拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)，包括有多個PLC，其中一個PCL設(shè)為整個系統(tǒng)的主站，其余PLC分別由主站控制，其余PLC分別通過以太網(wǎng)交換機(jī)一一對應(yīng)配置于多個拉邊機(jī)，且每個拉邊機(jī)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器分別通過以太網(wǎng)交換機(jī)與各自對應(yīng)的PLC構(gòu)成子網(wǎng)絡(luò)，每個拉邊機(jī)對應(yīng)的PLC作為子網(wǎng)絡(luò)的主站，子網(wǎng)絡(luò)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器設(shè)定為從站。
【專利說明】拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及浮法玻璃生產(chǎn)線控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體為一種浮法玻璃生產(chǎn)線中拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以普通600T/D的浮法玻璃生產(chǎn)線為例，通常使用的拉邊機(jī)數(shù)量為8對，16臺。傳統(tǒng)控制方法是每臺拉邊機(jī)獨立進(jìn)行控制，拉邊機(jī)的幾大動作(下壓、行走、擺動、旋轉(zhuǎn))均由工人在現(xiàn)場手動控制相應(yīng)的普通異步電機(jī)完成操作。玻璃改板時，需要依次在現(xiàn)場調(diào)整拉邊機(jī)的以上各執(zhí)行機(jī)構(gòu)。特別是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在調(diào)整時因電機(jī)為普通異步電機(jī)，也無閉環(huán)控制，往往每臺拉邊機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度各不相同，這就對玻璃的板面造成了很大的影響，降低了玻璃的成品率，如需生產(chǎn)厚度在Imm以下的玻璃，更是無法實現(xiàn)超低速的旋轉(zhuǎn)動作。因此，一種新型可靠的拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0005]拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)，應(yīng)用于浮法玻璃生產(chǎn)線多個拉邊機(jī)，每個拉邊機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一對分別控制左、右拉邊桿旋轉(zhuǎn)的伺服驅(qū)動器，左側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及右側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括有多個PLC，其中一個PCL設(shè)為整個系統(tǒng)的主站，且主站接入有人機(jī)交互界面，其余PLC分別由主站控制，每個拉邊機(jī)中，左側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及右側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別安裝有帶通訊結(jié)構(gòu)的絕對值編碼器，還包括有PROFINET以太網(wǎng)交換機(jī)，除主站外，其余PLC分別通過以太網(wǎng)交換機(jī)一一對應(yīng)配置于多個拉邊機(jī)，且每個拉邊機(jī)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器分別通過以太網(wǎng)交換機(jī)與各自對應(yīng)的PLC通訊連接，由每個拉邊機(jī)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器、每個拉邊機(jī)對應(yīng)配置的PLC構(gòu)成子網(wǎng)絡(luò)，每個拉邊機(jī)對應(yīng)的PLC作為子網(wǎng)絡(luò)的主站對子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行硬件組態(tài)，定義子網(wǎng)絡(luò)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器的網(wǎng)絡(luò)地址，并設(shè)定子網(wǎng)絡(luò)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器為從站，子網(wǎng)絡(luò)中主站周期讀取各個從站的輸入信息并周期向從站發(fā)送輸出信息。
[0006]主站通過1-Device模式控制其余PLC。
[0007]本發(fā)明用于對生產(chǎn)線所有拉邊機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一控制，以控制每臺拉邊機(jī)的下壓、行走、擺動、旋轉(zhuǎn)動作，將熔融的玻璃液順利拉出浮法玻璃生產(chǎn)線的錫槽
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點為:使用PROFINET以太網(wǎng)交換機(jī)作為工業(yè)總線，組成一個大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，將各臺拉邊機(jī)融成一體，也將所有拉邊機(jī)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)融成一體。提高了系統(tǒng)可操作性、可靠性和兼容性，其中一個可編程邏輯控制器(PLC)作為系統(tǒng)的主站，起大腦的作用，通過程序運(yùn)算、與閉環(huán)控制伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動器以及人機(jī)界面進(jìn)行實時通訊，完美解決了困擾行業(yè)內(nèi)多年的浮法玻璃生產(chǎn)線所有拉邊機(jī)不能統(tǒng)一綜合實時控制，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)無法納入一個系統(tǒng)，普通變頻驅(qū)動無法生產(chǎn)超薄板的難題?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明具體實施例中系統(tǒng)原理框圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示。拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)，應(yīng)用于浮法玻璃生產(chǎn)線多個拉邊機(jī)，每個拉邊機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一對分別控制左、右拉邊桿旋轉(zhuǎn)的伺服驅(qū)動器，左側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及右側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括有多個PLC，其中一個PCL設(shè)為整個系統(tǒng)的主站，且主站接入有人機(jī)交互界面，其余PLC分別由主站控制，每個拉邊機(jī)中，左側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及右側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別安裝有帶通訊結(jié)構(gòu)的絕對值編碼器，還包括有PROFINET以太網(wǎng)交換機(jī)，除主站外，其余PLC分別通過以太網(wǎng)交換機(jī)一一對應(yīng)配置于多個拉邊機(jī)，且每個拉邊機(jī)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器分別通過以太網(wǎng)交換機(jī)與各自對應(yīng)的PLC通訊連接，由每個拉邊機(jī)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器、每個拉邊機(jī)對應(yīng)配置的PLC構(gòu)成子網(wǎng)絡(luò)，每個拉邊機(jī)對應(yīng)的PLC作為子網(wǎng)絡(luò)的主站對子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行硬件組態(tài)，定義子網(wǎng)絡(luò)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器的網(wǎng)絡(luò)地址，并設(shè)定子網(wǎng)絡(luò)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器為從站，子網(wǎng)絡(luò)中主站周期讀取各個從站的輸入信息并周期向從站發(fā)送輸出信息。
[0011]本發(fā)明中，PROFINET以太網(wǎng)交換機(jī)是西門子公司提出的一種基于以太網(wǎng)通訊的一種工業(yè)用的通訊模式。它與其他的工業(yè)通訊方式，比如MP1、Profibus DP等總線相比，顯著的優(yōu)越性是:速度快，穩(wěn)定性高，抗干擾能力強(qiáng)，互聯(lián)性和兼容性好。其通信速率可達(dá)100Mb/s，而傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線最高速率只有12Mb/s (如西門子Profibus-DP)。顯然，以太網(wǎng)的速率要比傳統(tǒng)現(xiàn)場總線要快的多。特別是一些特殊的浮法玻璃生產(chǎn)線，拉邊機(jī)使用多達(dá)48臺，高速、小干擾的工業(yè)以太網(wǎng)的使用尤為重要，為生產(chǎn)線所有拉邊機(jī)的統(tǒng)一控制提供了通訊基礎(chǔ)。
[0012]本發(fā)明中，拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)選用的西門子S7-300可編程邏輯控制器PLC，在網(wǎng)絡(luò)中作為整個系統(tǒng)的主站也是控制系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。對于整個網(wǎng)絡(luò)，O號PLC做為大腦通過1-Device模式控制其余的PLC，以實現(xiàn)一臺上位人機(jī)界面統(tǒng)一綜合控制所有拉邊機(jī)的目的。在每一對拉邊機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的子網(wǎng)絡(luò)中，各PLC對子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行硬件組態(tài)，定義控制左、右拉邊桿旋轉(zhuǎn)的兩臺伺服驅(qū)動器，左側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及右側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)所用的六個帶通訊接口的絕對值編碼器在網(wǎng)絡(luò)中的地址。用從站的讀、寫程序通過現(xiàn)場總線來控制各個從站。
[0013]本發(fā)明中，伺服驅(qū)動器采用的是新一代的驅(qū)動產(chǎn)品SINAMICS S120，它將逐步取代現(xiàn)有的MASTERDRIVES及SM0DRIVE系列的驅(qū)動系統(tǒng)。SINAMICS S120具有模塊化的設(shè)計。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。且因為伺服驅(qū)動器相對應(yīng)的伺服電機(jī)自帶編碼器，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，和常規(guī)的開環(huán)變壓/變頻控制(V/f)相比這種控制方式具有以下優(yōu)點:零速時仍然具有額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載能力，速度控制的精度更高，速度控制和轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)性能得到改善。同時，伺服驅(qū)動器可完美嵌入PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)，其被定義為本系統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的從站，與PLC實時通訊，具有高響應(yīng)、與PLC高兼容性的特點。
[0014]本發(fā)明中，帶通訊接口的絕對值編碼器和傳統(tǒng)的增量型編碼器不同是由光電碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對編碼器由機(jī)械位置決定的每個位置是唯一的，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。帶通訊接口，使得左右兩側(cè)拉邊機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所用的所有編碼器都可以接入通訊工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)所有拉邊機(jī)各機(jī)械位置可以在上位人機(jī)界面中統(tǒng)一監(jiān)控和控制。絕對值編碼器具有多種輸出碼制(二進(jìn)制碼、十進(jìn)制BCD碼、格雷碼)，可以直接通過通訊接口提供給PLC。
