CN202735773U - 一种人造板锯切控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人造板锯切控制系统，包括可编程逻辑控制单元、驱动系统控制器、检测开关、外部编码器、气动阀；可编程逻辑控制单元包括CPU，CPU分别与驱动系统控制器、分布式I/O系统、人机界面、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、计数器模块连接；CPU根据检测开关信号、计数器模块的计数信号及驱动系统控制器的反馈信号对锯切进行控制，并监控驱动系统控制器的工作状态，使驱动系统控制器驱动锯架电机对人造板进行锯切。实现对人造板锯切机构的连续监控，速度快，故障率低。

Description

一种人造板锯切控制系统

技术领域

本实用新型涉及人造板生产线制造领域，具体涉及一种人造板的锯切控制系统。

背景技术

人造板锯切控制系统是人造板生产过程中最关键的设备之一，连续快速锯切、精确控制是人造板生产过程中实现连续生产、节省材料、节省生产成本、提高效益的关键所在。

但是连续热压机造价非常昂贵，国内大多数比较先进的人造板生产线都是从国外引进，造成大量外汇流失，并且也不利于发展我国人造板的核心技术。我国是人造板生产大国，市场前景广阔，但是国内对高速、高精度人造板锯切控制系统的研制起步较晚。

一般情况下，人造板锯切控制系统为保证安装质量和控制系统的精度等，采用如下机械结构：锯片安装在锯架上，锯架导轨方向与生产线方向成60度，锯架由变频器控制伺服电机进行速度位置的控制，锯片根据需要可采用变频器控制或普通电机控制，根据需要可以采用1~3个锯切系统，按生产的工艺进行自动控制。现有这类人造板锯切控制系统普遍存在精度低、速度慢、故障率高等严重影响企业经济效益的问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的缺陷与不足，提供一种人造板锯切控制系统，实现对人造板锯切机构的连续监控，速度快，故障率低。

本实用新型的技术方案为：本人造板锯切控制系统，包括可编程逻辑控制单元、驱动系统控制器、检测开关和计数器模块；可编程逻辑控制单元包括CPU，以及分别与CPU连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块；CPU还分别与驱动系统控制器、计数器模块、检测开关连接；CPU根据检测开关信号、计数器模块的计数信号及驱动系统控制器的反馈信号对锯切进行控制，并监控驱动系统控制器的工作状态，使驱动系统控制器驱动锯架电机对人造板进行锯切。

所述驱动系统控制器为变频器。

所述可编程逻辑控制单元还包括分布式I/O系统及扩展模块，以及分别与分布式I/O系统连接的可选择数量的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和特殊功能模块（如计数器模块）。

上述人造板锯切控制系统，还包括用于提供人机界面的工控机或触摸屏，所述工控机或触摸屏与CPU连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：提供的一种人造板锯切控制系统通过人造板速度的检测反馈、PLC对板参数进行运算处理及结合相关的变频器技术，有效地提高了锯切精度。

附图说明

图1为本实用新型结构原理图；

图2为本实用新型锯切过程原理图；

图3为本实用新型流程框图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的实施例不限于此。

实施例

如图1所示，包括可编程逻辑（PLC）控制单元、驱动系统控制器、通讯控制电缆、检测开关、外部编码器、气动阀、计数器模块、电源模块、通讯电缆、机架和导轨。可编程逻辑（PLC）控制单元包括CPU，以及分别与CPU连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块。CPU还分别与驱动系统控制器、计数器模块、检测开关连接。CPU作为控制系统的控制器，负责管理、执行、运算、控制等功能。其它模块则组成输入回路（负责接收外部输入元件信号）和输出回路（负责接收外部输出元件信号）。另外，可由实际需要选择性增加与CPU连接的分布式I/O系统及扩展模块，分布式I/O系统通过导轨与内部总线分别与可选择数量的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和特殊功能模块连接。

驱动系统控制器，即控制伺服电机或普通电机的控制器（如变频器），驱动控制锯架跟随生产线速度行走。本实用新型使用总线式驱动系统控制器。

本实用新型人造板锯切控制系统还包括用于连接各输入元器件与可编程逻辑控制单元输入回路之间、连接在各输出元器件与可编程逻辑控制单元输出回路之间的连接线缆；以及用于提供人机界面的工控机或触摸屏，人机界面包括利用组态软件编制的人机界面（HMI）和利用软件自行开发的人机界面（HMI），所述工控机或触摸屏与CPU连接。

本实用新型人造板锯切控制系统还包括通信接口：分布式IO系统与CPU之间的通信网络、CPU与HMI之间的通信网络、CPU与驱动系统控制器之间的通信网络。通信接口可以是有线通信接口，也可以是无线通信接口。有线通信接口是指以太网（TCP/IP）或现场总线（Profibus）、控制网（Controlnet）等其它高速数据网卡或通信接口方式。

