本实用新型专利涉及一种气电自动化控制平台，属于工业自动化与系统技术领域。
背景技术：
自动化设备通常含有电气驱动器和气压驱动器，尤其气动元件数量多目前广泛应用于工业自动化领域，在某些应用场合，例如纺织领域对气动控制阀的数量有较大的需求。而数量较多的控制阀带来接线的复杂性和增加了故障排除的难度。目前市场上已经有利用现场总线技术的产品，该产品大大减少了接线的复杂性，但并没有对排除气动产品故障进行有效的解决，并且控制器均采用专用的可编程控制器(PLC)产品，导致整个系统的成本大大增加，并未将这两种驱动方式通过控制器实现协调控制。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为解决现有技术无法对气动产品故障进行诊断的问题，提出一种气电自动化控制平台。该平台将控制器、故障诊断、集成阀组以及其他部件集成为一体化结构。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。
一种气电自动化控制平台，包括：带网关的软PLC控制器、电伺服控制器、气伺服控制器、带总线协议的集成阀组、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、电源模块、总线模块。
带网关的软PLC控制器为与上位机控制系统连接的接口，网络协议包括OPC、EtherNet/IP、PROFINET等，采用基于64位及以上的控制器，USB编程，WIFI与电脑通讯网页组态。编程开发平台为基于IEC 61131-3标准的开发环境，以逻辑控制为主。该模块作为设备维护单元，配备诊断工具为用户提供状态监控和预测性维护功能。通过通讯模块上的LED状态判断故障，使用户在现场的诊断更为快捷轻松；通过过程映象区中输入的系统状态或者输入、输出的系统诊断数据交换区，使用户在IO控制层上的诊断更为便捷；通过报警窗口进行规范化的诊断，便于系统用户进一步处理故障信息；通过人机交互设备(笔记本机或平板电脑)，用户在现场就能读取到故障文本信息，使现场诊断具体信息更加直观；通过基于网页远程访问监控；通过报文功能块或者直接写底层程序来进行专业级诊断。
电伺服控制模块以步进电机控制为主，脉冲输出，集电极开路输出或线性驱动器输出，伺服气缸模拟量(0-10V)输出。
气伺服控制模块控制气动执行器的动作，从而实现气伺服功能。
带总线协议的集成阀组，控制电磁换向阀的电磁铁，端子块，继电器输出，直流24V供电，2W/接点。电磁阀每路均有电流检测单元，具有过流保护功能。
数字量输入模块：端子块，直流24V，光耦隔离，二极管指示；数字量输出模块：继电器型，交流250V直流24V，2A，独立接点，二极管指示；模拟量输入模块：4-20mA，1-5V；模拟量输出模块：1-5V，4-20mA。
电源模块为220V/50Hz输入，DC24V外部/内部输出，内部5V/3.3V输出给软PLC控制器及其余模块供电。
总线模块连接带有总线的仪表，总线类型为RS232C，RS422A/485，CAN等。
其连接关系为：带网关的软PLC控制器通过CAN等现场总线与电伺服控制器、气伺服控制器、带总线协议的集成阀组、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、总线模块连接；带网关的软PLC控制器通过网关与上位机控制系统通信，网络协议包括OPC、EtherNet/IP、PROFINET等；电伺服控制器与电动执行单元连接；气伺服控制器与气动执行单元连接；带总线协议的集成阀组通过现场总线与数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块连接；电源模块为带网关的软PLC控制器、电伺服控制器、气伺服控制器、带总线协议的集成阀组、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、总线模块供电。总线模块与带有总线的仪表相连，总线类型为RS232C，RS422A/485，CAN等。
