CN217787626U - 一种用于管材生产设备的控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种用于管材生产设备的控制系统，控制系统包括挤出单元和真空单元，挤出单元包括：可编程控制器、人机交互界面、工业以太网交换机和从站模块，可编程控制器、人机交互界面和从站模块均与工业以太网交换机连接，可编程控制器配置有通讯模块，真空单元包括：变频器、用于检测真空箱的真空压力值的真空压力表和用于调整真空箱内的真空压力的真空泵，真空压力表和真空泵均与变频器电连接，变频器包括与真空压力表连接的输入接口、与通讯模块连接的输出端子以及用于接收外部输入预设转速的接收端子；本申请的可编程控制器将真空压力表的电流信号转换成对应的真空压力值并由人机交互界面直接显示，接线简单，减少可编程控制器的编程工作量。

Description

一种用于管材生产设备的控制系统

技术领域

本申请涉及管材加工技术领域，尤其是涉及一种用于管材生产设备的控制系统。

背景技术

管材生产线通常配备一真空箱，真空箱内加载负压使得真空箱实现排气，为了提高管材的定型效果，需要真空箱保持恒定的负压，真空箱上设置有实时检测真空箱内的真空压力的真空压力表，为了监控真空箱内的真空压力，需要对真空压力表提供的真空压力值进行直观的监控；由于挤出机的PLC上的其他的模拟量信号均为0-10V电压信号，目前，采用将真空压力表上的4-20mA信号通过串联的方式接到PLC上的模拟量模块来实现在人机界面直接读取真空压力值，在真空压力表输出电流信号的二端并上500Ω的电阻将4-20mA的电流信号转换成2-10V的电压信号，或者是通过额外增加一块电流信号的模拟量模块来直接接收4-20mA的电流信号，但是如此一来接线复杂，在大规模的管材生产线中，控制电缆较长，长距离的线路会导致信号受到干扰，且当线路漏电时信号会丧失，影响了系统的稳定性和可靠性，编程复杂，可编程控制器的编程工作量大。

发明内容

本申请的目的是解决现有技术中接线复杂、信号易受干扰、可编程控制器的编程工作量大的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：一种用于管材生产设备的控制系统，所述的管材生产设备包括挤出机和与挤出机流体连通的真空箱，所述的控制系统包括挤出单元和真空单元，所述的挤出单元包括：可编程控制器、人机交互界面、工业以太网交换机和从站模块，所述的可编程控制器、人机交互界面和所述的从站模块均通过网线与所述的工业以太网交换机连接，所述的可编程控制器配置有通讯模块，所述的真空单元包括：变频器、用于检测真空箱的真空压力值的真空压力表和用于调整所述的真空箱内的真空压力的真空泵，所述的真空压力表和所述的真空泵均与所述的变频器电连接，所述的变频器包括与所述的真空压力表连接的输入接口、与所述的通讯模块连接的输出端子以及用于接收外部输入预设转速的接收端子，所述的通讯模块使所述的可编程控制器和所述的变频器实现通讯连接。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的变频器配置有PID控制模块，所述的PID控制模块被配置为计算所述的真空压力表检测的真空压力值对应的所述的真空泵的实时转速，将所述的实时转速和所述的预设转速进行比较，并将比较结果向外传递。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的从站模块添加有辅助模块，所述的辅助模块包括温度模块、模拟量模块和数字量模块。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的人机交互界面包括触摸屏。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的真空压力表配置有显示面板。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的通讯模块具有输入端子，所述的输入端子与所述的输出端子通过通讯线连接。

本申请与现有技术相比获得如下有益效果：

本申请在可编程控制器内配置有与变频器通讯连接的通讯模块，使变频器将真空压力表输出的电流信号能够传递到可编程控制器，可编程控制器将电流信号转换成对应的真空压力值并由人机交互界面直接显示，接线简单，信号不易受到干扰，减少可编程控制器的编程工作量。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种用于管材生产设备的控制系统的结构示意图。

图2为图1的真空单元的电路图。

其中：1、可编程控制器；2、人机交互界面；3、工业以太网交换机；4、从站模块；5、变频器；51、输入接口；52、输出端子；53、接收端子；6、真空压力表；7、真空泵；8、辅助模块；9、通讯模块；91、输入端子。

具体实施方式

为详细说明申请的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的详细说明。然而，各种示例性实施例也可以在没有这些具体细节或者在一个或更多个等同布置的情况下实施。此外，各种示例性实施例可以不同，但不必是排他的。例如，在不脱离发明构思的情况下，可以在另一示例性实施例中使用或实现示例性实施例的具体形状、构造和特性。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

本申请实施例提供一种用于管材生产设备的控制系统，该控制系统包括：挤出单元和真空单元，如图1所示，挤出单元包括：可编程控制器1、人机交互界面2、工业以太网交换机3和从站模块4；如图2所示，真空单元包括：变频器5、真空压力表6和真空泵7。

如图1所示，可编程控制器1、人机交互界面2和从站模块4分别通过网线与工业以太网交换机3连接，在本实施例中，网线为工业级网线，保证系统的稳定性和抗干扰性。

人机交互界面2通过工业以太网交换机3与可编程控制器1通讯连接，从站模块4通过工业以太网交换机3与可编程控制器1通讯连接。从站模块4添加有辅助模块8，辅助模块8包括温度模块、模拟量模块和数字量模块，温度模块对挤出机内的温度进行包括加热和冷却的控制，还可以通过可编程控制器1内录入的编程对挤出机进行恒温控制；模拟量模块81用于采集和输出模拟量信号，数字量模块用于采集和输出数字量信号。

