板坯實(shí)時跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)的研制范文

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《木材加工機(jī)械雜志》2015年第五期

摘要：

使用InTouch軟件開發(fā)出在線檢測、跟蹤人造板連續(xù)平壓機(jī)板坯實(shí)時運(yùn)行位置和狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)，將其應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。結(jié)果表明：該系統(tǒng)具有很好的實(shí)用效果，能夠滿足生產(chǎn)和管理的需要。

關(guān)鍵詞：

InTouch；人造板連續(xù)平壓機(jī)；成型線；板坯跟蹤

在中密度纖維板（MDF）連續(xù)平壓生產(chǎn)過程中，鋪裝成型是非常重要的一個階段，重量和含水率是評價這一階段板坯質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接影響著最終的產(chǎn)品質(zhì)量。纖維含水率過高，會導(dǎo)致壓制出的板材鼓泡或分層；纖維含水率過低，會導(dǎo)致壓制出的板材分層和超厚[1]。板坯重量超過允許偏差也會影響板材質(zhì)量，如果板坯的重量和含水率超過設(shè)定值的允許偏差，將會被排入排廢料倉。因此，在生產(chǎn)過程中，要能夠在不同的生產(chǎn)速度下，在線跟蹤板坯在成型線的運(yùn)行位置，同時記錄板坯的重量和含水率（即板坯狀態(tài)），并實(shí)時顯示在相應(yīng)的人機(jī)操作界面上，以方便操作人員實(shí)時監(jiān)測板坯質(zhì)量是否合格。組態(tài)軟件使用方便、功能豐富，是實(shí)現(xiàn)這些功能的重要手段之一[2]。目前國內(nèi)外廣泛使用的組態(tài)軟件有十余種，InTouch就是其中之一。本文基于InTouch軟件，設(shè)計(jì)一種跟蹤板坯在成型線中運(yùn)行位置的程序模塊[3]，并形成動態(tài)的人機(jī)界面動畫，同時設(shè)計(jì)兩條曲線分別跟蹤顯示與板坯運(yùn)行相對應(yīng)的重量和含水率，方便操作人員實(shí)時監(jiān)控。

1InTouch軟件

InTouch是美國WonderWare公司的工業(yè)自動化組態(tài)軟件，是一個開放的、可擴(kuò)展的人機(jī)界面，用來實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)的可視化和操作、記錄、管理功能，為用戶提供良好的開發(fā)環(huán)境和功能齊全的應(yīng)用，使用戶能夠快速地建立、測試和傳遞實(shí)時信息，具有很好的靈活性。InTouch同時為工業(yè)中的各種自動化設(shè)備提供了連接能力，具有數(shù)據(jù)采集和處理、報(bào)警和管理、實(shí)時趨勢和歷史趨勢、編寫腳本等功能。編寫腳本是InTouch應(yīng)用程序最強(qiáng)大的功能之一，InTouch腳本（QuickScript）功能可供在滿足指定的條件時執(zhí)行命令和邏輯運(yùn)算，通過使用腳本，可以創(chuàng)建各種各樣自定義的和自動化的系統(tǒng)函數(shù)[4]。通過創(chuàng)建InTouchQuickScript，可以擴(kuò)展InTouch的功能，提高系統(tǒng)的開放性和可擴(kuò)展性。

2板坯位置和狀態(tài)跟蹤功能的實(shí)現(xiàn)

2.1板坯位置跟蹤原理鋪裝機(jī)后有板坯秤，實(shí)時測量鋪裝好的板坯重量，同時有含水率測定儀實(shí)時測量板坯含水率，稱為測量點(diǎn)。將測量點(diǎn)作為板坯跟蹤檢測的起點(diǎn)，當(dāng)測量點(diǎn)有數(shù)值時，標(biāo)志著板坯進(jìn)入成型線檢測段。成型線末端作為檢測的終點(diǎn)，從測量點(diǎn)到檢測終點(diǎn)，檢測段長度為S，如圖1所示。設(shè)此時成型線速度為V，腳本的執(zhí)行頻率為T，則T1時刻后，板坯運(yùn)行長度S1=VT1（S1<S）。在界面上等比例繪制成型線工作流程圖，然后自測量點(diǎn)開始到檢測終點(diǎn)為止創(chuàng)建一個長度為S’的長方形圖形模擬板坯。

