CN108908681A - 一种pc混凝土预制构件生产线控制系统 - Google Patents

一种pc混凝土预制构件生产线控制系统 Download PDF

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姚扬凤
孙海梁
王恒刚
赵烁梵
金越顺
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    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • B28B17/0063—Control arrangements
    • B28B17/0081—Process control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明属于装配式建筑领域，具体涉及一种PC混凝土预制构件生产线控制系统，包括一台WinCC服务机、一台WinCC客户机、一个S7‑1515CPU、多个ET200SP从站模块、现场触摸屏、一台Beckhoff工业PC、Beckhoff多点触控面板和多个EtherCAT从站模块；所述WinCC服务机、客户机和Beckhoff工业PC通过Ethernet总线进行数据交互；所述WinCC服务机、S7‑1515CPU、多个ET200SP从站模块与现场触摸屏通过ProfiNET总线连接；所述Beckhoff工业PC通过EtherCAT总线与多个从站连接。本发明Wincc上位机功能强大，可与上一层管理系统有效结合；通过读取CAD图纸信息，实现自动布料；整个系统自动化程度高，多点控制，集中管理。

Description

一种PC混凝土预制构件生产线控制系统
技术领域
本发明属于装配式建筑领域，具体涉及一种PC混凝土预制构件生产线控制系统。
背景技术
新型装配式建筑在工厂预先制作混凝土构件，到现场用可靠的连接方式装配而成。具有建造速度快、节省材料、减少现场作业时间，有利于低碳、绿色、环保的特点。混凝土预制构件现已广泛应用于新型装配式建筑领域，符合现如今节能降耗要求，是未来的发展趋势。
但是，现今大部分的PC混凝土预制构件生产线，其各个功能部件的控制系统独立，通信方式冗杂，可靠性低，无自动布料功能，无法实现整线自动化管理以及模台管理、生产计划排布、订单管理等功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现自动布料，自动垛架，模台构件信息实时管理，以及对整线自动化管理，实现模台管理、生产计划排布、订单管理等功能。具有操作简便、自动化程度高、便于统一管理的特点。
为了解决以上技术要求，一种PC混凝土预制构件生产线控制系统，包括一台WinCC服务机、一台WinCC客户机、一个S7-1515 CPU、多个远程分布式IO从站、现场触摸屏、一台Beckhoff工业PC、Beckhoff多点触控面板和多个EtherCAT从站模块。所述WinCC服务机、客户机和Beckhoff工业PC通过Ethernet总线进行数据交互。所述WinCC服务机、S7-1515 CPU、多个远程分布式IO从站与现场触摸屏通过ProfiNET总线连接。所述Beckhoff工业PC通过EtherCAT总线与多个从站连接。与本发明配套的机械部件包括储料输送机构、布料机、模台横移小车、密实机构、杆平机、抹平机、固化室、垛架机、倾斜机构等。
本发明进一步限定的技术方案是：布料机使用Beckhoff工业PC，具有CAD/CAM转换功能，导入CAD图纸，实现自动布料，报表中录入布料时间和混凝土用量。
本发明进一步限定的技术方案是：整线的生产信息最终集中于WinCC上位机中，各模台信息实时显示，具有用户管理、模台管理、消息报警、诊断功能、生产计划排布、订单管理等功能。
本发明进一步限定的技术方案是：各辊道上的模台号进行实时传递。
本发明进一步限定的技术方案是：每个密实摆动台电机闭环控制，并实现两个摆动台实时位置同步控制。
本发明的有益效果是：WinCC服务机、客户机和Beckhoff工业PC通过EtherNET总线进行数据交互，WinCC服务机、S7-1515 CPU、多个远程分布式IO从站与现场触摸屏通过ProfiNET总线连接，Beckhoff工业PC通过EtherCAT总线与多个从站连接。系统网络实时性高，抗干扰能力、可扩展性强。
本发明的有益效果是：Wincc上位机功能强大，可与上一层管理系统有效结合；通过读取CAD图纸信息，实现自动布料；整个系统自动化程度高，多点控制，集中管理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图说明
