一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节系统和方法，包括：测量设备，用于实时采集管材端面壁厚信息和钢网位置信息；人机接口，与所述测量设备连接，用于实时显示产线内外成型机构位置信息和管材端面壁厚信息；位移传感器，用于反馈产线内外成型机构相对位移位置；电控系统，与所述测量设备、所述人机接口以及所述位移传感器连接，并接收所述测量设备、所述人机接口以及所述位移传感器的信号以控制驱动电机；驱动电机，与所述电控系统连接，用于调节产线内外成型机构相对位移或调节挤出机给料速度。本发明专利技术可以方便的实现钢骨架塑料复合管生产线壁厚自动调节，解决壁厚调节效率低和精度不够问题。低和精度不够问题。低和精度不够问题。

【技术实现步骤摘要】
一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节系统和方法


[0001]本专利技术涉及钢骨架塑料复合管壁
，特别涉及一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节系统。

技术介绍

[0002]现有钢骨架塑料复合管生产线，需要在管材生产冷却切割完成后，人工测量管材壁厚，若壁厚超出标准范围或者壁厚不均匀，则由机械维修工程师根据壁厚分布情况，通过人工调节内外成型相对位置或挤出机螺杆转速进而改变给料速度来实现壁厚调节。为了实现管材壁厚的快速精准调节，新型钢骨架塑料复合管生产线采用电控技术，实现了内外成型机构调节的电气化。
[0003]随着市场对管材质量要求提高，壁厚要求也越来越高，单纯开环的电机调节，受操作人员因素影响较大，加上丝杠间隙等因素，需要多次调节才能将内外成型调至理想位置，且挤出机螺杆转速调节至目标位置也需要时间，无法达到快速精准壁厚调节的目的。

