CN110391056A - 基于串级调节的漆膜自动调控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于串级调节的漆膜自动调控系统，该系统包括车速调节模块、漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块，漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块均与车速调节模块串级连接；车速调节模块将车速信息分别输出至漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块；漆膜外径PID模块根据车速信息控制产品漆膜外径；炉温PID模块根据车速信息控制炉温；风机PID模块根据车速信息控制炉内溶剂的浓度。应用本发明可及时、精细化对漆包线产品性能进行控制。

Description

基于串级调节的漆膜自动调控系统

技术领域

本发明涉及漆包机智能控制技术领域，具体的，涉及一种基于串级调节的漆膜自动调控系统。

背景技术

漆包机是一种将导线加工成漆包线的设备，漆包线由内部的导线及包裹导线的绝缘层组成。导线在涂覆绝缘层后需要在烘炉中进行烘干，以使绝缘层可靠的固化在导线表面。

包漆工艺中，多组工艺参数共同影响产品性能，工艺师通过对各个参数的实时调节达到对产品性能的要求。由于同一个指标会对应不同参数的调整，同样的，同一参数也会对不同的产品性能指标造成影响。目前采用的工艺监控方式基本有两种。一种是分段下线的控制方法，同一多头机通过不同换轴时间。得到不同下线时间的产品，通过对产品的检测，判断该工艺参数对机台的影响，进而调整参数。该方法较传统，时效性不能保证，且不能消除同一工艺参数对不同道次的影响。另一种是检测仪器定时检测，实时跟进工艺参数，生产过程对走线进行实时监控，将产品性能偏差转换为对工艺参数的调整，参数调整生效后实时检测。这种方法较分段下线更加具备时效性，且对机器整体的对不同道次的影响起到一个兼顾的调控作用，但是对工艺师的经验和精力要求较高，不能同时兼顾多台机器。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可及时、精细化对漆包线产品性能进行控制的基于串级调节的漆膜自动调控系统。

为了实现上述主要目的，本发明提供的基于串级调节的漆膜自动调控系统包括车速调节模块、漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块，漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块均与车速调节模块串级连接；车速调节模块将车速信息分别输出至漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块；漆膜外径PID模块根据车速信息控制产品漆膜外径；炉温PID模块根据车速信息控制炉温；风机PID模块根据车速信息控制炉内溶剂的浓度。

由上述方案可见，本发明的基于串级调节的漆膜自动调控系统通过设置漆膜外径PID模块、炉温PID模块、风机PID模块均与车速调节模块串级连接，可通过串级调节控制产品性能，通过对多个不同监控参数的反馈进而对多个不同的工艺参数进行调节，将产品性能稳定在目标值且将工艺参数稳定在容许范围值内。以达到实时调控的目的。此外，车速调节模块的车速会对漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块同时造成影响，通过将车速信息分别输出至漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块，漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块可分别对各自的参数进行调控，可使调控更加精细。

进一步的方案中，漆膜外径PID模块包括漆膜外径控制器、漆膜外径检测器和涂漆滚筒电机；漆膜外径检测器获取漆膜外径检测数据，漆膜外径控制器根据漆膜外径检测值与漆膜外径预设值进行PID处理获得涂漆滚筒电机转速值，漆膜外径控制器根据涂漆滚筒电机转速值控制涂漆滚筒电机运行。

由此可见，漆膜外径PID模块在控制产品漆膜外径时通过对漆膜外径检测数据进行PID处理获得涂漆滚筒电机转速值，并对根据涂漆滚筒电机转速值对涂漆滚筒电机进行控制，可使得产品漆膜外径的控制更加精准。

进一步的方案中，漆膜外径PID模块还包括涂漆进料泵电机；漆膜外径控制器根据涂漆滚筒电机转速值与涂漆滚筒电机预设转速值进行PID处理获得漆料泵转速值，漆膜外径控制器根据漆料泵转速值控制涂漆进料泵电机运行。

