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一種高速智能分切機的制作方法

文檔序號:6288296閱讀:464來源:國知局
專利名稱:一種高速智能分切機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種分切機,更具體地說,涉及一種高速智能分切機。
背景技術(shù)
現(xiàn)有的常規(guī)分切機雖然已具有一定程度的自動化水平,但仍然對操作人員有很大的依賴性,尤其在工藝參數(shù)設(shè)定和故障處理等關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和安全問題上,往往受操作人員的技術(shù)水平和工作狀態(tài)的影響,而難以達標(biāo)。對于一些新建企業(yè),培養(yǎng)一個高水平的操作工要化很長的時間,在追求高質(zhì)量、高效率、高安全生產(chǎn)上,就顯得更加困難。由于在常規(guī)機器的人機界面上,操作工要設(shè)定許多諸如材料厚度,寬度,密度,放卷張力,收卷張力,收卷壓力等工藝參數(shù),要做一系列開車準(zhǔn)備工作,當(dāng)發(fā)生故障時系統(tǒng)也只能給出聲光報警和有限的信息提示。所有的參數(shù)設(shè)置或故障基本上都要操作員根據(jù)經(jīng)驗自我判斷和處理。這就使操作結(jié)果良莠不齊,分切質(zhì)量難以穩(wěn)定。這也是當(dāng)前分切機存在的問題和不足。 另外,隨著新材料的日益增多,客戶更需要包含解決方案的分切機,這也是常規(guī)分切機無法做到的。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是解決以上提出的問題,提供一種為客戶提供解決方案,減少機器對操作人員的依賴程度,通過在自動控制系統(tǒng)對分切工作進行自動控制,使分切機在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自動運行,從而保證獲得基本的工作質(zhì)量和效率的高速智能分切機。本實用新型的技術(shù)方案是這樣的一種高速智能分切機,包括人機界面、運動控制器、驅(qū)動控制器、分布式I/O系統(tǒng)、 中央處理器、自動操作模塊、自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊、自動維護模塊,所述的自動操作模塊與自動工藝設(shè)置模塊相連。作為優(yōu)選,所述的自動操作模塊包括材料數(shù)據(jù)模塊,保存著材料種類、規(guī)格;電機參數(shù)模塊,保存著電機的屬性;張力控制模塊,用于控制張力的緊松狀態(tài);開停車控制模塊,用于設(shè)定停車條件、強制停車、復(fù)位停車事件、啟動機器運行。作為優(yōu)選,所述的自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊包括工藝數(shù)據(jù)庫模塊,保存著工藝參數(shù)的數(shù)據(jù);機器運行參數(shù)庫模塊,保存著工藝參數(shù)、工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)配方。作為優(yōu)選,所述的自動維護模塊包括故障數(shù)據(jù)功能塊,集成故障信息,當(dāng)機器發(fā)生故障時,調(diào)用相對應(yīng)的故障信息。作為優(yōu)選,所述的分切機還包括報警信息模塊,所述的報警信息模塊與故障數(shù)據(jù)功能塊相連,用于顯示故障信息。作為優(yōu)選,所述的分切機還包括電機狀態(tài)檢測模塊,所述的電機狀態(tài)檢測模塊用于檢測電機的運行參數(shù)信息,并通過人機界面顯示。作為優(yōu)選,所述的分切機還包括摩擦力測試模塊,用于測試分切機的收放卷工位的摩擦力,通過所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結(jié)果,通過人機界面顯示。[0012]作為優(yōu)選,所述的自動操作模塊還包括放卷制動控制模塊、主驅(qū)動制動控制模塊、 廢邊風(fēng)機控制模塊、廢邊小車控制模塊、內(nèi)側(cè)收卷手/自動擺入控制模塊、外側(cè)收卷手/自動擺入控制模塊、圓刀控制模塊、浮動輥控制模塊、線速度設(shè)置模塊。作為優(yōu)選,所述的分切機還包括手動操作模塊,用于對分切機的運行參數(shù)進行人
