一种石膏板干燥机的控温容错系统及方法与流程

1.本发明涉及石膏板生产技术领域，具体涉及一种石膏板干燥机的控温容错系统及方法。


背景技术：

2.纸面石膏板成型是将料浆平摊在上、下护面纸之间，通过成型装置形成固定宽度和厚度，熟石膏水化所需的理论用水量为其重的18％左右，而在石膏板成型时为了使石膏浆具有良好的流动性，水膏比往往达到70％以上。这些多余的游离水分需要在干燥过程从石膏板芯中蒸发出去。在水分蒸发过程中，粘接剂随着水分的蒸发迁移至护面纸与石膏芯表层界面之间，糊化后将护面纸与石膏芯牢固地粘接在一起。因此，干燥系统是石膏板生产线的重要设备。
3.现有的干燥系统大多利用固定干燥温度来对干燥区的石膏板进行干燥，但是由于当干燥区的石膏板数量不等时，温度检测机构检测的实时温度不同，比如说当石膏板数量少，则温度检测机构检测的实时温度高于石膏板数量多是的实时温度，而石膏板数量会造成对石膏板干燥机是否发生错误的干扰信息，无法准确进行温控以及判断干燥机故障。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种石膏板干燥机的控温容错系统及方法，以解决现有技术中石膏板数量会造成对石膏板干燥机是否发生错误的干扰信息，无法准确进行温控以及判断干燥机故障的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
6.一种石膏板干燥机的控温容错系统，包括：
7.干燥分区单元，用于将石膏板干燥区按照输送方向划分为多个分区，多层干燥输送线沿着输送方向纵穿所有分区；
8.板材输送位置测量单元，用于根据石膏板材在分区内部不同层的干燥输送线的行进速度计算每个分区内进行干燥的分区行进长度；
9.热量供给单元，用于分别按照每个分区的分区行进长度确定供给热量；
10.分区温度测量单元，用于分别检测每个分区的实时干燥温度；
11.控制系统，分别与板材输送位置测量单元、热量供给单元以及分区温度测量单元连接；
12.所述控制系统内创建有每个分区的供给热量与分区行进长度之间的供热数学模型，所述控制系统用于根据所述分区温度测量单元的实时干燥温度调控所述热量供给单元的运行状态，所述控制系统通过所述分区温度测量单元的输出数据监督所述石膏板干燥区的分区工作，且所述控制系统通过容错扫描模块监控所述热量供给单元输出供给热量的工作状态，以检测所述热量供给单元的故障；
13.所述控制系统用于根据所述板材输送位置测量单元计算的分区行进长度调控所
述热量供给单元的运行状态，所述控制系统通过接收所述板材输送位置测量单元，并根据所述板材输送位置测量单元的输出数据确定所述分区行进长度相同的干燥输送线，所述控制系统将所述分区行进长度相同的所述干燥输送线相互作为替补数据，以确定每个分区的每个干燥输送线的分区行进长度以及对应的供给热量。
14.作为本发明的一种优选方案，所述板材输送位置测量单元包括安装在每层干燥输送线的驱动部件上的多个编码器，在每层干燥输送线的端部设有用于检测进入所述石膏板干燥区的石膏板的光电开关；
15.所述控制系统根据所述光电开关的输出信号确定首个进入所述石膏板干燥区的石膏板，且所述控制系统基于所述光电开关的输出信号以及所述编码器的输出信号，利用石膏板输入总长度模块确定进入所述石膏板干燥区的石膏板总长度；
16.所述控制系统通过将石膏板总长度与每个分区的长度进行对比确定每个分区内的分区行进长度，且利用所述供热数学模型调控每个分区的热量供给单元。
17.作为本发明的一种优选方案，所述干燥分区单元将所述石膏板干燥区按照输送方向划分为至少两个分区，且每个所述分区对每平米的石膏板的干燥需求热量不同，所述控制系统在石膏板宽度固定的情况下，创建所述每个分区的供给热量与分区行进长度之间的供热数学模型。
18.作为本发明的一种优选方案，所述热量供给单元中影响供热工作的参数为风机状态，风门状态、风机电流以及燃气气压；
