粉末涂料工艺控制系统及方法与流程

技术领域

本发明属于工业控制领域，具体是一种粉末涂料工艺控制系统及方法，通过软件和硬件等有效控制，把粉末涂料的各个生产环节连接到一起，实现粉末涂料工业自动化。

背景技术：

人们常常听到一个时髦的词语：中国智造及“互联网+制造”。该概念预示着未来工厂的高度集成、自动化以及灵活性；工厂将快速、高效出货，满足市场需求。

要实现粉末涂料生产制造的高度集成、自动化以及灵活性，就必须建立互联网与粉末涂料制造间的一个桥梁和纽带，即粉末涂料工艺控制系统，就显得必不可少。通过这一纽带，把互联网中得到的数据、要求，实施、体现到制造中。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种粉末涂料工艺控制系统及方法，将粉末涂料的各个生产环节连接到一起，实现粉末涂料工业自动化。

本发明的技术解决方案是：

粉末涂料工艺控制系统，其特征在于：包括分布于粉末涂料生产系统中的若干定位传感器、分布于粉末涂料生产器中的若干身份识别器以及总控制器；定位传感器的输出端、身份识别器的输出端均与总控制器电连接；

所述粉末涂料生产系统包括至少一台自动配料机、至少一台翻转混合机、N台挤出压片机、N台研磨称量机、N台包装机、N台码垛机、N台自动清洗机以及调配运输系统；N为大于等于1的整数；

所述调配运输系统包括位于自动配料机和翻转混合机之间的第一滚筒输送机、位于翻转混合机和挤出压片机之间第二滚筒输送机、用于将第二滚筒输送机上的料桶提升至挤出压片机上方的积放式悬挂输送机、位于挤出压片机和自动清洗机之间的第三滚筒输送机以及位于自动清洗机和自动配料机之间的第四滚筒输送机；

所述定位传感器分布于调配运输系统中，用于定位料罐的位置并反馈给总控制器；

所述身份识别器分布于调配运输系统中自动配料机、翻转混合机、挤出压片机的下料站、自动清洗机的前方，用于识别料罐的身份。

总控制器与自动配料机的PLC控制器、翻转混合机的PLC控制器、挤出压片机的PLC控制器、研磨称量机的PLC控制器、包装机的的PLC控制器、码垛机的PLC控制器、自动清洗机的PLC控制器、积放式悬挂输送机的PLC控制器分别连接；总控制器的输入端连接自动调配系统。

粉末涂料工艺控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】粉末涂料工艺控制系统的总控制器从自动调配系统中获取生产任务信息、配方信息和生产工艺参数信息，规划生产路线；

2】工艺控制系统的总控制器先将生产工艺参数信息发送给自动配料机的PLC控制器和挤出压片机的PLC控制器，将自动配料机的料罐和配方信息关联，挤出压片机提前升温准备；

3】料罐经身份识别器A识别后，进入自动配料机，按照步骤2】关联的配方完成配料；

4】装满物料的料罐交由第一滚筒输送机，按照总控制器事先制定好的生产路线，走到一台翻转混合机面前，经身份识别器B识别后，送入翻转混合机，物料在翻转混合机中进行充分混合，如果某一台翻转混合机的身份识别器B不识别，自动转入下一台翻转混合机进行身份识别，直至识别通过。

5】料罐交由第二滚筒输送机运输到某台挤出压片机的下料站面前，挤出压片机的身份识别器C识别后，进入该台挤出压片机的下料站完成卸料，如该台挤出压片机的身份识别器C无法识别，自动转入下一台挤出压片机进行身份识别，直至识别通过；

6】当满载物料的混料罐进入挤出机压片器的下料站以后，积放式悬挂输送机上的定位传感器会反馈定位信息给总控制器信息，而总控制器会给挤出压片机发出指令，开始运转挤出压片机，并把实时数据发回总控制器，当挤出压片机运转正常后，总控制器再向研磨称量机、包装机和码垛机发出工作指令，研磨称量机、包装机和码垛机开始工作，并把实时数据也发回总控制器；

