CN109367115A - 一种磁瓦成型压机控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种磁瓦成型压机控制系统，包括主控制系统、现场压机控制系统；主控制系统安装于压机操作控制室内，主控制系统包括：主控制板、通讯接口、人机交互单元；主控制板包括主控制处理器、数据通讯模块、存储器；现场压机控制系统安装于磁瓦压机的电控箱内，现场压机控制系统包括：通用现场压机控制板、通讯接口、人机交互单元、充磁消磁控制单元、磁场检测单元、位置检测单元、位置控制液压单元、位置控制伺服单元。通过该磁瓦成型压机控制系统实现智能化控制，提高磁瓦成型的自动化程度，并大大节约人力成本。

Description

一种磁瓦成型压机控制系统
技术领域
本发明属于磁瓦成型压机领域，具体涉及一种磁瓦成型压机控制系统。
背景技术
我国是稀土永磁材料大国，不论是内需还是出口，对永磁材料的需求量都非常大。所有的磁性材料，做成产品的时候，都要经过成型，烧结、磨削等工艺，而磁性材料尺寸规格多，品种繁杂，因此成型用的压机也有各种规格。且磁性材料成型用的压机也是各个厂家有各自的硬件、软件和控制方式。一个成型车间200多台压机，十多个品牌型号，再加上不同的位置控制系统，维护困难，备件繁多，操作起来也比较麻烦，且人工操作也浪费人力资源，提高成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种磁瓦成型压机控制系统，实现智能化控制，提高磁瓦成型的自动化程度，并大大节约人力成本。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种磁瓦成型压机控制系统，包括主控制系统、现场压机控制系统；所述主控制系统安装于压机操作控制室内，主控制系统包括：主控制板、通讯接口、人机交互单元；所述主控制板包括主控制处理器、数据通讯模块、存储器；现场压机控制系统安装于磁瓦压机的电控箱内，现场压机控制系统包括：通用现场压机控制板、通讯接口、人机交互单元、充磁消磁控制单元、磁场检测单元、位置检测单元、位置控制液压单元、位置控制伺服单元。
进一步，所述主控制处理器用于主控制系统与现场压机控制系统的通信与数据处理；所述数据通讯模块用于完成通讯接口与主控制处理器之间的数据传输；所述存储器用于存储系统程序、磁瓦的数据、配置文件以及程序的运行。
进一步，所述通用现场压机控制板用于从主控制板接收控制数据，所述人机交互单元用于提示报警原因与解决办法，所述充磁消磁控制单元用于压机压铸的磁块进行充磁或者消磁；所述磁场检测单元用于实时检测压铸过程中测试点的磁场强度，经过计算，来判断哪块磁瓦的参数有问题，通过人机交互单元给出报警信号，提醒操作人员剔除该磁瓦；所述位置检测单元用于检测压机活动部分以及磁瓦抓取机械手的位置，反馈给通用现场压机控制板；所述位置控制液压单元用于压机活动端的位置控制；所述位置控制伺服单元用于磁瓦抓取机械手的位置控制。
进一步，所述通用现场压机控制板的输入输出端口，都采用光电隔离措施来防止干扰，且采用高速光偶来加快反应时间。
进一步，所述通用现场压机控制板包括现最小控制系统、位置传感器信号处理模块、声光报警驱动电路、紧急停止处理模块、伺服驱动模块、磁场传感器信号处理模块、液压驱动模块、充磁消磁控制电路以及数据通讯模块。
进一步，所述最小控制系统用于根据主控制系统和人机交互单元的指令要求，综合现场采集到的各路信号，发出控制指令，完成相应的动作；位置传感器信号处理模块用于将位置检测单元采集到的位置信号进行转换，形成适用于最小控制系统采集的信号；声光报警驱动电路用于故障报警。
进一步，所述通迅接口包括USB接口和网络接口，USB接口用于文件传输、磁瓦参数的传输等，网络接口用于主控制系统与现场压机控制系统的数据通信以及监控。
进一步，所述磁场检测单元实时检测磁瓦在充磁、消磁及过程中磁场的变化，并计算分析各测试点的磁场；一方面可以实时检测出不合格的磁瓦并剔除，另一方面通过计算分析各测试点的磁场，有利于检测各磁瓦在充磁时互相的影响，在设计模具时调整各个磁瓦在压制模具的位置，以改善磁瓦的性能。在关断充磁电压后，消磁开始之前，磁瓦保持有一定的磁场，对这一阶段各个测试点磁场的检测、分析。
