《一種高速石膏板生產控制系統》是北新集團建材股份有限公司於2012年10月10日申請的發明專利，該專利的申請號為2012205190047，公告號為CN203019517U，公告日為2013年6月26日，發明人是楊小東、周建中、張羽飛、衛福強、江濤、盧勇。
《一種高速石膏板生產控制系統》包括：倉式給料卸料控制系統：用於實時監測料斗內物料的重量，並將監測結果與設定值相比較，根據比較結果控制卸料的速度；還用於將監測結果與第一設定值和第二設定值相比較，根據比較結果開始或停止給所述料斗上料；影像檢測控制系統：用於實時監測板材製品的缺陷，並將監測結果同預設的控制指標相比較，根據比較結果調整生產程式；雙伺服高速切斷系統：用於根據生產線上板材傳輸的速度控制雙伺服電機分別驅動上切刀和下切刀同時切斷生產線上的板材。該實用新型能夠適合石膏板高速、大規模生產的需要。
2014年11月6日，《一種高速石膏板生產控制系統》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種高速石膏板生產控制系統》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種高速石膏板生產控制系統
- 公告號：CN203019517U
- 公告日：2013年6月26日
- 申請號：2012205190047
- 申請日：2012年10月10日
- 專利權人：北新集團建材股份有限公司
- 地址：北京市昌平區回龍觀西大街118號龍冠置業大廈
- 發明人：楊小東、周建中、張羽飛、衛福強、江濤、盧勇
- 分類號：B28B15/00（2006.01）I、B28B13/02（2006.01）I
- 代理機構：北京安信方達智慧財產權代理有限公司
- 類別：實用新型專利
- 代理人：曲鵬、張華卿
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
石膏板等板材是建築領域常用的材料，隨著板材的市場需求量的增加，越來越多的板材生產廠家使用高速生產線，以增加單位時間內的產品生產量，但是2012年10月前已有的石膏板生產線不太適合產品的高速生產，例如，在石膏板的配料工藝中，澱粉是非常重要的輔料之一，在控制澱粉的上料和卸料時，一般採用人工上料和卸料或者按照固定流量自動上料和卸料，實現不了澱粉卸料的準確計量和控制。在石膏板的成型工藝中，石膏在生產過程中的凝結時間較短，如果在混料機中停留時間較長或混合不均就會凝結成塊。在成型過程中，凝結塊會影響料漿的流動性，而且在料漿隨成型紙面行進並通過整形平台時，會劃破石膏板的紙面造成漏漿，從而在高速生產過程中會造成斷紙的現象，嚴重影響了大規模石膏板生產的連續性和穩定性。在石膏板的切割工藝中，高速生產線運送板材的速度快，而切刀的切線速度要與生產線的板材的運送速度相同，所以需要雙切刀的高速旋轉，傳統的單電機帶動雙切刀會加重電機的負荷，容易損壞電機，而且雙切刀在高速旋轉中扭矩較大，在停機時容易對電機造成損壞，而且在開機運行時，雙切刀啟動的時間較長，降低了生產效率。
發明內容
專利目的
《一種高速石膏板生產控制系統》提供了一種高速石膏板生產控制系統，適合石膏板高速，大規模生產的需要。
技術方案
《一種高速石膏板生產控制系統》包括：倉式給料卸料控制系統：用於實時監測料斗內物料的重量，並將監測結果與設定值相比較，根據比較結果控制卸料的速度；還用於將監測結果與第一設定值和第二設定值相比較，根據比較結果開始或停止給所述料斗上料；影像檢測控制系統：用於實時監測板材製品的缺陷，並將監測結果同預設的控制指標相比較，根據比較結果調整生產程式；雙伺服高速切斷系統：用於根據生產線上板材傳輸的速度控制雙伺服電機分別驅動上切刀和下切刀同時切斷生產線上的板材。