7】当生产任务完成后，总控制器发出指令，料罐经第三滚筒输送机运输至自动清洗机，进行身份识别，如果该料罐已经完成任务单的任务，进入自动清洗机，清洗完毕后，经第四滚筒输送机回到预留等待区，总控制器发出指令给挤出压片机，冲洗自身，停止运转；研磨称量机、包装机和码垛机停止运转，等待总控制器的清理指令；如果该料罐没有完成任务单的任务，返回自动配料机，进行下一循环。

本发明的优点：（1）本发明通过粉末涂料工艺控制系统连接互联网和生产制造，进行客户信息及材料的信息交互；粉末涂料工艺控制系统根据生产指令安排生产线路，调动调配运输系统，把各个生产环节整合到一起，统筹安排，形成一套完整的生产系统，高效完成粉末涂料的自动化生产；

（2）通过计算机软件和传感器、身份识别器等硬件有效控制， 识别和控制料罐的运动轨迹，使配好的物料，准确运动到挤出机下料站。

附图说明

图1为本发明控制系统的控制原理图；

图2为本发明控制系统的身份识别器分布图。

具体实施方式

粉末涂料工艺控制系统，包括分布于粉末涂料生产系统中的若干定位传感器、分布于粉末涂料生产器中的若干身份识别器以及总控制器；定位传感器的输出端、身份识别器的输出端均与总控制器电连接；

所述粉末涂料生产系统包括至少一台自动配料机、至少一台翻转混合机、N台挤出压片机、N台研磨称量机、N台包装机、N台码垛机、N台自动清洗机以及调配运输系统；N为大于等于1的整数；

所述调配运输系统包括位于自动配料机和翻转混合机之间的第一滚筒输送机、位于翻转混合机和挤出压片机之间第二滚筒输送机、用于将第二滚筒输送机上的料桶提升至挤出压片机上方的积放式悬挂输送机、位于挤出压片机和自动清洗机之间的第三滚筒输送机以及位于自动清洗机和自动配料机之间的第四滚筒输送机；

所述定位传感器分布于调配运输系统中，用于定位料罐的位置并反馈给总控制器；

所述身份识别器分布于调配运输系统中自动配料机、翻转混合机、挤出压片机下料站、自动清洗机的前方，用于识别料罐的身份。

总控制器与自动配料机的PLC控制器、翻转混合机的PLC控制器、挤出压片机的PLC控制器、研磨称量机的PLC控制器、包装机的的PLC控制器、码垛机的PLC控制器、自动清洗机的PLC控制器、积放式悬挂输送机的PLC控制器分别连接；总控制器的输入端连接自动调配系统。

自动调配系统从互联网上手机客户信息和产品信息。自动配料机根据配方称取原料至料罐。翻转混合机将料罐中的原料翻转混合。挤出压片机将混合好的原料挤出压片，研磨称量机将挤出的料片研磨并称量、包装机对包装袋进行上袋、撑袋、提袋、扎口包装、封箱，码垛机将包装好的物料码垛堆放。自动清洗机对用完的料罐进行清洗。

总控制器所实现的功能，概括为两句话：“干什么”，“什么时间开始干”，而“怎么干”由自动配料机、翻转混合机、挤出压片机、研磨称量机、包装机、码垛机、自动清洗机的下位机独立实现，下位机的实现可以采用现有技术中的手段，过程在此不做赘述。

总控制器所要实现的“干什么”，包括控制完成的过程有：

、控制自动配料机开始执行配料，同时把配料数据传输给自动配料机的PLC控制器；

、接受自动配料机完成配料的反馈信号，同时控制第一滚筒运输机和接受身份识别器B信号，将料罐传输给指定翻转混合机；

、接受翻转混合机混合完毕信号，启动第二滚筒运输机将料罐运送到积放式悬挂输送机的悬链下固定位置，并升起输送机的提升气缸，将料罐送至积放式悬挂输送机的下料处前方；

、接受料位身份识别器C信号，识别正确后，打开道岔开关，使料罐进入积放式悬挂输送机的指定副链；

、接受料位身份识别器F信号，任务单完成的进入自动清洗机；没有完成任务单的料罐，不进入自动清洗机，而是在此进入自动配料机，完成下一个循环；

、接受料位身份识别器A信号，将正常生产料罐和正在调色料罐区分和识别出来，并将料罐运动到调色等待区，等待下一步指令；

、接受上位机粉末涂料自动调配系统的任务后，将任务参数包括（挤出压片机温度、螺杆转速、喂料速度、压片速度，研磨等各项参数）传递到挤出压片机和研磨称量机的PLC控制器上；

