CN106311547A - 一种喷漆室的风平衡自动控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷漆室的风平衡自动控制方法及系统，该方法包括：获取喷漆室各个区域的平均风速；根据所述各个区域的平均风速，调整各个区域自动风阀的开度，以使各个区域的平均风速达到标定风速；根据所述各个区域的平均风速，计算平均总风量；在所述平均总风量小于第一风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按设定值递增；在所述平均总风量大于第二风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按所述设定值递减。本发明解决现有喷漆室的风平衡需进行手工测试各区风速，并手工调整送排风系统的风阀开度，造成费时、费力且影响生产效率的问题，提高汽车生产的自动化和生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车生产技术领域，尤其涉及一种喷漆室的风平衡自动控制的方法及系统。
背景技术
在汽车制造行业的涂装车间，对于喷漆室的风平衡控制，主要是定期进行阶段性的手工测试喷漆室风速，然后根据风速大小调整送排风系统的风阀开度，手工调整送排风系统的变频器频率参数，以实现喷漆室的风速处于0.2～0.4米每秒范围内。但送排风系统经过几周甚至不到一周的生产运行，或生产状况有较大的波动时，本已调试好的风平衡状态又会被打破。而且手工调试过程非常繁琐，需要停止生产线的生产，可能需要花费一整天的时间才能调整完成，直接影响生产效率。而喷漆室的风平衡直接影响机器人喷涂质量，也会造成喷漆室漆雾弥漫影响作业人员的健康，因此，如何根据实际工况自动调整喷漆室的风平衡具有重要的研究意义。
发明内容
本发明提供一种喷漆室的风平衡自动控制方法及系统，解决现有喷漆室的风平衡需进行手工测试各区风速，并手工调整送排风系统的风阀开度，造成费时、费力且影响生产效率的问题，提高汽车生产的自动化和生产效率。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种喷漆室的风平衡自动控制方法，包括：
获取喷漆室各个区域的平均风速；
根据所述各个区域的平均风速，调整各个区域自动风阀的开度，以使各个区域的平均风速达到标定风速；
根据所述各个区域的平均风速，计算平均总风量；
在所述平均总风量小于第一风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按设定值递增；
在所述平均总风量大于第二风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按所述设定值递减。
优选的，所述获取喷漆室各个区域的平均风速，包括：
按设定时间获取喷漆室各区域风速测量点的风速，并计算得到测量点的平均风速；
根据区域内各个所述测量点的平均风速计算得到各个区域的平均风速。
优选的，所述根据所述各个区域的平均风速，计算总风量，包括：
获取区域的横截面积；
根据所述区域的平均风速与所述区域的横截面积，获得区域的平均风量；
由各个所述区域的平均风量之和，得到所述平均总风量。
优选的，还包括：
获取送气风压和排气风压；
在所述送气风压与所述排气风压的差值大于第一压差阈值时，按所述设定值增加所述排气电机的电源频率，以使喷漆室内形成微负压状态。
本发明还提供一种喷漆室的风平衡自动控制系统，包括：风速采集单元、控制单元、第一变频单元、第二变频单元；
所述风速采集单元用于获取喷漆室各个区域的平均风速；
所述控制单元用于根据所述各个区域的平均风速，调整各个区域自动风阀的开度，并计算平均总风量；
所述第一变频单元用于在所述平均总风量小于第一风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按设定值递增；
所述第二变频单元用于在所述平均总风量大于第二风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按所述设定值递减。
优选的，所述风速采集单元包括：风速获取单元和风速计算单元；
所述风速获取单元用于按设定时间获取喷漆室各区域风速测量点的风速；
所述风速计算单元用于根据所述测量点的风速计算测量点的平均风速，并根据区域内各个所述测量点的平均风速计算各个区域的平均风速。
优选的，所述风速获取单元包括设置在喷漆室各个区域的风速测量点处多个风速传感器。
优选的，所述控制单元为PLC控制器。
优选的，该系统还包括：风压采集单元；
所述风压采集单元用于获取送气风压和排气风压；
所述控制单元在所述送气风压与所述排气风压的差值大于第一压差阈值时，按所述设定值增加所述排气电机的电源频率，以使喷漆室内形成微负压状态。
优选的，所述风压采集单元包括分别设置在喷漆室内的送气区域和排气区域内的风压传感器。
本发明提供一种喷漆室风平衡的自动控制方法及系统，通过对喷漆室内各区域的风速采集，并计算平均总风量，来调整送排气电机的电源频率和自动风阀的开度。解决现有喷漆室的风平衡需进行手工测试各区风速，并手工调整送排风系统的风阀开度，造成费时、费力且影响生产效率的问题，提高汽车生产的自动化和生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本发明提供的一种喷漆室风平衡的自动控制方法流程图；
