压出挤出机作业参数自动匹配控制系统及控制方法与流程

本发明属于橡胶行业挤出机压出生产领域，具体涉及一种压出挤出机作业参数自动匹配控制系统及控制方法。
背景技术：
：现有技术中挤出机压出作业参数在程序设计方面虽固化了较多的生产作业条件参数，如温控下传、作业条件下传等，但这些参数在实际操作中起不到实质的控制作用，需要人工干预进行多个参数的匹配才能有效保证挤出部件稳定性；而且在实际生产条件下由于需要应对多个生产规格，压出生产规格交替时，操作人员需要针对对应的生产规格，在设备操作界面上手动录入相应的生产作业参数(挤出机参数和联动线的作业参数)，不仅费时费力、生产效率低，而且人工录入参数风险大，一旦参数错误就会造成批量不合格品，那么就造成浪费及成本的损失。目前来说，压出部件生产工艺条件随意调整性较为严重，操作人员没有统一的生产参数对挤出部件进行sop操作，挤出部件尺寸稳定性不能保证，易导致轮胎不良发生。总之，考虑到现有挤出机压出作业过程中存在的以下问题：(1)挤出机压出部件所需要生产作业参数需要人工查阅示方进行参数输入，其次受到胶料本身特性的影响在部件挤出的时候还需要人工参与进行挤出参数的匹配，此生产方式受操作人员经验影响较大，不仅不能保证挤出尺寸稳定性，更主要的是不能有效保证输入参数的正确性；(2)挤出机作业参数与挤出机联动线作业参数是分开控制，对操作人员的专业性及熟练程度要求较高，而且操作人员在调整参数时需要花费大量时间和精力进行作业参数的调试，不合格率及浪费严重，成本上损失较大；(3)在新一代的挤出机联动线上，为了减少操作人员测量频次，虽然增加了测宽装置，但该测宽数值并没有参与设备调整匹配，而且，测宽装置的位置距离挤出机机头较远，故不能有效保证实测物的真实数据，反而会对操作者起到相反的效果。为此，亟待提出一种提升压出工程整体防错能力、建立防错机制，实现设备自动化、智能化生产，保证挤出部件尺寸均一的新方案。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于针对现有挤出机压出部件生产过程中需要人工输入标准参数、人工参与进行挤出参数匹配导致的挤出尺寸稳定性差、效率低、出错率高的缺陷，提出一种压出挤出机作业参数自动匹配控制系统及控制方法，基于现有的mes与压出设备plc的连接，实现生产作业参数无需人工干预、实现一键启动自动化生产。本发明是采用以下的技术方案实现的：一种压出挤出机作业参数自动匹配控制系统，包括mes系统、挤出设备及其plc控制器，所述挤出设备包括挤出机和挤出联动线，所述mes系统包括生产作业数据库，集成所挤出产品的标准生产工艺参数，以实现联动生产，所述标准生产工艺参数包括挤出机螺杆转速、联动线最高速度、挤出宽度、示方宽度和米秤重量，所述plc控制器与mes系统相连实现数据通信，以获得挤出产品的标准生产工艺参数；所述其中，所述联动线最高速度为设备技术协议中规定的最高速度，所述纠正系数为设备初始吐胶量与当前吐胶量的比值，所述吐胶量通过在挤出机上进行多次取样获得，其中，a为多次取样的挤出样品重量的平均值(kg)，t为多次取样的平均取样时间(s)，v为挤出机转速(rpm)；由于受胶料本身特性的影响，挤出时，依据胶料本身特性需要根据胶料膨胀率获得统一规格的口型板尺寸，所述口型板尺寸包括口型板宽度和口型板厚度，以保证得到的挤出产品的宽度恰好为示方宽度；所述挤出宽度即为口型板宽度，示方宽度即为所得到挤出产品的标准宽度；所述挤出联动线上设置有与plc控制器相连的高精度高速摄像机测宽仪，所述高精度高速摄像机测宽仪设置在距离挤出联动线的机头1.5m-2m处，以实时检测挤出产品宽度并反馈plc控制器，plc控制器基于接收的实时测宽数据以及获得的标准生产工艺参数对联动线速度进行调整，以更加有效快速的控制挤出机和挤出联动线实现作业参数自动匹配，完成挤出产品的冷却、传送和卷曲流程；所述plc控制器在对联动线速度调整时，基于以下关系进行调整：(1)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±5mm范围内，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.1m/min-0.18m/min，挤出联动线速度调整时螺杆转速值不参与调整；(2)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±(5—7)mm范围内，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.2m/min--0.28m/min，挤出联动线速度调整时螺杆