专利名称：一种防火板生产线自动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及エ业控制领域，尤其涉及ー种防火板生产线自动控制系统。
背景技术：
随着工艺水平的提高及其エ控技术的发展，生产过程自动化程度越来越高，而生产线控制系统使生产管理者能够远程了解生产状况以及设备运行状况，方便管理和控制，因而得到了广泛的应用， 以防火板生产线为例，传统的防火板生产线控制系统基本为单机控制，即整套生产线控制系统有很多的电控柜或电控系统组成，施工工作量很大。设备和设备之间没有联系，某些(如温度、压カ等)參数需要人工到现场ー个ー个设定，出错概率比较大。设备出故障后维修人员需要一台一台设备盘查，不能尽快的恢复生产。此外，由于生产线没有扩展性，如果需要増加某些功能，则需要将原有系统拆除重做，浪费大量的人力、物力。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出ー种防火板生产线自动控制系统，基于“集中监视，分散控制”的模式，将整个控制系统分成中央监控子系统、集成控制子系统、现场控制子系统及各执行子系统，通过使用不同的网络结构及软硬件配置，使整个控制系统设计简单、易于重构，并且具有较高的安全性、准确性、稳定性及可靠性。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案ー种防火板生产线自动控制系统，该系统包括控制系统及执行系统，所述控制系统包括中央监控子系统、集成控制子系统、现场控制子系统，执行系统包括多个子系统，依次为进料子系统、成型子系统、固化子系统、粘结剂贴附子系统、热复合固化子系统、表面处理及检验子系统，中央监控子系统通过以太网与集成控制子系统连接，集成控制子系统直接或通过现场总线与现场控制子系统连接，现场控制子系统与各执行子系统连接；其中，现场控制子系统包括至少ー个现场总线模块，控制各执行子系统的工作状态；至少ー个变频驱动模块，驱动各执行子系统的动力装置；至少ー个智能检测模块，检测各执行子系统的控制參数；中央监控子系统，实时采集和集中监控整个系统的运行信息并进行处理；集成控制子系统，对现场控制子系统的数据信息进行处理并发出控制指令；现场控制子系统，对执行子系统的信号进行处理，根据集成控制子系统的指令控制各执行子系统的工作状态；执行子系统，根据现场控制子系统的控制指令执行具体动作芯板原料经进料子系统混合后，由成型子系统辊压成片，然后进行固化，固化后的芯板贴附粘结剂后经多道辊压热合固化、表面处理及检验，完成防火板的生产；其中，进料子系统，通过搅拌充分混合芯板原料；[0015]成型子系统，使进料子系统挤出的搅拌料成型；固化子系统，对成型后的芯板进行固化；粘结剂贴附子系统，对固化成型后的芯板进行粘结剂贴附；热复合固化子系统，使贴附粘结剂后的芯板固化。进ー步地，所述中央监控子系统采用数据采集与监视控制系统(SCADA)。进ー步地，所述中央监控子系统支持上级生产管理系统的数据采集，能够提供软件、硬件支持。 进ー步地，所述集成控制子系统采用可编程逻辑控制器件对现场控制子系统上传来的数据信息进行处理，并发出指令通过现场控制子系统对各执行子系统进行控制。进ー步地，所述集成控制子系统采用PLC可编程逻辑控制器。进ー步地，所述集成控制子系统通过Profibus现场总线与现场控制子系统连接。进ー步地，所述现场总线模块包括现场操作站，变频驱动模块包括变频器，智能检测模块包括数控仪表；其中，现场总线模块、变频驱动模块和智能检测模块通过Profibus-DP现场总线与集成控制子系统连接。进ー步地，所述各执行子系统的控制參数包括温度、压力、电机速度。进ー步地，所述现场控制子系统还包括输入设备、显示设备、报警装置，其中，输入设备包括控制按钮、键盘，所述显示设备包括指示灯。本实用新型的技术方案基干“集中监视，分散控制”的模式，通过现场总线使整个控制系统具有设计简单、易于重构的特点，降低了成本、使用户具有高度的系统集成主动权，并且能够使得整个系统具有较高的安全性、准确性、稳定性及可靠性。