图2：是本发明提供的一种喷漆室风平衡的自动控制系统示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针对当前涂装喷涂室在长期使用过程中，易出现风量不平衡现象，造成汽车喷漆品质下降，且工作人员的作业环境恶化的问题，同时，现有喷漆室的风平衡需进行手工测试各区风速，并手工调整送排风系统的风阀开度，造成费时、费力且影响生产效率的问题。本发明提供一种喷漆室风平衡的自动控制方法及系统，通过对喷漆室内各区域的风速采集，并计算平均总风量，来调整送排气电机的电源频率和自动风阀的开度。解决风平衡调整需要手工操作的问题，提高提高汽车生产的自动化和生产效率。
如图1所示，为本发明提供的一种喷漆室的风平衡自动控制方法流程图，该方法包括以下步骤：
S1：获取喷漆室各个区域的平均风速；
S2：根据所述各个区域的平均风速，调整各个区域自动风阀的开度，以使各个区域的平均风速达到标定风速；
S3：根据所述各个区域的平均风速，计算平均总风量；
S4：在所述平均总风量小于第一风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按设定值递增；
S5：在所述平均总风量大于第二风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按所述设定值递减。
具体地，为了使喷漆室的空气能形成自上而下的气流，喷漆室的风速需使漆雾、车体上的金属粉屑及粉尘都自上而下沉降到水槽中，常使喷漆室内处于0.3m/s左右的风速。根据平均总风量的判断来控制送气电机和排气电机的电源频率变化，以使总风量得到改变。在送气风机的电源频率变大时，则送气风机的送风量增大，电机频率变小时，则送风量减小。同样地，对于排气风机的电源频率的调整也一样。在实际应用中，常采用变频电机来控制送气风机和排气风机，对于变频电机的控制常使用变频器实现。其中，电机的电源频率增减的设定值不能设置过大，应以一个层级数值来调整，常把设定值取1进行计算。如，送气电机的电源频率为40Hz时，下次递增应调为41Hz。
需要说明的是，标定风速是按设计要求对喷漆室风平衡进行手工调整完成后的区域设定的风速，常作为后期喷漆室调整风速的依据。对于风量阈值的设定，可根据设计要求进行取值，其中，第二风量阈值大于第一风量阈值。
进一步，所述获取喷漆室各个区域的平均风速，包括：
步骤201：按设定时间获取喷漆室各区域风速测量点的风速，并计算得到测量点的平均风速；
步骤202：根据区域内各个所述测量点的平均风速计算得到各个区域的平均风速。
在实际应用中，由于喷漆室常根据功能把的区域划分流平段、手工喷区、机器人喷区、擦净区，各区域对风速的要求都不一样。因此对于平均风速计算，需先对各区域内的风速测量点的风速按设定时间计算其平均值，然后再把区域内各测量点的平均风速进行区域的平均风速计算。
进一步，所述根据所述各个区域的平均风速，计算总风量，包括：
步骤301：获取区域的横截面积；
步骤302：根据所述区域的平均风速与所述区域的横截面积，获得区域的平均风量；
步骤303：由各个所述区域的平均风量之和，得到所述平均总风量。
实际应用中，总风量的计算与时间相关，常采用每分钟的风量来表征。通常由风速与截面积及时间的乘积获得。
该方法，还包括：
S6：获取送气风压和排气风压；
S7：在所述送气风压与所述排气风压的差值大于第一压差阈值时，按所述设定值增加所述排气电机的电源频率，以使喷漆室内形成微负压状态。
在实际应用中，为了使喷漆室的空气形成自上而下的流动形态，对于风压的要求也很重要。如果送气风压大于排气风压，会造成送气过多，使喷漆室内的风向发生变化，易使风平衡受到破坏。因此，对于喷漆室常使室内气压呈微负压状态。
可见，本发明提供一种喷漆室风平衡的自动控制方法，通过对喷漆室内各区域的风速采集，并计算平均总风量，来调整送排气电机的电源频率和自动风阀的开度。解决现有喷漆室的风平衡需进行手工测试各区风速，并手工调整送排风系统的风阀开度，造成费时、费力且影响生产效率的问题，提高汽车生产的自动化和生产效率。
如图2所示，为本发明还提供一种喷漆室的风平衡自动控制系统示意图。该系统包括：风速采集单元、控制单元、第一变频单元、第二变频单元。所述风速采集单元用于获取喷漆室各个区域的平均风速；所述控制单元用于根据所述各个区域的平均风速，调整各个区域自动风阀的开度，并计算平均总风量；所述第一变频单元用于在所述平均总风量小于第一风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按设定值递增；所述第二变频单元用于在所述平均总风量大于第二风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按所述设定值递减。
具体地，控制单元的输入端与所述风速采集单元的输出端相连，所述控制单元的第一输出端与所述第一变频单元的输入端相连，所述控制单元的第二输出端与所述第二变频单元的输入端相连。其中，第一变频单元和第二变频单元能改变送气风机和排气风机的电源频率，使送气风机的送风量和排气风机的排风量改变。在平均总风量小于第一风量阈值时，喷漆室内的风量过小，不符合工艺要求，此时由控制单元控制第一变频单元，使送气风机和排气风机的送风量逐步增大，直到达到要求。在平均总风量大于第二风量阈值时，说明室内风量过大，需通过控制单元控制第二变频单元使送排气的风量减小到合格范围。
