CN108163600A - 一种纠偏控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纠偏控制系统及方法。所述系统包括沿传动方向依次设置的放卷装置、张力检测装置、纠偏装置和收卷装置，纠偏装置包括纠偏框架以及紧随纠偏框架的布卷两侧设置的第一张力传感器和第二张力传感器，纠偏框架底部连接有垂直于传动方向运动的气缸，第一张力传感器和第二张力传感器分别与张力信号比对模块连接，张力信号比对模块与所述气缸的驱动单元连接。本发明提供的纠偏控制系统及方法，通过张力信号比对模块根据布卷两侧设置的两个张力传感器的张力差，实现对带动纠偏框架沿垂直传动方向运动的气缸的控制，从而解决布卷在传送过程中的偏移问题，同时利用张力检测装置控制传动方向的产品张力，有利于提高过碳化炉后的产品性能。

Description

一种纠偏控制系统及方法
技术领域
本发明涉及工业自动化技术领域，更具体地，涉及一种纠偏控制系统及方法。
背景技术
在连续式碳化炉高温碳化石墨化反应过程中，需要对产品施加一定的张力，促进新生成的乱层石墨结构取向，由于连续式碳化炉根据工艺需求炉体一般都比较长，在产品输送运行时容易出现偏移的情况，导致传送布卷两侧的张力不一致，因此需要在传送过程中对布卷进行实时纠偏和张力控制。
目前连续式碳化炉的纠偏控制系统中纠偏装置一般采用CCD影像传感器对卷料边缘进行纠偏，利用CCD影像传感器对标准卷料边缘图像与实际卷料边缘图像的对比，对纠偏框架进行控制。但是对于工况条件非常恶劣的碳化炉卷料，CCD影像传感器镜头极易被粉尘覆盖，甚至经长久靠近高温物料，容易损坏，导致纠偏效果并不理想。
发明内容
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的纠偏控制系统及方法。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种纠偏控制系统。一种纠偏控制系统，包括沿传动方向依次设置在炉体一侧的放卷装置和张力检测装置，以及依次设置在炉体另一侧的纠偏装置和收卷装置，所述纠偏装置包括纠偏框架以及紧随所述纠偏框架的布卷两侧设置的第一张力传感器和第二张力传感器，且沿传动方向所述第一张力传感器位于所述第二张力传感器的左侧，所述纠偏框架底部连接有垂直于传动方向运动的气缸，所述第一张力传感器和所述第二张力传感器分别与张力信号比对模块连接，所述张力信号比对模块与所述气缸的驱动单元连接。
优选地，所述气缸的驱动单元包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别设在所述气缸两个腔体的压缩空气管路上。
优选地，所述张力检测装置包括第三张力传感器和张力控制器，所述张力传感器与制动器连接，所述制动器设置在所述放卷装置上。
优选地，所述收卷装置包括收卷电机，所述收卷电机上装设有离合器。
优选地，所述纠偏装置与所述收卷装置之间还设有牵引装置。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种纠偏控制方法。一种张力控制方法，包括：根据张力信号比对模块获取的第一张力传感器与第二张力传感器的张力差值信号，控制所述纠偏框架的反复运动。
优选地，所述张力差值信号为正时，控制所述纠偏框架沿传动方向的左侧运动；所述张力差值信号为负时，控制所述纠偏框架沿传动方向的右侧运动。
本发明提供的一种纠偏控制系统及方法，通过张力信号比对模块根据布卷两侧设置的两个张力传感器的张力差，实现对带动纠偏框架沿垂直传动方向运动的气缸的控制，从而解决布卷在传送过程中的偏移问题，同时利用张力检测装置控制传动方向的产品张力，有利于提高产品性能。
附图说明
图1为根据本发明的一种纠偏控制系统的结构示意图；
图2为根据本发明的一种纠偏控制系统的原理图；
附图标记：
1-收卷装置；2-制动器；3-张力检测装置；
4-炉体；5-纠偏框架；6-牵引装置；
7-第一张力传感器；8-离合器；9-收卷电机；
10-收卷装置；11-第二张力传感器；12-纠偏装置；
13-第三张力传感器；14-张力控制器；15-气缸；
16-第一电磁阀；17-第二电磁阀；18-布卷；