由此可见，若涂漆滚筒电机转速过快，涂漆进料泵电机速度不变时，则漆槽液位下降，供漆不足，若涂漆滚筒电机转速变慢，漆料泵速度不变，则漆槽满溢。因此，根据涂漆滚筒电机转速值获得漆料泵转速值用于对涂漆进料泵电机进行控制，可便于保障漆槽液位与涂漆滚筒电机转速匹配。

进一步的方案中，漆膜外径PID模块还包括漆槽液位检测器，漆槽液位检测器获取漆槽液位检测值，漆膜外径控制器根据涂漆滚筒电机转速值、涂漆滚筒电机预设转速值、漆槽液位检测值与漆槽液位设定值进行PID处理获得漆料泵转速值。

由此可见，通过对漆槽液位进行检测，并对涂漆滚筒电机转速值、涂漆滚筒电机预设转速值、漆槽液位检测值与漆槽液位设定值进行PID处理，获得漆料泵转速值用于对涂漆进料泵电机进行控制，可更加精准控制漆槽液位与涂漆滚筒电机转速匹配。

进一步的方案中，漆膜外径检测器为激光测径仪。

由此可见，利用激光测径仪进行漆膜外径的测量，可不需要与产品接触，提高测量的精确度。

进一步的方案中，炉温PID模块包括炉温控制器、炉温调节装置和温度检测器，温度检测器获取炉温检测值，炉温控制器根据炉温检测值与炉温预设值进行PID处理获得炉温调节值，炉温控制器根据炉温调节值控制炉温调节装置进行温度调节。

由此可见，炉温PID模块在控制炉温时，通过获取炉温检测值并进行PID处理获得炉温调节值，从而更加精准的对炉温进行调控。

进一步的方案中，风机PID模块包括风机控制器、浓度检测器和新风风机，浓度检测器获取炉内溶剂的浓度检测值，风机控制器根据浓度检测值与浓度预设值进行PID处理获得新风风机转速值，风机控制器根据新风风机转速值控制新风风机运行。

由此可见，风机PID模块在控制炉内溶剂的浓度时，通过获取浓度检测值进行PID处理，获得新风风机转速值，从而可精准调控炉内溶剂的浓度。

进一步的方案中，风机PID模块还包括新风气体流量计，新风气体流量计获取新风流量检测值，风机控制器根据浓度检测值、浓度预设值、新风流量检测值和新风流量预设值进行PID处理获得新风风机转速值。

由此可见，通过浓度检测值、浓度预设值、新风流量检测值和新风流量预设值进行PID处理获得新风风机转速值，可跟加精准控制新风风机的转速。

进一步的方案中，风机PID模块还包括排废风机、烘炉进口压强检测器和烘炉出口压强检测器，烘炉进口压强检测器获取烘炉进口压强检测值，烘炉出口压强检测器获取烘炉出口压强检测值，风机控制器根据烘炉进口压强检测值与烘炉出口压强检测值进行PID处理获得排废风机转速值，风机控制器根据排废风机转速值控制排废风机运行。

由此可见，在控制排废风机运行时，通过获取炉口压强检测值进行PID处理获得排废风机转速值，并根据排废风机转速值对排废风机进行控制，使得炉内压强保持稳定。

进一步的方案中，风机PID模块还包括排废气体流量计，排废气体流量计获取排废流量检测值，风机控制器根据烘炉进口压强检测值与烘炉出口压强检测值、排废流量检测值和排废流量预设值进行PID处理获得排废风机转速值。

由此可见，通过烘炉进口压强检测值与烘炉出口压强检测值、排废流量检测值和排废流量预设值进行PID处理获得排废风机转速值，可更加精确的控制排废风机的转速。

附图说明

图1是本发明基于串级调节的漆膜自动调控系统实施例的结构示意图。

图2是本发明基于串级调节的漆膜自动调控系统实施例的电路结构框图。

图3是本发明基于串级调节的漆膜自动调控系统实施例中漆膜外径PID模块的电路结构框图。

图4是本发明基于串级调节的漆膜自动调控系统实施例中炉温PID模块的电路结构框图。

图5是本发明基于串级调节的漆膜自动调控系统实施例中风机PID模块的电路结构框图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