[0015]本發(fā)明中，拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)使用的人機(jī)界面是SIMATIC MP377面板，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。其前端防護(hù)等級為IP65/NEMA4、高抗振性，非常適合拉邊機(jī)所處的工業(yè)環(huán)境。此面板通過PROFINET進(jìn)行通訊，其被定義為本系統(tǒng)中工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的從站與PLC實時通訊。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拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)，更易于操作員操作和監(jiān)視。
[0016]具體實施例:
[0017]現(xiàn)場工業(yè)以太網(wǎng)通訊總線PROFINET:通過PROFINET電纜將所有PLC、、人機(jī)界面組在一個工業(yè)網(wǎng)絡(luò)之中，可編程控制器(O號CPU)做為總系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的主站，各對拉邊機(jī)的CPU做為系統(tǒng)的從站。在PLC總線的硬件配置里將傳速速率設(shè)置為100Mbps，同時將PLC主站在網(wǎng)絡(luò)中的地址定義為192.168.0.10，從站PLC分別定義網(wǎng)絡(luò)地址為192.168.0.11?18，人機(jī)界面在網(wǎng)絡(luò)中的地址分別定義為192.168.0.19?34。
[0018]在各對拉邊機(jī)的子網(wǎng)絡(luò)中，PLC做為子網(wǎng)絡(luò)的主站，伺服驅(qū)動器S120，帶通訊接口的編碼器做為子網(wǎng)絡(luò)的從站。將PLC主站在子網(wǎng)絡(luò)中的地址定義為192.168.0.2，從站伺服驅(qū)動器和編碼器分別定義網(wǎng)絡(luò)地址為192.168.0.3?9。
[0019]可編程邏輯控制器(PLC):0號CPU上有兩個PROFINET接口，一個是進(jìn)線口，一個出線口。將以太網(wǎng)快速總線連接器插在此CPU的PROFINET接口上。此處，出線口連下一個CPU,出線口連接地址為11的PLC。PLC通過組態(tài)1-Device模式激活接口來讀、寫各從站。
[0020]伺服驅(qū)動器:地址為3的SINAMICS S120伺服驅(qū)動器，其通訊接口上也插一快速總線連接器，其進(jìn)線口連接地址為2的PLC主站，出線口連帶通訊接口的編碼器。依次，地址為4的SINAMICS S120伺服驅(qū)動器和各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的編碼器都通過快速總線連接器串入本系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。
[0021]帶通訊接口的絕對值編碼器:首先將左右行走、下壓、擺動電機(jī)的編碼器上的地址撥碼設(shè)置為5，6，7，8，9，10。然后將地址為5的絕對值編碼器接線通道的進(jìn)線口連接地址為6的絕對值編碼器，依次地址為7，8，9，10的絕對值編碼器都串入本系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。
[0022]人機(jī)界面:同樣，在人機(jī)界面的后方有一通訊接口，將一快速總線連接器插在此通訊接口上。經(jīng)PLC內(nèi)部硬件組態(tài)，通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳送所有控制參數(shù)，速度反饋值和實際位置值。在人機(jī)界面上可以輸入目標(biāo)值并監(jiān)控各對拉邊機(jī)當(dāng)前實際速度值，當(dāng)前實際擺動角度值，當(dāng)前實際行走位置值，當(dāng)前實際下壓位置值。
【權(quán)利要求】
1.拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)，應(yīng)用于浮法玻璃生產(chǎn)線多個拉邊機(jī)，每個拉邊機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一對分別控制左、右拉邊桿旋轉(zhuǎn)的伺服驅(qū)動器，左側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及右側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括有多個PLC，其中一個PCL設(shè)為整個系統(tǒng)的主站，且主站接入有人機(jī)交互界面，其余PLC分別由主站控制，每個拉邊機(jī)中，左側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及右側(cè)下壓、行走、擺動執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別安裝有帶通訊結(jié)構(gòu)的絕對值編碼器，還包括有PROFINET以太網(wǎng)交換機(jī)，除主站外，其余PLC分別通過以太網(wǎng)交換機(jī)——對應(yīng)配置于多個拉邊機(jī)，且每個拉邊機(jī)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器分別通過以太網(wǎng)交換機(jī)與各自對應(yīng)的PLC通訊連接，由每個拉邊機(jī)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器、每個拉邊機(jī)對應(yīng)配置的PLC構(gòu)成子網(wǎng)絡(luò)，每個拉邊機(jī)對應(yīng)的PLC作為子網(wǎng)絡(luò)的主站對子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行硬件組態(tài)，定義子網(wǎng)絡(luò)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器的網(wǎng)絡(luò)地址，并設(shè)定子網(wǎng)絡(luò)中伺服驅(qū)動器、絕對值編碼器為從站，子網(wǎng)絡(luò)中主站周期讀取各個從站的輸入信息并周期向從站發(fā)送輸出信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉邊機(jī)綜合控制系統(tǒng)，其特征在于:主站通過1-Device模式控制其余PLC。
【文檔編號】G05B19/418GK103513634SQ201310269858
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】邢寶山, 陳坤, 盧佩慶, 鄭纖秀, 王亮, 王家剛, 陶洪洋, 許新林, 王海榮, 丁蕾 申請人:蚌埠凱盛工程技術(shù)有限公司