一种大卷棉包装线的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化控制技术领域，具体为一种大卷棉包装线的控制系统。
【背景技术】
[0002]大卷棉包装线是用于大卷包装的生产线，实现大卷的贴标、贴胶带、周封、端封等一系列的功能。目前现有的大卷棉包装线控制系统存在以下问题:
[0003]1.操作不便:主要表现在大卷棉的生产线大部分工序都是靠人工完成的，由于大卷棉的体积，重量等问题，在贴标、贴胶带、周封、端封等工序上人工实现相对比较困难，劳动工作量相对也会增加，既浪费了生产时间，又降低了生产效率，工人们人身安全也存在着危险。
[0004]2.管理不便:由于大卷棉厚度变化太大，很有可能造成检测可靠性与稳定性下降。主要表现在每个工序都需要相应的装置，由于现场环境的复杂和时间的积累，导致机械结构老化，这些因素可能会产生故障，又因为大卷棉本身就比较庞大，工人们重新修改或调试的难度相对较大，非专业人员无法判别所产生故障的位置，达不到理想的控制目的，更甚者会造成设备无法正常工作或引起事故，所以一般只能由专业人员进行现场调试。
[0005]3.成本高昂:目前现有的包装方法基本上是全人工或者半人工半自动机械方式完成的，需要人工贴胶带、贴标签、装入塑料膜袋、端封、装铁框。只有很小一部分包装线采用PLC作为控制系统的核心，但PLC价格昂贵，这样控制系统的成本高。
[0006]4.维护不便:主要表现在大卷棉包装线中大卷棉的材料厚度往往能够达到2-75_，大卷棉直径能达到接近lm，卷料幅面能达到约1.5-2m，且卷料中心筒直径较小。由于材料具有厚度较大、材质疏松、体积较大等特点，一旦某个工序出了问题，需要重新进行检测和调整。即使有PLC作为控制器，也很难维护。因为控制程序都是按工艺顺序编写，一旦出现故障或者某个工序任务更改，则需要专业人员重新编写程序，使用成本高；并且控制器所有走线都是直接和元器件电连接，当控制器的元器件受损需要更换时必须拆线和重新接线，影响使用时间，极大耗费了财力和精力。
[0007]5.更新困难:一般这种以PLC作为控制器更新比较滞后，扫描周期太长。既不能向控制器发送信息参数，也没有办法接受控制器发送的控制指令，不能及时的更新，造成经济上的损失。这种处理器在设计时便针对所有固定的控制对象，在编程时按照所需的工艺顺序写出，可能在某些功能上会留出富余的控制输入输出点，但其预留功能点也具有针对性，不便于通用性扩展，从而无法满足对后续功能改进和优化的需要。
【发明内容】
[0008]针对现有技术不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种大卷棉包装线的控制系统，该控制系统以嵌入式控制系统作为核心，并且采用模块化设计方法，将各个功能电路模块化，可高效低成本的实现对大卷棉包装线过程进行控制和动作检测。
[0009]本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，提供一种大卷棉包装线的控制系统，其特征在于该控制系统包括单片机、电源模块、8255扩展模块、手/自动切换模块、通讯模块、直流电机驱动模块、信号检测模块、继电器模块和人机交互模块；所述单片机分别与电源模块、8255扩展模块、手/自动切换模块、通讯模块和直流电机驱动模块的输入通道电连接，直流电机驱动模块的输出通道与外部直流电机电连接；所述电源模块为整个控制系统供电；
