一种玻璃钢拉挤生产线的控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种玻璃钢拉挤生产线的控制装置，包括定型牵引控制单元，其特征是：所述定型牵引控制单元分别连接模具定型加热固态继电器、牵引头A伺服驱动器、牵引头B伺服驱动器、牵引头A夹持闭合继电器、牵引头A夹持松开继电器、牵引头B夹持闭合继电器、牵引头B夹持松开继电器、模具定型加热棒温度传感器、牵引拉力变送器、牵引机头A后退原位限位开关、牵引机头A后退极限限位开关、牵引机头A前行到位限位开关、牵引机头A前行极限限位开关、牵引机头B后退原位限位开关、牵引机头B后退极限限位开关、牵引机头B前行到位限位开关和牵引机头B前行极限限位开关，所述定型牵引控制单元还连接切割控制器。
【专利说明】一种玻璃钢拉挤生产线的控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及玻璃钢生产控制领域，具体地讲，涉及一种玻璃钢拉挤生产线的控制装置。
【背景技术】
[0002]目前现有的拉挤设备绝大多数是履带式拉挤机组和液压式拉挤机组，主要由定型架、牵引机、切割锯等部分构成，控制系统多采用常规的继电-接触器控制方式，采用分立的控制结构，对机组的每一部分实现单独的控制，但整条生产线没有集中控制功能，操作和使用极为不便。
[0003]通过查阅相关文献资料以及对众多玻璃钢设备生产厂家的调研，得到如下结论，虽然PLC作为一种新型的工业控制器件已经在各个领域得到了广泛的应用，但在玻璃钢拉挤设备中的应用却不多，即使有的设备采用，也仅仅是实现单机控制，虽然有的文献资料中有过这方面的研宄，但基本是对于机械结构方面的研宄，还尚未发现将PLC、触摸屏、伺服驱动、步进驱动等构成一套完整控制系统，实现集中控制方面的研宄。
[0004]原有的玻璃钢拉挤生产线多采用履带式或液压式牵引机，控制系统为单机控制。在实际应用过程中，发现电气系统的可靠性不高，功能不够完善等等。具体来看，主要存在以下几方面的缺点:
[0005](I)原拉挤生产线的控制系统均为单机控制，无法实现真正意义上的整机联动，制品在生产过程中，所需要的操作人员较多，劳动强度较大，且某一部分出现故障时，无法实现整条生产线的自动停机，造成原材料的浪费。
[0006](2)原拉挤生产线的控制系统采用常规的继电一一接触器控制方式，虽然该结构简单、价格低廉、容易操作、技术难度较小，但该种方式也存在诸多的缺点。首先，该种控制系统所需硬件较多，体积庞大，能耗较高；其次系统的可靠性较差，故障查找，排除需要耗费大量的时间；另外系统的功能较为单一，若需增加新的功能，较为困难。
[0007](3)原拉挤生产线采用液压牵引式拉挤机，由于国产液压件的性能相对都不太稳定，故其拉挤速度不够稳定，两个夹持头的同步性不好调整，也不能满足拉挤工艺长时间连续工作的要求，维护成本相对较高。
[0008](4)原拉挤生产线控制系统功能较为单一，无故障诊断报警、工作状态选择、拉挤暂停等功能，满足不了生产工艺的要求。
[0009](5)原拉挤生产线控制系统的温度控制部分采用温控仪表来实现，无法实现集中显示及温度报警功能。
[0010](6)原拉挤生产线的切割部分的控制采用手动切割，无定长定尺寸切割功能。切割进给方式为气动进给，其切割尺寸误差较大，产品质量无法保证。
实用新型内容:
[0011]本实用新型要解决的技术问题是提供一种玻璃钢拉挤生产线的控制装置，提高玻璃钢生产线的可靠性和自动化程度。
[0012]本实用新型采用如下技术手段实现实用新型目的:
[0013]一种玻璃钢拉挤生产线的控制装置，包括定型牵引控制单元，其特征是:所述定型牵引控制单元分别连接模具定型加热固态继电器、牵引头A伺服驱动器、牵引头B伺服驱动器、牵引头A夹持闭合继电器、牵引头A夹持松开继电器、牵引头B夹持闭合继电器、牵引头B夹持松开继电器、模具定型加热棒温度传感器、牵引拉力变送器、牵引机头A后退原位限位开关、牵引机头A后退极限限位开关、牵引机头A前行到位限位开关、牵引机头A前行极限限位开关、牵引机头B后退原位限位开关、牵引机头B后退极限限位开关、牵引机头B前行到位限位开关和牵引机头B前行极限限位开关，所述定型牵引控制单元还连接切割控制器。
