CN114488869A - 一种涂布胶液自动循环控制系统及控制方法 - Google Patents

一种涂布胶液自动循环控制系统及控制方法 Download PDF

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杨智江
冯帆
王凯
韩冀赟
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Abstract

本发明公开了一种涂布胶液自动循环控制系统，包括依次连接的控制层、驱动层和传动层，控制层外接反馈层。本发明还公开了一种涂布胶液自动循环控制系统的控制方法，HMI人机界面设定湿涂量和涂布幅宽参数，参数通过PROFINET通信方式传送至CPU模块中，并设置初始供胶PID参数P值与I值；打开供胶开关；最后CPU模块内根据湿涂量设定值与涂布幅宽参数，计算出伺服电机转速，进而控制湿涂量实际值与设定值动态相等；若当涂布工艺改变时，则在HMI人机界面中更改湿涂量与涂布幅宽即可，重复步骤2～4，进而精准控制供胶量。本发明解决了现有供胶系统胶液溢流或缺量、流量不均、无法循环、控制效果不佳等问题。

Description

一种涂布胶液自动循环控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于机械制造自动化技术领域，具体涉及一种涂布胶液自动循环控制系统，本发明还涉及一种涂布胶液自动循环控制系统的控制方法。
背景技术
目前精密涂覆设备或者其它用到供胶单元的设备，供胶系统一般采用气动隔膜泵或者电机驱动齿轮泵手动控制上胶量。使用气动隔膜泵时在储胶装置中会因为有气压差而导致供胶不均匀，而通过设定恒定转速驱动螺杆泵工作时，供胶的均匀性会不存在问题，但胶水流量不会随着设备车速的升高而调整，这就造成了上胶量的偏大或偏小，而在设备生产时，上胶量的偏大或偏小会造成产品出现白点，气泡，胶点，收卷跑卷等现象，同时也造成了资源浪费。而使用本发明中所涉及的自动供胶控制方法，就可以实现供胶均匀，流量随着车速的提高而自动调整。这样一来，大大提高了产品成品率，节约了生产成本，给客户带来了极大的经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种涂布胶液自动循环控制系统，解决了现有供胶系统胶液溢流或缺量、流量不均、无法循环、控制效果不佳等问题。
本发明的目的是提供一种涂布胶液自动循环控制系统的控制方法。
本发明所采用的第一技术方案是，一种涂布胶液自动循环控制系统，包括依次连接的控制层、驱动层和传动层，控制层外接反馈层。
本发明第一技术方案的特点还在于，
控制层包括CPU模块，CPU模块依次又与模拟量输出模块、模拟量输入模块、数字量输出模块、数字量输入模块连接，数字量输入模块又与上胶开关连接，模拟量输出模块与驱动层连接，模拟量输入模块与反馈层连接，CPU模块同时还与HMI人机界面连接。
驱动层即为伺服驱动器，伺服驱动器与数字量输出模块连接。
传动层包括伺服电机，伺服电机的输入端与所述伺服驱动器连接，伺服电机的输出端与减速机连接，减速机又与螺杆泵连接。
反馈层即为流量检测计，流量检测计与所述控制层的模拟量输入模块连接。
本发明所采用的第二技术方案是，一种涂布胶液自动循环控制系统的控制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、硬件及电气元件安装前，选择与流量检测计范围相对应的管道口径，硬件安装完毕后，对流量检测计进行校准；
