專利名稱：粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)備數(shù)字化控制裝置，特別是一種粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，也可以作為粉煤灰砌塊及粉煤灰硅鈣板等成型設(shè)備的數(shù)控裝置。
背景技術(shù)：
目前，利用粉煤灰建筑墻體材料替代傳統(tǒng)燒結(jié)實(shí)心粘土磚，這不僅僅是因?yàn)檎惩链u多耗能源，嚴(yán)重占地毀田，已被嚴(yán)格限制生產(chǎn)和使用，而且還由于熱電廠粉煤灰廢棄物排放量日益增多，這既污染環(huán)境，又占用大量土地，也成為一大公害。因此，為根除粉煤灰的公害，充分利用粉煤灰具有的潛在活性等性能，將其作為資源豐富而廉價(jià)的原料進(jìn)行綜合利用，生產(chǎn)建筑墻體材料，已被廣泛推廣。
目前，國(guó)外進(jìn)口設(shè)備，性能較好的自動(dòng)化控制程度較高的混凝土砌塊成型機(jī)，都是采用PLC(可編程控制器)機(jī)內(nèi)手工編程的方式。如把成型機(jī)有關(guān)程序和動(dòng)作，用解碼機(jī)輸入PLC程序中，或者將有關(guān)程序動(dòng)作制作成模塊。這種方式具有一定的保密性，一次性輸入比較容易，但用戶使用起來(lái)困難較多，麻煩也多，非常不方便。有一個(gè)動(dòng)作不協(xié)調(diào)或生產(chǎn)中干擾量較大時(shí)就必須停產(chǎn)處理，如有的更換原料品種，在物化指標(biāo)變量較大的情況下，仍然使用原編程程序就保證不了控制精度，產(chǎn)品質(zhì)量也不穩(wěn)定。這樣就得停產(chǎn)，用解碼機(jī)一個(gè)一個(gè)的去尋找，一個(gè)一個(gè)的去改，然后再一個(gè)一個(gè)的去調(diào)試，整改過(guò)程要用大量的時(shí)間，工作效率很低。另外，國(guó)外的混凝土砌塊成型機(jī)自動(dòng)控制僅限于成型機(jī)本身零部件的操作，其它輔助設(shè)備只是利用按鈕進(jìn)行的開(kāi)機(jī)、停機(jī)控制，是有一定的局限性的。
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的混凝土砌塊機(jī)，有的采用模塊方式機(jī)內(nèi)編程，有的則是將各機(jī)械通過(guò)電腦控制裝置相連，以實(shí)現(xiàn)成型過(guò)程的自動(dòng)化管理。據(jù)中國(guó)專利文獻(xiàn)報(bào)道，ZL93211448.2《液壓全自動(dòng)混凝土小型砌塊成型機(jī)》中公開(kāi)了一種“從加料、成型到出型等各道工序之間自動(dòng)控制，連續(xù)循環(huán)作業(yè)的成型機(jī)”。所謂的全自動(dòng)只不過(guò)是幾個(gè)工序之間的間隔動(dòng)作可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工作過(guò)程。ZL01270546.2《全自動(dòng)砌塊成型機(jī)》所公開(kāi)技術(shù)內(nèi)容來(lái)看，該機(jī)的上料機(jī)構(gòu)、成型機(jī)構(gòu)及砌塊輸送部分分別與自動(dòng)控制相連；自動(dòng)控制部分包括可編程電腦及其相連的線路、組件。這種全自動(dòng)砌塊成型機(jī)只是采用簡(jiǎn)單的電腦程序控制而已，不能實(shí)現(xiàn)全部生產(chǎn)過(guò)程的智能化管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，它解決了現(xiàn)有技術(shù)中解碼過(guò)程復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、工作效率低的問(wèn)題，以機(jī)外操作改變控制程序，完成數(shù)字化解碼，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的程序動(dòng)作數(shù)字化控制，降低了管理費(fèi)用，提高了工作效率和控制精度，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，適用范圍更廣泛。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該裝置的技術(shù)要點(diǎn)是運(yùn)用CAD/CAM交互式自適應(yīng)控制軟件對(duì)可編程控制器進(jìn)行數(shù)學(xué)模型交換的自動(dòng)編程組成數(shù)控系統(tǒng)，并由微機(jī)操作平臺(tái)、可編程控制器、各控制對(duì)象的本體結(jié)構(gòu)、傳感器和控制系統(tǒng)及其控制線路組成模塊單元，通過(guò)交互式界面反映當(dāng)前信息狀態(tài)將要執(zhí)行的操作，狀態(tài)欄指導(dǎo)操作，并提示當(dāng)前狀態(tài)和所處位置，數(shù)控系統(tǒng)與各模塊單元通過(guò)電信號(hào)連接傳遞，調(diào)偏各模塊單元的相應(yīng)補(bǔ)償控制量。
