CN105204479A - 剥锌生产线的集中式控制系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种剥锌生产线的集中式控制系统，包括行车控制器、剥锌机控制器和刷洗机控制器，还包括总控制器和控制交换机；行车控制器、剥锌机控制器和刷洗机控制器通过控制交换机与总控制器连接；行车控制器接收总控制器指令并控制行车动作；剥锌机控制器接收总控制器指令并控制剥锌机动作；刷洗机控制器接收总控制器指令并控制刷洗机动作；总控制器接收各个设备控制器发送的设备运行和状态信息，并对自动剥锌生产线进行控制；本发明还公开了所述自动剥锌生产线的控制方法，包括对行车、剥锌机和刷洗机的控制流程和控制方法。本发明采用总控制器和相应的控制方法对各个设备进行集中控制，实现了剥锌生产的自动化，系统效率高、安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于自动控制领域，具体涉及一种剥锌生产线的集中式控制系统和控制方法。
背景技术
锌是重要的化工材料。在现代工业中，锌在电池制造等行业有着举足轻重的地位。
锌电解是锌冶炼过程中的一道重要的工艺，锌电解是用直流电进行电解。阳极板采用铅银合金板，阴极板采用铝板。电解的锌吸附在阴极板的两个面上。锌电解后的下一步工序是将锌从阴极板的两面上剥离出来。将锌剥离出来之后，还需要对已经剥锌的阴极板进行清洗作业，以方便阴极板再次利用。
现在，传统的方法是人工操作。工人控制行车将阴极板从电解槽中取出，吊装到剥锌机的进口链条上；人工启动剥锌机，剥锌机将阴极板上的锌剥落；仍然以人工的方式将已剥锌的阴极板吊装至刷洗机的进口链条上；再次人工控制刷洗机对已剥锌的阴极板进行刷洗操作；最后再由工人控制行车将刷洗后的阴极板吊装回电解槽，进行下一次的电解、剥锌操作。
随着目前大型铅锌企业的规模越来越大，电解锌的阴极板的尺寸也越来越大，现有的人工操作方法，工作强度大，工作效率低，而且工作环境恶劣，安全系数低。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种工作效率高、安全可靠的剥锌生产线的集中式控制系统。
本发明的目的之二在于提供所述的剥锌生产线的控制方法。
本发明提供的这种剥锌生产线的集中式控制系统，包括行车控制器、剥锌机控制器和刷洗机控制器，还包括总控制器和控制交换机；行车控制器、剥锌机控制器和刷洗机控制器通过控制交换机与总控制器连接；行车控制器用于接收总控制器指令并控制行车动作；剥锌机控制器用于接收总控制器指令并控制剥锌机动作；刷洗机控制器用于接收总控制器指令并控制刷洗机动作；总控制器用于接收各个设备控制器发送的设备运行和状态信息，并根据设备运行信息和状态对自动剥锌生产线进行控制。
所述剥锌生产线的集中式控制系统还包括通讯交换机、工业计算机和打印机；工业计算机和打印机通过通讯交换机与所述总控制器连接；总控制器通过通讯交换机上传剥锌生产线的集中式控制系统的运行参数到工业计算机进行实时显示，或者通过通讯交换机接收工业计算机对自动剥锌生产线设置的参数，并控制自动剥锌生产线运行；工业计算机用于实时显示自动剥锌生产线的生产状态和系统参数，同时也用于对自动剥锌生产线进行参数设置或系统控制；打印机用于打印相应的资料、文档或报表。
