CN111076690B - 一种涂布生产设备测距传感器故障下的卷径计算方法及测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涂布生产设备测距传感器故障下的卷径计算方法及测量装置，其方法包括生产设备运行过程中的卷径测量；在测距传感器故障时发出故障报警；切换成卷径计算程序，由程序计算数值替代测距传感器的测量值。本发明可用于涂布生产设备中测距传感器故障时，采用卷径计算程序替代测距传感器进行卷径测量，可在无技术人员在场的情况下及时发现故障并保障设备正常运行。

Description

一种涂布生产设备测距传感器故障下的卷径计算方法及测量 装置

技术领域

本发明属于涂布生产设备技术领域，特别涉及一种涂布生产设备测距传感器故障下的卷径计算方法及测量装置。

背景技术

涂布生产设备是造纸、印刷、纺织等工业领域中的常用设备，其生产的关键在于生产过程中各电动机所驱动的负载转动线速度要保持一致，但是在涂布设备运行时放卷卷径的实时变化将导致放卷线速度随之改变，这将直接影响生产产品的质量和生产安全。常见涂布生产设备主要包括两种：一是依据张力实现线速度微调的设备，此类设备计算过于频繁，并且具有滞后性，无法保证产品质量；二是安装有测距传感器的设备，正常情况下可满足生产需求，但由于其卷绕位置会发生改变等因素经常导致测距传感器失效和生产中断，造成经济损失。因此，从生产安全的角度出发，在测距传感器故障时需要一种应急方法模拟测距传感器来进行放卷卷径测量，从而使设备能够继续运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种涂布生产设备测距传感器故障下的卷径计算方法，并提供一种测量装置，在设备测距传感器发生故障时，能够代替测距传感器实时计算卷径，保证设备的正常安全运行及生产产品质量。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

本发明的一种涂布生产设备测距传感器故障下的卷径计算方法，包括以下步骤：

(1)涂布生产设备启动前，测量墙面与放卷轴心的垂直距离S，墙面与放卷轴边的垂直距离Y0以及单位布料厚度L，计算放卷辊筒负载的初始卷径，初始卷径的计算公式为：

D0＝S-Y0 (1)

式中：D0为放卷辊筒负载的初始卷径，S为墙面与放卷轴心的垂直距离，Y0为墙面与放卷轴边的垂直距离，将负载的初始卷径存储至控制器数据存储单元内。

(2)利用测距传感器监测墙面与放卷轴边的垂直距离Y并计算放卷辊筒实时卷径D；

D＝S-Y (2)

式中：S为墙面与放卷轴心的垂直距离，Y为墙面与放卷轴边的垂直距离测量值。

(3)涂布生产设备运行时，放卷辊筒旋转一周，控制器计算放卷辊筒实时卷径，并将放卷辊筒实时卷径计算值存储到控制器数据存储单元内，放卷辊筒实时卷径计算值为：

式中：D_n为实时放卷辊筒卷径计算值，L为单位布料厚度测量值，n为辊筒旋转圈数。

(4)监测涂布生产设备中放卷辊筒线速度与相邻牵引辊筒的线速度，若两者线速度之差5％以上，发出故障报警，并关闭设备测距传感器；即：

式中：V1为放卷辊筒线速度，V2为相邻牵引辊筒线速度。

(5)启动卷径计算程序，计算出测距传感器关闭下的放卷辊筒卷径数值；将该数值作为故障下的放卷辊筒初始卷径，并且持续计算放卷辊筒实时卷径值，使涂布生产设备继续运行。

本发明的一种涂布生产设备测距传感器故障下的卷径测量装置，其特征在于，包括：

第一模块，用于在涂布生产设备启动前，测量墙面与放卷轴心的垂直距离S，墙面与放卷轴边的垂直距离Y以及单位布料厚度L，计算放卷辊筒负载的初始卷径；

第二模块，用于在涂布生产设备运行时，利用测距传感器监测放卷辊筒实时卷径；

第三模块，用于在涂布生产设备运行时，放卷辊筒旋转一周，采用控制器计算放卷辊筒实时卷径，并将放卷辊筒实时卷径计算值存储到控制器数据存储单元内；

第四模块，用于监测涂布生产设备中放卷辊筒与相邻牵引辊筒的线速度，若两者线速度之差5％以上，发出故障报警，并关闭设备测距传感器；

第五模块，用于启动卷径计算程序，计算出测距传感器关闭下的放卷辊筒卷径数值；将该数值作为故障下的放卷辊筒初始卷径，并且持续计算放卷辊筒实时卷径值，使涂布生产设备继续运行。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1.本发明相较于传统的张力监测方法，拥有更加直观的特性。张力监测法是在已经出现偏差的情况下进行调整，产品质量必定受到影响；本发明具有提前性，通过卷径的实时数值对设备状态进行调整，不会产生误差，并且能更直观地观察设备运行情况。