19-张力信号比对模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为根据本发明的一种纠偏控制系统的结构示意图，图2为根据本发明的一种纠偏控制系统的原理图，结合图1和图2所示，一种纠偏控制系统，包括沿传动方向依次设置在炉体4一侧的放卷装置1和张力检测装置3，以及依次设置在炉体4另一侧的纠偏装置12和收卷装置10，纠偏装置12包括纠偏框架5以及位于纠偏框架5前端布卷18左右两侧设置的第一张力传感器7和第二张力传感器11，第一张力传感器7位于布卷18的左侧，第二张力传感器11位于布卷18的右侧，纠偏框架5底部连接有垂直于传动方向运动的气缸15，第一张力传感器7和第二张力传感器11与张力信号比对模块19连接，张力信号比对模块19与气缸15的驱动单元连接。
具体地，用于连续式碳化炉的纠偏控制系统，包括沿传动方向依次设置在炉体4一侧的放卷装置1和张力检测装置3，以及依次设置在炉体4另一侧的纠偏装置12和收卷装置10，即整个系统沿传动方向依次为放卷装置1、张力检测装置3、炉体4、纠偏装置12以及收卷装置10。为了在纠偏控制系统中实现布卷的实时纠偏，在炉体4出口设有纠偏装置12，第一张力传感器7用于检测布卷18左侧的张力值，第二张力传感器11用于检测布卷18右侧的张力值，当布卷18出现左右偏移时，两侧的张力值大小就会不一致，张力信号比对模块19通过接收到第一张力传感器7和第二张力传感器11的张力值并进行比对，根据比对结果产生两种控制信号，从而驱动气缸15沿垂直传动方向反复运动，由于纠偏框架5底部与气缸15连接，从而带动纠偏框架5沿垂直于传动方向的方向反复运动，最终实现通过张力检测解决布卷跑偏的问题。同时，张力检测装置3能够对布卷18传动过程中沿传动方向的张力实时检测，有利于产品的成型。
本实施例提供的纠偏控制系统，通过张力信号比对模块根据布卷两侧设置的两个张力传感器的张力差，实现对带动纠偏框架沿垂直传动方向运动的气缸的控制，从而解决布卷在传送过程中的偏移问题，同时利用张力检测装置控制传动方向的产品张力，有利于提高产品性能。
基于上述实施例的内容，如图2所示，气缸15的驱动单元包括第一电磁阀16和第二电磁阀17，第一电磁阀16和第二电磁阀17分别设在气缸两个腔体的压缩空气管路上。
具体地，气缸采用双作用气缸，包括两个腔体和活塞杆，每个腔体都通过管路接有压缩空气，腔体压缩空气的管路上分别设有第一电磁阀16和第二电磁阀17，当第一电磁阀16工作时，连接有第一电磁阀16的压缩空气管路导通，使得活塞杆向外推出，带动纠偏框架5一起远离活塞的方向运动；反之，当第二电磁阀17工作时，连接有第二电磁阀17的压缩空气管路导通，使得活塞杆向内缩进，带动纠偏框架5一起靠近活塞的方向运动。张力信号比对模块19与第一电磁阀16和第二电磁阀17连接，从而通过第一张力传感器7和第二张力传感器11的张力差，驱动气缸15沿垂直于传动方向反复运动。
基于上述各实施例的内容，结合图1和图2所示，张力检测装置3包括第三张力传感器13和张力控制器14，第三张力传感器13与制动器2连接，制动器2设置在放卷装置1上。
具体地，在放卷装置1和炉体之间设置有张力检测装置3，张力检测装置3包括第三张力传感器13和张力控制器14，第三张力传感器13设在布卷18的中间位置，通过张力控制器14将炉体4前端的布卷18的张力值信号反馈到放卷装置1的制动器2上，当检测到张力过小时，则制动器2锁紧，当检测到张力过大时，则制动器2放松，张力控制器14根据工艺需要设定稳定的张力值，张力值可以直接在张力检测器14上设置，通过控制传动方向上的张力稳定性最终提高产品质量。
基于上述各实施例的内容，结合图1和图2所示，收卷装置10包括收卷电机9，收卷电机9上装设有离合器8。
具体地，在收卷装置10的收卷电机9前装有离合器8，离合器8可以设置抱紧力的大小，当张力检测装置3检测到的张力变大时，输出转速变小，当张力检测装置3检测到的张力变小时，输出转速变大，这样能够有效避免因为卷筒直径变化而引起的张力变化。
基于上述各实施例的内容，结合图1和图2所示，纠偏装置3与收卷装置10之间还设有牵引装置6。牵引装置6用于增加收卷端的动力，一方面有效控制张力，便于收卷装置对产品收卷，另一方面能够在纠偏装置和收卷装置之间起过渡作用，避免偏移的布卷或者张力过小的布卷之间被收卷装置卷曲，提高产品质量。