技术实现思路

[0004]为了解决快速精准调节壁厚的问题，本专利技术提供了一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节系统和方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一方面，本专利技术公开一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节系统，包括：测量设备，用于实时采集管材端面壁厚信息和钢网位置信息；
[0007]人机接口，与所述测量设备连接，用于实时显示产线内外成型机构位置信息和管材端面壁厚信息；
[0008]位移传感器，用于反馈产线内外成型机构相对位移位置；
[0009]电控系统，与所述测量设备、所述人机接口以及所述位移传感器连接，并接收所述测量设备、所述人机接口以及所述位移传感器的信号以控制驱动电机；
[0010]驱动电机，与所述电控系统连接，用于调节产线内外成型机构相对位移或调节挤出机给料速度。
[0011]进一步的：所述测量设备包括数显卡尺或超声壁厚测量仪。
[0012]进一步的：通过所述人机接口输入对所述电控系统的控制命令。
[0013]进一步的：所述电控系统包括PLC控制系统或DCS控制系统。
[0014]另一方面，本专利技术公开一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节方法，包括：
[0015]S01：采集管材端面壁厚信息和钢网位置信息；
[0016]S02：判断管材端面壁厚信息和钢网位置信息是否合格；若合格，则继续采集信息，若不合格，则进行下一步；
[0017]S03：生成调节方案，调节产线内外成型机构位置或挤出机给料速度；
[0018]S04：判断调节产线内外成型机构位置是否到达目标位置，若是，则完成调节，若
否，则返回上一步，继续调节产线内外成型机构位置或挤出机给料速度。
[0019]本专利技术与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
[0020]本专利技术基于电控系统利用反馈控制进行壁厚自动调节，产线内外成型机构相对位移能够通过电控系统进行调节，且调节可直接进行，也可由操作人员对系统进行授权后实施。根据壁厚信息调节产线内外成型机构相对位置确保管材壁厚均匀，通过调节挤出机给料速度确保壁厚合格。采用反馈控制对产线内外成型机构相对位置进行调节，在调节的同时进行位置的实时测量，形成闭环，为了保证调节精度，产线内外成型机构位置测量传感器精度高于电机最小调节量。挤出机转速的控制应快速平滑，防止在改变挤出给料速度时因转速变化导致料筒内压力突变，壁厚出现明显变化且对设备有危害。
附图说明
[0021]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0022]在附图中：
[0023]图1为本专利技术的结构框图；
[0024]图2为本专利技术管材端面壁厚测量示意图；
[0025]图3为本专利技术自动调节方法的控制流程图。
具体实施方式
[0026]下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本专利技术的实施例进行描述。
[0027]如图1和图2所示，一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节系统，包括：测量设备，用于实时采集管材端面壁厚信息和钢网位置信息；
[0028]人机接口，与测量设备连接，用于实时显示产线内外成型机构位置信息和管材端面壁厚信息；
[0029]位移传感器，用于反馈产线内外成型机构相对位移位置；
[0030]电控系统，与测量设备、人机接口以及位移传感器连接，并接收测量设备、人机接口以及位移传感器的信号以控制驱动电机；
[0031]驱动电机，与电控系统连接，用于调节产线内外成型机构相对位移或调节挤出机给料速度。
[0032]具体的，首先需要实时采集管材端面壁厚信息，使其以一定格式与相应位置对应传输至电控系统，达到控制所需信息要求。
[0033]可以采用人工或自动测量设备(数显卡尺、超声壁厚测量仪等)对管材实施周向壁厚测量，测量结果自动传输至电控系统，测量过程具有异常数据报警和剔除功能，为了保证测量精度，测量时应由操作人员或自动装置对测量部位进行吹屑，并避免管材振动幅度过大，同时可对相关位置多次测量加权，以减少随机误差。
[0034]为实现上述目的，还需建立测量工具或设备与主控系统的信息通道，可以采用有线的Modbus通信，也可采用无线的蓝牙、zigbee等传输方式。
[0035]壁厚测量值进入电控系统后，将是壁厚调节的依据，因此数据的准确与实时性非
常重要。为了保证数据无误，在测量过程中，若操作人员认为测量值不合格或者只是端面圆周上某一位置壁厚测量值需要重置，不能采用其他人员同步操作或事后进行重置，必须立即重新测量。为了解决这个问题，在测量设备端应具备立即对数据重新录入并实时传输的功能。
[0036]为了保证对生产线安全，需要在电控系统中进行冗余设计和优化设计，进行调节前需要多重验证，调节过程中要平滑快速，应用PID及模糊控制等技术确保调节效果。
[0037]需要产线具备壁厚信息采集能力和内外成型机构位置传感装置及调节电控系统等硬件，同时构建壁厚信息采集设备与电控系统之间的信息通道，电控系统对壁厚信息与牵引、挤出、主机参数进行综合处理后，生成壁厚调节方案，驱动电机调节内外成型机构相对位置，调节挤出机给料速度，从而实现管材壁厚的精确快速调节。
[0038]本系统无需专业机修工程技术人员参与，无需手工记录管材壁厚信息，内外成型机构相对位置调整完成后自动停止，大大缩短了设备调整时间，降低了人力成本和生产成本，同时壁厚调节不受操作人员的影响，再有由于调节过程由主控系统记录，系统可以在足够样本的基础上不断优化调节策略和调节量，进一步提高调节质量和调节速度。
[0039]如图2所示为钢骨架塑料复合管端面壁厚测量示意图，壁厚信息由8个位置壁厚参数组成。8个壁厚参数自正上方开始顺时针均匀分布于端面圆周上，间隔45
°
。壁厚参数可由数显卡尺按顺序测量完成，也可通过图像处理一次性完成。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节系统，其特征在于，包括：测量设备，用于实时采集管材端面壁厚信息和钢网位置信息；人机接口，与所述测量设备连接，用于实时显示产线内外成型机构位置信息和管材端面壁厚信息；位移传感器，用于反馈产线内外成型机构相对位移位置；电控系统，与所述测量设备、所述人机接口以及所述位移传感器连接，并接收所述测量设备、所述人机接口以及所述位移传感器的信号以控制驱动电机；驱动电机，与所述电控系统连接，用于调节产线内外成型机构相对位移或调节挤出机给料速度。2.根据权利要求1所述的一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节系统，其特征在于：所述测量设备包括数显卡尺或超声壁厚测量仪。3.根据权利要求2所述的一种钢骨架塑料复合管壁厚自动调节系统，其特征在于：通过所述人机接口输...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵成旺，陈会娜，郭威，
申请(专利权)人：华创天元实业发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：