專利名稱：基于工控機的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，特別是一種基于工控機的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，屬于機電控制領域。
背景技術：
隨著現(xiàn)代高技術行業(yè)的高速發(fā)展，對生產(chǎn)車間空氣潔凈度的要求越來越高，導致需要大量高質量的空氣過濾器材。此外，近年來中央空調得到了越來越廣泛的應用，在中央空調中同樣需要使用空氣過濾器。因此，空氣過濾器有很好的市場前景，這一行業(yè)的競爭也越來越激烈。
常用的空氣過濾器使用紙質濾芯。國內的生產(chǎn)廠家大部分是小企業(yè)，通常是手工生產(chǎn)，效率低下，質量不穩(wěn)定。少部分企業(yè)采用了國外設備，這些設備實現(xiàn)了自動化的生產(chǎn)，經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，美國MMC公司(Manufacturing machinecorporation制造設備公司)于1993年開發(fā)的濾芯生產(chǎn)線HEAP MINI PLEATW/HOT MELT(高效微型折紙生產(chǎn)線/帶熱熔膠)。這套設備的工作過程是這樣的使用三個電機分別控制拖動軋輥、壓痕軋輥和折疊機構。作為原料的濾紙卷筒經(jīng)過拖動軋輥的拉動，不斷展開，濾紙進入壓痕軋棍，然后通過噴膠頭在每兩個壓痕之間噴上熱融化的膠條，經(jīng)過預選設定的折疊數(shù)后停止噴膠一段時間，以便于進行切割，噴膠頭的動作使用PLC進行控制。接著進行折疊并壓緊到一定程度，膠條冷卻后粘合，最后在沒有噴膠處進行切割。各種參數(shù)，比如電機速度，噴膠時間，折疊數(shù)量等通過控制面板和觸摸屏設置。這套設備控制系統(tǒng)的特點是(1)采用PLC(可編程邏輯控制器)作為控制中心。所有的操作通過控制面板上的開關、按鈕和觸摸屏按鈕來進行。(2)使用三個電機分別驅動拖動機構、壓痕機構和折疊機構。用觸摸屏來顯示生產(chǎn)線速度，用電位器進行調速操作。(3)通過觸摸屏選擇產(chǎn)品規(guī)格折疊高度和折疊數(shù)。這種控制系統(tǒng)主要存在以下問題(1)進行軟件改動和升級困難，生產(chǎn)線柔性差，不能滿足廠家多種生產(chǎn)規(guī)格的要求。(2)操作不方便。更改預設的疊紙數(shù)需要通過觸摸屏按鈕選定功能模式，然后逐位更改數(shù)字。更改折疊高度需要通過觸摸屏按鈕選擇程序重新加載。(3)觸摸屏的屏幕小，需要用“∧”、“∨”按鈕滾屏顯示。而且能夠顯示的內容也有限。(4)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)比較困難。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于工控機的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，使其充分利用工控機強大靈活的功能，把所有的控制、監(jiān)視、顯示任務集中到工控機上來完成，大大提高控制系統(tǒng)的柔性，充分降低成本，而且實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)來進行遠程監(jiān)控，故障診斷，軟件升級等。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明采用一臺工控機作為控制中心，在工控機的ISA(工業(yè)標準結構)總線或者PCI(外部設備互聯(lián))總線插槽中插上I/O(輸入/輸出接口)卡，AD/DA(模數(shù)/數(shù)模轉換接口)卡，定時/計數(shù)卡和網(wǎng)卡，控制柜面板、位置傳感器和噴膠頭和輸入輸出接口卡之間通過多芯電纜相連，輸入輸出接口卡處理來自控制柜面板和位置傳感器的輸入信號，并通過輸出端口控制噴膠頭和控制柜面板上的指示燈。電機驅動器通過多芯電纜與模數(shù)/數(shù)模轉換接口卡相連，模數(shù)/數(shù)模轉換接口卡通過AD(模數(shù))端口讀取各個電機的速度信息，通過DA(數(shù)模)端口控制各個電機的速度。電機驅動器與電機之間通過連接電纜相連，網(wǎng)卡通過雙絞線連結到工廠局域網(wǎng)上，工廠其它濾芯生產(chǎn)線與監(jiān)控中心也通過雙絞線連結到局域網(wǎng)上，局域網(wǎng)通過因特網(wǎng)連結到遠程監(jiān)控平臺上。