[0014]作为对本技术方案的进一步限定，所述切割控制器分别连接切割三相异步电动机、切割进给电机步进驱动器、吸尘电机、切割压紧电磁阀、切割龙门移动电磁阀、卸料电磁阀、切割龙门初始位置指示灯、切割龙门初始限位开关、切割龙门终止限位开关、切割进刀初始极限限位开关、切割进刀终止极限限位开关、自动卸料行程开关和一组切割控制按钮。
[0015]作为对本技术方案的进一步限定，所述模具定型加热固态继电器连接模具定型加热棒，所述牵引头A伺服驱动器连接牵引头A伺服电机，所述牵引头B伺服驱动器连接牵引头B伺服电机，所述牵引头A夹持闭合继电器连接牵引头A夹持闭合电磁阀，所述牵引头A夹持松开继电器连接牵引头A夹持松开电磁阀，所述牵引头B夹持闭合继电器连接牵引头B夹持闭合电磁阀，所述牵引头B夹持松开继电器连接牵引头B夹持松开电磁阀。
[0016]作为对本技术方案的进一步限定，所述模具定型加热棒温度传感器为8个。
[0017]作为对本技术方案的进一步限定，所述模具定型加热固态继电器为8个。
[0018]作为对本技术方案的进一步限定，所述定型牵引控制单元包括CPU单元、CJ单元适配器、两个温度调节单元、开关量I/O扩展模块和CJ系列端板。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型采用伺服驱动技术，利用伺服驱动器与伺服电机的组合，解决了牵引机运行速度不稳定和位置控制不精确的难题，使运行速度能够进行平滑调整，大大提高了系统的稳定性，牵引速度的调节及牵引机头A、B的同步功能的调整变得十分方便。采用温度控制模块。利用PID控制算法对定型模具的加热区进行启停控制，保证各加热区的温度恒定在某一范围之内，保证制品的质量。采用旋转编码器检测技术。通过旋转编码器实时检测牵引的运行速度，并将检测数据反馈给牵引机控制模块，对整个牵引运行过程进行闭环控制。采用步进驱动技术。利用步进电机和步进驱动器，解决了切割进给速度的调整难题，使得切割进给速度可根据制品截面的大小来随机调整。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的玻璃钢拉挤生产线结构示意图。
[0021]图2为本实用新型的硬件控制原理方框图。
[0022]图3为本实用新型的定型牵引控制单元构成示意图。
[0023]图4为本实用新型的定型牵引控制单元CPU单元原理图。
[0024]图5为本实用新型的定型牵引控制单元开关量I/O扩展模块原理图。
[0025]图6为本实用新型的定型牵引控制单元温度调节单元原理图。
[0026]图7为本实用新型的定型牵引控制单元伺服电机原理图。
[0027]图8为本实用新型的切割控制器的原理图。
[0028]图9为本实用新型的切割控制器的电机控制原理图。
[0029]图10为本实用新型的单机运行方式控制流程图。
[0030]图11为本实用新型的双机运行方式控制流程图。
[0031]图12为本实用新型连续运行方式控制流程图。
[0032]图13为本实用新型的手动切割方式流程示意图。
[0033]图14为本实用新型的自动切割方式流程示意图。
[0034]图中，M1、牵引头A伺服电机，M2、牵引头B伺服电机，XK1、牵引机头A后退原位限位开关，)《4、牵引机头A后退极限限位开关，M2、牵引机头A前行到位限位开关，M3、牵引机头A前行极限限位开关，》(5、牵引机头B后退原位限位开关，》(8、牵引机头B后退极限限位开关，》(6、牵引机头B前行到位限位开关，》(7、牵引机头B前行极限限位开关，KA7、牵引头A夹持闭合继电器，KA8，牵引头A夹持松开继电器，KA9，牵引头B夹持闭合继电器，KA1、牵引头B夹持松开继电器，YV1、牵引头A夹持闭合电磁阀，YV2、牵引头A夹持松开电磁阀，YV3、牵引头B夹持闭合电磁