步骤2、启动机构前，HMI人机界面设定湿涂量和涂布幅宽参数，根据不同涂布工艺，输入相应的湿涂量和涂布幅宽，参数通过PROFINET通信方式传送至CPU模块中，并设置初始供胶PID参数P值与I值；
步骤3、手动打开供胶开关；
步骤4、CPU模块内根据湿涂量设定值与涂布幅宽参数，计算出伺服电机转速，同时流量检测计测量管道内实际胶液流量，并将流量值转换成4～20mA的电流信号反馈至PLC的模拟量输入模块中，通过调节PID运算中P值与I值，控制螺杆泵的转速，进而控制湿涂量实际值与设定值动态相等；
步骤5、若当涂布工艺改变时，则在HMI人机界面中更改湿涂量与涂布幅宽即可，重复步骤2～4，进而精准控制供胶量。
本发明第二技术方案的特点还在于，
步骤1中流量计测量精度达0.5％。
步骤4具体按照以下步骤实施：
HMI人机界面上设定的湿涂量SV与流量检测计的实际流量PV之间的误差，经过PID算法计算出PID修正量，将其与设定值的模拟量叠加，通过以太网通信，控制伺服驱动器，使其最终调节至实际值与设定值相等；
在设备某一速度下螺杆泵(13)的湿涂量：
G＝s*a*w ①
在该速度下螺杆泵(13)的转速：
Figure BDA0003422724040000031
在该速度下伺服电机(11)模拟量：
Figure BDA0003422724040000032
将②式带入③式得：
Figure BDA0003422724040000033
最终输出模拟量：
Figure BDA0003422724040000034
其中，G——泵的上胶量，单位为ml；
s——设备主机速度，单位为m/min；
a——设定的湿涂量，单位为ml/m2)；
w——料膜的幅宽，单位为mm；
I——减速机的减速比；
D——上胶泵的排量，单位为ml，是上胶泵的固有参数；
R——伺服电机最高转速，单位为r/min。
本发明的有益效果是，涂布工艺变化同时，输入湿涂量、涂布幅宽等参数，便可根据算法自动计算供胶量；供胶全闭环控制，供胶量精度高达0.5％。涂布胶液自动循环控制系统涉及的具体结构为：电源模依次与HMI人机界面、PLC模块、模拟量输入输出模块和数字量输入输出模块相连接。
附图说明
图1是本发明一种涂布胶液自动循环控制系统拓扑/架构图；
图2是本发明一种涂布胶液自动循环控制系统算法框图；
图3是本发明一种涂布胶液自动循环控制系统人机界面HMI供胶参数设定界面。
图中，1.电源模块，2.CPU模块，3.模拟量输出模块，4.模拟量输入模块，5.数字量输出模块6.数字量输入模块，7.HMI人机界面，8.上胶开关，9.流量检测计，10.伺服驱动器，11.伺服电机，12.减速机，13.螺杆泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种涂布胶液自动循环控制系统，结合图1，包括依次连接的控制层、驱动层和传动层，控制层外接反馈层。
,控制层包括CPU模块2，CPU模块2作为整个系统的控制中心，处理所有的逻辑动作和张力控制算法，CPU模块2依次又与模拟量输出模块3、模拟量输入模块4、数字量输出模块5、数字量输入模块6连接，数字量输入模块6又与上胶开关8连接，模拟量输出模块3与所述驱动层连接，模拟量输入模块4与反馈层连接，CPU模块2同时还与HMI人机界面7连接。上胶开关8提供供胶泵启停信号，并通过数字量输入DI模块6传递给CPU模块2，CPU模块2通过数字量输出DO模块5控制供胶系统的启停。再进行相应的速度调整和逻辑控制。
驱动层即为伺服驱动器10，伺服驱动器10与数字量输出模块5连接。
