本實(shí)用新型屬于電控設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設(shè)備用電控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)同類干燥加熱設(shè)備多見于聚丙烯腈碳纖維原絲生產(chǎn)試驗(yàn)線，現(xiàn)有技術(shù)中加熱輥傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速度控制多采用伺服電機(jī)配合伺服放大器實(shí)現(xiàn)，熱輥電加熱方式多為工頻電感應(yīng)加熱或電加熱管加熱。采用工頻電感應(yīng)加熱方式控溫，需根據(jù)加熱輥控溫點(diǎn)數(shù)確定工頻加熱回路數(shù)量，每個(gè)回路均需安裝專用工頻加熱電路板，溫度顯示及設(shè)定多采用溫控儀。該加熱控溫方法缺點(diǎn)在于工頻加熱回路電流較大，加熱輥內(nèi)電磁感應(yīng)線圈易損壞；工頻加熱電路板價(jià)格昂貴且尺寸較大，占用控制柜空間較大，不利于集中安裝；工頻加熱回路數(shù)過多時(shí)，易使所用電網(wǎng)產(chǎn)生二次諧波，信號(hào)干擾大。采用電加熱管方式控溫，常見電控方法為采用交流接觸器作為加熱主回路，溫控儀作為控制器，控制固態(tài)繼電器的通斷狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱輥的溫度控制。上述兩種加熱電控方法均存在溫控儀數(shù)量及二次啟停按鈕數(shù)量過多且分開安裝，操作極其不便；采用可靠性且精度較高溫控儀，價(jià)格昂貴；加熱輥溫度傳感器出現(xiàn)異常時(shí)，溫控儀顯示為錯(cuò)誤狀態(tài)，但加熱回路不能夠自動(dòng)停止，易出現(xiàn)燒毀加熱輥的現(xiàn)象；無法實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)裝置運(yùn)行停止與加熱輥溫度控制聯(lián)動(dòng)功能；不具備歷史數(shù)據(jù)記錄功能；不易實(shí)現(xiàn)集中控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設(shè)備用電控系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)新穎合理，空間體積小，溫度控制精度高，易于集中控制、具備歷史數(shù)據(jù)記錄功能且可實(shí)現(xiàn)回路加熱自動(dòng)停止的功能，可有效保證設(shè)備安全，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設(shè)備用電控系統(tǒng)，其特征在于：包括用于采集十一輥工作狀態(tài)的主站控制模塊和與主站控制模塊連接的工業(yè)計(jì)算機(jī)，以及多個(gè)與主站控制模塊通信且分別控制各個(gè)熱輥的轉(zhuǎn)動(dòng)加熱的子站控制模塊，所述主站控制模塊包括主站控制器以及與主站控制器相接的以太網(wǎng)通信模塊、主站存儲(chǔ)器和主站profibus通訊模塊，主站控制器的輸入端接有模擬量輸入模塊和數(shù)字量輸入模塊，主站控制器的輸出端接有數(shù)字量輸出模塊，主站控制模塊通過交換機(jī)與工業(yè)計(jì)算機(jī)連接，交換機(jī)上設(shè)置有網(wǎng)口，以太網(wǎng)通信模塊通過網(wǎng)線連接在交換機(jī)的網(wǎng)口上，子站控制模塊包括子站控制器以及與子站控制器相接的子站存儲(chǔ)器和子站profibus通訊模塊，子站控制器的輸出端接有伺服電機(jī)控制模塊和電加熱控制模塊，子站profibus通訊模塊通過profibus總線電纜與主站profibus通訊模塊連接。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設(shè)備用電控系統(tǒng)，其特征在于：所述工業(yè)計(jì)算機(jī)通過千兆網(wǎng)線與交換機(jī)連接。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設(shè)備用電控系統(tǒng)，其特征在于：所述以太網(wǎng)通信模塊通過百兆網(wǎng)線連接在交換機(jī)的網(wǎng)口上。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設(shè)備用電控系統(tǒng)，其特征在于：所述模擬量輸入模塊包括多個(gè)熱電阻，所述數(shù)字量輸入模塊包括多個(gè)操作開關(guān)。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設(shè)備用電控系統(tǒng)，其特征在于：所述伺服電機(jī)控制模塊包括依次連接的單相交流電源、空氣開關(guān)S1、電抗器RD、電源濾波器EMI、交流接觸器KM1、伺服放大器MR和伺服電機(jī)M，所述伺服電機(jī)M的輸出軸上安裝有編碼器MD，所述編碼器MD與所述伺服放大器MR連接，所述伺服放大器MR通過總線與子站控制器相接。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設(shè)備用電控系統(tǒng)，其特征在于：所述電加熱控制模塊包括交流接觸器KM1、與所述交流接觸器KM1輸出端相接的固態(tài)繼電器K和與所述固態(tài)繼電器K輸出端相接的電加熱管U1，所述電加熱管U1的輸出端與所述單相交流電源的零線N連接，所述交流接觸器KM1輸入端經(jīng)所述空氣開關(guān)S1與所述單相交流電源的火線L1連接。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設(shè)備用電控系統(tǒng)，其特征在于：所述主站控制器和子站控制器均為PLC模塊。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型采用主從站模式，主從站之間采用profibus通訊協(xié)議，通訊速度可達(dá)3M，主站最多可掛接127個(gè)子站，便于實(shí)現(xiàn)十一輥加熱干燥裝置與碳纖維原絲生產(chǎn)線其他設(shè)備電控系統(tǒng)的集中控制，即使某個(gè)子站出現(xiàn)故障，也不影響整個(gè)主站的運(yùn)行，電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全可靠，便于推廣使用。

