CN214474584U - 涂胶机设备网络化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的涂胶机设备网络化控制系统，采用Ethernet、Modbus通讯方式将多个工作单元的涂胶机设备与工业PC主站进行区域组网组成双层网络化控制系统，并通过多个PLC控制器分站和第二交换机之间的通信与工业PC主站连接，这样各传感器可以对涂胶机设备的实时参数信息进行检测，并通过Modbus网路经由第二交换机上传，根据其控制工艺的逻辑关系，工业PC主站发出控制指令，由第一交换机、通过Ethernet网路传递给多个PLC控制器分站对多个工作单元的运动执行机构进行控制，从而实现涂胶机网络化控制过程。本实用新型在现有的单体控制设备的基础上，通过Ethernet、Modbus现场总线使现场设备形成双层网络化控制系统装置，解决了现有的单体控制设备已经不能满足生产需求的问题。

Description

涂胶机设备网络化控制系统

技术领域

本实用新型涉及涂胶机设备技术领域，尤其涉及一种涂胶机设备网络化控制系统。

背景技术

在汽车制造、电子电气、建筑门窗等产业的生产装配过程中，有许多工件需要进行涂胶粘合处理，以解决产品对密封、绝缘、防水、防震的技术要求，常使用的涂胶设备为涂胶机，见中国授权专利号ZL201510791493.X、ZL201610084851.8、ZL201210055311.9、ZL201210070623.7等。但上述专利技术中的涂胶机均是单体设备控制，也就是说每一台涂胶机需要一个控制柜控制一台涂胶机设备，但是作为企业的重点和关建设备所使用的涂胶机设备，往往需要在20m以内安装两台或者两台以上的设备，或者在较大的范围内安装多台设备，使其组成网络化的涂胶机设备集群进行网络化系统生产、以便满足日益扩大化的生产需求。因此，现有的单体设备控制系统已经不能满足现有的生产需求，需要一种网络化控制技术方案解决现有技术问题。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种涂胶机设备网络化控制系统，在现有的单体控制设备的基础上，通过现场总线使现场设备形成网络化控制系统装置，解决现有的单体控制设备已经不能满足生产需求的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

本实用新型控制系统总体架构采用Ethernet、Modbus通讯方式将多个工作单元的涂胶机设备与工业PC主站进行区域组网组成双层网络化控制系统，其系统包括设置在多个涂胶机设备上的多个由信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元组成的多个工作单元，与多个工作单元对应设置的用于控制多个信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元的多个PLC控制器分站，工业PC主站；

其系统还包括分别与工业PC主站、多个PLC控制器分站电性连接的第一交换机，以及分别与工业PC主站、多个PLC控制器分站电性连接的第二交换机，每个PLC控制器分站均分别与对应设置的信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元电性连接；

信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元均分别对应安装在一个工作单元的涂胶机设备上；所述信号表征及传感模块单元将采集到的实时工作参数进行表征及信号变送后，传输至PLC控制器分站，再经过PLC控制器分站处理以后，通过Modbus总线经由第二交换机传输至上层网络的工业PC主站；

工业PC主站对涂胶过程中的多个实时信号进行接收和处理，对采集信号数据信息以及多个PLC控制器分站进行人机交互，并依据控制工艺的逻辑关系发出控制指令，通过Ethernet以太网路经由第一交换机传输至多个PLC控制器分站，再通过多个PLC控制器分站处理转发后，对现场多个工作单元的执行机构：A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元进行控制，从而实现涂胶机设备网络化控制过程。

工业PC主站通过服务器、因特网远程与PC工作站相连，所述PC工作站用于远程的管理人员或服务工程师通过因特网获取生产现场的涂胶机设备的工作状态，随时随地监控调试相关参数。第二交换机电性连接有触控屏HMI，所述触控屏HMI用于系统底层通讯网络的人机交互界面显示。

