生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于自动化检测和设备集成领域，公开了生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测系统，包括

【技术实现步骤摘要】
生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及自动化检测和设备集成
，具体涉及生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测方法，还涉及生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测系统
。

技术介绍

[0002]在各类生活用纸的生产制造过程中，需要对生产线各个设备进行产能匹配的动平衡精益控制，以提高设备利用率和生活用纸的产能
。
而涉及对生产线的精益控制，往往依赖于生产线卷纸剩余长度这个关键变量的测量，卷纸剩余长度不仅与卷纸换纸时间相关，还与生产线各个设备产能匹配，存纸架的利用率和生产线产能提高有直接关系，是对生产线各个设备进行精益控制的关键变量，进而能够实现生产设备参数调优和动平衡精益控制功能
。
[0003]当前主要采用生产人员人工估算卷纸剩余长度，存在以下痛点：由于生产人员的个人经验差异
、
对卷纸剩余长度的估算容易较大误查，且无法实现全天候监测，自动化程度低效率低下
。
这样的方式具有可靠性差，及时性差，精度低等缺点
。
造纸企业急需一套可供生产人员实时准确测量卷纸剩余长度的系统
。
与人工估算卷纸剩余长度方式相比，超声波测距仪可采用非接触方式实时精准获得在工业生产中超声波测距仪到转轴卷纸纸面的距离，从而计算出卷纸剩余长度
。
这样实时精准地获得卷纸剩余长度，在生产线的动平衡控制和精益控制中发挥着重要作用
。
[0004]采用超声波测距仪和算法获得卷纸剩余长度替代人工估算具有高准确度
、
高效率和实时性高等特点
。
超声波测距仪已经在生产制造过程中得到了广泛应用，但是，将超声波测距技术应用于卷纸剩余长度的自动检测的应用还很少
。
通过对卷纸剩余长度进行实时监测，可以减少人工估算误差，对生产线进行实时控制，提高生活用纸产能
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测方法，还提供生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测系统
。
[0006]本专利技术的上述目的通过以下技术手段实现：
[0007]生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测系统，包括
PLC
控制器，还包括超声波测距传感器，超声波测距传感器对准卷纸转轴横截面中心安装固定，超声波测距传感器的测量方向垂直于卷纸转轴的中心轴，
[0008]超声波测距传感器，用于测量超声波测距传感器到卷纸转轴截面圆心的距离
L1，还用于测量超声波测距传感器到初始卷纸外侧纸面的距离
L2，还用于测量超声波测距传感器与卷纸转轴上的卷纸外侧纸面的距离
L3，并将距离
L1、
距离
L2、
以及距离
L3传输到
PLC
控制器；
[0009]PLC
控制器，用于根据距离
L1、
距离
L2、
距离
L3、
以及卷纸初始长度
S1
，计算卷纸剩余长度
S
R
。
[0010]如上所述测量超声波测距传感器到卷纸转轴截面圆心的距离
L1基于以下步骤获取：超声波测距传感器固定后，先测量超声波测距传感器到转轴外壁之间的距离，再将超声波测距传感器到卷纸转轴外壁之间的距离加上卷纸转轴的半径，获得测量距离
L1。
[0011]如上所述
PLC
控制器基于以下公式计算卷纸剩余长度
S
R
：
[0012][0013]生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测方法，包括以下步骤：
[0014]步骤
1、
将超声波测距传感器对准卷纸转轴横截面中心安装固定，且超声波测距传感器的测量方向垂直于卷纸转轴的中心轴；
[0015]步骤
2、
测量超声波测距传感器到卷纸转轴截面圆心的距离
L1并将距离
L1传输到
PLC
控制器；
[0016]步骤
3、
在卷纸转轴上安装卷纸后，再采用超声波测距传感器测量超声波测距传感器到初始卷纸外侧纸面的距离
L2并将距离
L2传输到
PLC
控制器；
[0017]步骤
4、
设定超声波测距传感器的采样频率，卷纸转轴旋转进而带动卷纸旋转，实时测出超声波测距传感器与卷纸转轴上的卷纸外侧纸面的距离
L3，并实时将距离
L3传输到
PLC
控制器；
[0018]步骤
5、PLC
控制器根据距离
L1、
距离
L2、
距离
L3、
以及卷纸初始长度
S1
，计算卷纸剩余长度
S
R
。
[0019]如上所述测量超声波测距传感器到卷纸转轴截面圆心的距离
L1基于以下步骤获取：超声波测距传感器固定后，先测量超声波测距传感器到转轴外壁之间的距离，再将超声波测距传感器到卷纸转轴外壁之间的距离加上卷纸转轴的半径，获得测量距离
L1。
[0020]如上所述
PLC
控制器基于以下公式计算卷纸剩余长度
S
R
：
[0021][0022]与现有技术相比，本专利技术具有以如下有益效果：
[0023]与人工估算卷纸剩余长度方法相比，本专利技术时间短，精度高，实时性好，非常适用于卷纸剩余长度的实时监测工作，进而对生产设备进行实时控制，提高生活用纸的产能
。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的系统安装布局图
。
[0025]图2是本专利技术超声波测距传感器和卷纸的俯视示意图
。
[0026]图3为本专利技术的卷纸剩余长度的计算原理图
。
[0027]图4是本专利技术的卷纸剩余长度计算的流程图
。
[0028]图中：1‑
PLC
控制器；2‑
超声波测距传感器；3‑
卷纸转轴；4‑
卷纸
。
具体实施方式
[0029]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0030]如图1所示，本专利技术提供了生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测系统，还提供生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测方法
。
本专利技术可以进行卷纸剩余长度的在线测量，测量准确率高，可以获得实时的卷纸剩余长度，实现生产状态和生产设备的各种精益控制功能
。
下面以实施例来介绍本专利技术的运行方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测系统，包括
PLC
控制器，其特征在于，还包括超声波测距传感器，超声波测距传感器对准卷纸转轴横截面中心安装固定，超声波测距传感器的测量方向垂直于卷纸转轴的中心轴，超声波测距传感器，用于测量超声波测距传感器到卷纸转轴截面圆心的距离
L1，还用于测量超声波测距传感器到初始卷纸外侧纸面的距离
L2，还用于测量超声波测距传感器与卷纸转轴上的卷纸外侧纸面的距离
L3，并将距离
L1、
距离
L2、
以及距离
L3传输到
PLC
控制器；
PLC
控制器，用于根据距离
L1、
距离
L2、
距离
L3、
以及卷纸初始长度
S1
，计算卷纸剩余长度
S
R
。2.
根据权利要求1所述生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测系统，其特征在于，所述测量超声波测距传感器到卷纸转轴截面圆心的距离
L1基于以下步骤获取：超声波测距传感器固定后，先测量超声波测距传感器到转轴外壁之间的距离，再将超声波测距传感器到卷纸转轴外壁之间的距离加上卷纸转轴的半径，获得测量距离
L1。3.
根据权利要求2所述生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测系统，其特征在于，所述
PLC
控制器基于以下公式计算卷纸剩余长度
S
R
：
4.
生活用纸生产线卷纸剩余长度的在线实时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
1、

【专利技术属性】
技术研发人员：黄松，
申请(专利权)人：湖北工程学院，
类型：发明
国别省市：