一种连续式清洗生产线自动控制系统的制作方法

本发明属于清洗处理机械的物联网技术领域，具体地涉及一种连续式清洗生产线自动控制系统。

背景技术：

清洗是热双金属、覆铜钢、钢板等带状金属材料生产工艺中非常重要的一道工序，其主要目的是对带材表面进行处理，清除带材表面的氧化层、表面镀镍、使清洗后的带材具有表面光洁、耐腐蚀等特性，类似的清洗处理机械在煤矿行业也有广泛应用。

目前，国内绝大多数的连续式工艺处理生产线控制设备采用的是西门子、欧陆、ABB等世界著名品牌的PLC、驱动器、电机等工控产品；其中，基于西门子S7-300PLC控制器可以实现生产设备及管道的自动在线清洗、工艺参数的设定和工艺过程的监控，优点是：操作安全方便，同时也提高了清洗消毒效率。再有，基于西门子S7-200CPU226 控制器，将CIP系统与自动控制技术相结合，实现了对清洗设备的控制，提高了设备的自动化程度和可靠性。缺点是：当设备中采用PLC控制器，尤其是核心控制器部件PLC还必须配置张力检测处理模块、网络通讯模块等选购件，整套自动控制系统造价不菲，后期维修费用也很高。

技术实现要素：

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种连续式清洗生产线自动控制系统；本发明有效降低了系统建设和维护成本，提高了系统的稳定性和快速性。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种连续式清洗生产线自动控制系统，采用四级分布式现场控制和三层通信网络处理模式；所述四级分布式现场控制包括生产管理监控级、操作现场监控级、现场控制级、就地控制级，所述三层通信网络处理模式包括CANBUS现场总线、RS485总线、LAN网络；其结构要点是：所述生产管理监控级包括设备管理工作站、厂部管理工作站、车间管理工作站，所述设备管理工作站、厂部管理工作站、车间管理工作站通过交换机构成LAN网络；所述操作现场监控级包括主操作站、主控制器、现场触摸屏，所述主控制器与车间管理工作站之间通过RS485总线通信；所述现场控制级包括开卷控制器、牵引控制器、卷取控制器，所述就地控制级包括3套驱动器和3套电机、2套张力检测传感器、配套光电编码器、3套电动阀；所述开卷控制器、牵引控制器、卷取控制器与主控制器之间通过CANBUS现场总线通信。

作为本发明的一种优选方案，所述3套驱动器均采用的是艾默生变频器。

作为本发明的另一种优选方案，所述开卷控制器分别连接光电编码器、开卷驱动器、开卷张力传感器、电动阀，所述开卷张力传感器连接开卷电机。

作为本发明的另一种优选方案，所述牵引控制器分别连接光电编码器、牵引驱动器、电动阀，所述牵引驱动器连接牵引电机。

作为本发明的另一种优选方案，所述卷取控制器分别连接光电编码器、卷取驱动器、卷取张力传感器、电动阀，所述卷取张力传感器连接卷取电机。

本发明的有益效果是。

本发明提供的一种连续式清洗生产线自动控制系统，采用四级分布式现场控制和三层通信网络处理模式；有效降低了系统建设和维护成本，提高了系统的稳定性和快速性。所述四级分布式现场控制包括生产管理监控级、操作现场监控级、现场控制级、就地控制级，所述三层通信网络处理模式包括CANBUS现场总线、RS485总线、LAN网络；其，运行稳定可靠，在满足带材清洗生产工艺流程要求的前提下，系统建设和维护成本只相当于全套采用进口控制设备的同类集散控制系统的三分之一，适应了国家倡导的大型装备国产化、生产工艺现代化、建设成本经济化的市场需求。

附图说明

图 1是本发明一种连续式清洗生产线自动控制系统的基本结构图。

图2 是本发明一种连续式清洗生产线自动控制系统的主控制器组成框图。

具体实施方式

参见附图1所示，本发明一种连续式清洗生产线自动控制系统的基本结构图，采用四级分布式现场控制和三层通信网络处理模式；所述四级分布式现场控制包括生产管理监控级、操作现场监控级、现场控制级、就地控制级，所述三层通信网络处理模式包括CANBUS现场总线、RS485总线、LAN网络；其结构要点是：所述生产管理监控级包括设备管理工作站、厂部管理工作站、车间管理工作站，所述设备管理工作站、厂部管理工作站、车间管理工作站通过交换机构成LAN网络；所述操作现场监控级包括主操作站、主控制器、现场触摸屏，所述主控制器与车间管理工作站之间通过RS485总线通信；所述现场控制级包括开卷控制器、牵引控制器、卷取控制器，所述就地控制级包括3套驱动器和3套电机、2套张力检测传感器、配套光电编码器、3套电动阀；所述开卷控制器、牵引控制器、卷取控制器与主控制器之间通过CANBUS现场总线通信。

所述3套驱动器均采用的是艾默生变频器。

所述开卷控制器分别连接光电编码器、开卷驱动器、开卷张力传感器、电动阀，所述开卷张力传感器连接开卷电机。

所述牵引控制器分别连接光电编码器、牵引驱动器、电动阀，所述牵引驱动器连接牵引电机。

所述卷取控制器分别连接光电编码器、卷取驱动器、卷取张力传感器、电动阀，所述卷取张力传感器连接卷取电机。

如图2 所示，为本发明一种连续式清洗生产线自动控制系统的主控制器组成框图；采用了组合式模块化结构，包含基础框架模块（图2中虚线内部分）、高级人机对话模块和传动控制模块3个部分基础框架模块以嵌入式微处理器为核心，配置输入/输出、通信总线、LED简易显示等信号处理电路接口，是本发明开卷控制器、牵引控制器和卷取控制器的基本的软、硬件支撑平台；高级人机对话模块主要由具备触摸操控功能的LCD显示处理电路组成，通过加载专用人机对话操作控制软件并连接触摸式LCD显示屏可实现中文界面下的参数设置、数据查看、指令发布等功能。

所述传动控制模块主要由光电编码器信号处理电路、张力信号数据采集电路、高速脉冲输出电路组成，通过加载具备张力控制算法的专用传动控制软件并连接相应的现场执行部件，可用于变频器、伺服驱动等传动控制，实现速度控制模式或恒张力、锥度张力控制模式下的多点同步运行。基础框架模块加高级人机对话模块组合为操作现场监控级中的主控制器，而基础框架模块加传动控制模块则成为本生产线现场控制级中的多功能过程控制器，4台多功能过程控制器各司其职，通过现场分布式控制模式互连，在三层通信网络的支持下，实现信号共享，经济、有效、灵活地组成整条生产线控制系统。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。