一种加大物料包间距的传送带自适应调速控制方法及系统

1.本发明涉及工业自动化的plc领域，具体涉及加大物料包间距的传送带自适应调速控制方法及系统。


背景技术：

2.传送带在流水线生产中的应用非常广泛。自动化生产线上的传送带一般是在给定速度后匀速传送物料。某些情况下，为改变物料输送流水线输入端和输出端的速度，采用两段或多段传送系统拼接传送，通过给传送带设定不同的带速来改变物料达到终端的速度，但上述方法通常并不能主动改变或调节物料包之间的间距。当传送带作为自动化大系统的一部分时，为了保证物料包能够间隔均匀或能满足一定间隔要求的情况下，到达后续的自动化设备。恒速传送系统以及匀速分段传送系统往往满足不了自动化大系统的要求。
3.在传送带上，一般输入端会对物料包控制一定的相对间距，后端的自动化处理设备再根据物料包间距进行处理。如果物料包间距拉大了，后续设备可以等待，可一旦物料包间距太小，后续设备可能因无法加快动作时间，使得物料堵塞，造成系统紊乱。因物料输入端的故障，物料传送过程中的意外阻滞，物料包搬动抽查等都可能使得物料包突发性的、不定期地出现间距变小的情况。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术的问题和不足，本发明提供了一种加大物料包间距的传送带自适应调速控制方法及系统，该方法在实际生产中通过自适应改变传送带的速度，达到适当拉大物料包间距，满足后续自动化设备对物料包间距的要求。
5.本发明的第一个目的在于提供一种加大物料包间距的传送带自适应调速控制方法。
6.本发明的第二个目的在于提供一种加大物料包间距的传送带自适应调速控制系统。
7.本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
8.一种加大物料包间距的传送带自适应调速控制方法，所述方法包括：
9.预设时间值t0和t，其中，t为物料包与物料包最小间距的控制时间，t0为第二传感器开始检测时间，t0小于物料包通过第一传感器的时间t2；
10.将第一传感器检测到物料包的时刻记为0时刻，第一传感器的信号从0变为1，计数器开始计时；
11.计数器计数时间达到t0，第二传感器开始检测，计数器继续计时；
12.当第一传感器检测到物料包离开的时刻，第一传感器的信号从1变为0，计数器继续计时t秒；
13.在时间区间(t0，t2+t)内，第二传感器持续进行检测，若没有检测到物料包，则第二传感器的信号为0，变速传送带保持原速不变；否则，第二传感器的信号变为1，变速传送
带减速或暂停；
14.当计数器计时到t2+t时刻，第一传感器和第二传感器的信号复位，计数器清零，变速传送带恢复原速度，当前检测过程结束，返回预设时间值t0和t，等待下一轮的检测。
15.进一步的，所述预设时间值t被设置为1个或多个参数。
16.进一步的，若所述预设时间值t被设置为多个参数，则对多个参数分别设定使用次数。
17.本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
18.一种加大物料包间距的传送带自适应调速控制系统，所述系统包括组合探测传感器、plc控制器、双层同步组合变速传送带和匀速传送带，plc控制器分别与组合探测传感器、双层同步组合变速传送带和匀速传送带连接；
19.其中，plc控制器获得组合探测传感器的信号后，经比较和计算，向双层同步组合变速传送带的部件发出控制变速的信号，使双层同步组合变速传送带和匀速传送带之间的相对速度达到系统所需的要求。
20.进一步的，所述组合探测传感器包括第一传感器和第二传感器，第一传感器安装在匀速传送带的机架上，第二传感器安装在双层同步组合变速传送带的机架上，并与并第一传感器保持距离。
21.进一步的，第一传感器和第二传感器的距离小于一包物料包的长度与两个物料包的常规间距之和。
22.进一步的，所述第一传感器和第二传感器均是光栅、光电、光纤中任何一种能够探测到物料包的传感器。
23.进一步的，所述匀速传送带是任意结构的由电机带动的传送带装置，电机速度由变频器控制，变频器由plc控制。
24.进一步的，所述双层同步组合变速传送带是任意同步调速的双层传送带装置，或者是任意结构的由电机带动的单层传送带装置，plc同步控制变频器改变传送带速度。
25.进一步的，所述双层传送带装置包括上、下层传送带，通过上、下传送带夹住物料包运动。
26.本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
27.1、本发明提供的系统，具有自适应智能化控制的技术特点，设备结构简单，配件少，易于实现。
28.2、本发明提供的方法，通过自适应改变传送带的速度，使速度控制的精度较高，稳定性好；且该方法具有可推广性和通用性。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
30.图1为本实施例提供的加大物料包间距的传送带自适应调速控制系统的结构图。
31.图2为本实施例提供的传送带控制的时间设定和调速原理图。
32.图3为本实施例提供的变速传送带结构和传感器组安装示意图。
33.图4为本实施例提供的传送带变速控制流程图。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应当理解，描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
35.实施例：
