專利名稱：一種集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及漆包機設備，特別涉及一種熱風循環(huán)型漆包機設備的電氣控制系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有作為漆包機電工設備控制核心的電氣控制系統(tǒng)普遍采用結構簡單、維護方便的常規(guī)儀表和繼電器組合的控制方式，由于它未提供信息交互接口，使得企業(yè)管理與生產現(xiàn)場信息隔絕，造成上層管理人員不能實時監(jiān)控設備狀態(tài)和生產結果，一線操作人員未能及時執(zhí)行生產指令并反饋生產信息的局面。同時近年來發(fā)展起來的漆包機微機控制系統(tǒng)， 如利用嵌入式單板機等作為主控器的漆包機微機控制系統(tǒng)，均存在著現(xiàn)場生產信息采集及生產管理不便，以及由于長時間工作或者電磁干擾而產生工作不穩(wěn)定等問題，如無法在線監(jiān)測電能和產量，難以對生產數(shù)據(jù)進行管理和統(tǒng)計分析、主控器常出現(xiàn)死機或者失控現(xiàn)象， 造成漆包線生產事故，影響生產效率。圖1是現(xiàn)有漆包機電氣控制系統(tǒng)的原理圖，若干K型熱電偶11分布在烘爐內，采集溫度信號后輸入溫控表12，再由溫控表12輸出PWM信號驅動晶間管13，進而控制加熱管14 ；變頻器15通過面板來設置電機16的轉速，從而調節(jié)走線速度。該控制系統(tǒng)存在如下缺點是1)沒有電能計量裝置；2)不能現(xiàn)場信息收集和實時生產管理；3)不能實現(xiàn)網(wǎng)絡化控制，各個溫度控制系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)等分立控制系統(tǒng)相互獨立，無法實現(xiàn)優(yōu)化控制，也不利于節(jié)約電能。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠實現(xiàn)漆包線現(xiàn)場生產數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、控制、報表生成等任務的集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)。本發(fā)明的漆包機電氣控制系統(tǒng)采用雙重冗余控制模式，可以保證漆包線生產能夠長時間不間斷的連續(xù)穩(wěn)定工作，大大提高生產線的數(shù)字化程度和保障生產的連續(xù)性。本發(fā)明具有重大的經濟價值和應用前景。本發(fā)明的技術方案是本發(fā)明的漆包機電氣控制系統(tǒng)，包括有直流電源、控制單元、人機界面、變頻器模塊、電能計量模塊、溫控模塊、IO輸入模塊，其中直流電源為控制單元、人機界面、IO輸入模塊提供工作電源，控制單元分別與人機界面、變頻器模塊、電能計量模塊、溫控模塊、IO輸入模塊進行數(shù)據(jù)交互。上述控制單元通過總線接口 RS485或者RS232分別與人機界面、變頻器模塊、電能計量模塊、溫控模塊、IO輸入模塊進行數(shù)據(jù)交互。上述控制單元與人機界面、變頻器模塊、電能計量模塊、溫控模塊和IO輸入模塊通過信號連接電纜直接連接，控制單元與直流電源通過電纜連接。上述控制單元與人機界面設于輔助控制柜，直流電源、變頻器模塊、電能計量模塊、溫控模塊和IO輸入模塊設于主控制柜內。上述溫控模塊內自帶有CPU。上述變頻器模塊內自帶有CPU。本發(fā)明的漆包機控制系統(tǒng)具有以下有益效果通過工業(yè)總線將控制單元與變頻器模塊、電能計量模塊、溫控模塊、IO輸入模塊等模塊連接起來，簡化了控制系統(tǒng)結構，使得控制接線大大簡化，在節(jié)省人力成本的同時，也避免接線錯誤的隱患；本發(fā)明漆包機控制系統(tǒng)具有友好的人機界面，充分降低了工人勞動強度，使得操作變得簡單；采用雙重冗余控制模式使得控制系統(tǒng)的可靠性得到提升，具有極強的實用性和推廣價值。本發(fā)明是一種設計合理，方便實用的集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)。


圖1是現(xiàn)有漆包機電氣控制系統(tǒng)的結構示意圖2是本發(fā)明集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明