2.传统的张力监测方法故障率较高，张力传感器的测量范围有限，过大或过小的张力难以准确测量，而本发明的卷径的测量和计算不会出现此类情况。

3.少数涂布生产设备使用卷径测量装置，但由于卷绕辊筒的位置会发生变化，导致卷径测量装置出现误差，并且无报警与应急控制模式。本发明可实时监控设备运行状况，可在测距传感器发生故障时可切换成应急的程序计算模式。

4.本发明可在涂布生产设备测距传感器故障的情况下发出报警信号，并在故障发生无相关技术人员在场时，可用本发明计算方法使设备继续运行，减少经济损失。

附图说明

图1为本发明的涂布生产设备的部分结构示意图。其中，具有两个速度传感器：放卷速度传感器用于测量放卷辊筒的线速度V1，牵引速度传感器用于测量相邻牵引辊筒的线速度V2；具有一个测距传感器，用于测量墙面与放卷轴边的距离Y；具有一个控制器，用于测距装置的传感器采集功能控制、数据运算和数据存储功能。

图2为图1所示的放卷辊筒局部示意图。

图3为本发明涂布生产设备测距传感器故障下的卷径计算方法的一种实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图具体实例对本发明技术方案进一步说明。

如图1和图2所示，本发明涂布生产设备包括测距传感器、放卷辊筒、放卷速度传感器、牵引辊筒以及牵引速度传感器，放卷辊筒上卷绕布料，辊筒卷径为R，布料总厚度为H，单位布料厚度为L，放卷辊筒线速度为V1，牵引辊筒线速度为V2。

如图3所示，本发明的涂布生产设备测距传感器故障下的卷径计算方法，包括如下步骤：

步骤1、包括：

1-1、设备启动前，分别测量墙面与放卷轴心的垂直距离S，墙面与放卷轴边的垂直距离初始值Y0以及单位布料厚度L，计算放卷辊筒负载的初始卷径，并存入控制器的数据存储器。即：

D0＝S-Y0 (4)

其中，D0为放卷辊筒负载的初始卷径，S为墙面与放卷轴心的垂直距离，Y为墙面与放卷轴边的垂直距离。

1-2、运行设备，采用测距传感器在线测量墙面至，并使用控制器在辊筒旋转时计算实时的放卷辊筒卷径，以备测距传感器故障时模拟测距传感器程序使用。放卷辊筒每旋转一圈，重新计算放卷辊筒卷径，即减去单位布料厚度，将实时卷径值存入控制器的数据存储器内，计算方法为：

其中，D1、D2、Dn为放卷辊筒实时卷径计算值，S为墙面与放卷轴心的垂直距离，Y为墙面与放卷轴边的垂直距离，L为单位布料厚度。

步骤2、使用速度传感器监测涂布生产设备中放卷辊筒与相邻牵引辊筒的线速度，并将数值传输至控制器进行对比，若放卷辊筒与相邻牵引辊筒的线速度值相差大于两者之中较小线速度的5％，即：

|V1-V2|＞5％min(V1,V2)

其中，V1为放卷辊筒线速度，V2为相邻牵引辊筒线速度。

当线速度差超过5％，继续运行将使张力成线性增加，布料可在短时间内撕裂。报警装置发出故障报警，及时关闭测距传感器。

步骤3、启动卷径计算程序，计算出测距传感器关闭下的放卷辊筒卷径数值；将该数值作为测距传感器故障下的放卷辊筒初始卷径，并且持续计算放卷辊筒实时卷径值，使涂布生产设备继续运行。

用于实现本发明涂布生产设备测距传感器故障下卷径计算方法的一种测量装置，包括：

第一模块，用于在涂布生产设备启动前，测量墙面与放卷轴心的垂直距离S，墙面与放卷轴边的垂直距离Y0以及单位布料厚度L，计算放卷辊筒负载的初始卷径D0；

第二模块，用于在涂布生产设备运行时，利用测距传感器监测并计算放卷辊筒实时卷径D；

第三模块，用于在涂布生产设备运行时，放卷辊筒旋转一周，采用控制器计算放卷辊筒实时卷径，并将放卷辊筒实时卷径计算值存储到控制器数据存储单元内；

第四模块，用于监测涂布生产设备中放卷辊筒与相邻牵引辊筒的线速度，若两者线速度之差5％以上，发出故障报警，并关闭设备测距传感器；

第五模块，用于启动卷径计算程序，计算出测距传感器关闭下的放卷辊筒卷径数值；将该数值作为故障下的放卷辊筒初始卷径，并且持续计算放卷辊筒实时卷径值，使涂布生产设备继续运行。