基于上述各实施例的内容，一种纠偏控制方法，包括：第一张力传感器实时获取纠偏框架前端布卷左侧的张力值，第二张力传感器实时获取纠偏框架前端布卷右侧的张力值；张力信号比对模块根据第一张力传感器与第二张力传感器的张力值比对，产生两种不同的控制信号控制所述纠偏框架的往返运动。
具体地，实时获取纠偏框架前端布卷左右两侧的张力值，当布卷出现偏移时，两侧的张力值大小会不一致，张力信号比对模块通过接收到第一张力传感器和第二张力传感器的张力值差，驱动气缸沿垂直于传动方向的方向反复运动，由于纠偏框架底部与气缸连接，从而带动纠偏框架沿垂直于传动方向的方向反复运动，最终实现通过张力检测解决布卷跑偏的问题。
本实施例提供的纠偏控制方法，通过张力信号比对模块根据布卷两侧设置的两个张力传感器的张力差，实现对带动纠偏框架沿垂直传动方向运动的气缸的控制，解决布卷在传送过程中的偏移问题，从而提高产品性能。
基于上述各实施例的内容，所述张力差值信号为正时，控制所述纠偏框架沿传动方向的左侧运动；所述张力差值信号为负时，控制所述纠偏框架沿传动方向的右侧运动。由于沿传动方向所述第一张力传感器位于所述第二张力传感器的左侧，当张力差值信号为正时，第一张力传感器大于第二张力传感器的张力值，说明左侧布卷张力较大，此时布卷向右侧偏离，则需要控制纠偏框架沿传动方向的左侧运动；当张力差值信号为负时，第一张力传感器小于第二张力传感器的张力值，说明右侧布卷张力较大，此时布卷向左侧偏离，则需要控制纠偏框架沿传动方向的右侧运动，实现纠偏。
本发明提供的纠偏控制系统及方法，通过张力信号比对模块根据布卷两侧设置的两个张力传感器的张力差，实现对带动纠偏框架沿垂直传动方向运动的气缸的控制，从而解决布卷在传送过程中的偏移问题，同时利用张力检测装置控制传动方向的产品张力，有利于提高产品性能。
最后，本发明中的系统和方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纠偏控制系统，包括沿传动方向依次设置在炉体一侧的放卷装置和张力检测装置，以及依次设置在炉体另一侧的纠偏装置和收卷装置，其特征在于，所述纠偏装置包括纠偏框架以及位于所述纠偏框架前端布卷左右两侧设置的第一张力传感器和第二张力传感器，所述第一张力传感器位于所述布卷的左侧，所述第二张力传感器位于所述布卷的右侧，所述纠偏框架底部连接有垂直于传动方向的气缸，所述第一张力传感器和所述第二张力传感器与张力信号比对模块连接，所述张力信号比对模块与所述气缸的驱动单元连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气缸的驱动单元包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别设在所述气缸两个腔体的压缩空气管路上。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述张力检测装置包括第三张力传感器和张力控制器，所述第三张力传感器与制动器连接，所述制动器设置在所述放卷装置上。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述收卷装置包括收卷电机，所述收卷电机上装设有离合器。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述纠偏装置与所述收卷装置之间还设有牵引装置。
6.一种基于权利要求1至5中任一所述纠偏控制系统的方法，其特征在于，包括：
第一张力传感器实时获取纠偏框架前端布卷左侧的张力值，第二张力传感器实时获取纠偏框架前端布卷右侧的张力值；
张力信号比对模块根据第一张力传感器与第二张力传感器的张力值比对，产生两种不同的控制信号控制所述纠偏框架的往返运动。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述张力差值信号为正时，控制所述纠偏框架沿传动方向的左侧运动；所述张力差值信号为负时，控制所述纠偏框架沿传动方向的右侧运动。
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