CN102809279B - 一种封闭系统内板材位置指示系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种封闭系统内板材位置指示系统，包括：分板模块将输送来的石膏板分别分配到干燥机不同层内，并将该分板信息发送到计数模块；测距模块测量石膏板在干燥机内行走距离，并将该距离信息发送到计数模块；计数模块接收分板模块与测距模块发送来的信息，进行计数，并将计数结果发送到显示模块；显示模块接收到计数模块发送来的计数结果，进行显示。本发明采用分板模块检测分板情况，测距模块测量板材移动距离，计数模块进行综合计数，确定板材位置状态，并通过显示模块显示出来，可方便可靠地显示板材在干燥机封闭系统内的位置状态，便于调整干燥机各部分热分布，提高板材生产合格率，并节约能源，极大地提高产品竞争力。

Description

一种封闭系统内板材位置指示系统

技术领域

本发明涉及一种封闭系统内板材位置指示系统。

背景技术

在石膏板生产工艺中，需要对凝固后的石膏板进行干燥处理，完成这一工序的设备是干燥机。干燥机是方形管状结构，其热源来自沸腾炉产生的热烟气经过换热器换热后的热空气，为了防止热量散失，干燥机机体有保温层，其内部形成一个相对封闭的空间，在外面无法观测进入干燥机内的石膏板行进情况，也就不能了解干燥机内部石膏板的详细分布情况。而石膏板成品的质量与在干燥机内干燥过程中干燥机各区的温度有很大关系，温度的控制又跟石膏板的分布情况有密切联系。因此，了解干燥机内石膏板的分布情况对产品合格率有直接影响，而干燥机的封闭结构又导致无法直接观测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可方便可靠地显示封闭系统内板材位置状态的封闭系统内板材位置指示系统。

为了解决上述问题，本发明提供了一种封闭系统内板材位置指示系统，包括：

分板模块，所述分板模块将输送来的石膏板分别分配到干燥机不同层内，并将该分板信息发送到计数模块；

测距模块，所述测距模块测量石膏板在干燥机内行走距离，并将该距离信息发送到所述计数模块；

计数模块，所述计数模块接收所述分板模块与测距模块发送来的信息，进行计数，并将计数结果发送到显示模块；

显示模块，所述显示模块接收到所述计数模块发送来的计数结果，进行显示。

进一步，所述分板模块包括有分配桥，所述分配桥将输送来的石膏板分配到干燥机不同层内，在所述分配桥上还连接设置有光电开关，所述光电开关检测分板信息，并将该分板信息以电信号形式发送到所述计数模块。

进一步，所述测距模块包括节距检测开关，每一个节距产生一个脉冲，并将该脉冲发送到所述计数模块。

进一步，所述计数模块包括：

位置单元，所述位置单元根据石膏板长度将干燥机内平均分隔为具有相应长度的多个以顺序标号递进的位置，并将该该位置参数发送到所述首位单元、移位单元、数列单元及显示模块；

首位单元，所述首位单元接收所述分板模块发送来的电信号及所述位置单元发送来的位置参数，判断首个位置是否具有石膏板，并将有无石膏板的信息分别以1、0数字信号代表发送到所述移位单元；

移位单元，所述移位单元接收所述位置单元发送来的位置参数，确定各位置；所述移位单元接收所述首位单元发送来的首个位置信息的数字信号，确定初始位置状态；所述移位单元接收所述测距单元发送来的脉冲，并根据所述位置单元发送来的位置参数，在确定石膏板行走满一个位置长度后，对初始状态各位置数字参数进行顺序向前移位，依次确定此时各位置有无石膏板的数字参数，并将该数字参数发送到所述数列单元；

数列单元，所述数列单元接收所述位置单元发送来的位置参数及所述移位单元发送来的数字参数，进行一一对应，作出干燥机内各位置有无石膏板的判断，并将该判断结果发送到所述显示模块。

进一步，所述显示模块包括显示屏，所述显示模块以红色表示无石膏板，以绿色表示有石膏板。

进一步，所述计数模块为PLC。

本发明具有如下优点：

1、本发明采用分板模块检测分板情况，测距模块测量板材移动距离，计数模块进行综合计数，确定板材位置状态，并通过显示模块显示出来，可方便可靠地显示板材在干燥机封闭系统内的位置状态，便于调整干燥机各部分热分布，提高板材生产合格率，并节约能源，极大地提高产品竞争力。

2、本发明结构简单、实现安全可靠，本发明适用性广，便于标准化制作，有利于推广使用。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1示出了本发明一种封闭系统内板材位置指示系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括分板模块1、测距模块2、计数模块3及显示模块4。其中，分板模块1用于给干燥机5分板；测距模块2用于测量干燥机5内石膏板6行走距离；计数模块3用于根据分板及测距状况分析石膏板6在干燥机5内的位置状态；显示模块4用于显示石膏板6在干燥机5内的位置状态。