19.所述容错扫描模块在供热数学模型的实时供热曲线偏离预设供热曲线，和/或所述分区温度测量单元的输出数据与实时供热曲线对应的温度不匹配时，扫描所述热量供给单元的风机状态，风门状态、风机电流以及燃气气压以判断所述热量供给单元的运行状态。
20.作为本发明的一种优选方案，所述控制系统对比多层干燥输送线的所有光电开关的输出信号变化时间，以确定石膏板输送长度相同的所述干燥输送线，且将石膏板输送长度相同的所述干燥输送线之间建立联动控制集合，所述联动控制集合内的任一个所述干燥输送线的编码器无法工作时，任意选择剩余的所述编码器作为替补编码器以继续监控每层所述干燥输送线的石膏板传输长度。
21.为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：一种石膏板干燥机的控温容错系统的控温容错方法，包括以下步骤：
22.步骤100、启动石膏板干燥区的多层干燥输送线，且将同时检测到存在石膏板的干燥输送线作为联动输送线；
23.步骤200、计算进入所述石膏板干燥区的石膏板总长度，且将石膏板干燥区按照输送方向划分为多个分区，根据每个分区的分区行进长度与热量之间的供热数学模型确定每个分区的预设供给热量；
24.步骤300、实时监测每个分区的实际供给热量，且在实际供给热量曲线偏离所述预设供给热量曲线时，启动容错扫描模块以检测运行状态；
25.步骤400、将联动输送线中的任意正常运行干燥输送线的石膏板总长度以及每个分区的分区行进长度作为出现故障的干燥输送线的替补数据，以进行容错操作，重复步骤200和步骤300，以完成对一个批次的石膏板的干燥工作。
26.作为本发明的一种优选方案，在步骤100中，在每层所述干燥输送线的驱动组件上
设置编码器，且将所述联动输送线上的编码器组成联动控制集合；
27.在所述石膏板干燥区起始点的每层干燥输送线上均设置光电开关，所述光电开关用于监测开始进入所述石膏板干燥区的石膏板起点，且将所述光电开关的输出信号同时变化的所述干燥输送线作为联动输送线，所述联动输送线在同一时刻的石膏板总长度相同。
28.作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，所述石膏板按照输送方向依次进入不同的分区，且每个分区的供热数学模型各不相同，所述控制系统依据所述供热数学模型确定每个分区的所述热量供给单元在分区行进长度变化的供热工作；
29.控制系统基于所述光电开关的输出信号触发石膏板输入总长度模块计算输入所述石膏板干燥区的石膏板总长度，所述石膏板输入总长度模块在所述光电开关的输出信号表示检测到石膏板时，利用所述编码器和计时器计算进入所述石膏板干燥区的石膏板总长度；
30.所述控制系统将所述石膏板输入总长度模块计算的石膏板总长度与输入石膏板的分区总长度进行对比，确定当前分区的所述热量供给单元的供热量，并确定下一个分区的所述热量供给单元的启动时间点。
31.作为本发明的一种优选方案，所述容错扫描模块在供热数学模型的实时供热曲线偏离预设供热曲线，和/或所述分区温度测量单元的输出数据与实时供热曲线对应的温度不匹配时，扫描所述热量供给单元的风机状态，风门状态、风机电流以及燃气气压以判断所述热量供给单元的运行状态。
32.作为本发明的一种优选方案，在所述联动输送线中的干燥输送线的编码器出现故障时，所述控制系统从所述联动输送线中选择一层任意正常运行干燥输送线的石膏板总长度以及每个分区的分区行进长度作为出现故障的干燥输送线的替补数据；
33.所述控制系统通过每个分区的分区行进长度与热量之间的供热数学模型确定每个分区的预设供给热量。
34.本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
35.本发明将石膏板干燥区按照传输方向划分为多个分区，且将每个分区内的石膏板行进长度与加热干燥的供给热量建立数学关系，生成石膏板行进长度与供给热量的变化曲线，当实际供给热量偏离变化曲线的预设供给热量时，则进行热量供给装置的参数扫描检测，从而实现温控容错功能，连续生产过程中如果出现故障能够进行自动遍历错误位置。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
