闭环点胶监控报警装置及系统的制作方法

1.本发明涉及自动化点胶技术领域，尤其涉及一种闭环点胶监控报警装置及系统。


背景技术：

2.在点胶应用中，现有技术主要通过压力传感器来监控阀内压力，以在点胶阀出现堵阀时，及时报警，以便工作人员及时处理，从而提高点胶作业的工作效率。在一些情况下，会出现如压力传感器损坏或阀内压力传感器处已经堵死的情况。此时，会导致压力传感器读出的数据始终是正常的数据，从而无法及时发现堵阀问题。当堵阀时，如果感应器检测不到故障信息，点胶阀就会一直处于故障状态，从而导致生产效率低的问题。
3.虽然，改进的技术中，可分别采用压力传感器监控阀内压力，以采用磁栅尺监控供胶系统的双重监控，以达到更好地检测堵阀问题，并及时报警。但是，这种改进监控均是采用开环方式，其中一路监测出现若出现故障，对另一路监测没有直接影响，导致点胶阀或其中一路传感器即使出现故障，也可能不能及时被发现。另外，采用开环控制，当电机出现堵转时，容易导致出胶的不稳定等问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种闭环点胶监控报警装置及系统。
5.一方面，为实现上述目的，根据本发明实施例的闭环点胶监控报警装置包括：闭环点胶控制模块，所述闭环点胶控制模块用于将输入点胶目标值与点胶输出值之间的误差值转换为点胶阀门控制值，以驱动点胶阀点胶；输出检测模块，所述输出检测模块分别与阀感应器及所述闭环点胶控制模块连接，所述输出检测模块用于分别检测阀扭力值、阀位置值及阀压力值，并将所述阀扭力值、阀位置值或阀压力值中的任意一项或多项作为点胶输出值反馈至所述闭环点胶控制模块；输出报警模块，所述输出报警模块与所述输出检测模块连接，以在检测到所述阀扭力值、阀位置值及阀压力值中的任意一项异常时，进行报警。
6.进一步地，根据本发明的一个实施例，所述闭环点胶控制模块包括：比例控制模块，所述比例控制模块用于将所述误差值进行比例增益运算后输出；积分控制模块，所述积分控制模块用于将所述误差值进行积分增益运算后输出；微分控制模块，所述微分控制模块用于将所述误差值进行微分增益运算后输出；叠加模块，所述叠加模块分别与所述比例控制模块、积分控制模块和微分控制模块连接，以将所述比例控制模块、积分控制模块和微分控制模块的输出值进行叠加后输出，以作为所述点胶阀门控制值。
7.进一步地，根据本发明的一个实施例，所述闭环点胶控制模块的算法公式为：
式中，u(t)为控制的输出；kp为比例增益；tt为积分时间常数；td为微分时间常数；e(t)为给定目标值r(t)与点胶输出值的测量值之差。
8.进一步地，根据本发明的一个实施例，所述给定目标值r(t)为给定目标阀扭力值、给定目标阀位置值或给定目标阀压力值中的任一项或多项。
9.进一步地，根据本发明的一个实施例，所述输出报警模块包括：扭矩测量模块，所述扭矩测量模块与所述输出检测模块连接，以获取点胶阀的阀扭力值；扭矩异常判断模块，所述扭矩异常判断模块与所述扭矩测量模块连接，用于判断所述阀扭力值是否在正常的范围内，并将判断结果输出；扭矩报警模块，所述扭矩报警模块与所述扭矩异常判断模块连接，并在检测到阀扭力值异常时，进行报警输出。
10.进一步地，根据本发明的一个实施例，所述输出报警模块还包括：压力测量模块，所述压力测量模块与所述输出检测模块连接，以获取点胶阀的压力值；压力异常判断模块，所述压力异常判断模块与所述压力测量模块连接，用于判断所述压力值是否在正常的范围内，并将判断结果输出；压力报警模块，所述压力报警模块与所述压力异常判断模块连接，并在检测到压力值异常时，进行报警输出。
11.进一步地，根据本发明的一个实施例，所述输出报警模块还包括：阀位置测量模块，所述阀位置测量模块与所述输出检测模块连接，以获取点胶阀的阀位值；阀位置异常判断模块，所述阀位置异常判断模块与所述阀位置测量模块连接，用于判断所述阀位值是否在正常的范围内，并将判断结果输出；阀位置报警模块，所述阀位置报警模块与所述阀位置异常判断模块连接，并在检测到阀位值异常时，进行报警输出。
12.进一步地，根据本发明的一个实施例，所述输出报警模块还包括：曲线图生成模块，所述曲线图生成模块分别与所述扭矩异常判断模块、压力异常判断模块和阀位置异常判断模块连接，以将测量的阀扭力值、阀位置值、阀压力值及阀扭力报警信号、阀位置报警信号及阀压力报警信号生成曲线图，并输出。
13.另一方面，本发明还提供一种闭环点胶监控报警系统，包括：压力传感器，所述压力传感器用于获取点胶阀的出胶压力值；磁栅尺，所述磁栅尺用于获取点胶阀的阀位置值；报警设备，所述报警设备用于报警提示；控制装置，所述控制装置内设有存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的闭环点胶监控报警装置；所述控制装置分别与所述压力传感器、磁栅尺、报警设备及点胶阀通信连
