专利名称：控制和调整塑料工业的机器和设备的自动化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制和调整塑料工业的机器和设备尤其是用于吹塑成型机的自动化系统，它有可编程控制器(SPS)，通过此控制器可以按期望的方式实现机器和设备的控制和调整功能，以及，此控制器至少有一操作与显示器以及一局部总线(用户平台)。
迄今在塑料工业的机器自动化方面，尤其用于吹塑成型或压注机，通常借助于专用的硬件组件亦即特殊组件进行工作。这些已知的特殊组件具有专门针对具体任务设计的硬件和软件。塑料机达到的工作成果是良好的，但是在控制和调整方面付出的代价太大。对于新的或变化了的产品，无论是所使用的可编程控制器的程序还是工艺组件的程序都必须分别适配于机器上的改变后的状况。有时在改变时还需要新的硬件组件。
本发明的目的在于提供一种控制和调整塑料工业的机器和设备的自动化系统，相比之下运一系统可以在不改变硬件和基本软件的情况下使自动化系统的控制配置和功率范围简单地适应具体任务的要求。这种适配工作应能由用户在无需深奥的系统知识的情况下来进行。
本发明的目的是这样实现的，可编程控制器(SPS)具有模拟(nachbilden)电路元件的数字工艺组件，借助这些工艺组件可以使所期望的控制和调节功能模块化，以及它们通过数据接口相互地并与用户平台连接。通过自动化系统的运种设计，可有利地取消迄今所使用的各种工艺组件、通信组件等。硬件的费用相应地较少，并可借助于连贯的类似于模块结构的软件进行工作，它们显著改善了塑料机(尤其是级联的)控制和调整的设计与实现。
在本发明的结构中，工艺组件具有管理模块。通过这些管理模块可使各个软件块能与其功能相配合地协同工作。这尤其适用于那些在例如用于内插的专用功能模块中组织的各个软件部分的协同工作。
通过功能模块可以协同实现塑料加工机的全部的必要的调整和控制功能，其中这些功能模块又具有子模块尤其是基本模块，并可利用它们执行必要的自动化基本步骤例如PID调节功能、模拟值采集等。
其中互相独立的工艺功能由本身的工艺软件组实现。每个工艺组件包含全部为应用工艺和将组件集成到控制环境所需的机制和功能。对于吹塑成型机主要实现下列工艺组件-温度调整-行程采集-壁厚控制和芯棒轴承调整-受控的吹制模的运动。
在吹塑成型机的壁厚控制和芯棒轴承调整时，壁厚的调整有特别重要的意义。为此使用各种功能模块(仍由基本模块组成)，在吹塑成型过程中它们涉及专门的分功能。
详细地说，其中例如涉及输入值处理、标度等以及其他功能，例如过程控制、断面计算、喷嘴额定值设定、脱模过程的控制和调整，但也涉及在借助光电管的情况下进行软管长度的调整。当例如在加工不同品质的材料时多个挤压机协同工作的情况下同样使用一个功能模块，这同样适用于所制成产品的质量监控，但也用于料位调整，后者通过各个挤压机的额定值设定与机器节奏同步进行。
下面借助于附图详细说明本发明，由附图以及由从属权利要求还可看出本发明的其他优点。其中
图1为根据本发明的自动化系统的软件结构；以及图2为当今现有技术的自动化系统。
在图2中数字1表示可编程控制器(SPS)，例如申请人的SIMATICS5-115U，4表示带显示屏和键盘的操作与显示器。SPS1和操作与显示器4通常分开放置并通过数据传输线6互相连接。与SPS1协同工作的工艺组件2和3以及输入与输出组件5在空间上紧挨着SPS布置，例如在同一个机架内，为进行通信，它们最好通过背面的总线或类似物互相连接起来。
图1示意地示出自动化系统的具体组成和外围设备的各部分，数字10表示带一管理模块11的工艺组件。通过工艺组件内部的数据存储器12和外部的数据存储器13为此管理模块11提供生产过程必要的数据。其中涉及指令、坐标数据、地址、参数、实际值、曲线等。按照本发明的管理模块例如管理模块11与基本模块14(标准程序组)和功能模块15连接，它们的具体功能例如在权利要求5至12中被描述。管理模块本身包括管理功能块16，例如用于管理机器起动、循环的实施等，或在报警时管理机器行为。运些工艺组件可在CPU平台内执行。用数字17表示CPU平台，它与用于存储设计数据的存储器18连接。作为CPU采用申请人的一种可编程控制器SIMATIC S7-300的标准CPU。
