CN206920905U - 安全卷绕系统及工厂卷绕网络系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种安全卷绕系统及工厂卷绕网络系统，涉及卷绕设备领域。卷绕系统包括控制器、伺服驱动器、第一电机和多个第二电机，伺服驱动器与控制器连接，用于接收控制器的控制指令，以根据控制指令控制第一电机或第二电机工作运行，伺服驱动器包括安全伺服驱动器，第一电机与安全伺服驱动器连接，安全伺服驱动器用于在自身或第一电机出现故障时，维持响应并及时切断输出，通过设置安全伺服驱动器，简化控制方式，降低系统出的故障率；实现对人和设备的保护，减少出现事故对人、环境和财产的危害。并且能够及时排除设备故障，能够配合集成化的工厂卷绕网络系统，显著地帮助简化安全系统、减少元器件和提升设备运营效率。

Description

安全卷绕系统及工厂卷绕网络系统

技术领域

本实用新型涉及卷绕设备领域，具体而言，涉及一种安全卷绕系统及工厂卷绕网络系统。

背景技术

动力电池市场的爆发和产能大扩产对锂电设备的需求急剧提升，同时也对国产锂电设备的产品性能和自动化水平提出了更高的要求。在大规模批量生产模式下，传统的制造模式已经无法满足产能的要求，其中，关键锂电制造设备的自动化、智能化程度低是阻碍锂电池性能提升、产能提升的重要原因。卷绕机作为其中的一个关键工艺关键设备，对整个产线产能影响巨大。

目前卷绕机系统基本上都采用了现场总线的方案，但是在目前采用的系统方案中，基本没有采用安全功能，系统的故障率比较高，在正常的车检生产过程中，随时有可能出现故障停机检修，这样势必会影响整个生产线的效率；各设备间没有联网，没有实现互联互通，不具有网络化优势。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种安全卷绕系统，以改善上述的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种工厂卷绕网络系统，用于改善上述的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种安全卷绕系统，所述安全卷绕系统包括控制器、伺服驱动器、第一电机和多个第二电机，所述伺服驱动器与所述控制器连接，用于接收所述控制器的控制指令，以根据所述控制指令控制所述第一电机或第二电机工作运行，所述伺服驱动器包括安全伺服驱动器，所述第一电机与所述安全伺服驱动器连接，所述安全伺服驱动器用于在自身或第一电机出现故障时，维持响应并及时切断输出。

进一步地，所述控制器为PLC。

进一步地，所述安全伺服驱动器还与所述伺服驱动器电连接，以接收所述伺服驱动器的输出信号作为安全伺服驱动器的输入信号。

进一步地，所述控制器通过EtherCAT总线与所述安全IO模块和所述伺服驱动器电连接。

进一步地，所述安全卷绕系统还包括交换机，所述控制器与所述交换机电连接，所述交换机用于将所述控制器接入网络，以完成安全卷绕系统的设备联网。

进一步地，所述安全卷绕系统还包括HMI系统，所述HMI系统与所述控制器连接，所述HMI系统用于提供一个可视化界面，以显示所述安全卷绕系统各个设备的信息的工作状态信息。

进一步地，所述安全控制器与所述交换机采用TCP/IP协议连接。

进一步地，所述安全卷绕系统还包括多个传感器，所述传感器与所述控制器电连接，所述传感器用于获取安全卷绕系统各设备的状态信息，以将采集到的状态信息传输至所述控制器。

进一步地，所述安全卷绕系统还包括启动开关、停止开关以及急停开关，所述启动开关、停止开关和所述急停开关均分别通过安全IO模块与所述控制器连接。

一种工厂卷绕网络系统，包括MES系统、交换机以及多个安全卷绕系统，所述安全卷绕系统包括控制器、伺服驱动器、第一电机和多个第二电机，所述伺服驱动器与所述控制器连接，用于接收所述控制器的控制指令，以根据所述控制指令控制所述第一电机或第二电机工作运行，所述伺服驱动器包括安全伺服驱动器，所述第一电机与所述伺服驱动器连接，所述安全伺服驱动器用于在自身或第一电机出现故障时，维持响应并及时切断输出；多个所述控制器均与所述交换机电连接以组成冗余网络，所述MES系统与所述交换机连接，用于采集及显示所述工厂卷绕网络系统中各设备的工作状态。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种安全卷绕系统及工厂卷绕网络系统，所述卷绕系统包括控制器、伺服驱动器、第一电机和多个第二电机，所述伺服驱动器与所述控制器连接，用于接收所述控制器的控制指令，以根据所述控制指令控制所述第一电机或第二电机工作运行，所述伺服驱动器包括安全伺服驱动器，所述第一电机与所述安全伺服驱动器连接，所述安全伺服驱动器用于在自身或第一电机出现故障时，维持响应并及时切断输出，通过设置安全伺服驱动器，简化了控制方式，采用了安全功能，降低了系统出现故障的概率；实现对人和设备的保护，减少事故对人、环境和财产的危害。并且能够及时排除设备故障，能够配合集成化的工厂卷绕网络系统，将更加显著的帮助简化安全系统、减少元器件和提升设备运营效率。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型所提供的一种安全卷绕系统示意框图。

