(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111597794.0 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 北新集团建材股份有限公司 地址 102209 北京市昌平区未来科 学城南 区七北路9号北新中心 A座1601室 (72)发明人 武建江　栗运泽　吴鹏举　 (74)专利代理 机构 北京和信华成知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11390 代理人 焦海峰 (51)Int.Cl. B28B 17/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) (54)发明名称 一种生产线配方自动匹配系统 (57)摘要 本发明公开了一种生产线配方自动匹配系 统， 具备上料模块、 主线模块、 PLC模块和伺服控 制模块， 上料模块根据石膏板生产结果参数数据 建立石膏板生产数据模型并调整配料参数， PLC 模块用于进行数据读取和传输， 主线模块用于对 石膏板进行输送并调整自身的运行速度， 伺服控 制模块用于建立同步模型并根据反馈的实时线 速度数据纠正同步模型重新计算得出调整主线 速度并传输实施。 本发明通过上料模块和伺服控 制模块实现石膏板成产过程中生产配料参数和 生产速度的匹配， 保证生产过程中物料和速度的 稳定， 降低劳动力成本， 减少了生产过程中人工 干预成分， 降低原材料的损耗从而降低生产成 本， 实现石膏板生产功能的优化， 提高石膏板生 产的自动化水平。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114311272 A 2022.04.12 CN 114311272 A 1.一种生产线配方自动匹配系统， 其特 征在于， 具 备： 上料模块， 设置在石膏板生产线的上料端， 所述上料模块用于向石膏板生产线上料端 进行熟石膏、 纸浆水和添加剂的上料， 并根据工艺配方和PLC模块输入的配料参数调整 熟石 膏使用量、 纸浆水添加 量以及添加剂添加 量， 以及根据石膏板生产结果参数数据建立石膏 板生产数据模型； PLC模块， 用于根据生产规格调用所述石膏板生产数学模型， 对生产 所需的各项参数进 行自动匹配， 匹配完成后 PLC模块通过通讯发送到执行各项配料调控的所述上料模块， 所述 PLC模块读取伺服控制模块的主 线速度数据将其分配至主 线模块； 主线模块， 与所述PLC模块通讯连接， 用于对在石膏板生产 过程中石膏板进行输送并根 据所述PLC模块传输的主 线速度数据改变自身的运行速度； 伺服控制模块， 用于设定石膏板生产线速度并建立同步模型， 所述伺服控制模块基于 所述同步模型和所述石膏板生产线速度运算得出所述主线速度数据， 并且检测石膏板生产 线的实时线速度数据以及将所述 实时线速度数据与所述石膏板生产线速度进 行比对， 所述 伺服控制模块 根据比对结果纠正所述同步模型重新计算得 出调整主线速度并传输实施。 2.根据权利要求1所述的一种生产线配方自动匹配系统， 其特征在于， 所述上料模块包 括设置在石膏板生产线进料 口的若干个上料线、 设置在所述上料线出料端的控制阀、 以及 设置在所述控制阀上的变频器， 所述变频器与所述PLC模块通讯连接， 并根据所述PLC模块 读取的所述配料参数控制所述控制阀的开度。 3.根据权利要求2所述的一种生产线配方自动匹配系统， 其特征在于， 所述上料模块还 包括数据处理单元， 所述数据处理单元用于根据石膏板生产结果参数和石膏板生产工艺参 数建立所述石膏板生产数据模型， 并根据所述石膏板生产数据模型以及接收的所述石膏板 生产线速度计算得出石膏板的配料参数并基于石膏板的配料参数通过所述PLC模块控制所 述变频器控制所述控制阀的开度； 其中， 所述石膏板生产结果参数包括石膏板宽度数据和厚度数据， 所述石膏板生产工 艺参数包括熟石膏使用量、 单位平米熟石膏使用量、 纸浆水添加量、 单位平米纸浆水添加 量、 单位小时生产量、 添加剂添加量、 单位平米添加剂添加量、 成品石膏板单重、 湿板单重、 石膏板生产线速度、 水膏比、 石 膏板蒸发量以及调节系数、 熟石 膏品味。 