一种横向布料车控制方法及系统

技术领域

本发明涉及烟草混丝加香阶段进柜布料控制技术领域，具体地，涉及一种横向布料车控制方法及系统。

背景技术

混丝加香工序作为五吨制丝线最后一个工序，也是制丝车间整个生产流程的最后一个工序，连接制丝车间与卷包车间的生产，该工序的稳定与否决定了制丝车间是否能稳定的产出卷包车间所需要的原料。

目前，混丝加香工序成品丝柜的进柜布料逻辑是：在混丝加香段组合启动后先进行选柜定位的动作，即成品丝柜横向布料车SW开始寻找所选择的成品丝柜；当所选成品丝柜MB的定位接近开关感应到横向布料车的金属感应片时即找柜结束，找到所选择的成品丝柜MB，混丝加香段开始正常启动过料；横向布料车SW开始步进，成品丝柜MB纵向布料车开始运行；成品丝柜MB耙向限位或墙向限位接近开关感应到纵向布料车的金属感应片，即纵向布料车运行到耙向极限或墙向极限时，横向布料车SW步进一步；成品丝柜MB左极限或右极限接近开关感应到横向布料车SW的金属感应片时即横向布料车运行到成品丝柜MB的左极限或右极限时就反向步进运行。

当成品丝柜横向布料车SW步进了一定步数且成品丝柜左右极限接近开关未感应到横向布料车的金属感应片时，WINCC操作界面就会显示“横向布料车步进故障”然后混丝加香工序段就会停机。而目前该故障的处理方式是两种，一是在工序故障停机后将工序段调整为单机模式，手动操作将横向布料车拉回到正常运行区间；二是运行过程中人工遮挡当时未感应到的极限接近开关，让横向布料车得到信号反向运行，拉回到正常运行区间。这两种处理方式都会造成混丝加香工序停机断料，且第二种还存在人员安全隐患，均不是最优的解决方式。

发明内容

为解决上述问题的至少一个方面，本发明提供一种横向布料车控制方法，包括：获取布料车的布料信号；实时获取所述布料车从第一感应单元向第二感应单元行进的行进步数，所述第一感应单元和所述第二感应单元固定设置在成品丝柜上，所述第一感应单元和所述第二感应单元之间的距离为第一长度，所述第一感应单元和所述第二感应单元基于感应对象的位置并输出感应信号，所述感应对象固定设置在所述布料车上；当所述行进步数小于预设的步数阈值时，所述布料车基于所述第二感应单元的感应信号反向行进，当所述行进步数等于所述步数阈值时，输出所述布料车故障信息，同时控制所述布料车反向行进预设的调节步数，所述调节步数和所述布料车步长的乘积加所述第一长度等于所述步数阈值和所述布料车步长的乘积。

优选地，还包括当所述行进步数等于所述步数阈值时生成时间阈值，并从所述行进步数等于所述步数阈值时开始计时，在接收到所述布料车的复位信号时停止计时，当计时时间等于所述时间阈值时，控制所述布料车停机。

优选地，所述复位信号包括用户的输入指令，其中，所述布料车响应于所述输入指令继续布料，或所述复位信号包括所述第二感应单元输出的感应信号，所述布料车响应与所述第二感应单元输出的感应信号继续布料。

优选地，所述第一感应单元和所述第二感应单元采用接近开关，所述感应对象采用金属感应片，所述感应信号为所述第一感应单元和所述第二感应单元在预设距离内感应到所述感应对象输出的信号。

优选地，所述成品丝柜包括第一端和第二端，所述成品丝柜的第一端和第二端之间的长度等于第二长度，所述第一感应单元设置在所述第一端和所述成品丝柜的中点之间，所述第二感应单元设置在所述成品丝柜的中点和所述第二端之间，所述第一感应单元和所述第二感应单元关于所述成品丝柜的中点对称设置，所述调节步数等于所述第二长度与所述第一长度的差值除以二倍的所述布料车步长。

