專(zhuān)利名稱：一種集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及漆包機(jī)設(shè)備，特別涉及一種熱風(fēng)循環(huán)型漆包機(jī)設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有作為漆包機(jī)電工設(shè)備控制核心的電氣控制系統(tǒng)普遍采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)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(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息隔絕，造成上層管理人員不能實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和生產(chǎn)結(jié)果，一線操作人員未能及時(shí)執(zhí)行生產(chǎn)指令并反饋生產(chǎn)信息的局面。同時(shí)近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的漆包機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)， 如利用嵌入式單板機(jī)等作為主控器的漆包機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)，均存在著現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)信息采集及生產(chǎn)管理不便，以及由于長(zhǎng)時(shí)間工作或者電磁干擾而產(chǎn)生工作不穩(wěn)定等問(wèn)題，如無(wú)法在線監(jiān)測(cè)電能和產(chǎn)量，難以對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和統(tǒng)計(jì)分析、主控器常出現(xiàn)死機(jī)或者失控現(xiàn)象， 造成漆包線生產(chǎn)事故，影響生產(chǎn)效率。圖1是現(xiàn)有漆包機(jī)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(nèi)，采集溫度信號(hào)后輸入溫控表12，再由溫控表12輸出PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)晶間管13，進(jìn)而控制加熱管14 ；變頻器15通過(guò)面板來(lái)設(shè)置電機(jī)16的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)走線速度。該控制系統(tǒng)存在如下缺點(diǎn)是1)沒(méi)有電能計(jì)量裝置；2)不能現(xiàn)場(chǎng)信息收集和實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理；3)不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制，各個(gè)溫度控制系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)等分立控制系統(tǒng)相互獨(dú)立，無(wú)法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，也不利于節(jié)約電能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)漆包線現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、控制、報(bào)表生成等任務(wù)的集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)。本發(fā)明的漆包機(jī)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(chǎn)能夠長(zhǎng)時(shí)間不間斷的連續(xù)穩(wěn)定工作，大大提高生產(chǎn)線的數(shù)字化程度和保障生產(chǎn)的連續(xù)性。本發(fā)明具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用前景。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)，包括有直流電源、控制單元、人機(jī)界面、變頻器模塊、電能計(jì)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(jī)界面、IO輸入模塊提供工作電源，控制單元分別與人機(jī)界面、變頻器模塊、電能計(jì)量模塊、溫控模塊、IO輸入模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。上述控制單元通過(guò)總線接口 RS485或者RS232分別與人機(jī)界面、變頻器模塊、電能計(jì)量模塊、溫控模塊、IO輸入模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。上述控制單元與人機(jī)界面、變頻器模塊、電能計(jì)量模塊、溫控模塊和IO輸入模塊通過(guò)信號(hào)連接電纜直接連接，控制單元與直流電源通過(guò)電纜連接。上述控制單元與人機(jī)界面設(shè)于輔助控制柜，直流電源、變頻器模塊、電能計(jì)量模塊、溫控模塊和IO輸入模塊設(shè)于主控制柜內(nèi)。上述溫控模塊內(nèi)自帶有CPU。上述變頻器模塊內(nèi)自帶有CPU。本發(fā)明的漆包機(jī)控制系統(tǒng)具有以下有益效果通過(guò)工業(yè)總線將控制單元與變頻器模塊、電能計(jì)量模塊、溫控模塊、IO輸入模塊等模塊連接起來(lái)，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得控制接線大大簡(jiǎn)化，在節(jié)省人力成本的同時(shí)，也避免接線錯(cuò)誤的隱患；本發(fā)明漆包機(jī)控制系統(tǒng)具有友好的人機(jī)界面，充分降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，使得操作變得簡(jiǎn)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(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。本發(fā)明是一種設(shè)計(jì)合理，方便實(shí)用的集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)。


圖1是現(xiàn)有漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