所述的自適應(yīng)控制軟件由系統(tǒng)軟件及應(yīng)用軟件組成。
所述的微機(jī)操作平臺(tái)采用工控器或觸摸屏。
所述的可編程控制器由中央處理器CPU、存儲(chǔ)器、寄存器、編程器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片、I/O版接口、A/D、D/A版接口組成。
所述的各控制對(duì)象由開(kāi)、閉環(huán)復(fù)合控制系統(tǒng)控制，開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)控制對(duì)象有帶有動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置及自動(dòng)控制流量的閘閥門(mén)的儲(chǔ)存罐、集料輸送機(jī)、螺旋攪拌給料機(jī)、提升機(jī)、蒸汽源、螺旋攪拌卸料機(jī)、給料機(jī)、磚架車的工藝組合設(shè)備；閉環(huán)控制系統(tǒng)控制對(duì)象有物料激活整合裝置、高效成型機(jī)、輸送機(jī)和自動(dòng)平移式上架機(jī)，上述的各控制對(duì)象分別由自身的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)、傳感器組成。
所述控制結(jié)構(gòu)由儲(chǔ)存罐的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、互感器、斷路器、接觸器、熱繼電器及微型電機(jī)，集料輸送機(jī)、螺旋攪拌給料機(jī)、提升機(jī)、給料機(jī)的斷路器、接觸器、熱繼電器及電機(jī)，物料激活整合裝置的變頻電機(jī)、接觸器、斷路器、蒸汽流量控制閥、卸壓閥、LED報(bào)警燈，高效成型機(jī)的液壓系統(tǒng)，包括變量泵、伺服液壓馬達(dá)、三位四通電液控制閥、先導(dǎo)式溢流閥、兩位兩通電磁閥、單項(xiàng)閥、順序閥和布料機(jī)的卸料閥，輸送機(jī)的電動(dòng)輥筒、從動(dòng)輥筒和自動(dòng)平移式上架機(jī)的液壓系統(tǒng)組成。
所述傳感器由儲(chǔ)存罐的動(dòng)態(tài)流量計(jì)量?jī)x，物料激活整合裝置內(nèi)的溫度傳感器、安裝在物料出口的隨機(jī)在線水分檢測(cè)儀、壓力傳感器和料位箱內(nèi)的電容式料位器、成型機(jī)的壓力傳感器、流量傳感器、光柵式位移傳感器、輸送機(jī)和自動(dòng)平移式上架機(jī)的區(qū)域傳感器組成。
所述控制線路是RS-232總線，在使用過(guò)程中只用9根線，可實(shí)現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)、接受數(shù)據(jù)、載波檢測(cè)、報(bào)警提示，高電平有效，請(qǐng)求發(fā)送或清除發(fā)送等功能。該總線將系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、本體結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)有效合理的連接，并與可編程控制器的A/D、D/A版接口相聯(lián)，保持電信號(hào)的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換和傳遞?？删幊炭刂破鞯妮敵龆擞峙c微機(jī)平臺(tái)聯(lián)接顯示現(xiàn)時(shí)的數(shù)據(jù)，并在微機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)有效的操作。
由于本發(fā)明采用了CAD/CAM交互式自適應(yīng)控制軟件，利用微分方程和傳遞函數(shù)建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，并附加制品成型的面向幾何模型，不僅滿足了生產(chǎn)的需要，還有效的解決生產(chǎn)工藝、控制方法、成本核算、智能管理等問(wèn)題；建立多個(gè)獨(dú)立的控制單元，形成局部反饋，減少了信號(hào)比較、檢測(cè)、傳遞的滯后性，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈敏度，可快速調(diào)偏系統(tǒng)，按照設(shè)定的工作量和曲線準(zhǔn)確運(yùn)行；采用了開(kāi)、閉環(huán)復(fù)合控制系統(tǒng)，既提高了運(yùn)行速度、降低了造價(jià)，又使系統(tǒng)抗干擾能力增強(qiáng)，控制精度提高；在成型機(jī)的控制單元中設(shè)有液壓控制系統(tǒng)的模擬信號(hào)模塊，可實(shí)現(xiàn)工作速度8-24秒/模的無(wú)極變頻，大大提高了成型設(shè)備控制系統(tǒng)的靈活性，滿足不同的需要。