总之，本发明提供了一种涂布生产设备测距传感器故障下的卷径计算方法和测量装置。其方法包括生产设备运行过程中的卷径测量，在测距传感器故障时发出故障报警，并切换成卷径计算程序，由程序计算数值替代测距传感器的测量值。本发明是在涂布生产设备测距传感器故障时的有效替代测量方法，可在无相关技术人员在场以及发现故障原因之前维持设备运行。

Claims (2)

1.一种涂布生产设备测距传感器故障下的卷径计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)涂布生产设备启动前，测量墙面与放卷轴心的垂直距离S，墙面与放卷轴边的垂直距离初始值Y0以及单位布料厚度L，计算放卷辊筒负载的初始卷径D0；

(2)涂布生产设备运行时，利用测距传感器监测墙面与放卷轴边的垂直距离Y并计算放卷辊筒实时卷径D；

(3)涂布生产设备运行时，放卷辊筒旋转一周，控制器计算放卷辊筒实时卷径，并将放卷辊筒实时卷径计算值存储到控制器数据存储单元内；

(4)监测涂布生产设备中放卷辊筒线速度与相邻牵引辊筒的线速度，若两者线速度之差5％以上，发出故障报警，并关闭设备测距传感器；

(5)启动卷径计算程序，计算出测距传感器关闭下的放卷辊筒卷径数值；将该数值作为故障下的放卷辊筒初始卷径，并且持续计算放卷辊筒实时卷径值，使涂布生产设备继续运行；

步骤(1)所述的放卷辊筒负载的初始卷径为：

D0＝S-Y0 (1)

式中：D0为放卷辊筒负载的初始卷径，S为墙面与放卷轴心的垂直距离，Y0为墙面与放卷轴边的垂直距离初始值；

步骤(2)所述的放卷辊筒负载的实时卷径D为：

D＝S-Y (2)

式中：S为墙面与放卷轴心的垂直距离，Y为墙面与放卷轴边的垂直距离测量值；

步骤(3)所述的放卷辊筒实时卷径计算值为：

式中：Dn为实时放卷辊筒卷径计算值，L为单位布料厚度测量值，n为辊筒旋转圈数；

所述的两线速度之差大于5％，即：

则发出故障报警；式中：V1为放卷辊筒线速度，V2为相邻牵引辊筒线速度。

2.一种涂布生产设备测距传感器故障下的卷径测量装置，其特征在于，包括：

第一模块，用于涂布生产设备启动前，测量墙面与放卷轴心的垂直距离S，墙面与放卷轴边的垂直距离初始值Y0以及单位布料厚度L，计算放卷辊筒负载的初始卷径D0；所述的放卷辊筒负载的初始卷径为：

D0＝S-Y0 (1)

式中：D0为放卷辊筒负载的初始卷径，S为墙面与放卷轴心的垂直距离，Y0为墙面与放卷轴边的垂直距离初始值；

第二模块，用于涂布生产设备运行时，利用测距传感器监测墙面与放卷轴边的垂直距离Y并计算放卷辊筒实时卷径D；所述的放卷辊筒负载的实时卷径D为：

D＝S-Y (2)

第三模块，用于在涂布生产设备运行时，放卷辊筒旋转一周，采用控制器计算放卷辊筒实时卷径，并将放卷辊筒实时卷径计算值存储到控制器数据存储单元内；所述的放卷辊筒实时卷径计算值为：

式中：Dn为实时放卷辊筒卷径计算值，L为单位布料厚度测量值，n为辊筒旋转圈数；

第四模块，用于监测涂布生产设备中放卷辊筒与相邻牵引辊筒的线速度，若两者线速度之差5％以上，发出故障报警，并关闭设备测距传感器；所述的两线速度之差大于5％，即：

则发出故障报警；式中：V1为放卷辊筒线速度，V2为相邻牵引辊筒线速度；

第五模块，用于启动卷径计算程序，计算出测距传感器关闭下的放卷辊筒卷径数值；将该数值作为故障下的放卷辊筒初始卷径，并且持续计算放卷辊筒实时卷径值，使涂布生产设备继续运行。

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