工設(shè)置。作為優(yōu)選,所述的分切機的運動控制器可以是集成在驅(qū)動控制器中。本實用新型的有益效果如下本實用新型所述的分切機,為客戶提供解決方案,減少機器對操作人員的依賴程度,通過在自動控制系統(tǒng)對分切工作進行自動控制,使分切機在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自動運行,從而保證獲得基本的工作質(zhì)量和效率。同時也使得操作簡便,效率提高,產(chǎn)品質(zhì)量有保證,材料浪費減少,其經(jīng)濟效果尤其突出,特別在人員流動性大的地方更顯出優(yōu)越性。

圖1是本實用新型的軟件實現(xiàn)實施例的示意圖;圖2是本實用新型的內(nèi)部故障處理流程示意圖;圖3是本實用新型的外部故障處理流程示意圖;圖4是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行進一步詳細(xì)說明如圖4所示的一種高速智能分切機,包括人機界面、運動控制器、驅(qū)動控制器、分布式I/O系統(tǒng)、中央處理器、自動操作模塊、自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊、自動維護模塊,所述的自動操作模塊與自動工藝設(shè)置模塊相連。自動操作模塊是針對操作人員對分切機的操作不熟悉的情況下開發(fā)的一種系統(tǒng)模塊。操作人員僅需選擇分切薄膜種類、收卷工位和設(shè)定基本的收卷寬度、停車長度、停車直徑等參數(shù),就可以實現(xiàn)機器運行的一鍵化操作。自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊中,分切機的收卷工藝參數(shù)和曲線會根據(jù)操作人員對分切薄膜種類的不同而自動生成,實現(xiàn)工藝參數(shù)智能化專家級的優(yōu)化,以達到高效優(yōu)質(zhì)的分切薄膜質(zhì)量,最大程度滿足客戶對分切質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求。自動維護模塊在分切機出現(xiàn)故障報警的情況下,提供給客戶全方位的故障描述和解決幫助信息,以最快速度響應(yīng)并處理故障,解決問題,恢復(fù)生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率。所述的自動操作模塊包括材料數(shù)據(jù)模塊,保存著材料種類、規(guī)格;電機參數(shù)模塊, 保存著電機的屬性;張力控制模塊,用于控制張力的緊松狀態(tài);開停車控制模塊,用于設(shè)定停車條件、強制停車、復(fù)位停車事件、啟動機器運行。建立自動操作模塊,根據(jù)開車、停車的操作順序編制PLC的邏輯控制程序,操作者只需在完成上卷后即可一鍵啟動,自動運行。所述的自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊包括工藝數(shù)據(jù)庫模塊,保存著工藝參數(shù)的數(shù)據(jù);機器運行參數(shù)庫模塊,保存著工藝參數(shù)、工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)配方。建立自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊,根據(jù)已有的經(jīng)過驗證的數(shù)據(jù),把不同厚度范圍,不同材質(zhì)的物料對應(yīng)的壓力,張力等工藝參數(shù)和速度,直徑,寬度的關(guān)系曲線做成后臺數(shù)據(jù)庫的形式存入PLC中,操作者只要在人機界面上一鍵選擇材料和厚度區(qū)域即可。[0026]所述的自動維護模塊包括故障數(shù)據(jù)功能塊,集成故障信息,當(dāng)機器發(fā)生故障時,調(diào)用相對應(yīng)的故障信息。建立自動維護模塊,集成各種故障信息判別和處理方法,系統(tǒng)會根據(jù)不同的故障自動作出處理,如緊停,減速,停車以及發(fā)出警報和詳細(xì)的故障提示信息。所述的分切機還包括報警信息模塊,所述的報警信息模塊與故障數(shù)據(jù)功能塊相連,用于顯示故障信息。所述的分切機還包括電機狀態(tài)檢測模塊,所述的電機狀態(tài)檢測模塊用于檢測電機的運行參數(shù)信息,并通過人機界面顯示。所述的分切機還包括摩擦力測試模塊,用于測試分切機的收放卷工位的摩擦力, 通過所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結(jié)果,通過人機界面顯示。所述的自動操作模塊還包括放卷制動控制模塊、主驅(qū)動制動控制模塊、廢邊風(fēng)機控制模塊、廢邊小車控制模塊、內(nèi)側(cè)收卷手/自動擺入控制模塊、外側(cè)收卷手/自動擺入控制模塊、圓刀控制模塊、浮動輥控制模塊、線速度設(shè)置模塊。