图I为本实用新型ー种防火板生产线自动控制系统原理框图；图2为本实用新型ー种防火板生产线自动控制系统的一具体实施例。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进ー步说明本实用新型的技术方案。图I是本实用新型ー种防火板生产线自动控制系统原理框图。该系统包括控制系统及执行系统，控制系统包括中央监控子系统、集成控制子系统、现场控制子系统，执行系统由多个子系统组成，依次为进料子系统、成型子系统、固化子系统、粘结剂贴附子系统、热复合固化子系统、表面处理及检验子系统，中央监控子系统通过エ业以太网与集成控制子系统连接，集成控制子系统直接或通过现场总线与现场控制子系统连接，现场控制子系统控制各执行子系统的工作状态，执行子系统根据现场控制子系统的控制指令执行具体动作，即将芯板原料经进料子系统混合后，由成型子系统辊压成片，然后进行固化，固化后的芯板贴附粘结剂后经多道辊压热合固化、表面处理及检验，从而实现防火板生产线的自动控制。中央监控子系统,位于车间中控室，采用SCADA(Supervisory Control And DataAcquisition，数据采集与监视控制系统)计算机监视系统通过エ业以太网对防火板生产线系统各个受控设备的运行信息进行实时采集和集中监测。所述设备的运行信息指能够通过エ业以太网向计算机监视系统传送的数据。中央监控子系统向上兼容，支持上级生产管理系统的数据采集，井能够为此提供软件、硬件支持。控制系统中的相关參数(如温度、压力、电机速度等)可直接通过中央监控子系统的计算机下达到相应的设备，不需要工作人员到现场手动调表和输入參数，減少了由于人为因素产生的误差，从而保证了数据的准确性。集成控制子系统，对现场控制子系统的数据信息进行处理并发出控制指令。集成控制子系统是整个电控系统的核心，在整个电控系统中起着“承上启下”的作用。集成控制子系统采用可编程逻辑控制器件对现场控制子系统上传来的数据信息进行处理，并发出控制指令通过现场控制子系统实现对各执行 子系统现场设备的控制。集成控制子系统直接或通过现场总线与现场控制子系统连接。现场总线(Fieldbus)是ー种エ业数据总线，主要解决エ业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。典型的现场总线包括基金会现场总线、LonWork现场总线、Prof ibus现场总线、CAN总线等多种总线形式，根据系统所实现功能的不同，现场总线的选择也不同。本实用新型的技术方案基干“集中监视、分散控制”的模式进行设计，选用Profibus现场总线。Profibus现场总线是ー种设备标准化,功能模块化、不依赖于设备生产商的现场总线标准，广泛应用于制造业自动化、流程エ业自动化和交通电カ等其他领域自动化。Profibus是ー种多主站系统，可以实现多个控制、配置或可视化系统在一条总线上相互操作。拥有访问权的主站无需外部请求就可以发送数据，从站为ー种被动设备，不享有总线访问权。从站只能对接收的信息进行确认，或者在主站请求时进行发送。波特率支持9. 6k至12M。Profibus支持广播和多点通讯。一条Profibus总线上最多可连接126个设备。Prof ibus 由三个兼容部分组成，即 Prof ibus-DP (Decentralized Periphery) >Profibus-PA(Process Automation)、Profious-FMS (Fieldbus Message Specification)。本技术方案采用可编程逻辑控制器PLC等控制单元及Profibus-DP现场总线接受现场发来的数据信息(数字量或模拟量，输入信号)，经过其本身CPU中所存储的控制程序的运算与处理后，发出相应的指令(输出信号)对现场设备进行控制。