CN111577709A - 气动智能控制终端、控制方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气动智能控制终端、控制方法及应用，控制终端包括气缸、数字控制终端和上位控制器，上位控制器与位移传感器连接，数字控制终端的输入端连接上位控制器，输出端连接气缸管路，上位控制器实时采集位移传感器的位移信号并传递至数字控制终端，数字控制终端根据位移信号调节气缸的进出气流量和气压来控制气缸的运动，并将气动智能控制终端应用于封罐机的气缸控制。通过上述方式，本发明气动智能控制终端、控制方法及应用能够实现气缸进出气流量和气压的精准控制，解决以前气缸控制末端运动冲击造成的震动和噪音等问题，同时应用于封罐机中保证封罐机封罐速度，降低封罐机残氧率，保证封罐机封口之后罐体内部气压一致性。
Description
技术领域
本发明涉及食品包装控制技术领域，特别是涉及一种气动智能控制终端、控制方法及应用。
背景技术
铁听罐封罐实际上封的是底盖，上盖与罐体已经在制罐过程中制作完成了。作为乳制品厂在包装过程中，将乳品充填计量后进行抽真空充氮保鲜等工艺，然后进行封底盖。
为了食品的保质期，对铁听罐粉末食品的包装，在充填及封罐过程中，必须进行抽真空充氮的工艺，这个过程对于食品行业（尤其是乳制品）是很重要的。
作为包装罐体在设计制造过程中，要求抽真空充氮后罐内物料的残氧率低于1%，这样才能使产品保质期更长久更安全。
传统的封罐过程中，顶罐气缸的控制方式是通过二位五通阀来控制气缸运动，这种情况下顶罐气缸无法实现悬停功能，无法实现将气缸控制在规定行程内的需求，气缸运动时会由于冲击会产生震动和噪音。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种气动智能控制终端、控制方法及应用，通过气动智能控制终端实时控制气缸的进出气流量和气压来达到精准控制气缸的目的，能够实现气缸进出气流量和气压的精准控制，解决以前气缸控制末端运动冲击造成的震动和噪音；将气动智能控制终端应用于封罐机中，保证封罐机的封罐速度，降低了封罐机的残氧率，保证封罐机封口之后罐体内部气压的一致性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种气动智能控制终端，包括：气缸、数字控制终端和上位控制器，
气缸上具有检测气缸运动部件位移量的位移传感器，上位控制器与位移传感器连接，数字控制终端的输入端连接上位控制器，数字控制终端的输出端连接气缸管路，
上位控制器实时采集位移传感器的位移信号并传递至数字控制终端，数字控制终端根据位移信号调节气缸的进出气流量和气压来控制气缸的运动。
在本发明一个较佳实施例中，控制系统以气缸作为执行器，以数字控制终端作为比例方向控制阀，
数字控制终端上具有进气口、排气口、第一工作气口和第二工作气口，进气口接通气源，排气口连接消声器，第一工作气口和第二工作气口分别连接气缸的第一端和第二端。
在本发明一个较佳实施例中，数字控制终端上还具有先导气源口和先导排气口，通过先导气源口为比例方向控制阀供气，先导排气口与排气口隔离设置。
在本发明一个较佳实施例中，气源由进气口进入数字控制终端，通过第一工作气口进入气缸的第一端，推动气缸运动，实现正向控制；
气源通过进气口进入数字控制终端，通过第二工作气口进入气缸的第二端，推动气缸运动，实现反向控制。
在本发明一个较佳实施例中，数字控制终端作为比例方向控制阀时采用桥式控制方式。
在本发明一个较佳实施例中，位移传感器为线性光栅传感器，精度为±0.01mm，可将位移信号直接输入上位控制器。
在本发明一个较佳实施例中，数字控制终端采用VTEM数字控制终端。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种气动智能控制终端的控制方法，控制过程如下：
正向控制模式时：气缸的第一端为进气口，第二端为排气口：
气源从气缸的第一端进入，气缸接收运动指令开始运动，上位控制器采集位移传感器的位移信号并传递给数字控制终端，数字控制终端接收气缸的位移信号，并根据气缸的位移量连续成比例地调节第一工作气口和第二工作气口的排气流量大小，
随着气缸位移量的增大来降低第一工作气口的排气流量，对气缸进行柔性控制，当气缸内部的滑块达到悬停位置时，气缸的进气口和排气口堵住，实现悬停；
当需要再次运动时，打开进气口和排气口，气源再次从第一端流入，从第二端流出，气缸进行正向运动，直至到达气缸顶部；
反向控制模式时：气缸的第二端为进气口，第一端为排气口：
气源从气缸的第二端进入并推动气缸活塞返回，上位控制器采集位移传感器的位移信号并传递给数字控制终端，数字控制终端接收气缸的位移信号，根据气缸的位移量连续成比例地调节第一工作气口和第二工作气口的排气流量大小，直至气缸活塞返回到位。