所述的分切機還包括手動操作模塊,用于對分切機的運行參數(shù)進行人工設(shè)置。所述的分切機的運動控制器可以是集成于驅(qū)動控制器中。實施例本實施例所述的分切機的運動控制器采用西門子公司的SIM0TI0N D425/D435/ D445,觸摸屏采用西門子公司的觸摸屏MP277,驅(qū)動控制器采用西門子公司SINAMICS-S120 和分布式I/O系統(tǒng)采用西門子公司的ET200S。1、自動操作模塊的實現(xiàn)1. 1自動操作模塊在操作上的實現(xiàn)當(dāng)機器上電后,分切機的觸摸屏上跳出開始畫面,由操作人員選擇操作模式,本實施例中包含智能模式和專業(yè)模式,智能模式即通過自動操作模塊完成,專業(yè)模式即通過手動操作模塊完成。當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后,操作人員選擇相應(yīng)的模式即表示進入相應(yīng)的操作模式。①選擇智能模式,進入智能模式參數(shù)設(shè)定畫面,操作人員選擇好分切薄膜種類,如 PET、CPP、B0PP等,設(shè)定好材料厚度、放卷寬度、放卷初始直徑、放卷紙芯直徑、內(nèi)外側(cè)收卷紙芯直徑,選擇好收卷工位電機和設(shè)定寬度。基本參數(shù)設(shè)置完成后,操作人員可以進行放卷、主驅(qū)動的制動操作,可以根據(jù)廢邊情況選擇廢邊風(fēng)機、廢邊小車的使用,也可以選擇收卷臂的自動和手動擺入。在智能模式中,收放卷張力、壓力工藝參數(shù)已經(jīng)根據(jù)自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊自動設(shè)定,操作人員只需根據(jù)實際情況,適當(dāng)調(diào)整收卷的松緊度,進行張力的增減操作即可。本實施例還具備停車條件設(shè)定,浮動輥激活選擇,線速度設(shè)定等功能模塊。報警信息模塊通過對分切機的工作組件進行實時監(jiān)測,并設(shè)置了故障報警條件, 一旦監(jiān)測到的工作組件的參數(shù)滿足了故障報警條件,則人機界面彈出報警畫面,顯示報警和故障信息,同時提供常規(guī)的解決故障的方法。電機狀態(tài)檢測模塊對分切機的電機的參數(shù)與工作狀態(tài)進行實時監(jiān)測,操作人員可以從人機界面上切換到電機狀態(tài)畫面,將顯示電機的實時電流、電壓、溫度等參數(shù)。摩擦力測試模塊用于測試分切機的收放卷工位的摩擦力,通過所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結(jié)果,通過人機界面顯示。②專業(yè)模式提供了完整的獨立的控制模塊,操作人員可以自主的選擇對各個對象的獨立操作。專業(yè)模式參數(shù)設(shè)定基本類似智能模式,只是放卷張力設(shè)定、加減速時間均由操作人員自主設(shè)定。本實施例將外側(cè)工位定義為奇數(shù)號工位,如1號工位、3號工位……,內(nèi)側(cè)工位定義為偶數(shù)號工位,如2號工位、4號工位……。在外側(cè)工位選擇模式中,除電機選擇和寬度設(shè)定外,本實施例的專業(yè)模式還放開了收卷工藝中的直徑張力、速度張力、直徑壓力、速度壓力、靜摩擦轉(zhuǎn)矩等工藝參數(shù)的設(shè)定。內(nèi)側(cè)工位選擇模塊與外側(cè)工位選擇模塊操作類似。收卷工藝模塊中可實現(xiàn)內(nèi)外側(cè)張力工藝、內(nèi)外側(cè)壓力工藝的設(shè)定。以外側(cè)張力工藝為例,提供了直徑張力、速度張力、寬度張力三條張力工藝曲線,操作人員可以根據(jù)自己的工藝要求,更改工藝曲線,只需修改相應(yīng)曲線的參數(shù),如直徑、寬度、速度和張力百分比的值,即可更新曲線。曲線可以通過人機界面顯示出來。壓力工藝曲線內(nèi)容類似張力工藝曲線。在放卷工藝模塊上,操作人員可以根據(jù)實際放卷情況,調(diào)整放卷工藝參數(shù),包括 PID的比例值Kp、積分值I、微分值D,PID上下限等。在智能模式中,放卷工藝已經(jīng)進行優(yōu)化,無需再進行調(diào)整。配方管理模式中,操作人員可以根據(jù)自身的產(chǎn)品特性、工藝要求等建立配方,并可實現(xiàn)對配方的新建、保存、復(fù)制、刪除、上傳和下載等不同操作。1. 2自動操作模塊在程序軟件上的實現(xiàn)分切機操作專家軟件的設(shè)計,是根據(jù)分切工藝的操作要求而設(shè)定的,只是根據(jù)實際情況需要,如對分切機的熟悉程度、分切的工藝?yán)斫獬潭鹊鹊牟煌?,將其分為兩種不同的操作模式,其軟件流程圖1所示。