转速值不参与调整；(3)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±7mm以上，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.3m/min--0.8m/min，挤出联动线速度调整时螺杆转速值不参与调整；在进行压出挤出作业时，结合企业mes系统直接集成各种作业生产数据，通过与plc控制器通信连接，实现作业参数的自动上传下载，克服传统人工参照作业标准在人机界面手动输入出错率高的缺陷；而且，在进行作业参数匹配时，保证挤出机螺杆转速不变，结合高精度高速摄像机测宽仪的监控反馈，将实时的测宽数据反馈plc控制器，通过plc控制匹配逻辑，克服传统手动调整作业参数效率低、废品率高的缺陷。本发明另外还提出一种压出挤出机作业参数自动匹配控制方法，包括以下步骤：a、从mes系统中获得待挤出产品的规格，分析计算获得待挤出产品的标准生产工艺参数，所述标准生产工艺参数包括挤出机螺杆转速、联动线最高速度、挤出宽度、示方宽度和米秤重量；所述其中，所述部件面积和胶料比重见制造示方书，所述联动线最高速度为设备技术协议中规定的最高速度，所述纠正系数为设备初始吐胶量与当前吐胶量的比值，所述吐胶量通过在挤出机上进行多次取样获得，其中，a为多次取样的挤出样品重量的平均值(kg)，t为多次取样的平均取样时间(s)，v为挤出机转速(rpm)；由于受胶料本身特性的影响，挤出时，依据胶料本身特性需要根据胶料膨胀率获得统一规格的口型板尺寸，所述口型板尺寸包括口型板宽度和口型板厚度，以保证得到的挤出产品的宽度恰好为示方宽度，所述挤出宽度即为口型板宽度，示方宽度即为所得到挤出产品的标准宽度；b、将待挤出产品的标准工艺参数下载到plc控制器；c、启动挤出设备，挤出机的上、中、下螺杆同时运行，待联动线稳定启动后(比如10s后)，通过高精度高速摄像机测宽仪检测挤出产品的实时宽度值，基于测宽数值对联动线速度进行调整，具体包括：(1)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±5mm范围内，则保证挤出机螺杆转速不变，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.1m/min--0.18m/min；(2)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±(5—7)mm范围内，则保证挤出机螺杆转速不变，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.2m/min--0.28m/min；(3)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±7mm以上，则保证挤出机螺杆转速不变，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.3m/min--0.8m/min；d、当测宽数值与设定的挤出宽度误差在-1mm—+2mm范围内时，由plc控制器控制联动线速度以1m/min递增至联动线最高速度，另外通过观察米秤重量数据变化，为挤出产品成品率做进一步参考。本方案中通过plc控制器根据测宽仪测量的参数来自动匹配挤出机与联动线速度之间的关系尤为重要，通过手机所生产产品规格的施工信息进行试验验证，记录生产信息合格后建立信息库集成在mes系统中，建立挤出机与联动线速度匹配逻辑关系提供基础，通过工厂现有mes数据与生产设备的有效连接，有效改善作业参数防错能力，彻底消除因生产参数错误导致的批量不合格品，通过高精度测宽仪的测宽数据能真实体现部件尺寸值，结合米秤重量的反馈，可有效判定生产中的缺陷，无需人工参与调整设备参数，通过一键启动作业，操作方便，有效提升部件尺寸稳定性。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：本方案基于mes系统与生产设备有序对接，实现生产作业参数自动下传，并依据生产产品特性建立了自动控制挤出部件逻辑关系，设备参数自动下传设备plc控制器，自动调整及匹配生产作业参数，实现：(1)压出工程生产作业工艺条件100％防错，彻底消除因生产参数错误导致的批量不合格品，无需人工输入作业工艺条件进行生产作业，只需借助建立mes生产作业条件模块，所有压出工艺作业参数实现集成下传来实现生产作业，并实现自动化运行生产；(2)自动作业运行逻辑关系，压出挤出机根据测宽仪测量参数，通过一定的运行逻辑关系来自动匹配挤出机作业生产条件，无需人工进行调整，提升部件尺寸稳定性；(3)结合高精度测宽仪精准的测宽数据能真实体现部件尺寸值，有效判定生产中的缺陷；对于橡胶行业生产来说具有突破性的贡献，整机一键启动作业，整体防错能力及防错机制完善，在大大降低生产成本的同时保证挤出部件尺寸均一性。