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明的一種成型設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的成型設(shè)備數(shù)控裝置的一種電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1-2詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程。該裝置運(yùn)用CAD/CAM交互式自適應(yīng)控制軟件對(duì)可編程控制器進(jìn)行數(shù)學(xué)模型交換的自動(dòng)編程，組成數(shù)控系統(tǒng)，并由微機(jī)操作平臺(tái)，可編程控制器，各控制對(duì)象的本體結(jié)構(gòu)、傳感器和控制系統(tǒng)及其控制線路組成模塊單元，通過(guò)交互式界面反映當(dāng)前信息狀態(tài)將要執(zhí)行的操作，狀態(tài)欄指導(dǎo)操作，并提示當(dāng)前狀態(tài)和所處位置，數(shù)控系統(tǒng)與各模塊單元通過(guò)電信號(hào)連接傳遞，調(diào)偏各模塊單元的相應(yīng)補(bǔ)償控制量。
所述的自適應(yīng)控制軟件由系統(tǒng)軟件及應(yīng)用軟件組成，包括程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(VISUALC++、梯形圖語(yǔ)言)、語(yǔ)言處理程序、服務(wù)程序等智能系統(tǒng)，具有指令功能、檢查反饋功能、自動(dòng)糾偏功能、智能管理功能，可根據(jù)給定值所要求的輸入輸出量，自動(dòng)用微分方程及傳遞函數(shù)建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，確定成型機(jī)組面向的幾何模型及相關(guān)參數(shù)。應(yīng)用軟件解決了生產(chǎn)工藝自動(dòng)聯(lián)鎖、生產(chǎn)設(shè)備的檢查反饋、計(jì)算機(jī)的有效控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確運(yùn)行、控制方法及生產(chǎn)成本等問(wèn)題。數(shù)控系統(tǒng)與各控制單元通過(guò)電信號(hào)連接傳遞，調(diào)偏各控制單元的最佳補(bǔ)償控制量。
所述的微機(jī)操作平臺(tái)即可以是工控器，也可以是觸摸屏。采用原創(chuàng)Windows菜單，全中文界面，并全面支持圖標(biāo)菜單、工具條、曲線圖、快捷鍵。系統(tǒng)通過(guò)交互式界面反映當(dāng)前信息狀態(tài)將要執(zhí)行的操作。狀態(tài)欄指導(dǎo)操作，并提示當(dāng)前狀態(tài)和所處位置。
所述的可編程控制器采用日本三菱公司生產(chǎn)的可編程控制器FX2N-32MR作為中心控制器，由中央處理器CPU、存儲(chǔ)器、寄存器、編程器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片、I/O版接口、A/D、D/A版接口等硬件組成。中央處理器包括字處理器和位處理器，分別實(shí)現(xiàn)信息的加工和儲(chǔ)存以及軟件的梯形圖等編程語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為機(jī)械語(yǔ)言的功能，是控制系統(tǒng)的核心。A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片采用高精度的AD574型號(hào)。工作現(xiàn)場(chǎng)的位移、速度等物理量經(jīng)過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為數(shù)字、模擬信號(hào)后，通過(guò)轉(zhuǎn)換器處理輸入計(jì)算機(jī)，其輸入信號(hào)全部經(jīng)過(guò)光電隔離，以減少干擾量，增強(qiáng)控制精度。本芯片為12位，采樣頻率為100KHz。
