CN115903700A - 一种管材自动米重控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管材自动米重控制系统，涉及管材米重控制技术领域，包括工控优化设备，所述工控优化设备用于接收参数采集设备的传输的电气参数以及工作参数，并对接收到的数据进行分析处理得出优化策略，向对管材生产设备发送优化策略控制信号，本发明通过设置有工控优化设备，能够通过采集挤出机的工作参数，对挤出机的关闭速率进行控制，以使得挤出机能够在下料阀关闭时，挤出适宜量的原料，以满足管材的生产，避免缺料或多料的情况发生，保障了管材的生产质量。
Description
技术领域
本发明涉及密码机技术领域，具体涉及一种管材自动米重控制系统。
背景技术
米重给料控制系统是塑料挤出行业最佳的原料节省方案之一，能满足客户对产品质量提高和原材料节省的双重需求。系统通过实时测量与控制挤出过程的挤出量和连续产品的每米重量，可获取最详细的生产计划安排及保证产品生产过程的稳定。现有的米重控制器，利用先进的数字电子技术高速进行测量，计算米重(kg/m)和挤出量(kg/hr)比较生产配方的设定值进行对其闭环控制节省原材料，保证质量，可安装在任何挤出机，通过采集挤出机主机速度，控制挤出机的RPM来控制挤出量。
在一次挤出完成后，挤出机在阀门关闭前挤出当前批管道制作所需的最后原料时，由于不同挤出机采用的下料阀品质不同，下料阀关闭的速度存在差异，挤出的原料总量同样存在差异，且一般下料阀的电气参数，是以气体流质为准的电气参数，对于阀门关闭时长来说，在流质为液体的情况下，由于压力差的作用，会使得阀门关闭时长提升至参数值的1.5倍，更加增大了挤出原料的总量差异，这种情况下，管材极易存在缺料或多料的情况，对管材的生产质量造成极大影响。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了管材自动米重控制系统，以解决上述技术问题。
一种管材自动米重控制系统，包括以下内容：
参数采集设备：所述参数采集设备用于采集管材生产设备的电气参数以及运行过程中的工作参数；
管材生产设备：所述管材生产设备用于进行管材的生产；
工控优化设备：所述工控优化设备用于接收参数采集设备的传输的电气参数以及工作参数，并对接收到的数据进行分析处理得出优化策略，向对管材生产设备发送优化策略控制信号。
作为优选地，所述管材生产设备包括挤出机、牵引机，所述挤出机、牵引机均与所述工控优化设备连接。
作为优选地，所述参数采集设备包括流量传感器、互感器、计时器、红外线测距模块，所述流量传感器用于检测所述挤出机的原料流量，所述互感器用于检测所述挤出机的实时电流，所述计时器用于对挤出机的原料挤出时长进行计时，所述红外线测距模块用于对牵引机上的管道长度进行检测，所述传感器、互感器、计时器、红外线测距模块均与所述工控优化设备连接。
作为优选地，所述工控优化设备得出优化策略时包括以下步骤：
步骤1：策略生成模块响应于管材生产设备的特征指纹信息，接收参数采集设备的传输数据，采用数据优化模块对传输数据中的工作参数进行滤波除杂清理；
步骤2：当管道长度达到第一设定值时，获取挤出机中下料阀的电气参数，得出下料阀的实际关闭时长，当管道长度达到第二设定值时，获取原料流量的当前流速；
步骤3：根据原料流量的当前流速以及实际关闭时长，结合工作参数得出下料阀关闭时挤出机所需的关闭速率；
步骤4：将关闭速率转换为优化策略控制信号，并将优化策略控制信号传递至挤出机处，挤出机根据优化策略控制信号将挤出速率调节至关闭速率。
作为优选地，所述工控优化设备包括策略生成模块、数据优化模块，所述数据优化模块包括前级放大模块、带通滤波膜、工频陷波模块、后级放大模块，所述参数采集设备、前级放大模块、带通滤波膜、工频陷波模块、后级放大模块、策略生成模块依次电性连接。
作为优选地，所述步骤2中，得出下料阀的关闭速率时，包括以下步骤：
步骤21：根据当前流速，获取流速调节策略；
步骤22：根据流速调节策略，结合实际关闭时长，通过优化策略算法，得出关闭速率。