Prof ibus-DP是ー种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。使用Profibus-DP可取代24VDC或4 20mA信号传输。通过高速的Profibus-DP控制网络确保现场控制执行系统的稳定可靠的运行。Profibus-DP网络速度可达到12Mbits/s，并且不受节点数的増加而影响其通讯速度。现场控制子系统，对执行子系统的信号进行处理，根据集成控制子系统的指令控制各执行子系统的工作状态。现场控制子系统是整个控制系统的关键环节，包括至少ー个现场总线模块、至少ー个变频驱动模块、至少ー个智能检测模块。其中，现场总线模块包括现场操作站，变频驱动模块包括变频器等，智能检测模块包括数控仪表、接近开关、光电开关等现场检测设备。此外，现场控制子系统还包括现场其它输入设备(如控制按钮、键盘等)、显示设备(如指示灯等)、报警装置等。现场控制子系统的信号直接或通过Profibus-DP现场总线与集成控制子系统中的可编程逻辑控制器件(如PLC等)相连接，将输入信号发送给可编程逻辑控制器件，将可编程逻辑控制器件的输出指令发送到各执行子系统。[0040]现场总线模块用于控制各执行子系统的工作状态，变频驱动模块用于驱动各执行子系统的动力装置，智能检测模块用于检测各执行子系统的控制參数；现场总线模块、变频驱动模块、智能检测模块通过Profibus-DP现场总线实现与可编程逻辑控制器PLC的高速数据传输。可编程逻辑控制器PLC周期地读取现场总线模块、变频驱动模块、智能检测模块的输入信息并周期地向现场总线模块、变频驱动模块、智能检测模块发出控制指令。总线循环时间必须比可编程逻辑控制器PLC程序循环时间短。除周期性传输外，ProfibuS-DP也可提供智能化设备非周期性通信进行组态、诊断和报警处理。ProfibuS-DP传输可选用RS-485双绞线、电缆或光线等多种传输形式。现场总线模块包括现场操作站，用于控制各执行子系统的工作状态。现场总线模块包括多个即插即用的连接端ロ，通过所述端ロ与各执行子系统的现场设备连接。执行子系统，根据现场控制子系统的控制指令执行具体动作，即将芯板原料经进料子系统混合后，由成型子系统辊压成片，然后进行固化，固化后的芯板贴附粘结剂后经多道辊压热合固化、表面处理及检验，从而可实现防 火板生产的自动控制；其中，进料子系统，通过搅拌充分混合芯板原料；成型子系统，使进料子系统挤出的混合后的原料成型；固化子系统，对成型后的芯板进行固化；粘结剂贴附子系统，对固化成型后的芯板进行粘结剂贴附；热复合固化子系统，使贴附粘结剂后的芯板固化。当防火板生产线在运作过程中出现故障或存在异常时，通过中央监控子系统可完成对整个控制系统的管理，根据具体情况判断故障或异常原因，中央监控子系统发出控制指令通过集成控制子系统和现场控制子系统实现对执行子系统的运行状态的控制，保证了系统安全、可靠、稳定运行。此外，本实用新型的技术方案基于现场总线进行控制，具有设计简单、易于重构的特点。当生产线需要扩展时，只要将扩展的功能子系统通过现场总线模块、变频模块、智能检测模块等连接到现场总线即可完成功能扩展。图2为本实用新型ー种防火板生产线自动控制系统的一具体实施例。该系统包括中央监控子系统I、集成控制子系统II、现场控制子系统III及执彳丁系统IV。中央监控子系统I通过エ业以太网与集成控制子系统II连接，集成控制子系统II通过Profibus现场总线与现场控制子系统III连接，现场控制子系统III与执行系统IV连接。中央监控子系统I采用SCADA计算机监控系统，实时采集和集中监控整个系统的运行信息并进行处理。中央监控子系统I包括计算机系统I和触摸屏2，中央监控子系统I对集成控制子系统II上传来的数据信息进行分析并存储，如控制系统出现故障或异常吋，通过计算机I或触摸屏2发出控制指令，通过集成控制子系统II、现场控制子系统III完成对执行系统IV现场设备的控制。集成控制子系统II采用可编程逻辑控制器PLC等控制单元4对现场控制子系统III的数据信息进行处理，通过自身的CPU的控制程序进行运算处理后发出控制指令。