专利名称：双面涂板机数控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于铅酸蓄电池极板涂膏的双面涂板机的自动化控制领域，尤其
是涉及一种可依据生产条件进行数控并自动调整运行的双面涂板机数控系统。
背景技术：
目前，国内外双面涂板机在铅酸蓄电池极板涂膏作业生产过程中的操作运行，采用普通电气按钮开关对膏箱电机、真空电机、上板电机的开或停进行控制。但是，作业中涂膏的厚度、重量以及电极板的宽度参数无明确显示，当出现涂膏厚度、重量超差状况时，采用停机进行人工调整膏箱高度的方式来修正，涂膏质量是通过操作人员人工监控和手工调整相关机械机构来保证的，因此涂板机工作中普遍存在涂膏质量不高，效率低，操作繁琐，人性化程度不高的问题。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有双面涂板机在铅酸蓄电池涂膏作业中效率低，质量不高和操作繁琐的不足，本实用新型提供一种可实现全自动控制的涂膏数控系统，以工业级触摸屏为人机交互媒介，实现对极板涂膏工序中的涂膏厚度、重量、速度的精确控制。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种双面涂板机数控系统，其特征在于，包括PLC、电子尺、电子秤、触摸屏、限位开关及面板按钮、中间继电器；其中所述电子尺与PLC模拟量输入相连接，反馈双面涂板机的门幅宽度信号和涂板厚度信号至PLC ;所述电子秤与PLC通信连接，反馈涂膏后极板重量信号至PLC ;所述触摸屏与PLC双向通信连接，用于显示PLC输出信号以及输入自动状态设定值和手动状态控制值；所述PLC输入端点接限位开关及面板按钮，PLC完成对输入信号进行处理后，PLC输出端点接中间继电器控制双面涂板机的电磁阀开闭及电机启停，同时PLC内置模拟量输出端点输出信号到双面涂板机的变频器调节电机转速。 进一步地，所述的触摸屏与PLC之间用RS-485通信线连接，所述电子秤与PLC之间通过RS-232串行通信线连接。 所述的触摸屏面板内设手动挡与自动挡两种模式。 本实用新型的发明要点是在当今国际先进水平同类产品的设计理念和技术基础上，以工业级PLC为核心，以工业级触摸屏为人机交互媒介，结合高精度电子尺、电子秤及接近开关一系列传感装置，构造极板涂膏过程的自动数控系统。系统中，高精度电子尺分别反馈门幅宽度信号、涂板厚度信号，电子秤反馈涂膏后极板重量信号，信号经控制器处理后均显示在触摸屏上，使得操作参数可视化及数值化。涂板机上电后，系统控制器首先检测传感器反馈的门幅宽度、板厚信号，并与触摸屏预设的极板宽度、厚度值比较，通过门幅电机及膏箱电机对门幅及板厚距离进行预调整，同时机床以设定的电机频率运转。触摸屏面板内设手动挡与自动挡两种模式。当运行时设为手动挡时，操作员可通过触摸屏输入数值方便地对门幅宽度、涂板厚度、各电机转速及启停进行设定与控制，使得操作更加明确灵活。当运行时设为自动挡时，系统根据反馈信号的大小对相应机构进行调节，具体为高精度电子秤采样涂膏后极板重量并反馈给控制器PLC， PLC将其与触摸屏设定值比较，根据差值大小等级，分别对膏斗电机转速及涂板厚度进行调节，使得极板重量稳定在一个容许范围内。为防止涂板机在手动调节及自动运行过程中出现过调节而损坏机器，采用双重防护措施一是触摸屏输入数值范围被限定在安全范围内，并在关键调节区设定操作权限，需输入密码正确才可继续操作；二是涂板机上安装接近开关对机械移动进行限位。[0008] 本实用新型的有益效果是，在铅酸蓄电池极板涂膏作业中可以通过数控方式操纵涂板机，精度高，并可以自动调节运行，操作简单，生产产品质量及效率得到提升。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的系统结构框图； 图2是数控系统PLC的I/0接线图； 图3是数控系统PLC的I/O扩展模块接线图； 图4是数控系统PLC的模拟量输入输出接线图； 图5是数控系统PLC输出控制电气图； 图6-1 ，图6-2是涂板机一次接线图； 图7是数控系统PLC软件结构流程图。
具体实施方式在