总体而言，本实用新型与现有技术方案相比，能够取得下列有益效果：

1)本实用新型采用Ethernet、Modbus通讯方式将多个工作单元的涂胶机设备与工业PC主站进行区域组网组成双层网络化控制系统，通过网络化结构实现了多个工作单元之间的精确控制，并具有良好的可扩充性。

2)本实用新型提供的控制系统，通过Ethernet、Modbus总线实现该系统工业PC主站、第一、二交换机、多个PLC控制器分站之间的通信；工业PC主站通过服务器接入因特网，实现PC工作站能通过因特网远程访问现场信息，随时随地监控调试相关参数。

3)本实用新型在现有单体控制设备的基础上，通过Ethernet、Modbus现场总线使现场设备形成双层网络化控制系统装置，解决了现有的单体控制设备已经不能满足生产需求的问题。

附图说明

图1是本实用新型控制系统总体架构示意图。

图2是本实用新型控制系统PLC控制器配置示意图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型控制系统总体架构示意图，本控制系统，包括设置在多个涂胶机设备上的多个由信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元组成的多个工作单元，与多个工作单元对应设置的用于控制多个信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元的多个PLC控制器分站，工业PC主站，其特征在于：还包括分别与工业PC主站、多个PLC控制器分站电性连接的第一交换机，以及分别与工业PC主站、多个PLC控制器分站电性连接的第二交换机，第二交换机电性连接有触控屏HMI，每个PLC控制器分站均分别与对应设置的信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元电性连接；

其中：信号表征及传感模块单元用于涂胶机设备的供胶单元A胶B胶的液位及温度、计量泵A及B的压力、出胶单元混合头温度的检测以及面板配键按钮信号输入，包括液位传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器、信号变送器、计时器和配键按钮；A胶B胶供胶及计量泵模块单元用于涂胶机设备的供胶单元A胶B胶、计量泵A及B的供胶及计量过程的实现，包括A胶B胶加热、A胶B胶计量泵、管路及阀门；动作执行模块单元采用变频驱动技术，用于涂胶机设备的出胶单元XYZ三轴联动过程的调节及控制，包括变频器、X轴电机、Y轴电机、Z轴电机；出胶模块单元采用伺服驱动技术，用于涂胶机设备的出胶单元混合头出胶嘴的调节及控制，包括伺服驱动器、混合头电机、管路及阀门；配电保护及报警模块单元采用过载热电保护及报警技术，用于涂胶机设备的配电输出控制、信号灯显示及声光报警器输出，包括继电器、接触器、过载保护器、信号灯、声光报警器；

信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元均分别对应安装在一个工作单元的涂胶机设备上；工业PC主站采用一台工业PC作为整个系统的主控制平台，用于整个系统总体调度和人机交互，并提供与远程支持平台PC工作站的信号交互接口，实现功能扩展；工业PC主站与多个PLC控制器分站设备之间采用基于TCP/IP协议的以太网，多个PLC控制器分站设备和触控屏HMI之间通过Modbus总线构建底层通讯网络，触控屏HMI用于系统底层通讯网络的人机交互界面显示；

本实用新型控制系统工作时，信号表征及传感模块单元的液位传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器、信号变送器和计时器将采集到的实时A胶B胶的液位及温度、计量泵A及B的压力、出胶单元混合头温度工作参数进行表征及信号变送后，再经过PLC控制器分站处理以后，通过Modbus总线经由第二交换机传输至上层网络的工业PC主站，操作人员根据人机界面上显示的数据信息依据控制工艺的逻辑关系发出控制指令，或由系统依据控制工艺的逻辑关系自动给出控制指令，通过Ethernet以太网路经由第一交换机传输至多个PLC控制器分站，再通过多个PLC控制器分站处理转发后，对现场多个工作单元的执行机构：A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元进行控制，进而完成终端设备控制动作，从而实现涂胶机设备网络化控制过程。另外，工业PC主站通过服务器、因特网远程与PC工作站相连，这样远程的管理人员或服务工程师就可以通过因特网随时随地获取生产现场的涂胶机设备的工作状态、监控调试相关参数。