[0010]所述信号检测模块包括接近开关传感器、磁性开关传感器和第一光电隔离，所述接近开关传感器和磁性开关传感器均通过第一光电隔离与8255扩展模块电连接；所述继电器模块包括第二光电隔离和驱动电路，所述驱动电路一端通过第二光电隔离与8255扩展模块电连接，另一端与外部气缸电磁阀电连接；所述通讯模块与人机交互模块电连接；所述人机交互模块包括键盘控制电路和液晶显示电路，所述键盘控制电路与8255扩展模块电连接，所述液晶显示电路与单片机电连接。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0012]1.尚效廉价:该控制系统米用单片机作为控制核心，具有尚集成度、尚可靠性、低电压、低功耗、易扩展、体积小、性价比高等特点，且相较于PLC来说在满足相应功能及精度要求的同时，还大大节约了成本。控制系统采用简单的C语言进行编程，按照模块化的编程思想，通俗易懂，并且实现了设备的故障诊断，减少了使用及维护成本。
[0013]2.操作方便:该控制系统的各个功能电路按照模块化设计，相应的芯片都设有芯片底座，方便检查，当出现问题时，易于更换。通过液晶显示电路可以明确知道当前发生的动作，便于显示各个工序的工作状态，确保每个工序按照指定步骤运动。自动控制和手动控制可以任意切换，这样不会因为大卷棉在传送过程由于体积过大造成纠偏进而停止整个工序。
[0014]3.管理方便:该控制系统在8255扩展模块预留了多个引脚，在继电器模块和直流电机驱动模块预留了多个通道，这样在大卷棉包装线之后的工艺改变或者相应某个动作改变时，直接在程序上加进或减掉一些改变的动作即可。因为继电器模块和直流电机驱动模块的通道数量与包装线所要控制的气缸和直流电机的数量有关，这两个模块直接可以根据包装线的生产需求扩展相应的通道数量，管理起来非常简便。
[0015]4.维护方便:该控制系统所有功能均按最小控制单位进行模块化设计，即为可拆卸控制模块，这种方式既满足当前控制功能的需求，又不会造成功能的浪费，同时还能满足未来的控制对象更换，或者升级换代的需求。在大卷棉生产线的自动控制中出现问题，可以及时更换手动控制，方便快捷的检测出问题所在。在使用中故障发生后即可拔出原有功能块后安装新的功能块即可立即使用，十分方便。
[0016]5.结构新颖:该控制系统设置为上下两层PCB板，上、下两层PCB板是通过8255扩展模块和电源模块通过相应的插孔连接，设置有四片8255A芯片，显著增加了引脚的数量，极大地节省了空间，降低了成本，且PCB板美观大方，性能更稳定，维护更方便。
【附图说明】
[0017]图1为本发明大卷棉包装线的控制系统一种实施例的整体结构框图。
[0018]图2为本发明大卷棉包装线的控制系统一种实施例的立体结构示意图。
[0019]图3为本发明大卷棉包装线的控制系统的单片机1的工作流程框图。
[0020]图中，1-单片机、2-电源模块、3-8255扩展模块、4_手/自动切换模块、5_通讯模块、6-直流电机驱动模块、7-信号检测模块、8-继电器模块、9-人机交互模块；701_接近开关传感器、702-磁性开关传感器、703-第一光电隔离、801-第二光电隔离、802-驱动电路、901-键盘控制电路、902-液晶显示电路。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明，但并不以此作为对本申请权利要求保护沮围的限定。
[0022]本发明大卷棉包装线的控制系统(简称控制系统，参见图1-3)包括单片机1、电源模块2、8255扩展模块3、手/自动切换模块4、通讯模块5、直流电机驱动模块6、信号检测模块7、继电器模块8和人机交互模块9 ;所述单片机1分别与电源模块2、8255扩展模块
3、手/自动切换模块4、通讯模块5和直流电机驱动模块6的输入通道电连接，直流电机驱动模块6的输出通道与外部直流电机电连接；所述电源模块2为整个控制系统供电，电源模块2可以提供24V、12V和5V的三种直流电源；
[0023]所述信号检测模块7包括接近开关传感器701、磁性开关传感器702和第一光电隔离703，所述接近开关传感器701和磁性开关传感器702均通过第一光电隔离703与8255扩展模块3电连接；所述继电器模块8包括第二