在本发明一个较佳实施例中，正向控制时，气缸的初始流量设定为最大流量值的80%，第一工作气口的排气流量相对于第二工作气口进行调节，此时气缸的第一端与第二端的气压差为正值；
反向控制时，第二工作气口的排气流量相对于第一工作气口进行调节，此时气缸的第一端与第二端的气压差为负值。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种气动智能控制终端的应用，将所述的气动智能控制终端应用于封罐机的气缸控制。
本发明的有益效果是：本发明气动智能控制终端、控制方法及应用通过气动智能控制终端实时控制气缸的进出气流量和气压来达到精准控制气缸的目的，能够实现气缸进出气流量和气压的精准控制，解决以前气缸控制末端运动冲击造成的震动和噪音；将气动智能控制终端应用于封罐机中，保证封罐机的封罐速度，降低了封罐机的残氧率，保证封罐机封口之后罐体内部气压的一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的气动智能控制终端一较佳实施例的结构示意图；
图2是本发明的气动智能控制终端的控制方法原理图；
附图中各部件的标记如下：100、气缸，110、第一端，120、第二端，130、位移传感器，200、数字控制终端，210、进气口，220、排气口，230、第一工作气口，240、第二工作气口，250、先导气源口，260、先导排气口，300、上位控制器。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图2，本发明实施例包括：
实施例一
一种气动智能控制终端，包括：气缸100、实时控制气缸100进出气流量和气压的数字控制终端200、以及与数字控制终端200连接的上位控制器300，
气缸100上具有检测气缸运动部件位移量的位移传感器130，上位控制器300与位移传感器130连接，数字控制终端200的输入端连接上位控制器300，数字控制终端200的输出端连接气缸管路，
上位控制器300实时采集位移传感器130的位移信号并传递至数字控制终端200，数字控制终端200根据位移信号调节气缸100的进出气流量和气压来控制气缸的运动。
控制系统以气缸100作为执行器，以数字控制终端200作为比例方向控制阀，比例方向控制阀时采用桥式控制方式：
其中数字控制终端200上具有进气口210、排气口220、第一工作气口230和第二工作气口240，进气口210接通气源，排气口220连接消声器，第一工作气口230和第二工作气口240分别连接气缸100的第一端110和第二端120。
数字控制终端200上还具有先导气源口250和先导排气口260，通过先导气源口250为比例方向控制阀供气，先导气源的来源包括外部供气或是从进气口流过来的气源，先导排气口260完全与排气口220隔离设置。
气缸100运动过程中，气源由进气口210进入数字控制终端200，数字控制终端200通过第一工作气口230进入气缸100的第一端110，推动气缸100运动，实现正向控制；
气源通过进气口210进入数字控制终端200，数字控制终端200通过第二工作气口240进入气缸100的第二端120，推动气缸100运动，实现反向控制。
位移传感器130为线性光栅传感器，精度为±0.01mm，可将位移信号直接输入上位控制器。
数字控制终端200采用VTEM数字控制终端，能够实现气缸进出气流量和气压的精准控制，解决以前气缸控制末端运动冲击造成的震动和噪音，保证封罐机的封罐速度。
实施例二
一种气动智能控制终端的控制方法，采用实施例一中的气动智能控制终端，具体控制过程为：
正向控制模式时：气缸100的第一端110为进气口，第二端120为排气口：
气源从气缸100的第一端110进入，气缸100的初始流量设定为最大流量值的80%，气缸100接收运动指令开始运动，
上位控制器300采集位移传感器130的位移信号并传递给数字控制终端200，数字控制终端200接收气缸100的位移信号，并根据气缸100的位移量连续成比例地调节第一工作气口230和第二工作气口240的排气流量大小，随着气缸100位移量的增大来降低第一工作气口230的排气流量，对气缸100进行柔性控制，当气缸100内部的滑块达到悬停位置时，气缸100的进气口和排气口堵住，实现悬停，当需要再次运动时，打开进气口和排气口，气源再次从第一端流入，从第二端流出，气缸进行正向运动，直至到达气缸顶部。
正向控制时，第一工作气口230的排气流量相对于第二工作气口240进行调节，此时气缸100的第一端110与第二端120的气压差为正值。
反向控制模式时：气缸100的第二端120为进气口，第一端110为排气口：