所述的剥锌生产线的集中式控制系统，还包括冗余控制器，冗余控制器和总控制器连接，同时也和控制交换机、通讯交换机连接；冗余控制器和总控制器、控制交换机连接并通讯，冗余控制器和总控制器同时进行算法和控制指令运算；当系统正常时，由总控制器通过控制交换机发出控制命令，一旦总控制器出现故障，冗余控制器立即替代总控制器，通过控制交换机发出控制命令，保证自动剥锌生产线的自动运行；冗余控制器还与通讯交换机连接，用于冗余控制器代替总控制器工作时能够正常与工业计算机和打印机进行数据交互。
所述的剥锌生产线的集中式控制系统，还包括行车交换机、剥锌机交换机和刷洗机交换机；行车交换机与行车控制器连接；剥锌机交换机与剥锌机控制器连接；刷洗机交换机和刷洗机控制器连接；行车交换机、剥锌机交换机、刷洗机交换机和控制交换机依次连接，并形成通讯环路，用于当某个设备发生故障时，通讯网络能够在不影响其他设备的控制和通讯的情况下自动将该故障设备旁路，提高自动剥锌生产线的可靠性。
所述的行车控制器包括第一行车控制器和第二行车控制器。
所述的行车交换机包括第一行车交换机和第二行车交换机。
所述的总控制器和冗余控制器为PLC、专用工业控制器或工业计算机。
所述的连接为工业总线连接或无线连接。
本发明还提供了所述剥锌生产线的控制方法，包括如下步骤：
S1.控制行车将待剥锌的阴极板从电解槽吊装至剥锌机的传输链条上空；
S2.控制行车在剥锌机完成剥锌工作后，将待剥锌的阴极板下放至剥锌机的链条上；
S3.控制剥锌机在进口处有待剥锌阴极板、且行车已经吊装完成后，将待剥锌的阴极板进行剥锌操作，并在剥锌操作完成后将已剥锌的阴极板送出剥锌机；
S4.控制行车在刷洗机已经完成前一批的刷洗作业后，将已经刷洗完毕的阴极板吊装回电解槽；
S5.控制行车在剥锌机已完成剥锌流程、且刷洗机已完成刷洗流程后，将已剥锌的阴极板吊装至刷洗机；
S6.控制刷洗机在刷洗机出口已没有刷洗完毕的阴极板、且行车完成下放动作后，将已剥锌的阴极板进行刷洗操作，并将刷洗完毕的阴极板送至刷洗机出口；
S7.重复所述S1~S6的步骤，完成所有阴极板的吊装、剥锌和刷洗工作。
所述的剥锌生产线的集中式控制系统的控制方法中，行车共有两台；步骤S2、S3、S4和S5中所述的行车为第一行车；步骤S6和S7中所述的行车为第二行车。
本发明所提供的这种剥锌生产线的集中式控制系统，采用工业网络将吊装作业的行车、剥锌机和刷洗机联系在一起，采用总控制器对各个设备进行统一的、精确的、自动的控制，保证了剥锌生产线的自动运行；同时采用了冗余技术和旁路技术，更进一步提高了剥锌生产线的自动化水平和容错能力；同时本发明提供的剥锌生产线的控制方法，有效综合并实现了剥锌生产的全部工艺过程，流程精确、适当，实现了剥锌生产的自动化。本发明提供的剥锌生产线的集中式控制系统和相应的控制方法，使得剥锌工作工作效率更高、更安全可靠。
附图说明
图1为本发明的剥锌生产线的一种实施例示意图。
图2为本发明的剥锌生产线的集中式控制系统的实施例一的功能模块图。
图3为本发明的剥锌生产线的集中式控制系统的实施例二的功能模块图。
图4为本发明的剥锌生产线的集中式控制系统的实施例三的功能模块图。
图5为本发明的剥锌生产线的控制方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示为本发明的剥锌生产线的一种实施例示意图：本实施例的自动剥锌生产线包括刷洗机、剥锌机、第一行车和第二行车。在本图示例中，第一行车将待剥锌的阴极板从1号系列电解槽区域吊出，并吊装到剥锌机上，第二行车将已剥锌的阴极板从剥锌机吊装到刷洗机，第一行车还需要将已经刷洗完毕的阴极板吊装回1号系列电解槽区域；图中的箭头方向即为阴极板的运行方向，亦即为上述的自动剥锌生产线的工作流程方向。同样的，自动剥锌生产线也可以由第二行车将待剥锌的阴极板从2号系列电解槽区域吊出，并吊装到剥锌机上，第一行车将已剥锌的阴极板从剥锌机吊装到刷洗机，第二行车还需要将已经刷洗完毕的阴极板吊装回2号系列电解槽区域。