如图1所示，本发明基于串级调节的漆膜自动调控系统应用在漆包机设备中，漆包机设备包括涂漆区10和烘炉20，导线30由涂漆区10进入，并从烘炉20的出口穿出。在此过程中，涂漆区10对导线30进行涂漆，涂漆后在烘炉20中进行烘干。基于串级调节的漆膜自动调控系统通过控制涂漆区10和烘炉20中的工作模块，保证导线30包漆的工艺参数处于稳定值。

参见图2，本发明提供的基于串级调节的漆膜自动调控系统包括车速调节模块1、漆膜外径PID模块2、炉温PID模块3和风机PID模块4，漆膜外径PID模块2、炉温PID模块3和风机PID模块4均与车速调节模块1串级连接。其中，车速调节模块1用于调节导线30的行进速率，漆膜外径PID模块2用于调节导线30的漆膜外径，炉温PID模块3用于控制烘炉20的炉温，风机PID模块4根据车速信息控制炉内溶剂的浓度。车速调节模块1将车速信息分别输出至漆膜外径PID模块2、炉温PID模块3和风机PID模块4，漆膜外径PID模块2根据车速信息控制产品漆膜外径，炉温PID模块根3据车速信息控制炉温，风机PID模块4根据车速信息控制炉内溶剂的浓度。车速信息与漆膜外径PID模块2、炉温PID模块3和风机PID模块4中的参数数据对应设置，可根据车速信息确定漆膜外径PID模块2、炉温PID模块3和风机PID模块4中的参数数据。

参见图3，漆膜外径PID模块2包括漆膜外径控制器21、漆膜外径检测器22、涂漆滚筒电机23和涂漆进料泵电机24，漆膜外径检测器22、涂漆滚筒电机23和涂漆进料泵电机24均与漆膜外径控制器21电连接。漆膜外径检测器22设置在烘炉20的出口外部，涂漆滚筒电机23和涂漆进料泵电机24位于涂漆区10内，涂漆滚筒电机23和涂漆进料泵电机24的具体设置方式为本领域技术人员所公知的技术，在此不再赘述。漆膜外径控制器21用于控制漆膜外径检测器22、涂漆滚筒电机23和涂漆进料泵电机24进行工作，漆膜外径检测器22用于检测产品的漆膜外径检测数据并发送至漆膜外径控制器21，涂漆滚筒电机23根据漆膜外径控制器21的涂漆滚筒电机控制信号进行工作，涂漆进料泵电机24根据漆膜外径控制器21的涂漆进料泵电机控制信号进行工作。优选的，漆膜外径检测器22为激光测径仪。

漆膜外径PID模块2在工作时，漆膜外径控制器21通过判断车速调节模块1当前的车速信息并确定当前对应的漆膜外径控制参数数据，如，当前的车速信息对应的各预设值。漆膜外径控制器21控制漆膜外径检测器22工作，漆膜外径检测器22获取漆膜外径检测数据，漆膜外径控制器21根据漆膜外径检测值与漆膜外径预设值进行PID处理获得涂漆滚筒电机转速值，漆膜外径控制器21根据涂漆滚筒电机转速值控制涂漆滚筒电机23运行。漆膜外径控制器21在获得涂漆滚筒电机转速值时，利用预设PID算法根据漆膜外径检测值与漆膜外径预设值进行PID处理获得涂漆滚筒控制系数，将涂漆滚筒控制系数与当前涂漆滚筒电机转速值进行运算，从而获得涂漆滚筒电机转速值。预设PID算法可根据实际需要进行设置，对数据进行PID处理为公知技术，在此不再赘述。