阀，YV4、牵引头B夹持松开电磁阀，TC1-TC8、模具定型加热传感器，G1-G8、模具定型加热固态继电器，M11、切割三相异步电动机、M12、切割进给步进电机、M13、吸尘电机，YV11、切割压紧电磁阀，YV12、切割龙门移动电磁阀，YV13、卸料电磁阀，HL10、切割龙门初始位置指示灯，》(12、切割龙门初始限位开关，》(13、切割龙门终止限位开关，XK14、切割进刀初始极限限位开关，XK15、切割进刀终止极限限位开关，XK16、自动卸料行程开关，1、托料架，2、切割锯，3、牵引机，4、操作盘，5、模具定型台，6、浸胶槽，7、纱架。
【具体实施方式】
:
[0035]下面结合实施例，进一步说明本实用新型。
[0036]参见图1-图14，本实用新型包括定型牵引控制单元，所述定型牵引控制单元分别连接模具定型加热固态继电器G1-G8、牵引头A伺服驱动器、牵引头B伺服驱动器、牵引头A夹持闭合继电器KA7、牵引头A夹持松开继电器KA8、牵引头B夹持闭合继电器KA9、牵引头B夹持松开继电器KA10、模具定型加热传感器TC1-TC8、牵引拉力变送器、牵引机头A后退原位限位开关Ml、牵引机头A后退极限限位开关》(4、牵引机头A前行到位限位开关M2、牵弓丨机头A前行极限限位开关XK3、牵引机头B后退原位限位开关XK5、牵引机头B后退极限限位开关》(8、牵引机头B前行到位限位开关》(6和牵引机头B前行极限限位开关》(7，所述定型牵引控制单元还连接切割控制器。
[0037]定型牵引控制单元包括CPU单元、CJ单元适配器、两个温度调节单元、开关量I/O扩展模块和CJ系列端板。定型牵引控制单元中各种按钮开关(SB1-SB8、SA1-SA5)的含义参看图4与图5中的介绍。
[0038]所述切割控制器分别连接切割三相异步电动机M11、切割进给电机步进驱动器、吸尘电机M13、切割压紧电磁阀YV11、切割龙门移动电磁阀YV12、卸料电磁阀YV13、切割龙门初始位置指示灯HL10、切割龙门初始限位开关》(12、切割龙门终止限位开关》(13、切割进刀初始极限限位开关)《14、切割进刀终止极限限位开关》(15、自动卸料行程开关》(16和一组切割控制按钮开关。切割控制器中各种按钮开关(SB10-SB13、SA11-SA13)的含义参看图8中的介绍。
[0039]所述模具定型加热固态继电器连接模具定型加热棒，所述牵引头A伺服驱动器连接牵引头A伺服电机M1，所述牵引头B伺服驱动器连接牵引头B伺服电机M2，所述牵引头A夹持闭合继电器KA7连接牵引头A夹持闭合电磁阀YVl，所述牵引头A夹持松开继电器KA8连接牵引头A夹持松开电磁阀YV2，所述牵引头B夹持闭合继电器KA9连接牵引头B夹持闭合电磁阀YV3，所述牵引头B夹持松开继电器KAlO连接牵引头B夹持松开电磁阀YV4。
[0040]玻璃钢拉挤生产线定型、牵引控制系统中，利用伺服电机来实现两个牵引机头的运动控制，对伺服电机采用位置控制的方式。欧姆龙OMNUC G系列伺服电机内置有编码器，伺服驱动器可通过内置编码器来直接采样反馈信号，因此伺服控制系统为半闭环控制。在该控制系统中，CPlH PLC利用脉冲控制指令向伺服驱动器传送一定频率的CW脉冲信号和CCW脉冲信号，通过送入脉冲频率的变化来实现牵引速度的变化控制，通过改变送入的脉冲个数来实现运行位置的控制，最终实现两个牵引机头的牵引运动。
[0041]本实用新型的控制方法，包括如下步骤:
[0042](I)模具定型加热棒温度传感器采集各个温控区的温度值发送到定型牵引控制单元，每个温度值与设定值进行比较，执行自动调整；
[0043](2)定型牵引控制单元以单机、双机或者连续三种工作方式驱动牵引机头A和牵引机头B动作；
[0044](3)切割控制器采用手动切割或者自动切割两种方式完成制品的切断。
[0045]所述步骤(2)单机工作方式包括如下步骤:
[0046](I)选择牵引机头A工作，转步骤(2.2)，选择牵引机头B工作，转步骤(2.3);
