一種大卷棉包裝線的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種大卷棉包裝線的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 大卷棉包裝線是用于大卷包裝的生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)大卷的貼標(biāo)、貼膠帶、周封、端封等 一系列的功能。目前現(xiàn)有的大卷棉包裝線控制系統(tǒng)存在以下問題：
[0003] 1.操作不便:主要表現(xiàn)在大卷棉的生產(chǎn)線大部分工序都是靠人工完成的，由于大 卷棉的體積，重量等問題，在貼標(biāo)、貼膠帶、周封、端封等工序上人工實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較困難，勞 動(dòng)工作量相對(duì)也會(huì)增加，既浪費(fèi)了生產(chǎn)時(shí)間，又降低了生產(chǎn)效率，工人們?nèi)松戆踩泊嬖谥?危險(xiǎn)。
[0004] 2.管理不便：由于大卷棉厚度變化太大，很有可能造成檢測(cè)可靠性與穩(wěn)定性下降。 主要表現(xiàn)在每個(gè)工序都需要相應(yīng)的裝置，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜和時(shí)間的積累，導(dǎo)致機(jī)械結(jié) 構(gòu)老化，這些因素可能會(huì)產(chǎn)生故障，又因?yàn)榇缶砻薇旧砭捅容^龐大，工人們重新修改或調(diào)試 的難度相對(duì)較大，非專業(yè)人員無(wú)法判別所產(chǎn)生故障的位置，達(dá)不到理想的控制目的，更甚者 會(huì)造成設(shè)備無(wú)法正常工作或引起事故，所以一般只能由專業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。
[0005] 3.成本高昂：目前現(xiàn)有的包裝方法基本上是全人工或者半人工半自動(dòng)機(jī)械方式完 成的，需要人工貼膠帶、貼標(biāo)簽、裝入塑料膜袋、端封、裝鐵框。只有很小一部分包裝線采用 PLC作為控制系統(tǒng)的核心，但PLC價(jià)格昂貴，這樣控制系統(tǒng)的成本高。
[0006] 4.維護(hù)不便：主要表現(xiàn)在大卷棉包裝線中的大卷棉的材料厚度往往能夠達(dá)到2-75mm，大卷直徑能達(dá)到接近lm，卷料幅面能達(dá)到約1.5-2m，且卷料中心筒直徑較小。由于材 料厚度較大、材質(zhì)疏松、體積較大等特點(diǎn)，一旦某個(gè)工序出了問題，需要重新進(jìn)行檢測(cè)和調(diào) 整。即使有PLC作為控制器，也很難維護(hù)。因?yàn)榭刂瞥绦蚨际前垂に図樞蚓帉懀坏┏霈F(xiàn)故障 或者某個(gè)工序任務(wù)更改，則需要專業(yè)人員重新編寫程序，使用成本高。并且控制器所有走線 都是直接和元器件電連接，當(dāng)控制器的元器件受損需要更換時(shí)必須拆線和重新接線，影響 使用時(shí)間，極大耗費(fèi)了財(cái)力和精力。
[0007] 5.更新困難:一般這種以PLC作為控制器更新比較滯后，掃描周期太長(zhǎng)。既不能向 控制器發(fā)送信息參數(shù)，也沒有辦法接受控制器發(fā)送的控制指令，不能及時(shí)的更新，造成經(jīng)濟(jì) 上的損失。這種處理器在設(shè)計(jì)時(shí)便針對(duì)所有固定的控制對(duì)象，在編程時(shí)按照所需的工藝順 序?qū)懗?，可能在某些功能上?huì)留出富余的控制輸入輸出點(diǎn)，但其預(yù)留功能點(diǎn)也具有針對(duì)性， 不便于通用性擴(kuò)展，從而無(wú)法滿足對(duì)后續(xù)功能改進(jìn)和優(yōu)化的需要。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本實(shí)用新型擬解決的技術(shù)問題是，提供一種大卷棉包裝線的 控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)以嵌入式控制系統(tǒng)作為核心，并且采用模塊化設(shè)計(jì)方法，將各個(gè)功能 電路模塊化，可高效低成本的實(shí)現(xiàn)對(duì)大卷棉包裝線過程進(jìn)行控制和動(dòng)作檢測(cè)。
[0009] 本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提供一種大卷棉包裝線的控制 系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、電源模塊、8255擴(kuò)展模塊、手/自動(dòng)切換模塊、通 訊模塊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)檢測(cè)模塊、繼電器模塊和人機(jī)交互模塊;所述單片機(jī)分別 與電源模塊、8255擴(kuò)展模塊、手/自動(dòng)切換模塊、通訊模塊和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入通道 電連接，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出通道與外部直流電機(jī)電連接;所述電源模塊為整個(gè)控制 系統(tǒng)供電；
