CN117140935A - 一种吹膜机膜卷张力控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吹膜机膜卷张力控制系统，涉及张力控制技术领域，包括张力感知模块、控制器模块、电控执行模块、气动执行模块、执行反馈模块、自适应学习模块、人机界面模块，本发明在使用时，由于内部设有执行反馈模块，因此使得操作员可以及时了解设备的实际运行情况，检测是否存在电气设备在运行时是否存在异常或故障，同时通过执行反馈模块提供的电气设备运行状态，可以进行对设备运行时所可能产生的故障进行检测和诊断，此外当电气装置发生故障或异常时，异常反馈模块以及异常分类模块可以根据故障报警的报错号提供对应的反馈信号并与之匹配相近的故障类型参考，使设备问题能够得到快速的定位和解决。
Description
技术领域
本发明涉及张力控制技术领域，特别涉及一种吹膜机膜卷张力控制系统。
背景技术
吹膜机的膜卷张力控制系统是用于控制膜材在整个吹膜过程中的张力的程序，通过张力控制系统能够确保膜材在生产过程中的稳定性和质量，并减少由于张力波动造成的产品质量异常。
在现有技术中，人们常常使用张力控制装置对吹膜机生产时的张力大小进行控制。
但在实际使用过程中，由于现有的受系统摩擦和机械阻力的影响，因此使得电气组件往往会在执行运动信号的指令时，与预计位置之间产生一定程度的偏差，从而导致张力误差和影响张力系统的稳定性，也使得在设备张力调节的过程中，往往需要由设备运维人员反复对各个设备的张力调节参数进行调整，从而较为影响设备的调试效率，鉴于此，我们提出一种吹膜机膜卷张力控制系统。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种吹膜机膜卷张力控制系统，解决了上述背景技术提到的电气组件往往会在执行运动信号的指令时，与预计位置之间产生一定程度的偏差，从而导致张力误差和影响张力系统的稳定性的问题。
为实现以上目的，本发明提出的一种吹膜机膜卷张力控制系统，所述吹膜机膜卷张力控制系统包括：
张力感知模块，用于对膜卷张力状况进行判定以及识别，包括压力传感模块、数据转化模块以及图表转化模块；
控制器模块，用于接收张力感知模块的信号并进行处理，包括数据接收模块、主处理模块以及动力转化模块；
电控执行模块，用于根据控制器模块的指令控制电控组件相应运动，包括伺服控制模块以及PLC控制模块；
气动执行模块，用于根据控制器模块的指令控制气动组件相应运动，包括电磁阀控制模块以及气压检测模块；
执行反馈模块，用于对电气执行模块以及气动执行模块的执行状态进行检测，包括异常反馈模块、异常分类模块以及检修分配模块；
自适应学习模块，用于对不同张力状态下的控制器模块执行指令进行学习，包括数据学习模块、算法优化模块以及数据储存模块；
人机界面模块，用于提供与操作员进行交互的界面，包括数据显示模块、状态监控模块以及参数设置模块。
优选的，所述压力传感模块用于为各个压力传感器以及应变片提供电力并驱动其运行，并通过各个压力传感器以及应变片感知膜材的张力，所述图表转化模块将会根据各个压力传感器以及应变片的反馈数据生成对应数据图表，并反馈张力的实时波动情况至人机界面模块中。
优选的，所述数据接收模块用于对压力传感模块中所反馈的电信号进行数据转译，并将其转化为对应的张力数据反馈至主处理模块中，所述主处理模块用于针对数据接收模块中反馈的实时张力与设定的张力大小之间的差异，生成对电控元件以及气动元件的运动规划，并将该运动规划传输至动力转化模块中，所述动力转化模块用于将主处理模块中反馈的运动规划转译为电信号，并通过信号线缆将其反馈至对应的电控执行模块以及启动执行模块中使其带动电气元件产生动作。
优选的，所述伺服控制模块用于将动力转化模块反馈的控制信号，并计算预设的目标值和反馈信息之间的差异，驱动电机精确运动至指定区域，并通过编码器的反馈对电机位置进行核准定位，所述PLC控制模块用于根据输入信号的状态和程序逻辑进行运算，并根据预设的程序逻辑控制输出信号，对包括电动机以及变频器设备的运行过程进行控制。