另一方面，提供一种横向布料车控制系统，包括：感应对象，所述感应对象固定设置在布料车上；感应模块，所述感应模块包括所述第一感应单元和所述第二感应单元，所述第一感应单元和所述第二感应单元设置在成品丝柜上，所述第一感应单元和所述第二感应单元之间的距离为第一长度，所述第一感应单元和所述第二感应单元基于所述感应对象的位置输出感应信号；控制模块，所述控制模块连接所述感应模块以接收所述感应信号，所述控制模块连接所述布料车以接收布料信号，所述控制模块响应于所述布料信号获取所述布料车从第一感应单元向第二感应单元行进的行进步数，当所述行进步数小于预设的步数阈值时，所述控制模块基于所述第二感应单元输出的感应信号控制所述布料车反向行进，当所述行进步数等于所述步数阈值时，输出所述布料车故障信息，同时控制所述布料车反向行进预设的调节步数，所述调节步数和所述布料车步长的乘积加所述第一长度等于所述步数阈值和所述布料车步长的乘积。

优选地，当所述行进步数等于所述步数阈值时生成时间阈值，所述控制模块从所述行进步数等于所述步数阈值时开始计时，在接收到所述布料车的复位信号时停止计时，当计时时间等于所述时间阈值时，控制所述布料车停机。

优选地，所述复位信号包括用户的输入指令，其中，所述布料车响应于所述输入指令继续布料；或，所述复位信号包括所述第二感应单元输出的感应信号，所述布料车响应与所述第二感应单元输出的感应信号继续布料。

优选地，所述第一感应单元和所述第二感应单元采用接近开关，所述感应对象采用金属感应片，所述感应信号为所述第一感应单元和所述第二感应单元在预设距离内感应到所述感应对象输出的信号。

优选地，所述成品丝柜包括第一端和第二端，所述成品丝柜的第一端和第二端之间的长度等于第二长度，所述第一感应单元设置在所述第一端和所述成品丝柜的中点之间，所述第二感应单元设置在所述成品丝柜的中点和所述第二端之间，所述第一感应单元和所述第二感应单元关于所述成品丝柜的中点对称设置，所述调节步数等于所述第二长度与所述第一长度的差值除以二倍的所述布料车步长。

本发明的横向布料车控制方法及系统具有以下有益效果：为解决成品丝柜的横向布料车SW步进了预设步数且成品丝柜MB左右极限接近开关未感应到横向布料车的金属感应片时，WINCC操作界面显示“横向布料车步进故障”导致的混丝加香工序段停机断料的问题，通过横向布料车控制方法，在行径步数达到预设阈值时，调节横向布料车逆向行进调节步数，使其不会停机，且在一定时间内消除错误，横向布料车能自动回到正常的运行区间内，从而提高制丝五叶丝主线生产的连贯性，提升混丝加香工序的质量水平。

附图说明

为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1示出了根据本发明实施例的横向布料车控制方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明实施例的横向布料车控制系统的应用场景示意图；

图3示出了根据本发明实施例的横向布料车控制系统的感应模块和感应对象的应用场景示意图；

图4示出了根据本发明实施例的横向布料车控制系统的另一应用场景示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的一个实施例提出了一种横向布料车控制方法，包括：获取布料车的布料信号；实时获取布料车从第一感应单元向第二感应单元行进的行进步数，第一感应单元和第二感应单元固定设置在成品丝柜上，第一感应单元和第二感应单元之间的距离为第一长度，第一感应单元和第二感应单元基于感应对象的位置并输出感应信号，感应对象固定设置在布料车上；当行进步数小于预设的步数阈值时，布料车基于第二感应单元的感应信号反向行进，当行进步数等于步数阈值时，输出布料车故障信息，同时控制布料车反向行进预设的调节步数，调节步数和布料车步长的乘积加第一长度等于步数阈值和布料车步长的乘积。

具体地，布料车与成品丝柜完成找柜匹配并输出找柜成功信号后，启动混丝加香工序正常生产布料过程，布料车开始布料，通过布料车的控制单元获取布料车的布料信号，以确定布料车处于布料状态。

第一感应单元和第二感应单元设置在成品丝柜的左右极限位置之间，基于设置在布料车上的感应对象的位置输出感应信号，当感应对象距离第一感应单元和第二感应单元预设距离时，第一感应单元和第二感应单元输出感应信号。布料车行进至第一感应单元根据感应对象输出感应信号时对应第一位置，布料车行进至第二感应单元根据感应对象输出感应信号时对应第二位置，第一位置和第二位置之间为布料车的目标布料区间。通过获取的感应信号确定布料车相对成品丝柜的位置，例如，当布料车到达成品丝柜设置第一感应单元的位置时第一感应单元输出信号基于感应对象输出感应信号，当布料车到达成品丝柜设置第二感应单元的位置时第二感应单元输出信号基于感应对象输出感应信号。