可編程控制器采用面向控制過(guò)程，其原理是現(xiàn)場(chǎng)變送裝置送來(lái)的模擬信號(hào)進(jìn)入調(diào)節(jié)器后，經(jīng)過(guò)輸入濾波、多路切換開(kāi)關(guān)及A/D、D/A轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量，存儲(chǔ)于可編程調(diào)節(jié)器的寄存器中，所輸入的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入濾波和整形就可以通過(guò)調(diào)節(jié)器輸出接口，直接進(jìn)入寄存器；CPU根據(jù)自適應(yīng)控制軟件的程序要求，從系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中依次讀出有關(guān)的輸入處理子程序和運(yùn)算子程序，同時(shí)，從隨機(jī)存儲(chǔ)器和自適應(yīng)控制軟件讀出各種數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)輸入處理和運(yùn)算。如果結(jié)果數(shù)據(jù)沒(méi)有溢出，可作為存儲(chǔ)單元輸出并進(jìn)行更新；如果數(shù)據(jù)溢出，自適應(yīng)控制軟件重新計(jì)算和處理程序動(dòng)作，并進(jìn)行自動(dòng)聲光報(bào)警。通過(guò)CPU重新調(diào)整各子程序，輸出寄存器的數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換和輸出保持電路之后，經(jīng)電壓-電流轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的控制信號(hào)輸出，送往現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；當(dāng)設(shè)定的給定值改變時(shí)，自適應(yīng)控制軟件準(zhǔn)確快速的進(jìn)行機(jī)外自動(dòng)編程解碼，實(shí)現(xiàn)不同的控制方案。
所述的各控制對(duì)象由開(kāi)、閉環(huán)復(fù)合控制系統(tǒng)控制，開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)控制對(duì)象有帶有動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置及自動(dòng)控制流量的閘閥門(mén)的儲(chǔ)存罐1、集料輸送機(jī)2、螺旋攪拌給料機(jī)3、提升機(jī)4、蒸汽源6、螺旋攪拌卸料機(jī)7、給料機(jī)8、磚架車11等工藝組合設(shè)備，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，穩(wěn)定性能好。閉環(huán)控制系統(tǒng)控制對(duì)象有物料激活整合裝置5、高效成型機(jī)9、輸送機(jī)和自動(dòng)平移式上架機(jī)10，其特點(diǎn)是控制精度高，抗干擾能力強(qiáng)，適用范圍廣。上述的各控制對(duì)象分別由自身的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)、傳感器組成。
所述的機(jī)械結(jié)構(gòu)是各控制對(duì)象本體結(jié)構(gòu)所述的控制結(jié)構(gòu)由儲(chǔ)存罐1的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)QF、互感器PA、斷路器QF、接觸器KM、熱繼電器FR及微型電機(jī)M，集料輸送機(jī)2、螺旋攪拌給料機(jī)3、提升機(jī)4、給料機(jī)8的斷路器、接觸器KM、熱繼電器FR及微型電機(jī)M；物料激活整合裝置5的變頻電機(jī)、接觸器KM、斷路器QF、蒸汽流量控制閥、卸壓閥、LED報(bào)警燈，高效成型機(jī)9的液壓系統(tǒng)，包括變量泵、伺服液壓馬達(dá)、三位四通電液控制閥、先導(dǎo)式溢流閥、兩位兩通電磁閥、單項(xiàng)閥、順序閥和布料機(jī)的卸料閥，輸送機(jī)的電動(dòng)輥筒、從動(dòng)輥筒和自動(dòng)平移式上架機(jī)10的液壓系統(tǒng)等組成。
所述傳感器由儲(chǔ)存罐1的動(dòng)態(tài)流量計(jì)量?jī)x，物料激活整合裝置5內(nèi)的溫度傳感器，安裝在物料出口的隨機(jī)在線水分檢測(cè)儀、壓力傳感器和料位箱內(nèi)的電容式料位器，高效成型機(jī)9的壓力傳感器、流量傳感器、光柵式位移傳感器，輸送機(jī)和自動(dòng)平移式上架機(jī)10的區(qū)域傳感器組成。
上述傳感器中的溫度傳感器采用鉑電阻PT100型溫度傳感器?？蓽?zhǔn)確快速的檢測(cè)信號(hào)；所采用的隨機(jī)在線水分檢測(cè)儀為MMR101型高溫濕度變送器，帶有相對(duì)濕度傳感器和兩個(gè)電流回路用于在線測(cè)量，工作溫度可達(dá)到150度，相對(duì)濕度為0-100％，并兼容鉑電阻溫度計(jì)TRD溫度傳感器；所采用的壓力傳感器為DP5新系列傳感器，使用單觸頭連接，反應(yīng)時(shí)間為1ms，減少了控制系統(tǒng)的滯后性；所采用的光柵式位移傳感器為長(zhǎng)光柵式，測(cè)量直線位移。由光源、聚光鏡、主光柵、指示光柵、光敏元件構(gòu)成，利用主光柵間行程和莫爾條紋現(xiàn)象將機(jī)械位移的模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字脈沖，進(jìn)行精密測(cè)量，其范圍30-100mm，間距0.1-10μm，以此保證控制系統(tǒng)的精度；所采用的區(qū)域傳感器為SF4-AH系列傳感器，利用交叉光軸掃描系統(tǒng)，精確的檢測(cè)物料區(qū)域定位，并配有ELCA功能，減少了外部光線頻率的干擾，增強(qiáng)了準(zhǔn)確性。