可编程控制器1中录入控制程序，用户通过人机交互界面2下达控制指令，人机交互界面2将用户设定的控制指令通过工业以太网交换机3传递到可编程控制器1，可编程控制器1接收控制指令后根据控制程序进行计算、处理后传递到从站模块4，从站模块4将接收的数据处理成不同模块可读的信号，使各个模块控制对应的设备工作，同时从站模块4接收各个设备上的传感设备传递来的数据并传递到可编程控制器1，可编程控制器1对数据进行处理和计算，部分数据经过计算后传递到人机交互界面2，由人机交互界面2显示该部分数据，使用户轻松读取；还有部分数据经过可编程控制器1处理和计算后重新输送到各个设备以调整设备的工作。

在本申请实施例中，可编程控制器1选用Siemens S7-1200PLC；人机交互界面2为带有网口的SIEMENS屏幕，该屏幕为Siemens TP1200触摸屏；工业以太网交换机3选用上海欧辰的300 105-0BA00工业以太网交换机；从站模块4选用合信profinet从站模块。

可编程控制器1配置有与变频器5通讯连接的通讯模块9，通讯模块9具有输入端子91；通讯模块9选用Siemens 的6ES7 241-1CH32-0XB0通讯模块，通讯模块9帮助可编程控制器1与变频器5建立同步协议。

如图1所示，真空泵7和真空压力表6均与变频器5电连接，真空压力表6设置在真空箱上以检测真空箱内的真空压力，真空泵7用于对真空箱加载负压，变频器5用于控制真空泵7的转速以调整真空箱内的真空压力。在本申请实施例中，变频器5为ABB变频器，真空压力表6配置有显示面板。

如图1、2所示，变频器5包括与真空压力表6连接的输入接口51、与通讯模块9连接的输出端子52和用于接收外部输入预设转速的接收端子53，输出端子52通过通讯线与通讯模块9的输入端子91连接；变频器5内配置有PID控制模块，PID控制模块用于控制真空箱内的真空压力保持恒定。

真空压力表6将实时检测的真空箱的真空压力值以4-20mA的电流信号通过输入接口51接入变频器5内，一方面，变频器5内的PID控制模块对输入接口51接收的真空压力值进行计算以得出真空泵7对应的实时转速，对实时转速和预设转速进行比较，并将比较结果传递到真空泵7，使真空泵7的转速保持在预设转速从而实现真空箱内真空压力恒定的目的；另一方面，变频器5将从输入接口51接收的电流信号由输出端子52传递到通讯模块9，可编程控制器1将通讯模块9采集的该电流信号转换处理成人机交互界面2可读的真空压力值，由人机交互界面2显示出来，便于用户读取。

本申请在可编程控制器1内配置有与变频器5通讯连接的通讯模块9，使变频器5将真空压力表6输出的电流信号能够传递到可编程控制器1，可编程控制器1将电流信号转换成对应的真空压力值并由人机交互界面2直接显示，接线简单，信号不易受到干扰，减少可编程控制器1的编程工作量。

以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，本申请要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种用于管材生产设备的控制系统，所述的管材生产设备包括挤出机和与挤出机流体连通的真空箱，其特征在于，所述的控制系统包括挤出单元和真空单元，所述的挤出单元包括：可编程控制器（1）、人机交互界面（2）、工业以太网交换机（3）和从站模块（4），所述的可编程控制器（1）、人机交互界面（2）和所述的从站模块（4）均通过网线与所述的工业以太网交换机（3）连接，所述的可编程控制器（1）配置有通讯模块（9），所述的真空单元包括：变频器（5）、用于检测真空箱的真空压力值的真空压力表（6）和用于调整所述的真空箱内的真空压力的真空泵（7），所述的真空压力表（6）和所述的真空泵（7）均与所述的变频器（5）电连接，所述的变频器（5）包括与所述的真空压力表（6）连接的输入接口（51）、与所述的通讯模块（9）连接的输出端子（52）以及用于接收外部输入预设转速的接收端子（53），所述的通讯模块（9）使所述的可编程控制器（1）和所述的变频器（5）实现通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于管材生产设备的控制系统，其特征在于，所述的变频器（5）配置有PID控制模块，所述的PID控制模块被配置为计算所述的真空压力表（6）检测的真空压力值对应的所述的真空泵（7）的实时转速，将所述的实时转速和所述的预设转速进行比较，并将比较结果向外传递。

3.根据权利要求1所述的一种用于管材生产设备的控制系统，其特征在于，所述的从站模块（4）添加有辅助模块（8），所述的辅助模块（8）包括温度模块、模拟量模块和数字量模块。

4.根据权利要求1所述的一种用于管材生产设备的控制系统，其特征在于，所述的人机交互界面（2）包括触摸屏。

5.根据权利要求1所述的一种用于管材生产设备的控制系统，其特征在于，所述的真空压力表（6）配置有显示面板。

6.根据权利要求1所述的一种用于管材生产设备的控制系统，其特征在于，所述的通讯模块（9）具有输入端子（91），所述的输入端子（91）与所述的输出端子（52）通过通讯线连接。

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