专利名称：聚苯乙烯发泡框条生产线嵌入式控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种嵌入式控制系统，具体的说，涉及一种聚苯乙烯发泡框条生 产线的嵌入式控制装置。
背景技术：
塑料聚苯乙烯发泡框条生产线是一种将PS塑料颗粒经过加热挤出成型、冷却、烫 金、轧花多道工序的成型工艺。生产线由一台塑料挤出机、十二台烫金机、六台轧花机、一台 牵引机等部分组成。生产过程是将聚苯乙烯外皮和发泡材料分别同时从两个螺杆塑料挤出 机中挤出，经过模具出口，在牵引机的牵引下，型材通过冷却水槽、烫金、压花等工序得到最 终产品。国内的设备生产厂家大都是将上述不同设备组合在一起，通过PLC和一些简单仪 表对整条生产线进行控制，由于从塑料挤出机到牵引机之间，框条产品需要烫金、轧花等多 道工序，塑料挤出机的加热温度、塑料挤出量、烫金、轧花工序的加热后的滚轮压力、牵引机 构的牵引力等因素依靠人工调整都会影响框条产品的质量以及一次合格率。为了降低废品率，一般采用的方法是把运转速度降低到额定速度的20%的办法， 通过人工现场调整滚轮电机转速和滚轮压力的方法解决上述问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种聚苯乙烯发泡框条生产线的嵌入式控制装置，功 能强，精度高，可以实现多条生产线集中控制，远程监控，远程维护。广泛应用于塑料聚苯乙 烯发泡框条生产线，提高设备运转效率，同时降低废品率。实现上述目的的技术方案是一种聚苯乙烯发泡框条生产线嵌入式控制装置，包 括核心控制模块，温度控制模块、速度控制模块、张力控制模块、操作模块，操作模块上连接 有键盘和人机界面，模块之间通过双路CAN总线连接，所述嵌入式控制装置通过串口与上 位机通讯。上述温度控制模块设置有二十四路温度控制回路，用于塑料挤出、烫金、轧花等工 序的温度控制，每个温度控制回路的输入端连接温度信号变送模块，温度控制器的输出端 连接继电器模块控制加热线圈。上述速度控制模块设置有十六路速度控制回路，用于塑料挤出、烫金、轧花、牵引 等工序的电机速度进行控制，每个速度回路的输入端连接脉冲信号变送模块，该模块接收 来自旋转编码器的转速信号脉冲，速度控制器输出端连接电机调速器调速给定输入端口。上述张力控制模块设置有十六路张力控制回路，用于烫金、轧花、牵引等工序之间 的张力控制，每个张力控制器输入端连接线阵CCD传感器，传感器检测框条变形程度，张力 控制器的输出信号迭加到后续工序的电机调速器补偿输入端口。上述的核心控制模块设置了优化配置策略数据表与现场运行数据表，根据现场各 个单元采集的数据与运行策略表中的数据比较，自动调整设备运行状态。[0011]上述的各模块采用双路CAN总线连接，各个模块工作相对独立，在一个模块出现 故障后，只需要将这个出现故障的模块替换即可，不影响装置中其他模块的正常工作，装置 的稳定性、易维护性好。本实用新型的有益效果是通过上述各个温度控制单元、速度控制单元、张力控制 单元根据核心控制单元的控制策略，自动调整运行状态，将设备运行状态保持最优，生产线 可以满符合运转，废品率大幅度降低，一次合格率达到90 %以上。
图1本实用新型结构示意图。图2操作模块结构示意图。图3温度控制模块结构示意图。图4速度控制模块结构示意图。图5张力控制模块结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。如图1所示，本实用新型涉及的聚苯乙烯发泡框条生产线嵌入式控制装置，包括 核心控制模块1，温度控制模块2、速度控制模块3、张力控制模块4，操作模块5，模块之间通 过双路CAN总线M连接，操作模块5上连接有键盘7和人机界面6。如图2所示，操作人员通过操作模块5输入参数，参数存入核心控制模块1的运行 策略表8，并通过CAN总线M把参数下载到各个模块。各个模块同时把运行参数、运行状态 上传到核心控制模块1，存储到现场运行参数表9，现场运行参数表采取FIFO模式。