37.图1为本发明实施例提供的控温容错系统的结构框图；
38.图2为本发明实施例提供的控温容错方法的流程示意图。
39.图中的标号分别表示如下：
[0040]1‑
板材输送位置测量单元；2
‑
热量供给单元；3
‑
分区温度测量单元；4
‑
控制系统；5
‑
供热数学模型；6
‑
容错扫描模块；7
‑
石膏板输入总长度模块；8
‑
石膏板输出长度计算模
块；
[0041]
11
‑
编码器；12
‑
光电开关。
具体实施方式
[0042]
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。
[0043]
如图1所示，本发明提供了一种石膏板干燥机的控温容错系统，本实施方式区别于现有技术的创新点为：将石膏板干燥区按照传输方向划分为多个分区，且将每个分区内的石膏板行进长度与加热干燥的供给热量建立数学关系，生成石膏板行进长度与供给热量的变化曲线，当在某一石膏板行进长度时，实际供给热量偏离变化曲线的预设供给热量时，则进行热量供给装置的参数扫描检测，从而实现温控容错功能，连续生产过程中如果出现故障能够进行自动遍历错误位置。
[0044]
另外，石膏板的干燥输送线在干燥区为层叠分布，通过建立具有相同石膏板行进长度的干燥输送线之间的联动关系，在某一干燥生产线故障且无法继续计算石膏板行进长度时，则将具有联动关系的其他干燥输送线计算的石膏板行进长作为替补数据，从而确定每个分区的石膏板行进长度，方便继续调节每个分区的供给热量。
[0045]
其中控温容错系统包括干燥分区单元、板材输送位置测量单元1、热量供给单元2、分区温度测量单元3和控制系统4。
[0046]
干燥分区单元用于将石膏板干燥区按照输送方向划分为多个分区，多层干燥输送线沿着输送方向纵穿所有分区。
[0047]
板材输送位置测量单元1用于根据石膏板材在分区内部不同层的干燥输送线的行进速度计算每个分区内进行干燥的分区行进长度。
[0048]
热量供给单元2用于分别按照每个分区的分区行进长度确定供给热量。
[0049]
分区温度测量单元3，用于分别检测每个分区的实时干燥温度，比如说测温电阻。
[0050]
控制系统4分别与板材输送位置测量单元1、热量供给单元2以及分区温度测量单元3连接，控制系统4内创建有每个分区的供给热量与分区行进长度之间的供热数学模型5，控制系统4用于根据分区温度测量单元3的实时干燥温度调控热量供给单元2的运行状态，控制系统4通过分区温度测量单元3的输出数据监督石膏板干燥区的分区工作，且控制系统4通过容错扫描模块6监控热量供给单元2输出供给热量的工作状态，以检测热量供给单元2的故障。
[0051]
控制系统4用于根据板材输送位置测量单元1计算的分区行进长度调控热量供给单元2的运行状态，控制系统4通过接收板材输送位置测量单元1，并根据板材输送位置测量单元1的输出数据确定分区行进长度相同的干燥输送线，控制系统4将分区行进长度相同的干燥输送线相互作为替补数据，以确定每个分区的每个干燥输送线的分区行进长度以及对应的供给热量。
[0052]
在本实施方式中，板材输送位置测量单元1包括安装在每层干燥输送线的驱动部件上的多个编码器11，在每层干燥输送线的端部设有用于检测进入石膏板干燥区的石膏板
的光电开关12，通过编码器计算每层干燥输送线的板材行进速度以及板材行进总长度，通过工艺获得每个分区干燥每平米石膏板需要的热量a1、a2、a3
……
。
[0053]
通过编码器计算行进在每层干燥输送线上的石膏板材行进总长度，将石膏板材行进总长度与分区长度进行对比，以确定每个分区的分区行进长度，在石膏板宽度固定的情况下，可获得每个分区的热量供给单元2与分区行进长度之间的数学模型。
[0054]
控制系统4根据光电开关12的输出信号确定首个进入石膏板干燥区的石膏板，且控制系统4基于光电开关12的输出信号以及编码器11的输出信号确定进入石膏板干燥区的石膏板总长度。
