CN102411357A

CN102411357A - 一种集成化、网络化漆包机电气控制系统

Info

Publication number: CN102411357A
Application number: CN2011103613263A
Authority: CN
Inventors: 李扬; 彭光林; 林兆欣; 陈益民
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-04-11

Abstract

本发明是一种集成化、网络化漆包机电气控制系统。包括直流电源（21）、控制单元（22）、人机界面（23）、变频器模块（24）、电能计量模块（25）、温控模块（26）、IO输入模块（27），其中直流电源（21）为控制单元（22）、人机界面（23）、IO输入模块（27）提供工作电源，控制单元（22）分别与人机界面（23）、变频器模块（24）、电能计量模块（25）、温控模块（26）、IO输入模块（27）进行数据交互。本发明实现漆包机设备的烘炉温度控制、电机速度控制、电能计量、产量计量等功能，且结构简单、可根据漆包机头数的变化进行拓展，人机界面丰富友好，使操作更简单方便、充分降低工人的劳动强度、实现生产过程信息化的同时保证了系统的稳定性，具有极强的实用性和推广价值。

Description

一种集成化、网络化漆包机电气控制系统

技术领域

本发明涉及漆包机设备，特别涉及一种热风循环型漆包机设备的电气控制系统。

背景技术

现有作为漆包机电工设备控制核心的电气控制系统普遍采用结构简单、维护方便的常规仪表和继电器组合的控制方式，由于它未提供信息交互接口，使得企业管理与生产现场信息隔绝，造成上层管理人员不能实时监控设备状态和生产结果，一线操作人员未能及时执行生产指令并反馈生产信息的局面。同时近年来发展起来的漆包机微机控制系统，如利用嵌入式单板机等作为主控器的漆包机微机控制系统，均存在着现场生产信息采集及生产管理不便，以及由于长时间工作或者电磁干扰而产生工作不稳定等问题，如无法在线监测电能和产量，难以对生产数据进行管理和统计分析、主控器常出现死机或者失控现象，造成漆包线生产事故，影响生产效率。图1是现有漆包机电气控制系统的原理图，若干K型热电偶11分布在烘炉内，采集温度信号后输入温控表12，再由温控表12输出PWM信号驱动晶闸管13，进而控制加热管14；变频器15通过面板来设置电机16的转速，从而调节走线速度。该控制系统存在如下缺点是：1）没有电能计量装置；2）不能现场信息收集和实时生产管理；3）不能实现网络化控制，各个温度控制系统、电机控制系统等分立控制系统相互独立，无法实现优化控制，也不利于节约电能。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现漆包线现场生产数据的采集、传输、处理、控制、报表生成等任务的集成化、网络化漆包机电气控制系统。本发明的漆包机电气控制系统采用双重冗余控制模式，可以保证漆包线生产能够长时间不间断的连续稳定工作，大大提高生产线的数字化程度和保障生产的连续性。本发明具有重大的经济价值和应用前景。

本发明的技术方案是：本发明的漆包机电气控制系统，包括有直流电源、控制单元、人机界面、变频器模块、电能计量模块、温控模块、IO输入模块,其中直流电源为控制单元、人机界面、IO输入模块提供工作电源，控制单元分别与人机界面、变频器模块、电能计量模块、温控模块、IO输入模块进行数据交互。

上述控制单元通过总线接口RS485或者RS232分别与人机界面、变频器模块、电能计量模块、温控模块、IO输入模块进行数据交互。

上述控制单元与人机界面、变频器模块、电能计量模块、温控模块和IO输入模块通过信号连接电缆直接连接,控制单元与直流电源通过电缆连接。

上述控制单元与人机界面设于辅助控制柜,直流电源、变频器模块、电能计量模块、温控模块和IO输入模块设于主控制柜内。

上述温控模块内自带有CPU。

上述变频器模块内自带有CPU。

本发明的漆包机控制系统具有以下有益效果：通过工业总线将控制单元与变频器模块、电能计量模块、温控模块、IO输入模块等模块连接起来，简化了控制系统结构，使得控制接线大大简化，在节省人力成本的同时，也避免接线错误的隐患；本发明漆包机控制系统具有友好的人机界面，充分降低了工人劳动强度，使得操作变得简单；采用双重冗余控制模式使得控制系统的可靠性得到提升，具有极强的实用性和推广价值。本发明是一种设计合理，方便实用的集成化、网络化漆包机电气控制系统。