其工作过程为：当发出运动控制指令时，带网关的软PLC控制器执行运动控制功能，改变带总线协议的集成阀组的工作状态来控制气动执行器的运动，通过电伺服控制器控制电动执行单元的伺服运动，通过气伺服控制器控制气动执行单元的伺服运动，并且可以实现气伺服运动和电伺服运动之间的协调控制。同时软PLC控制器对数字量输入模块、模拟量输入模块传输来的数据进行分析处理，判断伺服运动的可靠性，实现状态监控与故障诊断，电流传感器超过额定值说明阀切换不良；阀切换一定时间后通过测量电压，电压异常则说明气缸上的行程开关呈现短路或断路。带网关的软PLC控制器通过网关与上位机控制系统实现通信功能和实时数据交换；通过手持人机交互设备，用户在现场就能读取到故障文本信息，使现场诊断具体信息更加直观；通过基于网页远程访问监控；通过报文功能块或者直接写底层程序来进行专业级诊断。
有益效果
1、本实用新型的一种电气自动化控制平台，集成体积小，配线少。
2、本实用新型的一种电气自动化控制平台具有状态监控与故障诊断功能，可以大大缩短工业现场排除故障的时间，提高劳动生产率；
3、本实用新型的一种电气自动化控制平台，具有软PLC控制器，不再需要配套使用专门的PLC控制器，成本大大降低；
4、本实用新型的一种电气自动化控制平台具有远程通信和实时数据交换的能力，可以方便灵活地实现远程监控。
附图说明
图1为本实用新型的一种气电自动化控制平台的结构示意图。
其中：1-电源模块、2-总线模块、3-电伺服控制器、4-带网关的软PLC控制器、5-带总线协议的集成阀组、6-气伺服控制器、7-数字量输入模块、8-数字量输出模块、9-模拟量输入模块、10-模拟量输出模块。
具体实施方式
实施例1
本实用新型的一种气电自动化控制平台，包括：电源模块1、总线模块2、电伺服控制器3、带网关的软PLC控制器4、带总线协议的集成阀组5、气伺服控制器6、数字量输入模块7、数字量输出模块8、模拟量输入模块9、模拟量输出模块10。
其连接关系为：带网关的软PLC控制器4通过CAN总线与电伺服控制器3、气伺服控制器6、带总线协议的集成阀组5、数字量输入模块7、数字量输出模块8、模拟量输入模块9、模拟量输出模块10、总线模块2连接；带网关的软PLC控制器4通过网关与上位机控制系统通信，网络协议包括OPC、EtherNet/IP、PROFINET等；电伺服控制器3与电动执行单元连接；气伺服控制器6与气动执行单元连接；带总线协议的集成阀组5通过现场总线与数字量输入模块7、数字量输出模块8、模拟量输入模块9、模拟量输出模块10连接。带总线协议的集成阀组5与气动执行器连接；电源模块1为带网关的软PLC控制器4、电伺服控制器3、气伺服控制器6、带总线协议的集成阀组5、数字量输入模块7、数字量输出模块8、模拟量输入模块9、模拟量输出模块10、总线模块2供电。总线模块2与带有总线的仪表相连，总线类型为RS232C，RS422A/485，CAN等。
其工作过程为：
带网关的软PLC控制器为双ARM核运行，其中一个核作为PLC控制器单元，另一个核作为故障诊断单元使用。
第一部分：PLC控制器。当发出运动控制指令时，带网关的软PLC控制器4执行PLC控制器功能，其工作状态有如下几种情况。功能一，PLC控制器向带总线协议的集成阀组5发出控制信号，通过改变集成阀组的工作状态来控制气动执行器的运动；功能二，PLC控制器向电伺服控制器3发出指令，通过电伺服控制器的输出信号控制电动执行单元的伺服运动；功能三，PLC控制器向气伺服控制器6发出指令，通过气伺服控制器的输出信号控制气动执行单元的伺服运动；功能四，PLC控制器同时向电伺服控制器和气伺服控制器发出指令，同时控制电动执行单元和气动执行单元的伺服运动，实现电伺服运动和气伺服运动之间的协调控制。
第二部分：故障诊断。带网关的软PLC控制器对数字量输入模块、模拟量输入模块传输来的数据进行分析处理，当电流传感器的电流检测值超过额定值说明阀切换不良；阀切换一定时间后通过测量电压，若电压异常则说明气缸上的行程开关呈现短路或断路，从而判断气动执行单元运动可靠性，实现状态监控与故障诊断。带网关的软PLC控制器通过网关与上位机控制系统实现通信功能和实时数据交换；通过人机交互设备(笔记本机或平板电脑)，用户在现场就能读取到故障文本信息，使现场诊断具体信息更加直观；通过Webserver远程访问监控；通过报文telegram功能块或者直接写底层程序来进行专业级诊断。