所述控制線路是RS-232總線，在使用過(guò)程中只用9根線，可實(shí)現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)、接受數(shù)據(jù)、載波檢測(cè)、報(bào)警提示，高電平有效，請(qǐng)求發(fā)送或清除發(fā)送等功能。該總線將系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、本體結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)有效合理的連接，并與可編程控制器的A/D、D/A版接口相聯(lián)，保持電信號(hào)的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換和傳遞?？删幊炭刂破鞯妮敵龆擞峙c微機(jī)操作平臺(tái)聯(lián)接顯示現(xiàn)時(shí)的數(shù)據(jù)，并在微機(jī)操作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)有效的操作。
所述CAD/CAM交互式自適應(yīng)控制軟件，利用微分方程和傳遞函數(shù)建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)溫度、濕度、壓力對(duì)粉煤灰和堿性激發(fā)劑的質(zhì)量變化規(guī)律，設(shè)立了粉煤灰激發(fā)活化的正弦曲線和制品成型的面向幾何模型，可編程控制器可按照設(shè)定自動(dòng)運(yùn)算、檢測(cè)、糾偏，指導(dǎo)機(jī)組的工作，并根據(jù)誤差做最佳補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。
所述可編程控制器由于采用了高精度的數(shù)字、模擬轉(zhuǎn)換接版，并帶有光電隔離技術(shù)，提高了控制的精度，減少了干擾量的侵?jǐn)_。
利用本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)制備粉煤灰磚的配料、混料、物化激活、整合成型、輸送、上架等工藝的數(shù)字化控制。微機(jī)操作平臺(tái)作為參數(shù)預(yù)制及工作狀況顯示單元，將成型機(jī)組的單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出磚的數(shù)量比設(shè)定為給定值，自適應(yīng)控制軟件根據(jù)成型機(jī)出模的速度，按照微分方程及傳遞函數(shù)預(yù)算的數(shù)學(xué)模型設(shè)定最佳的運(yùn)行方式，分別對(duì)儲(chǔ)存罐1、物料激活整合裝置5、螺旋攪拌卸料機(jī)7、成型機(jī)9發(fā)出控制信號(hào)，儲(chǔ)存罐1接到可編程調(diào)節(jié)器的開(kāi)啟信號(hào)后，打開(kāi)閘閥門(mén)，物料自動(dòng)流出。其控制的重點(diǎn)是根據(jù)自適應(yīng)控制軟件設(shè)定的給定值，調(diào)整各物料的配比，根據(jù)開(kāi)啟信號(hào)量的大小調(diào)整閥門(mén)的出口。所采用的閘閥門(mén)帶有動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置，可檢測(cè)物料流量的實(shí)際數(shù)量，并將此轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換，傳回給可編程控制器，經(jīng)運(yùn)算、糾偏后將電信號(hào)重新傳達(dá)給儲(chǔ)存罐1的控制機(jī)構(gòu)。集料輸送機(jī)2、提升機(jī)4、蒸汽源6均帶有開(kāi)啟裝置，接到前端控制信號(hào)后自動(dòng)啟、停工作。物料激活整合裝置5的控制重點(diǎn)是機(jī)內(nèi)物料的水分，根據(jù)溫度、濕度、壓力對(duì)粉煤灰和堿性激發(fā)劑的質(zhì)量變化規(guī)律，即溫度、濕度、壓力越高，激發(fā)活化的時(shí)間越短；溫度、濕度、壓力越低，激發(fā)活化時(shí)間越長(zhǎng)的參數(shù)關(guān)系定位，設(shè)立粉煤灰激發(fā)活化的正弦曲線，使溫度、濕度、壓力、流量、流速及變頻調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)恒定。蒸汽源6收到開(kāi)啟控制信號(hào)后，向激活整合裝置內(nèi)輸入過(guò)熱蒸汽，在機(jī)內(nèi)形成設(shè)定的溫度、濕度和壓力。