作为优选地，所述流速调节策略为：
a：记录第N秒的流速以及第N+1秒的流速，所述N+1秒的流速为当前流速：
b：计算第N秒的流速与第N+1秒的流速之间的流速差，获取流速表征量。
作为优选地，流速变动方向为：若流速差为差值范围内的正数，则流速表征量为弱；若流速差为差值范围外的正数，则流速表征量为强；若流速差为差值范围内的负数，则；流速表征量为负弱；若流速差为差值范围外的负数，则流速表征量为负强。
本发明的有益效果体现在：
本发明中通过设置有工控优化设备，能够通过采集挤出机的工作参数，对挤出机的关闭速率进行控制，以使得挤出机能够在下料阀关闭时，挤出适宜量的原料，以满足管材的生产，避免缺料或多料的情况发生，保障了管材的生产质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明提供的一种管材自动米重控制系统的原理图；
图2为本发明提供的一种管材自动米重控制系统得出优化策略的步骤图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1所示，一种管材自动米重控制系统，包括以下内容：
参数采集设备：所述参数采集设备用于采集管材生产设备的电气参数以及运行过程中的工作参数；
管材生产设备：所述管材生产设备用于进行管材的生产；
工控优化设备：所述工控优化设备用于接收参数采集设备的传输的电气参数以及工作参数，并对接收到的数据进行分析处理得出优化策略，向对管材生产设备发送优化策略控制信号。
更为具体的，所述管材生产设备包括挤出机、牵引机，所述挤出机、牵引机均与所述工控优化设备连接。
在实际厂商应用时，管材生产设备还包括有切割机和称重翻料架，在管材生产过程中，牵引机安装于挤出机后方，挤出机和牵引机之间设置有定型箱。
更为具体的，所述参数采集设备包括流量传感器、互感器、计时器、红外线测距模块，所述流量传感器用于检测所述挤出机的原料流量，所述互感器用于检测所述挤出机的实时电流，所述计时器用于对挤出机的原料挤出时长进行计时，所述红外线测距模块用于对牵引机上的管道长度进行检测，所述传感器、互感器、计时器、红外线测距模块均与所述工控优化设备连接。
流量传感器检测到挤出机的原料流量后，即可根据原料流量得出挤出机当前时刻的挤出速率，互感器检测挤出机的实时电流，即可得出挤出机当前时刻的工作速率，当需要对挤出机的挤出速率进行调整时，即对挤出机的工作电流或工作电压进行调节，红外线测距模块对牵引机上的管道长度进行检测，当管道长度达到一定长度时，则需要对管道进行分割。
如图2所示，更为具体的，所述工控优化设备得出优化策略时包括以下步骤：
步骤1：策略生成模块响应于管材生产设备的特征指纹信息，接收参数采集设备的传输数据，采用数据优化模块对传输数据中的工作参数进行滤波除杂清理；
步骤2：当管道长度达到第一设定值时，获取挤出机中下料阀的电气参数，得出下料阀的实际关闭时长，当管道长度达到第二设定值时，获取原料流量的当前流速；
步骤3：根据原料流量的当前流速以及实际关闭时长，结合工作参数得出下料阀关闭时挤出机所需的关闭速率；
步骤4：将关闭速率转换为优化策略控制信号，并将优化策略控制信号传递至挤出机处，挤出机根据优化策略控制信号将挤出速率调节至关闭速率。
此处管道长度的第一设定值为管道开始准备分割的长度，一般设置长度为管道长度较生产长度少25-30cm，便于有足够的时间获取挤出机的工作参数，以达到对关闭速率进行精准调节的目的，管道的第二设定值为管道即将准备分割的长度，一般设置长度为管道长度较生产长度少3-5cm，以及时对管道长度进行分割，避免外部因素导致关闭速率的精度下降。
更为具体的，所述工控优化设备包括策略生成模块、数据优化模块，所述数据优化模块包括前级放大模块、带通滤波膜、工频陷波模块、后级放大模块，所述参数采集设备、前级放大模块、带通滤波膜、工频陷波模块、后级放大模块、策略生成模块依次电性连接。
其中，前置信号放大模块采用高输入阻抗、高共模抑制比的仪用放大芯片；带通滤波模块通带频谱范围为20Hz～500Hz；信号二级放大模块与所述前置信号放大模块实现增益的1～1000倍的调节。
