人造板热压机的温度控制系统的制作方法

文档序号:15279827发布日期:2018-08-28 23:24阅读:188来源:国知局

本发明涉及自动控制技术领域,具体地,涉及人造板热压机的温度控制系统。



背景技术:

人造板的生产可以充分利用人工速生商品林、森林培育和采伐剩余物及其他废弃的木质纤维等资源,从而实现木材的高效利用和林业的可持续发展,达到保护天然林资源和改善生态环境的目的。近年来,人造板在建筑、装饰、家具等众多领域内得到广泛应用。

目前,人造板最主要生产方式是高温热压,板材压制所需的热量全部来自于热压机的加热系统,短时间内需要使用胶黏剂固化和板坯成型。为了保证人造板质量,热压温度必须控制在合理范围,如果温度过低,热量传递较慢,不仅降低生产效率,严重时会使板材出现分层,成为废品;如果热压温度过高,会导致板坯表层过热,形成较厚的预固化层,颜色发暗并会降低毛板的表面性能。但是,现有的针对人造板热压机的温度控制方式还无法满足高精度的温度控制,从而确保人造板的生成质量。



技术实现要素:

针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种人造板热压机的温度控制系统。

根据本发明提供的一种人造板热压机的温度控制系统,包括:加热循环单元、检测单元、控制单元,所述检测单元安装在加热循环单元和/或热压板上,所述检测单元与控制单元通信连接;其中:

所述加热循环单元,用于与热压板进行热量交换,以使人造板的加工温度在预设的范围内;

所述检测单元,用于检测热压板和加热循环单元的温度值,并将所述温度值发送给控制单元;

所述控制单元,用于根据所述温度值控制加热循环单元上至少一个阀门的开度,以使得加热循环单元内介质的流量增大或者减小。

可选地,所述加热循环单元包括:输送泵、储液箱、加热器、流量阀,以及连接输送泵、储液箱、热压板的管路;其中:

所述输送泵为管路中循环的介质提供动力,以使得循环的介质对热压板进行加热;

所述加热器安装在管路上,或者设置在储液箱内,用于对介质进行加热;

所述流量阀安装在管路上,用于根据所述控制单元的控制信号,调整阀门的开度。

可选地,所述流量阀包括:电动三通阀;所述介质包括:油、水。

可选地,所述检测单元包括:第一温度传感器、第二温度传感器,所述第一温度传感器用于检测热压板的温度值,所述第二温度传感器用检测热压板入口处的温度值。

可选地,第一温度传感器、第二温度传感器采用铂热电阻,所述铂热电阻设置在热压板上,以及热压板的介质入口管路中。

可选地,所述控制单元包括:控制器、第一温度调节器、第二温度调节器、信号输入单元、信号输出单元、显示器;所述第一温度调节器、第二温度调节器、信号输入单元、信号输出单元、显示器与控制器电连接;其中:

所述控制器包括:可编程逻辑控制器plc、单片机、微处理器中的任一种;

所述第一温度调节器、第二温度调节器与热循环单元上的至少一个阀门电连接,用以根据控制器发送的控制信号控制所述阀门的开度;

所述信号输入单元,用于对输入控制器的信号进行模数转换处理;

所述信号输出单元,用于将控制器生成的控制信号转化为相应的数字信号或者模拟信号;

所述显示器,用于实时显示热压板的温度。

可选地,所述检测单元检测到的温度值通过信号输入单元传输至控制器;

当第二温度传感器检测到的温度值不变,且第一温度传感器检测到的温度值相比于第一预设值变小时,控制器通过信号输出单元向第一温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变大;

当第二温度传感器检测到的温度值不变,且第一温度传感器检测到的温度值相比于第一预设值变大时,控制器通过信号输出单元向第一温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变小;

当第一温度传感器检测到的温度值不变,且第二温度传感器检测到的温度值相比于第二预设值变小时,控制器通过信号输出单元向第二温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变大;

当第一温度传感器检测到的温度值不变,且第二温度传感器检测到的温度值相比于第二预设值变大时,控制器通过信号输出单元向第二温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变小;

当第一温度传感器检测到的温度值相比于第一预设值变小/变大,且第二温度传感器检测到的温度值相比于第二预设值也变小/变大时,控制器通过信号输出单元向第一温度调节器、第二温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变大/变小;