当布料车从第一感应单元向第二感应单元的方向行进时，从第一感应单元输出感应信号时开始对布料车计步，以确定布料车的实时行进步数，当布料车行进至第二感应单元对应的位置时，第二感应单元基于感应对象输出感应信号，响应于第二感应单元输出的感应信号控制布料车反向行进，即控制布料车从第二感应单元对应的位置向第一感应单元对应的位置行进，并将第二感应单元作为起始感应单元，将第一感应单元作为终点感应单元重新计步；当布料车到达成品丝柜设置第二感应单元的位置时第二感应单元未输出感应信号，则行进步数持续增大，直至其达到预设的步数阈值时，控制布料车反向行进调节步数，使布料车回到第一感应单元和第二感应单元对应的位置区间。第一感应单元和第二感应单元之间对应第一长度L1，步数阈值为N，调节步数为M，布料车步长为l，则有l*M+L1＝l*N。通过步数阈值和调节步数可以使第二感应单元未感应到感应对象时不对布料车进行停机操作，同时避免过多物料落至成品丝柜外；进一步地，通过输出布料车故障信息提示及时抢修，避免布料车停机启动降低生产效率。

本领域技术人员可以理解地，布料车步长可以通过布料车的步进电机确定，例如，步进电机的运行速度乘以单位时间，或者在另外的实施例中，布料车在布料时以预设速度行进，则以该预设速度在单位时间内行进的距离为布料车步长，根据布料车的行进时间即可以确定其在该行进时间内的行进步数。

在一些实施例中，还包括当行进步数等于步数阈值时生成时间阈值，并从行进步数等于步数阈值时开始计时，在接收到布料车的复位信号时停止计时，当计时时间等于时间阈值时，控制布料车停机。

具体地，时间阈值大于布料车从当前位置按照预设的调节步数行进至第二感应单元对应位置处时所需的时间，复位信号为第二感应单元输出的感应信号，当布料车行进了调节步数后没有收到第二感应单元输出的感应信号，则判断布料车故障，控制布料车停机；当布料车在阈值内接受到第二感应单元输出的感应信号，则判断布料车正常，控制布料车继续布料。

在另外的实施例中，时间阈值大于布料车从当前位置按照预设的调节步数行进至第二感应单元对应位置处时所需的时间，复位信号包括用户的输入指令，当布料车行进了调节步数后没有收到第二感应单元输出的感应信号时，布料车继续行进，其中，布料车响应于输入指令继续布料。

具体地，当布料车和感应对象经过第二感应单元但是未接收到感应信号，但是布料车已经回到第一位置和第二位置之间，则可以判断是第二感应单元或感应对象故障，用户可以通过向控制器输入指令，输入指令用于使布料车继续布料，同时停止计时，从而避免由于非必要因素影响布料过程。当时间阈值达到时，时间到达时间阈值，则控制布料车停机，可以避免由于布料车故障(例如步进电机故障)时无人值守造成物料的损失。

或者在另外的实施例中，时间阈值为任意预设的复位调节时间，例如，2分钟、5分钟等，以便于用户在时间阈值内及时调节或确认布料车和成品丝柜的状态，当通过调节设备及时复位时，可以手动输入计时停止指令，或者由调节后的第二感应单元基于感应对象生成感应信号以停止计时，同时控制布料车继续布料；而当超过时间阈值时，则控制布料车停机，以减少损失。

在一些实施例中，第一感应单元和第二感应单元采用接近开关，感应对象采用金属感应片，感应信号为第一感应单元和第二感应单元在预设距离内感应到感应对象输出的信号。

具体地，第一感应单元和第二感应单元采用接近开关，根据实际采用的接近开关和金属感应片的有效感应距离确定预设距离，使预设距离小于有效感应距离，以确保感应对象在经过第一感应单元和第二感应单元对应的位置处时，第一感应单元和第二感应单元能够输出感应信号，从而确定布料车和成品丝柜的相对位置。在另外的实施例中，第一感应单元和第二感应单元采用扫描器，感应对象采用与其对应的编码器，当感应对象经过第一感应单元和第二感应单元对应的位置处时，扫描器在其对应的扫描范围内识别编码器并发出感应信号。