、当料罐进入挤出压片机的下料站，把物料已经装载进挤出压片机的料斗，系统将检索挤出压片机的各项参数，如果一切OK，向挤出压片机的PLC控制器发出启动指令；

⑨、总控制器通过分布于调配运输系统中的定位传感器，获取料罐的实时位置。

除正常生产外，粉末涂料工艺控制系统同时完成打样和应急处理的调配工作。

粉末涂料工艺控制系统的控制方法，包括以下步骤：

1】粉末涂料工艺控制系统的总控制器从自动调配系统中获取生产任务信息、配方信息和生产工艺参数信息，规划生产路线；自动调配系统可以采用专利CN201020699277的技术，生产任务信息包括：产品数量、交货日期等；配方信息包括:材料代码、映射表及材料数量；生产工艺参数信息包括挤出温度、螺杆转速、喂料速度、压片转速、风机转速、主机转速、副磨转速和喂料速度等；

2】工艺控制系统的总控制器先将生产工艺参数信息发送给自动配料机的PLC控制器和挤出压片机的PLC控制器，将自动配料机的料罐和配方信息关联，挤出压片机提前升温准备；

3】料罐经身份识别器A识别后，身份识别器A记录料罐身份信息后，与当前生产任务编码关联后，当前料罐进入自动配料机进行配料；配料完成后，向主控制器发送配料完毕信号，启动第一滚筒输送机；

4】装满物料的料罐交由第一滚筒输送机，按照总控制器事先制定好的生产路线，走到一台翻转混合机面前，经身份识别器B识别料罐身份代码后，信息传送给主控制器，主控制器分析后，送入翻转混合机，物料在翻转混合机中进行充分混合，混合时间由主控制器设定给自动翻转混合机的PLC控制器；如果某一台翻转混合机的身份识别器B不识别，自动转入下一台翻转混合机进行身份识别，直至识别通过；混合完成后，翻转混合机的PLC控制器将向主控制器反馈信号，主控制器第二滚筒传输机；

5】料罐交由第二滚筒输送机运输到积放式悬挂输送机的悬链下的升降气缸处，并升起气缸，当气缸升起后，随即被运动过来的悬链小车带到某台挤出压片机的下料站面前，每个下料站面前均有一个身份识别器C，挤出压片机的身份识别器C识别后，对应的扳道岔打开，料罐随小车进入复悬链，并定位到该台挤出压片机的下料站上方完成卸料，如该台挤出压片机的身份识别器C无法识别，自动转入下一台挤出压片机进行身份识别，直至识别通过；

6】当满载物料的混料罐进入挤出机压片器的下料站以后，积放式悬挂输送机上的定位传感器会反馈定位信息给总控制器信息，而总控制器会给挤出压片机发出指令，开始运转挤出压片机，并把实时数据发回总控制器，当挤出压片机运转正常后，总控制器再向研磨称量机、包装机和码垛机发出工作指令，研磨称量机、包装机和码垛机开始工作，并把实时数据也发回总控制器；

7】当生产任务完成后，总控制器发出指令，料罐经第三滚筒输送机运输至自动清洗机，进行身份识别，如果该料罐已经完成任务单的任务，进入自动清洗机，清洗完毕后，经第四滚筒输送机回到预留等待区，总控制器发出指令给挤出压片机，冲洗自身，停止运转；研磨称量机、包装机和码垛机停止运转，等待总控制器的清理指令；如果该料罐没有完成任务单的任务，返回自动配料机，进行下一循环。

本发明通过粉末涂料工艺控制系统，将从互联网获取到的信息与自动配料机、翻转混合机、自动生产线数（挤出压片机、研磨称量机、包装机、码垛机）、自动清洗机以及调配运输系统整合到一起，形成一套完整的生产系统。粉末涂料工艺控制系统是一套承上启下的控制系统，是将有效的粉末涂料的数据管理和生产实际有效连接。