附图说明图1为本发明实施例2所述自动匹配控制方法原理图；图2为本发明实施例2所述195/65r15t轮胎规格示方示意图。具体实施方式为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1，一种压出挤出机作业参数自动匹配控制系统，包括mes系统、挤出设备及其plc控制器，所述挤出设备包括挤出机和挤出联动线，所述mes系统包括生产作业数据库，集成所挤出产品的标准生产工艺参数，以实现联动生产，所述标准生产工艺参数包括挤出机螺杆转速、联动线最高速度、挤出宽度、示方宽度和米秤重量，所述plc控制器与mes系统相连实现数据通信，以获得挤出产品的标准生产工艺参数；所述其中，所述部件面积和胶料比重依据制造示方书，部件面积与口型板厚度和口型板宽度参数有关，所述联动线最高速度为设备技术协议中规定的最高速度，所述纠正系数为设备初始吐胶量与当前吐胶量的比值，所述吐胶量通过在挤出机上进行多次取样获得，具体的，在对吐胶量进行测量时，采用以下方式实现：(1)打开挤出机，出胶稳定后，开始计时并在吐出胶料上沿流道口或口型板快速标记一条横线，经取样时间t1后，在停止计时的同时再次在吐出胶料上沿流道口或口型板快速画一条横线；重复上述过程n次(比如5次)后得到n个样品后关闭挤出机，用刀将挤出胶料沿流道口或口型板平齐割下，将胶料放置于胶料存放架或垫布上，并用蜡笔在胶料样品上做好标识；以此类推，调整取样时间，重复执行上述步骤；(2)将通过上述方式得到的样品分别用刀沿划线分割并用蜡笔做好标识后按照顺序整齐摆放在胶料存放架，并依次用电子台秤称出重量并记录：(3)其中，a为多次取样的挤出样品重量的平均值(kg)，t为多次取样的平均取样时间(s)，v为挤出机转速(rpm)；由于受胶料本身特性的影响，挤出时，依据胶料本身特性需要根据胶料膨胀率获得统一规格的口型板尺寸。对胶种配方收缩率进行分析时，采用以下方式：(1)对挤出胶料配方进行取样，采用实验室开炼机压延等宽、等厚的胶条；(2)将胶条放入收缩槽，规定时间内测量测量胶条尺寸，对胶料收缩率(膨胀率)进行计算：胶料收缩率(膨胀率)＝(初始长度-收缩长度)/初始长度*100，如表1所示：表1各胶料膨胀统计胶种类别膨胀产出炭黑100100混用10098全白炭黑10095lrr10093(3)依据胶料膨胀率计算口型板各点开型参数，以195/65r15t规格为例，已知标准图形如图2所示；得到的口型板开板尺寸图表2和表3所示；表2口型板开板尺寸full宽度1234567891011spec_y8.07.38.38.37.38.79.06.33.32.50.3口型_y70％66％68％68％67％71％79％％％％spfcδx12101110191281027口型_δx1010111o0or+10表3口型板开板宽度full宽度wfwswuhc(中心线)hm(中宽)hs(后宽)hw(翼部)150-10-101801210210-12-10240-12-10270-12-123001212所述口型板尺寸包括口型板宽度和口型板厚度，以保证得到的挤出产品的宽度恰好为示方宽度；所述挤出宽度即为口型板宽度，示方宽度即为所得到挤出产品的标准宽度；所述挤出联动线上设置有与plc控制器相连的高精度高速摄像机测宽仪，所述高精度高速摄像机测宽仪设置在距离挤出联动线的机头1.5m-2m处，优选1.5m，以实时检测挤出产品宽度并反馈plc控制器，plc控制器基于接收的实时测宽数据以及获得的标准生产工艺参数对联动线速度进行调整，以更加有效快速的控制挤出机和挤出联动线实现作业参数自动匹配，完成挤出产品的冷却、传送和卷曲流程；所述plc控制器在对联动线速度调整时，基于以下关系进行调整：(1)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±5mm范围内，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.1m/min--0.18m/min，优选挤出联动线速度以0.1m/min的速度进行调整，挤出联动线速度调整时螺杆转速值不参与调整；(2)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±(5-7)mm范围内，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