集成控制子系统II由交換机3通过エ业以太网与中央监控子系统I连接，集成控制子系统II通过Profibus-DP现场总线与现场控制子系统III连接。现场控制子系统III实现对执行子系统的信号进行处理，根据集成控制子系统的指令控制各执行子系统的工作状态。现场控制子系统III包括至少ー个现场总线模块5、至少ー个变频驱动模块6、至少ー个智能检测模块7。现场总线模块5用于控制各执行子系统的工作状态，变频驱动模块6用于驱动各执行子系统的动力装置，智能检测模块7用于检测各执行子系统的控制參数。各执行子系统的控制參数包括温度、压力、电机速度等。其中，现场总线模块5包括现场操作站，变频驱动模块6包括变频器等，智能检测模块7包括数控仪表、接近开关、光电开关等。执行系统IV包括多个子系统，依次为进料子系统、成型子系统、固化子系统、粘结剂贴附子系统、热复合固化子系统、表面处理及检验子系统，各执行子系统根据现场控制子系统的控制指令执行具体动作，即将芯板原料经进料 子系统混合后，由成型子系统辊压成片，然后进行固化，固化后的芯板贴附粘结剂后经多道辊压热合固化、表面处理及检验，从而可实现防火板生产线的自动控制。进料子系统，将颗粒、粉状等芯板原料投入进料仓，通过气カ输送设备密封管道输送，经配方自动计量后混合，添加辅助材料后充分搅拌。成型子系统，充分混合后的搅拌料通过芯板挤出设备将搅拌料挤出，辊压成片；成型子系统能够将高粘稠易堆积的搅拌料通过强カ螺杆挤出装置，辊压成片；成型子系统还包括对从窄缝挤出的搅拌料双面贴附辅助成型材料后辊压成片。附辅助成型材料采用薄片材料，包括无纺布、纸张、玻璃纤维等。芯板挤出设备通过流变振动均化发生器对挤出的搅拌料状态进行控制，通过对流变振动均化发生器的振动能量、频谱、振幅的自动控制实现。在芯料搅拌挤出辊轧过程中，排除气泡，进行流变振动均化，使芯板原料密实均匀，消除其抱团不均匀现象及其由此造成的后续芯板厚度不均匀甚至空包现象，以提高其成品強度和质量。根据芯料物理特性的不同，振动频率有低，中，高三个频段。低频的振动频率为25 50HZ(1500 3000次/min)；中频为83 133HZ(5000 8000次/min);高频为167HZ (10000次/min)以上。按照不同要求振动产生方式有偏心式和行星式两种。固化子系统，对辊压后的芯板进行固化成型，采用梯度温度多道固化烘道和多道热辊压进行固化。本技术方案采用电磁加热辊，具有节能、温度控制精确的优点。梯度温度多道固化烘道加热方式包括远红外电加热、热风循环加热、陶瓷表面燃烧远红外加热，所产生的预热还可有效回收。其中，热辊压与烘道交错布置、多道烘道温度梯度布置，烘道内温度多点监控可自动调节。芯板固化成型后对芯板预冷却，然后进行表面活化。粘结剂贴附子系统，在贴附粘结剂前对固化后的芯板进行打磨处理，使芯板表面光整、粗糙度一致，包括长砂带卷储式往复式打磨和打磨头复合运动打磨。采用预成型粘结薄膜贴合机对固化成型后的芯板双面贴附粘结剂，粘结剂包括有机、无机、液体、固体或预成型薄膜形态的粘结剂。粘结剂贴附子系统采用粘结剂喷雾涂覆机以喷涂方式或采用滚涂机以辊涂方式进行粘结剂贴附。对贴附粘结剂的芯板预烘活化后，进行多层系统材料辊压热合，多层系统材料贴附通过张カ自动控制和放卷完毕自动监控双辊放卷装置，面层系统贴附保护膜。面层系统辊压多层系统热复合采用电磁加热辊，具有节能、温度控制精确的特点。热复合固化子系统，采用电磁加热辊使贴附粘结剂后的芯板固化，冷却。表面处理系统，对固化后的芯板多辊校平、修边贴膜、定尺裁剪等。[0062]检验系统，对生产线完成的防火板进行性能检测后入库，完成防火板的生产。本实用新型的技术方案通过现场总线与エ业以太网及不同的软硬件配置，实现对防火板生产线的整个エ艺过程及全部生产设备的控制和监控的目标，使整个控制系统设计简单、易于重构，节省了成本，使用户具有高度的系统集成主动权，并且具有较高的安全性、准确性、稳定性及可靠性。
