一種用于玻璃生產(chǎn)線縱切機(jī)的新型控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種新型的縱切機(jī)控制系統(tǒng)，所述縱切機(jī)落刀、加油動作受繼電器控制，所述縱切機(jī)上安裝有數(shù)把刀具，所述的刀具速度位置由伺服電機(jī)控制，所述控制系統(tǒng)包括主控制器、人機(jī)界面、伺服電機(jī)驅(qū)動器，輸入輸出控制單元，主控制器的輸入端連接有上位機(jī)，輸出端連接有伺服電機(jī)驅(qū)動器以及輸入輸出控制單元，輸入輸出控制單元通過遠(yuǎn)程I/O控制繼電器；主控器還和玻璃生產(chǎn)線上的橫切機(jī)、缺陷監(jiān)測機(jī)以及斷板檢測機(jī)之間采用TCP/IP形式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。本發(fā)明通過對縱切機(jī)多把刀具動作的控制，精確實(shí)現(xiàn)了縱切機(jī)的定位，同時(shí)，通過具有無線通訊功能，實(shí)現(xiàn)自動縱切機(jī)高精度差、省人力，節(jié)約板材的特點(diǎn)。
【專利說明】一種用于玻璃生產(chǎn)線縱切機(jī)的新型控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于玻璃生產(chǎn)線控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種用于玻璃生產(chǎn)線的縱切機(jī)的 控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃冷端生產(chǎn)線上為了對玻璃帶進(jìn)行縱向切割，需要玻璃縱切機(jī)，當(dāng)前的浮法玻 璃生產(chǎn)線一般都標(biāo)配10把縱切刀具，現(xiàn)有的半自動縱切機(jī)每把刀具上只有一個(gè)位置檢測 模塊，沒有電機(jī)，刀具的所有移動都是人工推動完成，此過程較為費(fèi)力；當(dāng)玻璃帶跑偏或改 板時(shí)，需要推動縱刀移動并用卷尺測量出刀具之間的尺寸，由于人工測量存在誤差，因此切 割的尺寸難以控制在要求的誤差范圍內(nèi)，精度低；半自動縱切機(jī)不能和缺陷檢測機(jī)之間通 信，即使加入通信裝置，半自動縱切機(jī)也不能根據(jù)缺陷檢測提供的缺陷位置，進(jìn)行優(yōu)化切 害I]，難以提高板材的利用率和產(chǎn)品的質(zhì)量；浮法玻璃經(jīng)常在輥道上發(fā)生跑偏，這是由于浮法 玻璃的生產(chǎn)工藝所決定的，是不能避免的，半自動縱切機(jī)在玻璃發(fā)生跑偏時(shí)不能跟隨玻璃 移動，只能由人工觀察并調(diào)整，這就要求必須要求有人工值守在縱切機(jī)旁邊，耗費(fèi)人力；總 之，現(xiàn)在技術(shù)中的半自動縱切機(jī)需要人工移動刀具，浪費(fèi)人力，由于不能自動移動，不能和 缺陷檢測儀器及橫切機(jī)進(jìn)行通信，不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化切割，提高產(chǎn)品質(zhì)量和成品率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有半自動縱切機(jī)的缺陷和不足，提出一種一種新型的縱切機(jī)控制系 統(tǒng)，解決現(xiàn)有半自動縱切機(jī)精度差、浪費(fèi)板材、耗費(fèi)人力等缺點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下： 一種新型的縱切機(jī)控制系統(tǒng)，所述縱切機(jī)落刀、加油動作受繼電器控制，所述縱切機(jī)上 安裝有數(shù)把刀具，所述的刀具速度位置由伺服電機(jī)控制，所述控制系統(tǒng)包括主控制器，其特 征在于：還包括人機(jī)界面、伺服電機(jī)驅(qū)動器，輸入輸出控制單元，所述主控制器的輸入端連 接有上位機(jī)，上位機(jī)和主控制器之間通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)雙向通訊，所述主控制器的輸出 端連接有伺服電機(jī)驅(qū)動器以及輸入輸出控制單元，所述主控制器和伺服電機(jī)驅(qū)動器之間通 過高速驅(qū)動通訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接，所述主控制器和輸入輸出控制單元之間通過 ProfibusDp總線實(shí)現(xiàn)雙向通訊，所述輸入輸出控制單元通過遠(yuǎn)程I/O控制繼電器；所述的主 控器還和玻璃生產(chǎn)線上的橫切機(jī)、缺陷監(jiān)測機(jī)以及斷板檢測機(jī)之間采用TCP/IP形式進(jìn)行 數(shù)據(jù)通訊。
