板坯实时跟踪监控系统的研制范文

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《木材加工机械杂志》2015年第五期

摘要：

使用InTouch软件开发出在线检测、跟踪人造板连续平压机板坯实时运行位置和状态的监控系统，将其应用到实际生产中。结果表明：该系统具有很好的实用效果，能够满足生产和管理的需要。

关键词：

InTouch；人造板连续平压机；成型线；板坯跟踪

在中密度纤维板（MDF）连续平压生产过程中，铺装成型是非常重要的一个阶段，重量和含水率是评价这一阶段板坯质量的重要指标，直接影响着最终的产品质量。纤维含水率过高，会导致压制出的板材鼓泡或分层；纤维含水率过低，会导致压制出的板材分层和超厚[1]。板坯重量超过允许偏差也会影响板材质量，如果板坯的重量和含水率超过设定值的允许偏差，将会被排入排废料仓。因此，在生产过程中，要能够在不同的生产速度下，在线跟踪板坯在成型线的运行位置，同时记录板坯的重量和含水率（即板坯状态），并实时显示在相应的人机操作界面上，以方便操作人员实时监测板坯质量是否合格。组态软件使用方便、功能丰富，是实现这些功能的重要手段之一[2]。目前国内外广泛使用的组态软件有十余种，InTouch就是其中之一。本文基于InTouch软件，设计一种跟踪板坯在成型线中运行位置的程序模块[3]，并形成动态的人机界面动画，同时设计两条曲线分别跟踪显示与板坯运行相对应的重量和含水率，方便操作人员实时监控。

1InTouch软件

InTouch是美国WonderWare公司的工业自动化组态软件，是一个开放的、可扩展的人机界面，用来实现工业生产过程监控系统的可视化和操作、记录、管理功能，为用户提供良好的开发环境和功能齐全的应用，使用户能够快速地建立、测试和传递实时信息，具有很好的灵活性。InTouch同时为工业中的各种自动化设备提供了连接能力，具有数据采集和处理、报警和管理、实时趋势和历史趋势、编写脚本等功能。编写脚本是InTouch应用程序最强大的功能之一，InTouch脚本（QuickScript）功能可供在满足指定的条件时执行命令和逻辑运算，通过使用脚本，可以创建各种各样自定义的和自动化的系统函数[4]。通过创建InTouchQuickScript，可以扩展InTouch的功能，提高系统的开放性和可扩展性。

2板坯位置和状态跟踪功能的实现

2.1板坯位置跟踪原理铺装机后有板坯秤，实时测量铺装好的板坯重量，同时有含水率测定仪实时测量板坯含水率，称为测量点。将测量点作为板坯跟踪检测的起点，当测量点有数值时，标志着板坯进入成型线检测段。成型线末端作为检测的终点，从测量点到检测终点，检测段长度为S，如图1所示。设此时成型线速度为V，脚本的执行频率为T，则T1时刻后，板坯运行长度S1=VT1（S1<S）。在界面上等比例绘制成型线工作流程图，然后自测量点开始到检测终点为止创建一个长度为S’的长方形图形模拟板坯。

2.2板坯位置跟踪程序设计标记名字典是InTouch的核心，包含应用程序中使用的所有变量的相关信息。首先需要创建变量，并为每个变量指定标记名和类型，如表1所示。当板坯通过测量点进入检测段时，定义为进料。当没有新的板坯通过测量点进入测量段时，即铺装机没有纤维供给时，定义为出料。进料和出料是两个不同的阶段，需要不同的动画效果，用两个标记名分别进行表征。进料时，当测量点的板坯秤数值大于一个较小的非零设定值时，认为板坯开始进入检测段，此时SignalON置1，同时Addr_T开始计时；Speed为成型线的实时速度，数据读取自PLC。

2.3板坯状态跟踪程序设计创建变量，为每个变量指定标记名和类型，如表2所示。使用“历史趋势”工具在窗口创建两个趋势对象，分别显示板坯重量曲线和含水率曲线。改变趋势对象的大小，使其宽度为S’，自测量点开始到检测终点为止放置。板坯状态跟踪就是将历史趋势的时间轴与板坯运行对应起来，设某一时刻测量点测得板坯重量为HMI_W1，板坯含水率为HMI_M1，经过HMI_T时刻，板坯到达检测终点，此时需要重量曲线的HMI_W1值和含水率曲线的HMI_M1值也到达检测终点。使用.ChartLength点域确定历史趋势中显示的时间长度。使用HTUpdateToCurrentTime()函数对趋势对象进行刷新，其结束时间为当前时间，开始时间为结束时间减去时间长度。这样曲线就可以实时跟踪板坯状态了。曲线的显示过程中，设定显示范围时可减少趋势对象的高度，以节省空间，同时减少不必要的显示也利于操作人员查看。使用.MaxRange点域和.MinRange点域约束显示范围的最大和最小百分比，range值可以在界面上输入，range值范围为5～50%。

3工程实例

将上述程序编入到QuickScript，应用在广西某年产30万立方米MDF连续平压机生产线项目中，进料如图3所示，出料如图4所示。图3和图4为成型线监控界面，成型线上的长方形模拟板坯运动，自上而下第一条曲线为重量曲线，第二条曲线为含水率曲线，记录板坯状态。从图中可以看出，板坯行进位置与板坯状态曲线保持同步，并与实际生产相一致，其中由于显示范围设定为15%，部分重量曲线因超出显示范围而未显示出来。

4结论

通过在广西某项目生产线中的现场调试和应用，表明该板坯实时跟踪程序能够准确检测和跟踪板坯在成型线运行过程中的运行位置和状态。操作人员通过监控界面，可以选择最合适的时机打开或者关闭成型线的伸缩鼻，以保证合格的板坯进入压机，排废不合格板坯时也会减少排废量，具有很好的实用效果，满足了生产和管理的需要。

[参考文献]

[1]杨松.连续压机生产HDF/MDF常见问题的分析与改进[J].木材工业,2008,22(4):36-38.

[2]高素萍,尹丽娟,徐勤.InTouch组态软件在计算机监控系统中的应用[J].计算机工程与设计,2007,28(13):3273-3276.

[3]苗虎,刘鑫钰,侯晓鹏.POINTER指针在连续平压机程序设计中的应用[J].木材加工机械,2014,(2):27-29.

[4]InTouch9.5用户手册[R].WonderWare公司,2005.

作者：刘鑫钰 瞿国富 苗虎 张双保 单位：中国福马机械集团有限公司 北京林业大学