本發(fā)明實施例集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)的原理圖如圖2所示，該集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)包括有直流電源21、控制單元22、人機界面23、變頻器模塊24、電能計量模塊25、溫控模塊沈、IO輸入模塊27，其中直流電源21為控制單元22、人機界面 23、IO輸入模塊27提供工作電源，控制單元22分別與人機界面23、變頻器模塊24、電能計量模塊25、溫控模塊26、IO輸入模塊27進行數(shù)據(jù)交互。上述控制單元22通過現(xiàn)場總線接口 RS485或者RS232分別與人機界面23、變頻器模塊24、電能計量模塊25、溫控模塊26、10輸入模塊27進行數(shù)據(jù)交互。在本發(fā)明所述的漆包機控制系統(tǒng)中，所述控制單元有兩個RS485通訊接口，一個RS232通訊接口。上述控制單元22與人機界面23、變頻器模塊24、電能計量模塊25、溫控模塊沈和 IO輸入模塊27通過信號連接電纜直接連接，控制單元22與直流電源21通過電纜連接。本實施例中，所述溫控模塊沈的通訊接口連接到控制單元22的第一個RS485接口。所述變頻器模塊M的通訊接口連接到控制單元22的第一個RS485接口。所述IO輸入模塊27是通訊接口連接到控制單元22的第一個RS485接口。所述電能計量模塊25的通訊接口連接到控制單元22的第二個RS485接口。所述人機界面23的通訊接口連接到控制單元22的RS232接口。所述直流電源21主回路連接到市電，直流輸出端連接到控制單元22、人機界面23、IO輸入模塊27的電源輸入端。本實施例中，上述控制單元22與人機界面23設于輔助控制柜，直流電源21、變頻器模塊24、電能計量模塊25、溫控模塊沈和IO輸入模塊27設于主控制柜內。本實施例中，控制單元22通過RS232接口與人機界面23通訊，控制單元22接收來自人機界面23的觸控命令，控制單元22觸控命令解碼后，將相應數(shù)據(jù)如溫度、速度等數(shù)據(jù)返回給人機界面23，人機界面23以圖表形式將這些數(shù)據(jù)進行顯示或者存儲。本實施例中，溫控模塊沈內自帶有CPU，按預存指令采集溫度信號，而溫度信息是模擬量，溫控模塊會將原始的模擬量溫度信號轉換為數(shù)字信號，再傳送至控制單元22，控制單元22會根據(jù)人機界面23中設定值修改溫控模塊沈內寄存器，溫控模塊沈根據(jù)此寄存器內容，對輸出接口發(fā)出指令，控制溫度維持到設定水平。在控制單元22出現(xiàn)死機或者人機界面23出現(xiàn)故障時，利用溫控模塊沈自帶的控制面板，依然能夠實現(xiàn)對溫度參數(shù)的設置。本實施例中，變頻器模塊M內自帶有CPU，在工作前需要對CPU內部寄存器進行初始化設置，變頻器模塊M啟動后按寄存器設置內容工作?？刂茊卧?2會根據(jù)人機界面23 中電機速度設定值，設定變頻器模塊M內速度寄存器，變頻器模塊M電壓輸出端電壓根據(jù)此速度寄存器內容做出調整，連接到變頻器模塊M電壓輸出端的電機速度也出現(xiàn)相應變化，使得電機速度達到設定水平。在控制單元22出現(xiàn)死機或者人機界面23出現(xiàn)故障時，借助于變頻器模塊M自帶的控制面板，依然能夠實現(xiàn)對電機速度參數(shù)的設置。本發(fā)明在使用時，控制單元與人機界面、變頻器模塊、電能計量模塊、溫控模塊、IO 輸入模塊通過工業(yè)現(xiàn)場總線連接，進行信息交互?？刂茊卧?2與人機界面23通過RS232 接口通訊，控制單元22接收來自人機界面23的觸控命令，控制單元22將相應數(shù)據(jù)如溫度、 速度等數(shù)據(jù)返回給人機界面23，人機界面23以圖表形式將這些數(shù)據(jù)進行顯示或者存儲；變頻器模塊對、溫控模塊26、IO輸入模塊27掛接在控制單元22的第一個RS485接口上，利用MODBUS RTU協(xié)議進行通信，控制單元22與各個模塊的信息交互，分別實現(xiàn)電機速度調速功能、漆包機烘爐溫度控制功能、漆包線產量計量功能。電能計量模塊與控制單元的第二個 RS485接口連接，利用依據(jù)中華人民共和國電力行業(yè)標準DLT645-1997，主控器對電能計量模塊進行數(shù)據(jù)讀取，經計算處理，分析出電能消耗情況，實現(xiàn)電能計量功能。本發(fā)明可實現(xiàn)漆包機設備的烘爐溫度控制、電機速度控制、電能計量、產量計量等功能。本發(fā)明首先避免了僅由傳統(tǒng)分立式漆包機電氣控制方式，而帶來的關鍵數(shù)據(jù)交互的問題，如烘爐溫度、電機速度、電能消耗值等；其次，由于控制系統(tǒng)采用雙重冗余控制模式， 這避免了單純的數(shù)字控制系統(tǒng)，由于長期工作或者受惡劣電磁環(huán)境影響而出現(xiàn)不穩(wěn)定性， 造成的漆包線生產不連續(xù)情況的發(fā)生，因為在人機界面或者主控器死機后，還可以依靠溫控模塊和變頻器模塊自帶的控制面板對生產過程參數(shù)進行調整；最后，本發(fā)明采用聯(lián)動控制模式，在系統(tǒng)監(jiān)控的溫度參數(shù)出現(xiàn)異常時，根據(jù)預定的規(guī)則，可以及時調整若干風機速度或者改變若干風門的開啟度，使得異常監(jiān)控點的溫度得到快速恢復。