[0005] 所述的主控制器為SimotionD425控制單元，內(nèi)部集成⑶320控制單元，所述⑶320 控制單元和SimotionD425控制單元之間通過ProfibusDp實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換； 所述伺服電機(jī)驅(qū)動器為Sinamics S120,與主控制器SimotionD425之間通過高速驅(qū)動 通訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接；所述西門子Sinamics S120采用模塊化設(shè)計(jì)，包括控制單 元模塊、整流/回饋模塊、電機(jī)模塊、傳感器模塊和電機(jī)編碼器，各模塊間通過高速驅(qū)動通 訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接，所述伺服電機(jī)自帶編碼器，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，定位精度高。
[0006] 所述人機(jī)界面為SIMATIC MP277面板，與主控制器SimotionD425之間通過工業(yè)以 太網(wǎng)連接，完成系統(tǒng)參數(shù)和切割參數(shù)的設(shè)置以及系統(tǒng)狀態(tài)的檢測任務(wù)； 所述輸入輸出控制單元為ET200M，和主控制器間SimotionD425通過ProfibusDp總線實(shí) 現(xiàn)雙向通訊，完成對DI/D0的控制； 所述主控制器SimotionD425和缺陷檢測機(jī)、橫切機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信，采用 TCP/IP的數(shù)據(jù)通訊形式，通過缺陷檢測機(jī)傳送過來的玻璃原板寬，拉邊寬度，玻璃跑偏等數(shù) 據(jù)判斷縱切刀落刀的位置和跑偏跟蹤，通過橫切機(jī)傳送過來的切痕位置，實(shí)現(xiàn)上下游縱切 刀切換時(shí)正好切換在橫切切痕上，不浪費(fèi)板材。
[0007] 本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在： 本發(fā)明通過采用主控制器為SimotionD425以及人機(jī)界面對縱切機(jī)多把刀具的動作， 精確實(shí)現(xiàn)了縱切機(jī)的定位，同時(shí)，通過與生產(chǎn)線上其它工具的無線通信，與配合實(shí)現(xiàn)了自動 縱切機(jī)高精度差、省人力，節(jié)約板材的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖 圖2為本發(fā)明的原理框圖 圖3為本發(fā)明的TCP/IP的的通信流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 如圖1和圖2所示，一種新型的縱切機(jī)控制系統(tǒng)，所述縱切機(jī)落刀、加油動作受繼 電器控制，所述縱切機(jī)上安裝有數(shù)把刀具，所述的刀具速度位置由伺服電機(jī)控制，所述控制 系統(tǒng)包括主控制器，還包括人機(jī)界面、伺服電機(jī)驅(qū)動器，輸入輸出控制單元，所述主控制器 的輸入端連接有上位機(jī)，上位機(jī)和主控制器之間通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)雙向通訊，所述主控 制器的輸出端連接有伺服電機(jī)驅(qū)動器以及輸入輸出控制單元，所述主控制器和伺服電機(jī)驅(qū) 動器之間通過高速驅(qū)動通訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接，所述主控制器和輸入輸出控制單 元之間通過ProfibusDp總線實(shí)現(xiàn)雙向通訊，所述輸入輸出控制單元通過遠(yuǎn)程I/O控制繼電 器；所述的主控器還和玻璃生產(chǎn)線上的橫切機(jī)、缺陷監(jiān)測機(jī)以及斷板檢測機(jī)之間采用TCP/ IP形式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
[0010] 所述的主控制器為SimotionD425控制單元，SimotionD425里面集成了 CU320,但 是每個(gè)CU320最多只能控制6根軸，所以當(dāng)多于6根軸的時(shí)候，就需要擴(kuò)展額外CU320,本發(fā) 明需要10根軸，因此需要通過擴(kuò)展一個(gè)⑶320來控制4根軸。⑶320通過ProfibusDp來實(shí) 現(xiàn)和SimotionD425之間的數(shù)據(jù)交換。
