一種用於玻璃生產線縱切機的新型控制系統的製作方法

2023-05-08 23:25:51 1

一種用於玻璃生產線縱切機的新型控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種新型的縱切機控制系統，所述縱切機落刀、加油動作受繼電器控制，所述縱切機上安裝有數把刀具，所述的刀具速度位置由伺服電機控制，所述控制系統包括主控制器、人機界面、伺服電機驅動器，輸入輸出控制單元，主控制器的輸入端連接有上位機，輸出端連接有伺服電機驅動器以及輸入輸出控制單元，輸入輸出控制單元通過遠程I/O控制繼電器；主控器還和玻璃生產線上的橫切機、缺陷監測機以及斷板檢測機之間採用TCP/IP形式進行數據通訊。本發明通過對縱切機多把刀具動作的控制，精確實現了縱切機的定位，同時，通過具有無線通訊功能，實現自動縱切機高精度差、省人力，節約板材的特點。
【專利說明】一種用於玻璃生產線縱切機的新型控制系統

【技術領域】
[0001] 本發明屬於玻璃生產線控制系統領域，具體涉及一種用於玻璃生產線的縱切機的 控制系統。

【背景技術】
[0002] 玻璃冷端生產線上為了對玻璃帶進行縱向切割，需要玻璃縱切機，當前的浮法玻 璃生產線一般都標配10把縱切刀具，現有的半自動縱切機每把刀具上只有一個位置檢測 模塊，沒有電機，刀具的所有移動都是人工推動完成，此過程較為費力；當玻璃帶跑偏或改 板時，需要推動縱刀移動並用捲尺測量出刀具之間的尺寸，由於人工測量存在誤差，因此切 割的尺寸難以控制在要求的誤差範圍內，精度低；半自動縱切機不能和缺陷檢測機之間通 信，即使加入通信裝置，半自動縱切機也不能根據缺陷檢測提供的缺陷位置，進行優化切 害I]，難以提高板材的利用率和產品的質量；浮法玻璃經常在輥道上發生跑偏，這是由於浮法 玻璃的生產工藝所決定的，是不能避免的，半自動縱切機在玻璃發生跑偏時不能跟隨玻璃 移動，只能由人工觀察並調整，這就要求必須要求有人工值守在縱切機旁邊，耗費人力；總 之，現在技術中的半自動縱切機需要人工移動刀具，浪費人力，由於不能自動移動，不能和 缺陷檢測儀器及橫切機進行通信，不能實現優化切割，提高產品質量和成品率。


【發明內容】

[0003] 本發明針對現有半自動縱切機的缺陷和不足，提出一種一種新型的縱切機控制系 統，解決現有半自動縱切機精度差、浪費板材、耗費人力等缺點。
[0004] 本發明所採用的技術方案如下： 一種新型的縱切機控制系統，所述縱切機落刀、加油動作受繼電器控制，所述縱切機上 安裝有數把刀具，所述的刀具速度位置由伺服電機控制，所述控制系統包括主控制器，其特 徵在於：還包括人機界面、伺服電機驅動器，輸入輸出控制單元，所述主控制器的輸入端連 接有上位機，上位機和主控制器之間通過工業乙太網實現雙向通訊，所述主控制器的輸出 端連接有伺服電機驅動器以及輸入輸出控制單元，所述主控制器和伺服電機驅動器之間通 過高速驅動通訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接，所述主控制器和輸入輸出控制單元之間通過 ProfibusDp總線實現雙向通訊，所述輸入輸出控制單元通過遠程I/O控制繼電器；所述的主 控器還和玻璃生產線上的橫切機、缺陷監測機以及斷板檢測機之間採用TCP/IP形式進行 數據通訊。
[0005] 所述的主控制器為SimotionD425控制單元，內部集成⑶320控制單元，所述⑶320 控制單元和SimotionD425控制單元之間通過ProfibusDp實現數據交換； 所述伺服電機驅動器為Sinamics S120,與主控制器SimotionD425之間通過高速驅動 通訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接；所述西門子Sinamics S120採用模塊化設計，包括控制單 元模塊、整流/回饋模塊、電機模塊、傳感器模塊和電機編碼器，各模塊間通過高速驅動通 訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接，所述伺服電機自帶編碼器，形成閉環控制系統，定位精度高。
[0006] 所述人機界面為SIMATIC MP277面板，與主控制器SimotionD425之間通過工業以 太網連接，完成系統參數和切割參數的設置以及系統狀態的檢測任務； 所述輸入輸出控制單元為ET200M，和主控制器間SimotionD425通過ProfibusDp總線實 現雙向通訊，完成對DI/D0的控制； 所述主控制器SimotionD425和缺陷檢測機、橫切機通過工業乙太網進行通信，採用 TCP/IP的數據通訊形式，通過缺陷檢測機傳送過來的玻璃原板寬，拉邊寬度，玻璃跑偏等數 據判斷縱切刀落刀的位置和跑偏跟蹤，通過橫切機傳送過來的切痕位置，實現上下遊縱切 刀切換時正好切換在橫切切痕上，不浪費板材。
[0007] 本發明的有益效果體現在： 本發明通過採用主控制器為SimotionD425以及人機界面對縱切機多把刀具的動作， 精確實現了縱切機的定位，同時，通過與生產線上其它工具的無線通信，與配合實現了自動 縱切機高精度差、省人力，節約板材的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為本發明的結構框圖 圖2為本發明的原理框圖 圖3為本發明的TCP/IP的的通信流程圖。