[0047](2)牵引机头A伺服电机就绪，牵引机头A夹持闭合电磁阀工作，牵引机头A伺服电机正转，牵引机头A前行，到达牵引机头A前行到位限位开关，牵引机头A夹持松开电磁阀工作，牵引机头A伺服电机正转停止，牵引机头A停止前行，暂停2S，牵引机头A伺服电机反转，牵引机头A后退，到达牵引机头A后退原位限位开关，牵引机头A伺服电机反转停止，牵引机头A后退停止，完成一次动作，暂停4S后重复上述动作；
[0048](3)牵引机头B伺服电机就绪，牵引机头B夹持闭合电磁阀工作，牵引机头B伺服电机正转，牵引机头B前行，到达牵引机头B前行到位限位开关，牵引机头B夹持松开电磁阀工作，牵引机头B伺服电机正转停止，牵引机头B停止前行，暂停2S，牵引机头B伺服电机反转，牵引机头B后退，到达牵引机头B后退原位限位开关，牵引机头B伺服电机反转停止，牵引机头B后退停止，完成一次动作，暂停4S后重复上述动作。
[0049]所述步骤(2)双机工作方式包括如下步骤:
[0050](I)牵引机头A伺服电机和牵引机头B伺服电机就绪；
[0051](2)牵引头A夹持闭合电磁阀工作，牵引机头A伺服电机正转，牵引机头A前行，牵引头B夹持闭合电磁阀工作，牵引机头B伺服电机正转，牵引机头B前行；
[0052](3)到达牵引机头A前行到位限位开关，到达牵引机头B前行到位限位开关；(4)牵引头A夹持松开电磁阀工作，牵引机头A伺服电机正转停止，牵引机头A停止前行，牵引头B夹持松开电磁阀工作，牵引机头B伺服电机正转停止，牵引机头B停止前行；
[0053](5)暂停 2S ；
[0054](6)牵引机头A伺服电机反转，牵引机头A后退，牵引机头B伺服电机反转，牵引机头B后退；
[0055](7)到达牵引机头A后退原位限位开关，到达牵引机头B后退原位限位开关；
[0056](8)牵引机头A伺服电机反转停止，牵引机头A后退停止，牵引机头B伺服电机反转停止，牵引机头B后退停止，暂停4S后重复上述动作。
[0057]所述步骤(2)连续工作方式包括如下步骤:
[0058](I)牵引机头A伺服电机和牵引机头B伺服电机就绪；
[0059](2)牵引头A夹持闭合电磁阀工作，牵引机头A伺服电机正转，牵引机头A前行；
[0060](3)到达牵引机头A前行到位限位开关，牵引头B夹持闭合电磁阀工作，牵引机头B伺服电机正转，牵引机头B前行；
[0061](4)到达牵引机头A前行极限限位开关；
[0062](5)牵引头A夹持松开电磁阀工作，牵引机头A伺服电机正转停止，牵引机头A停止前行；
[0063](6)暂停设定时间；优选为IS ;
[0064](7)牵引机头A伺服电机反转，牵引机头A后退；
[0065](8)到达牵引机头A后退原位限位开关；
[0066](9)牵引机头A伺服电机反转停止，牵引机头A后退停止；
[0067](10)到达牵引机头B前行到位限位开关；
[0068](11)牵引头A夹持闭合电磁阀工作，牵引机头A伺服电机正转，牵引机头A前行；
[0069](12)到达牵引机头B前行极限限位开关；
[0070](13)牵引头B夹持松开电磁阀工作，牵引机头B伺服电机正转停止，牵引机头B停止前行；
[0071](14)暂停设定时间；优选为IS ;
[0072](15)牵引机头B伺服电机反转，牵引机头B后退；
[0073](16)到达牵引机头B后退原位限位开关，牵引机头A伺服电机反转停止，牵引机头A后退停止，转步骤(3)。
[0074]所述步骤(3)手动切割方式包括如下步骤:
[0075](I)切割压紧电磁阀置位，切割三相异步电动机转动；
[0076](2)延时 2S ；
[0077](3)切割进给步进电机前行；
[0078](4)当前行移动距离计数到位或碰到切割进刀终止极限限位开关时，切割进给步进电机前行停止；
[0079](5)延时 IS ；
[0080](6)切割进给步进电机后退，当碰到切割进刀初始极限限位开关时，切割进给步进电机后退停止；
[0081](7)当碰触到切割龙门终止限位开关；
[0082](8)切割压紧电磁阀复位，切割三相异步电动机转动停止，切割龙门移动电磁阀置位；