上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种防火板生产线自动控制系统，该系统包括控制系统及执行系统，所述控制系统包括中央监控子系统、集成控制子系统、现场控制子系统，执行系统包括多个子系统，依次为进料子系统、成型子系统、固化子系统、粘结剂贴附子系统、热复合固化子系统、表面处理及检验子系统，其特征在于，中央监控子系统通过以太网与集成控制子系统连接，集成控制子系统直接或通过现场总线与现场控制子系统连接，现场控制子系统与各执行子系统连接；其中，现场控制子系统包括 至少一个现场总线模块，控制各执行子系统的工作状态； 至少一个变频驱动模块，驱动各执行子系统的动力装置； 至少一个智能检测模块，检测各执行子系统的控制参数； 中央监控子系统，实时采集和集中监控整个系统的运行信息并进行处理； 集成控制子系统，对现场控制子系统的数据信息进行处理并发出控制指令； 现场控制子系统，对执行子系统的信号进行处理，根据集成控制子系统的指令控制各执行子系统的工作状态； 执行子系统，根据现场控制子系统的控制指令执行具体动作芯板原料经进料子系统混合后，由成型子系统辊压成片，然后进行固化，固化后的芯板贴附粘结剂后经多道辊压热合固化、表面处理及检验，完成防火板的生产；其中， 进料子系统，通过搅拌充分混合芯板原料； 成型子系统，使进料子系统挤出的搅拌料成型； 固化子系统，对成型后的芯板进行固化； 粘结剂贴附子系统，对固化成型后的芯板进行粘结剂贴附； 热复合固化子系统，使贴附粘结剂后的芯板固化。
2.根据权利要求I所述的防火板生产线自动控制系统，其特征在于，所述中央监控子系统采用数据采集与监视控制系统。
3.根据权利要求I或2所述的防火板生产线自动控制系统，其特征在于，所述中央监控子系统支持上级生产管理系统的数据采集，能够提供软件、硬件支持。
4.根据权利要求I所述的防火板生产线自动控制系统，其特征在于，所述集成控制子系统采用可编程逻辑控制器件对现场控制子系统上传来的数据信息进行处理，并发出指令通过现场控制子系统对各执行子系统进行控制。
5.根据权利要求I或4所述的防火板生产线自动控制系统，其特征在于，所述集成控制子系统采用PLC可编程逻辑控制器。
6.根据权利要求I所述的防火板生产线自动控制系统，其特征在于，所述集成控制子系统通过Profibus现场总线与现场控制子系统连接。
7.根据权利要求I或6所述的防火板生产线自动控制系统，其特征在于，所述现场总线模块包括现场操作站，变频驱动模块包括变频器，智能检测模块包括数控仪表；其中，现场总线模块、变频驱动模块和智能检测模块通过Profibus-DP现场总线与集成控制子系统连接。
8.根据权利要求I所述的防火板生产线自动控制系统，其特征在于，所述各执行子系统的控制参数包括温度、压力、电机速度。
9.根据权利要求I所述的防火板生产线自动控制系统，其特征在于，所述现场控制子系统还包括输入设备、显 示设备、报警装置，其中，输入设备包括控制按钮、键盘，所述显示设备包括指示灯。
专利摘要本实用新型公开一种防火板生产线自动控制系统，该系统包括中央监控子系统、集成控制子系统、现场控制子系统和执行系统，执行系统依次包括进料子系统、成型子系统、固化子系统、粘结剂贴附子系统、热复合固化子系统、表面处理及检验子系统，其中，中央监控子系统通过以太网与集成控制子系统连接，集成控制子系统直接或通过现场总线与现场控制子系统连接，现场控制子系统与各执行子系统连接，执行子系统根据现场控制子系统的指令执行具体动作，从而实现防火板生产线的自动控制。本实用新型具有设计简单、易于重构的特点，能够使得整个系统具有较高的安全性、准确性、稳定性及可靠性。
文档编号G05B19/418GK202443325SQ20122008874
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者高建飞 申请人:无锡市顺达物流涂装设备有限公司