当第一温度传感器检测到的温度值相比于第一预设值变大/变小,且第二温度传感器检测到的温度值相比于第一预设值变小/变大时,控制器通过信号输出单元向第一温度调节器、第二温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变化操作部分抵消。

可选地,所述控制器还与加热循环单元中的输送泵、加热器通信连接,用于向所述输送泵、加热器发送控制信号,以使所述输送泵、加热器处于启动或者停止状态。

可选地,还包括:报警器,所述报警器与控制单元电连接;当所述控制单元接收到的温度值不再预设的温度范围内时,报警器发出警报。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

本发明提供的人造板热压机的温度控制系统,通过检测热压板和加热循环单元的温度值;然后根据所述温度值控制加热循环单元上至少一个阀门的开度,以使得加热循环单元内介质的流量增大或者减小,从而使得人造板的加工温度在始终维持在预设的范围内,提高了人造板的加工质量,整个控制过程精度高、流程简单,适用性广。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明实施例一提供的人造板热压机的温度控制系统的结构示意图;

图2为本发明实施例二提供的人造板热压机的温度控制系统的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的温度控制原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

图1为本发明实施例一提供的人造板热压机的温度控制系统的结构示意图,如图1所示,本实施例中的装置可以包括:加热循环单元10、检测单元20、控制单元30,所述检测单元20安装在加热循环单元10和/或热压板上,所述检测单元20与控制单元30通信连接;其中:所述加热循环单元10,用于与热压板进行热量交换,以使人造板的加工温度在预设的范围内;所述检测单元20,用于检测热压板和加热循环单元的温度值,并将所述温度值发送给控制单元;所述控制单元30,用于根据所述温度值控制加热循环单元上至少一个阀门的开度,以使得加热循环单元内介质的流量增大或者减小。

本实施例中,所述加热循环单元10可以包括:输送泵、储液箱、加热器、流量阀,以及连接输送泵、储液箱、热压板的管路;其中:所述输送泵为管路中循环的介质提供动力,以使得循环的介质对热压板进行加热;所述加热器安装在管路上,或者设置在储液箱内,用于对介质进行加热;所述流量阀安装在管路上,用于根据所述控制单元的控制信号,调整阀门的开度。可选地,所述流量阀包括:电动三通阀;所述介质包括:油、水。

本实施例中,所述检测单元20包括:第一温度传感器、第二温度传感器,所述第一温度传感器用于检测热压板的温度值,所述第二温度传感器用检测热压板入口处的温度值。

可选地,第一温度传感器、第二温度传感器可以采用铂热电阻,所述铂热电阻设置在热压板上,以及热压板的介质入口管路中。需要说明的是,本实施例不限定温度传感器的类型。

本实施例中,所述控制单元30可以包括:控制器、第一温度调节器、第二温度调节器、信号输入单元、信号输出单元、显示器;所述第一温度调节器、第二温度调节器、信号输入单元、信号输出单元、显示器与控制器电连接;其中:所述控制器包括:可编程逻辑控制器plc、单片机、微处理器中的任一种;所述第一温度调节器、第二温度调节器与热循环单元上的至少一个阀门电连接,用以根据控制器发送的控制信号控制所述阀门的开度;所述信号输入单元,用于对输入控制器的信号进行模数转换处理;所述信号输出单元,用于将控制器生成的控制信号转化为相应的数字信号或者模拟信号;所述显示器,用于实时显示热压板的温度。

本实施例中,所述控制器还与加热循环单元中的输送泵、加热器通信连接,用于向所述输送泵、加热器发送控制信号,以使所述输送泵、加热器处于启动或者停止状态。

本实施例中的装置,还可以包括:报警器,所述报警器与控制单元电连接;当所述控制单元接收到的温度值不再预设的温度范围内时,报警器发出警报。

本实施例,通过检测热压板和加热循环单元的温度值;然后根据所述温度值控制加热循环单元上至少一个阀门的开度,以使得加热循环单元内介质的流量增大或者减小,从而使得人造板的加工温度在始终维持在预设的范围内,提高了人造板的加工质量,整个控制过程精度高、流程简单,适用性广。

