CN204430063U - 全自动冲压生产线实时监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种全自动冲压生产线实时监控系统。包括有工业控制机、控制冲压生产线上冲压机工作的主站PLC，其中主站PLC的信号输入端分别与冲压生产线上装设的检测冲压机工作的温度传感器及压力传感器连接，主站PLC的信号输出端通过通讯接口与工业控制机连接。本实用新型在高速冲压环境下确保生产线上各个单元和控制器之间的同步协调，保证冲压机生产线可靠、安全生产。本实用新型是一种可以提高生产效率，降低能耗的全自动冲压生产线实时监控系统。

Description

全自动冲压生产线实时监控系统

技术领域

本实用新型涉及全自动冲压生产线实时监控系统，属于全自动冲压生产线实时监控系统的创新技术。

背景技术

锻压装备是最重要的机械装备之一。装备制造业是为国民经济发展和国防建设提供技术装备的基础性产业。装备制造业水平的高低是衡量一个国家工业发达程度的重要标志。各种机床是制造业的工作母机，是发展装备制造业的基础，其发展水平代表了国家的核心竞争力。锻压机床占全部机床产量的1/4—1/3，是现代制造业中最重要的机械装备之一，广泛应用于汽车、航空航天、风力发电、通讯以及家电等行业的加工。锻压装备的技术水平、生产能力和自动化程度直接影响着我国工业、农业、国防、航空航天等行业的发展和技术进步，影响着我国现代化进程。自2002年起，我国已连续十年成为世界第一机床消费国，年均增长率超过GDP的增长，达20%左右。2009年销售额已经达到了197.9亿美元，其中锻压机床约占全部机床销售的1/4强。

新世纪经济、社会、国防发展的需要，对锻压装备提出了更高的要求。当今锻压装备技术总的发展趋势是：智能化、精密化、高速高效化、集成化、绿色化。而我国高精密全自动化冲压机生产线系统主要存在的技术问题是：

   （1）目前我国主要是单板机控制系统，一台PLC控制一台冲压机，存在成本较高，管理不方便，维修困难等多方面的缺点；

   （2）现有冲压机安全和故障检测主要依赖于现场实时故障报警，人工通过现场仪器参数监测。其主要问题是人力资源成本大，依赖于操作人员的经验,检测缺乏实时性和精准性；

   （3）在高速冲压环境下，生产线上各个单元和控制器之间的同步协调，显得异常关键，建立高速可靠的现场总线通信网络，是保证冲压机生产线可靠、安全生产的关键。传统冲压机主要采取机械上下料装置，或进行半自动化上下料，其缺点是必须通过人工先将工料放在固定位置，且工作节拍慢，不能满足高速冲压生产线环境需求。

    因此，将网络技术应用于冲压机系统实现网络监测和控制，将实时监测数据远传、远程智能故障诊断系统应用于冲压机生产线及实现高速现场总线通信网络和自动机器人上下料将是冲压生产线的发展趋势。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种在高速冲压环境下确保生产线上各个单元和控制器之间的同步协调，保证冲压机生产线可靠、安全生产的全自动冲压生产线实时监控系统。本实用新型可以提高生产效率，降低能耗。

本实用新型采用如下技术方案：本实用新型的全自动冲压生产线实时监控系统, 包括有工业控制机、控制冲压生产线上主站冲压机工作的主站PLC，其中主站PLC的信号输入端分别与冲压生产线上装设的检测冲压机工作的温度传感器及压力传感器连接，主站PLC的信号输出端通过通讯接口与工业控制机连接。

上述主站PLC的信号输出端还与冲压生产线上的从站冲压机的从站PLC的信号输入端连接及与工业机器人控制器的信号输入端连接。

上述从站PLC的信号输入端分别与冲压生产线上装设的检测从站冲压机的工作的温度传感器及压力传感器连接，检测主站冲压机及从站冲压机的温度传感器包括有检测冲压机主轴轴承温度和齿轮润滑油温度的温度传感器。

