专利名称：基于工控机的空气滤芯生产线控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种生产线控制系统，特别是一种基于工控机的空气滤芯生产线控制系统，属于机电控制领域。
背景技术：
随着现代高技术行业的高速发展，对生产车间空气洁净度的要求越来越高，导致需要大量高质量的空气过滤器材。此外，近年来中央空调得到了越来越广泛的应用，在中央空调中同样需要使用空气过滤器。因此，空气过滤器有很好的市场前景，这一行业的竞争也越来越激烈。
常用的空气过滤器使用纸质滤芯。国内的生产厂家大部分是小企业，通常是手工生产，效率低下，质量不稳定。少部分企业采用了国外设备，这些设备实现了自动化的生产，经文献检索发现，美国MMC公司(Manufacturing machinecorporation制造设备公司)于1993年开发的滤芯生产线HEAP MINI PLEATW/HOT MELT(高效微型折纸生产线/带热熔胶)。这套设备的工作过程是这样的使用三个电机分别控制拖动轧辊、压痕轧辊和折叠机构。作为原料的滤纸卷筒经过拖动轧辊的拉动，不断展开，滤纸进入压痕轧棍，然后通过喷胶头在每两个压痕之间喷上热融化的胶条，经过预选设定的折叠数后停止喷胶一段时间，以便于进行切割，喷胶头的动作使用PLC进行控制。接着进行折叠并压紧到一定程度，胶条冷却后粘合，最后在没有喷胶处进行切割。各种参数，比如电机速度，喷胶时间，折叠数量等通过控制面板和触摸屏设置。这套设备控制系统的特点是(1)采用PLC(可编程逻辑控制器)作为控制中心。所有的操作通过控制面板上的开关、按钮和触摸屏按钮来进行。(2)使用三个电机分别驱动拖动机构、压痕机构和折叠机构。用触摸屏来显示生产线速度，用电位器进行调速操作。(3)通过触摸屏选择产品规格折叠高度和折叠数。这种控制系统主要存在以下问题(1)进行软件改动和升级困难，生产线柔性差，不能满足厂家多种生产规格的要求。(2)操作不方便。更改预设的叠纸数需要通过触摸屏按钮选定功能模式，然后逐位更改数字。更改折叠高度需要通过触摸屏按钮选择程序重新加载。(3)触摸屏的屏幕小，需要用“∧”、“∨”按钮滚屏显示。而且能够显示的内容也有限。(4)实现联网比较困难。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于工控机的空气滤芯生产线控制系统，使其充分利用工控机强大灵活的功能，把所有的控制、监视、显示任务集中到工控机上来完成，大大提高控制系统的柔性，充分降低成本，而且实现联网来进行远程监控，故障诊断，软件升级等。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明采用一台工控机作为控制中心，在工控机的ISA(工业标准结构)总线或者PCI(外部设备互联)总线插槽中插上I/O(输入/输出接口)卡，AD/DA(模数/数模转换接口)卡，定时/计数卡和网卡，控制柜面板、位置传感器和喷胶头和输入输出接口卡之间通过多芯电缆相连，输入输出接口卡处理来自控制柜面板和位置传感器的输入信号，并通过输出端口控制喷胶头和控制柜面板上的指示灯。电机驱动器通过多芯电缆与模数/数模转换接口卡相连，模数/数模转换接口卡通过AD(模数)端口读取各个电机的速度信息，通过DA(数模)端口控制各个电机的速度。电机驱动器与电机之间通过连接电缆相连，网卡通过双绞线连结到工厂局域网上，工厂其它滤芯生产线与监控中心也通过双绞线连结到局域网上，局域网通过因特网连结到远程监控平台上。
定时/计数卡的功能是用来做实时控制生产线运行速度不是恒定的，为了准确控制喷胶时间，必须实时获取一个折叠长度滤纸的通过时间，利用这个时间来确定喷胶头开关动作的时刻，该时间需要精确到毫秒级，不适合直接使用WINDOWS系统来控制，解决方法是编写中断驱动程序，用定时/计数卡获得一个1kHz的周期性中断，相当于一个1ms的定时器。每一次中断发生，检查连结到位置传感器的输入端口有没有脉冲到来，如果有脉冲到来，在中断函数里从零开始进行计数，每次中断发生，数值加1，再次检测到脉冲到来时停止计数。前后两次脉冲之间的计数差值n，表示一个折叠长度通过时间为n毫秒，在此基础上确定喷胶头打开和关闭的时刻。工控机同时记录位置传感器的脉冲个数，每经过一定数量的脉冲，停止喷胶一段时间，以便于进行分割，总脉冲数也包含了产量信息。工控机通过输出端口控制喷胶头产生打开和关闭动作。
通过网卡将工控机与工厂局域网相连，这样可以和工厂其他设备协调工作并且工厂监控中心可以随时获得该生产线的状态信息。通过因特网连结远程监控平台。工控机处理各种输入信号，进行控制管理，显示各种状态信息并进行通讯。