[0011] 所述伺服驅(qū)動器采用的是新一代的伺服驅(qū)動器Sinamics S120,伺服驅(qū)動器 Sinamics S120具有模塊化的設(shè)計(jì)，各模塊間(包括控制單元模塊、整流/回饋模塊、電機(jī)模 塊、傳感器模塊和電機(jī)編碼器等)通過高速驅(qū)動通訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接，伺服驅(qū)動器 驅(qū)動的伺服電機(jī)自帶編碼器，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，定位精度高； 所述人機(jī)界面是SIMATIC MP277面板，與主控制器SimotionD425之間通過ProfibusDp 形成的工業(yè)以太網(wǎng)連接，完成系統(tǒng)參數(shù)和切割參數(shù)的設(shè)置以及系統(tǒng)狀態(tài)的檢測任務(wù)，此面 板具有大屏幕、高亮度和高對比度的顯示屏，從而極大地優(yōu)化了操作員控制和監(jiān)視。與常規(guī) 使用按鈕和指示燈來進(jìn)行調(diào)速操作和監(jiān)視相比，使用此人機(jī)界面可以直觀的操控整個(gè)全自 動縱切機(jī)控制系統(tǒng)，更易于操作員操作和監(jiān)視。
[0012] 所述輸入輸出控制單元為ET200M，和主控制器間SimotionD425通過ProfibusDp總 線實(shí)現(xiàn)雙向通訊，完成對DI/D0的控制； 所述主控制器SimotionD425和缺陷檢測機(jī)、橫切機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信，采用 TCP/IP的數(shù)據(jù)通訊形式，通過缺陷檢測機(jī)傳送過來的玻璃原板寬，拉邊寬度，玻璃跑偏等數(shù) 據(jù)判斷縱切刀落刀的位置和跑偏跟蹤，通過橫切機(jī)傳送過來的切痕位置，實(shí)現(xiàn)上下游縱切 刀切換時(shí)正好切換在橫切切痕上，不浪費(fèi)板材。
[0013] 如圖3所示，所述TCP/IP協(xié)議是一組包括TCP協(xié)議和IP協(xié)議，UDP協(xié)議、ICMP協(xié) 議和其他一些協(xié)議的協(xié)議組。TCP/IP協(xié)議基于0SI的七層參考模型構(gòu)架，但只采用了其中 的四層，根據(jù)傳輸層使用的協(xié)議不同，基于以太網(wǎng)的TCP/IP通信分為TCP和UDP兩種。TCP (Transmission Control Protocol,傳輸控制協(xié)議)提供的是面向連接、可靠的字節(jié)流服務(wù)。 當(dāng)客戶和服務(wù)器彼此交換數(shù)據(jù)前，必須先在雙方之間建立一個(gè)TCP連接，之后才能傳輸數(shù) 據(jù)。TCP提供超時(shí)重發(fā)，丟棄重復(fù)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，流量控制等功能，保證數(shù)據(jù)能從一端傳到 另一端。UDP (User Data Protocol,用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是一個(gè)簡單的面向數(shù)據(jù)報(bào)的運(yùn)輸層 協(xié)議。UDP不提供可靠性，它只是把應(yīng)用程序傳給IP層的數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去，但是并不能保證 它們能到達(dá)目的地。由于UDP在傳輸數(shù)據(jù)報(bào)前不用在客戶和服務(wù)器之間建立一個(gè)連接，且 沒有超時(shí)重發(fā)等機(jī)制，故而傳輸速度很快。為保證通信雙方的可靠的無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)交換，本 項(xiàng)目采用前者來建立連接。