具体地,当第二温度传感器检测到的温度值不变,且第一温度传感器检测到的温度值相比于第一预设值变小时,控制器通过信号输出单元向第一温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变大。当第二温度传感器检测到的温度值不变,且第一温度传感器检测到的温度值相比于第一预设值变大时,控制器通过信号输出单元向第一温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变小。当第一温度传感器检测到的温度值不变,且第二温度传感器检测到的温度值相比于第二预设值变小时,控制器通过信号输出单元向第二温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变大。当第一温度传感器检测到的温度值不变,且第二温度传感器检测到的温度值相比于第二预设值变大时,控制器通过信号输出单元向第二温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变小。当第一温度传感器检测到的温度值相比于第一预设值变小/变大,且第二温度传感器检测到的温度值相比于第二预设值也变小/变大时,控制器通过信号输出单元向第一温度调节器、第二温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变大/变小。当第一温度传感器检测到的温度值相比于第一预设值变大/变小,且第二温度传感器检测到的温度值相比于第一预设值变小/变大时,控制器通过信号输出单元向第一温度调节器、第二温度调节器发送控制信号,以使得流量阀的开度变化操作部分抵消。

本实施例中,通过构建两个循环来控制流量阀的开度,具体地,图2为本发明实施例二提供的人造板热压机的温度控制系统的结构示意图。图2中,采用油作为介质,热压板1的出入口通过管路与热油泵组4连通,管路上安装有第一机械蝶阀2、第一机械蝶阀3、电动三通阀5、第一机械蝶阀6、第一机械蝶阀7。根据人造板生产工艺和实际产量确定执行装置的型号和数量;所述热油泵组4为热油的循环流动提供动力,促使热油与热压板1之间进行热质交换;所述电动三通阀5的开口大小可调,可控制高温热油进入热压板的流量,进而改变热压板1的温度。一次循环是指:控制单元检测热压板入口管路的温度值,根据该入口管路的温度值控制电动三通阀5的开度。二次循环是指:控制单元检测热压板的温度值,根据热压板的温度值控制三通阀5的开度。

图3为本发明实施例提供的温度控制原理示意图,如图3所示,本实施例中针对三通电动阀的控制采用了pid串级算法,设定了压板温度调节器(主调节器)和入口温度调节器(副调节器),利用两个温度调节器的串联,控制电动三通阀的开度,实现加热系统温度的控制。如图3,所述pid串级算法,具体原理如下:

如果入口油温升高,初始状态时,压板温度不变,压板温度调节器的输出不变,入口温度调节器就按照不变的设定值和变大的测量值的差值进行控制,使得入口温度调节器的输出减小,进而减小电动三通阀的开度,使进入二次循环的热油流量下降,以保持压板温度的稳定。

如果生产调速导致压板温度降低,而入口油温不变,那么压板温度降低,压板温度调节器的输出增加,入口温度调节器按照变大的设定值和不变的测量值的差值进行控制,使得入口温度调节器的输出增大,进而增大电动三通阀的开度,增加进入二次循环的热油流量,直到压板温度恢复到设定值。

如果入口油温和压板温度同方向变化(同时升高或降低),则主、副调节器共同作用,电动三通阀的开度大幅度变化,使得压板温度用较快的时间既能恢复到设定值。

如果入口油温和压板温度反方向变化(一个升高一个降低),则两种干扰作用会相互抵消,最终电动三通阀只需做很小的调整即可。

本实施例,通过设置两次循环温度控制,来提高对循环加热单元上的流量阀开度的控制,从而可以极大地提高控制系统对温度的控制精度,使得热压板的温度始终维持在设定的范围内。当热压板的温度出现波动时,本实施例中的系统可以迅速地调整热压板的温度,反馈速度快,从而可以有效地提升人造板的加工质量。

本发明实施例还提供一种人造板热压机的温度控制方法,所述方法应用上述的人造板热压机的温度控制系统来实现对人造板加工温度的控制。

需要说明的是,本发明提供的所述人造板热压机的温度控制方法中的步骤,可以利用所述人造板热压机的温度控制系统中对应的模块、装置、单元等予以实现,本领域技术人员可以参照所述系统的技术方案实现所述方法的步骤流程,即,所述系统中的实施例可理解为实现所述方法的优选例,在此不予赘述。

本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以,本发明提供的系统及其各项装置可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

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