本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)，屬復(fù)合材料生產(chǎn)機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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通常的樹脂復(fù)合片材或板材帶材或PP蜂窩板所用的皮帶輥壓機(jī)在速度控制方面，調(diào)速時需要操作人員接近皮帶滾壓主機(jī)直接通過變頻器的操作面板對滾壓機(jī)的上傳動主輥、下傳動主輥進(jìn)行獨(dú)立開環(huán)速度控制，然后依照變頻器面板上顯示的頻率來計(jì)算實(shí)際的線速度，無法直觀查看當(dāng)前線速度。且因?yàn)榻嚯x操作生產(chǎn)中的機(jī)器，噪音、粉塵、主機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)都對操作人員的安全帶來隱患。

在高度控制方面，加熱區(qū)、冷卻區(qū)、中間抬升輥的高度控制部分完全依靠操作工肉眼觀看行程，無法精確控制上升和下降的高度。即使在主機(jī)上安裝人機(jī)界面（即觸摸屏）進(jìn)行觀察，，也會帶來同樣的安全問題。

同時，車間多臺皮帶滾壓主機(jī)各自獨(dú)立操作，無法形成一個操作系統(tǒng)，需要分別前往每臺主機(jī)旁邊才能進(jìn)行相關(guān)操作。

以上這些都會給現(xiàn)場操作帶來不便和安全隱患，影響生產(chǎn)效率的同時造成操作失誤。上下傳動輥產(chǎn)生的速差也會對復(fù)合材料板面造成影響，降低成品率，給復(fù)合材料生產(chǎn)廠家造成很大損失。因此，一種新型復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)非常重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型提供一種復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)，由一部或多部手機(jī)或者一部平板電腦來統(tǒng)一控制多臺復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)的上傳動輥、下傳動輥的速度，控制其加熱區(qū)、冷卻區(qū)、中間抬升輥的高度，控制復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)將原材料樹脂復(fù)合片材或板材帶材或PP蜂窩板壓制成為兩層或兩層以上的樹脂復(fù)合片材（兩層）或板材（多于兩層）。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)，其特征在于：包括有主控系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、無線以太網(wǎng)SCALANCE系統(tǒng)、人機(jī)操作界面；所述主控系統(tǒng)包括有可編程邏輯控制器（PLC）；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括有兩個帶工業(yè)以太網(wǎng)接口的伺服驅(qū)動器、三個帶工業(yè)以太網(wǎng)Profinet通訊接口的絕對值編碼器，復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)上自帶五個無線客戶端模塊，五個無線客戶端模塊分別與各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)一一對應(yīng)連接，各客戶端模塊緊靠RCOAX電纜安裝；其中，兩個伺服驅(qū)動器控制復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)的上、下傳動輥的線速度，三個絕對值編碼器控制復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)的加熱區(qū)、冷卻區(qū)、中間的抬升輥的高度；所述無線以太網(wǎng)SCALANCE系統(tǒng)采用基于PROFINET工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)的無線以太網(wǎng)SCALANCE系統(tǒng)，包括有五個無線交換機(jī)，各個無線交換機(jī)通過PROFINET工業(yè)總線互連，每個無線交換機(jī)對應(yīng)一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，每個無線交換機(jī)具有兩個無線網(wǎng)卡接口，第一個無線網(wǎng)卡接口采用5GHz頻段通道連接RCAOX電纜，實(shí)現(xiàn)與主控系統(tǒng)、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的通信，第二個無線網(wǎng)卡接口采用2.4GHz頻段通道連接全向天線，實(shí)現(xiàn)與人機(jī)操作界面的無線連接；所述人機(jī)操作界面采用手機(jī)或平板電腦；所述可編程邏輯控制器將運(yùn)算處理過的速度控制字實(shí)時傳送給上、下傳動輥以控制其線速度，把需要達(dá)到的高度值計(jì)算成十六進(jìn)制數(shù)寫給加熱區(qū)、冷卻區(qū)、中間抬升輥的絕對編碼器以控制三部分的高度；同時，將伺服驅(qū)動器的狀態(tài)字、實(shí)際速度反饋值傳送回可編程邏輯控制器，將絕對值編碼器當(dāng)前的十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)值通過PROFINET工業(yè)總線傳回可編程邏輯控制器，然后可編程邏輯控制器通過計(jì)算得出當(dāng)前的實(shí)際高度值；最后將各控制參數(shù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時無線傳送給人機(jī)操作界面以便監(jiān)控各實(shí)際參數(shù)值。