传动层包括伺服电机11，伺服电机11的输入端与所述伺服驱动器10连接，伺服电机11的输出端与减速机12连接，CPU模块2计算出的速度控制量通过模拟量输出AO模块3传递给伺服驱动器10，伺服驱动器10根据控制量去控制电机11速度，减速机12又与螺杆泵13连接。
反馈层即为流量检测计9，流量检测计9与所述控制层的模拟量输入模块4连接。流量检测计9把实际流量情况通过模拟量输入AI模块4反馈给CPU模块2，CPU模块2再根据反馈的流量情况去计算所需湿涂供胶量。
本发明中用到的西门子高速型模拟量输出模块6ES7532-5HF00-0AB0；高速型模拟量输入模块：6ES7531-7NF10-0AB0；高性能型数字量输出模块6ES7522-1BF00-0AB0；高性能型数字量输入模块6ES7521-1BH00-0AB0。
图1中，G表示计算的湿涂供胶量，PID表示PID修正量，M表示总的供胶量所对应的模拟量。
一种涂布胶液自动循环控制系统的控制方法，结合图2、图3，具体按照以下步骤实施：
步骤1、硬件及电气元件安装前，选择与流量检测计9范围相对应的管道口径，硬件安装完毕后，对流量检测计9进行校准；步骤1中流量计测量精度达0.5％。
步骤2、启动机构前，HMI人机界面7设定湿涂量和涂布幅宽参数，根据不同涂布工艺，输入相应的湿涂量和涂布幅宽，参数通过PROFINET通信方式传送至CPU模块2中，并设置初始供胶PID参数P值与I值；
步骤3、手动打开供胶开关8；
步骤4、CPU模块2内根据湿涂量设定值与涂布幅宽参数，计算出伺服电机11转速，同时流量检测计9测量管道内实际胶液流量，并将流量值转换成4～20mA的电流信号反馈至PLC的模拟量输入模块4中，通过调节PID运算中P值与I值，控制螺杆泵13的转速，进而控制湿涂量实际值与设定值动态相等；
步骤4具体按照以下步骤实施：
HMI人机界面7上设定的湿涂量SV与流量检测计9的实际流量PV之间的误差，经过PID算法计算出PID修正量，将其与设定值的模拟量叠加，通过以太网通信，控制伺服驱动器10，使其最终调节至实际值与设定值相等；
在这种被控对象为流体的控制过程中，由于胶液的不均匀，考虑执行机械结构的特性以及响应的滞后性，如果通过瞬时流量的反馈值进行控制，很难保证实际值长期稳定的符合设定值，因此本方法选择在一定的时间内的流量值与设定值进行比较。
在设备某一速度下螺杆泵13的湿涂量：
G＝s*a*w ①
在该速度下螺杆泵13的转速：
Figure BDA0003422724040000061
在该速度下伺服电机11模拟量：
Figure BDA0003422724040000071
将②式带入③式得：
Figure BDA0003422724040000072
最终输出模拟量：
Figure BDA0003422724040000073
其中，G——泵的上胶量，单位为ml；
s——设备主机速度，单位为m/min；
a——设定的湿涂量，单位为ml/m2)；
w——料膜的幅宽，单位为mm；
I——减速机的减速比；
D——上胶泵的排量，单位为ml，是上胶泵的固有参数；
R——伺服电机最高转速，单位为r/min。
步骤5、若当涂布工艺改变时，则在HMI人机界面7中更改湿涂量与涂布幅宽即可，重复步骤2～4，进而精准控制供胶量。
整个控制过程中，高性能的运动控制器保证可以快速响应，通过上述方法可以实现供胶系统的完美控制。
该方法可以实现供胶量的闭环控制。生产过程中，可保证胶液均匀平稳，流量大小合适地注入到胶槽中。该控制方法大大提高了产品成品率，节约了生产成本，给客户带来了极大的经济效益。