2、本實(shí)用新型子站控制模塊采用PLC模塊，最多可實(shí)現(xiàn)同時(shí)與40臺(tái)伺服放大器MR的數(shù)據(jù)通訊，在滿足實(shí)現(xiàn)十一輥加熱干燥裝置傳動(dòng)速度控制要求的同時(shí)，便于實(shí)現(xiàn)與碳纖維原絲生產(chǎn)線其他傳動(dòng)設(shè)備的集中控制以及提供備用接口，可靠穩(wěn)定，使用效果好。

3、本實(shí)用新型主站控制模塊設(shè)置模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入模塊和數(shù)字量輸出模塊，可實(shí)現(xiàn)多路溫度監(jiān)測(cè)以及過溫時(shí)回路加熱自動(dòng)停止的功能，可有效保證設(shè)備安全，另外，設(shè)置主站存儲(chǔ)器，具備歷史數(shù)據(jù)記錄功能，便于工藝人員對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行分析。

4、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，空間體積小，避免使用溫控儀，揉入成本低，易于集中控制，拆卸安裝方便，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。

綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，空間體積小，溫度控制精度高，易于集中控制、具備歷史數(shù)據(jù)記錄功能且可實(shí)現(xiàn)回路加熱自動(dòng)停止的功能，可有效保證設(shè)備安全，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型主站控制模塊的電路原理框圖。

圖3為本實(shí)用新型子站控制模塊的電路原理框圖。

圖4為本實(shí)用新型伺服電機(jī)控制模塊和電加熱控制模塊的電路連接關(guān)系示意圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—工業(yè)計(jì)算機(jī)； 2—交換機(jī)； 3—主站控制模塊；

3-1—主站控制器； 3-2—模擬量輸入模塊； 3-3—數(shù)字量輸入模塊；

3-4—數(shù)字量輸出模塊； 3-5—主站存儲(chǔ)器； 3-6—以太網(wǎng)通信模塊；

3-7—主站profibus通訊模塊； 4—子站控制模塊；

4-1—子站控制器； 4-2—子站profibus通訊模塊；

4-3—子站存儲(chǔ)器； 4-4—伺服電機(jī)控制模塊；

4-5—電加熱控制模塊。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型包括用于采集十一輥工作狀態(tài)的主站控制模塊3和與主站控制模塊3連接的工業(yè)計(jì)算機(jī)1，以及多個(gè)與主站控制模塊3通信且分別控制各個(gè)熱輥的轉(zhuǎn)動(dòng)加熱的子站控制模塊4，所述主站控制模塊3包括主站控制器3-1以及與主站控制器3-1相接的以太網(wǎng)通信模塊3-6、主站存儲(chǔ)器3-5和主站profibus通訊模塊3-7，主站控制器3-1的輸入端接有模擬量輸入模塊3-2和數(shù)字量輸入模塊3-3，主站控制器3-1的輸出端接有數(shù)字量輸出模塊3-4，主站控制模塊3通過交換機(jī)2與工業(yè)計(jì)算機(jī)1連接，交換機(jī)2上設(shè)置有網(wǎng)口，以太網(wǎng)通信模塊3-6通過網(wǎng)線連接在交換機(jī)2的網(wǎng)口上，子站控制模塊4包括子站控制器4-1以及與子站控制器4-1相接的子站存儲(chǔ)器4-3和子站profibus通訊模塊4-2，子站控制器4-1的輸出端接有伺服電機(jī)控制模塊4-4和電加熱控制模塊4-5，子站profibus通訊模塊4-2通過profibus總線電纜與主站profibus通訊模塊3-7連接。