接，以获取所述阀扭力值、阀位置值及阀压力值，以及对所述点胶阀进行点胶控制，以及在出现异常时进行通过所述报警设备进行报警提示。
14.本发明实施例提供的闭环点胶监控报警装置及系统中，通过闭环点胶控制模块用于将输入点胶目标值与点胶输出值之间的误差值转换为点胶阀门控制值，以驱动点胶阀点胶；输出检测模块分别与阀感应器及所述闭环点胶控制模块连接，所述输出检测模块用于分别检测阀扭力值、阀位置值及阀压力值，并将所述阀扭力值、阀位置值或阀压力值中的任意一项或多项作为点胶输出值反馈至所述闭环点胶控制模块；输出报警模块与所述输出检测模块连接，以在检测到所述阀扭力值、阀位置值(或阀转速值)及阀压力值中的任意一项异常时，进行报警。如此，采用闭环点胶控制方式，同时监测阀扭力、阀位置及阀压力三者的关系，任意一个出现故障时，则相互影响，构成一个相互约束的整体关系。这样，在点胶阀出现堵阀故障或者传感器出现故障时，能及时检测并报警，且闭环控制可使得点胶阀的出胶更加的精确和稳定。
附图说明
15.图1为本发明实施例提供的闭环点胶监控报警装置结构框图；图2为本发明实施例提供的闭环点胶监控报警系统结构框图。
16.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
17.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
18.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
19.一方面，参阅图1，本发明实施例提供一种闭环点胶监控报警装置，包括：闭环点胶控制模块、输出检测模块和输出报警模块，所述闭环点胶控制模块用于将输入点胶目标值与点胶输出值之间的误差值转换为点胶阀门控制值，以驱动点胶阀点胶；现有的点胶控制方式中，通常是采用开环的方式控制，只是采用压力传感器对点胶头的出胶压力进行检测，由于出胶压力与出胶量成对应关系，并在出胶压力出现异常时进行报警提示。由于没有对出胶量进行反馈控制，从而导致出胶量不稳定。这样便会影响点胶的均匀性，导致出现产品点胶不均匀的情况产生。如图1中所示，本发明实施例中，通过输出检测模块可对点胶头的出胶信息进行采集，由于出胶量与出胶信息成对应关系。通过出胶信息可以将点胶头的出胶量反馈至所述闭环点胶控制模块的输入信号端，并通过将点胶输出值和点胶目标值进行运算，可获取相应的误差值。所述闭环点胶控制模块可根据误差值的大小进行出胶量调节控制，从而使出胶量尽可能地接近点胶目标值。这样，可提高点胶头的出胶精度，使得点胶
头出胶更加的稳定，保证产品点胶的均匀性。
20.所述输出检测模块分别与阀感应器及所述闭环点胶控制模块连接，所述输出检测模块用于分别检测阀扭力值、阀位置值及阀压力值，并将所述阀扭力值、阀位置值或阀压力值中的任意一项或多项作为点胶输出值反馈至所述闭环点胶控制模块；所述阀感应器可包括有阀压力传感器，磁栅尺感应器和驱动点胶阀点胶的电机扭力或电机转速传感器。这样，可分别对驱动点胶阀点胶的电机工作状态、供胶系统走向和点胶头的出胶状态进行检测。并可将检测到的阀扭力值、阀位置值或阀压力值中的任意一项或多项作为点胶输出值反馈至所述闭环点胶控制模块。使得闭环点胶控制模块可根据目标值的大小进行出胶量的误差值调节控制，从而使出胶量尽可能地接近点胶目标值。这样，可提高点胶头的出胶精度，使得点胶头顶出胶更加的稳定，保证产品点胶的均匀性。
21.所述输出报警模块与所述输出检测模块连接，以在检测到所述阀扭力值、阀位置值及阀压力值中的任意一项异常时，进行报警。
22.由于压力传感器对点胶阀的出胶量的检测所返回的数据与驱动点胶阀转动的电机的扭力和磁栅尺感应器检测到的位置成对应关系，通过输出阀转速、阀扭力和阀内压力形成闭环，实现对点胶阀的高精度点胶控制功能。最后，通过所述输出报警模块可判断阀位置、扭力、压力是否在合规范围内，如果任意一项出现异常情况，则进行报警提示，从而实现对点胶作业的监控功能。
23.本发明实施例提供闭环点胶监控报警装置中，通过闭环点胶控制模块用于将输入点胶目标值与点胶输出值之间的误差值转换为点胶阀门控制值，以驱动点胶阀点胶；输出检测模块分别与阀感应器及所述闭环点胶控制模块连接，所述输出检测模块用于分别检测阀扭力值、阀位置值及阀压力值，并将所述阀扭力值、阀位置值或阀压力值中的任意一项或多项作为点胶输出值反馈至所述闭环点胶控制模块；输出报警模块与所述输出检测模块连接，以在检测到所述阀扭力值、阀位置值(或阀转速值)及阀压力值中的任意一项异常时，进行报警。如此，采用闭环点胶控制方式，同时监测阀扭力、阀位置及阀压力三者的关系，任意一个出现故障时，则相互影响，构成一个相互约束的整体关系。这样，在点胶阀出现堵阀故障或者传感器出现故障时，能及时检测并报警，且闭环控制可使得点胶阀的出胶更加的精确和稳定。