进一步，所述主控制系统和现场压机控制系统连接进入同一局域网后，主控制系统的数据通讯模块识别出同一局域网内的通用现场压机控制板，磁瓦成型压机控制系统中新增一台压机时，根据编号规则赋予其一个唯一的ID号，磁瓦成型压机控制系统中所有的压机的ID号均不相同。
本发明的有益效果：
1、将磁瓦成型机械控制系统的参数设置部分与现场控制部分分离，从而保证现场压机压铸参数的管控，不会因为操作人员随意改动参数而出现残次品，便于压铸参数的集中保存，文件管理方便。
2、通过设置主控制系统和现场压机控制系统，对现场压机控制系统做相应的配置就可以适配大多数机型的压机，实现了一套磁瓦成型机械控制系统对多台不同型号的压机同时控制， 提高了磁瓦成型的自动化程度，降低了企业购置生产设备的成本，大大的节约劳动力成本。
3、该系统具有故障报警功能，当机器或系统出现故障时报警，并提示报警原因，提供故障代码与通用解决方法，方便用户对设备进行维护。
4、实时磁场检测，一方面可以实时检测出不合格的磁瓦并剔除，另一方面通过计算分析各测试点的磁场，有利于检测各磁瓦在充磁时互相的影响，在设计模具时调整各个磁瓦在压制模具的位置，以改善磁瓦的性能。
附图说明
图1 为本发明磁瓦成型压机控制系统框图；
图2为本发明的压机主控制系统框图；
图3 为本发明的现场压机控制系统框图；
图4 为本发明的现场压机控制系统的最小控制系统与外设单元连接示意图；
图5 为本发明的模拟量采样信号处理电路图
图6为本发明的通用压机控制板上位置控制伺服驱动与位置控制伺服单元的通讯模块电路图；
图7 为本发明的通用压机控制板上的通用输入输出接口电路图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
参照图1，一种磁瓦成型压机控制系统，包括主控制系统、现场压机控制系统。主控制系统安装于压机操作控制室内，现场压机控制系统安装于磁瓦压机的电控箱内；主控制系统和现场压机控制系统连接进入同一局域网后，主控制系统的数据通讯模块识别出同一局域网内的通用现场压机控制板，并有针对性的对某一通用现场压机控制板发送控制指令。
参照图2，主控制系统包括：主控制板、通讯接口、人机交互单元；其中主控制板包括主控制处理器、数据通讯模块、存储器；所述主控制处理器采用ARM9用于主控制系统与现场压机控制系统的通信与数据处理；数据通讯模块用于完成通讯接口与主控制处理器之间的数据传输；存储器用于存储系统程序、磁瓦的数据、配置文件以及程序的运行，其中采用FLASH闪存用于存储系统程序、磁瓦的数据、配置文件，采用DDRII SDRAM用于程序的运行。通讯接口包括USB接口和网络接口，USB接口用于文件传输、磁瓦参数的传输等，网络接口用于主控制系统与现场压机控制系统的数据通信以及监控。人机交互单元用于输入指令与显示系统的参数。
参照附图3，现场压机控制系统包括：通用现场压机控制板、通讯接口、人机交互单元、充磁消磁控制单元、磁场检测单元、位置检测单元、位置控制液压单元、位置控制伺服单元。
所述通用现场压机控制板用于从主控制板接收控制数据，人机交互单元用于提示报警原因与解决办法，充磁消磁控制单元用于压机压铸的磁块进行充磁或者消磁，磁场检测单元用于检测压铸的磁块在充磁后的磁场强度以及消磁后剩余的磁场强度，当磁场强度不在设定的磁场范围内时，通过人机交互单元给出报警信号，提醒操作人员剔除该磁瓦；位置检测单元用于用于检测压机活动部分以及磁瓦抓取机械手的位置，反馈给通用现场压机控制板；位置控制液压单元用于压机活动端的位置控制；位置控制伺服单元用于磁瓦抓取机械手的位置控制。
最小控制系统用于根据主控制系统和人机交互单元的指令要求，综合现场采集到的各路信号，发出控制指令，完成相应的动作；位置传感器信号处理模块用于将位置检测单元采集到的位置信号进行转换，形成适用于最小控制系统采集的信号；声光报警驱动电路用于故障报警。
参照附图4，虚线框内的就是通用现场压机控制板的硬件组成框图，通用现场压机控制板包括现最小控制系统、位置传感器信号处理模块、声光报警驱动电路、紧急停止处理模块、伺服驱动模块、磁场传感器信号处理模块、液压驱动模块、充磁消磁控制电路以及数据通讯模块。CPU、数据存储器、程序存储器以及闪存构成最小控制系统，主要完成程序的存储、计算、实时参数的保存功能，一方面，外界的实时信号经过比如磁场传感器信号处理模块、紧急停止处理模块、位置传感器信号处理模块等进入到最小控制系统进行处理；另一方面，最小控制系统输出控制信号，经过各功能模块的处理，再控制各外设的动作，比如液压站电机的控制、充磁消磁的控制以及磁瓦机械手位置的控制等。