分板模块1将输送来的石膏板6分别分配到干燥机5不同层内，并将该分板信息发送到计数模块3。

测距模块2测量石膏板6在干燥机5内行走距离，并将该距离信息发送到计数模块3。

计数模块3接收分板模块1与测距模块2发送来的信息，进行计数，并将计数结果发送到显示模块4。

显示模块4接收到计数模块3发送来的计数结果，进行显示。

本发明采用分板模块1检测分板情况，测距模块2测量板材移动距离，计数模块3进行综合计数，确定板材位置状态，并通过显示模块4显示出来，可方便可靠地显示板材在干燥机5封闭系统内的位置状态，便于调整干燥机5各部分热分布，提高石膏板6板材生产合格率，并节约能源，极大地提高产品竞争力。

本发明中，分板模块1包括有分配桥11，分配桥11将输送来的石膏板6分配到干燥机5不同层内。在分配桥11上还连接设置有光电开关12，光电开关12检测分板信息，并将该分板信息以电信号形式发送到计数模块3。

本发明中，测距模块2包括节距检测开关21，每一个节距产生一个脉冲，并将该脉冲发送到计数模块3。

本发明中，计数模块3包括位置单元31、首位单元32、移位单元33及数列单元34。其中：

位置单元31根据石膏板6长度将干燥机5内平均分隔为具有相应长度的多个以顺序标号递进的位置，并将该该位置参数发送到首位单元32、移位单元33、数列单元34及显示模块4。

首位单元32接收分板模块1发送来的电信号及位置单元31发送来的位置参数，判断首个位置是否具有石膏板6，并将有无石膏板6的信息分别以1、0数字信号代表发送到移位单元33。

移位单元33接收位置单元31发送来的位置参数，确定各位置；移位单元33接收首位单元32发送来的首个位置信息的数字信号，确定初始位置状态；移位单元33接收测距单元2发送来的脉冲，并根据位置单元31发送来的位置参数，在确定石膏板6行走满一个位置长度后，对初始状态各位置数字参数进行顺序向前移位，依次确定此时各位置有无石膏板6的数字参数，并将该数字参数发送到数列单元34。

数列单元34接收位置单元31发送来的位置参数及移位单元33发送来的数字参数，进行一一对应，作出干燥机5内各位置有无石膏板6的判断，并将该判断结果发送到显示模块4。

本发明中，显示模块4包括显示屏，显示模块4以绿色表示无石膏板6，以红色表示有石膏板6。通过各个区域不同色彩标识，可清楚的了解到石膏板6在干燥机5内的位置状态，然后根据该位置状态进行调整热分布，以提高产品质量及降低能源消耗。

本发明中，计数模块3为PLC。采用PLC作为计数模块3，由于PLC技术成熟，可在该技术基础上进行二次开发，节约开发成本，且控制实现可靠稳定。

本发明结构简单、实现安全可靠，本发明适用性广，便于标准化制作，有利于推广使用。

下面对本发明的实施过程作详细说明：

干燥机5可包括一区、二区、三区及预热区和冷却区，凝固后的石膏板6(湿板)从预热区进入干燥机，在主传动的带动下向前行进，经过一区、二区、三区的加热干燥和冷却区的冷却后出干燥机，进入下一道工序。沸腾炉燃烧产生的热烟气先进入一二区热交换器，在这里与较冷空气进行热交换，将冷空气加热；交换后的热烟气再进入三区交换器进行热交换，最后经过电收尘器除尘后，一部分由回风通道回到沸腾炉进行余热循环利用，一部分排入大气。干燥机5一区、二区的热量来源于一二区热交换器，在一区风机的作用下，一区热交换器的热空气进入干燥机5与干燥机5内的石膏板6进行热量交换，即对石膏板6进行干燥，热交换后的空气温度下降(称之为冷空气)，经过管道和闸板，一部分回到一区热交换器中进行下一次热交换，另一部分不回热交换器，通过闸板直接和一区热交换器出口的热空气混合。通过调节闸板的开度来调节热空气和冷空气的量，从而控制干燥机5一区的温度。干燥机5一区内湿板的分布及数量的多少会影响该区的温度，热空气和冷空气的量应该根据湿板的分布来调节。简言之，湿板数量影响热负荷，而热源供给应该根据热负荷的大小实时调整，从而保证温度维持在稳定数值，不出现大的波动。同理，干燥机5二区、三区的温度控制原理与一区一样。