【具體實施方式】
[0009] 如圖1和圖2所示，一種新型的縱切機控制系統，所述縱切機落刀、加油動作受繼 電器控制，所述縱切機上安裝有數把刀具，所述的刀具速度位置由伺服電機控制，所述控制 系統包括主控制器，還包括人機界面、伺服電機驅動器，輸入輸出控制單元，所述主控制器 的輸入端連接有上位機，上位機和主控制器之間通過工業乙太網實現雙向通訊，所述主控 制器的輸出端連接有伺服電機驅動器以及輸入輸出控制單元，所述主控制器和伺服電機驅 動器之間通過高速驅動通訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接，所述主控制器和輸入輸出控制單 元之間通過ProfibusDp總線實現雙向通訊，所述輸入輸出控制單元通過遠程I/O控制繼電 器；所述的主控器還和玻璃生產線上的橫切機、缺陷監測機以及斷板檢測機之間採用TCP/ IP形式進行數據通訊。
[0010] 所述的主控制器為SimotionD425控制單元，SimotionD425裡面集成了 CU320,但 是每個CU320最多只能控制6根軸，所以當多於6根軸的時候，就需要擴展額外CU320,本發 明需要10根軸，因此需要通過擴展一個⑶320來控制4根軸。⑶320通過ProfibusDp來實 現和SimotionD425之間的數據交換。
[0011] 所述伺服驅動器採用的是新一代的伺服驅動器Sinamics S120,伺服驅動器 Sinamics S120具有模塊化的設計，各模塊間(包括控制單元模塊、整流/回饋模塊、電機模 塊、傳感器模塊和電機編碼器等)通過高速驅動通訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接，伺服驅動器 驅動的伺服電機自帶編碼器，形成閉環控制系統，定位精度高； 所述人機界面是SIMATIC MP277面板，與主控制器SimotionD425之間通過ProfibusDp 形成的工業乙太網連接，完成系統參數和切割參數的設置以及系統狀態的檢測任務，此面 板具有大屏幕、高亮度和高對比度的顯示屏，從而極大地優化了操作員控制和監視。與常規 使用按鈕和指示燈來進行調速操作和監視相比，使用此人機界面可以直觀的操控整個全自 動縱切機控制系統，更易於操作員操作和監視。
[0012] 所述輸入輸出控制單元為ET200M，和主控制器間SimotionD425通過ProfibusDp總 線實現雙向通訊，完成對DI/D0的控制； 所述主控制器SimotionD425和缺陷檢測機、橫切機通過工業乙太網進行通信，採用 TCP/IP的數據通訊形式，通過缺陷檢測機傳送過來的玻璃原板寬，拉邊寬度，玻璃跑偏等數 據判斷縱切刀落刀的位置和跑偏跟蹤，通過橫切機傳送過來的切痕位置，實現上下遊縱切 刀切換時正好切換在橫切切痕上，不浪費板材。
[0013] 如圖3所示，所述TCP/IP協議是一組包括TCP協議和IP協議，UDP協議、ICMP協 議和其他一些協議的協議組。TCP/IP協議基於0SI的七層參考模型構架，但只採用了其中 的四層，根據傳輸層使用的協議不同，基於乙太網的TCP/IP通信分為TCP和UDP兩種。TCP (Transmission Control Protocol,傳輸控制協議)提供的是面向連接、可靠的字節流服務。 當客戶和伺服器彼此交換數據前，必須先在雙方之間建立一個TCP連接，之後才能傳輸數 據。TCP提供超時重發，丟棄重複數據，檢驗數據，流量控制等功能，保證數據能從一端傳到 另一端。UDP (User Data Protocol,用戶數據報協議）是一個簡單的面向數據報的運輸層 協議。UDP不提供可靠性，它只是把應用程式傳給IP層的數據報發送出去，但是並不能保證 它們能到達目的地。由於UDP在傳輸數據報前不用在客戶和伺服器之間建立一個連接，且 沒有超時重發等機制，故而傳輸速度很快。為保證通信雙方的可靠的無差錯的數據交換，本 項目採用前者來建立連接。