图1中，描述了涂板机全自动数控系统的整体构造，系统以工业级PLC为核心，以工业级触摸屏作为人机交互媒介，采用高精度电子尺、电子秤作为传感设备对工作参数进行自动监测控制。控制器PLC采用日本欧姆龙公司生产的型号为CP1H-XA40DR-A的整合式PLC，功能齐全且性价比高，触摸屏选用台湾威纶通公司生产的型号为MT-8121T工业级触摸屏。PLC与触摸屏之间用RS-485通信线连接， 一端接PLC的RS-485端口模块CPlW-CIFll，另一端接触摸屏MT-8121的COM3端口。国产高精度电子尺将0 5V的信号输入到PLC的内置模拟量输入模块。电子秤采用万泰型数字式电子天平，满量程1000g，称量采用"O. O"模式，通过RS-232串行通信线与PLC连接， 一端接电子秤的打印输出口 ， 一端接PLC的RS-232C端口模块CPIW-CIFOI，电子秤开启打印功能，每次称量稳定后会通过打印输出口向PLC发送重量数据信息。PLC输入端点接面板按钮及限位开关，输出端点接中间继电器控制电磁阀开闭及电机启停，内置模拟量输出端点输出4 20mA信号到变频器调节电机转速。 在图2中，PLC直接采用交流220V电压供电，交流电源线接入Ll端和L2/N端。PLC内部产生24V直流电压，由24V端口为PLC输入端点供电，OV端与COM端连接。面板紧停按钮SB0-1、停止按钮SB1及启动按钮SB2 —端接24V直流输出，另一端分别接PLC通道OCH的04、05、06端点。为应付突发故障，设置脚动急停，通过限位开关实现， 一端接24V直流输出，另一端接通道OCH的07端点。其他限位保护开关包括门幅左退限，门幅左进限，门幅右退限，门幅右进限，板厚降限，板厚升限，偏心左限，偏心右限，分别接PLC通道OCH的08，09，10，11，通道1CH的00，01，02，03端点。PLC输出通道通过12与16号24V直流电源线供电，图6-1中单相电Ll经空气开关QF9输入到24V开关电源，24V直流电经过开关QF10输送到0和2号线，0和2号线再经过保险丝FU1与FU2及急停开关SB0-2后输送到12和16号线上，
图1中输出通道的所有COM端接16号线，中间继电器KA0 KA15线圈的一端分别接到公共端12号线，另一端分别与PLC输出通道端点连接。100通道中，00端点接KA0作报警用；01 、02， 03， 04端点分别接KA1 、KA2、KA3、KA4以控制主机、膏斗、上板、接片电机启动和停止;05、06、07端点以及101通道的00端点分别接KA5、KA6、KA7、KA8以控制门幅电机实现门幅左加、左减、右加、右减；101通道中，01、02端点分别接KA9、KA10以控制板厚电机实现膏箱升降；03、04端点分别接KA11、KA12以控制偏心齿轮左转、右转；05、06、07端点分别接KA13、KA14、KA15以控制电磁阀1_1，1_2，2的开闭。 图3中所示的CP1W-8ER为PLC控制器CP1H-XA40DR-A的输出端点扩展模块，模块延续为102通道，其仍由12和16号线供电，102通道中，04、05、06、07端点分别接KA16、KA17、KA18、KA19以控制电磁阀3-l、3-2、4-l、4-2的开闭。 在图4中，高精度电子尺1、2、3满量程分别为150mm、150mm、75mm，单相电1L1经过空气开关QF15后分3个分支分别接到3个开关电源的AC输入端，开关电源输出DC5V电压。电子尺两端分别接DC5V的正极和负极。电子尺1、2、3中间接点引出301、303、305号线，分别接PLC模拟量输入模块的输入端INl+、IN2+、IN3+，分别测量左门幅位移、右门幅位移、涂板厚度。INl-、 IN2-、 IN3-均接DC5V电源负极。模拟量输出端11_与1-端点引出400与401号线，输出4 20mA信号以控制主机电机转速；12-与2-端点引出402与403号线，输出4 20mA信号以控制膏斗电机转速。由于需要调速的电机还有上板电机，所以添加模拟量输出扩展模块CPM1A-DA021，其输出端点II-与C0M1引出404与405号线，输出4 20mA信号以控制上板电机转速。 在图5中，AC220V电源1L1为二次线路供电，其中散热风扇始终运行，中间继电器KAO下接报警器；KA4下接交流接触器KM4线圈，以控制接片电机的启停；KA5与KA6分别下接交流接触器KM5与KM6，并通过KM6与KM5的常闭开关实现互锁，以控制左门幅电机的顺逆转动；KA7与KA8分别下接交流接触器KM7与KM8，并通过KM8与KM7的常闭开关实现互锁，以控制右门幅电机的顺逆转动；KA9与KA10分别下接交流接触器KM9与KMIO，并通过KM10与KM9的常闭开关实现互锁，以控制膏箱升降电机的顺逆转动；KAll与KA12分别下接交流接触器KM11与KM12，并通过KM12与KM11的常闭开关实现互锁，以控制偏心齿轮电机的顺逆转动。