工艺功能与通信文件以及例如操作与显示器、编程器和SPS-CPU17中的用户程序之间的数据交换，通过系统内部的数据接口进行。这些数据接口不是工艺组件的组成部分，而是有利地由用户平台提供使用和管理的。在用户平台内部对过程外围设备的访问直接通过工艺组件进行。为些设置了所需的驱动程序。工艺功能向SPS-CPU17的应答最好通过中断进行。
总之，在SIMATICS7-300的CPU基础上建成了一种通用的工艺方案，其中可执行任意模块构成的工艺组件，它们共同提供了一种完整的控制和调整系统，用于满足塑料加工机的任意工艺要求。
在这种情况下至少达到了具有专用组件的已知的复杂方案的功能和速度，部分甚至超过。
权利要求
1.一种控制和调整塑料工业的机器和设备尤其是用于吹塑成型机的自动化系统，它具有可编程控制器(SPS)，通过此控制器可以按期望的方式实现机器和设备的控制和调整功能，以及，此控制器至少有一操作与显示器以及一局部总线(用户平台)，其特征在于，可编程控制器(SPS)有模拟电路元件的数字工艺组件(10)，借助于这些数字工艺组件可以用模块方式实现所期望的控制和调节功能，以及，它们通过数据接口互相之间并与用户平台连接。
2.按照权利要求1所述的自动化系统，其特征在于，所述工艺组件(10)具有管理模块(11)。
3.按照权利要求1或2所述的自动化系统，其特征在于，所述工艺组件(10)具有分模块，尤其是功能模块(15)。
4.按照权利要求1、2或3所述的自动化系统，其特征在于，所述功能模块(15)具有子模块、尤其是基本模块(14)，借助于它们可以执行自动化的必要的基本步骤，例如PID调节功能、模拟值采集等。
5.按照上述任一项权利要求所述的自动化系统，其特征在于，例如用于在吹塑成型机中调整壁厚的工艺组件具有输入值功能模块，利用它可以执行输入值处理、偏置补偿和输入值标度。
6.按照权利要求5所述的自动化系统，其特征在于，例如用于在吹塑成型机中调整壁厚的工艺组件具有一功能模块，利用它可执行主存储器运行(Speicherkopfbetrieb)的过程控制。
7.按照权利要求5或6所述的自动化系统，其特征在于，例如用于在吹塑成型机中调整壁厚的工艺组件有一功能模块，其中可由预给定的额定值和基准值计算壁厚断面和脱模断面。
8.按照权利要求5、6或7所述的自动化系统，其特征在于，例如用于在吹塑成型机中调整壁厚的工艺组件具有用于喷嘴额定值设定的功能模块，在该模块当前的断面值可与工艺参数如基本间隙、程序选择、断面系数和动态环形间隙联接。
9.按照权利要求5、6、7或8所述的自动化系统，其特征在于，例如用于在吹塑成型机中调整壁厚的工艺组件具有用于控制和调整脱模过程的功能模块，利用它可以执行浮动的定位调整。
10按照权利要求5至9中任一项所述的自动化系统，其特征在于，例如用于在吹塑成型机中调整壁厚的工艺组件具有一功能模块，利用它尤其借助光电管可执行软管长度的调整。
11.按照权利要求5至10中任一项所述的自动化系统，其特征在于，例如用于在吹塑成型机中调整壁厚的工艺组件具有一功能模块，利用它可尤其借助挤压机的额定值可与机器节奏同步地执行料位调整。
12.按照上述任一项权利要求所述的自动化系统，其特征在于，例如用于在吹塑成型机中调整壁厚的工艺组件具有一功能模块，利用它可尤其为多个按级联式运行的协同工作的挤压机执行挤压机控制，在级联式运行时前导挤压机的额定值设定决定下游挤压机的转速。
13.按照上述任一项权利要求所述的自动化系统，其特征在于，它具有一个用于监控被制造产品质量的功能模块，尤其是例如借助于带可调的公差带的主曲线监控被制造产品的壁厚。
全文摘要
一种用于控制和调整塑料工业的机器和设备尤其是用于吹塑成型机的自动化系统,它具有可编程控制器(SPS),通过此控制器可以按期望的方式实现机器和设备的控制和调整功能,此控制器至少有一操作和显示器以及一局部总线(用户平台),其中,可编程控制器(SPS)具有模拟电路元件的数字工艺组件(10),借助于这些工艺组件可以模块方式实现所期望的控制和调节功能,以及,它们通过数据接口相互地并与用户平台连接。
文档编号G05B19/05GK1196129SQ96196888
公开日1998年10月14日 申请日期1996年9月5日 优先权日1995年9月19日
发明者伯索德·帕姆, 沃尔夫冈·斯科文勃格 申请人:西门子公司