CN204883347U - 用于生产车间管理的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种用于生产车间管理的控制装置，包括设有多个插槽的整体主基板和可插拔地安装于所述插槽上的电源模块板、微控制器模块板、开关量输入输出模块板、模拟量输入输出模块板、工业以太网通信模块板、串行接口通信模块板、USB通信模块板和CAN总线通信模块板。此控制装置可拔插，可裁剪，安装简单，维修方便，扩展性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于生产车间管理的控制装置，尤其是压铸行业的生产车间管理的控制装置。
背景技术
随着制造业竞争日趋激烈，客户对多样化产品的需求逐渐加大，产品的生命周期缩短，其结构也变得更加复杂，从而，需要将制造过程更加自动化，提高实时性和可控性。而关于传统的用于大型的、高端的生产车间管理的控制装置，主要采用罗克韦尔、西门子、ABB等国外公司的系统，各个公司的系统自成一体，采用整体统一设计，结构固定，各功能模块不可拔插，拆卸不方便，缺乏兼容性；且在日常运营过程之中出现工程和技术问题，都需要控制系统厂家提供技术服务和支持，导致维修成本高。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述问题，提出一种用于生产车间管理的控制装置，各种插槽式功能模块电路板可拔插，可裁剪，安装简单，维修方便，扩展性强。
本实用新型提供一种用于生产车间管理的控制装置，包括设有多个插槽的整体主基板和可插拔地安装于所述插槽上的电源模块板、微控制器模块板、开关量输入输出模块板、模拟量输入输出模块板、工业以太网通信模块板、串行接口通信模块板、USB通信模块板和CAN总线通信模块板。
进一步的，所述生产车间是压铸行业的生产车间，所述串行接口通信模块板用于与采集生产车间内模具和员工RFID电子标识的RFID读取器通信，且用于压铸机、给汤机与所述微控制器模块板的通讯，以及用于采集所述压铸机和所述给汤机的生产数据。
进一步的，所述生产车间是压铸行业的生产车间，所述模拟量输入输出模块板用于采集压铸机和给汤机的温度传感器、压力传感器、电压传感器、电流传感器的数据。
进一步的，所述微控制器模块板采用ST公司的STM32F4系列。
进一步的，所述串行接口通信模块板采用RS232标准和/或RS485标准。
进一步的，所述工业以太网通信模块板采用无线模式和/或有限模式。
进一步的，所述生产车间是压铸行业的生产车间，所述CAN总线通信模块板用于压铸机、给汤机与微控制器模块板的通讯，且用于采集压铸机和给汤机的生产数据。
本实用新型的用于生产车间管理的控制装置，通过采用整体主基板实现智能模块化分体式结构设计，各种插槽式功能模块电路板构成一个整体；且各种插槽式功能模块可拔插，可裁剪，安装简单，维修方便，扩展性强。
附图说明
图1为本实用新型的用于生产车间管理的控制装置的一个实施例的示意图。
图2为图1所示的控制装置的具体结构示意图。
具体实施方式
如图1至图2所示，以压铸生产车间为例，整体主基板1设有供各插槽式功能模块电路板使用的多个插槽10，通过整体主基板1上的电路，实现各种电路板之间的连接，微控制器模块板2能够顺利访问整体主基板1上的所有模块电路板，从而使各功能模块电路板构成一个整体。
整体主基板1，采用电气总线技术，并使用工业级的欧式端子。端子可以作为电气连接，也可以配合插槽结构夹持各个功能模块电路板，达到机械连接以固定的作用。
电源模块板3，采用TOP254和TL431，使用反激模式，定制功率变压器，达到高可靠性，满足EMI和EMS，电源输出满足控制装置的需求，对工厂恶劣的生产环境具备很强的抗干扰能力，自带保护功能且便于集成。
微控制器模块板2，设计采用ST公司的STM32F4系列，其内核为ARMCortex-M4，高达168MHz的主频，扩展性好，兼容性强，各种外设资源丰富，超低功耗，缩短开发周期，高性能浮点运算能力，增强的DSP处理指令，整合微控制器和数字信号处理器两大功能，数据加密，零等待程序运行，超大容量的闪存和RAM，易开发，高性能实时自适应“ART加速器”、多重AHB总线矩阵和多通道DMA充分发挥智能型嵌入式功能。微控制器模块板2主要功能是与开关量输入输出模块板4、模拟量输入输出模块板5、工业以太网通信模块板6、串行接口通信模块7、CAN总线通信模块板8、USB通信模块板(未图示)完成通信与控制。