所述风速采集单元包括：风速获取单元和风速计算单元。所述风速获取单元用于按设定时间获取喷漆室各区域风速测量点的风速；所述风速计算单元用于根据所述测量点的风速计算测量点的平均风速，并根据区域内各个所述测量点的平均风速计算各个区域的平均风速。
进一步，所述风速获取单元包括设置在喷漆室各个区域的风速测量点处多个风速传感器。
在实际应用中，所述控制单元可为PLC控制器，PLC控制器可接收4～20mA电流或0～10V电压信号，能同时对多通道模拟量输入进行处理，能对多个风速传感器和多个多压传感器的数据进行采集，并计算。使喷漆室各区域测量点的风速和风压信号能够获得快速处理，包括滤波处理、AD模数转换、均值计算。
进一步，如图2所示，该系统还包括：风压采集单元；所述风压采集单元用于获取送气风压和排气风压；所述控制单元在所述送气风压与所述排气风压的差值大于第一压差阈值时，按所述设定值增加所述排气电机的电源频率，以使喷漆室内形成微负压状态。
具体地，所述风压采集单元包括分别设置在喷漆室内的送气区域和排气区域内的风压传感器。在实际应用中，风压传感器可设置在送气风管和排气风管内，也可以设置动压室内和下部水槽舱内，具体位置根据实际需要布置。
可见，本发明提供一种喷漆室风平衡的自动控制系统，通过对喷漆室内各区域的风速采集，并计算平均总风量，来调整送排气电机的电源频率和自动风阀的开度。解决现有喷漆室的风平衡需进行手工测试各区风速，并手工调整送排风系统的风阀开度，造成费时、费力且影响生产效率的问题，提高汽车生产的自动化和生产效率。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种喷漆室的风平衡自动控制方法，其特征在于，包括：
获取喷漆室各个区域的平均风速；
根据所述各个区域的平均风速，调整各个区域自动风阀的开度，以使各个区域的平均风速达到标定风速；
根据所述各个区域的平均风速，计算平均总风量；
在所述平均总风量小于第一风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按设定值递增；
在所述平均总风量大于第二风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按所述设定值递减。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取喷漆室各个区域的平均风速，包括：
按设定时间获取喷漆室各区域风速测量点的风速，并计算得到测量点的平均风速；
根据区域内各个所述测量点的平均风速计算得到各个区域的平均风速。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述各个区域的平均风速，计算总风量，包括：
获取区域的横截面积；
根据所述区域的平均风速与所述区域的横截面积，获得区域的平均风量；
由各个所述区域的平均风量之和，得到所述平均总风量。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
获取送气风压和排气风压；
在所述送气风压与所述排气风压的差值大于第一压差阈值时，按所述设定值增加所述排气电机的电源频率，以使喷漆室内形成微负压状态。
5.一种喷漆室的风平衡自动控制系统，其特征在于，包括：风速采集单元、控制单元、第一变频单元、第二变频单元；
所述风速采集单元用于获取喷漆室各个区域的平均风速；
所述控制单元用于根据所述各个区域的平均风速，调整各个区域自动风阀的开度，并计算平均总风量；
所述第一变频单元用于在所述平均总风量小于第一风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按设定值递增；
所述第二变频单元用于在所述平均总风量大于第二风量阈值时，将送气电机和排气电机的电源频率按所述设定值递减。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述风速采集单元包括：风速获取单元和风速计算单元；
所述风速获取单元用于按设定时间获取喷漆室各区域风速测量点的风速；
所述风速计算单元用于根据所述测量点的风速计算测量点的平均风速，并根据区域内各个所述测量点的平均风速计算各个区域的平均风速。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述风速获取单元包括设置在喷漆室各个区域的风速测量点处的多个所述风速传感器。
8.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元为PLC控制器。
9.根据权利要求5至8任一项所述的控制系统，其特征在于，还包括：风压采集单元；
所述风压采集单元用于获取送气风压和排气风压；
所述控制单元在所述送气风压与所述排气风压的差值大于第一压差阈值时，按所述设定值增加所述排气电机的电源频率，以使喷漆室内形成微负压状态。
10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述风压采集单元包括分别设置在喷漆室内的送气区域和排气区域内的风压传感器。
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