上述检测主站冲压机及从站冲压机的压力传感器都包括有两个压力检测点的压力传感器。

上述工业控制机的信号输入端还连接有振动传感器，振动传感器包括分别检测冲压机基底振动及冲压机机身振动的传感器。

上述工业控制机的信号输入端还连接有位移传感器，位移传感器检测冲压机滑块的位移量。

本实用新型与需要技术相比，具有如下优点：

1）本实用新型可以实现在冲压过程中各种状态参数的实时监测、记录和存储（压力、温度、位移、振动等），以便同步协调和控制工业机器人和精密压力机之间的动作；

2）本实用新型可以实现整个系统各个组件之间的协调通信，无缝连接，以保证通信的可靠性，稳定性和安全性；

3）本实用新型可以实现整体冲压生产线的监控和信息管理系统，最大程度提高生产效率、降低能耗；

4）本实用新型可以保证冲压生产过程中的人身安全、设备安全、以及实时故障报警。

本实用新型从单机自动化向多机自动化冲压线和柔性生产线发展。以多台高精度多工位压力机为基础组成的数控自动化生产线，不仅大大提高了生产效率和产品质量，而且大大减少了占地面积和工人数量，具有高智能化、高精度、高可靠性、高效率、节能、节材等一系列优点。

附图说明

图1为本实用新型全自动冲压生产线实时监控系统的原理图；

图2为本实用新型主站PLC实时数据采集单元的原理图。

具体实施方式

以下参照附图和具体实例对本实用新型专利的实施进行具体描述：

图1为全自动冲压生产线实时监控系统的原理图，本实用新型的全自动冲压生产线的实时监控系统，全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于包括有工业控制机、控制冲压生产线上两台冲压机工作的主站PLC，其中主站PLC的信号输入端分别与冲压生产线上装设的检测冲压机工作的温度传感器及压力传感器连接，主站PLC的信号输出端通过通讯接口与工业控制机连接。

本实施例中，上述主站PLC的信号输出端还与冲压生产线上的从站冲压机的从站PLC的信号输入端连接及与工业机器人控制器的信号输入端连接。

本实施例中，上述主站PLC通过RS232总线与工业控制机连接。通过RS232总线将信息感知层PLC采集的各种状态数据传输给执行层工业控制机，实现数据远程监测和信息管理。

本实施例中，上述主站PLC连接有触摸屏。触摸屏作为人机交互控制单元。

本实施例中，上述从站PLC的信号输入端分别与冲压生产线上装设的检测从站冲压机的工作的温度传感器及压力传感器连接，检测主站冲压机及从站冲压机的温度传感器包括有检测冲压机主轴轴承温度和齿轮润滑油温度的温度传感器。共计四个温度传感器，四个温度传感器实时检测四个温度检测点的实时温度，实时温度可以在触摸屏上显示，主站PLC可以设定四个温度传感器的温度检测上下限。因一台冲压机有两个温度检测点，两台冲压机共有四个温度测点，由主站PLC及从站PLC可设置温度上下限，工业控制机也可以设置四个温度传感器的温度检测上下限。

本实施例中，上述检测主站冲压机及从站冲压机的压力传感器包括有两个压力检测点的压力传感器。因一台冲压机有一个压力检测点，两台冲压机共有两个压力测点，可由主站PLC及从站PLC设置压力传感器的压力上下限参数，也可由工业控制机设置压力传感器的压力上下限参数。两个压力检测点的压力可以在触摸屏显示。

本实施例中，上述工业控制机的信号输入端还连接有振动传感器，振动传感器包括分别检测冲压机基底振动及冲压机机身振动的传感器，振动传感器共计四个，四个振动传感器分别检测4个振动测试点的信号，振动测试点的信号可以在工控机上显示，并且在工业控制机上可以进行振动信号的处理和分析。因为PLC的模拟工业控制机工控机直接连接。另外，因一台冲压机有两个振动检测点，两台冲压机有四个振动测点，振动幅值的上下限可以由工控机设置。

本实施例中，上述工业控制机的信号输入端还连接有位移传感器，位移传感器检测冲压机滑块的位移量。工业控制机可以设置位移传感器的位移参数及位移上下限。因为位移传感器输出已经是数字信号，因而通过RS232直接与工控机串行通信即可，由工业控制机设置位移传感器的位移上下限。

   本实施例中，上述主站PLC和从站PLC的信号输入端还连接有安全光栅。安全光栅在冲压机工作台检测异物（包括操作员手、臂膀以及物体）侵入，并在检测点出现异常时报警，以保证操作员和设备的安全生产。

