本申請(qǐng)涉及工業(yè)自動(dòng)化控制，尤其涉及線纜擠出過程中的物料損耗測(cè)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的加速，線纜行業(yè)作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)支撐，發(fā)展迅猛。線纜廣泛應(yīng)用于電力傳輸、通信、汽車制造、建筑等多個(gè)領(lǐng)域，市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。在這樣的行業(yè)背景下，線纜生產(chǎn)企業(yè)面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本，成為企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵。

2、在現(xiàn)有的線纜生產(chǎn)技術(shù)中，物料損耗的控制是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)生產(chǎn)方式主要依賴人工經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備的穩(wěn)定性來控制物料損耗。操作人員通過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)，憑借個(gè)人技能和判斷來調(diào)整生產(chǎn)設(shè)備，以期達(dá)到減少物料浪費(fèi)的目的。同時(shí)，企業(yè)也會(huì)定期對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行，從而間接控制物料損耗。

3、然而，現(xiàn)有技術(shù)方案嚴(yán)重依賴于人工經(jīng)驗(yàn)，不同操作人員之間的技能水平和經(jīng)驗(yàn)存在差異，進(jìn)而導(dǎo)致物料的擠出量與線纜的牽引速度比例不恒定，從而造成外徑或者壁厚不穩(wěn)定，增大產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N線纜擠出過程中的物料損耗測(cè)控方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)方案嚴(yán)重依賴于人工經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致的線纜外徑或者壁厚不穩(wěn)定的問題。

2、一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種線纜擠出過程中的物料損耗測(cè)控方法，包括：獲取當(dāng)前擠出機(jī)的物料擠出量和生產(chǎn)線纜的外徑數(shù)據(jù)，其中，物料擠出量基于高精度高速稱重裝置得到，外徑數(shù)據(jù)由測(cè)徑儀實(shí)時(shí)測(cè)量；基于物料擠出量和外徑數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)前的實(shí)際料損值；基于實(shí)際料損值及外徑數(shù)據(jù)，調(diào)整擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速以及牽引機(jī)牽引線纜的牽引速度，以使實(shí)際料損值及外徑數(shù)據(jù)分別處于相應(yīng)的設(shè)定范圍內(nèi)。

3、一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種線纜擠出過程中的物料損耗測(cè)控系統(tǒng)，包括：控制器、高精度高速稱重裝置、測(cè)徑儀；高精度高速稱重裝置，用于檢測(cè)當(dāng)前擠出機(jī)的物料擠出量；測(cè)徑儀，用于檢測(cè)當(dāng)前生產(chǎn)線纜的外徑數(shù)據(jù)；控制器，用于獲取當(dāng)前擠出機(jī)的物料擠出量和生產(chǎn)線纜的外徑數(shù)據(jù)；基于物料擠出量和外徑數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)前的實(shí)際料損值；基于實(shí)際料損值及外徑數(shù)據(jù)，調(diào)整擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速以及牽引機(jī)牽引線纜的牽引速度，以使實(shí)際料損值及外徑數(shù)據(jù)分別處于相應(yīng)的設(shè)定范圍內(nèi)。

4、在一種可能的實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括顯示終端；顯示終端，用于對(duì)物料擠出量，物料擠出量對(duì)應(yīng)的擠出率，以及測(cè)徑儀的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，并顯示控制器計(jì)算的實(shí)際料損值。

5、在一種可能的實(shí)施例中，控制器用于：基于高精度高速稱重裝置，計(jì)量擠出機(jī)當(dāng)前的物料損耗量；其中，高精度高速稱重裝置安裝在擠出機(jī)的進(jìn)料口處；將物料損耗量與上一次采集的物料損耗量之間的差值，作為物料擠出量；以及，基于測(cè)徑儀，測(cè)量外徑數(shù)據(jù)；其中，測(cè)徑儀安裝在擠出機(jī)的出口處。

6、在一種可能的實(shí)施例中，控制器用于：基于外徑數(shù)據(jù)，計(jì)算線纜的保護(hù)層的橫截面積；其中，保護(hù)層由物料構(gòu)成；基于橫截面積和保護(hù)層的密度，計(jì)算線纜的長(zhǎng)度；基于物料擠出量以及長(zhǎng)度，計(jì)算實(shí)際料損值。

7、在一種可能的實(shí)施例中，控制器用于：基于第一自適應(yīng)控制算法，根據(jù)實(shí)際料損值與設(shè)定料損值的第一偏差，調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速和牽引速度，以使實(shí)際料損值處于在設(shè)定料損范圍內(nèi)；其中，第一自適應(yīng)控制算法的自適應(yīng)參數(shù)與第一偏差相關(guān)聯(lián)；基于第二自適應(yīng)控制算法，根據(jù)外徑數(shù)據(jù)與設(shè)定外徑的第二偏差，調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速和牽引速度，以使外徑數(shù)據(jù)處于在設(shè)定外徑范圍內(nèi)，其中，第二自適應(yīng)控制算法的自適應(yīng)參數(shù)與第二偏差相關(guān)聯(lián)。