4.根据权利要求3所述的一种生产线配方自动匹配系统， 其特征在于， 所述数据处理单 元的数据处 理步骤为包括： 步骤100， 以石膏板宽度为a米， 厚度为b毫米分析计算， 建立熟石膏使用量与主线模块 的主线速度之间的关系模型； 步骤200， 根据石膏板生产工艺参数之间的数量关系和工艺配方模型计算形成熟石膏 使用量和石 膏板生产线速度的线性关系式； 熟石膏使用量和石膏板生产线速度的线性关系式为： F＝((A ‑1)*N+1)*(1+0.5％)*60* a*1000*V； 其中， F为熟石 膏使用量， A为调节系数， N 为熟石膏品味， V为石 膏板生产线速度； 步骤300， 根据纸浆水添加量、 熟石膏使用量和水膏比的数量关系计算得出纸浆水添加 量和石膏板生产线速度的线性关系式； 纸浆水添加量和石膏板生产线速度的线性关系式为： W水＝G*((A ‑1)*N+1)*(1+权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114311272 A 20.5％)*60*a*1000*V； 其中， W水为 纸浆水添加量， G为水膏比； 步骤400， 采集生产 过程的经验值计算得出添加剂添加量与熟石膏使用量的数量关系， 并根据该 数量关系计算得 出添加剂添加量和石 膏板生产线速度的线性关系式 添加剂添加量和石膏板生产线速度的线性关系式： W添＝T*((A ‑1)*N+1)*(1+0.5％)* 60*a*1000*V； 其中， T为熟石 膏使用量和添加剂添加量的比值。 5.根据权利要求4所述的一种生产线配方自动匹配系统， 其特征在于， 所述主线模块包 括成型皮带和敞开辊道， 所述敞开辊道内设置有若干个均匀分布的输送辊， 所述输送辊上 连接有驱动电机， 所述驱动电机通过 所述输送辊带动所述成型皮带向前运输 。 6.根据权利要求5所述的一种生产线配方自动匹配系统， 其特征在于， 所述伺服控制模 块包括上位机、 虚拟伺服单 元、 伺服控制器、 旋转编码器； 所述上位机用于设定石膏板生产线速度并传输至所述PLC模块进行运算得出虚拟轴速 度数据， 所述虚拟伺服单元用于建立虚拟伺服控制轴， 且接 收所述虚拟轴速度数据运行且 根据所述旋转编码器纠正所述虚拟轴速度数据得 出主线速度数据传输 至所述伺服控制器。 7.根据权利要求6所述的一种生产线配方自动匹配系统， 其特征在于， 所述伺服控制器 用于同步所述虚拟伺服控制轴的所述主线速度数据并控制所述驱动电机以所述主线速度 数据运行， 所述旋转编码器用于检测所述输送辊的实时线速度数据。 8.根据权利要求7所述的一种生产线配方自动匹配系统， 其特征在于， 所述虚拟伺服单 元内设置有若干个数据 处理区间， 每个数据 处理区间对应每段成型皮带， 所述数据 处理区 间内建立有相应所述虚拟轴速度数据与所述主线速度的初步同步模型， 所述数据处理 区间 根据初步同步模型和输入的所述虚拟轴速度数据计算出所述主线速度数据并传输至所述 伺服控制器。 9.根据权利要求8所述的一种生产线配方自动匹配系统， 其特征在于， 所述数据处理区 间与相应所述成型皮带上的所述旋转编 码器通讯连接， 并接收所述旋转编 码器检测的所述 实时线速度数据， 所述数据处理 区间将所述 实时线速度数据与所述虚拟轴速度数据进 行比 值运算得出纠调系数以建立调节同步模型， 并且根据所述同步模型和所述虚拟轴速度数据 运算得出调整主线速度， 所述数据处 理区间将所述调整 主线速度传输 至所述伺服控制器。 10.根据权利要求9所述的一种生产线配方自动匹配系统， 其特征在于， 所述伺服控制 器包括伺服控制轴和数据库， 所述伺服控制轴通过网络对所述驱动电机进行控制， 所述数 据库建立于所述伺服控制轴内， 所述数据库内存 储有对应的驱动电机和控制参数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114311272 A 3