36.图1是本实施例提供的加大物料包间距的传送带自适应调速控制系统的结构图，也是本系统硬件之间连接关系的说明。plc控制器作为中心控制单元，与匀速传送带、双层同步组合变速传送带、组合探测传感器分别连接。所述匀速传送带可以是任意结构的由电机带动的传送带装置，电机速度由变频器给出，变频器由plc控制。双层同步组合变速传送带，可以是任意同步调速的传送带装置，也可以是任意结构的由电机带动的单层传送带装置，plc同步控制变频器改变传送带速度。传感器组中的传感器可以是光栅、光电、光纤等能够探测到物料包经过的任何传感器。plc控制器获得传感器组的信号后，经比较和计算，向变速传送的部件发出控制变速的信号，使匀速传送带和变速传送带之间的相对速度达到系统所需的要求。
37.图2是本实施例的传送带控制的时间设定和调速原理图。图2中定义t为包与包最小间距的控制时间，t0时刻为在传感器c1已检测到有物料包时，传感器c2开始检测时间，时间t0和t均为预先设定值。t2为物料包通过传感器c1的实际时间，当c1检测点位置处的传送带为恒速时，t2将仅受物料包平行或倾斜于传送带的位置的细微影响。时刻0、t0和t2相对于物料a包和传感器c1的位置如图2所示。为检测包与包最小间距，要求t0设置为小于物料a包最快通过传感器c1的时间，即0《t0《t2
min
，t2
min
为物料a包通过传感器c1的最短时间。
38.图2中的物料包b是相对于物料包a的距离示意图，当传感器c2开始扫描后，一旦在(t0，t2+t)时间区间内扫描到物料包，立即控制变速传送带降速或者暂停，直至到时间t+t2时再回复原速度。
39.如果在(t0，t+t2)时间区间内没有扫描到物料包，变速传送带则保持原速不变，同时c2持续进行检测至时间t2+t时结束，复位所有相关参数，开始下一轮检测和调速。
40.图3是本实施例的变速传送带结构和传感器组安装示意图。可以是水平传送物料，也可以在倾斜一定角度的状态下传送物料，如图3所示。图3中1和2是传感器c1和c2，1表示传感器c1安装在恒速运动的传送带的机架上，2表示传感器c2安装在变速运动的传送带的机架上，3为变速传送带的双层结构示意图，并且，该双层结构的变速传送带也可以是任何单层的传送带，4是物料包的示意图。本实施例的变速传送带设计为双层传送带同步传送，速度调节时同步调节上下层传送带的速度，使其具有相同的线速度。双层传送带机构的设计达到如下两个目的，一是通过原先调节固定双层传送带的相对距离，上下传送带可以夹住物料包运动，以防止在传送带速度改变的瞬间，物料包打滑，其次，由于物料包在运送过程中可能出现侧立、鼓包等不利于后续自动化设备处理的形状，物料包在进入双层传送带
区域后，其形状通过双层传送带之间的间距得以调整。
41.传感器c1安装在恒速传送带上，传感器c2的安装位置根据实际使用要求调整，但所述c2距c1的距离小于一包物料包的长度与正常物料包的间距之和，即h
c1c2
《2l
min
，其中，h
c1c2
是传感器c1和c2的间距，l
min
是传感器c1探测到的物料包的最小长度。
42.图4是本实施例提供的传送带变速控制流程图。下面结合图4对物料传送带自动变速的过程和所涉及的参数进行详细叙述：
43.(1)人工预设时间值t0和t，其中t为包与包最小间距的控制时间，t0为传感器c2开始检测时间，要求t0小于物料包通过传感器c1时间t2，如图2所示。
44.(2)将c1检测点检测到水泥包的时刻，即c1信号从“0”变为“1”的绝对时刻记为0时刻，计数器开始计时。
45.(3)计数器计数时间达到t0，传感器c2开始检测。
46.(4)计数器继续计时，当传感器c1检测到物料包离开，即c1信号从“1”变为“0”，记录该时刻为t2。t2所示的时长表示步骤(1)所述物料包通过传感器c1的时间。
47.(5)计数器继续计时t秒，在时间区间(t0，t2+t)内，c2持续进行检测。若没有检测到物料包，即c2信号一直为“0”，则变速传送带保持原速不变。否则，检测到有物料包，即c2信号变为“1”时，变速传送带立即减速或暂停。
48.(6)当计数器计时到t2+t时刻，复位所有相关参数，计数器清零，同时，变速传送带恢复原速度。当前检测过程结束，回到步骤(1)等待下一轮的检测。
49.根据实际使用的需要，时间t可以设置成多个参数，即t1、t2、t3等，并设定每一个时间参数的使用次数和其使用规则，例如，在用参数t1调速3次后使用t2调速一次，接着使用t3调速两次等。在t1、t2和t3的使用规则确定后，依次执行在t1、t2和t3情况下的传送带调速，即将t1、t2和t3按一定规则联合作为t参数，再循环操作传送带的调速，实现传送带在线自适应调速控制。
50.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于计算机可读存储介质中。
51.应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了上述实施例的方法操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
52.综上所述，本发明提出在分段组合的传送带系统中，通过在传送带结合处设计安装传感器系统，通过计算物料包通过的时间，检测物料包的间距，由plc控制，使分段传送带中的一段可以按技术需求进行自适应变速控制，达到拉大物料包间距的目的，同时，通过设计传送带的结构，达到物料包防滑和整形的效果，使物料传送系统能够满足后续自动化设备对物料包输送的间距和料包形状稳定等要求。所提出的传送带自适应变速调节控制系统结构简单，技术可移植性高，可广泛用于不同物料包传送系统的自动变速调节。
53.以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。