機器上電后,系統(tǒng)自檢完成后進入啟動畫面,即操作專家的兩種模式選擇畫面。模式的選擇是采用程序變量進行標(biāo)定,如變量值0為智能模式,變量值1為專業(yè)模式。選擇智能模式后,相關(guān)的裝置就會自動上電,以滿足正常分切所具備的條件,如放卷端面不齊時需要采用糾偏、根據(jù)廢邊情況自動啟動廢邊裝置等。操作人員按生產(chǎn)要求設(shè)定基本參數(shù)和根據(jù)收卷長度、收卷直徑、放卷長度和放卷直徑作為停車條件后,即可直接啟動機器進行分切生產(chǎn),很大程度上簡化了操作的繁瑣。從操作上來講,只需第一次設(shè)定參數(shù)后,之后的再分切操作基本實現(xiàn)了一鍵化。所述的程序軟件包括材料種類庫,集成用于分切機的材料類型、參數(shù),供系統(tǒng)調(diào)用;電機數(shù)據(jù)庫,集成用于分切機的電機類型、參數(shù),供系統(tǒng)調(diào)用;電源模塊控制程序,用于控制分切機的上電操作;執(zhí)行程序,包括工藝配方調(diào)用程序,用于調(diào)用系統(tǒng)中預(yù)存的工藝配方;EPC糾偏程序,用于啟動糾偏裝置;液壓站啟停程序,用于控制液壓站的啟用與停止工作;有載無載選擇程序;加減速時間設(shè)定程序;停車控制程序。所述的電源模塊控制程序包括手動操作上電程序,用于手動控制上電;自動操作上電程序。[0060]所述的EPC糾偏程序包括糾偏裝置自動上電程序,糾偏裝置手動控制程序。所述的液壓站啟停程序包括液壓站自動啟動程序,液壓站手動控制程序。所述的有載無載選擇程序包括有載自動運行程序,有無載手動控制程序。所述的加減速時間設(shè)定程序包括加減速時間手動設(shè)定程序,用于實現(xiàn)低速段加速時間設(shè)定、高速段加速時間設(shè)定、減速時間設(shè)定;加減速時間程序設(shè)定,用于自動選擇預(yù)設(shè)的低速段加速時間、高速段加速時間、減速時間。所述的停車控制程序,包括預(yù)設(shè)的停車條件,程序檢測停車條件包括的參數(shù),與預(yù)先設(shè)定的停車條件進行比較,當(dāng)所述參數(shù)滿足停車條件時,即觸發(fā)停車動作,停車條件包括內(nèi)側(cè)收卷長度、內(nèi)側(cè)收卷直徑、外側(cè)收卷長度、外側(cè)收卷直徑、放卷長度、放卷直徑。所述的系統(tǒng)還包括進行如下任何操作的一項或幾項的程序,包括操作放卷制動、 操作主驅(qū)動制動、使用廢邊風(fēng)機、使用廢邊小車、選擇內(nèi)側(cè)收卷手動擺入或自動擺入、選擇外側(cè)收卷手動擺入或自動擺入、進行圓刀控制、激活浮動輥、設(shè)定線速度。所述的材料參數(shù)包括材料厚度、放卷寬度、放卷初始直徑、放卷紙芯直徑、內(nèi)側(cè)收卷紙芯直徑、外側(cè)收卷紙芯直徑。所述的系統(tǒng)還包括工藝參數(shù)手動設(shè)置程序,當(dāng)系統(tǒng)預(yù)置的工藝配方的工藝參數(shù)不足時,通過手動方法進行參數(shù)的設(shè)置。2、自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊的實現(xiàn)2. 1自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊在操作上的實現(xiàn)自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊是基于對分切機的經(jīng)驗收集,滿足客戶對工藝以及對高效優(yōu)質(zhì)薄膜的分切要求。設(shè)計的理念是基于薄膜分切工藝數(shù)據(jù)庫,將工藝數(shù)據(jù)庫集成于運動控制系統(tǒng)中,根據(jù)不同客戶的要求,自動調(diào)用適合于客戶的工藝參數(shù)和工藝曲線,用以解決薄膜分切工藝問題。操作人員只需在智能模式參數(shù)設(shè)定中,選擇分切薄膜的種類,系統(tǒng)會自動根據(jù)此薄膜的特性,自動生成相關(guān)的收放卷工藝參數(shù)和工藝曲線(包括直徑張力、速度張力、寬度張力、直徑壓力、速度壓力、寬度壓力六條工藝曲線),從而更好的完成分切任務(wù)。2. 2自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊在程序軟件上的實現(xiàn)自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊的設(shè)計理念是基于材料特性和對分切工藝的經(jīng)驗積累,并將其集成到軟件內(nèi)部,以材料種類庫和分切工藝參數(shù)庫的形式存在,在客戶選擇好材料種類并確認(rèn)后,軟件進行庫的調(diào)用。