优选的，所述电磁阀控制模块用于通过电磁力的作用来控制各组电磁阀中各个阀体的开闭，并使得气动元件能够由于电磁阀的控制执行不同的指令，所述气压检测模块用于对启动元件中各个部分的气压大小进行检测，并能够在管路中气压大小异常时将报警信息反馈至执行反馈模块中。
优选的，所述异常反馈模块用于接收各类张力异常报警信号，以及气压检测模块所反馈的异常报警信息，并将该报警信息传输至异常分类模块中，所述异常分类模块用于针对不同组件所反馈的故障报警编号对应不同的故障类型，并能够通过多组故障类型交叉检索最接近的故障类型，并将故障类型与故障报警编号传输至人机界面模块处显示，所述检修分配模块用于针对不同区域以及不同的故障编码匹配不同的检修小组，并通过无线网络将故障类型设备状态同步反馈至检修小组的移动终端处。
优选的，所述数据学习模块用于针对运维人员在面对不同的张力波动曲线时的操作数据进行记录，并能够在后续设备出现相近的张力异常波动曲线时为系统匹配对应的处理方式，所述算法优化模块用于对系统的实时输入和输出数据进行处理和分析，并根据张力传感器的反馈信号和设定值对张力控制器进行控制的计算过程进行自适应性优化，所述数据储存模块用于在数据学习模块以及算法优化模块进行自适应优化时，对其历史计算程序进行数据储存并将其上传至数据云端按照日期进行对应储存。
优选的，所述数据显示模块用于对设备的运行状态以及异常报警信息进行实时数显，并将图表转化模块中所转化的张力波动曲线图表反馈至大屏，所述状态监控模块用于对设备运行时的电压电流以及功率状况进行监控，并根据其变化状态生成对应图表位于显示屏的子分页处，所述参数设置模块用于对张力设定值以及电气设备基础参数进行设定。
相对于现有技术，本发明具备如下有益效果：
（1）、该吹膜机膜卷张力控制系统在使用时，由于内部设有执行反馈模块，因此使得操作员可以及时了解设备的实际运行情况，检测是否存在电气设备在运行时是否存在异常或故障，同时通过执行反馈模块提供的电气设备运行状态，可以进行对设备运行时所可能产生的故障进行检测和诊断，此外当电气装置发生故障或异常时，异常反馈模块以及异常分类模块可以根据故障报警的报错号提供对应的反馈信号并与之匹配相近的故障类型参考，使设备问题能够得到快速的定位和解决。
（2）、该吹膜机膜卷张力控制系统在使用时，由于内部设置有检修分配模块，因此使得设备出现故障异常时，系统能够针对对应的异常报警类型通过无线网络的方式呼叫对应负责不同设备的检修人员，并能够在呼叫的同时通过无线信号传输方式，将对应的故障编号以及故障分类同步至检修人员的移动终端处，从而便于检修人员在赶赴现场的过程中预先设计检修方案，并提高设备检修时的整体效率。
（3）、该吹膜机膜卷张力控制系统在使用时，由于内部设置有自适应学习模块，因此使得人们在调试张力控制系统时所留下的操作记录将会被同步储存至数据储存模块中供系统学习，且在张力控制的过程中出现异常时，根据匹配的相近状态拟人工的做出相应的参数调整，同时根据调整后的张力状态判定此次调整是否存在优化空间以及是否有效，并将此调节过程同步至算法内部，从而提高设备后续出现此类张力波动时整体张力的稳定性，同时在使用时，操作人员也可以通过调整控制策略或切换手动调节模式，保证设备在故障发生时的安全运行，减少损失和风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
图1为吹膜机膜卷张力控制系统程序框图；
图2为本发明张力感知模块程序框图；
图3为本发明控制器模块程序框图；
图4为本发明电控执行模块程序框图；
图5为本发明气动执行模块程序框图；
图6为本发明执行反馈模块程序框图；
图7为本发明自适应学习模块程序框图；
图8为本发明人机界面模块程序框图。
具体实施方式
下面将结合本发明说明书中的附图，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种吹膜机膜卷张力控制系统，吹膜机膜卷张力控制系统包括：