8、在一種可能的實(shí)施例中，控制器用于：基于第一偏差，確定第一自適應(yīng)控制算法的比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng)，包括：基于第一偏差與比例增益的乘積，得到比例項(xiàng)；將第一偏差與歷史累計(jì)偏差的和，與積分增益相乘，得到積分項(xiàng)；基于第一偏差確定料損偏差變化率，并將料損偏差變化率與微分增益相乘，得到微分項(xiàng)；按照比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng)的總和，分別對(duì)螺桿轉(zhuǎn)速及牽引速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

9、在一種可能的實(shí)施例中，控制器還用于：計(jì)算物料擠出量對(duì)應(yīng)的擠出率；擠出率表征螺桿每轉(zhuǎn)一周的物料擠出量；基于擠出率，求取預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的擠出率變化趨勢(shì)；基于擠出率變化趨勢(shì)判斷螺桿是否需要進(jìn)行維護(hù)，或者，基于擠出率變化趨勢(shì)，判斷物料的品質(zhì)是否發(fā)生變化。

10、本申請(qǐng)有益效果如下：本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種線纜擠出過程中的物料損耗測(cè)控方法及系統(tǒng)，通過高精度高速稱重裝置和測(cè)徑儀實(shí)時(shí)測(cè)量物料擠出量和線纜外徑，提供精確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并基于這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，避免了人工經(jīng)驗(yàn)的主觀性和不穩(wěn)定性，顯著提高了控制精度。此外，基于這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速和牽引速度，確保物料擠出量與線纜牽引速度的比例恒定，這種動(dòng)態(tài)調(diào)整能力使得系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)生產(chǎn)過程中的波動(dòng)，維持線纜外徑和壁厚的穩(wěn)定，減少產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，通過精確控制物料損耗和線纜外徑，減少因比例不恒定導(dǎo)致的外徑或壁厚不穩(wěn)定問題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和可靠性，降低了因質(zhì)量問題導(dǎo)致的返工和報(bào)廢率。

技術(shù)特征：

1.一種線纜擠出過程中的物料損耗測(cè)控方法，其特征在于，包括：獲取當(dāng)前擠出機(jī)的物料擠出量和生產(chǎn)線纜的外徑數(shù)據(jù)，其中，所述物料擠出量基于高精度高速稱重裝置得到，所述外徑數(shù)據(jù)由測(cè)徑儀實(shí)時(shí)測(cè)量；基于所述物料擠出量和所述外徑數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)前的實(shí)際料損值；基于所述實(shí)際料損值及所述外徑數(shù)據(jù)，調(diào)整所述擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速以及牽引機(jī)牽引線纜的牽引速度，以使所述實(shí)際料損值及所述外徑數(shù)據(jù)分別處于相應(yīng)的設(shè)定范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述獲取當(dāng)前擠出機(jī)的物料擠出量和生產(chǎn)線纜的外徑數(shù)據(jù)，包括：基于所述高精度高速稱重裝置，計(jì)量所述擠出機(jī)當(dāng)前的物料損耗量；其中，所述高精度高速稱重裝置安裝在所述擠出機(jī)的進(jìn)料口處；將所述物料損耗量與上一次采集的物料損耗量之間的差值，作為所述物料擠出量；以及，基于所述測(cè)徑儀，測(cè)量所述外徑數(shù)據(jù)；其中，所述測(cè)徑儀安裝在所述擠出機(jī)的出口處。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述基于所述物料擠出量和所述外徑數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)前的實(shí)際料損值，包括：基于所述外徑數(shù)據(jù)，計(jì)算所述線纜的保護(hù)層的橫截面積；其中，所述保護(hù)層由所述物料構(gòu)成；基于所述橫截面積和所述保護(hù)層的密度，計(jì)算所述線纜的長(zhǎng)度；基于所述物料擠出量以及所述長(zhǎng)度，計(jì)算所述實(shí)際料損值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述基于所述實(shí)際料損值及所述外徑數(shù)據(jù)，調(diào)整所述擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速以及牽引機(jī)牽引線纜的牽引速度，包括：基于第一自適應(yīng)控制算法，根據(jù)實(shí)際料損值與設(shè)定料損值的第一偏差，調(diào)節(jié)所述螺桿轉(zhuǎn)速和所述牽引速度，以使所述實(shí)際料損值處于在設(shè)定料損范圍內(nèi)；其中，所述第一自適應(yīng)控制算法的自適應(yīng)參數(shù)與所述第一偏差相關(guān)聯(lián)；基于第二自適應(yīng)控制算法，根據(jù)所述外徑數(shù)據(jù)與設(shè)定外徑的第二偏差，調(diào)節(jié)所述螺桿轉(zhuǎn)速和所述牽引速度，以使所述外徑數(shù)據(jù)處于在設(shè)定外徑范圍內(nèi)，其中，所述第二自適應(yīng)控制算法的自適應(yīng)參數(shù)與所述第二偏差相關(guān)聯(lián)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述根據(jù)實(shí)際料損值與設(shè)定料損值的第一偏差，調(diào)節(jié)所述螺桿轉(zhuǎn)速和所述牽引速度，包括：基于所述第一偏差，確定所述第一自適應(yīng)控制算法的比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng)，包括：基于所述第一偏差與比例增益的乘積，得到所述比例項(xiàng)；將所述第一偏差與歷史累計(jì)偏差的和，與積分增益相乘，得到所述積分項(xiàng)；基于所述第一偏差確定料損偏差變化率，并將所述料損偏差變化率與所述微分增益相乘，得到所述微分項(xiàng)；按照所述比例項(xiàng)、所述積分項(xiàng)以及所述微分項(xiàng)的總和，分別對(duì)所述螺桿轉(zhuǎn)速及所述牽引速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，還包括：計(jì)算所述物料擠出量對(duì)應(yīng)的擠出率；所述擠出率表征所述螺桿每轉(zhuǎn)一周的物料擠出量；基于所述擠出率，求取預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的擠出率變化趨勢(shì)；基于所述擠出率變化趨勢(shì)判斷所述螺桿是否需要進(jìn)行維護(hù)，或者，基于所述擠出率變化趨勢(shì)，判斷所述物料的品質(zhì)是否發(fā)生變化。