軟件內(nèi)部,材料的定義是以阿拉伯?dāng)?shù)字來命名的,如PET =0,PVC = 1,CPP = 2,BOPET = 3等。分切工藝參數(shù)庫其實是預(yù)先定義好的結(jié)構(gòu)變量和數(shù)組類型,將分切的規(guī)格、基礎(chǔ)張力、基礎(chǔ)壓力等定義為結(jié)構(gòu)變量,將分切的曲線等定義為數(shù)組類型,當(dāng)操作人員完成材料選擇并確認(rèn)后,程序就給這些變量和數(shù)組賦值,形成完整的一套工藝參數(shù),并以配方的形式保存。每一個工藝參數(shù),均對應(yīng)程序里面的一個變量,最后以配方的形式對一類材料的工藝參數(shù)歸檔保存,也就是說,在配方里面包含涉及工藝參數(shù)的所有變量,操作人員可以對配方進行調(diào)用操作。自動工藝參數(shù)模塊中包括程序部分、程序執(zhí)行部分;所述的程序部分包括分切工藝數(shù)據(jù)庫、機器運行參數(shù);所述分切工藝數(shù)據(jù)庫包括材料種類庫、分切工藝參數(shù)庫,所述的程序執(zhí)行部分用于對工藝參數(shù)進行賦值。[0076]所述的分切工藝參數(shù)庫包括工藝參數(shù)、工藝曲線。所述的分切工藝參數(shù)庫是預(yù)先定義好的結(jié)構(gòu)變量和數(shù)組類型。所述的工藝參數(shù)定義為結(jié)構(gòu)變量,所述的工藝曲線定義為數(shù)組類型。所述的工藝參數(shù)包括放卷工藝參數(shù)、收卷工藝參數(shù)。所述的工藝曲線包括張力工藝曲線、壓力工藝曲線。所述的放卷工藝參數(shù)包括放卷張力、浮動輥PID參數(shù);所述的收卷工藝參數(shù)包括直徑-速度-寬度-張力、直徑-速度-寬度-壓力、靜摩擦補償;所述的張力工藝曲線包括直徑張力曲線、速度張力曲線、寬度張力曲線,壓力工藝曲線包括直徑壓力曲線、速度壓力曲線、寬度壓力曲線。各類工藝參數(shù)都是一些計算電機輸出扭矩和計算電氣比例閥輸出壓力的因數(shù),通過數(shù)學(xué)和物理學(xué)的計算,最終決定薄膜的收卷質(zhì)量,如收卷硬度、端面質(zhì)量等。與材料種類匹配的工藝參數(shù)、工藝曲線,在程序執(zhí)行部分進行賦值后,以配方的形式儲存在系統(tǒng)內(nèi)。本申請所述系統(tǒng)的設(shè)計理念是基于材料特性和對分切工藝的經(jīng)驗積累,并將其集成到系統(tǒng)軟件內(nèi)部,以材料種類庫和分切工藝參數(shù)庫的形式存在。在客戶選擇好材料種類后,軟件進行庫的調(diào)用。本實施例中,在系統(tǒng)軟件內(nèi)部,材料的定義是以阿拉伯?dāng)?shù)字來命名的,如PET = 0, PVC = 1,CPP = 2,BOPET = 3等。分切工藝參數(shù)庫其實是預(yù)先定義好的結(jié)構(gòu)變量和數(shù)組類型,將分切的規(guī)格、基礎(chǔ)張力、基礎(chǔ)壓力等定義為結(jié)構(gòu)變量,將分切的曲線等定義為數(shù)組類型,當(dāng)操作人員完成材料選擇并確認(rèn)后,程序就給這些變量和數(shù)組賦值,形成完整的一套工藝參數(shù),并以配方的形式保存。每一個工藝參數(shù),均對應(yīng)程序里面的一個變量,最后以配方的形式對一類材料的工藝參數(shù)歸檔保存,也就是說,在配方里面包含涉及工藝參數(shù)的所有變量,操作人員可以對配方進行調(diào)用操作。各類工藝參數(shù)都是一些計算電機輸出扭矩和計算電氣比例閥輸出壓力的因數(shù),通過數(shù)學(xué)和物理學(xué)的計算,最終決定薄膜的收卷質(zhì)量,如收卷硬度、端面質(zhì)量等。如下是PET工藝參數(shù)庫在軟件程序代碼中的組成包括程序部分、程序執(zhí)行部分。一、程序部分(1)定義了收卷工位數(shù)量、最大最小收卷寬度、PET曲線數(shù)據(jù)庫(包括速度設(shè)置值、 直徑設(shè)置值、寬度設(shè)置值及其影響系數(shù));此段中的曲線數(shù)據(jù)庫,是智能分切機工藝專家中的主要部分。包含了數(shù)據(jù)庫,加上程序?qū)?shù)據(jù)庫的調(diào)用,來達到分切工藝的智能化,減少客戶對分切工藝的摸索,減少不必要的損失。(2)定義了模式選擇變量、確定按鈕變量及其薄膜類型定義變量。本實施例中,薄膜類型定義為0 = PET ;1 = PVC ;2 = CPP ;3 = BOPET ;4 = MCPP。(3)定義了 PET庫的出廠設(shè)置。(4)定義了速度、直徑、寬度對壓力計算的影響因數(shù)。(5)定義了速度、直徑、寬度對張力計算的影響因數(shù)。