参照图5 ，该图是模拟量采样信号处理电路图，对位置传感器以及磁场传感器采集到的位置以及磁感应信号先进行滤波，再放大输出至最小控制系统；其中放大倍数是让进入最小控制系统的信号在最小控制系统允许的范围内。
参照图6 ，该图是通用压机控制板上位置控制伺服驱动与位置控制伺服单元的通讯模块电路图，通过采用485通讯方式把控制参数实时的传送给位置控制伺服单元，再由位置控制伺服单元控制伺服电机，实现精确快速的控制磁瓦抓取机械手，且带有光电隔离模块可以防止干扰。
参照图7 该图是通用压机控制板上的通用输入输出接口电路图，通过光电隔离措施来防止干扰，且采用高速光偶来加快反应时间。
与现有技术比，本发明便于现场压机压铸参数的管控，不会因为操作人员随意改动参数而出现残次品；便于压铸参数的集中保存，文件管理方便；对于有大批同型号压机并且压铸同型号产品需求的用户，只需要在磁瓦成型压机控制系统主系统界面上设置一次参数，勾选出要工作的压机，发送就好，一次可以传送数十台甚至上百台，工作效率高。专门为压机系统开发的通用现场压机控制板，是在整合了不同款压机所有的液压控制系统、位置控制系统的基础上开发出来的控制电路板，能兼容各种不同的压机控制系统，调整控制参数方便。磁场实时检测功能能帮我们精确分析每一片磁瓦的性能，不让一片有问题的磁瓦进入下一道工序，节约了人工和材料费；且将实时监测的磁场参数进行计算分析各测试点的磁场，有利于分析各磁瓦在充磁时互相的影响，从而在设计模具时调整各个磁瓦在压制模具的位置，以改善磁瓦的性能。

Claims (7)

1.一种磁瓦成型压机控制系统，其特征在于：包括主控制系统、现场压机控制系统；所述主控制系统安装于压机操作控制室内，主控制系统包括：主控制板、通讯接口、人机交互单元；所述主控制板包括主控制处理器、数据通讯模块、存储器；现场压机控制系统安装于磁瓦压机的电控箱内，现场压机控制系统包括：通用现场压机控制板、通讯接口、人机交互单元、充磁消磁控制单元、磁场检测单元、位置检测单元、位置控制液压单元、位置控制伺服单元。
2.根据权利要求1所述的一种磁瓦成型压机控制系统，其特征在于：所述主控制处理器用于主控制系统与现场压机控制系统的通信与数据处理；所述数据通讯模块用于完成通讯接口与主控制处理器之间的数据传输；所述存储器用于存储系统程序、磁瓦的数据、配置文件以及程序的运行。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种磁瓦成型压机控制系统，其特征在于：所述通用现场压机控制板的输入输出端口，采用光电隔离措施来防止干扰，且采用高速光偶来加快反应时间。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种磁瓦成型压机控制系统，其特征在于：所述通用现场压机控制板包括现最小控制系统、位置传感器信号处理模块、声光报警驱动电路、紧急停止处理模块、伺服驱动模块、磁场传感器信号处理模块、液压驱动模块、充磁消磁控制电路以及数据通讯模块。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种磁瓦成型压机控制系统，其特征在于：所述通迅接口包括USB接口和网络接口，USB接口用于文件传输、磁瓦参数的传输，网络接口用于主控制系统与现场压机控制系统的数据通信以及监控。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种磁瓦成型压机控制系统，其特征在于：所述磁场检测单元实时检测磁瓦在充磁、消磁及过程中磁场的变化，并计算分析各测试点的磁场。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种磁瓦成型压机控制系统，其特征在于：所述主控制系统和现场压机控制系统连接进入同一局域网后，主控制系统的数据通讯模块识别出同一局域网内的通用现场压机控制板，磁瓦成型压机控制系统中新增一台压机时，根据编号规则赋予其一个唯一的ID号，磁瓦成型压机控制系统中所有的压机的ID号均不相同。
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