[0014] 在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通信的兩個(gè)進(jìn)程相互作用的主要模式是客戶機(jī)/服務(wù)器 (Client/ Server)模式，即客戶端向服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器接收到請求后提供相應(yīng)的服 務(wù)。在本項(xiàng)目中，需要建立兩個(gè)TCP/IP連接，第一個(gè)TCP/IP連接是橫切機(jī)和全自動縱切機(jī) 進(jìn)行通信，橫切機(jī)作為服務(wù)器，全自動縱切機(jī)作為客戶端，縱切機(jī)作為客戶端主動請求服務(wù) 器，判斷橫切切痕的位置，完成縱切機(jī)上下游的換刀，第二個(gè)TCP/IP連接是全自動縱切機(jī) 和缺陷檢測之間的連接，全自動縱切機(jī)作為客戶端，缺陷檢測作為服務(wù)器，縱切機(jī)請求缺陷 檢測服務(wù)器，完成讀取玻璃寬度、拉邊寬度、玻璃跑偏等數(shù)據(jù)的接收，并向服務(wù)器傳送縱切 刀的位置。
【權(quán)利要求】
1. 一種新型的縱切機(jī)控制系統(tǒng)，所述縱切機(jī)落刀、加油動作受繼電器控制，所述縱切機(jī) 上安裝有數(shù)把刀具，所述的刀具速度位置由伺服電機(jī)控制，所述控制系統(tǒng)包括主控制器，其 特征在于：還包括人機(jī)界面、伺服電機(jī)驅(qū)動器，輸入輸出控制單元，所述主控制器的輸入端 連接有上位機(jī)，上位機(jī)和主控制器之間通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)雙向通訊，所述主控制器的輸 出端連接有伺服電機(jī)驅(qū)動器以及輸入輸出控制單元，所述主控制器和伺服電機(jī)驅(qū)動器之間 通過高速驅(qū)動通訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接，所述主控制器和輸入輸出控制單元之間通 過ProfibusDp總線實(shí)現(xiàn)雙向通訊，所述輸入輸出控制單元通過遠(yuǎn)程I/O控制繼電器；所述的 主控器還和玻璃生產(chǎn)線上的橫切機(jī)、缺陷監(jiān)測機(jī)以及斷板檢測機(jī)之間采用TCP/IP形式進(jìn) 行數(shù)據(jù)通訊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的縱切機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述主控制器為 SimotionD425控制單元，內(nèi)部集成CU320控制單元，所述CU320控制單元和SimotionD425 控制單元之間通過ProfibusDp實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的縱切機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述伺服電機(jī)驅(qū) 動器為Sinamics S120,與主控制器SimotionD425之間通過高速驅(qū)動通訊接口 DRIVE-CLiQ 相互連接；所述Sinamics S120采用模塊化設(shè)計(jì)，包括控制單元模塊、整流/回饋模塊、電機(jī) 模塊、傳感器模塊和電機(jī)編碼器，所述伺服電機(jī)自帶編碼器，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的縱切機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述人機(jī)界面為 SIMATIC MP277面板，與主控制器SimotionD425之間通過工業(yè)以太網(wǎng)連接，完成系統(tǒng)參數(shù) 和切割參數(shù)的設(shè)置以及系統(tǒng)狀態(tài)的檢測任務(wù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的縱切機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述輸入輸出控 制單元為ET200M，和主控制器間SimotionD425通過ProfibusDp總線實(shí)現(xiàn)雙向通訊，完成對 DI/D0的控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的縱切機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述主控制器 SimotionD425和缺陷檢測機(jī)、橫切機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信，采用TCP/IP的數(shù)據(jù)通訊形 式。
【文檔編號】C03B33/037GK104140201SQ201410392457
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】王昌華, 郝立民, 廖東平 申請人:中意凱盛（蚌埠）玻璃冷端機(jī)械有限公司