为了保障漆槽液位满足当前的涂漆滚筒电机转速值，漆膜外径控制器21根据涂漆滚筒电机转速值与涂漆滚筒电机预设转速值进行PID处理获得漆料泵转速值，漆膜外径控制器21根据漆料泵转速值控制涂漆进料泵电机24运行，对漆槽液位进行补充，保障漆槽液位满足当前的涂漆滚筒电机23的转速。漆膜外径控制器21根据涂漆滚筒电机转速值与涂漆滚筒电机预设转速值进行PID处理获得漆料泵转速值时，利用预设PID算法根据涂漆滚筒电机转速值与涂漆滚筒电机预设转速值进行PID处理获得第一漆料泵控制系数，通过第一漆料泵控制系数对当前漆料泵转速值进行计算从而获得漆料泵转速值。

本实施例中，漆膜外径PID模块2还包括漆槽液位检测器25，漆槽液位检测器25用于获取漆槽液位检测数据并发送至漆膜外径控制器21。漆槽液位检测器25位于涂漆区10内。漆膜外径控制器21在控制涂漆进料泵电机24时，漆槽液位检测器25获取漆槽液位检测值，漆膜外径控制器21根据涂漆滚筒电机转速值、涂漆滚筒电机预设转速值、漆槽液位检测值与漆槽液位设定值进行PID处理获得漆料泵转速值，漆膜外径控制器21根据漆料泵转速值控制涂漆进料泵电机24运行，对漆槽液位进行补充，保障漆槽液位满足当前的涂漆滚筒电机23的转速。漆膜外径控制器21在获得漆料泵转速值时，利用预设PID算法根据涂漆滚筒电机转速值与涂漆滚筒电机预设转速值进行PID处理获得第一漆料泵控制系数，根据漆槽液位检测值与漆槽液位设定值进行PID处理获得第二漆料泵控制系数，将第一漆料泵控制系数、第二漆料泵控制系数与当前漆料泵转速值进行运算从而获得漆料泵转速值。

另一实施例中，漆膜外径控制器21在控制涂漆进料泵电机24时，漆槽液位检测器25获取漆槽液位检测值，漆膜外径控制器21根据漆槽液位检测值与漆槽液位设定值进行PID处理获得漆料泵转速值，漆膜外径控制器21根据漆料泵转速值控制涂漆进料泵电机24运行，对漆槽液位进行补充，保障漆槽液位满足当前的涂漆滚筒电机23的转速。漆膜外径控制器21在获得漆料泵转速值时，利用预设PID算法根据漆槽液位检测值与漆槽液位设定值进行PID处理获得第二漆料泵控制系数，将第二漆料泵控制系数与当前漆料泵转速值进行运算从而获得漆料泵转速值。

参见图4，炉温PID模块3包括炉温控制器31、炉温调节装置32和温度检测器33，炉温调节装置32和温度检测器33分别与炉温控制器31电连接，炉温控制器31用于控制炉温调节装置32和温度检测器33工作，炉温调节装置32用于调节炉内温度，温度检测器33用于获取炉温检测值。其中，炉温调节装置32和温度检测器33均安装在烘炉20内，炉温调节装置32采用本领域技术人员所公知的炉温调节装置，用于对炉内温度进行调节，在此不再赘述。

炉温PID模块3在进行温度调节时，温度检测器32获取炉温检测值，炉温控制器31根据炉温检测值与炉温预设值进行PID处理获得炉温调节值，炉温控制器31根据炉温调节值控制炉温调节装置33进行温度调节。炉温控制器31在获得炉温调节值时，利用预设PID算法根据炉温检测值与炉温预设值进行PID处理获得炉温控制系数，将炉温控制系数与当前炉温值进行运算，从而获得炉温调节值。

参见图5，风机PID模块4包括风机控制器41、浓度检测器42、新风风机43、新风气体流量计44、排废风机45、烘炉进口压强检测器46、烘炉出口压强检测器47和排废气体流量计48，浓度检测器42、新风风机43、新风气体流量计44、排废风机45、烘炉进口压强检测器46、烘炉出口压强检测器47和排废气体流量计48均与风机控制器41电连接，风机控制器41用于控制浓度检测器42、新风风机43、新风气体流量计44、排废风机45、烘炉进口压强检测器46、烘炉出口压强检测器47和排废气体流量计48工作。浓度检测器42、新风风机43、新风气体流量计44、排废风机45、烘炉进口压强检测器46、烘炉出口压强检测器47和排废气体流量计48均位于烘炉20内。浓度检测器42用于获取炉内溶剂的浓度检测值并发送至风机控制器41，新风风机43用于向炉内输送新风，新风气体流量计44用于获取炉内的新风流量检测值，排废风机45用于排出炉内废气，烘炉进口压强检测器46用于获取烘炉进口压强检测值，烘炉出口压强检测器47用于获取烘炉出口压强检测值，排废气体流量计48用于获取排废流量检测值。