本实用新型可编程逻辑控制单元的CPU与变频器的数据自由通讯是实现人造板高速、高精度锯切功能的关键所在。一方面，CPU通过3PO模式对变频器进行控制；另一方面，变频器通过3PI模式对锯切效果向CPU反馈。CPU通过上位机输入的参数、检测信号、编码器信号等的信息进行运算分析后对变频器进行控制，控制变频器锯切速度、锯切长度及锯切返回距离。CPU通过读取变频器的参数，实时监控变频器状态、实际锯切长度及锯架电机的位置等，若输入参数错误或出现报警等情况时，报警停机，并表明报警信息。变频器通过总线接头一方面与控制单元进行通讯，一方面与其它变频器进行通讯，以保证数据的共享，实现变频电机间的速度或者位置同步。

所述CPU包含了多种控制算法：1、人造板板长算法、人造板板速算法，以精确的监视锯切系统的状态，并反馈给控制系统做锯切控制；2、单锯/双锯自动选择算法，当单锯不能满足生产线速度锯切要求时，自动启动双锯模式进行锯切控制。CPU具有使锯切机构整体协调动作的功能，根据检测开关信号、计数器模块的计数信号、驱动系统控制器的反馈信号、执行机构信号等对锯切机构各部分进行控制，对驱动系统控制器的各种状态进行监控的功能，使驱动系统控制器控制锯架电机点动、归零及锯切等。

如图2所示为本实用新型的人造板锯切过程原理示意图，每次自动启动锯架电机后，变频器控制锯架电机自动寻零位，如图的A到D过程，保证每次人造板都是从零位开始锯切，有效地保护锯片和保证人造板的质量。检测开关和外部编码器检测人造板的运行速度和长度，经PLC分析运算到达设定板长后，PLC触发变频器驱动锯架电机进行人造板锯切。在此过程中，锯架先是经过一个同步追踪过程，如图的E、F过程，以在锯切人造板前与人造板运行速度同步，此为稳定和高质量锯切的保证，达到同步后开始锯切，如图F、G过程，达到设置的最小返回距离后，锯架以高速返回零位，这是快速锯切的必要条件，如图H、I过程，至此，完成人造板的一次锯切。如此循环，经过控制器与变频器的共同控制及微调下，不断完成人造板的高精度、高质量锯切。

如图3所示为程序控制框图，在人机界面设置好电机和变频器等重要参数后，开始启动锯切控制系统，锯切前变频锯架电机要执行寻零位（归零）等准备工作。通过检测开关检测有无人造板的信号，只有检测到有人造板后，锯架电机才会进行锯切，否则处于待锯切状态，只有在有板信号并到达设定长度后，锯架电机方可开始锯切，锯架变频器将按图示所示进行动作完成锯切功能。锯架电机启动后，可根据生产工况进行自适应，并能在生产过程中遇到紧急情况、危险情况及前后生产线不满足生产要求等情况进行及时的停机处理，保护了人身设备的安全，并在上位机HMI上有相应报警提示。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种人造板锯切控制系统，其特征在于，包括可编程逻辑控制单元、驱动系统控制器、检测开关和计数器模块；可编程逻辑控制单元包括CPU，以及分别与CPU连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块；CPU还分别与驱动系统控制器、计数器模块、检测开关连接；CPU根据检测开关信号、计数器模块的计数信号及驱动系统控制器的反馈信号对锯切进行控制，并监控驱动系统控制器的工作状态，使驱动系统控制器驱动锯架电机对人造板进行锯切。

2.根据权利要求1所述的人造板锯切控制系统，其特征在于，所述驱动系统控制器为变频器。

3.根据权利要求1所述的人造板锯切控制系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制单元还包括分布式I/O系统及扩展模块，以及分别与分布式I/O系统连接的数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块。

4.权利要求1所述的人造板锯切控制系统，其特征在于，还包括用于提供人机界面的工控机或触摸屏，所述工控机或触摸屏与CPU连接。

5.权利要求1所述的人造板锯切控制系统，其特征在于，所述CPU与驱动系统控制器之间的通信接口为有线通信接口或无线通信接口。

6.权利要求3所述的人造板锯切控制系统，其特征在于，所述分布式IO系统与CPU之间的通信接口为有线通信接口或无线通信接口。

7.权利要求4所述的人造板锯切控制系统，其特征在于，所述CPU与工控机或触摸屏之间的通信接口为有线通信接口或无线通信接口。

8.权利要求5-7中任一项所述的人造板锯切控制系统，其特征在于，所述有线通信接口是以太网或现场总线接口。

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