低压压制结束时刻的实时压力Pre_End是否小于等于报警压力值Pre_Alarm，如是则停机并报警，并结束本方法；如否，跳转步骤35)；

35)比较低压结束时刻的上模位置Pos_End与设定缺料报警位置值Pos_Alarm；

若Pos_Alarm与Pos_End的差值大于等于位移允差值ε，则在不停机情况下报警，将缺料报警位置值Pos_Alarm修改为当次低压结束时刻的上模位置Pos_End加上允差范围ε，

或者若低压结束时刻的主油缸压力值Pre_End与设定缺料报警压力值Pre_Alarm的差值大于等于压力允差值σ，将缺料报警压力值Pre_Alarm修改为当次低压结束时刻的主油缸压力值Pre_End加上压力允差范围σ；并执行步骤36)；

如果Pos_Alarm减去Pos_End小于等于允差值ε或者Pre_Alarm减去Pre_End小于等于压力允差值σ，则执行步骤36)；

36)判断当次完整压制是否已经完成；如未完成，则等待当次压制完成。

4.根据权利要求3所述粉料压砖机自动调整报警位置的方法，其特征在于：在步骤36)中完成压制后，还包括步骤四，获取新的压力-位移关系图表F-S；所述步骤四包括以下步骤：

41)对压力和位移采样，获取压力-位移关系表F-S；利用中位值平均滤波算法获取新的缓存压力-位移Cache_F-S；判断采样次数N是否小于等于某个定值，如否，结束本方法；

如是，将Cache_F-S赋值给Short_Term_F-S；清除Cache_F-S，并重新启动中位值平均滤波算法获取新的Cache_F-S；执行步骤42)；

42)比较已经存放在存储介质内的压力-位移样本Sample_F-S与短期压力-位移样本Short_Term_F-S；

若压力-位移样本Sample_F-S与短期压力-位移样本Short_Term_F-S(Chart)的误差Δ≤σ或Δ≤ε，则维持原有的压力-位移样本Sample_F-S不变，结束本方法；

若误差Δ＞σ或Δ＞ε，则标识Sample_F-S不匹配；将短期压力-位移样本Short_Term_F-S作为临时压力-位移样本Temp_Sample_F-S；使用中位值平均滤波算法获取新的Sample_F-S；并执行步骤43)；

43)判断新的Sample_F-S是否已经生成；如生成，则清除临时样本Temp_Sample_F-S，并以新生成的Sample_F-S作为判别标准；结束本方法；

若尚未生成新的Sample_F-S，以临时压力-位移样本Temp_Sample_F-S替代Sample_F-S作为低压缺料的判断依据，结束本方法。

5.根据权利要求4所述粉料压砖机自动调整报警位置的方法，其特征在于：在步骤43)中，所述Sample_F-S是否已经生成的判断依据是采样次数是否达到预设的次数。