傳感器上的測(cè)量裝置采集信號(hào)，并通過(guò)比較元件經(jīng)放大后使電信號(hào)輸出到可編程控制器，形成局部反饋系統(tǒng)。控制系統(tǒng)根據(jù)接到的反饋信號(hào)比較物料在溫度、濕度、壓力作用下的成型曲線，通過(guò)運(yùn)算得出最佳補(bǔ)償控制量，并將信號(hào)返回，指導(dǎo)蒸汽源6的補(bǔ)償運(yùn)作，調(diào)偏過(guò)熱蒸汽的壓力流量。當(dāng)機(jī)內(nèi)物料的水分超出自適應(yīng)軟件預(yù)算的額定范圍時(shí)，報(bào)警裝置啟動(dòng)，卸壓閥打開(kāi)，在控制系統(tǒng)重新運(yùn)算后，開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。成型機(jī)9的工作原理是控制系統(tǒng)控制機(jī)械部分的精確運(yùn)動(dòng)，傳感器檢測(cè)工作誤差，并將此以電信號(hào)的形式經(jīng)轉(zhuǎn)換放大后，輸入可編程控制器，通過(guò)運(yùn)算、檢測(cè)，反饋控制系統(tǒng)控制機(jī)械部分的壓力、速度、距離，調(diào)偏成型機(jī)的最佳補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。
使用時(shí)，將手\自動(dòng)開(kāi)關(guān)扳到X2位置后，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合，自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)功能啟動(dòng)。儲(chǔ)存罐1接到開(kāi)啟量信號(hào)后，接觸器閉合，互感器帶電，電機(jī)M啟動(dòng)，按照給定的配比打開(kāi)閘閥門(mén)；同時(shí)動(dòng)態(tài)流量檢測(cè)儀工作，并將檢測(cè)出的誤差以電信號(hào)的形式傳給可編程控制器，當(dāng)誤差超出額定范圍時(shí)，HL3-7報(bào)警燈啟動(dòng)。物料自動(dòng)落在集料輸送機(jī)2上，經(jīng)螺旋攪拌給料機(jī)3和提升機(jī)4進(jìn)入物料激活整合裝置5。集料輸送機(jī)2、攪拌給料機(jī)3、提升機(jī)4的控制接觸器分別是SB10、SB12、SB14，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高、反應(yīng)速度快、成本低，屬于典型的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。
物料激活整合裝置5是單獨(dú)的控制單元，通過(guò)電纜與蒸汽源6輸入裝置相連，整個(gè)輸入裝置又與可編程調(diào)節(jié)器相連。激活整合裝置內(nèi)設(shè)有高低料位連接報(bào)警反饋裝置、溫度傳感裝置、壓力傳感裝置和濕度傳感裝置，可編程控制器根據(jù)自適應(yīng)控制軟件計(jì)算的物料成型正弦曲線控制蒸汽源6，輸入含水量100％的過(guò)熱蒸汽，并形成設(shè)定的溫度、濕度、壓力。當(dāng)機(jī)內(nèi)的溫度、濕度、壓力的控制信號(hào)溢出設(shè)定值時(shí)，電壓信號(hào)增大，蒸汽源5的調(diào)節(jié)閥縮小，逐步接近給定值；料位空滿程度的信號(hào)由可編程調(diào)節(jié)器的計(jì)算后通知前端物料儲(chǔ)存罐1的控制單元，閘閥門(mén)便自動(dòng)加大或縮小，但這種變化并不是立刻就滿足后端設(shè)備的需求量，而是根據(jù)自適應(yīng)控制軟件計(jì)算的單位時(shí)間的數(shù)量比，循序漸進(jìn)的定位在一個(gè)恒定的位置上，激活機(jī)的輸出數(shù)量只要有一點(diǎn)變化，前端設(shè)備便自動(dòng)跟蹤鎖定。
從物料激活整合裝置5內(nèi)流出的物料進(jìn)入螺旋攪拌卸料機(jī)7，攪拌卸料機(jī)7設(shè)有變頻調(diào)速器，按照自適應(yīng)控制軟件設(shè)定的成型機(jī)出模速度，調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速，控制物料流量。