如图2所示，为本发明的剥锌生产线的集中式控制系统的实施例一的功能模块图：在该实施例中，剥锌生产线的集中式控制系统包括第一行车控制器、第二行车控制器、剥锌机控制器、刷洗机控制器、控制交换机、总控制器、通讯交换机、工业计算机和打印机；第一行车控制器、第二行车控制器、剥锌机控制器和刷洗机控制器通过控制交换机与总控制器连接；第一行车控制器用于接收总控制器指令并控制第一行车动作；第二行车控制器用于接收总控制器指令并控制第二行车动作；剥锌机控制器用于接收总控制器指令并控制剥锌机动作；刷洗机控制器用于接收总控制器指令并控制刷洗机动作；总控制器用于接收各个设备控制器发送的设备的运行和状态信息，并根据设备运行信息和状态对自动剥锌生产线进行集中控制；工业计算机和打印机通过通讯交换机与所述总控制器连接；总控制器通过通讯交换机上传剥锌生产线的集中式控制系统的运行参数到工业计算机进行实时显示，总控制器也可以通过通讯交换机接收工业计算机对自动剥锌生产线设置的参数，并控制自动剥锌生产线运行；工业计算机用于实时显示自动剥锌生产线的生产状态和系统参数，同时也用于对自动剥锌生产线进行参数设置或系统控制；打印机用于打印相应的资料、文档或报表。
如图3所示为本发明的剥锌生产线的集中式控制系统的实施例二的功能模块图：在该实施例中，剥锌生产线的集中式控制系统包括第一行车控制器、第二行车控制器、剥锌机控制器、刷洗机控制器、控制交换机、总控制器、通讯交换机、工业计算机和打印机外，还包括了冗余控制器；第一行车控制器、第二行车控制器、剥锌机控制器和刷洗机控制器通过控制交换机与总控制器连接；工业计算机和打印机通过通讯交换机与所述总控制器连接；冗余控制器与总控制器连接并通讯，同时冗余控制器也与控制交换机、通讯交换机进行连接；冗余控制器由于同样也与控制交换机连接并通讯，因此冗余控制器和总控制器一样能够获取自动剥锌生产线的所有运行数据，冗余控制器通过和通讯交换机连接并通讯，因此也能获取工业计算机对自动剥锌生产线的设置参数，同时也能通过通讯交换机与工业计算机、打印机进行数据交互；在正常运行时，在每一个控制周期，冗余控制器都和总控制器一样，两者同时进行控制数据和控制信息的计算，只是冗余控制器并不对外输出控制指令，仅由总控制器通过控制交换机对外发送控制指令；当且仅当总控制器故障或发生意外情况，总控制器失去控制功能时，冗余控制器立刻代替总控制器的功能，通过控制交换机对外发送控制指令，保证自动剥锌生产线的正常运行。冗余控制器的存在，极大地提高了自动剥锌生产线的可靠性和安全性，保证了自动剥锌生产线的正常运行。
如图4所示为本发明的剥锌生产线的集中式控制系统的实施例三的功能模块图：该实施例中，剥锌生产线的集中式控制系统包括第一行车控制器、第二行车控制器、剥锌机控制器、刷洗机控制器、行车交换机、剥锌机交换机、刷洗机交换机、控制交换机、总控制器、冗余控制器、通讯交换机、工业计算机和打印机；冗余控制器与总控制器连接并通讯，同时冗余控制器也与控制交换机、通讯交换机进行连接；工业计算机与打印机均与通讯交换机连接；第一行车交换机与第一行车控制器连接；第二行车交换机与第二行车控制器连接；剥锌机交换机与剥锌机控制器连接；刷洗机交换机和刷洗机控制器连接；第一行车交换机、第二行车交换机、剥锌机交换机、刷洗机交换机和控制交换机依次连接，并形成通讯环路；自动剥锌生产线的各个执行设备（包括第一行车、第二行车、剥锌机和刷洗机）均通过各自独立的交换机接入通讯环网，总控制器和冗余控制器同样通过控制交换机接入通讯环网；通讯环网的好处在于，当通讯环网的某个节点发生故障时，可自动旁路故障节点的设备，而不影响通讯环网中其他节点之间的通讯。采用通讯环网和冗余控制器，更进一步地提高了自动剥锌生产线的可靠性和安全性。