2.2板坯位置跟蹤程序設(shè)計(jì)標(biāo)記名字典是InTouch的核心，包含應(yīng)用程序中使用的所有變量的相關(guān)信息。首先需要創(chuàng)建變量，并為每個變量指定標(biāo)記名和類型，如表1所示。當(dāng)板坯通過測量點(diǎn)進(jìn)入檢測段時，定義為進(jìn)料。當(dāng)沒有新的板坯通過測量點(diǎn)進(jìn)入測量段時，即鋪裝機(jī)沒有纖維供給時，定義為出料。進(jìn)料和出料是兩個不同的階段，需要不同的動畫效果，用兩個標(biāo)記名分別進(jìn)行表征。進(jìn)料時，當(dāng)測量點(diǎn)的板坯秤數(shù)值大于一個較小的非零設(shè)定值時，認(rèn)為板坯開始進(jìn)入檢測段，此時SignalON置1，同時Addr_T開始計(jì)時；Speed為成型線的實(shí)時速度，數(shù)據(jù)讀取自PLC。

2.3板坯狀態(tài)跟蹤程序設(shè)計(jì)創(chuàng)建變量，為每個變量指定標(biāo)記名和類型，如表2所示。使用“歷史趨勢”工具在窗口創(chuàng)建兩個趨勢對象，分別顯示板坯重量曲線和含水率曲線。改變趨勢對象的大小，使其寬度為S’，自測量點(diǎn)開始到檢測終點(diǎn)為止放置。板坯狀態(tài)跟蹤就是將歷史趨勢的時間軸與板坯運(yùn)行對應(yīng)起來，設(shè)某一時刻測量點(diǎn)測得板坯重量為HMI_W1，板坯含水率為HMI_M1，經(jīng)過HMI_T時刻，板坯到達(dá)檢測終點(diǎn)，此時需要重量曲線的HMI_W1值和含水率曲線的HMI_M1值也到達(dá)檢測終點(diǎn)。使用.ChartLength點(diǎn)域確定歷史趨勢中顯示的時間長度。使用HTUpdateToCurrentTime()函數(shù)對趨勢對象進(jìn)行刷新，其結(jié)束時間為當(dāng)前時間，開始時間為結(jié)束時間減去時間長度。這樣曲線就可以實(shí)時跟蹤板坯狀態(tài)了。曲線的顯示過程中，設(shè)定顯示范圍時可減少趨勢對象的高度，以節(jié)省空間，同時減少不必要的顯示也利于操作人員查看。使用.MaxRange點(diǎn)域和.MinRange點(diǎn)域約束顯示范圍的最大和最小百分比，range值可以在界面上輸入，range值范圍為5～50%。

3工程實(shí)例

將上述程序編入到QuickScript，應(yīng)用在廣西某年產(chǎn)30萬立方米MDF連續(xù)平壓機(jī)生產(chǎn)線項(xiàng)目中，進(jìn)料如圖3所示，出料如圖4所示。圖3和圖4為成型線監(jiān)控界面，成型線上的長方形模擬板坯運(yùn)動，自上而下第一條曲線為重量曲線，第二條曲線為含水率曲線，記錄板坯狀態(tài)。從圖中可以看出，板坯行進(jìn)位置與板坯狀態(tài)曲線保持同步，并與實(shí)際生產(chǎn)相一致，其中由于顯示范圍設(shè)定為15%，部分重量曲線因超出顯示范圍而未顯示出來。

4結(jié)論

通過在廣西某項(xiàng)目生產(chǎn)線中的現(xiàn)場調(diào)試和應(yīng)用，表明該板坯實(shí)時跟蹤程序能夠準(zhǔn)確檢測和跟蹤板坯在成型線運(yùn)行過程中的運(yùn)行位置和狀態(tài)。操作人員通過監(jiān)控界面，可以選擇最合適的時機(jī)打開或者關(guān)閉成型線的伸縮鼻，以保證合格的板坯進(jìn)入壓機(jī)，排廢不合格板坯時也會減少排廢量，具有很好的實(shí)用效果，滿足了生產(chǎn)和管理的需要。

[參考文獻(xiàn)]

[1]楊松.連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)HDF/MDF常見問題的分析與改進(jìn)[J].木材工業(yè),2008,22(4):36-38.

[2]高素萍,尹麗娟,徐勤.InTouch組態(tài)軟件在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2007,28(13):3273-3276.

[3]苗虎,劉鑫鈺,侯曉鵬.POINTER指針在連續(xù)平壓機(jī)程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].木材加工機(jī)械,2014,(2):27-29.

[4]InTouch9.5用戶手冊[R].WonderWare公司,2005.

作者：劉鑫鈺 瞿國富 苗虎 張雙保 單位：中國福馬機(jī)械集團(tuán)有限公司 北京林業(yè)大學(xué)