附图说明

图1是现有漆包机电气控制系统的结构示意图；

图2是本发明集成化、网络化漆包机电气控制系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

本发明实施例集成化、网络化漆包机电气控制系统的原理图如图2所示，该集成化、网络化漆包机电气控制系统包括有直流电源21、控制单元22、人机界面23、变频器模块24、电能计量模块25、温控模块26、IO输入模块27,其中直流电源21为控制单元22、人机界面23、IO输入模块27提供工作电源，控制单元22分别与人机界面23、变频器模块24、电能计量模块25、温控模块26、IO输入模块27进行数据交互。

上述控制单元22通过现场总线接口RS485或者RS232分别与人机界面23、变频器模块24、电能计量模块25、温控模块26、IO输入模块27进行数据交互。在本发明所述的漆包机控制系统中，所述控制单元有两个RS485通讯接口，一个RS232通讯接口。

上述控制单元22与人机界面23、变频器模块24、电能计量模块25、温控模块26和IO输入模块27通过信号连接电缆直接连接,控制单元22与直流电源21通过电缆连接。

本实施例中，所述温控模块26的通讯接口连接到控制单元22的第一个RS485接口。所述变频器模块24的通讯接口连接到控制单元22的第一个RS485接口。所述IO输入模块27是通讯接口连接到控制单元22的第一个RS485接口。所述电能计量模块25的通讯接口连接到控制单元22的第二个RS485接口。所述人机界面23的通讯接口连接到控制单元22的RS232接口。所述直流电源21主回路连接到市电，直流输出端连接到控制单元22、人机界面23、IO输入模块27的电源输入端。

本实施例中，上述控制单元22与人机界面23设于辅助控制柜,直流电源21、变频器模块24、电能计量模块25、温控模块26和IO输入模块27设于主控制柜内。

本实施例中，控制单元22通过RS232接口与人机界面23通讯，控制单元22接收来自人机界面23的触控命令，控制单元22触控命令解码后，将相应数据如温度、速度等数据返回给人机界面23，人机界面23以图表形式将这些数据进行显示或者存储。

本实施例中，温控模块26内自带有CPU，按预存指令采集温度信号，而温度信息是模拟量，温控模块会将原始的模拟量温度信号转换为数字信号，再传送至控制单元22，控制单元22会根据人机界面23中设定值修改温控模块26内寄存器，温控模块26根据此寄存器内容，对输出接口发出指令，控制温度维持到设定水平。在控制单元22出现死机或者人机界面23出现故障时，利用温控模块26自带的控制面板，依然能够实现对温度参数的设置。

本实施例中，变频器模块24内自带有CPU，在工作前需要对CPU内部寄存器进行初始化设置，变频器模块24启动后按寄存器设置内容工作。控制单元22会根据人机界面23中电机速度设定值，设定变频器模块24内速度寄存器，变频器模块24电压输出端电压根据此速度寄存器内容做出调整，连接到变频器模块24电压输出端的电机速度也出现相应变化，使得电机速度达到设定水平。在控制单元22出现死机或者人机界面23出现故障时，借助于变频器模块24自带的控制面板，依然能够实现对电机速度参数的设置。