[0083](9)当碰触切割龙门初始限位开关，切割龙门移动电磁阀复位，一次手动切割结束。
[0084]所述步骤(3)自动切割方式包括如下步骤:
[0085](I)当定长计数到位，制品推到切割龙门前移；
[0086](2)当离开切割龙门初始限位开关，碰触自动切割行程开关，切割压紧电磁阀置位，切割三相异步电机转动；
[0087](3)延时 2S ；
[0088](4)切割进给步进电机前行，当前行移动距离计数到位或碰触到切割进刀终止极限限位开关，切割进给步进电机前行停止；
[0089](5)延时 Is ；
[0090](6)切割进给步进电机后退；
[0091](7)当碰触到切割进刀初始极限限位开关时，切割进给步进电机后退停止；
[0092](8)当碰触到切割龙门终止限位开关时，切割压紧电磁阀复位，切割三相异步电机转动停止，切割龙门移动电磁阀置位；
[0093](9)当碰触到切割龙门初始限位开关，切割龙门移动电磁阀复位。
[0094]本实用新型的控制系统，包括如下:
[0095]温度控制模块:对各加热区进行加热温度的设定以及对加热温度进行检测反馈；具有温度过高、过低以及温度传感器断线故障诊断报警功能；
[0096]牵引机控制模块:能够对生产线的各种电机进行单独启停控制，能够在调试或者运行两种工作方式中选择；选择牵引机处于单机、双机或者连续三种运行状态；具有牵引机的启动、停止或者暂停功能，具有牵引机高速或者低速选择功能，具有牵引机速度设定功能；具有牵引速度以及拉力显示功能；
[0097]切割控制t吴块:具有制品计数以及制品定长切割功能，能够选择手动切割或者自动切割两种工作方式。
【权利要求】
1.一种玻璃钢拉挤生产线的控制装置，包括定型牵引控制单元，其特征是:所述定型牵引控制单元分别连接模具定型加热固态继电器、牵引头A伺服驱动器、牵引头B伺服驱动器、牵引头A夹持闭合继电器、牵引头A夹持松开继电器、牵引头B夹持闭合继电器、牵引头B夹持松开继电器、模具定型加热棒温度传感器、牵引拉力变送器、牵引机头A后退原位限位开关、牵引机头A后退极限限位开关、牵引机头A前行到位限位开关、牵引机头A前行极限限位开关、牵引机头B后退原位限位开关、牵引机头B后退极限限位开关、牵引机头B前行到位限位开关和牵引机头B前行极限限位开关，所述定型牵引控制单元还连接切割控制器。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢拉挤生产线的控制装置，其特征是:所述切割控制器分别连接切割三相异步电动机、切割进给电机步进驱动器、吸尘电机、切割压紧电磁阀、切割龙门移动电磁阀、卸料电磁阀、切割龙门初始位置指示灯、切割龙门初始限位开关、切割龙门终止限位开关、切割进刀初始极限限位开关、切割进刀终止极限限位开关、自动卸料行程开关和一组切割控制按钮。
3.根据权利要求1所述的玻璃钢拉挤生产线的控制装置，其特征是:所述模具定型加热固态继电器连接模具定型加热棒，所述牵引头A伺服驱动器连接牵引头A伺服电机，所述牵引头B伺服驱动器连接牵引头B伺服电机，所述牵引头A夹持闭合继电器连接牵引头A夹持闭合电磁阀，所述牵引头A夹持松开继电器连接牵引头A夹持松开电磁阀，所述牵引头B夹持闭合继电器连接牵引头B夹持闭合电磁阀，所述牵引头B夹持松开继电器连接牵引头B夹持松开电磁阀。
4.根据权利要求1所述的玻璃钢拉挤生产线的控制装置，其特征是:所述模具定型加热棒温度传感器为8个。
5.根据权利要求1所述的玻璃钢拉挤生产线的控制装置，其特征是:所述模具定型加热固态继电器为8个。
6.根据权利要求1所述的玻璃钢拉挤生产线的控制装置，其特征是:所述定型牵引控制单元包括CPU单元、CJ单元适配器、两个温度调节单元、开关量I/O扩展模块和CJ系列端板。
【文档编号】B29C47/92GK204249335SQ201420669877
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】李厥瑾, 贺思艳 申请人:李厥瑾, 贺思艳