在一些实施例中，成品丝柜包括第一端和第二端，成品丝柜的第一端和第二端之间的长度等于第二长度，第一感应单元设置在第一端和成品丝柜的中点之间，第二感应单元设置在成品丝柜的中点和第二端之间，第一感应单元和第二感应单元关于成品丝柜的中点对称设置，调节步数等于第二长度与第一长度的差值除以二倍的布料车步长。

具体地，成品丝柜的第一端和第二端之间的距离为第二长度L2，则调节步数M、第一长度L1、第二长度L2和布料车步长l之间的对应关系为(L2-L1)/2＝M*l。

实施例1

如图1所示，混丝加香批次开始组合启动，横向布料车找柜，找到横向布料车匹配的成品丝柜后，横向布料车开始在第一感应单元和第二感应单元之间往复丝布料，当左右极限开关(即第一感应单元和第二感应单元)正常感应时，横向布料车在从第一感应单元向第二感应单元行进时，从第一感应单元输出感应信号到第二感应单元输出感应信号之间横向布料车的行进步数小于步数阈值，则横向布料车在接收到第二感应单元的感应信号后逆向行进，并获取从第二感应单元至第一感应单元之间的行进步数，当行进步数小于步数阈值时接收到第一感应单元的感应信号则逆向行进，如此往复。但是，当第二感应单元未正常感应时，横向布料车在从第一感应单元向第二感应单元行进，从第一感应单元输出感应信号到第二感应单元输出感应信号之间横向布料车的行进步数会持续增加至步数阈值，则系统通过故障报警提示横向布料车步进故障、生成时间阈值(例如，2分钟)用于故障报警复位，同时控制横向目标车反向步进调节步数，以使横向布料车返回至左右极限开关对应的位置之间，并在时间阈值内针对故障报警复位，横向布料车接收到复位信号后继续布料，如果在时间阈值内未收到复位信号，则控制横向布料车停机，以降低物料损失。

另一方面，一种横向布料车控制系统，包括：感应对象k、感应模块和控制模块，感应对象k固定设置在布料车SW上；感应模块k包括第一感应单元K1和第二感应单元K2，第一感应单元K1和第二感应单元K2设置在成品丝柜MB上，第一感应单元K1和第二感应单元K2之间的距离为第一长度L1，第一感应单元K1和第二感应单元K2基于感应对象k的位置输出感应信号；控制模块连接感应模块以接收感应信号，控制模块连接布料车SW以接收布料信号，控制模块响应于布料信号获取布料车SW从第一感应单元K1向第二感应单元K2行进的行进步数，当行进步数小于预设的步数阈值(N+M)时，控制模块基于第二感应单元K2输出的感应信号控制布料车SW反向行进，当行进步数等于步数阈值时，输出布料车故障信息，同时控制布料车SW反向行进预设的调节步数M，调节步数M和布料车步长l的乘积加第一长度L1等于步数阈值(N+M)和布料车步长l的乘积。

具体地，如图2所示，成品丝柜MB的第一感应单元K1设置在s1点，第二感应单元K2设置在s2点，感应对象k设置在横向布料车SW的指定位置处，使第一感应单元K1基于感应对象k生成感应信号时，横向布料车SW所在的位置为左极限位置，使第二感应单元K2基于感应对象k生成感应信号时，横向布料车SW所在的位置为其右极限位置，当横向布料车SW在左极限位置和右极限位置之间时，横向布料车SW的布料区间为其目标布料区间。横向布料车SW被设定为在其左极限位置和有极限位置对应的区间内往复移动以实现有效布料，当横向布料车SW超出目标布料区间时，需要调节横向布料SW逆向行进以返回目标布料区间。

控制模块为设置在车间生产控制平台、独立CPU等，控制模块通过连接感应模块的第一感应单元K1和第二感应单元K2接收感应信号，通过连接横向布料车SW的控制南单元以控制横向布料车SW的行进方向，并接收横向布料车SW的行进步数。在一些实施例中，控制模块通过横向布料车SW的步进电机的圈数确定其行进步数，例如，控制模块实时接收步进电机的圈数，以接收到第一感应单元K1输出的感应信号时获取的步进电机的圈数为初始行进步数r0，则横向布料车SW从第一感应单元K1向第二感应单元K2行进至时刻t对应的圈数为rt，横向布料车SW的行进步数则等于rt减r0；并且当接收到第二感应单元K2的感应信号时获取的步进电机圈数为初始步进圈数，重复前述步骤确定横向布料车SW从第二感应单元K2向第一感应单元K1对应方向的行进步长。