.2m/min--0.28m/min，优选挤出联动线速度以0.2m/min的速度进行调整，挤出联动线速度调整时螺杆转速值不参与调整；(3)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±7mm以上，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.3m/min--0.8m/min，优选挤出联动线速度以0.3m/min的速度进行调整，挤出联动线速度调整时螺杆转速值不参与调整；在进行压出挤出作业时，结合企业mes系统直接集成各种作业生产数据，通过与plc控制器通信连接，实现作业参数的自动上传下载，克服传统人工参照作业标准在人机界面手动输入出错率高的缺陷；而且，在进行作业参数匹配时，保证挤出机螺杆转速不变，结合高精度高速摄像机测宽仪的监控反馈，将实时的测宽数据反馈plc控制器，通过plc控制匹配逻辑，克服传统手动调整作业参数效率低、废品率高的缺陷。实施例2，基于实施例1提出的控制系统，本实施例公开一种压出挤出机作业参数自动匹配控制方法，包括以下步骤：a、从mes系统中获得待挤出产品的规格，分析计算获得待挤出产品的标准生产工艺参数，所述标准生产工艺参数包括挤出机螺杆转速、联动线最高速度、挤出宽度、示方宽度和米秤重量；所述其中，所述部件面积和胶料比重见施工标准，部件面积与口型板厚度和口型板宽度参数有关，所述联动线最高速度为设备技术协议中规定的最高速度，所述纠正系数为设备初始吐胶量与当前吐胶量的比值，所述吐胶量通过在挤出机上进行多次取样获得，其中，a为多次取样的挤出样品重量的平均值(kg)，t为多次取样的平均取样时间(s)，v为挤出机转速(rpm)；由于受胶料本身特性的影响，挤出时，依据胶料本身特性需要根据胶料膨胀率获得统一规格的口型板尺寸，在对胶料膨胀率进行分析以及获得口型板开板尺寸的方式采用实施例1所述的方式，所述口型板尺寸包括口型板宽度和口型板厚度，以保证得到的挤出产品的宽度恰好为示方宽度，所述挤出宽度即为口型板宽度，示方宽度即为所得到挤出产品的标准宽度；b、将待挤出产品的标准工艺参数下载到plc控制器；c、启动挤出设备，挤出机的上、中、下螺杆同时运行，待联动线稳定启动后(比如10s后)，通过高精度高速摄像机测宽仪检测挤出产品的实时宽度值，基于测宽数值对联动线速度进行调整，具体包括：(1)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±5mm范围内，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.1m/min--0.18m/min，优选挤出联动线速度以0.1m/min的速度进行调整，挤出联动线速度调整时螺杆转速值不参与调整；(2)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±(5—7)mm范围内，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.2m/min--0.28m/min，优选挤出联动线速度以0.2m/min的速度进行调整，挤出联动线速度调整时螺杆转速值不参与调整；(3)若通过高精度高速摄像机测宽仪测得的挤出产品的测宽数值与设定的挤出宽度的误差在±7mm以上，通过plc控制器控制挤出联动线速度调整0.3m/min--0.8m/min，优选挤出联动线速度以0.3m/min的速度进行调整，挤出联动线速度调整时螺杆转速值不参与调整；d、当测宽数值与设定的挤出宽度误差在-1mm—+2mm范围内时，由plc控制器控制联动线速度以1m/min递增至联动线最高速度，螺杆转速值由plc控制器同时对应自动匹配，另外通过观察米秤重量数据变化，为挤出产品成品率做进一步参考。本方案中通过plc控制器根据测宽仪测量的参数来自动匹配挤出机与联动线速度之间的关系尤为重要，通过手机所生产产品规格的施工信息进行试验验证，记录生产信息合格后建立信息库集成在mes系统中，建立挤出机与联动线速度匹配逻辑关系提供基础，通过工厂现有mes数据与生产设备的有效连接，有效改善作业参数防错能力，彻底消除因生产参数错误导致的批量不合格品，通过高精度测宽仪的测宽数据能真实体现部件尺寸值，结合米秤重量的反馈，可有效判定生产中的缺陷，无需人工参与调整设备参数，通过一键启动作业，操作方便，有效提升部件尺寸稳定性。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。当前第1页12