气源从气缸100的第二端120进入并推动气缸100活塞返回，上位控制器300采集位移传感器130的位移信号并传递给数字控制终端200，数字控制终端200接收气缸100的位移信号，根据气缸100的位移量连续成比例地调节第一工作气口230和第二工作气口240的排气流量大小，直至气缸100活塞返回到位。
反向控制时，第二工作气口240的排气流量相对于第一工作气口230进行调节，此时气缸100的第一端110与第二端120的气压差为负值。
实施例三
一种气动智能控制终端的应用，将所述的气动智能控制终端应用于封罐机的气缸控制，能够解决目前封罐机中顶罐和顶罩气缸运行太硬，以及设备运行振动太大的问题，在保证封罐速度的前提下，降低了罐子的残氧率，保证了罐子封口之后罐体内部气压的一致性。
数字控制终端预设了返回与推进的行程时间，用终端位置开关的传感器数据自主确定真正的行程时间，调节排气节流直至达到设定行程时间，持续监控和调整补偿了系统的变化。
本发明气动智能控制终端、控制方法及应用的有益效果是：
通过气动智能控制终端实时控制气缸的进出气流量和气压来达到精准控制气缸的目的，能够实现气缸进出气流量和气压的精准控制，解决以前气缸控制末端运动冲击造成的震动和噪音；
将气动智能控制终端应用于封罐机中，保证封罐机的封罐速度，降低了封罐机的残氧率，保证封罐机封口之后罐体内部气压的一致性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种气动智能控制终端，其特征在于，包括：气缸、数字控制终端和上位控制器，
气缸上具有检测气缸运动部件位移量的位移传感器，上位控制器与位移传感器连接，数字控制终端的输入端连接上位控制器，数字控制终端的输出端连接气缸管路，
上位控制器实时采集位移传感器的位移信号并传递至数字控制终端，数字控制终端根据位移信号调节气缸的进出气流量和气压来控制气缸的运动。
2.根据权利要求1所述的气动智能控制终端，其特征在于，控制系统以气缸作为执行器，以数字控制终端作为比例方向控制阀，
数字控制终端上具有进气口、排气口、第一工作气口和第二工作气口，进气口接通气源，排气口连接消声器，第一工作气口和第二工作气口分别连接气缸的第一端和第二端。
3.根据权利要求2所述的气动智能控制终端，其特征在于，数字控制终端上还具有先导气源口和先导排气口，通过先导气源口为比例方向控制阀供气，先导排气口与排气口隔离设置。
4.根据权利要求2所述的气动智能控制终端，其特征在于，气源由进气口进入数字控制终端，通过第一工作气口进入气缸的第一端，推动气缸运动，实现正向控制；
气源通过进气口进入数字控制终端，通过第二工作气口进入气缸的第二端，推动气缸运动，实现反向控制。
5.根据权利要求1所述的气动智能控制终端，其特征在于，数字控制终端作为比例方向控制阀时采用桥式控制方式。
6.根据权利要求1所述的气动智能控制终端，其特征在于，位移传感器为线性光栅传感器，精度为±0.01mm，可将位移信号直接输入上位控制器。
7.根据权利要求1所述的气动智能控制终端，其特征在于，数字控制终端采用VTEM数字控制终端。
8.一种气动智能控制终端的控制方法，其特征在于，采用权利要求1~7任一项所述的气动智能控制终端，控制过程如下：
正向控制模式时：气缸的第一端为进气口，第二端为排气口：
气源从气缸的第一端进入，气缸接收运动指令开始运动，上位控制器采集位移传感器的位移信号并传递给数字控制终端，数字控制终端接收气缸的位移信号，并根据气缸的位移量连续成比例地调节第一工作气口和第二工作气口的排气流量大小，
随着气缸位移量的增大来降低第一工作气口的排气流量，对气缸进行柔性控制，当气缸内部的滑块达到悬停位置时，气缸的进气口和排气口堵住，实现悬停；
当需要再次运动时，打开进气口和排气口，气源再次从第一端流入，从第二端流出，气缸进行正向运动，直至到达气缸顶部；
反向控制模式时：气缸的第二端为进气口，第一端为排气口：
气源从气缸的第二端进入并推动气缸活塞返回，上位控制器采集位移传感器的位移信号并传递给数字控制终端，数字控制终端接收气缸的位移信号，根据气缸的位移量连续成比例地调节第一工作气口和第二工作气口的排气流量大小，直至气缸活塞返回到位。
9.根据权利要求8所述的气动智能控制终端的控制方法，其特征在于，正向控制时，气缸的初始流量设定为最大流量值的80%，第一工作气口的排气流量相对于第二工作气口进行调节，此时气缸的第一端与第二端的气压差为正值；
反向控制时，第二工作气口的排气流量相对于第一工作气口进行调节，此时气缸的第一端与第二端的气压差为负值。
10.一种气动智能控制终端的应用，其特征在于，将权利要求1~7任一项所述的气动智能控制终端应用于封罐机的气缸控制。
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Legal Events
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