CN110703674A - 一种节能控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于purley平台的大数据服务器系统套板领域一种节能控制系统，包括传送带，所述传送带连接多个加工设备，在传送带的输入端设置有传感器，所述传感器连接有中央处理器，所述中央处理器连接有组排通断器，每一个组排通断器的支路连接一个加工设备。该系统能够控制生产线上的各个加工设备只在待加工材料靠近时开启，加工完成后及时关闭。在进行单个样品加工时具有显著的的节能效果。同时对于间隔较大的加工工艺也能起到有效节能的效果。

Description

一种节能控制系统及方法
技术领域
本发明涉及机械设备加工领域，特别是涉及节能控制系统及方法。
背景技术
生产设备在批量生产大批量的产品前，需要做首件产品进行检测，确认品质是否达到要求。等首件产品确认符合要求后才能进行批量生产。由于生产线由多个加工设备组成，一旦开启后逐个关闭的操作繁琐，操作人员一般不会停机等待结果，此时各加工设备会处于空运转状态。损耗大量的能源。
发明内容
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种节能控制系统，包括传送带，所述传送带连接多个加工设备，在传送带的输入端设置有传感器，所述传感器连接有中央处理器，所述中央处理器连接有组排通断器，每一个组排通断器的支路连接一个加工设备。
进一步的，所述传送带包括有传送马达、与所述传送马达传动连接的传送带滚轮、套设于所述传送带滚轮上的皮带。
进一步的，多个所述加工设备分别为：显影设备、水洗设备、蚀刻设备、褪膜设备和烘干设备。
进一步的，所述中央处理器包括有PLC单片机。
进一步的，所述组排通断器为并联开关。
进一步的，所述传送带长度为15m-40m。
进一步的，所述传送带从输入端传送至输入端所需时间为5min-15min。
还包括一种节能控制方法，包括权利要求1-7所述，其特征在于，包括如下步骤：
S1、输入公式，在中央处理器的PLC编程软件中录入S＝VT的基础运算公式；
S2、测量距离，以传送带的输入端处设置的传感器为原点测量所述原点到达第一个加工设备所在工段的距离S11，再测量待加工材料完全脱离第一个加工设备所在工段的距离S12，以此类推分别测量出由原点到各个加工设备所在工段的距离SN1和待加工材料完全脱离各个加工设备所在工段的距离SN2；
S3、测试速度，测量传送带滚轮的直径，通过L＝2πR的公式求出传送带滚轮的周长，再根据传送带的电机转速，计算出单位时间内传送带的传送速度V；
S4、计算时间，通过中央处理器中存储的运算公式，计算出待加工材料自原点出发，到达第一个加工设备所在工段所需的时间为T11，完全脱离第一个加工设备所在工段所需的时间为T12，以此类推分别计算出由原点到各个加工设备所在工段的时间TN1和待加工材料完全脱离各个加工设备所在工段的时间TN2；
S5、单品加工，单个待加工材料放入传送带的输入端，由原点出发进行加工时，所有加工设备处于关闭状态，单个待加工材料随传送带传送时间为T11时，第一个加工设备开启，对单个待加工材料进行加工，传送带传送时间为T12时，第一个加工设备关闭，以此类推单个待加工材料传送时间为TN1时，第N个加工设备开启，传送时间为TN2时，第N个加工设备关闭。
进一步的，多个待加工材料材料批量加工时，位于传送带输入端的传感器被连续触发信号，所述连续触发信号转化为逻辑复位信号，使中央处理器保持组排通断器的全部开启状态。
进一步的，所述S2步骤中测量的距离SN1为原点到达第N个加工设备所在工段距离与预留缓冲距离的差值。
本发明的工作原理为：设计一种在单个待加工材料进行单次加工时，能够根据单个待加工材料所在传送带的位置开启最近一个加工设备而关闭其他设备的控制系统，达到节能的目的。具体设计方案如下：
首先设置传送带的输入端为原点。该原点处设置传感器用于信息记录。同时该原点作为测量距离的原点和计时零点。中央处理器作为全套系统的控制中心，其内部设置有PLC单片机作为编程器进行公式录入和运算。核心运算公式为S＝VT(路程＝速度*时间)的物理公式。
由于设定程序为待加工材料自传送带输入端开始传送一端时间后接近第一个加工设备时，第一个加工设备开启。因此测量出原点到达第一个加工设备所在工段的距离标定为S11，在测量该数值时，需考虑到待加工材料接近后第一个加工设备启动需要一定的缓冲距离即缓冲时间，因此S11的距离为原点到达第一个加工设备所在工段的距离与所述缓冲距离的差值。再测量第一个加工设备所在工段的长度与待加工材料的长度之和，得出距离S12。以此类推N个加工设备则测量N组SN1数值和SN2数值。