张力感知模块，用于对膜卷张力状况进行判定以及识别，包括压力传感模块、数据转化模块以及图表转化模块；
控制器模块，用于接收张力感知模块的信号并进行处理，包括数据接收模块、主处理模块以及动力转化模块；
电控执行模块，用于根据控制器模块的指令控制电控组件相应运动，包括伺服控制模块以及PLC控制模块；
气动执行模块，用于根据控制器模块的指令控制气动组件相应运动，包括电磁阀控制模块以及气压检测模块；
执行反馈模块，用于对电气执行模块以及气动执行模块的执行状态进行检测，包括异常反馈模块、异常分类模块以及检修分配模块；
自适应学习模块，用于对不同张力状态下的控制器模块执行指令进行学习，包括数据学习模块、算法优化模块以及数据储存模块；
人机界面模块，用于提供与操作员进行交互的界面，包括数据显示模块、状态监控模块以及参数设置模块。
压力传感模块用于为各个压力传感器以及应变片提供电力并驱动其运行，并通过各个压力传感器以及应变片感知膜材的张力，图表转化模块将会根据各个压力传感器以及应变片的反馈数据生成对应数据图表，并反馈张力的实时波动情况至人机界面模块中。
数据接收模块用于对压力传感模块中所反馈的电信号进行数据转译，并将其转化为对应的张力数据反馈至主处理模块中，主处理模块用于针对数据接收模块中反馈的实时张力与设定的张力大小之间的差异，生成对电控元件以及气动元件的运动规划，并将该运动规划传输至动力转化模块中，动力转化模块用于将主处理模块中反馈的运动规划转译为电信号，并通过信号线缆将其反馈至对应的电控执行模块以及启动执行模块中使其带动电气元件产生动作。
伺服控制模块用于将动力转化模块反馈的控制信号，并计算预设的目标值和反馈信息之间的差异，驱动电机精确运动至指定区域，并通过编码器的反馈对电机位置进行核准定位，PLC控制模块用于根据输入信号的状态和程序逻辑进行运算，并根据预设的程序逻辑控制输出信号，对包括电动机以及变频器设备的运行过程进行控制。
电磁阀控制模块用于通过电磁力的作用来控制各组电磁阀中各个阀体的开闭，并使得气动元件能够由于电磁阀的控制执行不同的指令，气压检测模块用于对启动元件中各个部分的气压大小进行检测，并能够在管路中气压大小异常时将报警信息反馈至执行反馈模块中。
异常反馈模块用于接收各类张力异常报警信号，以及气压检测模块所反馈的异常报警信息，并将该报警信息传输至异常分类模块中，异常分类模块用于针对不同组件所反馈的故障报警编号对应不同的故障类型，并能够通过多组故障类型交叉检索最接近的故障类型，并将故障类型与故障报警编号传输至人机界面模块处显示，检修分配模块用于针对不同区域以及不同的故障编码匹配不同的检修小组，并通过无线网络将故障类型设备状态同步反馈至检修小组的移动终端处。
数据学习模块用于针对运维人员在面对不同的张力波动曲线时的操作数据进行记录，并能够在后续设备出现相近的张力异常波动曲线时为系统匹配对应的处理方式，算法优化模块用于对系统的实时输入和输出数据进行处理和分析，并根据张力传感器的反馈信号和设定值对张力控制器进行控制的计算过程进行自适应性优化，数据储存模块用于在数据学习模块以及算法优化模块进行自适应优化时，对其历史计算程序进行数据储存并将其上传至数据云端按照日期进行对应储存。
数据显示模块用于对设备的运行状态以及异常报警信息进行实时数显，并将图表转化模块中所转化的张力波动曲线图表反馈至大屏，状态监控模块用于对设备运行时的电压电流以及功率状况进行监控，并根据其变化状态生成对应图表位于显示屏的子分页处，参数设置模块用于对张力设定值以及电气设备基础参数进行设定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种吹膜机膜卷张力控制系统，其特征在于：所述吹膜机膜卷张力控制系统包括：
张力感知模块，用于对膜卷张力状况进行判定以及识别，包括压力传感模块、数据转化模块以及图表转化模块；
控制器模块，用于接收张力感知模块的信号并进行处理，包括数据接收模块、主处理模块以及动力转化模块；