如图3所示，控制模块包括预设步数阈值N+M，其中第一感应单元K1的s1点和第二感应单元K2的s2点之间对应的横向布料车SW的行进步数为N，第二感应单元K2的s2点和横向布料车SW的禁止边界之间对应的行进步数为M步。控制模块通过接收横向布料车SW的布料信号确定横向布料车SW在混丝加香的过程中，则启动对横向布料车SW行进控制，开始实时获取横向布料车SW的行进步数，并从接收到第一感应单元K1的感应信号开始统计其在当前行进方向的行进步数，并在其行进步数达到步数阈值N+M时，输出故障预警信息，同时控制横向布料车SW逆向行进调节步数M，以将横向布料车SW返回至目标布料区间。

在一些实施例中，当行进步数等于步数阈值时生成时间阈值，控制模块从行进步数等于步数阈值时开始计时，在接收到布料车SW的复位信号时停止计时，当计时时间等于时间阈值时，控制布料车SW停机。具体地，控制模块包括计时单元，计时单元从行进步数等于步数阈值时开始计时，在接收到布料车SW的复位信号时停止计时。

在一些实施例中，成品丝柜MB包括第一端和第二端，成品丝柜MB的第一端和第二端之间的长度等于第二长度L2，第一感应单元K1设置在第一端和成品丝柜MB的中点之间，第二感应单元K2设置在成品丝柜MB的中点和第二端之间，第一感应单元K1和第二感应单元K2关于成品丝柜的MB中点对称设置，调节步数M等于第二长度L2与第一长度L1的差值除以二倍的布料车步长l。

在另外的实施例中，如图4所示，第一感应单元K1K1和第二感应单元K2设置在成品丝柜MB第一端至第二端对应的左右极限位置之间的任意位置，成品丝柜MB的第一端与第一感应单元K1之间的距离为第三长度L3，成品丝柜MB的第二端与第二感应单元K2之间的距离为第四长度L4。控制模块包括与第三长度L3对应的步数阈值N+M3和调节步数M3，和与第四长度L4对应的步数阈值N+M4和调节步数M4。

在一些实施例中，复位信号包括用户的输入指令，其中，布料车SW响应于输入指令继续布料。

具体地，控制模块还包括输入单元，用户通过输入单元进行指令输入，用户还可通过输入单元进行包括但不限于用于控制横向布料车SW行进方向的指令输入，还可以包括用于控制横向布料车SW停机或启动的指令。

在一些实施例中，复位信号包括第二感应单元K2输出的感应信号，布料车SW响应于第二感应单元K2输出的感应信号继续布料。

具体地，复位信号为第二感应单元K2输出的感应信号，当横向布料车SW行进了调节步数M后没有收到第二感应单元K2输出的感应信号，则判断横向布料车SW故障，控制横向布料车SW停机；当横向布料车SW在阈值内接受到第二感应单元K2输出的感应信号，则判断横向布料车SW正常，控制横向布料车SW继续布料。

在一些实施例中，第一感应单元K1和第二感应单元K2采用接近开关，感应对象k采用金属感应片，感应信号为第一感应单元K1和第二感应单元K2在预设距离内感应到感应对象输出的信号。

具体地，第一感应单元K1和第二感应单元K2采用接近开关，根据实际采用的接近开关和金属感应片的有效感应距离确定预设距离，根据有效感应距离设置横向布料车SW的轨道与成品丝柜MB之间的距离，使预设距离小于有效感应距离，以确保感应对象在经过第一感应单元K1和第二感应单元K2对应的位置处时，第一感应单元K1和第二感应单元K2能够输出感应信号，从而获取横向布料车SW和成品丝柜MB的相对位置。在另外的实施例中，第一感应单元K1和第二感应单元K2采用扫描器，感应对象k采用与其对应的编码器，当感应对象k经过第一感应单元K1和第二感应单元K2对应的位置处时，扫描器在其对应的扫描范围内识别编码器并发出感应信号。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文。