CN202877054U - 双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统 - Google Patents

双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一个双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统，其特征是：辊涂机机架上连接有支撑辊(1)，辊涂机涂辊(2)、带料棍(3)和调节辊(4)分别安装在滑道上；涂辊(2)上连接有压力传感器(5)和磁尺传感器(7)，调节辊(4)上连接有压力传感器(6)；压力反馈信号通过PROFIBUS-DP传送至PLC系统，位移反馈信号通过ETHERNET传送至工控机系统；压力传感器(5)、压力传感器(6)、磁尺传感器(7)、工控机系统、PLC系统以及电机逆变器组成双闭环控制系统，工控机系统与PLC系统之间通过PROFIBUS-DP进行通信；PLC系统驱动伺服阀控制液压缸完成调节功能。

Description

双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统
技术领域
本实用新型属于金属表面处理设备技术领域，特别是关于一种用于金属表面处理设备辊涂机中的双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统。 
背景技术
辊涂机涂层控制一直是辊涂工艺上的一个难题，涂层太薄会影响产品的耐腐蚀性，过厚则浪费涂料、产品的经济性差。长期以来工艺人员一直采用手动调整涂覆辊辊缝的形式调整涂层厚度，利用自己的经验来操作辊涂机。这种手动控制方式一是不能够及时而且准确的控制漆膜的厚度，二是过于依赖于个人的方法习惯，当生产线生产品种发生变化及更换油漆种类时，或带钢张力和速度产生波动时，会对带钢的涂覆产生影响，直接影响到膜厚精度，给产品质量带来较大影响。 
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统，它能快速而准确的自动调整辊涂机涂覆在钢板上的膜厚厚度，避免了因带钢张力和速度等因素产生波动时对带钢涂覆产生的影响。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：辊涂机机架上连接有支撑辊1，辊涂机涂覆辊2、带料棍3和调节辊4分别安装在滑道上；涂覆辊2上连接有压力传感器5和磁尺传感器7，调节辊4上连接有压力传感器6；压力反馈信号经电机逆变器采集后通过PROFIBUS-DP传送至PLC系统，位移反馈信号经信号接口板转换成数字信号通过ETHERNET传送至工控机系统；工控机系统内存储由工艺人员根据经验制作出的工艺参数数据库，压力传感器5、压力传感器6、磁尺传感器7、工控机系统、PLC系统以及电机逆变器组成双闭环控制系统，工控机系统与PLC系统之间通过PROFIBUS-DP进行通信；PLC系统驱动伺服阀控制液压缸完成调节功能，从而实现涂层厚度的自动调整。涂覆辊压力传感器5返 回的信号是涂覆辊2与带料辊3之间的压力信号，所述的带料辊压力传感器6返回的信号是调节辊4与带料辊3之间的压力信号，双闭环控制系统采用PLC可编程序控制器为控制主体，工控机为监控上位机，通过使用PLC系统的PI调节器完成闭环控制，双闭环控制系统中位置控制闭环和压力控制闭环在不同状态下使用，两个闭环之间的切换由工控机系统控制并基于以下两种情况：当辊涂机刚投入或是生产线工况出现波动影响涂覆时，切换到位置闭环控制；当辊涂机正常涂覆生产时切换到压力闭环控制，PLC系统完成信号对比后将机组运行状况反馈到工控机系统，同时驱动伺服阀控制液压缸实现涂层厚度的自动调整。 
本实用新型的有益效果是： 
1.本实用新型利用压力信号反馈和位移信号反馈构成双闭环控制系统，能够在不同状态下快速而准确的实现涂层厚度的调整； 
2.本实用新型可以根据在上位机上输入的设定值进行自动跟踪，通过反馈信号与设定值的比较实现辊涂机涂层厚度的自动调整，从而实现辊涂机系统控制自动化； 
3.本实用新型可以通过不断优化工艺参数数据库来提高辊涂机涂层厚度的控制精度。 
附图说明
图1是结构示意图 
图1中：1支撑辊、2涂覆辊、3带料辊、4调节辊、5压力传感器、6压力传感器、7磁尺传感器 
图2是流程控制框图 
具体实施方式
辊涂机机架上连接有支撑辊1，辊涂机涂覆辊2、带料棍3和调节辊4分别安装在滑道上；涂覆辊2上连接有压力传感器5和磁尺传感器7，调节辊4上连接有压力传感器6；压力反馈信号经电机逆变器采集后通过PROFIBUS-DP传送至PLC系统，位移反馈信号经信号接口板转换成数字信号通过ETHERNET传送至工控机系统，其中压力传感器5返回的信号是涂覆辊2与带料辊3之间的压力信 号，压力传感器6返回的信号是调节辊4与带料辊3之间的压力信号。 
工控机系统内存储由工艺人员根据经验制作出的工艺参数数据库，压力传感器5、压力传感器6、磁尺传感器7、工控机系统、PLC系统以及电机逆变器组成双闭环控制系统；本装置中PLC可偏程序控制器为控制主体，工控机为监控上位机，并通过使用PLC系统的PI调节器完成闭环控制；工控机系统与PLC系统之间通过PROFIBUS-DP进行通信，PLC系统根据接收到的信号确定机组运行状况，并驱动伺服阀控制液压缸完成调节功能，从而实现涂层厚度的自动调整。 
图2所示是控制过程中的信号传递过程，首先在工控机系统上设定的辊缝值和辊速值，双闭环控制系统根据设定值进行自动跟踪，磁尺传感器返回的位移信号经信号接口板转换成数字信号通过ETHERNET传送至工控机系统，压力传感器返回的压力信号经电机逆变器采集后通过PROFIBUS-DP传送至PLC系统；双闭环控制系统中两个闭环之间的切换由工控机系统根据机组运行状况进行控制： 
1.当辊涂机刚投入或是生产线工况出现波动影响涂覆时，切换成位置闭环控制，位移信号及设定值从工控机系统通过PROFIBUS-DP传送到PLC系统并进行比较； 
2.当辊涂机正常涂覆生产时，切换成压力闭环控制，设定值从工控机系统通过PROFIBUS-DP传送到PLC系统并与压力反馈信号进行比较。 
信号比较完成后PLC系统将机组运行状况反馈回工控机系统，同时根据机组运行状况驱动伺服阀控制液压缸完成调节功能，从而实现涂层厚度快速而准确的自动调整。 