本發(fā)明所述系統(tǒng)可以通過人機界面或者變頻器模塊與溫控模塊各自的控制面板兩種途徑對生產參數(shù)進行調節(jié)， 從根本上實現(xiàn)了生產自動控制、優(yōu)化控制及生產數(shù)據(jù)的管理，如實施單位產量/能耗優(yōu)化控制策略、烘爐自燃及防爆閾值調節(jié)策略，又如實現(xiàn)烘爐溫度、電能消耗、電機速度、產能等數(shù)據(jù)的存儲和圖表處理，亦解決了由于控制單元和人機界面在出現(xiàn)故障的情況下，漆包機控制系統(tǒng)依然能依賴變頻器模塊和溫控模塊繼續(xù)工作的問題。本發(fā)明結構簡單、可根據(jù)漆包機的進線頭數(shù)的變化進行拓展，人機界面豐富友好的，使操作更簡單操作方便、充分降低了工人勞動強度、實現(xiàn)了生產過程信息化的同時保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性，具有極強的實用性和推廣價值。從實施例可以看出本發(fā)明結構簡單、操作方便、充分降低了工人勞動強度、保障工人的生命安全、大大提高了生產效率，具有極強的實用性和推廣價值。
權利要求
1.一種集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于包括有直流電源(21)、控制單元(22)、人機界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計量模塊(25)、溫控模塊(26)、IO輸入模塊(27)，其中直流電源(21)為控制單元(22)、人機界面(23)、IO輸入模塊(27)提供工作電源，控制單元(22)分別與人機界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計量模塊(25)、溫控模塊 (26),10輸入模塊(27)進行數(shù)據(jù)交互。
2.根據(jù)權利要求1所述的集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制單元(22)通過總線接口 RS485或者RS232分別與人機界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計量模塊(25)、溫控模塊(26)、IO輸入模塊(27)進行數(shù)據(jù)交互。
3.根據(jù)權利要求1所述的集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制單元(22)與人機界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計量模塊(25)、溫控模塊(26)和IO輸入模塊(27 )通過信號連接電纜直接連接，控制單元(22 )與直流電源(21)通過電纜連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制單元(22)與人機界面(23)設于輔助控制柜，直流電源(21)、變頻器模塊(24)、電能計量模塊(25)、溫控模塊(26)和IO輸入模塊(27)集中設于主控制柜內。
5.根據(jù)權利要求1所述的集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于上述溫控模塊(26)內自帶有CPU。
6.根據(jù)權利要求1所述的集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于上述變頻器模塊(24)內自帶有CPU。
全文摘要
本發(fā)明是一種集成化、網(wǎng)絡化漆包機電氣控制系統(tǒng)。包括直流電源(21)、控制單元(22)、人機界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計量模塊(25)、溫控模塊(26)、IO輸入模塊(27)，其中直流電源(21)為控制單元(22)、人機界面(23)、IO輸入模塊(27)提供工作電源，控制單元(22)分別與人機界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計量模塊(25)、溫控模塊(26)、IO輸入模塊(27)進行數(shù)據(jù)交互。本發(fā)明實現(xiàn)漆包機設備的烘爐溫度控制、電機速度控制、電能計量、產量計量等功能，且結構簡單、可根據(jù)漆包機頭數(shù)的變化進行拓展，人機界面豐富友好，使操作更簡單方便、充分降低工人的勞動強度、實現(xiàn)生產過程信息化的同時保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有極強的實用性和推廣價值。
文檔編號H01B13/16GK102411357SQ20111036132
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權日2011年11月15日
發(fā)明者彭光林, 李揚, 林兆欣, 陳益民 申請人:廣東工業(yè)大學