7.一種線纜擠出過程中的物料損耗測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，包括：控制器、高精度高速稱重裝置、測(cè)徑儀；所述高精度高速稱重裝置，用于檢測(cè)當(dāng)前擠出機(jī)的物料擠出量；所述測(cè)徑儀，用于檢測(cè)當(dāng)前生產(chǎn)線纜的外徑數(shù)據(jù)；所述控制器，用于獲取當(dāng)前擠出機(jī)的物料擠出量和生產(chǎn)線纜的外徑數(shù)據(jù)；基于所述物料擠出量和所述外徑數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)前的實(shí)際料損值；基于所述實(shí)際料損值及所述外徑數(shù)據(jù)，調(diào)整所述擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速以及牽引機(jī)牽引線纜的牽引速度，以使所述實(shí)際料損值及所述外徑數(shù)據(jù)分別處于相應(yīng)的設(shè)定范圍內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示終端；所述顯示終端，用于對(duì)所述物料擠出量，所述物料擠出量對(duì)應(yīng)的擠出率，以及測(cè)徑儀的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，并顯示所述控制器計(jì)算的所述實(shí)際料損值。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于：基于所述外徑數(shù)據(jù)，計(jì)算所述線纜的保護(hù)層的橫截面積；其中，所述保護(hù)層由所述物料構(gòu)成；基于所述橫截面積和所述保護(hù)層的密度，計(jì)算所述線纜的長(zhǎng)度；基于所述物料擠出量以及所述長(zhǎng)度，計(jì)算所述實(shí)際料損值。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于：基于第一自適應(yīng)控制算法，根據(jù)實(shí)際料損值與設(shè)定料損值的第一偏差，調(diào)節(jié)所述螺桿轉(zhuǎn)速和所述牽引速度，以使所述實(shí)際料損值處于在設(shè)定料損范圍內(nèi)；其中，所述第一自適應(yīng)控制算法的自適應(yīng)參數(shù)與所述第一偏差相關(guān)聯(lián)；基于第二自適應(yīng)控制算法，根據(jù)所述外徑數(shù)據(jù)與設(shè)定外徑的第二偏差，調(diào)節(jié)所述螺桿轉(zhuǎn)速和所述牽引速度，以使所述外徑數(shù)據(jù)處于在設(shè)定外徑范圍內(nèi)，其中，所述第二自適應(yīng)控制算法的自適應(yīng)參數(shù)與所述第二偏差相關(guān)聯(lián)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種線纜擠出過程中的物料損耗測(cè)控方法及系統(tǒng)，涉及工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域。其中，方法包括：獲取當(dāng)前擠出機(jī)的物料擠出量和生產(chǎn)線纜的外徑數(shù)據(jù)，其中，物料擠出量基于高精度高速稱重裝置得到，外徑數(shù)據(jù)由測(cè)徑儀實(shí)時(shí)測(cè)量；基于物料擠出量和外徑數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)前的實(shí)際料損值；基于實(shí)際料損值及外徑數(shù)據(jù)，調(diào)整擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速以及牽引機(jī)牽引線纜的牽引速度，以使實(shí)際料損值及外徑數(shù)據(jù)分別處于相應(yīng)的設(shè)定范圍內(nèi)。如此，通過引入高精度測(cè)量裝置和自適應(yīng)算法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中依賴人工經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致的物料擠出量與線纜牽引速度比例不恒定的問題，顯著提高了生產(chǎn)過程的控制精度、穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：趙曉坡,曾欽武,章浩榮,李應(yīng)欽,張佳武,林聰智,林友竺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東南洋電纜股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24