要得到石膏板6的位置信息，首先必须要知道是否有板进入，为此在分配桥11上安装了一个光电开关12，石膏板6进入干燥机5经过分配桥11时，光电开关12会输出一个开关信号给PLC。因为我们关注的是整个干燥机5内各区石膏板6的分布情况，而不是某一张板的具体位置，所以如果把一张张依次进入干燥机5的石膏板6看成一个队列，那么我们只需要知道队列的队首和队尾的位置，这也就确定了这整队石膏板6的位置。

知道了是否有石膏板6进入后，还需知道已进入的石膏板6向前行进了多远的距离，这有多种方法实现。最容易想到的是s＝v·t，即利用干燥机5的速度和石膏板6行进的时间来计算距离，这种方法看起来简单，但实现起来有困难，会比较繁琐。原因主要有三点：一是干燥机5主传动的速度会随着主线速度而变化，这给计算带来不便；二是速度的测量本身就不容易测准确；三是还需要测量时间，这也会有误差，用本来就存在较大误差的速度和时间的测量值来计算距离，误差会更大。此处采用直接测量距离的方法。在干燥机5主传动链上安装一个节距检测开关21，主传动链每行进一个节距，节距检测开关21发出一个信号，PLC记录下节距检测开关21信号的个数n，再乘以节距c，就得到距离s，即s＝c·n。

PLC对采集到的信号进行处理，主要完成以下工作：队首队尾判断、行进距离计算、进行移位操作、异常情况处理等。

当第一组石膏板6通过分配桥11时，分配桥11光电开关12输出一个脉冲信号，激活进板显示程序，系统开始工作。这时系统认为石膏板6队列的队首到来，开始对主传动链走过的节距n计数，并将结果存储。经现场测量，节距长c＝0.288米，那么第一组石膏板6的行进距离s＝c·n＝0.288·n。为了方便岗位操作人员快速辨别石膏板6的位置，将干燥机5分成75个小单元，每个单元从前往后进行编号，编为1-75号，这恰好与干燥机5的门一一对应，岗位人员一看便知道石膏板6走到干燥机5几区第几号门，非常方便。干燥机5每个门的宽度基本相同，均为2米，少数几个区与区交界的地方的门宽度不为2米的，有的超过2米，有的不足2米，按照补偿原则，可近似为2米。这样，第一组石膏板6也就是队首在行进过程中的位置即所在门序号为m＝s/2＝0.288·n/2，每向前行进2米，门的序号就会加1。

队尾的判断：若分配桥11一直有板经过，每次进板光电开关12都会发出一个脉冲信号，队列不断加长，系统会认为队尾没有到来；若一控断纸或二控放废等原因导致分配桥11不再进板，则光电开关12在不进板的这段时间内一直都不会发出信号，此时系统会认为队尾到来，并做出相应的处理。多长时间不进板表示队尾到来？干燥机5共有8层，进板时分配桥11按照1、3、5、7、8、6、4、2、1的顺序分配，正常生产时某一层两次进板间隔时间约为110秒，那么如果两次进板时间大于110秒，这一层的石膏板6队列就会中断，即队列的队尾到来。在实际生产中，经过调试，这一时间设为120秒比较合适，间隔120秒以上不进板，系统认为队尾到来。

装入数据的位进入位队列，数据在整个队列移动，卸除队列中数据的最后一位。当梯级由假到真变化时，使能位被置位并且数据块被移到低位一个位置。位地址指定的位被移动进入最后一位的位置。第一位被移出队列并存储在控制元素状态字节的卸出位内，移位完成。

可用75个二进制数组成的数据队列来表示干燥机5的75个门，每个单元中用“1”表示有板，用“0”表示无板。开始进板后，系统将“1”移进数据队列，表示1号门有板，根据测量得到的实际距离换算成门序号，石膏板6每走过一个门的距离，系统就会实时地将“1”或“0”移进数据队列，原有数据全部向前移动一位，这样来表示石膏板6队列向前行进了一个门。具体移位过程是：用节距数n乘以节距长c得到距离s，再除以2得到队首所到的门序号m，将这个值与移位计数缓存进行比较，前者减去后者若结果大于等于1，说明从上次移位之后石膏板6又前进了一个门，执行一次移位操作，将数据队列前移一位，同时移位计数缓存加1，等到石膏板6再走过一个门时进行下一次移位操作。各个计数器的累加值达到预置值后会清零，但不会清空数据队列，计数器的预置值是根据干燥机总长度和门个数设定的。