Claims (5)

1.双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统，其特征是：辊涂机机架上连接有支撑辊（1），辊涂机涂覆辊（2）、带料棍（3）和调节辊（4）分别安装在滑道上；涂覆辊（2）上连接有涂覆辊压力传感器（5）和磁尺传感器（7），调节辊（4）上连接有带料辊压力传感器（6）；压力反馈信号经电机逆变器采集后通过PROFIBUS-DP传送至PLC系统，位移反馈信号经信号接口板转换成数字信号通过ETHERNET传送至工控机系统；涂覆辊压力传感器（5）、带料辊压力传感器（6）、磁尺传感器（7）、工控机系统、PLC系统以及电机逆变器组成双闭环控制系统，工控机系统与PLC系统之间通过PROFIBUS-DP进行通信；PLC系统驱动伺服阀控制液压缸完成调节功能，从而实现涂层厚度的自动调整。 
2.如权利要求1所述的双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统，其特征在于，所述的涂覆辊压力传感器（5）返回的信号是涂覆辊（2）与带料辊（3）之间的压力信号，所述的带料辊压力传感器（6）返回的信号是调节辊（4）与带料辊（3）之间的压力信号。 
3.如权利要求1所述的双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统，其特征在于，所述的双闭环控制系统采用PLC可编程序控制器为控制主体，工控机为监控上位机，通过使用PLC系统的PI调节器完成闭环控制。 
4.如权利要求1所述的双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统，其特征在于，所述的双闭环控制系统中位置控制闭环和压力控制闭环在不同状态下使用，两个闭环之间的切换由工控机系统控制并基于以下两种情况：当辊涂机刚投入或是生产线工况出现波动影响涂覆时，切换到位置闭环控制；当辊涂机正常涂覆生产时切换到压力闭环控制。 
5.如权利要求1所述的双闭环式辊涂机涂层厚度自动控制系统，其特征在于， 所述的PLC系统完成信号对比后将机组运行状况反馈到工控机系统，同时驱动伺服阀控制液压缸实现涂层厚度的自动调整。 
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