[0014] 在TCP/IP網絡應用中，通信的兩個進程相互作用的主要模式是客戶機/伺服器 (Client/ Server)模式，即客戶端向伺服器發出請求，伺服器接收到請求後提供相應的服 務。在本項目中，需要建立兩個TCP/IP連接，第一個TCP/IP連接是橫切機和全自動縱切機 進行通信，橫切機作為伺服器，全自動縱切機作為客戶端，縱切機作為客戶端主動請求服務 器，判斷橫切切痕的位置，完成縱切機上下遊的換刀，第二個TCP/IP連接是全自動縱切機 和缺陷檢測之間的連接，全自動縱切機作為客戶端，缺陷檢測作為伺服器，縱切機請求缺陷 檢測伺服器，完成讀取玻璃寬度、拉邊寬度、玻璃跑偏等數據的接收，並向伺服器傳送縱切 刀的位置。
【權利要求】
1. 一種新型的縱切機控制系統，所述縱切機落刀、加油動作受繼電器控制，所述縱切機 上安裝有數把刀具，所述的刀具速度位置由伺服電機控制，所述控制系統包括主控制器，其 特徵在於：還包括人機界面、伺服電機驅動器，輸入輸出控制單元，所述主控制器的輸入端 連接有上位機，上位機和主控制器之間通過工業乙太網實現雙向通訊，所述主控制器的輸 出端連接有伺服電機驅動器以及輸入輸出控制單元，所述主控制器和伺服電機驅動器之間 通過高速驅動通訊接口 DRIVE-CLiQ相互連接，所述主控制器和輸入輸出控制單元之間通 過ProfibusDp總線實現雙向通訊，所述輸入輸出控制單元通過遠程I/O控制繼電器；所述的 主控器還和玻璃生產線上的橫切機、缺陷監測機以及斷板檢測機之間採用TCP/IP形式進 行數據通訊。
2. 根據權利要求1所述的一種新型的縱切機控制系統，其特徵在於：所述主控制器為 SimotionD425控制單元，內部集成CU320控制單元，所述CU320控制單元和SimotionD425 控制單元之間通過ProfibusDp實現數據交換。
3. 根據權利要求1所述的一種新型的縱切機控制系統，其特徵在於：所述伺服電機驅 動器為Sinamics S120,與主控制器SimotionD425之間通過高速驅動通訊接口 DRIVE-CLiQ 相互連接；所述Sinamics S120採用模塊化設計，包括控制單元模塊、整流/回饋模塊、電機 模塊、傳感器模塊和電機編碼器，所述伺服電機自帶編碼器，形成閉環控制系統。
4. 根據權利要求1所述的一種新型的縱切機控制系統，其特徵在於：所述人機界面為 SIMATIC MP277面板，與主控制器SimotionD425之間通過工業乙太網連接，完成系統參數 和切割參數的設置以及系統狀態的檢測任務。
5. 根據權利要求1所述的一種新型的縱切機控制系統，其特徵在於：所述輸入輸出控 制單元為ET200M，和主控制器間SimotionD425通過ProfibusDp總線實現雙向通訊，完成對 DI/D0的控制。
6. 根據權利要求1所述的一種新型的縱切機控制系統，其特徵在於：所述主控制器 SimotionD425和缺陷檢測機、橫切機通過工業乙太網進行通信，採用TCP/IP的數據通訊形 式。
【文檔編號】C03B33/037GK104140201SQ201410392457
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】王昌華, 郝立民, 廖東平 申請人:中意凱盛（蚌埠）玻璃冷端機械有限公司