本实施例中，上述温度传感器为铂电阻温度传感器，4路铂电阻温度传感器的温度模拟量通过温度采集模块Q64RD转换成相应数字量分别进入主站PLC和从站PLC；两个压力传感器的信号通过A/D转换模块Q64AD将压力信号转换成相应数字量分别进入主站PLC和从站PLC；冲压机基底和机身六路振动信号通过PCI-1716数据采集卡直接进入工业控制机；位移传感器检测冲压机滑块位移，其数字信号通过RS232进入工业控制机。

本实施例中，主站PLC和从站PLC还连接有数字量监控装置，数字量监控装置主要监控其它位置开关量和冲压机在冲压过程中的各种声光报警、紧急停止等开关量信号,冲压过程各种声光报警、紧急停止等开关量信号通过输出模块QY41P 32点晶体管驱动输出；图2为系统主站PLC实时数据采集单元结构。

本实用新型采用两层网络架构：第一层为信息感知层，即实时数据采集和协调控制层；第二层为现场总线层，即以车间工业控制机为核心，现场总线CClink组网，满足生产现场冲压机生产线上主站PLC、各从站PLC以及机器人控制器之间的实时交互，组成车间生产线现场实时执行层。系统主站完成对从站冲压机、工业机器人的实时监测和协调控制，对冲压过程压力、轴承温升、冲头位置以及机身振动等各种物理量和工作状态的监测和数据存储、显示和记录，以及与本地工控机的交互通信。

上述主站PLC连接有触摸屏。触摸屏作为人机交互控制单元。上述触摸屏是GT1055-QSBD-C，GT1055-QSBD-C作为人机交互终端，与主站PLC之间采用RS232通信，能够实时显示监测参数、并进行触摸键参数设置等。通信协议为三菱内置MELSEC通信协议，主要功能为实时监测参数显示、触摸键实现参数设置等。

 本实用新型全自动冲压生产线实时监控系统以工业控制机为执行层核心、以可编程控制器（PLC）为信息感知层核心，由压力传感器、温度传感器、振动传感器、区域传感器以及行程开关等组成实时信号测量单元；将触摸屏作为人机交互控制单元，通过RS232总线将信息感知层PLC采集的各种状态数据传输给工业控制机，实现数据远程监测和信息管理。此外，可以实现实时数据监测和自动预警报警，在高速冲压环境下生产线上各个单元和控制器之间的同步协调，保证冲压机生产线可靠、安全生产，提高生产效率、降低能耗。

Claims (10)

1.一种全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于包括有工业控制机、控制冲压生产线上主站冲压机工作的主站PLC，其中主站PLC的信号输入端分别与冲压生产线上装设的检测冲压机工作的温度传感器及压力传感器连接，主站PLC的信号输出端通过通讯接口与工业控制机连接。

2.根据权利要求1所述的全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于上述主站PLC通过RS232总线与工业控制机连接。

3.根据权利要求1所述的全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于上述主站PLC连接有触摸屏。

4.根据权利要求1至3任一项所述的全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于上述主站PLC的信号输出端还与冲压生产线上的从站冲压机的从站PLC的信号输入端连接及与工业机器人控制器的信号输入端连接。

5.根据权利要求4所述的全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于上述从站PLC的信号输入端分别与冲压生产线上装设的检测从站冲压机的工作的温度传感器及压力传感器连接，检测主站冲压机及从站冲压机的温度传感器包括有检测冲压机主轴轴承温度和齿轮润滑油温度的温度传感器。

6.根据权利要求5所述的全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于上述检测主站冲压机及从站冲压机的压力传感器都包括有两个压力检测点的压力传感器。

7.根据权利要求6所述的全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于上述工业控制机的信号输入端还连接有振动传感器，振动传感器包括分别检测冲压机基底振动及冲压机机身振动的传感器。

8.根据权利要求7所述的全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于上述工业控制机的信号输入端还连接有位移传感器，位移传感器检测冲压机滑块的位移量。

9.  根据权利要求8所述的全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于上述主站PLC和从站PLC的信号输入端还连接有安全光栅。

10.根据权利要求9所述的全自动冲压生产线的实时监控系统，其特征在于上述温度传感器为铂电阻温度传感器，铂电阻温度传感器的温度模拟量通过温度采集模块Q64RD转换成相应数字量分别进入主站PLC和从站PLC；压力传感器的信号通过A/D转换模块Q64AD将压力信号转换成相应数字量分别进入主站PLC和从站PLC；振动传感器的振动信号通过PCI-1716数据采集卡直接进入工业控制机；位移传感器的数字信号通过RS232进入工业控制机。