在压铸生产车间，压铸机和给汤机相互配合，将金属液体在高压作用下，以高速填充至在模具型腔之内，并使金属在此压力下凝固而形成铸件；给汤机每往模具型腔浇注一次，压铸机做一次动作，待压铸机完成动作之后，给汤机才再次往模具型腔浇注一次。
开关量输入输出模块板4，在压铸过程之中，主要通过与微控制器模块板2配合完成压铸机和给汤机部分控制指令的接收、发送。具体控制过程为：由行程开关、继电器和控制按钮发出的开关信号指示出目前压铸机和给汤机所做的动作，经过开关量输入输出模块板4的输入开关量部分进入微控制器模块板2，通过定时读取微控制器模块板2相应端口，可采集到压铸机和给汤机工作状态和生产数据，通过微控制器逻辑运算，形成相应的数据给工业以太网通信模块板6和开关量输入输出模块板4的开关量输出部分来控制现场指示灯的动作。开关量输入部分和输出部分为防止电磁干扰和电气安全均采用光电隔离输入输出。
模拟量输入输出模块板5用于采集压铸机和给汤机的温度传感器、电压传感器、电流传感器的数据，以及油压传感器、合型力传感器、速度传感器的数据等，然后将相应的数据给工业以太网通信模块板6。
工业以太网通信模块板6，可以选择安装为有线模式和无线模式之一，或者同时安装有线模式和无线模式。有线模式采用EP3C10E144C8和LAN8700，无线模式采用TICC3200，定制通信格式。工业以太网通信模块板6用于远程连接上服务器，达到远程控制和远程采集的目的。当然，工业以太网通信模块板6也可以通过连接触摸屏以采集员工的对生产参数的设置。
串行接口通信模块7，采用RS232标准和/或RS485标准，CRC校验，双向TVS管保护，通讯距离长，抗干扰强，定制通信格式。串行接口通信模块板7可以与采集生产车间内模具和员工RFID电子标识的RFID读取器通信。因为在压铸机模具上安装RFID电子标识，作为模具的唯一标识，在控制装置上安装RFID读取器，每当模具安装在压铸机上时，RFID读取器可以读取RFID电子标识，通过串行接口通信模块7，把数据传送给微控制器模块板2；此处用于模具的RFID读取器可以是超高频的RFID读写器。
每个工人有一张RFID卡作为上下班考勤卡，在控制装置安装RFID读取器，每当工人上下班时，需要打卡，RFID读卡器可以读取RFID电子标识，通过串行接口通信模块7，把数据传送给微控制器模块板2；此处用于员工的RFID读取器可以是低频的RFID读卡器。串行接口通信模块板7还可以通过连接触摸屏以采集员工对生产参数的设置。触摸屏的要求是能抵抗工业现场的振动、粉尘和电磁干扰等恶劣环境的影响。
CAN总线通信模块板8，用于压铸机、给汤机与微控制器模块板2的通信，采集压铸机和给汤机工作状态和生产数据。
USB通信模块板(未图示)，可以实现微控制器模块板2内置程序的更新和数据的拷贝。
应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种用于生产车间管理的控制装置，其特征在于，包括设有多个插槽的整体主基板和可插拔地安装于所述插槽上的电源模块板、微控制器模块板、开关量输入输出模块板、模拟量输入输出模块板、工业以太网通信模块板、串行接口通信模块板、USB通信模块板和CAN总线通信模块板。
2.根据权利要求1所述的用于生产车间管理的控制装置，其特征在于，所述生产车间是压铸行业的生产车间，所述串行接口通信模块板用于与采集生产车间内模具和员工RFID电子标识的RFID读取器通信，且用于压铸机、给汤机与所述微控制器模块板的通信，以及用于采集所述压铸机和所述给汤机的生产数据。
3.根据权利要求1所述的用于生产车间管理的控制装置，其特征在于，所述生产车间是压铸行业的生产车间，所述模拟量输入输出模块板用于采集压铸机和给汤机的温度传感器、压力传感器、电压传感器、电流传感器的数据。
4.根据权利要求1所述的用于生产车间管理的控制装置，其特征在于，所述微控制器模块板采用ST公司的STM32F4系列。
5.根据权利要求1所述的用于生产车间管理的控制装置，其特征在于，所述串行接口通信模块板采用RS232标准和/或RS485标准。
6.根据权利要求1所述的用于生产车间管理的控制装置，其特征在于，所述工业以太网通信模块板采用无线模式和/或有线模式。
7.根据权利要求1所述的用于生产车间管理的控制装置，其特征在于，所述生产车间是压铸行业的生产车间，所述CAN总线通信模块板用于压铸机、给汤机与所述微控制器模块板的通信，且用于采集所述压铸机和所述给汤机的生产数据。
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