(6)機器運行的速度設(shè)定。(7)機器運行的加減速時間設(shè)定。[0098](8)定義了分切薄膜的厚度、密度的結(jié)構(gòu)變量。(9)定義了收卷工藝的6條曲線的12項數(shù)組,分別為(9. 1)張力速度設(shè)定;(9. 2)速度張力設(shè)定;(9. 3)張力直徑設(shè)定;(9. 4)直徑張力設(shè)定;(9. 5)張力寬度設(shè)定;(9. 6)寬度張力設(shè)定;(9. 7)壓力速度設(shè)定;(9. 8)速度壓力設(shè)定;(9. 9)壓力直徑設(shè)定;(9. 10)直徑壓力設(shè)定;(9. 11)壓力寬度設(shè)定;(9. 12)寬度壓力設(shè)定。(10)定義了放卷張力、寬度、紙芯直徑、預(yù)停車長度、預(yù)停車直徑的結(jié)構(gòu)變量。(11)定義了浮動輥PID調(diào)節(jié)、斷膜位置檢測和浮動輥平衡位置的結(jié)構(gòu)變量。(12)定義了收卷寬度、直徑張力、速度張力、靜摩擦轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)變量。(13)定義了直徑壓力、速度壓力的結(jié)構(gòu)變量。(14)定義了收卷工藝相關(guān)的結(jié)構(gòu)變量,包括扭矩和壓力。(15)定義了配方的結(jié)構(gòu)變量,配方變量包含分切工藝的全部參數(shù)。(16)參數(shù)變量的斷電保持設(shè)定。二、程序執(zhí)行部分當(dāng)選定PET后,程序執(zhí)行部分分別從程序部分調(diào)用與參數(shù)匹配的數(shù)值,并對所述的參數(shù)進行賦值,其中包括第一加速時間;第二加速時間;減速時間;內(nèi)側(cè)直徑張力;夕卜側(cè)直徑張力;速度張力;內(nèi)側(cè)直徑壓力;外側(cè)直徑壓力;速度壓力;內(nèi)側(cè)速度張力曲線之速度值;內(nèi)側(cè)速度張力曲線之張力值;內(nèi)側(cè)直徑張力曲線之直徑值;內(nèi)側(cè)直徑張力曲線之張力值;內(nèi)側(cè)寬度張力曲線之寬度值;內(nèi)側(cè)寬度張力曲線之張力值;內(nèi)側(cè)速度壓力曲線之速度值;內(nèi)側(cè)速度壓力曲線之壓力值;內(nèi)側(cè)直徑壓力曲線之直徑值;內(nèi)側(cè)直徑壓力曲線之壓力值;內(nèi)側(cè)寬度壓力曲線之寬度值;內(nèi)側(cè)寬度壓力曲線之壓力值;外側(cè)速度張力曲線之速度值;外側(cè)速度張力曲線之張力值;外側(cè)直徑張力曲線之直徑值;外側(cè)直徑張力曲線之張力值;外側(cè)寬度張力曲線之寬度值;外側(cè)寬度張力曲線之張力值;外側(cè)速度壓力曲線之速度值;外側(cè)速度壓力曲線之壓力值;外側(cè)直徑壓力曲線之直徑值;外側(cè)直徑壓力曲線之壓力值;外側(cè)寬度壓力曲線之寬度值;外側(cè)寬度壓力曲線之壓力值;放卷張力;薄膜厚度;放卷紙芯直徑;放卷寬度;放卷初始直徑;內(nèi)側(cè)收卷紙芯直徑;外側(cè)收卷紙芯直徑;各工位收卷寬度賦值。最后以配方形式保存所有變量。理論上,本系統(tǒng)可運用于適合在分切機上的其他所有材料。3、自動維護模塊的實現(xiàn)3. 1自動維護模塊在操作上的實現(xiàn)自動維護模塊,是一套智能故障處理系統(tǒng),主要基于故障報警信息描述和處理信息幫助提示。在分切機出現(xiàn)故障報警時,系統(tǒng)會自動在人機界面上彈出故障報警信息,如 氣源壓力不足、放卷薄膜拉斷、外側(cè)接觸輥極限故障、電源模塊故障等報警信息,操作人員在彈出的報警界面上選擇相應(yīng)的查看報警信息解決故障的提示信息,包括故障的可能原因及解決方案。故障信息通過控制器進行自動記錄,以備查看。自動維護模塊的軟件包括故障功能塊數(shù)據(jù)庫,定義了設(shè)備正常工作時的正常狀態(tài)字與觸發(fā)故障的異常狀態(tài)字,故障對應(yīng)的提示信息與幫助信息,供執(zhí)行程序調(diào)用;執(zhí)行程序,用于讀取設(shè)備的狀態(tài)字,并與觸發(fā)故障的異常狀態(tài)字進行比較,如果確定設(shè)備處于故障狀態(tài),調(diào)用故障對應(yīng)的提示信息與幫助信息,并停止設(shè)備;在設(shè)備故障,停止運行狀態(tài)下,用于讀取設(shè)備的狀態(tài)字,并與設(shè)備正常工作時的正常狀態(tài)字進行比較,如果確定設(shè)備處于正常狀態(tài),啟動設(shè)備。執(zhí)行程序?qū)υO(shè)備的狀態(tài)字的讀取是進行周期性掃描。