較佳地，所述的倉式給料卸料控制系統包括重量感測器、控制器、變頻器和控制料斗卸料速度的卸料電機，所述重量感測器與所述控制器相連線，所述控制器與所述變頻器相連線，所述變頻器與所述卸料電機相連線，所述重量感測器用於實時測量所述料斗內的物料的重量，並將物料重量值傳送給所述控制器，所述控制器用於根據所述重量感測器傳送的重量值，並將所述重量值與設定值相比較，根據比較結果，通過所述變頻器控制卸料電機的卸料的速度。
較佳地，所述倉式給料卸料控制系統還包括控制給料倉出料口開閉的給料氣動閥，所述給料氣動閥與所述控制器相連線，所述控制器還用於：將接收的所述重量感測器傳送的物料重量值與第一設定值和第二設定值相比較，若所述物料重量值低於所述第一設定值，則通過所述給料氣動閥打開所述給料倉的出料口，給所述料斗上料，若所述物料重量值高於所述第二設定值，則通過所述給料氣動閥關閉所述給料倉的出料口，停止對所述料斗的上料。
較佳地，所述第一設定值為料斗平台最小負載值，所述第二設定值為料斗平台最大負載值。
較佳地，所述倉式給料卸料控制系統還包括攪拌電機，所述攪拌電機與所述變頻器相連線。
較佳地，所述影像檢測控制系統包括：高速影像檢測設備：布置在成型中的板材製品單元上方，以實時地獲取所述板材製品單元的動態影像信息；影像處理器：用於分析獲取的動態影像信息，並將其與預先設定的控制指標進行對比處理，發現板材中存在不可接受的缺陷以後向所述DCS的中央處理器發出信號；DCS：用於根據所接收的信號確定處理方案，並將所確定的處理方案傳送給所述線上控制器；線上控制器：用於根據處理方案進行相應的處理。
較佳地，所述高速影像檢測設備採用面掃描影像檢測系統或者線掃描影像檢測系統。
較佳地，所述雙伺服高速切斷系統包括雙伺服電機以及用於切斷生產線上的板材的上切刀和下切刀，所述上切刀和下切刀旋轉的切線速度與所述生產線上的板材運送的速度相同，所述的雙伺服電機分別驅動所述上切刀和下切刀同時切斷生產線上的板材。
較佳地，所述雙伺服高速切斷系統還包括控制器，所述控制器用於通過所述的雙伺服電機控制所述上切刀和下切刀動作。
較佳地，所述雙伺服高速切斷系統還包括測速元件，所述的測速元件用於測量生產線上板材運送的速度，並將所述板材運送的速度傳送給所述控制器，所述控制器根據所述測速元件傳送的板材運送的速度通過所述的雙伺服電機驅動所述上切刀和下切刀動作。
有益效果
（1）該實用新型採用倉式給料卸料控制系統，控制卸料電機根據料斗內物料的重量進行卸料以及控制給料氣動閥根據料斗內物料的重量變化進行上料，實現了精確上料和卸料，提高了產品的質量。
（2）該實用新型採用影像檢測控制系統，能夠使實時、快速地檢測並處理板材中存在的缺陷，並根據檢測結果調整生產程式，從而實現了高速、高質量生產的目的。
（3）該實用新型採用雙伺服高速切斷系統，在切斷板材時，斷面平整，不影響產品質量，適應了高速生產線的需要，而且停機時也不容易對電機造成損害。
附圖說明
圖1為根據該實用新型實施例中高速石膏板生產控制系統的結構框圖；
圖2為根據該實用新型實施例中倉式給料卸料控制系統的結構框圖；
圖3為根據該實用新型實施例中影像檢測控制系統的結構框圖；
圖4為根據該實用新型實施例中雙伺服高速切斷系統的結構框圖。
權利要求
1.《一種高速石膏板生產控制系統》其特徵在於，包括：倉式給料卸料控制系統：用於實時監測料斗內物料的重量，並將監測結果與設定值相比較，根據比較結果控制卸料的速度；還用於將監測結果與第一設定值和第二設定值相比較，根據比較結果開始或停止給所述料斗上料；影像檢測控制系統：用於實時監測板材製品的缺陷，並將監測結果同預設的控制指標相比較，根據比較結果調整生產程式；雙伺服高速切斷系統：用於根據生產線上板材傳輸的速度控制雙伺服電機分別驅動上切刀和下切刀同時切斷生產線上的板材。
2.如權利要求1所述的高速石膏板生產控制系統，其特徵在於，所述的倉式給料卸料控制系統包括重量感測器、控制器、變頻器和控制料斗卸料速度的卸料電機，所述重量感測器與所述控制器相連線，所述控制器與所述變頻器相連線，所述變頻器與所述卸料電機相連線，所述重量感測器用於實時測量所述料斗內的物料的重量，並將物料重量值傳送給所述控制器，所述控制器用於根據所述重量感測器傳送的重量值，並將所述重量值與設定值相比較，根據比較結果，通過所述變頻器控制卸料電機的卸料的速度。