定時/計數(shù)卡的功能是用來做實時控制生產(chǎn)線運行速度不是恒定的，為了準確控制噴膠時間，必須實時獲取一個折疊長度濾紙的通過時間，利用這個時間來確定噴膠頭開關動作的時刻，該時間需要精確到毫秒級，不適合直接使用WINDOWS系統(tǒng)來控制，解決方法是編寫中斷驅動程序，用定時/計數(shù)卡獲得一個1kHz的周期性中斷，相當于一個1ms的定時器。每一次中斷發(fā)生，檢查連結到位置傳感器的輸入端口有沒有脈沖到來，如果有脈沖到來，在中斷函數(shù)里從零開始進行計數(shù)，每次中斷發(fā)生，數(shù)值加1，再次檢測到脈沖到來時停止計數(shù)。前后兩次脈沖之間的計數(shù)差值n，表示一個折疊長度通過時間為n毫秒，在此基礎上確定噴膠頭打開和關閉的時刻。工控機同時記錄位置傳感器的脈沖個數(shù)，每經(jīng)過一定數(shù)量的脈沖，停止噴膠一段時間，以便于進行分割，總脈沖數(shù)也包含了產(chǎn)量信息。工控機通過輸出端口控制噴膠頭產(chǎn)生打開和關閉動作。
通過網(wǎng)卡將工控機與工廠局域網(wǎng)相連，這樣可以和工廠其他設備協(xié)調工作并且工廠監(jiān)控中心可以隨時獲得該生產(chǎn)線的狀態(tài)信息。通過因特網(wǎng)連結遠程監(jiān)控平臺。工控機處理各種輸入信號，進行控制管理，顯示各種狀態(tài)信息并進行通訊。
工作時，操作人員通過控制柜面板開關選擇產(chǎn)品規(guī)格(折疊高度)，并通過輸入輸出接口卡把產(chǎn)品規(guī)格信息傳遞給工控機，工控機根據(jù)預設的速度值通過數(shù)模輸出端口控制電機速度，根據(jù)預設的算法通過輸入輸出接口卡來控制噴膠頭的動作。由于原料差異一般需要根據(jù)實際情況微調速度，操作人員按動控制柜面板上的加速/減速按鈕，加速減速信息通過輸入輸出接口卡傳遞給工控機，工控機改變數(shù)模輸出端口電壓值，進行調速。各種信息，如各個電機轉速、產(chǎn)量、當前折疊數(shù)、出錯報警信息等在工控機顯示器上實時顯示，工控機每天自動生成日志文件，記錄當天生產(chǎn)情況。
本發(fā)明具有實質性特點和顯著進步，本發(fā)明采用工控機作為控制中心，與其他的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)相比，生產(chǎn)線柔性強，方便維護和改進升級；使用Windows操作系統(tǒng)，人機界面美觀，易操作，顯示內容豐富，方式靈活，可根據(jù)客戶要求重新設定；更換產(chǎn)品規(guī)格通過開關選擇，不需要改動軟硬件，操作迅速，簡易；調速方便，直觀；監(jiān)控功能強；具有聯(lián)網(wǎng)功能，并能進行遠程監(jiān)控，故障診斷，軟件升級等。


圖1本發(fā)明結構示意圖具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明采用一臺工控機1作為控制中心，在工控機1的工業(yè)標準結構總線或者外部設備互聯(lián)總線插槽中，插有輸入輸出接口卡2，數(shù)模/模數(shù)轉換接口卡3，定時/計數(shù)卡4和網(wǎng)卡5。
控制柜面板6、位置傳感器7、噴膠頭8與輸入輸出接口卡2之間通過多芯電纜相連，輸入輸出接口卡2通過輸出端口控制噴膠頭8和控制柜面板6上的指示燈。
電機驅動器9、10、11通過多芯電纜與數(shù)模/模數(shù)轉換接口卡3相連，數(shù)模/模數(shù)轉換接口卡3通過模數(shù)端口讀取電機9、10、11的速度信息，通過數(shù)模端口控制電機9、10、11的速度。