[0055]
控制系统4通过将石膏板总长度与每个分区的长度进行对比确定每个分区内的分区行进长度，且利用供热数学模型5调控每个分区的热量供给单元2。
[0056]
比如说，三个分区的长度分别为l1，l2和l3，当石膏板材行进总长度l小于等于l1时，则第一分区的石膏板的分区行进长度为板材输送位置测量单元1计算的石膏板材行进总长度l；
[0057]
当石膏板材行进总长度l大于l1且小于等于l1 l2时，则第一分区的石膏板的分区行进长度为板材输送位置测量单元1计算的石膏板材行进总长度l
‑
l1；
[0058]
当石膏板材行进总长度l大于l2且小于等于l2 l3时，则第一分区的石膏板的分区行进长度为板材输送位置测量单元1计算的石膏板材行进总长度l
‑
l1 l2。
[0059]
需要特别说明的是，为了保证石膏板在干燥时，石膏板两端不会出现重叠损坏或者间距过大而出现过热的情况，因此干燥线上的石膏板首尾两端之间的间距固定且几乎接触，在本实施方式的上述距离中，并没有将石膏板首尾两端的间距算入石膏板材行进总长度l，当然也可以算入，由于本实施方式的重点不在于如何创建每个分区的供给热量与分区行进长度之间的供热数学模型5，而是在于如何根据供热数学模型5生成的预设供热曲线与热量供给单元2实际供应的热量之间的差距，来判断热量供给单元2是否出现，并遍历出错位置，从而实现容错功能。
[0060]
因此关于供给热量与分区行进长度之间的供热数学模型5的具体实现过程，则不再本实施方式中赘述。
[0061]
由于干燥分区单元将石膏板干燥区按照输送方向划分为至少两个分区，且每个分区对每平米的石膏板的干燥需求热量不同，控制系统4在石膏板宽度固定的情况下，创建每个分区的供给热量与分区行进长度之间的供热数学模型5。
[0062]
热量供给单元2中影响供热工作的参数为风机状态，风门状态、风机电流以及燃气气压，在供热数学模型5的实时供热曲线偏离预设供热曲线，和/或分区温度测量单元3的输出数据与实时供热曲线对应的温度不匹配时，控制系统利用容错扫描模块6扫描热量供给单元2的风机状态，风门状态、风机电流以及燃气气压以判断热量供给单元2的运行状态。
[0063]
由于多层干燥输送线很有可能出现编码器的故障，因此控制系统4对比多层干燥输送线的所有光电开关12的输出信号变化时间，以确定石膏板输送长度相同的干燥输送线，且将石膏板输送长度相同的干燥输送线之间建立联动控制集合，联动控制集合内的任一个干燥输送线的编码器11无法工作时，任意选择剩余的编码器11作为替补编码器11以继续监控每层干燥输送线的石膏板传输长度。
[0064]
从而即使某一个干燥输送线的编码器出现故障，无法计算该干燥输送线的分区行
进长度，也可以通过替补数据来确定石膏板的长度，从而确定每个分区的供给热量与分区行进长度之间的供热数学模型5，当分区温度测量单元3监测到供给热量偏离供热数学模型5预设的数据时，则进行容错遍历校正工作，保证整个系统的正常运行。
[0065]
另外如图2所示，本实施方式还提供了一种石膏板干燥机的控温容错系统的控温容错方法，包括以下步骤：
[0066]
步骤100、启动石膏板干燥区的多层干燥输送线，且将同时检测到存在石膏板的干燥输送线作为联动输送线；
[0067]
步骤200、计算进入石膏板干燥区的石膏板总长度，且将石膏板干燥区按照输送方向划分为多个分区，根据每个分区的分区行进长度与热量之间的供热数学模型确定每个分区的预设供给热量；
[0068]
步骤300、实时监测每个分区的实际供给热量，且在实际供给热量曲线偏离预设供给热量曲线时，启动容错扫描模块以检测运行状态；
[0069]
步骤400、将联动输送线中的任意正常运行干燥输送线的石膏板总长度以及每个分区的分区行进长度作为出现故障的干燥输送线的替补数据，以进行容错操作，重复步骤200和步骤300，以完成对一个批次的石膏板的干燥工作。
[0070]
在步骤100中，在每层干燥输送线的驱动组件上设置编码器，且将联动输送线上的编码器组成联动控制集合；