3.如權利要求2所述的高速石膏板生產控制系統，其特徵在於：所述倉式給料卸料控制系統還包括控制給料倉出料口開閉的給料氣動閥，所述給料氣動閥與所述控制器相連線，所述控制器還用於：將接收的所述重量感測器傳送的物料重量值與第一設定值和第二設定值相比較，若所述物料重量值低於所述第一設定值，則通過所述給料氣動閥打開所述給料倉的出料口，給所述料斗上料，若所述物料重量值高於所述第二設定值，則通過所述給料氣動閥關閉所述給料倉的出料口，停止對所述料斗的上料。
4.如權利要求3所述的高速石膏板生產控制系統，其特徵在於：所述第一設定值為料斗平台最小負載值，所述第二設定值為料斗平台最大負載值。
5.如權利要求2或3所述的高速石膏板生產控制系統，其特徵在於：所述倉式給料卸料控制系統還包括攪拌電機，所述攪拌電機與所述變頻器相連線。
6.如權利要求1所述的高速石膏板生產控制系統，其特徵在於：所述影像檢測控制系統包括：高速影像檢測設備：布置在成型中的板材製品單元上方，以實時地獲取所述板材製品單元的動態影像信息；影像處理器：用於分析獲取的動態影像信息，並將其與預先設定的控制指標進行對比處理，發現板材中存在不可接受的缺陷以後向DCS的中央處理器發出信號；DCS：用於根據所接收的信號確定處理方案，並將所確定的處理方案傳送給線上控制器；線上控制器：用於根據處理方案進行相應的處理。
7.根據權利要求6所述的高速石膏板生產控制系統，其特徵在於，所述高速影像檢測設備採用面掃描影像檢測系統或者線掃描影像檢測系統。
8.如權利要求1所述的高速石膏板生產控制系統，其特徵在於：所述雙伺服高速切斷系統包括雙伺服電機以及用於切斷生產線上的板材的上切刀和下切刀，所述上切刀和下切刀旋轉的切線速度與所述生產線上的板材運送的速度相同，所述的雙伺服電機分別驅動所述上切刀和下切刀同時切斷生產線上的板材。
9.如權利要求8所述的高速石膏板生產控制系統，其特徵在於：所述雙伺服高速切斷系統還包括控制器，所述控制器用於通過所述的雙伺服電機控制所述上切刀和下切刀動作。
10.如權利要求9所述的高速石膏板生產控制系統，其特徵在於：所述雙伺服高速切斷系統還包括測速元件，所述的測速元件用於測量生產線上板材運送的速度，並將所述板材運送的速度傳送給所述控制器，所述控制器根據所述測速元件傳送的板材運送的速度通過所述的雙伺服電機驅動所述上切刀和下切刀動作。
實施方式
該實用新型提供的一個實施例中提供了一種高速石膏板生產控制系統，參照圖1，包括：倉式給料卸料控制系統：用於監測料斗內物料的重量變化，並將監測結果與設定值相比較，根據比較結果控制卸料電機卸料的速度；還用於將監測結果與第一設定值和第二設定值相比較，根據比較結果開始或停止給所述料斗上料。
影像檢測控制系統：用於監測板材製品的缺陷，並將監測結果同預設的控制指標相比較，根據比較結果調整生產程式；雙伺服高速切斷系統：用於根據生產線上板材傳輸的速度控制雙伺服電機分別驅動上切刀和下切刀同時切斷生產線上的板材。
圖2示出了倉式給料卸料控制系統的結構框圖。其中，重量感測器與控制器相連線，重量感測器用於通過測量單位時間內料斗內物料的變化；（料斗內失去物料的重量）。並將測量值（重量值）傳送給控制器。
控制器與變頻器相連線，變頻器與卸料電機相連線；控制器內預先設定某個值，這個設定值可以是料斗最大負載的比例值，例如料斗最大負載的50％，控制器用於接收重量檢測器傳送的重量值，並將重量值與設定值相比較，來控制變頻器的速率，從而控制卸料的快慢，使實際流量穩定在設定值附近。即，若重量值低於設定值，則通過變頻器增大卸料電機的轉速，以此加快卸料的速度，若重量值高於設定值，則通過變頻器減小卸料電機的轉速，以此來減小卸料的速度。