图2示出了本实用新型所提供的一种安全卷绕系统示意框图。

图3示出了本实用新型所提供的一种安全卷绕系统示意框图。

图4示出了本实用新型提供的工厂卷绕网络系统示意框图。

图标：100-安全卷绕系统；110-控制器；111-安全IO模块；112-启动开关；113-停止开关；114-急停开关；120-交换机；130-HMI系统；141-安全伺服驱动器；1411-第一电机；143-常规伺服驱动器；1431-第二电机；150-传感器；200-工厂卷绕网络系统；210-MES系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

本实施例提供了一种安全卷绕系统100，请参阅图1，图1示出了本实施例提供的安全卷绕系统100的示意框图。安全卷绕系统100包括控制器110、交换机120、HMI系统130、安全伺服驱动器141、传感器150、常规伺服驱动器143、第一电机1411以及多个第二电机1431。

所述HMI系统130、交换机120、安全伺服驱动器141、常规伺服驱动器143和所述传感器150均与所述控制器110电连接。所述第一电机1411与所述安全伺服驱动器141电连接，每个所述第二电机1431与一对应的常规伺服驱动器143电连接。

控制器110是所述安全卷绕系统100的控制中枢，用于接收系统中各设备传输数据信息，还用于向各设备(例如，安全伺服驱动器141)传输控制指令信息。

于本实施例中，所述控制器110选用可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)，具体地，可以选用安全PLC。安全PLC具有冗余的结构，内部的CPU数量至少两个或多个，两个CPU的功能是：分别对同一程序各执行一次，然后把结果进行比较，若结果一致，则进行输出，若结果不一致，则选择安全的结果输出(通常意义上的不输出或者停机报错)。安全PLC还具有自检测的功能，可以对自身的CPU处理、电源监视、输入输出等进行检测，及时发现自身出现的问题。

安全卷绕系统100包括多个安全IO模块111，用于输入或输出数据信息，于本实用新型的部分其余实施例中，所述安全IO模块111还用于采集安全卷绕系统100中各设备的信息以作为安全PLC的输入信号。例如，请参阅图2，安全IO模块111与所述控制器110通过EtherCAT总线连接。所述安全卷绕系统100包括启动开关112、停止开关113和急停开关114，所述启动开关112、停止开关113和所述急停开关114均通过所述安全IO模块111与所述控制器110电连接。于本实施例中，采用安全IO模块111可以提供系统的稳定性，增强安全性能。

所述HMI系统130(Human Machine Interface)与所述控制器110通过EtherCAT总线连接，HMI系统130是用户和系统之间进行交互和信息交换的媒介，它能够实现信息的内部形式与用户可接收的形式之间的转换。HMI系统130可以用于连接安全PLC、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏进行显示，通过输入单元(如触摸屏、键盘、鼠标等)写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备，由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存储单元等，其中处理器的性能决定了HMI系统130的性能高低，是HMI系统130的核心单元。根据HMI系统130的产品等级不同，处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。HMI系统130的软件一般分为两部分，即运行于HMI系统130硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件。

交换机120与所述控制器110电连接，于本实施例中，交换机120与控制器110采用TCP/IP协议连接。交换机120用于完成多个控制器110的组网，于本实施例中，多个安全PLC可以通过交换机120组成冗余网络，实现多个安全PLC同时对生产设备进行控制，即使某一安全PLC发生故障，其余的安全PLC可以继续控制生产设备的运行，整个系统并不会由此而停止运行。

所述安全卷绕系统100包括第一电机1411和多个第二电机1431，第一电机1411作为安全卷绕系统100的主轴，其余的第二电机1431作为安全卷绕系统100的辅助轴。

所述安全卷绕系统100包括伺服驱动器(图未标)，于本实施例中，所述伺服驱动器通过EtherCAT总线与所述控制器110连接。伺服驱动器包括常规伺服驱动器143和安全伺服驱动器141。所述安全伺服驱动器141与所述控制器110连接，用于接收控制器110的控制指令，所述第一电机1411与安全伺服驱动器141连接，所述安全伺服驱动器141依据所述控制指令控制所述第一电机1411运行工作。

所述常规伺服驱动器143与所述控制器110电连接，用于接收控制器110的控制指令，多个所述第二电机1431分别与一对应的常规伺服驱动器143连接，所述常规伺服驱动器143依据所述控制指令控制所述第二电机1431运行工作。

请参阅图3，于本实用新型的部分其余实施例中，所述常规伺服驱动器143与所述安全伺服驱动器141连接，所述常规伺服驱动器143的输出可以作为安全伺服驱动器141的输入；同理，所述安全伺服驱动器141的输出也可以作为常规伺服驱动器143的输入。例如，当所述第二电机1431根据所述第一电机1411的运行状态启动运行，此时，所述安全伺服驱动器141的输出信号可以作为所述常规伺服驱动器143的输入信号。