24.参阅图1，所述闭环点胶控制模块包括：比例控制模块、积分控制模块、微分控制模块和叠加模块，所述比例控制模块用于将所述误差值进行比例增益运算后输出；所述积分控制模块用于将所述误差值进行积分增益运算后输出；所述微分控制模块用于将所述误差值进行微分增益运算后输出；所述叠加模块分别与所述比例控制模块、积分控制模块和微分控制模块连接，以将所述比例控制模块、积分控制模块和微分控制模块的输出值进行叠加后输出，以作为所述点胶阀门控制值。
25.具体地，所述闭环点胶控制模块的算法公式为：式中，u(t)为控制的输出；kp为比例增益；tt为积分时间常数；
td为微分时间常数；e(t)为给定目标值r(t)与点胶输出值的测量值之差。
26.所述给定目标值r(t)为给定目标阀扭力值、给定目标阀位置值或给定目标阀压力值中的任一项或多项。
27.具体地，在比例控制模块中，kp与比例度成倒数关系，kp增益比例控制考虑当前误差，误差值和一个正值的常数kp(表示比例)相乘，对需要控制的量进行比例控制。在点胶系统中，有现在的当前值，也有期望的目标值。当两者差距不大时，就控制点胶头在当前出胶量的情况下，稍微调整一下。而当两者差距较大时，就控制点胶头在当前出胶量的情况下，加大出胶量，尽快让让出胶到达目标附近。同理，在积分控制模块中，ki=kp/tt增益比例控制考虑当前误差，积分控制考虑过去误差，将误差值过去一段时间和(误差和)乘以一个正值的常数ki。ki的值越大，积分时乘的系数就越大，积分效果越明显，减小静态情况下的误差，让受控出胶量尽可能接近目标值。在微分控制模块中，kd=kp
×
tt增益比例。kd微分控制考虑将来误差，计算误差的一阶导，并和一个正值的常数kd相乘。kd参数越大，向出胶相反方向控制力就越强，从让出胶量尽可能地稳定在设定值。通过以上比例控制模块、积分控制模块和微分控制模块的输出值进行叠加后输出，可实现闭环控制的输出，将点胶头的输出量尽可能地接近目标值，并稳定地输出。
28.参阅图1，所述输出报警模块包括：扭矩测量模块、扭矩异常判断模块和扭矩报警模块，所述扭矩测量模块与所述输出检测模块连接，以获取点胶阀的阀扭力值；具体地，在点胶系统中，点胶阀通过电机来驱动出胶，电机的扭力和转速与出胶量成对应关系。这样，通过所述扭矩测量模块与所述输出检测模块连接，可获取电机的状态信息，进而可获取电机的阀扭力值或转速值。
29.所述扭矩异常判断模块与所述扭矩测量模块连接，用于判断所述阀扭力值是否在正常的范围内，并将判断结果输出；通过将获取的所述电机的阀扭力值或转速值与设定范围内的值相比较。可判断所述阀扭力值或转速值否处于正常的范围内，若输出的阀扭力值或转速值没有落入正常的范围值内，则可能点胶系统已经产生故障，点胶头不能正常出胶。此时，所述扭矩异常判断模块可将异常信号输出。
30.所述扭矩报警模块与所述扭矩异常判断模块连接，并在检测到阀扭力值异常时，进行报警输出。此时，通过所述扭矩报警模块可接收所述扭矩异常判断模块输出的异常信号。并在出现异常信号时，通过声音、文字或视频方式输出报警信号，以便于工作人员进行处理。
31.参阅图1，所述输出报警模块还包括：压力测量模块、压力异常判断模块和压力报警模块，所述压力测量模块与所述输出检测模块连接，以获取点胶阀的压力值；具体地，在点胶系统中，点胶阀通过压力传感器来检测点胶阀出胶量，压力传感器的压力值与出胶量成对应关系。这样，通过所述压力测量模块与所述输出检测模块连接，可获取压力值。
32.所述压力异常判断模块与所述压力测量模块连接，用于判断所述压力值是否在正常的范围内，并将判断结果输出；通过将获取的所述压力值与设定范围内的值相比较。可判断所述压力值是否处于正常的范围内，若输出压力值没有落入正常的范围值内，则可能点胶系统已经产生故障，点胶头不能正常出胶。此时，所述压力异常判断模块可将异常信号输出。
33.所述压力报警模块与所述压力异常判断模块连接，并在检测到压力值异常时，进行报警输出。此时，通过所述压力报警模块可接收所述压力异常判断模块输出的异常信号。并在出现异常信号时，通过声音、文字或视频方式输出报警信号，以便于工作人员进行处理。
34.参阅图1，所述输出报警模块还包括：阀位置测量模块、阀位置异常判断模块和阀位置报警模块，所述阀位置测量模块与所述输出检测模块连接，以获取点胶阀的阀位值；具体地，在点胶系统中，点胶阀通过电机来驱动出胶，阀位置与出胶量成对应关系。这样，通过所述阀位置测量模块与所述输出检测模块连接，可获取点胶阀的阀位置状态信息。