如图5所示为本发明的剥锌生产线的控制方法的流程图：剥锌生产线的集中式控制系统上电后，首先控制第一行车从电解槽吊装一个批次的待剥锌的阴极板到剥锌机进口传输链条正上方；然后，控制系统将判断，第一行车是否已经运行到剥锌机进口链条正上方且剥锌机已经完成上一轮的剥锌流程？如果不是，则控制系统将命令第一行车进入等待状态，直到判断条件（即第一行车已经运行到剥锌机进口链条正上方且剥锌机已经完成上一轮的剥锌流程）满足后，控制系统将控制第一行车下放该批次的待剥锌的阴极板到剥锌机进口的传输链条；控制系统然后控制第一行车运行到刷洗机的出口链条正上方等待。直至刷洗机完成上一批次的阴极板的刷洗控制流程后，控制系统向第一行车控制器发出控制指令，行车将已经刷洗完的一个批次的阴极板吊装回电解槽。第一次吊装时，刷洗机的出口会预先放一批已经刷洗好的阴极板。然后，控制系统向剥锌机控制器发出启动指令，启动剥锌操作；剥锌机将待剥锌的阴极板上的锌片剥下，然后将已剥锌的阴极板送出到剥锌机的出口链条处，才算完成了一片阴极板的剥锌操作；剥锌机重复剥锌过程直至一个批次的阴极板全部剥锌完成；剥锌完毕后，控制系统向第二行车发送控制指令，将该批次的已剥锌的阴极板吊装至刷洗机的进口链条正上方；此时控制系统将自动判断，第二行车是否已将待刷洗阴极板吊装至刷洗机进口链条的正上方，且刷洗机未刷洗完成状态？如果不是，则控制系统命令第二行车处于等待状态，直至判断条件满足，控制系统控制第二行车下放该批次的待刷洗的阴极板到刷洗机的进口链条上；然后控制系统向刷洗机控制器发出指令，控制刷洗机进行刷洗作业。
如上所述，为自动剥锌生产线的一个完整的控制流程。自动剥锌生产线完成一个控制流程后，控制系统将继续控制生产线上的所有设备自动循环进行上述的流程，完成剥锌生产线的自动运行。
本发明所提供的这种剥锌生产线的集中式控制系统，采用工业网络将吊装作业的行车、剥锌机和刷洗机联系在一起，采用总控制器对各个设备进行统一的、精确的、自动的控制，保证了剥锌生产线的自动运行；同时采用了冗余技术和旁路技术，更进一步提高了剥锌生产线的自动化水平和容错能力；同时本发明提供的剥锌生产线的控制方法，有效综合并实现了剥锌生产的全部工艺过程，流程精确、适当，实现了剥锌生产的自动化。本发明提供的剥锌生产线的集中式控制系统和相应的控制方法，使得剥锌工作工作效率更高、更佳安全可靠。
本发明能够实现整个剥锌生产线的自动控制，解决了人工剥锌工作强度大，效率低，成本高的缺点。该发明的剥锌机的自动控制系统，能够实现剥锌生产线的运行控制、故障状态显示、显示实时工艺参数，简单直观，容易操作。本发明还设置了冗余控制和通讯环网，提高了整个系统的控制系统可靠性高。
Claims (10)
1.一种剥锌生产线的集中式控制系统，包括行车控制器、剥锌机控制器和刷洗机控制器，其特征在于还包括总控制器和控制交换机；行车控制器、剥锌机控制器和刷洗机控制器通过控制交换机与总控制器连接；行车控制器用于接收总控制器指令并控制行车动作；剥锌机控制器用于接收总控制器指令并控制剥锌机动作；刷洗机控制器用于接收总控制器指令并控制刷洗机动作；总控制器用于接收各个设备控制器发送的设备运行和状态信息，并根据设备运行信息和状态对自动剥锌生产线进行控制。