為了方便手動下料或者在調試時使用，可以在上述倉式給料卸料控制系統中增加調速器和連鎖裝置，連鎖裝置分別與所述控制器、調速器和變頻器相連線，用於切換所述控制器和所述調速器對所述變頻器的控制。例如，手動下料或者調試時，可以使用連鎖裝置將控制器對變頻器的控制切換成調速器對變頻器的控制。自動下料時，連鎖裝置可以將其切換成控制器對變頻器的控制。
控制器可以通過設定的積算模式來控制變頻器。調速器輸出的控制信號為通過過程流量的綜合積算後得出的平均值流量。平均流量值積算生成後再通過控制變頻器的運行速度來控制卸料的速度。
為了使便於松料，防止物料壓實，可以在上述倉式給料卸料控制系統中設定攪拌電機，攪拌電機與變頻器相連線，控制器通過變頻器來控制攪拌電機攪拌的速度，若物料較松，則減小攪拌的速度，若物料較實，則增大攪拌的速度。
為了實現料斗的自動精確上料，可以在上述的倉式給料卸料控制系統中設定控制給料倉出料口開閉的給料氣動閥，給料氣動閥與控制器相連線，
控制器還用於：將接收的重量感測器傳送的物料重量值與第一設定值和第二設定值相比較，若物料重量值低於第一設定值，則通過給料氣動閥打開給料倉的出料口，給料斗上料，若物料重量值高於所述第二設定值，則通過給料氣動閥關閉給料倉的出料口，停止對料斗的上料。
上述的第一設定值和第二設定值可以隨意設定，例如第一設定值為料斗平台最小負載值，第二設定值為料斗平台最大負載值。料斗平台最小負載值例如可以設定為料斗平台負載的30％，料斗平台最大負載值例如可以設定為料斗平台負載的90％。
圖3示出了影像檢測控制系統的結構框圖。影像檢測控制系統包括高速影像檢測設備、影像處理器、DCS（分散控制裝置）、線上控制器。
高速影像檢測設備實時地獲取板材製品單元的動態影像信息，將獲取的板材的影像信息傳送到影像處理器中，利用影像處理器對板材的影像信息進行分析。優選地，利用影像處理器對板材的表面缺陷分析的細度可以達到0.1毫米以上，使得《一種高速石膏板生產控制系統》的線上影像檢測控制裝置能夠實現高速、高精度地線上檢測板材缺陷。
在影像處理器對獲取的影像信息進行保存和實時分析以後，會根據預先設定的平整度要求控制信息、板面顏色要求控制信息等需要的控制指標進行對比處理，如果上述對比處理後的影像信息符合預先設定的控制指標的要求，則板材的線上生產正常運行。如果經過對比處理以後發現板材中存在不可接受的缺陷，例如劃痕、破損、結塊等，則影像檢測控制裝置會自動報警，並根據對比結果向DCS的中央處理器發出信號。優選地，影像處理器包括存儲器，存儲所獲取的影像資料和分析信息。
DCS根據接收的信號確定最終的處理方案，例如對料漿進行配方處理、中止生產或者抬高整平板以將阻礙料漿行進的結塊去除等。
DCS將處理方案的信號傳送到線上控制器，利用線上控制器根據處理方案進行相應的處理，從而實現了線上自動檢測、線上處理板材缺陷的技術效果。
使用該實用新型的板材缺陷線上影像檢測控制裝置能夠自動控制板材生產過程中出現缺陷時的生產程式，並進行最終的處理，從而實現高速、高質量的板材生產。
圖4示出了雙伺服高速切斷系統的結構框圖。雙伺服高速切斷系統包括伺服電機以及用於切斷生產線上板材的上切刀和下切刀，上切刀和下切刀旋轉的切線速度與生產線上的板材運送的速度相同，伺服電機為兩個，分別驅動上切刀和下切刀同時切斷生產線上的板材。
為了實現對上切刀和下切刀動作的精確控制，可以設定控制器，通過兩個伺服電機控制上切刀和下切刀動作。
在雙切刀系統中，上下切刀的旋轉方向相反且旋轉的切線速度相同，並且上切刀和下切刀旋轉的切線速度要與生產線上的板材運送的速度相同，因此，可以設定測速元件測量生產線上板材的運送速度，然後通過控制器實現對雙切刀旋轉速度的精確控制，使雙切刀旋轉的切線速度與生產線上板材的運送速度相同。
榮譽表彰
2014年11月6日，《一種高速石膏板生產控制系統》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