所述的一種復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)，其特征在于：所述復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)上自帶的五個無線客戶端模塊采用W747-1RR。

所述的一種復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)，其特征在于：所述無線交換機(jī)采用SCALANCE W788-1PRO。

所述的一種復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)，其特征在于：所述全向天線采用ANT795-4MA全向天線。

本實(shí)用新型中各部分的工作原理介紹如下：

1、基于PROFINET工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)的無線以太網(wǎng)SCALANCE系統(tǒng)：Profinet基于工業(yè)以太網(wǎng)的特點(diǎn)使得人們可以非常方便靈活的把WLAN(無線局域網(wǎng))應(yīng)用于Profinet通信中，SCALANCE系統(tǒng)正是針對無線應(yīng)用而設(shè)計(jì)，具有堅(jiān)固、安全、可靠的特點(diǎn)，非常適用于Profinet的無線通信。復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)綜合無線控制系統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)由SCALANCE W788-1PRO對應(yīng)連接各個主、從站構(gòu)成，用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。除周期性數(shù)據(jù)傳輸外，Profinet還提供所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)診斷和報警處理。SCALANCE系統(tǒng)包括種類豐富的訪問點(diǎn)AP、客戶端、天線以及相應(yīng)附件。

2、可編程邏輯控制器（PLC）：復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)選用的西門子s7-400 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?zé)o線讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。在s7-400 PLC中組態(tài)組態(tài)SCALANCE W788-1PRO。用從站的讀、寫程序通過現(xiàn)場總線來控制各個從站。

3、帶工業(yè)以太網(wǎng)接口的伺服驅(qū)動器：復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)選用帶工業(yè)以太網(wǎng)接口的伺服驅(qū)動器SINAMICS S120，伺服驅(qū)動器作為各輥電機(jī)的驅(qū)動器。此伺服驅(qū)動器特點(diǎn)是更高的技術(shù)性能和更快的動態(tài)響應(yīng)，內(nèi)置有安全功能，且因內(nèi)置編碼器，此調(diào)速系統(tǒng)使用了閉環(huán)伺服控制方式，和常規(guī)的變頻控制相比這種控制方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：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，本系統(tǒng)伺服驅(qū)動器帶工業(yè)以太網(wǎng)接口，上、下傳動輥的驅(qū)動器均被定義為本系統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的從站，與無線網(wǎng)絡(luò)中的PLC實(shí)時通訊，具有高響應(yīng)、與PLC及SCALANCE系統(tǒng)高兼容性的特點(diǎn)。

4、帶工業(yè)以太網(wǎng)Profinet通訊接口的絕對值編碼器：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(diǎn)，而且不用一直計(jì)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。工業(yè)以太網(wǎng)Profinet通訊接口，使得加熱區(qū)、冷卻區(qū)、中間抬升輥所用的編碼器可以接入無線通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)傳動部分與高度控制部分的統(tǒng)一控制。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Profinet通訊接口無線傳輸數(shù)據(jù)給PLC。

5、人機(jī)操作界面

復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)使用的人機(jī)界面可以是一部手機(jī)也可以是一部平板電腦，只要打開瀏覽器輸入IP地址進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)訪問界面，就可以通過工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)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以及SCALANCE系統(tǒng)實(shí)時通訊。使用移動終端可以不用接近設(shè)備主機(jī)就可以直觀的操控整個復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)自動控制系統(tǒng)，更易于操作員操作和監(jiān)視。且支持同時操作各不同IP地址的不同主機(jī)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一綜合控制。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

本實(shí)用新型使用PROFINET作為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊標(biāo)準(zhǔn)，與SCALANCE系統(tǒng)融合，組成一個無線工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，將傳動部分與高度控制部分融成一體，提高了系統(tǒng)可靠性和兼容性，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)控制電機(jī)的伺服驅(qū)動器以及人機(jī)界面進(jìn)行實(shí)時無線通訊，完美解決了困擾行業(yè)內(nèi)多年的傳動部分與高度控制部分無法統(tǒng)一遠(yuǎn)距離控制，廠區(qū)主機(jī)無法統(tǒng)一綜合控制，加熱區(qū)、冷卻區(qū)、中間抬升輥高度無法精確控制，操作員操作不便的難題。