[0071]
在石膏板干燥区起始点的每层干燥输送线上均设置光电开关，光电开关用于监测开始进入石膏板干燥区的石膏板起点，且将光电开关的输出信号同时变化的干燥输送线作为联动输送线，联动输送线在同一时刻的石膏板总长度相同。
[0072]
在步骤200中，石膏板按照输送方向依次进入不同的分区，且每个分区的供热数学模型各不相同，控制系统依据供热数学模型确定每个分区的热量供给单元在分区行进长度变化的供热工作。
[0073]
控制系统基于光电开关的输出信号触发石膏板输入总长度模块计算输入石膏板干燥区的石膏板总长度，石膏板输入总长度模块用于计算当有石膏板持续输入干燥区的状态，直至充满每个分区。
[0074]
石膏板输入总长度模块在光电开关的输出信号表示检测到石膏板时，利用编码器和计时器计算进入石膏板干燥区的石膏板总长度，控制系统将石膏板输入总长度模块计算的石膏板总长度与输入石膏板的分区总长度进行对比，确定当前分区的热量供给单元的供热量，并确定下一个分区的热量供给单元的启动时间点。
[0075]
控制系统4利用石膏板输出长度计算模块8计算干燥输送线的空载传输距离，石膏板输出长度计算模块用于计算当某一批次石膏板完全输入干燥区，随着干燥输送线的持续转动，每个分区内的石膏板行进长度依次降低。
[0076]
控制系统4在光电开关12的输出信号表示未检测到石膏板时，即某一批次的石膏板干燥完毕，与另一批石膏板之间存在间距，则触发石膏板输出长度计算模块计算空载传输距离，且同时控制系统4获取石膏板输入总长度模块7计算的每个分区的分区行进长度。
[0077]
石膏板输出长度计算模块根据每个分区的空载传输距离计算分区行进长度，其中，空载传输距离与分区行进长度之和等于每个分区的长度，每个分区的供热数学模型5与每个分区的分区行进长度相同。
[0078]
比如说，此时三个分区的石膏板分区行进长度分别与三个分区的长度相同时，当该批次的石膏板完全进入石膏板干燥区，则按照输送方向顺序第一个分区内的石膏板分区行进长度开始变小，具体的分区行进长度为l1
‑
vt，其中t为光电开关12未检测到石膏板的持续时间，v为编码器检测的干燥输送线的线性速度，l1为第一个分区的长度，每个分区石膏板分区行进长度依次减少，因此按照供热数学模型5，每个分区的供给热量也随之减少，因此控制系统4调控热量供给单元2降低温度以符合预设的供给热量曲线需求。
[0079]
因此容错扫描模块6在供热数学模型的实时供热曲线偏离预设供热曲线，和/或分区温度测量单元的输出数据与实时供热曲线对应的温度不匹配时，扫描热量供给单元的风机状态，风门状态、风机电流以及燃气气压以判断热量供给单元的运行状态。
[0080]
在联动输送线中的干燥输送线的编码器出现故障时，控制系统从联动输送线中选择一层任意正常运行干燥输送线的石膏板总长度以及每个分区的分区行进长度作为出现故障的干燥输送线的替补数据，控制系统通过每个分区的分区行进长度与热量之间的供热数学模型确定每个分区的预设供给热量。
[0081]
通过本实施方式，利用每个区的供热数学模型5生成的关于石膏板在每个分区的行进长度与供给热量之间的数学模型，且实时计算每个分区的石膏板行进长度，并根据行进长度与供给热量之间的关系式调控热量供给单元工作，当测温电阻发现实际供给热量与数学模型预设的供给热量曲线不同时，则判断热量供给单元的运行参数是否有故障，从而实现自动故障检测，保证温控系统具有一定的容错率，且为了确保稳定的实时计算每个分区的石膏板行进长度，将石膏板行进相同的多层干燥传输线之间建立联动关系，同一个联动关系中的任一个干燥传输线的编码器损坏无法计算石膏板的行进长度时，其他任一个正常工作的干燥传输线计算的行进长度均可以选为替补数据，从而方便计算每个干燥传输线的石膏板行进长度，便于确定预设的供给热量，保证整个控温系统的稳定工作。
[0082]
以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。