风机控制器41在控制新风风机43工作时，可以有以下两种实施方式。

一个实施例中，浓度检测器42获取炉内溶剂的浓度检测值，风机控制器41根据浓度检测值与浓度预设值进行PID处理获得新风风机转速值，风机控制器41根据新风风机转速值控制新风风机43运行。风机控制器41在获取新风风机转速值时，利用预设PID算法根据浓度检测值与浓度预设值进行PID处理获得第一新风风机控制系数，将第一新风风机控制系数与当前新风风机转速值进行运算，从而获得新风风机转速值。

另一个实施例中，浓度检测器42获取炉内溶剂的浓度检测值，新风气体流量计44用于获取炉内的新风流量检测值，风机控制器41根据浓度检测值、浓度预设值、新风流量检测值与新风流量预设值进行PID处理获得新风风机转速值，风机控制器41根据新风风机转速值控制新风风机43运行。风机控制器41在获取新风风机转速值时，利用预设PID算法根据浓度检测值与浓度预设值进行PID处理获得第一新风风机控制系数，根据新风流量检测值与新风流量预设值进行PID处理获得第二新风风机控制系数，将第一新风风机控制系数、第二新风风机控制系数与当前新风风机转速值进行运算，从而获得新风风机转速值。

风机控制器41在控制排废风机45工作时，可以有以下三种实施方式。

一个实施例中，烘炉进口压强检测器46获取烘炉进口压强检测值，烘炉出口压强检测器47获取烘炉出口压强检测值，风机控制器41根据烘炉进口压强检测值与烘炉出口压强检测值进行PID处理获得排废风机转速值，风机控制器41根据排废风机转速值控制排废风机45运行。风机控制器41在获取排废风机转速值时，利用预设PID算法根据烘炉进口压强检测值与烘炉出口压强检测值进行PID处理获得第一排废风机控制系数，将第一排废风机控制系数与当前排废风机转速值进行运算，从而获得新排废风机转速值。

另一个实施例中，烘炉进口压强检测器46获取烘炉进口压强检测值，烘炉出口压强检测器47获取烘炉出口压强检测值，排废气体流量计47获取炉内的新风流量检测值，风机控制器41根据烘炉进口压强检测值、烘炉出口压强检测值、排废流量检测值与排废流量预设值进行PID处理获得排废风机转速值，风机控制器41根据排废风机转速值控制排废风机45运行。风机控制器41在获取排废风机转速值时，利用预设PID算法根据烘炉进口压强检测值、烘炉出口压强检测值进行PID处理获得第一排废风机控制系数，根据排废流量检测值与排废流量预设值进行PID处理获得第二排废风机控制系数，将第一排废风机控制系数、第二排废风机控制系数与当前排废风机转速值进行运算，从而获得排废风机转速值。

由上述可知，本发明的基于串级调节的漆膜自动调控系统通过设置漆膜外径PID模块、炉温PID模块、风机PID模块均与车速调节模块串级连接，可通过串级调节控制产品性能，通过对多个不同监控参数的反馈进而对多个不同的工艺参数进行调节，将产品性能稳定在目标值且将工艺参数稳定在容许范围值内。以达到实时调控的目的。此外，车速调节模块的车速会对漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块同时造成影响，通过将车速信息分别输出至漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块，漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块可分别对各自的参数进行调控，可使调控更加精细。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于串级调节的漆膜自动调控系统，其特征在于：包括

