专利名称：一种纺织机械自动化系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纺织机械自动化系统。
背景技术：
当前，中国纺织行业竞争非常激烈，而且国内整体行业处于由于劳动密集型设备与资本密集型的产业转型阶段。采用新兴科技技术，提高效率，成为避免同质竞争的有效方法。纺织机械，作为给纺织行业提供生产制造技术装备的重要产品，目前面临如何提高纺织机械的灵活性、适应性、兼容性和反应速度的问题。 纺织机械行业主要技术涉及自动控制技术，通信技术、驱动与传统技术等，几乎可以应用到自动化行业各种种类的产品。例如驱动器、电机、传感器、现场总线、操作员设备、控制器、中央监控设备等。工业现场总线作为整个系统的神经网络部分，具有十分重要的作用。目前，主流工业现场总线方案有Profibus, Can, DeviceNet, Modbus等不同的总线方案。但这些总线方案本质上大同小异，都是基于串行的总线结构。然而，上述采用工业现场总线构成的纺织机械系统存在以下缺点(I)采用以串行的总线结构作为基础的工业现场总线，主要采用令牌方式，其通信带宽、通信速率、通信距离和负载能力均受到很大限制。(2)现有现场总线标准多达上百种，开放的现场总线也有将近三十种，非常不利于设备厂商和最终用户的设备之间的兼容性和便利性。而且，目前主流现场总线都有各大公司的专有技术，虽然有部分协议内容公开，但是开放的内容非常受限。其成本也较高。(3)目前信息技术的高速发展，要求厂商产线能够集成入INTEANET网络和管理办公网络，但因为现场总线速率较低，支持的应用也很有限，并不能满足企业综合自动的发展趋势。传统上以太网不能进入工业网络的主要障碍是以太网的实时性、供电和工业现场的防护性。近年来，随着各种电子技术的发展，工业以太网越来越多的采用流量控制、优先级访问和VPN技术已经可以解决以太网的实时性问题。而POE技术则可以很好的解决以太网设备的供电问题。同时，各大厂商入西门子、施耐德等都已经推出适用于工业现场的高防护等级的具有工业以太网接口的自动化设备。
实用新型内容本实用新型的目的在于，通过网络快速的更换其工艺需求，减少错误，提高效率和可靠性，从而降低人力成本，提高生产管理效率和产品品质。根据本实用新型提供的纺织机械自动化系统，包括控制单元、操作员单元、驱动与传动单元、通信网络、传感器和电机，其中，所述驱动与传动单元通过工业以太网连接控制器单元和电机，所述操作员单元分别与所述驱动与传动单元以及所述控制单元连接，所述传感器与所述控制单元连接。[0012]所述控制单元用于对传感器传输回来的现场温度、湿度、速度和压力信号进行运算和处理；操作员单元同于检测和控制纺织机械整体自动化系统；所述驱动与传动单元用于执行按照控制器或者操作员设定的程序，使电机按照预订方式运行；所述通信网络用于连接系统中各个单元进行整体系统的网络通信；接收控制器单元处理完成的控制信息按照控制器单元要求驱动电机运行。根据本实用新型提供的纺织机械自动化系统，采用工业以太网的纺织机械系统则可以很好的改善工业现场总线的种种缺陷，实现以下技术效果。根据本实用新型提供的纺织机械自动化系统，通过对设备运行状况的监控和统计，可以大大提高设备的开机率，从而提高企业的竞争力。根据本实用新型提供的纺织机械自动化系统，与传统现场总线通信速率最高12Mbps的通信速率相比，工业以太网通信速率普遍为10M/100M bps，而IGbps的工业以太网技术也已经成熟，通信速率显著提高。工业以太网是标准的网络协议，也是目前应用公开内容最充分和应用最广泛的网络协议。几乎所有的厂商都有能力和相应的产品支持工业以太网技术。因此，采用工业以太网作为通信技术可以保证各种设备之间的兼容性和一致性。而且，因为有众多厂商的支持，采用工业以太网技术的设备价格也较为便宜。由于协议的一致性，因此采用工业以太网技术的纺织机械可以很方便的集成进入厂区INTRANET和INTERNET。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明。
图I所示为本实用新型的一个具体实施方式
的纺织机械设备自动化系统的可编程逻辑控制器控制系统的典型配置；图2所示为采用工业以太网作为整体网络通信技术的纺织机械自动化系统结构。
具体实施方式
根据本实用新型提供的纺织机械自动化系统，该纺织机械自动化系统包括控制单元、操作员单元、驱动与传动单元、通信网络、传感器和电机，其特征在于，所述驱动与传动单元通过工业以太网连接所述控制单元和所述电机，所述操作员单元分别与所述驱动与传动单元和所述控制单元连接，所述传感器与所述控制单元连接。其中，所述控制单元用于对传感器传输回来的现场温度、湿度、速度和压力信号进行运算和处理，统一协调纺织机械各部分工艺。控制单元一般为可编程控制器，分为处理器模块、通信模块、输入输出模块等。而处理器模块则包含计算芯片、总线控制芯片、寄存器、浮点运算处理器、固化内存、外置扩充内存接口和电池等。传统处理器模块会在自身集成RS-232或者RS-485接口。RS-232接口用于工程技术人员通过计算机对控制器单元进行现场编程通信。RS-485接口则用于连接工业现场总线网络，将控制器指令传送至驱动器、变频器、电机或者将传感器信号传送至控制器单元。