本實(shí)施例中，所述模擬量輸入模塊3-2包括多個(gè)熱電阻，所述數(shù)字量輸入模塊3-3包括多個(gè)操作開關(guān)。

需要說明的是，本系統(tǒng)采用主從站模式，主從站之間采用profibus通訊協(xié)議，通訊速度可達(dá)3M，主站最多可掛接127個(gè)子站，便于實(shí)現(xiàn)十一輥加熱干燥裝置與碳纖維原絲生產(chǎn)線其他設(shè)備電控系統(tǒng)的集中控制，主站控制模塊3中的模擬量輸入模塊3-2包括多個(gè)熱電阻，所述熱電阻采用pt100熱電阻感應(yīng)溫度，主站控制模塊3中的數(shù)字量輸出模塊3-4為繼電器開關(guān)，便于過溫后回路加熱自動(dòng)停止。

本實(shí)施例中，所述工業(yè)計(jì)算機(jī)1通過千兆網(wǎng)線與交換機(jī)2連接。

本實(shí)施例中，所述以太網(wǎng)通信模塊3-6通過百兆網(wǎng)線連接在交換機(jī)2的網(wǎng)口上。

本實(shí)施例中，采用工業(yè)計(jì)算機(jī)1可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，工業(yè)計(jì)算機(jī)1包括顯示屏、操作按鍵、通信機(jī)構(gòu)，與本系統(tǒng)組成人機(jī)交互操控結(jié)構(gòu)。

如圖4所示，本實(shí)施例中，所述伺服電機(jī)控制模塊4-4包括依次連接的單相交流電源、空氣開關(guān)S1、電抗器RD、電源濾波器EMI、交流接觸器KM1、伺服放大器MR和伺服電機(jī)M，所述伺服電機(jī)M的輸出軸上安裝有編碼器MD，所述編碼器MD與所述伺服放大器MR連接，所述伺服放大器MR通過總線與子站控制器4-1相接。

如圖4所示，本實(shí)施例中，所述電加熱控制模塊4-5包括交流接觸器KM1、與所述交流接觸器KM1輸出端相接的固態(tài)繼電器K和與所述固態(tài)繼電器K輸出端相接的電加熱管U1，所述電加熱管U1的輸出端與所述單相交流電源的零線N連接，所述交流接觸器KM1輸入端經(jīng)所述空氣開關(guān)S1與所述單相交流電源的火線L1連接。

本實(shí)施例中，所述伺服電機(jī)控制模塊4-4和所述電加熱控制模塊4-5分別用于實(shí)現(xiàn)碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設(shè)備各個(gè)熱輥的傳動(dòng)運(yùn)行和電加熱操作，控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)集中控制。

本實(shí)施例中，所述主站控制器3-1和子站控制器4-1均為PLC模塊。

本實(shí)用新型使用時(shí)，采用主站控制模塊3通過模擬量輸入模塊3-2接收溫度模擬量，采集設(shè)備溫度數(shù)據(jù)，送入到主站控制器3-1中，通過數(shù)字量輸入模塊3-3操作對(duì)應(yīng)的開關(guān)量，根據(jù)采集的溫度數(shù)據(jù)控制多個(gè)子站控制模塊4運(yùn)行，其中，主站最多可掛接127個(gè)子站，每個(gè)十一輥使用11個(gè)子站控制模塊4，因此，主站控制模塊3可同時(shí)控制多個(gè)十一輥電加熱干燥設(shè)備運(yùn)行，體積小，控制簡(jiǎn)單，易于集中控制，每個(gè)子站控制模塊4中均設(shè)置伺服電機(jī)控制模塊4-4和電加熱控制模塊4-5分別實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)速度的傳動(dòng)控制和電加熱控制，主站控制模塊3和子站控制模塊4均設(shè)置存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)記錄功能，便于工藝人員對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行分析，主站控制模塊3和子站控制模塊4采用profibus通訊模塊進(jìn)行通信，通訊速度快，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾性強(qiáng)，使用效果好。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。