本發(fā)明實(shí)施例集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)的原理圖如圖2所示，該集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)包括有直流電源21、控制單元22、人機(jī)界面23、變頻器模塊24、電能計(jì)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(jī)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(jī)界面23、變頻器模塊24、電能計(jì)量模塊25、溫控模塊26、IO輸入模塊27進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。上述控制單元22通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線接口 RS485或者RS232分別與人機(jī)界面23、變頻器模塊24、電能計(jì)量模塊25、溫控模塊26、10輸入模塊27進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。在本發(fā)明所述的漆包機(jī)控制系統(tǒng)中，所述控制單元有兩個(gè)RS485通訊接口，一個(gè)RS232通訊接口。上述控制單元22與人機(jī)界面23、變頻器模塊24、電能計(jì)量模塊25、溫控模塊沈和 IO輸入模塊27通過(guò)信號(hào)連接電纜直接連接，控制單元22與直流電源21通過(guò)電纜連接。本實(shí)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(gè)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(gè)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(gè)RS485接口。所述電能計(jì)量模塊25的通訊接口連接到控制單元22的第二個(gè)RS485接口。所述人機(jī)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(jī)界面23、IO輸入模塊27的電源輸入端。本實(shí)施例中，上述控制單元22與人機(jī)界面23設(shè)于輔助控制柜，直流電源21、變頻器模塊24、電能計(jì)量模塊25、溫控模塊沈和IO輸入模塊27設(shè)于主控制柜內(nèi)。本實(shí)施例中，控制單元22通過(guò)RS232接口與人機(jī)界面23通訊，控制單元22接收來(lái)自人機(jī)界面23的觸控命令，控制單元22觸控命令解碼后，將相應(yīng)數(shù)據(jù)如溫度、速度等數(shù)據(jù)返回給人機(jī)界面23，人機(jī)界面23以圖表形式將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示或者存儲(chǔ)。本實(shí)施例中，溫控模塊沈內(nèi)自帶有CPU，按預(yù)存指令采集溫度信號(hào)，而溫度信息是模擬量，溫控模塊會(huì)將原始的模擬量溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再傳送至控制單元22，控制單元22會(huì)根據(jù)人機(jī)界面23中設(shè)定值修改溫控模塊沈內(nèi)寄存器，溫控模塊沈根據(jù)此寄存器內(nèi)容，對(duì)輸出接口發(fā)出指令，控制溫度維持到設(shè)定水平。在控制單元22出現(xiàn)死機(jī)或者人機(jī)界面23出現(xiàn)故障時(shí)，利用溫控模塊沈自帶的控制面板，依然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溫度參數(shù)的設(shè)置。本實(shí)施例中，變頻器模塊M內(nèi)自帶有CPU，在工作前需要對(duì)CPU內(nèi)部寄存器進(jìn)行初始化設(shè)置，變頻器模塊M啟動(dòng)后按寄存器設(shè)置內(nèi)容工作?？刂茊卧?2會(huì)根據(jù)人機(jī)界面23 中電機(jī)速度設(shè)定值，設(shè)定變頻器模塊M內(nèi)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(nèi)容做出調(diào)整，連接到變頻器模塊M電壓輸出端的電機(jī)速度也出現(xiàn)相應(yīng)變化，使得電機(jī)速度達(dá)到設(shè)定水平。在控制單元22出現(xiàn)死機(jī)或者人機(jī)界面23出現(xiàn)故障時(shí)，借助于變頻器模塊M自帶的控制面板，依然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)速度參數(shù)的設(shè)置。本發(fā)明在使用時(shí)，控制單元與人機(jī)界面、變頻器模塊、電能計(jì)量模塊、溫控模塊、IO 輸入模塊通過(guò)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線連接，進(jìn)行信息交互。控制單元22與人機(jī)界面23通過(guò)RS232 接口通訊，控制單元22接收來(lái)自人機(jī)界面23的觸控命令，控制單元22將相應(yīng)數(shù)據(jù)如溫度、 速度等數(shù)據(jù)返回給人機(jī)界面23，人機(jī)界面23以圖表形式將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示或者存儲(chǔ)；變頻器模塊對(duì)、溫控模塊26、IO輸入模塊27掛接在控制單元22的第一個(gè)RS485接口上，利用MODBUS RTU協(xié)議進(jìn)行通信，控制單元22與各個(gè)模塊的信息交互，分別實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度調(diào)速功能、漆包機(jī)烘爐溫度控制功能、漆包線產(chǎn)量計(jì)量功能。電能計(jì)量模塊與控制單元的第二個(gè) RS485接口連接，利用依據(jù)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DLT645-1997，主控器對(duì)電能計(jì)量模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，經(jīng)計(jì)算處理，分析出電能消耗情況，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量功能。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)漆包機(jī)設(shè)備的烘爐溫度控制、電機(jī)速度控制、電能計(jì)量、產(chǎn)量計(jì)量等功能。