传统处理器模块如果自身不集成通信接口或者集成接口不能满足通信需求时候，则一般会在控制器单元附加通信模块以满足额外的通信需求。控制器单元内置的输入输出模块则可以用于连接位置较近的输入输出设备，例如数字开关、电压表、电流表、压力传感器、指示灯等设备。[0022]如图I所示，控制器单元处理器模块I，控制器单元集成输入输出模块2，控制器单元以太网通信模块3。三个模块之间通过后置背板进行连接和通讯，处理器模块内置扩展内存接口 Al，处理器模块内置RS-232接口 A2，处理器模块内置RS-485接口 A3。控制器单元集成输入输出模块连接口 A4，控制器单元以太网通信模块百兆以太网通信接口 A5，为控制器单元以太网通信模块千兆以太网通信接口 A6，为控制器单元集成输入输出模块与现场输入输出设备之间的连接线BI。根据本实用新型的一种具体实施方式
，控制单元为可编程控制器，配置必要的输入与输出模块，用于系统公用信号接收和控制，还另外配置处理器模块，通过工业以太网接口和变频器、驱动器进行系统通讯，运行系统各个单元转速的同步控制程序，控制各个单元的电机的速度和同步，实现系统工艺要求。同时，通过工业以太网与现场远端输入输出单元通信，运行系统常规控制程序，控制系统各部分温度、也为、压力、流量、润滑、辅助电机和操作台信号，完成整个系统的运行控制。处理器模块还可通过工业以太网与操作员单元通 讯，提供友好的人机操作界面，进行系统工业参数修改、运行控制、工况显示和报警指示等操作。还可以通过工业以太网与具备标准以太网接口的第三方设备进行通信。根据本实用新型，所述操作员单元同于检测和控制纺织机械整体自动化系统，使得整体自动化系统按照操作员设定的方式进行运行，例如操作员可以在现场人机界面上直接对远端驱动器或者电机进行控制，使电机按照设定转速运转。操作员也可以按照控制器给出的提示进行紧急处理，例如控制单元检测到压力传感器压力超出限定值，则控制器会在操作员单元人机界面上出现警告提示，操作员可以按照警告提示进行紧急处理。根据本实用新型，所述驱动与传动单元用于执行按照控制器或者操作员设定的程序，使电机按照预订方式运行。通信网络则用于连接系统中各个单元进行整体系统的网络通信，例如将控制器控制信号传送至驱动与传动单元，将传感器信号传送至控制器，将控制器信号传送至操作员单元。根据本实用新型，所述控制单元是在控制器单元处理器模块上集成了工业以太网接口，或者在控制器附属模块上附加了以太网通信模块的控制器单元。驱动与传统单元是在变频器、驱动器、电机上集成了工业以太网接口的设备。操作员单元是在现场操作员站人机界面上集成了工业以太网接口的设备。通信网络则是符合美国电气和电子工程师协会802. 3以太网标准的工业以太网网络。根据本实用新型的一种具体实施方式
，如图2所示，操作员单元通过工业以太网连接驱动与传动单元，同时通过工业以太网连接控制单元。操作员通过工业以太网控制控制器单元同时接收控制器单元反馈回来的信息，或者操作员单元可以直接控制驱动与传动单元，使驱动器、变频器按照操作员的意愿控制电机运行。控制单元通过工业以太网连接操作员单元和驱动与传动单元，通过工业以太网连接远端传感器单元，接收传感器反馈回来的现场模拟数字信号，同时直接控制某些较近的数字量设备和模拟量设备。现场可编程控制器通过工业以太网与工程师站和操作员站进行通讯，提供人机操作界面。人机操作员界面可以通过不同颜色、文字和图形方式表示出当前纺织机械生产设备状况，如停止、运行、车速和故障等。通过界面上的操作，实现系统的工艺参数设置、运行控制、工况显示、报警显示、运行和报警数据记录和查询、打印等功能。[0030]驱动与传动单元通过工业以太网连接控制器单元和电机，接收控制器单元处理完成的控制信息按照控制器单元要求驱动电机运行。以工业以太网为主要通信方式的纺织机械自动化系统，是纺织机械机电一体化的 未来发展趋势，可以满足纺织机械自动化控制系统从模拟控制到数字控制的转型过程中，日益增加的数据通信能力的要求。
权利要求1.一种纺织机械自动化系统，该纺织机械自动化系统包括控制单元、操作员单元、驱动与传动单元、通信网络、传感器和电机，其特征在于，所述驱动与传动单元通过工业以太网连接所述控制单元和所述电机，所述操作员单元分别与所述驱动与传动单元以及所述控制单元连接，所述传感器与所述控制单元连接。
2.如权利要求I所述的纺织机械自动化系统，其中，所述控制单元包括处理器模块、通信模块和输入输出模块。
专利摘要本实用新型涉及一种纺织机械自动化系统。本实用新型的目的在于，通过网络快速的更换其工艺需求，减少错误，提高效率和可靠性。本实用新型的纺织机械自动化系统包括控制单元、操作员单元、驱动与传动单元、通信网络、传感器和电机，其特征在于，所述驱动与传动单元通过工业以太网连接所述控制单元和所述电机，所述操作员单元分别与所述驱动与传动单元和所述控制单元连接，所述传感器与所述控制单元连接。根据本实用新型提供的纺织机械自动化系统，通过对设备运行状况的监控和统计，可以大大提高设备的开机率。
文档编号G05B19/418GK202649776SQ20112054246
公开日2013年1月2日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者冯栋, 张克宇 申请人:北京中科远恒科技有限公司