用移位来表示石膏板6队列的行进是最合适的，也是最简单的方法，它根据测量得到的实际行进距离将数据队列往前移，与石膏板6的行进是同步的。更重要的是，它在处理非连续进板时产生的多个队列石膏板6时具有明显的优越性。如果不用移位来表示石膏板6的前进，比如采取给每个单元赋值的方法，某个门有板给该二进制位赋值1，无板给该位赋值0。这样会非常繁琐，石膏板6每走过一个门，就必须更新数据，需要计算每个门是否有板，还要执行75次赋值操作，运算量很大，会占用很多处理器资源，而且效率低，编程也十分复杂。

本系统还设计了异常处理程序，主要针对干燥机5紧急停止、堵板的异常情况的处理。在干燥机5里还有石膏板6但主传动停止时，数据队列与实际情况是同步的，也会暂停向前移动，主传动恢复运转时，数据队列会随着石膏板6前进同步向前移动。如果因故发生干燥机5内堵板的情况，这时干燥机5内的石膏板6为非正常运动，需要停车清理干燥机。本系统设计了手动清零功能，在干燥机5堵板时通过手动清零来清除数据队列的数据，这与人工清理干燥机5内的坏板是相对应的，清零后干燥机5重新运转时系统可重新投入工作。

显示部分的工作主要在显示模块4(上位机)画面上完成。利用RSview32组态软件，将干燥机5各区各个门的示意图画在画面上，用75个小矩形代表干燥机的75个门，用不同颜色来表示有板还是无板，绿色表示有板，红色表示无板。75个小矩形与PLC程序里的数据队列是一一对应的，绿色红色分别与程序里的“1”、“0”对应。画面上还设计了干燥机的断链报警指示，按照干燥机5主传动正常的速度，主传动链约9秒钟走一节距，节距检测开关21发出一个脉冲信号，若超出这段时间接近开关一直无信号，说明主传动链停转，要是干燥机5主传动运行信号还存在，则说明发生了传动故障，这可能是由于断链或堵板引起的，应立即停机、到现场查看。画面上还设计了手动清零按钮，并附上了操作说明，在干燥机5堵板清理后重新生产时使用手动清零清空数据，使系统重新工作。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种封闭系统内板材位置指示系统，其特征在于，包括： 

分板模块，所述分板模块将输送来的石膏板分别分配到干燥机不同层内，并将该分板信息发送到计数模块； 

测距模块，所述测距模块测量石膏板在干燥机内行走距离，并将该距离信息发送到所述计数模块； 

计数模块，所述计数模块接收所述分板模块与测距模块发送来的信息，进行计数，并将计数结果发送到显示模块； 

显示模块，所述显示模块接收到所述计数模块发送来的计数结果，进行显示。 

2.如权利要求1所述的封闭系统内板材位置指示系统，其特征在于：所述分板模块包括有分配桥，所述分配桥将输送来的石膏板分配到干燥机不同层内，在所述分配桥上还连接设置有光电开关，所述光电开关检测分板信息，并将该分板信息以电信号形式发送到所述计数模块。 

3.如权利要求2所述的封闭系统内板材位置指示系统，其特征在于：所述测距模块包括节距检测开关，每一个节距产生一个脉冲，并将该脉冲发送到所述计数模块。 

4.如权利要求3所述的封闭系统内板材位置指示系统，其特征在于：所述计数模块包括： 

位置单元，所述位置单元根据石膏板长度将干燥机内平均分隔为具有相应长度的多个以顺序标号递进的位置，并将该位置参数发送到首位单元、移位单元、数列单元及显示模块； 

首位单元，所述首位单元接收所述分板模块发送来的电信号及所述位置单元发送来的位置参数，判断首个位置是否具有石膏板，并将有无石膏板的信息分别以1、0数字信号代表发送到所述移位单元； 

移位单元，所述移位单元接收所述位置单元发送来的位置参数，确定各 位置；所述移位单元接收所述首位单元发送来的首个位置信息的数字信号，确定初始位置状态；所述移位单元接收所述测距单元发送来的脉冲，并根据所述位置单元发送来的位置参数，在确定石膏板行走满一个位置长度后，对初始状态各位置数字参数进行顺序向前移位，依次确定此时各位置有无石膏板的数字参数，并将该数字参数发送到所述数列单元； 

数列单元，所述数列单元接收所述位置单元发送来的位置参数及所述移位单元发送来的数字参数，进行一一对应，作出干燥机内各位置有无石膏板的判断，并将该判断结果发送到所述显示模块。 

5.如权利要求4所述的封闭系统内板材位置指示系统，其特征在于：所述显示模块包括显示屏，所述显示模块以红色表示无石膏板，以绿色表示有石膏板。 

6.如权利要求5所述的封闭系统内板材位置指示系统，其特征在于：所述计数模块为PLC。 

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