图1 为本发明的系统框图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/ 或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本实施例提供的一种基于S7-1515 CPU、WinCC、Beckhoff系统的PC混凝土预制构件生产线控制系统，结构如图1 所示。按物理分布，包括总控室、储料输送立柜、布料机电控柜、布料机电脑柜、密实/杆平机立柜、抹平机立柜、垛架机立柜、垛架机控制柜、模台横移小车1立柜、模台横移小车2立柜、固化室立柜。
总控室内安装WinCC客户机，垛架机内安装WinCC服务机，布料机电脑柜内安装Beckhoff工业PC主机和路由器。三台PC机通过网线连接到路由器，协议为EtherNet。
布料机电脑柜内安装Beckhoff工业PC主机、人机界面服务器。布料机电控柜和储料输送立柜内都布置Beckhoff远程总线耦合模块（EK1100），各耦合模块根据实际需要在其后挂接数字输入输出模块或模拟量模块。工业PC主机和各模块之间通过网线连接，通讯协议为EtherCAT协议。
密实/杆平机立柜内安装S7-1515 CPU、密实摆动台变频器、触摸屏和Siemens交换机。S7-1515 CPU、变频器和触摸屏连接到Siemens交换机，通讯协议为ProfiNET协议。
抹平机立柜、垛架机立柜、模台横移小车1立柜、模台横移小车2立柜内都布置Siemens分布式IO模块（ET200SP），各扩展模块根据实际需要在其后挂接数字输入输出模块或模拟量模块。各立柜间通过网线连接，再连接至密实/杆平机立柜的Siemens交换机，通讯协议为ProfiNET协议。
垛架机控制柜内安装WinCC服务机和Siemens交换机，两个固化室立柜各布置一个Siemens SMART 200 PLC。WinCC服务机和SMART 200 PLC均通过网线连接至Siemens交换机，通讯协议为ProfiNET协议。
本实施例的工作原理为：基于S7-1515 CPU和Beckhoff的强大运算能力和存储容量，依靠ProfiNET、EtherCAT高速的传输速率和高可靠性。总控室下达生产计划排布表，布料机内绑定各待布料的模台号与CAD图纸。布料机根据待布料的CAD图纸信息计算混凝土用料，确定各点位位置，储料输送根据计算用量上料，布料结束后将布料时间和混凝土用量录入对应记录条。布料完成后，经过密实、杆平、抹平工序后到达固化室前辊道。垛架机自动进行固化室空位筛查，将待养护模台放入固化室中，把养护开始时间录入对应记录条。养护结束后，垛架机自动将模台从固化室拿出，传递至拆边摸区域，同时把养护结束时间录入对应记录条。边摸拆除完成后，通过模台横移小车2将带预制构件的模台传递至倾斜机构，在此处将预制构件从模台处脱离。空模台经过清洗、预埋件放置工位后通过模台横移小车1传递至待布料区域，等待下一次布料。模台在各工位之间通过辊道传递，各辊道的模台号信息实时变化。总控室对生产线进行自动化管理，实时监控各工位信息及各部件运行状态，可按时间或工程名称筛查生产记录，并生成报表。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种PC混凝土预制构件生产线控制系统，其特征在于：包括一台WinCC服务机、一台WinCC客户机、一个S7-1515CPU、多个ET200SP从站模块、现场触摸屏、一台Beckhoff工业PC、Beckhoff多点触控面板和多个EtherCAT从站模块；
所述WinCC服务机、客户机和Beckhoff工业PC通过Ethernet总线进行数据交互；
所述WinCC服务机、S7-1515CPU、多个ET200SP从站模块与现场触摸屏通过ProfiNET总线连接；
所述Beckhoff工业PC通过EtherCAT总线与多个从站连接。
2.根据权利要求1所述的一种PC混凝土预制构件生产线控制系统，其特征在于：其控制对象为PC混凝土预制构件生产线。
3.根据权利要求1所述的一种PC混凝土预制构件生产线控制系统，其特征在于：所述Beckhoff工业PC中集中有上料、布料两大功能设备的软件。
4.根据权利要求1所述的一种PC混凝土预制构件生产线控制系统，其特征在于：WinCC上位机具有用户管理、模台管理、消息报警、诊断功能、生产计划排布、订单管理功能。
5.根据权利要求1所述的一种PC混凝土预制构件生产线控制系统，其特征在于：所述Beckhoff工业PC具有CAD/CAM转换功能，导入CAD图纸，实现自动布料功能。
6.根据权利要求1所述的一种PC混凝土预制构件生产线控制系统，其特征在于：每套密实机构包含两个摆动台，摆动台电机与S7-1515 CPU通过ProfiNET总线连接，每个摆动台电机闭环控制，并实现两个摆动台实时位置同步控制。
7.根据权利要求1所述的一种PC混凝土预制构件生产线控制系统，其特征在于：固化室内放置的每一层模台信息均可查看到，包括模台号、混凝土重量、养护开始时间、已养护时间、工程名称、各构件信息等；垛架机与固化室紧密结合，实现自动仓储功能。
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