车速调节模块、漆膜外径PID模块、炉温PID模块和风机PID模块，所述漆膜外径PID模块、所述炉温PID模块和所述风机PID模块均与所述车速调节模块串级连接；

所述车速调节模块将车速信息分别输出至所述漆膜外径PID模块、所述炉温PID模块和所述风机PID模块；

所述漆膜外径PID模块根据所述车速信息控制产品漆膜外径；

所述炉温PID模块根据所述车速信息控制炉温；

所述风机PID模块根据所述车速信息控制炉内溶剂的浓度。

2.根据权利要求1所述的基于串级调节的漆膜自动调控系统，其特征在于：

所述漆膜外径PID模块包括漆膜外径控制器、漆膜外径检测器和涂漆滚筒电机；

所述漆膜外径检测器获取漆膜外径检测数据，所述漆膜外径控制器根据所述漆膜外径检测值与漆膜外径预设值进行PID处理获得涂漆滚筒电机转速值，所述漆膜外径控制器根据所述涂漆滚筒电机转速值控制所述涂漆滚筒电机运行。

3.根据权利要求2所述的基于串级调节的漆膜自动调控系统，其特征在于：

所述漆膜外径PID模块还包括涂漆进料泵电机；

所述漆膜外径控制器根据所述涂漆滚筒电机转速值与涂漆滚筒电机预设转速值进行PID处理获得漆料泵转速值，所述漆膜外径控制器根据所述漆料泵转速值控制所述涂漆进料泵电机运行。

4.根据权利要求3所述的基于串级调节的漆膜自动调控系统，其特征在于：

所述漆膜外径PID模块还包括漆槽液位检测器，所述漆槽液位检测器获取漆槽液位检测值，所述漆膜外径控制器根据所述涂漆滚筒电机转速值、所述涂漆滚筒电机预设转速值、所述漆槽液位检测值与漆槽液位设定值进行PID处理获得所述漆料泵转速值。

5.根据权利要求2所述的基于串级调节的漆膜自动调控系统，其特征在于：

所述漆膜外径检测器为激光测径仪。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基于串级调节的漆膜自动调控系统，其特征在于：

所述炉温PID模块包括炉温控制器、炉温调节装置和温度检测器，所述温度检测器获取炉温检测值，所述炉温控制器根据所述炉温检测值与炉温预设值进行PID处理获得炉温调节值，所述炉温控制器根据所述炉温调节值控制所述炉温调节装置进行温度调节。

7.根据权利要求1至5任一项所述的基于串级调节的漆膜自动调控系统，其特征在于：

所述风机PID模块包括风机控制器、浓度检测器和新风风机，所述浓度检测器获取炉内溶剂的浓度检测值，所述风机控制器根据所述浓度检测值与浓度预设值进行PID处理获得新风风机转速值，所述风机控制器根据所述新风风机转速值控制所述新风风机运行。

8.根据权利要求7所述的基于串级调节的漆膜自动调控系统，其特征在于：

所述风机PID模块还包括新风气体流量计，所述新风气体流量计获取新风流量检测值，所述风机控制器根据所述浓度检测值、浓度预设值、所述新风流量检测值和新风流量预设值进行PID处理获得所述新风风机转速值。

9.根据权利要求8所述的基于串级调节的漆膜自动调控系统，其特征在于：

所述风机PID模块还包括排废风机、烘炉进口压强检测器和烘炉出口压强检测器，所述烘炉进口压强检测器获取烘炉进口压强检测值，所述烘炉出口压强检测器获取烘炉出口压强检测值，所述风机控制器根据所述烘炉进口压强检测值与所述烘炉出口压强检测值进行PID处理获得排废风机转速值，所述风机控制器根据所述排废风机转速值控制所述排废风机运行。

10.根据权利要求9所述的基于串级调节的漆膜自动调控系统，其特征在于：

所述风机PID模块还包括排废气体流量计，所述排废气体流量计获取排废流量检测值，所述风机控制器根据所述烘炉进口压强检测值与所述烘炉出口压强检测值、所述排废流量检测值和排废流量预设值进行PID处理获得所述排废风机转速值。