工作时，操作人员通过控制柜面板开关选择产品规格(折叠高度)，并通过输入输出接口卡把产品规格信息传递给工控机，工控机根据预设的速度值通过数模输出端口控制电机速度，根据预设的算法通过输入输出接口卡来控制喷胶头的动作。由于原料差异一般需要根据实际情况微调速度，操作人员按动控制柜面板上的加速/减速按钮，加速减速信息通过输入输出接口卡传递给工控机，工控机改变数模输出端口电压值，进行调速。各种信息，如各个电机转速、产量、当前折叠数、出错报警信息等在工控机显示器上实时显示，工控机每天自动生成日志文件，记录当天生产情况。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明采用工控机作为控制中心，与其他的空气滤芯生产线控制系统相比，生产线柔性强，方便维护和改进升级；使用Windows操作系统，人机界面美观，易操作，显示内容丰富，方式灵活，可根据客户要求重新设定；更换产品规格通过开关选择，不需要改动软硬件，操作迅速，简易；调速方便，直观；监控功能强；具有联网功能，并能进行远程监控，故障诊断，软件升级等。
图1本发明结构示意图具体实施方式
如图1所示，本发明采用一台工控机1作为控制中心，在工控机1的工业标准结构总线或者外部设备互联总线插槽中，插有输入输出接口卡2，数模/模数转换接口卡3，定时/计数卡4和网卡5。
控制柜面板6、位置传感器7、喷胶头8与输入输出接口卡2之间通过多芯电缆相连，输入输出接口卡2通过输出端口控制喷胶头8和控制柜面板6上的指示灯。
电机驱动器9、10、11通过多芯电缆与数模/模数转换接口卡3相连，数模/模数转换接口卡3通过模数端口读取电机9、10、11的速度信息，通过数模端口控制电机9、10、11的速度。
电机驱动器9与电机12之间、电机驱动器10与电机13之间、电机驱动器11与电机14之间通过的连接电缆相连。
网卡5通过双绞线连结到工厂局域网15上，工厂其它滤芯生产线16与监控中心17通过双绞线连结到局域网15上，局域网15通过因特网18连结到远程监控平台19上。
权利要求
1.一种基于工控机的空气滤芯生产线控制系统，其特征在于采用一台工控机(1)作为控制中心，在工控机(1)的工业标准结构总线或者外部设备互联总线插槽中，插有输入输出接口卡(2)，模数/数模转换卡(3)，定时/计数卡(4)和网卡(5)。
2.根据权利要求1所述的这种基于工控机的空气滤芯生产线控制系统，其特征是控制柜面板(6)、位置传感器(7)、喷胶头(8)与输入输出接口卡(2)之间通过多芯电缆相连，输入输出接口卡(2)通过输出端口控制喷胶头(8)和控制柜面板(6)上的指示灯。
3.根据权利要求1所述的这种基于工控机的空气滤芯生产线控制系统，其特征是电机驱动器(9)、(10)、(11)通过多芯电缆与模数/数模转换卡(3)相连，模数/数模转换卡(3)通过模数端口读取电机(9)、(10)、(11)的速度信息，通过数模端口控制电机(9)、(10)、(11)的速度。
4.根据权利要求3所述的这种基于工控机的空气滤芯生产线控制系统，其特征是电机驱动器(9)与电机(12)之间、电机驱动器(10)与电机(13)之间、电机驱动器(11)与电机(14)之间通过连接电缆相连。
5.根据权利要求1所述的这种基于工控机的空气滤芯生产线控制系统，其特征是网卡(5)通过双绞线连结到工厂局域网(15)上，工厂其它滤芯生产线(16)与监控中心(17)通过双绞线连结到局域网(15)上，局域网(15)通过因特网(18)连结到远程监控平台(19)上。
全文摘要
一种基于工控机的空气滤芯生产线控制系统属于机电控制领域。本发明采用一台工控机作为控制中心，在工控机的工业标准结构总线或者外部设备互联总线插槽中插上输入/输出接口卡，模数/数模转换卡，定时/计数卡和网卡，控制柜面板、位置传感器和喷胶头和输入输出接口卡之间通过多芯电缆相连，电机驱动器通过多芯电缆与模数/数模转换卡相连。本发明采用工控机作为控制中心，与其他的空气滤芯生产线控制系统相比，生产线柔性强，方便维护和改进升级；使用Windows操作系统，人机界面美观，易操作，显示内容丰富，方式灵活，可根据客户要求重新设定；更换产品规格通过开关选择，不需要改动软硬件，操作迅速，简易；调速方便，直观；监控功能强；具有联网功能，并能进行远程监控，故障诊断，软件升级等。
文档编号B31F1/10GK1415471SQ02150788
公开日2003年5月7日 申请日期2002年11月28日 优先权日2002年11月28日
发明者方伟, 杨汝清, 赵维江 申请人:上海交通大学