電機驅動器9與電機12之間、電機驅動器10與電機13之間、電機驅動器11與電機14之間通過的連接電纜相連。
網(wǎng)卡5通過雙絞線連結到工廠局域網(wǎng)15上，工廠其它濾芯生產(chǎn)線16與監(jiān)控中心17通過雙絞線連結到局域網(wǎng)15上，局域網(wǎng)15通過因特網(wǎng)18連結到遠程監(jiān)控平臺19上。
權利要求
1.一種基于工控機的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，其特征在于采用一臺工控機(1)作為控制中心，在工控機(1)的工業(yè)標準結構總線或者外部設備互聯(lián)總線插槽中，插有輸入輸出接口卡(2)，模數(shù)/數(shù)模轉換卡(3)，定時/計數(shù)卡(4)和網(wǎng)卡(5)。
2.根據(jù)權利要求1所述的這種基于工控機的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，其特征是控制柜面板(6)、位置傳感器(7)、噴膠頭(8)與輸入輸出接口卡(2)之間通過多芯電纜相連，輸入輸出接口卡(2)通過輸出端口控制噴膠頭(8)和控制柜面板(6)上的指示燈。
3.根據(jù)權利要求1所述的這種基于工控機的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，其特征是電機驅動器(9)、(10)、(11)通過多芯電纜與模數(shù)/數(shù)模轉換卡(3)相連，模數(shù)/數(shù)模轉換卡(3)通過模數(shù)端口讀取電機(9)、(10)、(11)的速度信息，通過數(shù)模端口控制電機(9)、(10)、(11)的速度。
4.根據(jù)權利要求3所述的這種基于工控機的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，其特征是電機驅動器(9)與電機(12)之間、電機驅動器(10)與電機(13)之間、電機驅動器(11)與電機(14)之間通過連接電纜相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的這種基于工控機的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，其特征是網(wǎng)卡(5)通過雙絞線連結到工廠局域網(wǎng)(15)上，工廠其它濾芯生產(chǎn)線(16)與監(jiān)控中心(17)通過雙絞線連結到局域網(wǎng)(15)上，局域網(wǎng)(15)通過因特網(wǎng)(18)連結到遠程監(jiān)控平臺(19)上。
全文摘要
一種基于工控機的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)屬于機電控制領域。本發(fā)明采用一臺工控機作為控制中心，在工控機的工業(yè)標準結構總線或者外部設備互聯(lián)總線插槽中插上輸入/輸出接口卡，模數(shù)/數(shù)模轉換卡，定時/計數(shù)卡和網(wǎng)卡，控制柜面板、位置傳感器和噴膠頭和輸入輸出接口卡之間通過多芯電纜相連，電機驅動器通過多芯電纜與模數(shù)/數(shù)模轉換卡相連。本發(fā)明采用工控機作為控制中心，與其他的空氣濾芯生產(chǎn)線控制系統(tǒng)相比，生產(chǎn)線柔性強，方便維護和改進升級；使用Windows操作系統(tǒng)，人機界面美觀，易操作，顯示內容豐富，方式靈活，可根據(jù)客戶要求重新設定；更換產(chǎn)品規(guī)格通過開關選擇，不需要改動軟硬件，操作迅速，簡易；調速方便，直觀；監(jiān)控功能強；具有聯(lián)網(wǎng)功能，并能進行遠程監(jiān)控，故障診斷，軟件升級等。
文檔編號B31F1/10GK1415471SQ02150788
公開日2003年5月7日 申請日期2002年11月28日 優(yōu)先權日2002年11月28日
發(fā)明者方偉, 楊汝清, 趙維江 申請人:上海交通大學