所述安全卷绕系统100包括多个传感器150，传感器150与所述控制器110电连接，所述传感器150用于采集各设备的工作状态信息，并将采集到的工作状态信息传输至控制器110。例如，所述传感器150可以选用温度传感器，温度传感器150用于获取设备的温度信息，并将温度信息传输至控制器110，控制器110可以根据温度传感器150传输的温度信息控制设备的运行，当温度高于预设值时，控制器110可停止设备的运行，避免安全事故的发生。所述HMI系统130还可以将所述控制器110接收到的各设备的工作状态信息通过可视化界面显示。

第二实施例

请参阅图4，图4示出了本实用新型第二实施例示出的工厂卷绕网络系统200。

工厂卷绕网络系统200包括MES系统210、交换机120和多个如第一实施例中描述的安全卷绕系统100。

所述安全卷绕系统100包括控制器110，所述控制器110和所述MES系统210均与所述交换机120电连接。

MES系统210是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，用于辅助企业打造一个全面可行的协同管理平台，用于管理生产流程中的各个环节。于本实施例中，所述MES系统210与所述交换机120连接，实现了MES系统210与生产流程各个环节的设备之间的联网，可以获取各个环节的设备的工作状态信息。在设备出现故障时，方便远程故障诊断和实时监控。

所述交换机120用于完成工厂卷绕网络系统200的网络搭建，工厂卷绕网络系统200中的安全卷绕系统100和所述MES系统210均与所述交换机120连接。

与本实用新型的部分其余实施例中，所述安全卷绕系统100包括多个控制器110，所述多个控制器110均与所述交换机120电连接以组成冗余网络，实现多个控制器110同时对生产设备进行控制，即使某一控制器110发生故障，其余的控制器110可以继续控制生产设备运行，整个系统并不会由此而停止运行。从而增强了工厂卷绕网络系统200的稳定性，降低了系统出现故障的概率。

综上所述，本实用新型提供的一种安全卷绕系统及工厂卷绕网络系统，所述卷绕系统包括控制器、伺服驱动器、第一电机和多个第二电机，所述伺服驱动器与所述控制器连接，用于接收所述控制器的控制指令，以根据所述控制指令控制所述第一电机或第二电机工作运行，所述伺服驱动器包括安全伺服驱动器，所述第一电机与所述安全伺服驱动器连接，所述安全伺服驱动器用于在自身或第一电机出现故障时，维持响应并及时切断输出，通过设置安全伺服驱动器，简化了控制方式，采用了安全功能，降低了系统出现故障的概率；实现对人和设备的保护，减少事故对人、环境和财产的危害。并且能够及时排除设备故障，能够配合集成化的工厂卷绕网络系统，将更加显著的帮助简化安全系统、减少元器件和提升设备运营效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安全卷绕系统，其特征在于，所述卷绕系统包括控制器、伺服驱动器、第一电机和多个第二电机，所述伺服驱动器与所述控制器连接，用于接收所述控制器的控制指令，以根据所述控制指令控制所述第一电机或第二电机工作运行，所述伺服驱动器包括安全伺服驱动器，所述第一电机与所述安全伺服驱动器连接，所述安全伺服驱动器用于在自身或第一电机出现故障时，维持响应并及时切断输出。

2.如权利要求1所述的安全卷绕系统，其特征在于，所述控制器为PLC。

3.如权利要求1所述的安全卷绕系统，其特征在于，所述安全伺服驱动器还与所述伺服驱动器电连接，以接收所述伺服驱动器的输出信号作为安全伺服驱动器的输入信号。

4.如权利要求1所述的安全卷绕系统，其特征在于，所述控制器通过EtherCAT总线与所述安全IO模块和所述伺服驱动器电连接。

5.如权利要求1所述的安全卷绕系统，其特征在于，所述安全卷绕系统还包括交换机，所述控制器与所述交换机电连接，所述交换机用于将所述控制器接入网络，以完成安全卷绕系统的设备联网。

6.如权利要求5所述的安全卷绕系统，其特征在于，所述安全卷绕系统还包括HMI系统，所述HMI系统与所述控制器连接，所述HMI系统用于提供一个可视化界面，以显示所述安全卷绕系统各个设备的信息的工作状态信息。

7.如权利要求5所述的安全卷绕系统，其特征在于，所述安全控制器与所述交换机采用TCP/IP协议连接。

8.如权利要求1所述的安全卷绕系统，其特征在于，所述安全卷绕系统还包括多个传感器，所述传感器与所述控制器电连接，所述传感器用于获取安全卷绕系统各设备的状态信息，以将采集到的状态信息传输至所述控制器。

9.如权利要求1所述的安全卷绕系统，其特征在于，所述安全卷绕系统还包括启动开关、停止开关以及急停开关，所述启动开关、停止开关和所述急停开关均分别通过安全IO模块与所述控制器连接。

10.一种工厂卷绕网络系统，其特征在于，所述工厂卷绕网络系统包括MES系统、交换机以及多个如权利要求1-9任一项所述的安全卷绕系统，所述安全卷绕系统包括控制器，所述控制器均与所述交换机电连接以组成冗余网络，所述MES系统与所述交换机连接，用于采集及显示所述工厂卷绕网络系统中各设备的工作状态。