本發(fā)明屬于清洗處理機(jī)械的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種連續(xù)式清洗生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

清洗是熱雙金屬、覆銅鋼、鋼板等帶狀金屬材料生產(chǎn)工藝中非常重要的一道工序，其主要目的是對帶材表面進(jìn)行處理，清除帶材表面的氧化層、表面鍍鎳、使清洗后的帶材具有表面光潔、耐腐蝕等特性，類似的清洗處理機(jī)械在煤礦行業(yè)也有廣泛應(yīng)用。

目前，國內(nèi)絕大多數(shù)的連續(xù)式工藝處理生產(chǎn)線控制設(shè)備采用的是西門子、歐陸、ABB等世界著名品牌的PLC、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)等工控產(chǎn)品；其中，基于西門子S7-300PLC控制器可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備及管道的自動(dòng)在線清洗、工藝參數(shù)的設(shè)定和工藝過程的監(jiān)控，優(yōu)點(diǎn)是：操作安全方便，同時(shí)也提高了清洗消毒效率。再有，基于西門子S7-200CPU226 控制器，將CIP系統(tǒng)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對清洗設(shè)備的控制，提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度和可靠性。缺點(diǎn)是：當(dāng)設(shè)備中采用PLC控制器，尤其是核心控制器部件PLC還必須配置張力檢測處理模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊等選購件，整套自動(dòng)控制系統(tǒng)造價(jià)不菲，后期維修費(fèi)用也很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對上述問題，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種連續(xù)式清洗生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)；本發(fā)明有效降低了系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明一種連續(xù)式清洗生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)，采用四級(jí)分布式現(xiàn)場控制和三層通信網(wǎng)絡(luò)處理模式；所述四級(jí)分布式現(xiàn)場控制包括生產(chǎn)管理監(jiān)控級(jí)、操作現(xiàn)場監(jiān)控級(jí)、現(xiàn)場控制級(jí)、就地控制級(jí)，所述三層通信網(wǎng)絡(luò)處理模式包括CANBUS現(xiàn)場總線、RS485總線、LAN網(wǎng)絡(luò)；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述生產(chǎn)管理監(jiān)控級(jí)包括設(shè)備管理工作站、廠部管理工作站、車間管理工作站，所述設(shè)備管理工作站、廠部管理工作站、車間管理工作站通過交換機(jī)構(gòu)成LAN網(wǎng)絡(luò)；所述操作現(xiàn)場監(jiān)控級(jí)包括主操作站、主控制器、現(xiàn)場觸摸屏，所述主控制器與車間管理工作站之間通過RS485總線通信；所述現(xiàn)場控制級(jí)包括開卷控制器、牽引控制器、卷取控制器，所述就地控制級(jí)包括3套驅(qū)動(dòng)器和3套電機(jī)、2套張力檢測傳感器、配套光電編碼器、3套電動(dòng)閥；所述開卷控制器、牽引控制器、卷取控制器與主控制器之間通過CANBUS現(xiàn)場總線通信。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述3套驅(qū)動(dòng)器均采用的是艾默生變頻器。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述開卷控制器分別連接光電編碼器、開卷驅(qū)動(dòng)器、開卷張力傳感器、電動(dòng)閥，所述開卷張力傳感器連接開卷電機(jī)。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述牽引控制器分別連接光電編碼器、牽引驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)閥，所述牽引驅(qū)動(dòng)器連接牽引電機(jī)。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述卷取控制器分別連接光電編碼器、卷取驅(qū)動(dòng)器、卷取張力傳感器、電動(dòng)閥，所述卷取張力傳感器連接卷取電機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是。

本發(fā)明提供的一種連續(xù)式清洗生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)，采用四級(jí)分布式現(xiàn)場控制和三層通信網(wǎng)絡(luò)處理模式；有效降低了系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性。所述四級(jí)分布式現(xiàn)場控制包括生產(chǎn)管理監(jiān)控級(jí)、操作現(xiàn)場監(jiān)控級(jí)、現(xiàn)場控制級(jí)、就地控制級(jí)，所述三層通信網(wǎng)絡(luò)處理模式包括CANBUS現(xiàn)場總線、RS485總線、LAN網(wǎng)絡(luò)；其，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在滿足帶材清洗生產(chǎn)工藝流程要求的前提下，系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)成本只相當(dāng)于全套采用進(jìn)口控制設(shè)備的同類集散控制系統(tǒng)的三分之一，適應(yīng)了國家倡導(dǎo)的大型裝備國產(chǎn)化、生產(chǎn)工藝現(xiàn)代化、建設(shè)成本經(jīng)濟(jì)化的市場需求。