成型機(jī)9為閉環(huán)控制系統(tǒng)，是單獨(dú)的智能控制單元，采用三相380V供電，控制回路分別由AC220V、DC24V供電，設(shè)置模擬信號(hào)的控制模塊，實(shí)現(xiàn)8-24秒范圍內(nèi)壓制速度的無(wú)極變量。當(dāng)布料車從前端接料完畢后，按設(shè)定的工作速度自動(dòng)前進(jìn)將料送達(dá)，同時(shí)模板定位，KA6線圈帶電，觸頭閉合，電機(jī)開(kāi)始工作，接通油路，下液壓缸啟動(dòng)，模臺(tái)上升，位移傳感器傳送反饋指令定位，KA6觸頭打開(kāi)，模臺(tái)液壓停止同時(shí)鋪料，KA3線圈帶電，觸頭閉合，布料機(jī)平移液壓?jiǎn)?dòng)助推，位移傳感器光電反饋定位，液壓停止，啟動(dòng)蝶閥卸料；低頻振動(dòng)啟動(dòng)，卸料蝶閥關(guān)閉，KA4電圈帶電，觸頭閉合，布料機(jī)歸位，液壓系統(tǒng)停止，轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)(讀秒)，KA2線圈帶電，觸頭閉合，電機(jī)工作，上液壓缸啟動(dòng)，模頭加壓，振動(dòng)停止，加壓停止，KA2、KA5觸頭閉合，模頭助推和模臺(tái)下降同時(shí)啟動(dòng)，模頭定位(上行液壓停)，KA1打開(kāi)，模頭歸位(液壓?jiǎn)?、?，KA5線圈帶電，電機(jī)啟動(dòng)，模臺(tái)下行歸位，下液壓缸停止，完成一個(gè)程序動(dòng)作循環(huán)，全程時(shí)間8-24秒。成型機(jī)9下缸上行到位接料，上缸下行加壓成型。用位移傳感器測(cè)量移動(dòng)距離，流量傳感器及壓力傳感器檢測(cè)運(yùn)行速度，通過(guò)D/A控制比例閥以達(dá)到設(shè)定的工作參數(shù)，在前端的微機(jī)操作平臺(tái)可監(jiān)視到工作速度及壓制數(shù)量和各信號(hào)狀態(tài)、故障報(bào)警及原因。出模的頻率和速度根據(jù)需要任意調(diào)整，但最短時(shí)間是8秒/模，低于8秒/模為極限，不執(zhí)行命令。成型機(jī)9的控制系統(tǒng)采用了多回路局部反饋控制系統(tǒng)，各測(cè)量、變送元件將信號(hào)放大處理后，根據(jù)自適應(yīng)控制軟件的給定值，計(jì)算調(diào)整，輸出最佳補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)。
輸送裝置由輸送機(jī)和自動(dòng)平移式上架機(jī)10組成，磚模板上線后，當(dāng)達(dá)指定位置定位，區(qū)域傳感器檢測(cè)并發(fā)出信號(hào)，成型機(jī)9的智能控制單元開(kāi)始工作；當(dāng)載滿制品的磚模板經(jīng)輸送機(jī)到達(dá)平移式上架機(jī)后，液壓?jiǎn)?dòng)上升，傳感器定位，平移機(jī)啟動(dòng)磚模板進(jìn)入磚架車；機(jī)械爪助推(起、停)升降平移機(jī)歸位(液壓停機(jī))；機(jī)械爪推送模板(啟、停)模板上線，定位，模臺(tái)啟動(dòng)。
如將手\自動(dòng)開(kāi)關(guān)搬到手動(dòng)位置，接通線路也可以實(shí)現(xiàn)各功能的點(diǎn)動(dòng)操作，滿足系統(tǒng)的特殊需要。
權(quán)利要求
1.一種粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，其特征在于運(yùn)用CAD/CAM交互式自適應(yīng)控制軟件對(duì)可編程控制器進(jìn)行數(shù)學(xué)模型交換的自動(dòng)編程，組成數(shù)控系統(tǒng)，并由微機(jī)操作平臺(tái)，可編程控制器，各控制對(duì)象的本體結(jié)構(gòu)、傳感器和控制系統(tǒng)及其控制線路組成模塊單元，通過(guò)交互式界面反映當(dāng)前信息狀態(tài)將要執(zhí)行的操作，狀態(tài)欄指導(dǎo)操作，并提示當(dāng)前狀態(tài)和所處位置，數(shù)控系統(tǒng)與各模塊單元通過(guò)電信號(hào)連接傳遞，調(diào)偏各模塊單元的相應(yīng)補(bǔ)償控制量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，其特征在于所述的自適應(yīng)控制軟件由系統(tǒng)軟件及應(yīng)用軟件組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，其特征在于所述的微機(jī)操作平臺(tái)采用工控器或觸摸屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，其特征在于所述的可編程控制器由中央處理器CPU、存儲(chǔ)器、寄存器、編程器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片、I/O版接口、A/D、D/A版接口組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，其特征在于所述的各控制對(duì)象由開(kāi)、閉環(huán)復(fù)合控制系統(tǒng)控制，開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)控制對(duì)象有帶有動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置及自動(dòng)控制流量的閘閥門(mén)的儲(chǔ)存罐、集料輸送機(jī)、螺