本发明在使用时，控制单元与人机界面、变频器模块、电能计量模块、温控模块、IO输入模块通过工业现场总线连接，进行信息交互。控制单元22与人机界面23通过RS232接口通讯，控制单元22接收来自人机界面23的触控命令，控制单元22将相应数据如温度、速度等数据返回给人机界面23，人机界面23以图表形式将这些数据进行显示或者存储；变频器模块24、温控模块26、IO输入模块27挂接在控制单元22的第一个RS485接口上，利用MODBUS RTU协议进行通信，控制单元22与各个模块的信息交互，分别实现电机速度调速功能、漆包机烘炉温度控制功能、漆包线产量计量功能。电能计量模块与控制单元的第二个RS485接口连接，利用依据中华人民共和国电力行业标准DLT645-1997，主控器对电能计量模块进行数据读取，经计算处理，分析出电能消耗情况，实现电能计量功能。

本发明可实现漆包机设备的烘炉温度控制、电机速度控制、电能计量、产量计量等功能。本发明首先避免了仅由传统分立式漆包机电气控制方式，而带来的关键数据交互的问题，如烘炉温度、电机速度、电能消耗值等；其次，由于控制系统采用双重冗余控制模式，这避免了单纯的数字控制系统，由于长期工作或者受恶劣电磁环境影响而出现不稳定性，造成的漆包线生产不连续情况的发生，因为在人机界面或者主控器死机后，还可以依靠温控模块和变频器模块自带的控制面板对生产过程参数进行调整；最后，本发明采用联动控制模式，在系统监控的温度参数出现异常时，根据预定的规则，可以及时调整若干风机速度或者改变若干风门的开启度，使得异常监控点的温度得到快速恢复。本发明所述系统可以通过人机界面或者变频器模块与温控模块各自的控制面板两种途径对生产参数进行调节，从根本上实现了生产自动控制、优化控制及生产数据的管理，如实施单位产量/能耗优化控制策略、烘炉自燃及防爆阈值调节策略，又如实现烘炉温度、电能消耗、电机速度、产能等数据的存储和图表处理，亦解决了由于控制单元和人机界面在出现故障的情况下，漆包机控制系统依然能依赖变频器模块和温控模块继续工作的问题。本发明结构简单、可根据漆包机的进线头数的变化进行拓展，人机界面丰富友好的，使操作更简单操作方便、充分降低了工人劳动强度、实现了生产过程信息化的同时保证了系统的稳定性、安全性，具有极强的实用性和推广价值。从实施例可以看出本发明结构简单、操作方便、充分降低了工人劳动强度、保障工人的生命安全、大大提高了生产效率，具有极强的实用性和推广价值。

Claims

1.一种集成化、网络化漆包机电气控制系统，其特征在于包括有直流电源（21）、控制单元（22）、人机界面（23）、变频器模块（24）、电能计量模块（25）、温控模块（26）、IO输入模块（27）,其中直流电源（21）为控制单元（22）、人机界面（23）、IO输入模块（27）提供工作电源，控制单元（22）分别与人机界面（23）、变频器模块（24）、电能计量模块（25）、温控模块（26）、IO输入模块（27）进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的集成化、网络化漆包机电气控制系统，其特征在于上述控制单元（22）通过总线接口RS485或者RS232分别与人机界面（23）、变频器模块（24）、电能计量模块（25）、温控模块（26）、IO输入模块（27）进行数据交互。

3.根据权利要求1所述的集成化、网络化漆包机电气控制系统，其特征在于上述控制单元（22）与人机界面（23）、变频器模块（24）、电能计量模块（25）、温控模块（26）和IO输入模块（27）通过信号连接电缆直接连接,控制单元（22）与直流电源（21）通过电缆连接。

4.根据权利要求1所述的集成化、网络化漆包机电气控制系统，其特征在于上述控制单元（22）与人机界面（23）设于辅助控制柜,直流电源（21）、变频器模块（24）、电能计量模块（25）、温控模块（26）和IO输入模块（27）集中设于主控制柜内。

5.根据权利要求1所述的集成化、网络化漆包机电气控制系统，其特征在于上述温控模块（26）内自带有CPU。

6.根据权利要求1所述的集成化、网络化漆包机电气控制系统，其特征在于上述变频器模块（24）内自带有CPU。