专利名称：玻璃料滴重量自动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于生产过程测量控制领域，特别涉及到用于工业生产过程中，对玻璃料滴重量的自动监测和控制系统。
背景技术：
在玻璃制品生产过程中，尤其是在高新技术产业中，对于诸如显象管用玻锥、玻屏等技术含量高的非一般性玻璃制品生产过程中，玻璃料滴重量的精确控制，是生产高质量产品的重要基础，在已有技术中，玻璃料滴重量的控制，属于模拟信号控制，由人为的开环控制为基本手段。玻璃制品生产过程中，模具凹模中存在有玻璃料滴，采用在旋转的工作台上放置凹模，使凹模自动循环利用，在同一工作位置进行压制生产玻璃制品，从而形成自动化的生产，玻璃料滴是通过供料机和剪刀机相互配合制作合格的料滴，滴落在旋转工作台上的凹模内，为了测量玻璃料滴重量，在设备的冲压装置处安装一个差动变压器(称之为LVDT)，它随压制玻璃料滴的冲压装置运动，玻璃料滴的体积大小(为重量大小的反映)，影响冲压装置的下行位置，通过对此下行位置的测量，可以间接地取得玻璃料滴的重量，以往的做法是，对于该重量的控制调整，是在凸模冲压位置安装的LVDT测量装置间接测量玻璃料液的重量，经过变换器，将位置信号变为电信号，作为料滴重量测量数据，将该测量数据通过走纸划线记录的显示方式显示，工艺操作人员通过划线位置同设定目标值线位置比较进行响应调整，从而控制玻璃料滴重量，除上述调整之外，还要响应的对液压相应系统和电器控制系统进行控制，他们分别的作法是，通过减压阀蓄能器为液压系统提供动力控制油缸运动；电器控制系统中通过电液伺服阀控制供料机的上下运行轨迹，完成调节玻璃料滴形状、重量。上述控制属于人为的开环控制或称之为半闭环控制，玻璃料滴重量变化后不能自动调整，其调整需要工艺操作人员根据自己观察、判断及经验进行调整，由于系统本身与人为因素都有难于避免的不一致因素，导致玻璃料滴重量取得时的误差无法消除，这些误差又包括1.模具制造尺寸差异造成测量数据误差；2.机械设备定位误差使测量点造成测量数据误差；3.液压系统的压力状态随机误差造成测量数据误差；4.测量装置自身误差导致测量随机误差，在上述误差客观存在情况下，加上调整通过人工的操作，对各种误差无法及时判断，且受人员技术水平、责任心、情绪等影响，使测量数据调整量不同或调整错误，从而形成了目前对于玻璃料滴重量的控制处于一种不稳定、不严格的状态。为此，本发明人通过实验研究，开发出水平先进的玻璃料滴重量自动控制系统，改变了原来较为落后的面貌。
发明内容
本发明需要解决的技术问题，是针对玻璃制品生产过程中，需要对玻璃料滴重量精确控制，而已有控制系统与方法属于误差较大的开环式对模拟量进行的控制，系统与人为的不稳定因素导致玻璃料滴重量的控制不严格、不稳定，为了克服这些缺陷，重新研究出较为严格稳定的玻璃料滴重量自动监测与控制系统及操作步骤，为了达到这一目的，是通过以下的技术方案来实现的，一种玻璃料滴重量自动控制系统，包括液压驱动系统，通过电液伺服阀及差动变压器LVDT运动位置反馈，分别控制与调整液压油流量大小及方向，其特征在于，利用程序逻辑控制装置PLC，通过模拟量输入模块采集玻璃料滴重量信号，并将其转换为数字信号送入PLC的CPU中进行处理，再通过从冲压机取得机器运转信号、模位信号、原点信号、识别控制和矫正玻璃料滴重量信号所在模位，通过PLC软件处理，将其结果输出给伺服阀控制器，将设定与监控数据传递给作为人机界面的计算机进行显示，从而实现玻璃料滴重量的全闭环精确自动控制。所述作为人机界面的显示内容，包含有a手动/自动控制方式转换；b各个模位测量值的数字显示；c目标值数字显示、修改功能；d手动调整功能。所述PLC软件实现对数据的处理方法，a采用多个模位测量值的平均值作为测量值的方法进行数据处理，消除数据误差；b设定测量数据采集门槛，预先进行了过滤，避免数据超差偏离目标值；c在程序内将输出值限制在0-1V DC范围内，使新增系统硬件与原系统硬件间无隙缝连接；d因更换模具导致测量数据不稳定时，可转换成采用手动控制方式。所述从冲压机采集的模位信号，须定期对模位信号进行矫正。
本发明中，PLC软件实现对数据的处理方法(1)测量数据误差的消除。由上述可知，测量误差的主要原因是各种随机误差，根据随机误差发生具有不确定性、主要影响测量数据在目标值附近徘徊的特点，而玻璃料滴重量以稳定为主的工艺要求，本发明采取多个模位测量值的平均值作为测量值的方法进行数据处理。
(2)设备故障造成的数据严重超差处理。任何设备都会出现故障，而设备出现故障的特点是数据偏离目标值严重，对此数据不加过滤会造成测量数据严重超差，根据此值进行玻璃料滴重量调整，则会使玻璃料滴重量严重偏离目标，使生产不稳。为此我们根据经验，设定了测量数据采集门槛，当测量数据在该门槛范围之内，则采纳该数据，否则，拒绝该数据。
(3)输出值的处理。因为PLC输出模块的实际输出范围为0-10VDC，而实际使用的范围为0-1V DC，为此我们将0-10V DC分为10000份，0-1V DC对应0-1000份，在程序内部将输出值限制在0-1V DC的范围之内，从而保证了新增系统硬件同原来系统硬件之间的无缝隙连接。