[0010] 所述信號(hào)檢測(cè)模塊包括接近開關(guān)傳感器、磁性開關(guān)傳感器和第一光電隔離，所述 接近開關(guān)傳感器和磁性開關(guān)傳感器均通過第一光電隔離與8255擴(kuò)展模塊電連接;所述繼電 器模塊包括第二光電隔離和驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路一端通過第二光電隔離與8255擴(kuò)展模 塊電連接，另一端與外部氣缸電磁閥電連接;所述通訊模塊與人機(jī)交互模塊電連接;所述人 機(jī)交互模塊包括鍵盤控制電路和液晶顯示電路，所述鍵盤控制電路與8255擴(kuò)展模塊電連 接，所述液晶顯示電路與單片機(jī)電連接。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0012] 1.尚效廉價(jià):該控制系統(tǒng)米用單片機(jī)作為控制核心，具有尚集成度、尚可靠性、低 電壓、低功耗、易擴(kuò)展、體積小、性價(jià)比高等特點(diǎn)，且相較于PLC來(lái)說在滿足相應(yīng)功能及精度 要求的同時(shí)，還大大節(jié)約了成本?？刂葡到y(tǒng)采用簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言進(jìn)行編程，按照模塊化的編程 思想，通俗易懂，并且實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的故障診斷，減少了使用及維護(hù)成本。
[0013] 2.操作方便:該控制系統(tǒng)的各個(gè)功能電路按照模塊化設(shè)計(jì)，相應(yīng)的芯片都設(shè)有芯 片底座，方便檢查，當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，易于更換。通過液晶顯示電路可以明確知道當(dāng)前發(fā)生的 動(dòng)作，便于顯示各個(gè)工序的工作狀態(tài)，確保每個(gè)工序按照指定步驟運(yùn)動(dòng)。自動(dòng)控制和手動(dòng)控 制可以任意切換，這樣不會(huì)因?yàn)榇缶砻拊趥魉瓦^程由于體積過大造成糾偏進(jìn)而停止整個(gè)工 序。
[0014] 3.管理方便:該控制系統(tǒng)在8255擴(kuò)展模塊預(yù)留了多個(gè)引腳，在繼電器模塊和直流 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊預(yù)留了多個(gè)通道，這樣在大卷棉包裝線之后的工藝改變或者相應(yīng)某個(gè)動(dòng)作改 變時(shí)，直接在程序上加進(jìn)或減掉一些改變的動(dòng)作即可。因?yàn)槔^電器模塊和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模 塊的通道數(shù)量與包裝線所要控制的氣缸和直流電機(jī)的數(shù)量有關(guān)，這兩個(gè)模塊直接可以根據(jù) 包裝線的生產(chǎn)需求擴(kuò)展相應(yīng)的通道數(shù)量，管理起來(lái)非常簡(jiǎn)便。
[0015] 4.維護(hù)方便:該控制系統(tǒng)所有功能均按最小控制單位進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，即為可拆 卸控制模塊，這種方式既滿足當(dāng)前控制功能的需求，又不會(huì)造成功能的浪費(fèi)，同時(shí)還能滿足 未來(lái)的控制對(duì)象更換，或者升級(jí)換代的需求。在大卷棉生產(chǎn)線的自動(dòng)控制中出現(xiàn)問題，可以 及時(shí)更換手動(dòng)控制，方便快捷的檢測(cè)出問題所在。在使用中故障發(fā)生后即可拔出原有功能 塊后安裝新的功能塊即可立即使用，十分方便。
[0016] 5.結(jié)構(gòu)新穎:該控制系統(tǒng)設(shè)置為上下兩層PCB板，上、下兩層PCB板是通過8255擴(kuò)展 模塊和電源模塊通過相應(yīng)的插孔連接，設(shè)置有四片8255A芯片，顯著增加了引腳的數(shù)量，極 大地節(jié)省了空間，降低了成本，且PCB板美觀大方，性能更穩(wěn)定，維護(hù)更方便。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型大卷棉包裝線的控制系統(tǒng)一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0018] 圖2為本實(shí)用新型大卷棉包裝線的控制系統(tǒng)一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖3為本實(shí)用新型大卷棉包裝線的控制系統(tǒng)的單片機(jī)1的工作流程框圖。
[0020] 圖中，1-單片機(jī)、2-電源模塊、3-8255擴(kuò)展模塊、4-手/自動(dòng)切換模塊、5-通訊模塊、 6-直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、7-信號(hào)檢測(cè)模塊、8-繼電器模塊、9-人機(jī)交互模塊;701 -接近開關(guān)傳 感器、702-磁性開關(guān)傳感器、703-第一光電隔離、801-第二光電隔離、802-驅(qū)動(dòng)電路、901-鍵 盤控制電路、902-液晶顯不電路。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步敘述本實(shí)用新型，但并不以此作為對(duì)本申請(qǐng)權(quán)利 要求保護(hù)范圍的限定。
[0022] 本實(shí)用新型大卷棉包裝線的控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱控制系統(tǒng)，參見圖1-3)包括單片機(jī)1、 電源模塊2、8255擴(kuò)展模塊3、手/自動(dòng)切換模塊4、通訊模塊5、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊6、信號(hào)檢測(cè) 模塊7、繼電器模塊8和人機(jī)交互模塊9;所述單片機(jī)1分別與電源模塊2、8255擴(kuò)展模塊3、手/ 自動(dòng)切換模塊4、通訊模塊5和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊6的輸入通道電連接，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊6 的輸出通道與外部直流電機(jī)電連接;所述電源模塊2為整個(gè)控制系統(tǒng)供電，電源模塊2可以 提供24V、12V和5V的三種直流電源；
[0023] 所述信號(hào)檢測(cè)模塊7包括接近開關(guān)傳感器701、磁性開關(guān)傳感器702和第一光電隔 離