如图3所示温度控制模块2包含M路温度控制回路，每个回路包含温度传感器 10、温度变送单元11、PID温度调节单元12、功率输出单元13，用于塑料挤出、烫金、轧花等 工序的温度控制，温度传感器10采用Pt 100热电阻，温度信号经过温度变送单元11转换 成为4-20mA电流信号，转换后的电流信号输入到温度调节单元12，带有比例PID调节功能 的温度调节单元12的输出端连接到功率输出单元13，功率输出单元13由可控硅组成，直接 控制每个工序的加热温度。如图4所示速度控制模块3包含16路速度控制回路，每个回路包含旋转编码器 16，脉冲计数单元17，双环速度调节单元18，带转速补偿端口 25的电机调速单元19，用于塑 料挤出、烫金、轧花等工序的电机速度控制，每道工序的电机通过同轴旋转编码器16将转 动角度输出到脉冲计数单元17，脉冲计数单元17采用具有技术功能的INTEL8253芯片，根 据定时中断信号，把脉冲转换成为代表转速的单位时间旋转脉冲数，该脉冲数输入到速度 调节单元18，速度调节单元18通过电机调速单元19的给定端口沈控制电机转速。如图5所示张力控制模块4包含16路张力控制回路，每个回路包含水平线阵CCD 传感器20、垂直线阵CXD传感器21、双路图像转换单元22、张力调节单元23，用于烫金、轧 花等工序之间的框条牵引张力控制，线阵CCD传感器实时测量框条的空间位置，当框条下 垂或拱起，CCD采集的图像位置与标准图像位置出现偏差，张力调节单元经过张力计算，输 出张力控制电压到后续工序的电机的调速补偿接口 25。[0024]聚苯乙烯发泡框条生产线采用了本实用新型的技术方案后与同类生产线相比具 有如下优点1.设备运行速度达到额定速度的100%。2.产品一次合格率从55%提高90%以上。3.设备自动化程度提高，框条经过各个工序时的张力、温度等参数完全依靠本控 制装置自动调整。
权利要求1.一种聚苯乙烯发泡框条生产线嵌入式控制装置，其特征在于所述的聚苯乙烯发泡 框条生产线包括核心控制模块，温度控制模块、速度控制模块、张力控制模块、操作模块；操 作模块上连接有键盘和人机界面，模块之间通过双路CAN总线连接，所述嵌入式控制装置 通过串口与上位机通讯。
2.根据权利要求1所述的聚苯乙烯发泡框条生产线嵌入式控制装置，其特征在于所 述的温度控制模块设置二十四路温度控制回路，所述的每个温度控制回路的输入端连接温 度信号变送模块，温度控制器的输出端连接可控硅模块控制加热线圈。
3.根据权利要求1所述的聚苯乙烯发泡框条生产线嵌入式控制装置，其特征在于所 述的速度控制模块设置十六路速度控制回路，每个速度回路的输入端连接脉冲信号变送模 块，该模块接收来自旋转编码器的转速信号脉冲，速度控制器输出端连接电机调速器调速 给定输入端口
4.根据权利要求1所述的聚苯乙烯发泡框条生产线嵌入式控制装置，其特征在于所 述的张力控制模块设置有十六路张力控制回路，每个张力控制器输入端连接线阵CCD传感 器，传感器检测框条变形程度，张力控制器的输出信号迭加到后续工序的电机调速器补偿 输入端口。
专利摘要本实用新型涉及的一种聚苯乙烯发泡框条生产线嵌入式控制装置；主要包括由ARM9200CPU有数据中央处理器、分布微处理器、CCD线阵传感器、滚轮压力调整机构，通过对塑料框条生产过程中的塑料框条形状与位置进行在线非接触检测，各个工序中的分布式微处理器根据检测信号进行判断运动中的框条的变形与位置偏差，通过CAN总线上报中央处理器进行各个工序滚轮压力平衡计算，自动调整各个工序滚轮的位置，使生产线稳定运行，降低废品率的目的。
文档编号B29K25/00GK201895410SQ201020574299
公开日2011年7月13日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年1月8日
发明者刘得忠, 孙金鑫, 郭杰 申请人:辉县市天洪框艺有限公司