待加工材料的移动速度等于传送带的传送速度，因此在传送马达与传送带滚轮的传动比为1:1的前提下。需先计算传送马达在单位时间内的转动的圈数，再测量出传送带滚轮的直径，通过周长公式L＝2πR求得传送带滚轮的周长，再以周长和圈数的乘积计算得出传送带在单位时间内的速度V。
在通过测量和计算分别计算出SN1、SN2和V几项数值后，即可通过运算得出待加工材料自原点出发，经过时间TN1后到达接近第N个加工设备的位置，此时第N个加工设备开启，并持续运行TN2的时间后，待加工材料完成该工序的加工与该工段完全脱离，第N个加工设备停止。达到节约能源的目的。
值得一提的是，在进行批量生产环节后，多个待加工材料连续放入传送带的输入端，经过传感器激发连续的信号。该种连续信号传回至中央处理器后处理为逻辑复位信号，中央处理器控制组排通断器的全部支路保持开启状态，即各加工设备保持开启状态不停机。
本发明的有益效果为：该系统能够控制生产线上的各个加工设备只在待加工材料靠近时开启，加工完成后及时关闭。在进行单个样品加工时具有显著的的节能效果。同时对于间隔较大的加工工艺也能起到有效节能的效果。
附图说明
附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明一实施例提供的一种节能控制系统结构示意图。
图例：
010传送带；020加工设备；030传感器；040中央处理器；050组排通断器；
011传送马达；012传送带滚轮；013皮带；
021显影设备；022水洗设备；023蚀刻设备；024褪膜设备；025烘干设备；
031速度传感器。
具体实施方式
如图1中所示，本发明一实施例提供的一种节能控制系统，包括传送带010，所述传送带010连接多个加工设备020，在传送带010的输入端设置有传感器030，所述传感器030连接有中央处理器040，所述中央处理器040连接有组排通断器050，每一个组排通断器050的支路连接一个加工设备020。
进一步的，所述传送带010包括有传送马达011、与所述传送马达011传动连接的传送带滚轮012、套设于所述传送带滚轮012上的皮带013。
进一步的，多个所述加工设备020分别为：显影设备021、水洗设备022、蚀刻设备023、褪膜设备024和烘干设备025。
进一步的，所述中央处理器040包括有PLC单片机。
进一步的，所述组排通断器050为并联开关。
进一步的，所述传送带010长度为15m-40m。
进一步的，所述传送带010从输入端传送至输入端所需时间为5min-15min。
还包括一种节能控制方法，包括权利要求1-7所述，其特征在于，包括如下步骤：
S1、输入公式，在中央处理器040的PLC编程软件中录入S＝VT的基础运算公式；
S2、测量距离，以传送带010的输入端处设置的传感器030为原点测量所述原点到达第一个加工设备020所在工段的距离S11，再测量待加工材料完全脱离第一个加工设备020所在工段的距离S12，以此类推分别测量出由原点到各个加工设备020所在工段的距离SN1和待加工材料完全脱离各个加工设备020所在工段的距离SN2；
S3、测试速度，测量传送带滚轮012的直径，通过L＝2πR的公式求出传送带滚轮012的周长，再根据传送带010的电机转速，计算出单位时间内传送带010的传送速度V；
S4、计算时间，通过中央处理器040中存储的运算公式，计算出待加工材料自原点出发，到达第一个加工设备020所在工段所需的时间为T11，完全脱离第一个加工设备020所在工段所需的时间为T12，以此类推分别计算出由原点到各个加工设备020所在工段的时间TN1和待加工材料完全脱离各个加工设备020所在工段的时间TN2；
S5、单品加工，单个待加工材料放入传送带010的输入端，由原点出发进行加工时，所有加工设备020处于关闭状态，单个待加工材料随传送带010传送时间为T11时，第一个加工设备020开启，对单个待加工材料进行加工，传送带010传送时间为T12时，第一个加工设备020关闭，以此类推单个待加工材料传送时间为TN1时，第N个加工设备020开启，传送时间为TN2时，第N个加工设备020关闭。
进一步的，多个待加工材料材料批量加工时，位于传送带010输入端的传感器030被连续触发信号，所述连续触发信号转化为逻辑复位信号，使中央处理器040保持组排通断器050的全部开启状态。
进一步的，所述S2步骤中测量的距离SN1为原点到达第N个加工设备020所在工段距离与预留缓冲距离的差值。
设计一种在单个待加工材料进行单次加工时，能够根据单个待加工材料所在传送带010的位置开启最近一个加工设备020而关闭其他设备的控制系统，达到节能的目的。具体设计方案如下：
实施例1：