35.所述阀位置异常判断模块与所述阀位置测量模块连接，用于判断所述阀位值是否在正常的范围内，并将判断结果输出；通过将获取的所述阀位值与设定范围内的值相比较。可判断所述阀位值是否处于正常的范围内，若判断输出阀位值没有落入正常的范围值内，则可能点胶系统已经产生故障，点胶头不能正常出胶。此时，所述阀位异常判断模块可将异常信号输出。
36.所述阀位置报警模块与所述阀位置异常判断模块连接，并在检测到阀位值异常时，进行报警输出。此时，通过所述阀位置报警模块可接收所述阀位异常判断模块输出的异常信号。并在出现异常信号时，通过声音、文字或视频方式输出报警信号，以便于工作人员进行处理。
37.参阅图1，所述输出报警模块还包括：曲线图生成模块，所述曲线图生成模块分别与所述扭矩异常判断模块、压力异常判断模块和阀位置异常判断模块连接，以将测量的阀扭力值、阀位置值、阀压力值及阀扭力报警信号、阀位置报警信号及阀压力报警信号生成曲线图，并输出。在点胶系统中，压力传感器返回的数据与扭力和位置成正比，通过输出阀位置、转速、监控阀扭力和阀内压力形成闭环，实现控制功能，最后判断阀位置、扭力、压力是否在合规范围内实现监控功能，并且通过实时监控曲线和每pcs物料的三种数据曲线的曲线图存储，从而方便问题追溯等功能。
38.另一方面，参阅图2，本发明还提供一种闭环点胶监控报警系统，包括：压力传感器、磁栅尺、报警设备和控制装置，所述压力传感器用于获取点胶阀的出胶压力值；所述磁栅尺用于获取点胶阀的阀位置值；所述报警设备用于报警提示；所述控制装置内设有存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的闭环点胶监控报警装置；所述控制装置分别与所述压力传感器、磁栅尺、报警设备及点胶阀通信连接，以获取所述阀扭力值、阀位置值及阀压力值，以及对所述点胶阀进行点胶控制，以及在出现异常时进行通过所述报警设备进行报警提示。如图2中所示，所述控制装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中所述装置中的各模块/单元的功能，例如图1所示的模块的功能。
39.本发明实施例提供闭环点胶监控报警系统中，通过力传感器用于获取点胶阀的出胶压力值；所述磁栅尺用于获取点胶阀的阀位置值；所述控制装置内设有存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的闭环点胶监控报警装置；所述控制装置分别与所述压力传感器、磁栅尺及点胶阀通信连接，以获取所述阀扭力值、阀位置值及阀压力值，以及对所述点胶阀进行
点胶控制。这样，在点胶阀出现堵阀故障或者传感器出现故障时，能及时检测并报警，且闭环控制可使得点胶阀的出胶更加的精确和稳定。
40.参阅图2，所述控制装置可包括但不仅限于处理器、存储器。本领域技术成员可以理解，图示仅仅是控制装置的示例，并不构成对控制装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述控制装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
41.所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立预设硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
42.所述存储器可以是所述控制装置的内部存储单元，例如控制装置的硬盘或内存。所述存储器也可以是所述控制装置的外部存储设备，例如所述控制装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card ,smc)，安全数字(secure digital ,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器还可以既包括所述控制装置的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储所述计算机程序以及所述控制装置所需的其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
43.所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个模块的实施例。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
44.以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。
45.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
46.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。