Claims (8)

1.一种涂布胶液自动循环控制系统，其特征在于，包括依次连接的控制层、驱动层和传动层，控制层外接反馈层。
2.根据权利要求1所述的一种涂布胶液自动循环控制系统，其特征在于，所述控制层包括CPU模块(2)，CPU模块(2)依次又与模拟量输出模块(3)、模拟量输入模块(4)、数字量输出模块(5)、数字量输入模块(6)连接，数字量输入模块(6)又与上胶开关(8)连接，模拟量输出模块(3)与所述驱动层连接，模拟量输入模块(4)与所述反馈层连接，CPU模块(2)同时还与HMI人机界面(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种涂布胶液自动循环控制系统，其特征在于，所述驱动层即为伺服驱动器(10)，伺服驱动器(10)与所述数字量输出模块(5)连接。
4.根据权利要求3所述的一种涂布胶液自动循环控制系统，其特征在于，所述传动层包括伺服电机(11)，伺服电机(11)的输入端与所述伺服驱动器(10)连接，伺服电机(11)的输出端与减速机(12)连接，减速机(12)又与螺杆泵(13)连接。
5.根据权利要求4所述的一种涂布胶液自动循环控制系统，其特征在于，所述反馈层即为流量检测计(9)，流量检测计(9)与所述控制层的模拟量输入模块(4)连接。
6.一种涂布胶液自动循环控制系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求5所述的涂布胶液自动循环控制系统，具体按照以下步骤实施：
步骤1、硬件及电气元件安装前，选择与流量检测计(9)范围相对应的管道口径，硬件安装完毕后，对流量检测计(9)进行校准；
步骤2、启动机构前，HMI人机界面(7)设定湿涂量和涂布幅宽参数，根据不同涂布工艺，输入相应的湿涂量和涂布幅宽，参数通过PROFINET通信方式传送至CPU模块(2)中，并设置初始供胶PID参数P值与I值；
步骤3、手动打开供胶开关(8)；
步骤4、CPU模块(2)内根据湿涂量设定值与涂布幅宽参数，计算出伺服电机(11)转速，同时流量检测计(9)测量管道内实际胶液流量，并将流量值转换成4～20mA的电流信号反馈至PLC的模拟量输入模块(4)中，通过调节PID运算中P值与I值，控制螺杆泵(13)的转速，进而控制湿涂量实际值与设定值动态相等；
步骤5、若当涂布工艺改变时，则在HMI人机界面(7)中更改湿涂量与涂布幅宽即可，重复步骤2～4，进而精准控制供胶量。
7.一种涂布胶液自动循环控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤1中流量计测量精度达0.5％。
8.一种涂布胶液自动循环控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤4具体按照以下步骤实施：
HMI人机界面(7)上设定的湿涂量SV与流量检测计(9)的实际流量PV之间的误差，经过PID算法计算出PID修正量，将其与设定值的模拟量叠加，通过以太网通信，控制伺服驱动器(10)，使其最终调节至实际值与设定值相等；
在设备某一速度下螺杆泵(13)的湿涂量：
G＝s*a*w①
在该速度下螺杆泵(13)的转速：
Figure FDA0003422724030000031
在该速度下伺服电机(11)模拟量：
Figure FDA0003422724030000032
将②式带入③式得：
Figure FDA0003422724030000033
最终输出模拟量：
Figure FDA0003422724030000034
其中，G——泵的上胶量，单位为ml；
s——设备主机速度，单位为m/min；
a——设定的湿涂量，单位为ml/m2)；
w——料膜的幅宽，单位为mm；
I——减速机的减速比；
D——上胶泵的排量，单位为ml，是上胶泵的固有参数；
R——伺服电机最高转速，单位为r/min。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103488194A (zh) * 2012-06-12 2014-01-01 苏州索力旺光伏设备有限公司 一种胶水流量智能控制系统
CN104473325A (zh) * 2014-11-19 2015-04-01 河南中烟工业有限责任公司 一种卷烟纸自动施胶系统
CN205613658U (zh) * 2016-05-11 2016-10-05 新丰杰力电工材料有限公司 涂布机供胶自动控制装置
CN107335555A (zh) * 2016-12-13 2017-11-10 安徽江淮汽车集团股份有限公司 汽车自动涂胶系统及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103488194A (zh) * 2012-06-12 2014-01-01 苏州索力旺光伏设备有限公司 一种胶水流量智能控制系统
CN104473325A (zh) * 2014-11-19 2015-04-01 河南中烟工业有限责任公司 一种卷烟纸自动施胶系统
CN205613658U (zh) * 2016-05-11 2016-10-05 新丰杰力电工材料有限公司 涂布机供胶自动控制装置
CN107335555A (zh) * 2016-12-13 2017-11-10 安徽江淮汽车集团股份有限公司 汽车自动涂胶系统及方法

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