首先设置传送带010的输入端为原点。该原点处设置传感器030用于信息记录。同时该原点作为测量距离的原点和计时零点。中央处理器040作为全套系统的控制中心，其内部设置有PLC单片机作为编程器进行公式录入和运算。核心运算公式为S＝VT(路程＝速度*时间)的物理公式。
由于设定程序为待加工材料自传送带010输入端开始传送一端时间后接近第一个加工设备020时，第一个加工设备020开启。因此测量出原点到达第一个加工设备020所在工段的距离标定为S11，在测量该数值时，需考虑到待加工材料接近后第一个加工设备020启动需要一定的缓冲距离即缓冲时间，因此S11的距离为原点到达第一个加工设备020所在工段的距离与所述缓冲距离的差值。再测量第一个加工设备020所在工段的长度与待加工材料的长度之和，得出距离S12。以此类推N个加工设备020则测量N组SN1数值和SN2数值。
待加工材料的移动速度等于传送带010的传送速度，因此在传送马达011与传送带滚轮012的传动比为1:1的前提下。需先计算传送马达011在单位时间内的转动的圈数，再测量出传送带滚轮012的直径，通过周长公式L＝2πR求得传送带滚轮012的周长，再以周长和圈数的乘积计算得出传送带010在单位时间内的速度V。
在通过测量和计算分别计算出SN1、SN2和V几项数值后，即可通过运算得出待加工材料自原点出发，经过时间TN1后到达接近第N个加工设备020的位置，此时第N个加工设备020开启，并持续运行TN2的时间后，待加工材料完成该工序的加工与该工段完全脱离，第N个加工设备020停止。达到节约能源的目的。
值得一提的是，在进行批量生产环节后，多个待加工材料连续放入传送带010的输入端，经过传感器030激发连续的信号。该种连续信号传回至中央处理器040后处理为逻辑复位信号，中央处理器040控制组排通断器050的全部支路保持开启状态，即各加工设备020保持开启状态不停机。
实施例2：
代入加工设备020为显影设备021、水洗设备022、蚀刻设备023、褪膜设备024和烘干设备025总共5个。
首先设置传送带010的输入端为原点。该原点处设置传感器030用于信息记录。同时该原点作为测量距离的原点和计时零点。中央处理器040作为全套系统的控制中心，其内部设置有PLC单片机作为编程器进行公式录入和运算。核心运算公式为S＝VT(路程＝速度*时间)的物理公式。
由于设定程序为待加工材料自传送带010输入端开始传送一端时间后接近第一个加工设备020时，第一个加工设备020开启。因此测量出原点到达第一个加工设备020所在工段的距离标定为S11，在测量该数值时，需考虑到待加工材料接近后第一个加工设备020启动需要一定的缓冲距离即缓冲时间，因此S11的距离为原点到达第一个加工设备020所在工段的距离与所述缓冲距离的差值。再测量第一个加工设备020所在工段的长度与待加工材料的长度之和，得出距离S12。以此类推分别测量出S21、S22、S31、S32、S41、S42、S51、S52。
待加工材料的移动速度等于传送带010的传送速度，因此在传送马达011与传送带滚轮012的传动比为1:1的前提下。需先计算传送马达011在单位时间内的转动的圈数，再测量出传送带滚轮012的直径，通过周长公式L＝2πR求得传送带滚轮012的周长，再以周长和圈数的乘积计算得出传送带010在单位时间内的速度V。套入S＝VT公式可得出T11、T12、T21、T22、T31、T32、T41、T42、T51、T52。
通过运算得出待加工材料自原点出发，经过时间T11后到达接近第一个加工设备020的位置，此时第一个加工设备020开启，经过T12的时间后，待加工材料完成该工序的加工与该工段完全脱离，第一个加工设备020停止。待加工材料继续运行至自原点出发后的总时间T21时，第二个加工设备020开启，维持T22的时间后，第二个加工设备020停止。待加工材料继续运行至自原点出发后的总时间T31时，第三个加工设备020开启，维持T32的时间后，第三个加工设备020停止。待加工材料继续运行至自原点出发后的总时间T41时，第四个加工设备020开启，维持T42的时间后，第四个加工设备020停止。待加工材料继续运行至自原点出发后的总时间T51时，第五个加工设备020开启，维持T52的时间后，第五个加工设备020停止。完成该单个产品的加工。
实施例3：
代入加工设备020为显影设备021、水洗设备022、蚀刻设备023、褪膜设备024和烘干设备025总共5个。
首先设置传送带010的输入端为原点。该原点处设置传感器030用于信息记录。同时该原点作为测量距离的原点和计时零点。中央处理器040作为全套系统的控制中心，其内部设置有PLC单片机作为编程器进行公式录入和运算。核心运算公式为S＝VT(路程＝速度*时间)的物理公式。