附圖說明

圖 1是本發(fā)明一種連續(xù)式清洗生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。

圖2 是本發(fā)明一種連續(xù)式清洗生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)的主控制器組成框圖。

具體實(shí)施方式

參見附圖1所示，本發(fā)明一種連續(xù)式清洗生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，采用四級(jí)分布式現(xiàn)場控制和三層通信網(wǎng)絡(luò)處理模式；所述四級(jí)分布式現(xiàn)場控制包括生產(chǎn)管理監(jiān)控級(jí)、操作現(xiàn)場監(jiān)控級(jí)、現(xiàn)場控制級(jí)、就地控制級(jí)，所述三層通信網(wǎng)絡(luò)處理模式包括CANBUS現(xiàn)場總線、RS485總線、LAN網(wǎng)絡(luò)；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述生產(chǎn)管理監(jiān)控級(jí)包括設(shè)備管理工作站、廠部管理工作站、車間管理工作站，所述設(shè)備管理工作站、廠部管理工作站、車間管理工作站通過交換機(jī)構(gòu)成LAN網(wǎng)絡(luò)；所述操作現(xiàn)場監(jiān)控級(jí)包括主操作站、主控制器、現(xiàn)場觸摸屏，所述主控制器與車間管理工作站之間通過RS485總線通信；所述現(xiàn)場控制級(jí)包括開卷控制器、牽引控制器、卷取控制器，所述就地控制級(jí)包括3套驅(qū)動(dòng)器和3套電機(jī)、2套張力檢測傳感器、配套光電編碼器、3套電動(dòng)閥；所述開卷控制器、牽引控制器、卷取控制器與主控制器之間通過CANBUS現(xiàn)場總線通信。

所述3套驅(qū)動(dòng)器均采用的是艾默生變頻器。

所述開卷控制器分別連接光電編碼器、開卷驅(qū)動(dòng)器、開卷張力傳感器、電動(dòng)閥，所述開卷張力傳感器連接開卷電機(jī)。

所述牽引控制器分別連接光電編碼器、牽引驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)閥，所述牽引驅(qū)動(dòng)器連接牽引電機(jī)。

所述卷取控制器分別連接光電編碼器、卷取驅(qū)動(dòng)器、卷取張力傳感器、電動(dòng)閥，所述卷取張力傳感器連接卷取電機(jī)。

如圖2 所示，為本發(fā)明一種連續(xù)式清洗生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)的主控制器組成框圖；采用了組合式模塊化結(jié)構(gòu)，包含基礎(chǔ)框架模塊（圖2中虛線內(nèi)部分）、高級(jí)人機(jī)對話模塊和傳動(dòng)控制模塊3個(gè)部分基礎(chǔ)框架模塊以嵌入式微處理器為核心，配置輸入/輸出、通信總線、LED簡易顯示等信號(hào)處理電路接口，是本發(fā)明開卷控制器、牽引控制器和卷取控制器的基本的軟、硬件支撐平臺(tái)；高級(jí)人機(jī)對話模塊主要由具備觸摸操控功能的LCD顯示處理電路組成，通過加載專用人機(jī)對話操作控制軟件并連接觸摸式LCD顯示屏可實(shí)現(xiàn)中文界面下的參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)查看、指令發(fā)布等功能。

所述傳動(dòng)控制模塊主要由光電編碼器信號(hào)處理電路、張力信號(hào)數(shù)據(jù)采集電路、高速脈沖輸出電路組成，通過加載具備張力控制算法的專用傳動(dòng)控制軟件并連接相應(yīng)的現(xiàn)場執(zhí)行部件，可用于變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)等傳動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)速度控制模式或恒張力、錐度張力控制模式下的多點(diǎn)同步運(yùn)行。基礎(chǔ)框架模塊加高級(jí)人機(jī)對話模塊組合為操作現(xiàn)場監(jiān)控級(jí)中的主控制器，而基礎(chǔ)框架模塊加傳動(dòng)控制模塊則成為本生產(chǎn)線現(xiàn)場控制級(jí)中的多功能過程控制器，4臺(tái)多功能過程控制器各司其職，通過現(xiàn)場分布式控制模式互連，在三層通信網(wǎng)絡(luò)的支持下，實(shí)現(xiàn)信號(hào)共享，經(jīng)濟(jì)、有效、靈活地組成整條生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。