(4)现场生产未稳定时的考虑。在生产中，当更换模具等因素出现时，测量的数据严重不稳定，此时的玻璃料滴重量测量数据无法使用，为此，我们设定了手动/自动控制功能程序，当测量数据不稳定时，采用手动控制方式控制，稳定输出值，稳定生产工艺条件，在生产基本进入正常时，进入自动控制方式，实现自动控制。
(5)测量数据的采集及对应模位的识别。为了确保数据的准确，确认数据对应的模位，我们从冲压机采集了冲压机原点信号、工作台旋转信号(即模位变换信号)以及数据采集信号，以此完成准确的数据测量及对应模位识别。
本发明的有益效果是(1)玻璃料滴重量的取得方法进行了改进，大大消除了各种随机误差对测量数据的影响，测量数据准确度大大提高。
(2)采集自动控制，形成了玻璃料滴重量的全闭环控制，消除了控制过程中的各种人为不确定因素，使控制能够做到完全一致，大大提高了控制精度。
(3)由于采用了自动控制，解放了劳动力，促进生产整体工作进步。
下面结合附图进一步说明实施例。
图1为玻璃池炉与冲压装置、测量装置位置关系示意图。
图2a为原有的控制系统示意图。
图2b为液压系统示意图。
图2c为电气系统框图。
图3为现有的控制系统示意图。
图4为PLC系统硬件原理框图。
图5为PLC软件流程方框图。
具体实施例方式
参照图1表示显象管玻壳生产中的玻璃池炉与冲压装置、测量装置的位置关系示意图，图2a为原有的控制系统示意图，图1图2a中所标注的玻璃池炉1，内部充满玻璃溶液，池炉内玻璃溶液中间为供料机2，池炉两侧为剪刀机3，机械旋转台面装置4围绕一个中心轴5在液压装置驱动下旋转，凹模M设于此台面上，凸模冲压装置6上下往复运动，由伺服阀控制器及电液伺服阀为主要部件的液压驱动系统7与供料机上下液压油缸相连通，参照图2b表示液压系统的连接关系图，图2c表示电气系统的框图，它的主要部件包含伺服网控制器8(6979-9FMS)，通过伺服控制信号连接到供料电液伺服阀，参照图3，表示现有的控制系统图，图中比原控制系统增加了与变换器相连接的料滴重量显示装置10，它代替了原系统中走纸画线记录仪器9，增加了包含CPU在内的PLC控制系统11，自动设定和监控数据，并连接到人机界面12显示；图4为PLC系统硬件原理框图，在本实施例中它包含电源模块1771-PS7；CPU模块PLC5/60进行逻辑运算；开关量输入模块1771-IBD/B，用于从冲压机取得运转信息；模拟量输入模块1771-IFE/C输入玻璃料滴重量信号；模拟量输出模块1771-OFE2/B，将运算结果输出给电液伺服阀控制器，实现自动控制；PLC机架用于安装以上模块，并为以上模块之间的信号交换提供通道。图5为PLC系统软件流程方框图，表示在一个周期内，根据压机信号计算各个模位位置，读取参数计算输出值，将结果输出给伺服阀控制器，取代了手工调整装置。
权利要求
1.一种玻璃料滴重量自动控制系统，包括液压驱动系统，通过电液伺服阀及差动变压器LVDT运动位置反馈，分别控制与调整液压油流量大小及方向，其特征在于，利用程序逻辑控制装置PLC，通过模拟量输入模块采集玻璃料滴重量信号，并将其转换为数字信号送入PLC的CPU中进行处理，再通过从冲压机取得机器运转信号、模位信号、原点信号、识别控制和矫正玻璃料滴重量信号所在模位，通过PLC软件处理，将其结果输出给伺服阀控制器，将设定与监控数据传递给作为人机界面的计算机进行显示，从而实现玻璃料滴重量的全闭环精确自动控制。
2.根据权利要求1所述的自动控制系统，其特征在于，所述作为人机界面的显示内容，包含有a手动/自动控制方式转换；b各个模位测量值的数字显示；c目标值数字显示、修改功能；d手动调整功能。
3.根据权利要求1所述的自动控制系统，其特征在于，所述PLC软件实现对数据的处理方法，a采用多个模位测量值的平均值作为测量值的方法进行数据处理，消除数据误差；b设定测量数据采集门槛，预先进行了过滤，避免数据超差偏离目标值；c在程序内将输出值限制在0-1V DC范围内，使新增系统硬件与原系统硬件间无隙缝连接；d因更换模具导致测量数据不稳定时，可转换成采用手动控制方式。
4.根据权利要求1所述的自动控制系统，其特征在于，所述从冲压机采集的模位信号，须定期对模位信号进行矫正。
全文摘要
玻璃料滴重量自动控制系统，属于生产过程测量控制领域，包括液压驱动系统，通过电液伺服阀及差动变压器，分别控制与调整液压油流量大小及方向，利用程序逻辑控制装置PLC，将模拟信号转换为数字信号送入PLC的CPU中进行处理，再通过从冲压机取得机器运转信号、模位信号、原点信号、识别控制和矫正玻璃料滴重量信号所在模位，将其结果输出给伺服阀控制器，实现玻璃料滴重量的全闭环精确自动控制。本系统有效消除了各种随机误差对测量数据的影响，测量数据准确度明显提高。采集自动控制，形成了玻璃料滴重量的全闭环控制，消除了各种人为不确定因素，使控制做到完全一致，提高控制精度，解放劳动力，促进生产整体进步。
文档编号C03B7/08GK1488592SQ0315321
公开日2004年4月14日 申请日期2003年8月8日 优先权日2003年8月8日
发明者刘万兵 申请人:河南安彩高科股份有限公司