由于设定程序为待加工材料自传送带010输入端开始传送一端时间后接近第一个加工设备020时，第一个加工设备020开启。因此测量出原点到达第一个加工设备020所在工段的距离标定为S11，在测量该数值时，需考虑到待加工材料接近后第一个加工设备020启动需要一定的缓冲距离即缓冲时间，因此S11的距离为原点到达第一个加工设备020所在工段的距离与所述缓冲距离的差值。再测量第一个加工设备020所在工段的长度与待加工材料的长度之和，得出距离S12。以此类推分别测量出S21、S22、S31、S32、S41、S42、S51、S52。
待加工材料的移动速度通过设置在传送带010上的速度传感器031进行测量得出速度V。套入S＝VT公式可得出T11、T12、T21、T22、T31、T32、T41、T42、T51、T52。
通过运算得出待加工材料自原点出发，经过时间T11后到达接近第一个加工设备020的位置，此时第一个加工设备020开启，当时间达到T11+T12之和时，待加工材料完成该工序的加工与该工段完全脱离，第一个加工设备020停止。待加工材料继续运行至自原点出发后的总时间T21时，第二个加工设备020开启，当时间达到T21+T22之和时，第二个加工设备020停止。待加工材料继续运行至自原点出发后的总时间T31时，第三个加工设备020开启，当时间达到T31+T32之和时，第三个加工设备020停止。待加工材料继续运行至自原点出发后的总时间T41时，第四个加工设备020开启，当时间达到T41+T42之和时，第四个加工设备020停止。待加工材料继续运行至自原点出发后的总时间T51时，第五个加工设备020开启，当时间达到T51+T52之和时，第五个加工设备020停止。完成该单个产品的加工。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种节能控制系统，其特征在于：包括传送带，所述传送带连接多个加工设备，在传送带的输入端设置有传感器，所述传感器连接有中央处理器，所述中央处理器连接有组排通断器，每一个组排通断器的支路连接一个加工设备。
2.根据权利要求1所述节能控制系统，其特征在于：所述传送带包括有传送马达、与所述传送马达传动连接的传送带滚轮、套设于所述传送带滚轮上的皮带。
3.根据权利要求1所述节能控制系统，其特征在于：多个所述加工设备分别为：显影设备、水洗设备、蚀刻设备、褪膜设备和烘干设备。
4.根据权利要求1所述节能控制系统，其特征在于：所述中央处理器包括有PLC单片机。
5.根据权利要求1所述节能控制系统，其特征在于：所述组排通断器为并联开关。
6.根据权利要求1所述节能控制系统，其特征在于：所述传送带长度为15m-40m。
7.根据权利要求6所述节能控制系统，其特征在于：所述传送带从输入端传送至输入端所需时间为5min-15min。
8.一种节能控制方法，包括权利要求1-7所述节能控制系统，其特征在于，包括如下步骤：
S1、输入公式，在中央处理器的PLC编程软件中录入S＝VT的基础运算公式；
S2、测量距离，以传送带的输入端处设置的传感器为原点测量所述原点到达第一个加工设备所在工段的距离S11，再测量待加工材料完全脱离第一个加工设备所在工段的距离S12，以此类推分别测量出由原点到各个加工设备所在工段的距离SN1和待加工材料完全脱离各个加工设备所在工段的距离SN2；
S3、测试速度，测量传送带滚轮的直径，通过L＝2πR的公式求出传送带滚轮的周长，再根据传送带的电机转速，计算出单位时间内传送带的传送速度V；
S4、计算时间，通过中央处理器中存储的运算公式，计算出待加工材料自原点出发，到达第一个加工设备所在工段所需的时间为T11，完全脱离第一个加工设备所在工段所需的时间为T12，以此类推分别计算出由原点到各个加工设备所在工段的时间TN1和待加工材料完全脱离各个加工设备所在工段的时间TN2；
S5、单品加工，单个待加工材料放入传送带的输入端，由原点出发进行加工时，所有加工设备处于关闭状态，单个待加工材料随传送带传送时间为T11时，第一个加工设备开启，对单个待加工材料进行加工，传送带传送时间为T12时，第一个加工设备关闭，以此类推单个待加工材料传送时间为TN1时，第N个加工设备开启，传送时间为TN2时，第N个加工设备关闭。
9.根据权利要求8所述节能控制方法，其特征在于：多个待加工材料材料批量加工时，位于传送带输入端的传感器被连续触发信号，所述连续触发信号转化为逻辑复位信号，使中央处理器保持组排通断器的全部开启状态。
10.根据权利要求8所述节能控制方法，其特征在于：所述S2步骤中测量的距离SN1为原点到达第N个加工设备所在工段距离与预留缓冲距离的差值。
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