电控执行模块，用于根据控制器模块的指令控制电控组件相应运动，包括伺服控制模块以及PLC控制模块；
气动执行模块，用于根据控制器模块的指令控制气动组件相应运动，包括电磁阀控制模块以及气压检测模块；
执行反馈模块，用于对电气执行模块以及气动执行模块的执行状态进行检测，包括异常反馈模块、异常分类模块以及检修分配模块；
自适应学习模块，用于对不同张力状态下的控制器模块执行指令进行学习，包括数据学习模块、算法优化模块以及数据储存模块；
人机界面模块，用于提供与操作员进行交互的界面，包括数据显示模块、状态监控模块以及参数设置模块。
2.根据权利要求1所述的一种吹膜机膜卷张力控制系统，其特征在于：所述压力传感模块用于为各个压力传感器以及应变片提供电力并驱动其运行，并通过各个压力传感器以及应变片感知膜材的张力，所述图表转化模块将会根据各个压力传感器以及应变片的反馈数据生成对应数据图表，并反馈张力的实时波动情况至人机界面模块中。
3.根据权利要求1所述的一种吹膜机膜卷张力控制系统，其特征在于：所述数据接收模块用于对压力传感模块中所反馈的电信号进行数据转译，并将其转化为对应的张力数据反馈至主处理模块中，所述主处理模块用于针对数据接收模块中反馈的实时张力与设定的张力大小之间的差异，生成对电控元件以及气动元件的运动规划，并将该运动规划传输至动力转化模块中，所述动力转化模块用于将主处理模块中反馈的运动规划转译为电信号，并通过信号线缆将其反馈至对应的电控执行模块以及启动执行模块中使其带动电气元件产生动作。
4.根据权利要求1所述的一种吹膜机膜卷张力控制系统，其特征在于：所述伺服控制模块用于将动力转化模块反馈的控制信号，并计算预设的目标值和反馈信息之间的差异，驱动电机精确运动至指定区域，并通过编码器的反馈对电机位置进行核准定位，所述PLC控制模块用于根据输入信号的状态和程序逻辑进行运算，并根据预设的程序逻辑控制输出信号，对包括电动机以及变频器设备的运行过程进行控制。
5.根据权利要求1所述的一种吹膜机膜卷张力控制系统，其特征在于：所述电磁阀控制模块用于通过电磁力的作用来控制各组电磁阀中各个阀体的开闭，并使得气动元件能够由于电磁阀的控制执行不同的指令，所述气压检测模块用于对启动元件中各个部分的气压大小进行检测，并能够在管路中气压大小异常时将报警信息反馈至执行反馈模块中。
6.根据权利要求1所述的一种吹膜机膜卷张力控制系统，其特征在于：所述异常反馈模块用于接收各类张力异常报警信号，以及气压检测模块所反馈的异常报警信息，并将该报警信息传输至异常分类模块中，所述异常分类模块用于针对不同组件所反馈的故障报警编号对应不同的故障类型，并能够通过多组故障类型交叉检索最接近的故障类型，并将故障类型与故障报警编号传输至人机界面模块处显示，所述检修分配模块用于针对不同区域以及不同的故障编码匹配不同的检修小组，并通过无线网络将故障类型设备状态同步反馈至检修小组的移动终端处。
7.根据权利要求1所述的一种吹膜机膜卷张力控制系统，其特征在于：所述数据学习模块用于针对运维人员在面对不同的张力波动曲线时的操作数据进行记录，并能够在后续设备出现相近的张力异常波动曲线时为系统匹配对应的处理方式，所述算法优化模块用于对系统的实时输入和输出数据进行处理和分析，并根据张力传感器的反馈信号和设定值对张力控制器进行控制的计算过程进行自适应性优化，所述数据储存模块用于在数据学习模块以及算法优化模块进行自适应优化时，对其历史计算程序进行数据储存并将其上传至数据云端按照日期进行对应储存。
8.根据权利要求1所述的一种吹膜机膜卷张力控制系统，其特征在于：所述数据显示模块用于对设备的运行状态以及异常报警信息进行实时数显，并将图表转化模块中所转化的张力波动曲线图表反馈至大屏，所述状态监控模块用于对设备运行时的电压电流以及功率状况进行监控，并根据其变化状态生成对应图表位于显示屏的子分页处，所述参数设置模块用于对张力设定值以及电气设备基础参数进行设定。
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