2.根据权利要求1所述的剥锌生产线的集中式控制系统，其特征在于还包括通讯交换机、工业计算机和打印机；工业计算机和打印机通过通讯交换机与所述总控制器连接；总控制器通过通讯交换机上传剥锌生产线的集中式控制系统的运行参数到工业计算机进行实时显示，或者通过通讯交换机接收工业计算机对自动剥锌生产线设置的参数，并控制自动剥锌生产线运行；工业计算机用于实时显示自动剥锌生产线的生产状态和系统参数，同时也用于对自动剥锌生产线进行参数设置或系统控制；打印机用于打印相应的资料、文档或报表。
3.根据权利要求1所述的剥锌生产线的集中式控制系统，其特征在于，还包括冗余控制器，冗余控制器和总控制器连接，同时也和控制交换机、通讯交换机连接；冗余控制器和总控制器、控制交换机连接并通讯，冗余控制器和总控制器同时进行算法和控制指令运算；当系统正常时，由总控制器通过控制交换机发出控制命令，一旦总控制器出现故障，冗余控制器立即替代总控制器，通过控制交换机发出控制命令，保证自动剥锌生产线的自动运行；冗余控制器还与通讯交换机连接，用于冗余控制器代替总控制器工作时能够正常与工业计算机和打印机进行数据交互。
4.根据权利要求1所述的剥锌生产线的集中式控制系统，其特征在于还包括行车交换机、剥锌机交换机和刷洗机交换机；行车交换机与行车控制器连接；剥锌机交换机与剥锌机控制器连接；刷洗机交换机和刷洗机控制器连接；行车交换机、剥锌机交换机、刷洗机交换机和控制交换机依次连接，并形成通讯环路，用于当某个设备发生故障时，通讯网络能够在不影响其他设备的控制和通讯的情况下自动将该故障设备旁路，提高自动剥锌生产线的可靠性。
5.根据权利要求1~4之一所述的剥锌生产线的集中式控制系统，其特征在于所述的行车控制器包括第一行车控制器和第二行车控制器。
6.根据权利要求1~4之一所述的剥锌生产线的集中式控制系统，其特征在于所述的行车交换机包括第一行车交换机和第二行车交换机。
7.根据权利要求1~4之一所述的剥锌生产线的集中式控制系统，其特征在于所述的总控制器和冗余控制器为PLC、专用工业控制器或工业计算机。
8.根据权利要求1~4之一所述的剥锌生产线的集中式控制系统，其特征在于所述的连接为工业总线连接或无线连接。
9.一种根据权利要求1~4之一所述的剥锌生产线的集中式控制系统的控制方法，包括如下步骤：
S1.控制行车将待剥锌的阴极板从电解槽吊装至剥锌机的传输链条上空；
S2.控制行车在剥锌机完成剥锌工作后，将待剥锌的阴极板下放至剥锌机的链条上；
S3.控制剥锌机在进口处有待剥锌阴极板、且行车已经吊装完成后，将待剥锌的阴极板进行剥锌操作，并在剥锌操作完成后将已剥锌的阴极板送出剥锌机；
S4.控制行车在刷洗机已经完成前一批的刷洗作业后，将已经刷洗完毕的阴极板吊装回电解槽；
S5.控制行车在剥锌机已完成剥锌流程、且刷洗机已完成刷洗流程后，将已剥锌的阴极板吊装至刷洗机；
S6.控制刷洗机在刷洗机出口已没有刷洗完毕的阴极板、且行车完成下放动作后，将已剥锌的阴极板进行刷洗操作，并将刷洗完毕的阴极板送至刷洗机出口；
S7.重复所述S1~S6的步骤，完成所有阴极板的吊装、剥锌和刷洗工作。
10.根据权利要求9所述的剥锌生产线的集中式控制系统的控制方法，其特征在于所述的剥锌生产线的集中式控制系统的控制方法中，行车共有两台；步骤S2、S3、S4和S5中所述的行车为第一行车；步骤S6和S7中所述的行车为第二行车。
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