更为具体的，所述步骤2中，得出下料阀的关闭速率时，包括以下步骤：
步骤21：根据当前流速，获取流速调节策略；
步骤22：根据流速调节策略，结合实际关闭时长，通过优化策略算法，得出关闭速率。
更为具体的，所述流速调节策略为：
a：记录第N秒的流速以及第N+1秒的流速，所述N+1秒的流速为当前流速：
b：计算第N秒的流速与第N+1秒的流速之间的流速差，获取流速表征量。
更为具体的，流速变动方向为：若流速差为差值范围内的正数，则流速表征量为弱；若流速差为差值范围外的正数，则流速表征量为强；若流速差为差值范围内的负数，则；流速表征量为负弱；若流速差为差值范围外的负数，则流速表征量为负强。
其中优化策略算法为下式所示：
其中，α为流速表征量，treal为实际关闭时长，Gk为当前流速。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种管材自动米重控制系统，其特征在于，包括以下内容：
参数采集设备：所述参数采集设备用于采集管材生产设备的电气参数以及运行过程中的工作参数；
管材生产设备：所述管材生产设备用于进行管材的生产；
工控优化设备：所述工控优化设备用于接收参数采集设备的传输的电气参数以及工作参数，并对接收到的数据进行分析处理得出优化策略，向对管材生产设备发送优化策略控制信号。
2.根据权利要求1所述的管材自动米重控制系统，其特征在于，所述管材生产设备包括挤出机、牵引机，所述挤出机、牵引机均与所述工控优化设备连接。
3.根据权利要求2所述的管材自动米重控制系统，其特征在于，所述参数采集设备包括流量传感器、互感器、计时器、红外线测距模块，所述流量传感器用于检测所述挤出机的原料流量，所述互感器用于检测所述挤出机的实时电流，所述计时器用于对挤出机的原料挤出时长进行计时，所述红外线测距模块用于对牵引机上的管道长度进行检测，所述传感器、互感器、计时器、红外线测距模块均与所述工控优化设备连接。
4.根据权利要求3所述的管材自动米重控制系统，其特征在于，所述工控优化设备得出优化策略时包括以下步骤：
步骤1：策略生成模块响应于管材生产设备的特征指纹信息，接收参数采集设备的传输数据，采用数据优化模块对传输数据中的工作参数进行滤波除杂清理；
步骤2：当管道长度达到第一设定值时，获取挤出机中下料阀的电气参数，得出下料阀的实际关闭时长，当管道长度达到第二设定值时，获取原料流量的当前流速；
步骤3：根据原料流量的当前流速以及实际关闭时长，结合工作参数得出下料阀关闭时挤出机所需的关闭速率；
步骤4：将关闭速率转换为优化策略控制信号，并将优化策略控制信号传递至挤出机处，挤出机根据优化策略控制信号将挤出速率调节至关闭速率。
5.根据权利要求4所述的管材自动米重控制系统，其特征在于，所述工控优化设备包括策略生成模块、数据优化模块，所述数据优化模块包括前级放大模块、带通滤波膜、工频陷波模块、后级放大模块，所述参数采集设备、前级放大模块、带通滤波膜、工频陷波模块、后级放大模块、策略生成模块依次电性连接。
6.根据权利要求4所述的管材自动米重控制系统，其特征在于，所述步骤2中，得出下料阀的关闭速率时，包括以下步骤：
步骤21：根据当前流速，获取流速调节策略；
步骤22：根据流速调节策略，结合实际关闭时长，通过优化策略算法，得出关闭速率。
7.根据权利要求6所述的管材自动米重控制系统，其特征在于，所述流速调节策略为：
a：记录第N秒的流速以及第N+1秒的流速，所述N+1秒的流速为当前流速：
b：计算第N秒的流速与第N+1秒的流速之间的流速差，获取流速表征量。
8.根据权利要求7所述的管材自动米重控制系统，其特征在于，流速变动方向为：若流速差为差值范围内的正数，则流速表征量为弱；若流速差为差值范围外的正数，则流速表征量为强；若流速差为差值范围内的负数，则；流速表征量为负弱；若流速差为差值范围外的负数，则流速表征量为负强。
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