如图2所示为本实用新型控制系统PLC控制器配置示意图，本控制系统根据ModiconM340PLC的技术特点和多个工作单元中所涉及的现场模拟量信号、开关量输入输出信号、执行机构信号及故障报警信号的输入输出处理要求，PLC控制器优化选型配置有电源模块CPS3020、CPU模块P342020、Modbus通信模块NOM0200、模拟输入模块AMI0401、模拟输出模块AMO0201、离散输入模块DDI3202、离散输出模块DRA1605、继电输出模块0805；其中：电源模块为控制器模块提供工作电源，CPU模块实现各类信号的甄别和定值处理等功能，以及保证PLC控制器通过以太网完成与工业PC主站的数据交换；Modbus通信模块实现Modbus总线的通信连接，保证PLC控制器与第二交换机之间的网络通信；模拟输入模块、模拟输出模块经由信号转换器处理，实现现场模拟量信号的输入输出；离散输入模块、离散输出模块实现现场开关量信号的输入输出；继电输出模块分别向各个设备的执行机构提供控制信号，故障时向报警装置输出报警信号。

进一步的，本实用新型工业PC内配置有不同的PCI现场总线接口卡分别用于连接以太网第一交换机、以太网第二交换机，使其分别采用Ethernet、Modbus通讯方式将多个工作单元的涂胶机设备与工业PC主站进行区域组网组成双层网络化控制系统，并通过多个PLC控制器分站和第二交换机之间的通信、与主控制平台的工业PC主站连接，这样信号表征及传感模块单元的各传感器可以对涂胶机设备的实时参数信息进行检测，并通过Modbus网路经由第二交换机上传，然后根据其控制工艺的逻辑关系，工业PC主站发出控制指令，由第一交换机、通过Ethernet网路传递给多个PLC控制器分站对现场多个工作单元的A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元进行控制，从而实现涂胶机网络化控制过程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (3)

1.涂胶机设备网络化控制系统，包括设置在多个涂胶机设备上的多个由信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元组成的多个工作单元，与多个工作单元对应设置的用于控制多个信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元的多个PLC控制器分站，工业PC主站，其特征在于：

还包括分别与工业PC主站、多个PLC控制器分站电性连接的第一交换机，以及分别与工业PC主站、多个PLC控制器分站电性连接的第二交换机，每个PLC控制器分站均分别与对应设置的信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元电性连接；

所述信号表征及传感模块单元、A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元均分别对应安装在一个工作单元的涂胶机设备上；所述信号表征及传感模块单元将采集到的实时工作参数进行表征及信号变送后，传输至PLC控制器分站，再经过PLC控制器分站处理以后，通过Modbus总线经由第二交换机传输至上层网络的工业PC主站；

所述工业PC主站对涂胶过程中的多个实时信号进行接收和处理，对采集信号数据信息以及多个PLC控制器分站进行人机交互，并依据控制工艺的逻辑关系发出控制指令，通过Ethernet以太网路经由第一交换机传输至多个PLC控制器分站，再通过多个PLC控制器分站处理转发后，对现场多个工作单元的执行机构：A胶B胶供胶及计量泵模块单元、动作执行模块单元、出胶模块单元和配电保护及报警模块单元进行控制，从而实现涂胶机设备网络化控制过程。

2.根据权利要求1所述涂胶机设备网络化控制系统，其特征在于：所述工业PC主站通过服务器、因特网远程与PC工作站相连，所述PC工作站用于远程的管理人员或服务工程师通过因特网获取生产现场的涂胶机设备的工作状态。

3.根据权利要求1所述涂胶机设备网络化控制系统，其特征在于：所述第二交换机电性连接有触控屏HMI，所述触控屏HMI用于系统底层通讯网络的人机交互界面显示。

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