所述的故障包括內(nèi)部故障,定義為設(shè)備內(nèi)部器件的物理故障與軟件故障,以及設(shè)備內(nèi)部器件之間的通訊狀態(tài)故障;外部故障,定義為設(shè)備的運行狀態(tài)故障。在故障功能塊數(shù)據(jù)庫中,內(nèi)部故障包括功率器件控制單元、電機、運動控制器與功率器件之間的通訊故障,功率器件與電機之間的動力和通訊故障。在故障功能塊數(shù)據(jù)庫中,外部故障包括設(shè)備運行過程中的設(shè)備運行參數(shù)的故障。執(zhí)行程序被設(shè)計有用來控制停止、啟動設(shè)備的請求。高速智能分切機的故障種類分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障主要涉及功率器件控制單元、電機、SIM0TI0N與各功率器件之間的通訊、 功率器件與電機之間的動力和通訊等。此類故障主要包括如下方面驅(qū)動器總線故障、驅(qū)動器直流母線過壓故障、驅(qū)動器超溫故障、驅(qū)動器內(nèi)部軟件故障、電機編碼器故障、驅(qū)動器接地故障、驅(qū)動器電源故障、驅(qū)動器內(nèi)部通訊故障、驅(qū)動器供電故障、電機過載故障、驅(qū)動器功率器件故障。這里的驅(qū)動器等主要包括三個方面,即放卷側(cè)、主電機側(cè)和收卷側(cè)。外部故障主要涉及導(dǎo)致機器停止運行的因素,包括氣源壓力故障、放卷薄膜拉斷故障、外側(cè)接觸輥極限故障、內(nèi)側(cè)接觸輥極限故障。本實施例中所述的分切機是基于西門子觸摸屏MP277、運動控制器SIM0TI0N D425/D4;35/D445、驅(qū)動控制器SINAMICS-S120和分布式IO ET200S上實現(xiàn)的。西門子 SIM0TI0N和其它驅(qū)動裝置之間的連接,采用的是DRIVE-CLiQ接口(DRIVE Component Link with IQ),這個是西門子公司定義好的通訊方式,所有驅(qū)動裝置與SIM0TI0N之間的控制字和狀態(tài)字通訊都走DRIVE-CLiQ電纜,通過此電纜連接構(gòu)成整個伺服控制的拓?fù)淇蚣堋?DRIVE-CLiQ電纜連接,是通訊的外部基礎(chǔ)。西門子SIM0TI0N與驅(qū)動器的通訊也是按照其定義的規(guī)范,這個規(guī)范就是西門子專門的報文結(jié)構(gòu)(SIEMENS Telegram),叫過程數(shù)據(jù)PZD process Data)。過程數(shù)據(jù)PZD定義了與SIM0TI0N接收和傳送的狀態(tài)字和控制字,SIM0TI0N通過PZD向驅(qū)動器寫控制字,從而控制電機的動作;同時通過PZD讀取驅(qū)動器的狀態(tài)字,從而對驅(qū)動器、電機的狀態(tài)做出實時響應(yīng)。PZD過程數(shù)據(jù)的定義,是通訊的內(nèi)部基礎(chǔ)。
10[0140]執(zhí)行程序與上述的設(shè)備的程序存在邏輯連接關(guān)系。對于內(nèi)部故障,所述的執(zhí)行程序通過對設(shè)備的狀態(tài)字的讀取,與故障功能塊數(shù)據(jù)庫內(nèi)的設(shè)備的正常狀態(tài)字進行比較,判斷是否為觸發(fā)故障。對于外部故障的處理是采用程序編程進行處理的,即預(yù)先按照故障發(fā)生的條件進行定義,故障觸發(fā)后,并按照一定的流程做出對故障的處理(如機器停止運行
寸乂 O所述的軟件對內(nèi)部故障處理本實施例中,內(nèi)部軟件故障的處理是采用西門子的內(nèi)部通訊,即讀取設(shè)備的狀態(tài)字,在設(shè)備運行過程中,程序每個掃描周期都去讀取其狀態(tài),驅(qū)動器等的每個狀態(tài)都對應(yīng)一個狀態(tài)字,這些狀態(tài)字的含義都是西門子已經(jīng)定義好的,在這里,只需將狀態(tài)字與觸發(fā)變量一一對應(yīng)起來就可以了。程序讀取之后進行判斷,若狀態(tài)字為故障狀態(tài),則程序觸發(fā)故障報警,這部分是程序編程的體現(xiàn)。本實施例以收卷驅(qū)動器的故障處理為例,來說明維護專家對內(nèi)部故障處理方式, 包括西門子的內(nèi)部通訊模式、故障狀態(tài)字的含義、觸發(fā)方式、故障處理等。執(zhí)行程序的每個掃描周期,都去讀取r3113狀態(tài)字的,SIM0TI0N D425循序讀取各驅(qū)動器的r3113狀態(tài)字并可根據(jù)它們的地址判別故障發(fā)生在那個驅(qū)動器上。只要對應(yīng)其中的某一位置1,則相關(guān)故障發(fā)生,并將運行中的機器停止,同時由程序編程觸發(fā)報警,報警信息和相關(guān)處理幫助顯示在觸摸屏上面。故障處理完后,可以再次開機。下表是r3113的狀態(tài)字含義