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

如圖1所示，一種復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)無線控制系統(tǒng)，包括有由基于PROFINET工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)的無線以太網(wǎng)SCALANCE系統(tǒng)，可編程邏輯控制器（PLC）1，帶工業(yè)以太網(wǎng)接口的伺服驅(qū)動器2、3，工業(yè)以太網(wǎng)Profinet通訊接口的絕對值編碼器4、5、6，一部手機(jī)或平板電腦作為的人機(jī)操作界面7。

1、基于PROFINET工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)的無線以太網(wǎng)SCALANCE系統(tǒng)：如圖1，系統(tǒng)中一共采用5個無線交換機(jī)（AP）8，型號為SCALANCE W788-1PRO，每個AP由PROFINET工業(yè)總線互連且各自對應(yīng)一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該AP有兩個無線網(wǎng)卡接口，可以分別采用2.4GHz和5GHz兩個頻段。第1個無線網(wǎng)卡接口連接RCAOX電纜9。為了避免信道干擾，5個AP采用5個不同的5GHz信道，用于與主控系統(tǒng)、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的無線通信。第2個接口則采用ANT795-4MA全向天線10，采用2.4GHz頻段，用于與人機(jī)操作界面，即手機(jī)或平板電腦的無線連接，方便調(diào)試與操作。復(fù)合材料皮帶滾壓主機(jī)上的無線客戶端模塊11選用W747-1RR，安裝在設(shè)備本體上?？蛻舳颂炀€緊靠RCOAX電纜安裝。硬件安裝完畢后，對PLC及各執(zhí)行機(jī)構(gòu)即上傳動輥、下傳動輥、三個編碼器及手機(jī)或平板電腦進(jìn)行IP分配。網(wǎng)絡(luò)中的地址分別定義為1，2，3，4，5，6，7。

2、可編程邏輯控制器（PLC）： 首先在PLC中組態(tài)五個AP，將其分別組態(tài)進(jìn)PROFINET系統(tǒng)， PLC通過調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFC14、SFC15激活PROFINET接口來無線讀、寫各從站。將運(yùn)算處理過的速度控制字實(shí)時傳送給上、下傳動輥以控制其線速度；把需要達(dá)到高度值計(jì)算成絕對值編碼器識別的十六進(jìn)制數(shù)寫給加熱區(qū)、冷卻區(qū)、中間抬升輥的編碼器以控制三部分的高度。同時，將伺服驅(qū)動器的狀態(tài)字、實(shí)際速度反饋值傳送回PLC；將帶PROFINET通訊接口的絕對值編碼器當(dāng)前的十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)值統(tǒng)過總線傳回PLC，然后PLC通過計(jì)算得出當(dāng)前的實(shí)際高度值。最后將各控制參數(shù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時無線傳送給人機(jī)界面以便監(jiān)控各實(shí)際參數(shù)值。

3、帶工業(yè)以太網(wǎng)接口的伺服驅(qū)動器：控制上壓輥和下壓輥的地址為2，3的SINAMICS S120驅(qū)動器通過無線工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與PLC通訊。兩臺伺服驅(qū)動器依據(jù)內(nèi)置編碼器信號進(jìn)行伺服閉環(huán)控制的同時，將經(jīng)處理后的實(shí)際速度反饋值通過工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)傳送給PLC。

4、工業(yè)以太網(wǎng)Profinet通訊接口的絕對值編碼器：地址3，4，5為已經(jīng)設(shè)置好的加熱區(qū)、冷卻區(qū)、中間抬升輥的編碼器分別通過無線工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與PLC進(jìn)行通訊。

5、人機(jī)界面：地址為7的人機(jī)界面可以是一部手機(jī)也可以是一部平板電腦，通過自帶的瀏覽器，輸入相應(yīng)的IP地址，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)訪問界面，即可以訪問PLC中的各項(xiàng)參數(shù)及數(shù)據(jù)，間接的訪問各網(wǎng)絡(luò)子站，因此可以進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)試及直接控制。