旋攪拌給料機(jī)、提升機(jī)、蒸汽源、螺旋攪拌卸料機(jī)、給料機(jī)、磚架車的工藝組合設(shè)備；閉環(huán)控制系統(tǒng)控制對(duì)象有物料激活整合裝置、高效成型機(jī)、輸送機(jī)和自動(dòng)平移式上架機(jī)，上述的各控制對(duì)象分別由自身的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)、傳感器組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，其特征在于所述控制結(jié)構(gòu)由儲(chǔ)存罐的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、互感器、斷路器、接觸器、熱繼電器及微型電機(jī)，集料輸送機(jī)、螺旋攪拌給料機(jī)、提升機(jī)、給料機(jī)的斷路器、接觸器、熱繼電器及電機(jī)，物料激活整合裝置的變頻電機(jī)、接觸器、斷路器、蒸汽流量控制閥、卸壓閥、LED報(bào)警燈，高效成型機(jī)的液壓系統(tǒng)，包括變量泵、伺服液壓馬達(dá)、三位四通電液控制閥、先導(dǎo)式溢流閥、兩位兩通電磁閥、單項(xiàng)閥、順序閥和布料機(jī)的卸料閥，輸送機(jī)的電動(dòng)輥筒、從動(dòng)輥筒和自動(dòng)平移式上架機(jī)的液壓系統(tǒng)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，其特征在于所述傳感器由儲(chǔ)存罐的動(dòng)態(tài)流量計(jì)量?jī)x，物料激活整合裝置內(nèi)的溫度傳感器、安裝在物料出口的隨機(jī)在線水分檢測(cè)儀、壓力傳感器和料位箱內(nèi)的電容式料位器、成型機(jī)的壓力傳感器、流量傳感器、光柵式位移傳感器、輸送機(jī)和自動(dòng)平移式上架機(jī)的區(qū)域傳感器組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，其特征在于所述控制線路是RS-232總線，在使用過(guò)程中只用9根線，可實(shí)現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)、接受數(shù)據(jù)、載波檢測(cè)、報(bào)警提示，高電平有效，請(qǐng)求發(fā)送或清除發(fā)送等功能。該總線將系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、本體結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)有效合理的連接，并與可編程控制器的A/D、D/A版接口相聯(lián)，保持電信號(hào)的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換和傳遞?？删幊炭刂破鞯妮敵龆擞峙c微機(jī)平臺(tái)聯(lián)接顯示現(xiàn)時(shí)的數(shù)據(jù)，并在微機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)有效的操作。
全文摘要
一種粉煤灰磚成型設(shè)備數(shù)控裝置，它運(yùn)用CAD/CAM交互式自適應(yīng)控制軟件對(duì)可編程控制器進(jìn)行數(shù)學(xué)模型交換的自動(dòng)編程組成數(shù)控系統(tǒng)，并由微機(jī)操作平臺(tái)、可編程控制器、各控制對(duì)象的本體結(jié)構(gòu)、傳感器和控制系統(tǒng)及其線路組成模塊單元，通過(guò)交互式界面反映當(dāng)前信息狀態(tài)將要執(zhí)行的操作，狀態(tài)欄指導(dǎo)操作，并提示當(dāng)前狀態(tài)和所處位置，數(shù)控系統(tǒng)與各模塊單元通過(guò)電信號(hào)連接傳遞，調(diào)偏各模塊單元的相應(yīng)補(bǔ)償控制量。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中解碼過(guò)程復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、工作效率低的問(wèn)題，以機(jī)外操作改變控制程序，完成數(shù)字化解碼，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的程序動(dòng)作數(shù)字化控制，降低了管理費(fèi)用，提高了工作效率和控制精度，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，適用范圍更廣泛。
文檔編號(hào)G05B19/18GK1597283SQ20041002153
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者洪武貴, 苗迪, 洪巍 申請(qǐng)人:遼寧中田干燥設(shè)備制造有限公司