權(quán)利要求1.一種高速智能分切機,包括人機界面、運動控制器、驅(qū)動控制器、分布式I/O系統(tǒng)、中央處理器,其特征在于,還包括自動操作模塊、自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊、自動維護模塊,所述的自動操作模塊與自動工藝設(shè)置模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速智能分切機,其特征在于,所述的自動操作模塊包括材料數(shù)據(jù)模塊,保存著材料種類、規(guī)格;電機參數(shù)模塊,保存著電機的屬性;張力控制模塊,用于控制張力的緊松狀態(tài);開停車控制模塊,用于設(shè)定停車條件、強制停車、復(fù)位停車事件、啟動機器運行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速智能分切機,其特征在于,所述的自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊包括工藝數(shù)據(jù)庫模塊,保存著工藝參數(shù)的數(shù)據(jù);機器運行參數(shù)庫模塊,保存著工藝參數(shù)、 工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)配方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速智能分切機,其特征在于,所述的自動維護模塊包括故障數(shù)據(jù)功能塊,集成故障信息,當(dāng)機器發(fā)生故障時,調(diào)用相對應(yīng)的故障信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速智能分切機,其特征在于,所述的分切機還包括報警信息模塊,所述的報警信息模塊與故障數(shù)據(jù)功能塊相連,用于顯示故障信< 息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速智能分切機,其特征在于,所述的分切機還包括電機狀態(tài)檢測模塊,所述的電機狀態(tài)檢測模塊用于檢測電機的運行參數(shù)信息,并通過人機界面顯7J\ ο
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高速智能分切機,其特征在于,所述的分切機還包括摩擦力測試模塊,用于測試分切機的收放卷工位的摩擦力,通過人機界面顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高速智能分切機,其特征在于,所述的自動操作模塊還包括放卷制動控制模塊、主驅(qū)動制動控制模塊、廢邊風(fēng)機控制模塊、廢邊小車控制模塊、內(nèi)側(cè)收卷手/自動擺入控制模塊、外側(cè)收卷手/自動擺入控制模塊、圓刀控制模塊、浮動輥控制模塊、線速度設(shè)置模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高速智能分切機,其特征在于,所述的分切機還包括手動操作模塊,用于對分切機的運行參數(shù)進行人工設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高速智能分切機,其特征在于,所述的分切機的運動控制器可以是集成在驅(qū)動控制器中。專利摘要本實用新型涉及一種高速智能分切機,包括人機界面、運動控制器、驅(qū)動控制器、分布式I/O系統(tǒng)、中央處理器、自動操作模塊、自動工藝參數(shù)設(shè)置模塊、自動維護模塊,所述的自動操作模塊與自動工藝設(shè)置模塊相連。本實用新型所述的分切機,為客戶提供解決方案,減少機器對操作人員的依賴程度,通過在自動控制系統(tǒng)對分切工作進行自動控制,使分切機在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自動運行,從而保證獲得基本的工作質(zhì)量和效率。同時也使得操作簡便,效率提高,產(chǎn)品質(zhì)量有保證,材料浪費減少,其經(jīng)濟效果尤其突出,特別在人員流動性大的地方更顯出優(yōu)越性。
文檔編號G05B19/18GK202331116SQ201120272248
公開日2012年7月11日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者許炯 申請人:杭州大華工控技術(shù)有限公司
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