DC24V电源即16与12号线为电磁阀供电，其中中间继电器KA13与KA14下接电磁阀YV1-1与YV1-2线圈以控制膏斗升降；KA15下接YV2控制其开闭；KA16与KA17下接电磁阀YV3-1与YV3-2线圈以控制输送带紧松；KA18与KA19下接电磁阀YV4-1与YV4-2线圈以控制挤水紧松。 在图6-1中，系统主线路由三相380V交流电Ll、 L2、 L3供电，经开关QF输送到1L1、1L2、1L3上，然后引3支路到3个三相开关，分别接变频器1、2、3，其中变频器1额定功率7. 5KW，下接主电机，中间继电器KA1控制电机启停，400与401号线信号调节电机转速；变频器2额定功率5. 5KW，下接膏斗电机，中间继电器KA2控制电机启停，402与403号线信号调节电机转速；变频器3额定功率0. 75KW，下接上板电机，中间继电器KA3控制电机启停，404与405号线信号调节电机转速。单相电L2经空气开关QF11为PLC供电。在图6_2
5中，三相电1L1、1L2、1L3继续并行分成5支路到开关QF4、QF5、QF6、QF7、QF8，其中QF4下经过交流接触器KM4常开开关后接接片电机；QF5下经过交流接触器KM5常开开关后接门幅左电机，并且KM6常开开关三相交错并联在KM5上以控制电机正反转；QF6下经过交流接触器KM7常开开关后接门幅右电机，并且KM8常开开关三相交错并联在KM7上以控制电机正反转；QF7下经过交流接触器KM9常开开关后接控制膏箱升降厚度电机，并且KM10常开开关三相交错并联在KM9上以控制电机正反转；QF8下经过交流接触器KM11常开开关后接偏心电机，并且KM12常开开关三相交错并联在KM11上以控制电机正反转。[0023] 在图7中，系统上电正常工作后，PLC首先检测门幅宽度、涂板厚度，并与触摸屏内预先设定值比较，当两者不同时通过执行电机进行门幅宽度、涂板厚度调整。在自动模式下，PLC会接收电子秤重量数据，并与设定值比较，当重量偏差超过大限值(例如10g)时，PLC重新设定涂板厚度值并存储在存储器内；当重量偏差小于大限值而大于小限值(例如3g)时，PLC重新设定膏斗电机转速的控制信号值并存储在存储器内。最后程序将电子秤的采样值清零以免产生干扰。PLC工作时循环扫描程序，第二个工作周期时重新根据新的设定值对涂板厚度及膏斗转速进行调整，从而实现自动精确控制。
权利要求一种双面涂板机数控系统，其特征在于，包括PLC、电子尺、电子秤、触摸屏、限位开关及面板按钮、中间继电器；其中所述电子尺与PLC模拟量输入相连接，反馈双面涂板机的门幅宽度信号和涂板厚度信号至PLC；所述电子秤与PLC通信连接，反馈涂膏后极板重量信号至PLC；所述触摸屏与PLC双向通信连接，用于显示PLC输出信号以及输入自动状态设定值和手动状态控制值；所述PLC输入端点接限位开关及面板按钮，PLC完成对输入信号进行处理后，PLC输出端点接中间继电器控制双面涂板机的电磁阀开闭及电机启停，同时PLC内置模拟量输出端点输出信号到双面涂板机的变频器调节电机转速。
2. 根据权利要求l所述的双面涂板机数控系统，其特征在于，所述的触摸屏与PLC之间用RS-485通信线连接，所述电子秤与PLC之间通过RS-232串行通信线连接。
3. 根据权利要求1所述的双面涂板机数控系统，其特征在于，所述的触摸屏面板内设手动挡与自动挡两种模式。
专利摘要一种用于铅酸蓄电池极板涂膏的双面涂板机数控系统，包括PLC、电子尺、电子秤、触摸屏、限位开关及面板按钮、中间继电器；其中所述电子尺与PLC模拟量输入相连接，电子秤与PLC通信连接；所述触摸屏与PLC双向通信连接，用于显示PLC输出信号以及输入自动状态设定值和手动状态控制值；所述PLC输入端点接限位开关及面板按钮，PLC完成对输入信号进行处理后，输出端点接中间继电器控制电磁阀开闭及电机启停，同时内置模拟量输出端点输出信号到双面涂板机的变频器调节电机转速。本实用新型可以自动调节运行，操作简单，精度高。
文档编号B05C11/10GK201529605SQ20092027869
公开日2010年7月21日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者石月明, 马龙华 申请人:长兴欧德申机械有限公司