本發(fā)明首先避免了僅由傳統(tǒng)分立式漆包機(jī)電氣控制方式，而帶來(lái)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)交互的問(wèn)題，如烘爐溫度、電機(jī)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(zhǎng)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(chǎn)不連續(xù)情況的發(fā)生，因?yàn)樵谌藱C(jī)界面或者主控器死機(jī)后，還可以依靠溫控模塊和變頻器模塊自帶的控制面板對(duì)生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；最后，本發(fā)明采用聯(lián)動(dòng)控制模式，在系統(tǒng)監(jiān)控的溫度參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則，可以及時(shí)調(diào)整若干風(fēng)機(jī)速度或者改變?nèi)舾娠L(fēng)門(mén)的開(kāi)啟度，使得異常監(jiān)控點(diǎn)的溫度得到快速恢復(fù)。本發(fā)明所述系統(tǒng)可以通過(guò)人機(jī)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(duì)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 從根本上實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)控制、優(yōu)化控制及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理，如實(shí)施單位產(chǎn)量/能耗優(yōu)化控制策略、烘爐自燃及防爆閾值調(diào)節(jié)策略，又如實(shí)現(xiàn)烘爐溫度、電能消耗、電機(jī)速度、產(chǎn)能等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和圖表處理，亦解決了由于控制單元和人機(jī)界面在出現(xiàn)故障的情況下，漆包機(jī)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(wèn)題。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可根據(jù)漆包機(jī)的進(jìn)線頭數(shù)的變化進(jìn)行拓展，人機(jī)界面豐富友好的，使操作更簡(jiǎn)單操作方便、充分降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程信息化的同時(shí)保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性，具有極強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。從實(shí)施例可以看出本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、充分降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度、保障工人的生命安全、大大提高了生產(chǎn)效率，具有極強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)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(jī)界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計(jì)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(jī)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(jī)界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計(jì)量模塊(25)、溫控模塊 (26),10輸入模塊(27)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制單元(22)通過(guò)總線接口 RS485或者RS232分別與人機(jī)界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計(jì)量模塊(25)、溫控模塊(26)、IO輸入模塊(27)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制單元(22)與人機(jī)界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計(jì)量模塊(25)、溫控模塊(26)和IO輸入模塊(27 )通過(guò)信號(hào)連接電纜直接連接，控制單元(22 )與直流電源(21)通過(guò)電纜連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制單元(22)與人機(jī)界面(23)設(shè)于輔助控制柜，直流電源(21)、變頻器模塊(24)、電能計(jì)量模塊(25)、溫控模塊(26)和IO輸入模塊(27)集中設(shè)于主控制柜內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于上述溫控模塊(26)內(nèi)自帶有CPU。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于上述變頻器模塊(24)內(nèi)自帶有CPU。
全文摘要
本發(fā)明是一種集成化、網(wǎng)絡(luò)化漆包機(jī)電氣控制系統(tǒng)。包括直流電源(21)、控制單元(22)、人機(jī)界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計(jì)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(jī)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(jī)界面(23)、變頻器模塊(24)、電能計(jì)量模塊(25)、溫控模塊(26)、IO輸入模塊(27)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)漆包機(jī)設(shè)備的烘爐溫度控制、電機(jī)速度控制、電能計(jì)量、產(chǎn)量計(jì)量等功能，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可根據(jù)漆包機(jī)頭數(shù)的變化進(jìn)行拓展，人機(jī)界面豐富友好，使操作更簡(jiǎn)單方便、充分降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程信息化的同時(shí)保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有極強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)H01B13/16GK102411357SQ20111036132
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者彭光林, 李揚(yáng), 林兆欣, 陳益民 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)