專利名稱：行列式制瓶機電子靈活控制系統的制作方法
技術領域：
行列式制瓶機電子靈活控制系統，屬玻璃瓶罐機械控制領域。
背景技術：
目前世界上行列式制瓶生產線控制系統，主要有電子定時系統、電子撥瓶系統、同步傳動系統、伺服分料系統等。這些系統都是分別用一個或者幾個控制柜進行單獨的自動控制。由于各系統控制功能的特殊性，每個系統都要設計專用的計算機智能控制器。每個控制單元均由CPU板、輸入板、輸出板、通訊板等組成，僅是對制瓶機生產線進行成型智能控制的電子定時系統就有十幾個控制單元組成，對制瓶生產線進行同步控制的傳動系統，也需要獨立而又復雜的CPU控制。與之類似，制瓶生產線上的伺服分料控制系統、電子撥瓶控制系統也是各自構成系統。所以當前國內外制瓶生產線上的自動控制需要4～7個控制柜，結構布局龐大。系統之間通過繁瑣復雜的信號線、通訊線及控制電纜進行相互連接，結構復雜、造價高，而且增加了系統的連接點和故障點，為系統的長期、連續、可靠運行埋下隱患，給日常維護帶來極大的不便。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術存在的問題，設計一種采用一個主控制柜，集電子定時、電子撥瓶、同步傳動、伺服分料4個系統為一體的行列式制瓶機電子靈活控制系統。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是行列式制瓶機電子靈活控制系統，包括上位計算機單元UC，控制柜和現場檢測、控制、執行機構，其特征在于控制柜為一個主控制柜KC，主控制柜KC內主要包括安裝有程序的下位計算機單元DC、變頻器BP1～BP7、步進電機驅動器QD1～QD12、伺服電機驅動器E1，及與其相連的現場檢測、控制、執行機構。
下位計算機單元DC包括CPU控制板PD1～PD14、母板MB，母板MB通過插槽與CPU控制板PD1～PD14相連。
CPU控制板PD1～PD14包括段控計算機板PD1～PD12、電子伺服分料器控制板PD13、機控計算機板PD14。
段控計算機板PD1～PD12，每塊板PDi通過母板MB及連接器與電磁閥箱V1～V12相連，與現場控制盤相連，與電子撥瓶的步進電機驅動器QD1～QD12相連，控制制瓶機的一段配時動作和一段電子撥瓶的動作。
現場檢測元件和執行機構，包括同步電機M1-M7，電子撥瓶總成，電磁閥箱V1～V12，伺服分料電機SM、感應開關PX1～PX7、初型側控制盤B3、成型側控制盤B4、分料器控制盒B1、供料機控制盒B2。
電子撥瓶總成，包括步進電機BM1～BM12和撥瓶機械機構。
機控計算機板PD14，通過母板MB的插座與現場的感應開關PX1～PX7相連，與變頻器BP1～BP7相連，與控制柜KC面板上的控制按鈕ADi相連，與輔助控制電磁閥組VF相連，與供料機控制盒B2相連，控制制瓶機的整機輔助動作及同步傳動系統的同步運行。
電子伺服分料器控制板PD13，通過母板MB與伺服驅動器E1連接，與分料器控制盒B1及分料器感應開關PX8～PX9相連，控制伺服分料器的精確定位運行。
與現有技術相比本實用新型的行列式制瓶機電子靈活控制系統的有益效果是本實用新型通過一套集成的制瓶機生產線智能控制系統，僅用一個控制柜和安裝在計算機單元DC內的程序便可全面實現行列式制瓶機生產線的電子定時、電子撥瓶、靈活同步傳動、電子伺服分料器等功能進行綜合控制，避免了原來各分系統間繁瑣復雜的信號線、通訊線及控制電纜的連接，簡化了結構、降低了成本，增加了系統連續運行的穩定性。本實用新型的關鍵技術是針對制瓶機復雜的生產工藝要求，把制瓶機的靈活同步傳動控制、電氣閥箱配時的計算機控制、伺服分料的計算機控制，電子撥瓶的計算機控制統一進行相互嵌入和集成，從而用一個獨立的計算機控制系統完成原來必須由四個獨立計算機控制系統才能完成的控制任務。
圖1是本實用新型行列式制瓶機電子靈活控制系統的電路原理框圖；圖2是本實用新型行列式制瓶機電子靈活控制系統的電路原理示意圖；圖3是下位計算機單元的段控計算機板PD1～PD12的控制程序流程圖；圖4是下位計算機單元的機控計算機板PD14的控制程序流程圖；圖5是下位計算機單元伺服分料器控制板PD13的控制程序流程圖。
其中KC主控柜 UC上位計算機單元 DC下位計算機單元 PD1～PD12段控計算機板 PD13伺服分料器控制板 PD14機控計算機板 BP1～BP7變頻器M1～M7同步電機 PX1～PX9接近開關 QD1～QD12步進電機驅動器 BM1～BM12步進電機 E1伺服電機驅動器 SM伺服電機 V1～V12電磁閥箱 B1分料器控制盒 B2供料機控制盒 B3制瓶機初型側控制盤 B4制瓶機成型側控制盤B5伺服分料器 ADi按扭指示燈 MB母板 COM1、COM2串行口 Vf輔助電磁閥組。
具體實施方式
圖1-5是本實用新型的最佳實施例，
以下結合附圖1～5對本實用新型做進一步說明參照圖1行列式制瓶機電子靈活控制系統，主要由主控柜制KC，上位計算機UC，現場檢測接近開關PX1～PX9，同步電機M1～M7、電子撥瓶步進電機BM1～BM12、伺服電機SM、電磁閥箱V1～V12、初型側控制盤B3、成型側控制盤B4組成。上位計算機UC的串行口COM1、COM2與主控柜制KC相連，主控柜制KC分別與初型側控制盤B3、成型側控制盤B4、電磁閥箱V1～V12、同步電機M1～M7、電子撥瓶步進電機BM1～BM12、SM伺服電機、B5伺服分料器、B1分料器控制盒、B2供料器控制盒、現場檢測接近開關PX1～PX9相連。
參照圖2主控柜KC由下位計算機單元DC、下位計算機單元DC包括CPU控制板PD1-PD14、母板MB，母板MB通過插槽與CPU控制板PD1～PD14相連。而下位計算機單元DC主要由機控計算機板PD14、段控板PD1～PD12、伺服分料器控制板PD13、變頻器BP1-BP7、步進電機驅動器QD1～QD12及伺服電機驅動器E1組成。現場檢測接近開關PX1～PX7通過母板MB與機控計算機板PD14連接，變頻器BP1～BP7的串行通訊端子與上位計算機UC的串行口COM2連接，變頻器BP1～BP7的運行控制端子通過母板MB與機控計算機板PD14連接，變頻器BP1～BP7的輸出驅動端子與同步電機M1～M7連接，步進電機驅動器QD1～QD12的輸入端子通過母板MB與段控計算機板PD1～PD12連接，步進電機驅動器QD1～QD12的輸出端子與步進電機BM1～BM12連接，伺服電機驅動器E1的輸入輸出控制端子通過母板MB與伺服分料器控制板PD13連接，伺服電機驅動器E1的輸出驅動端子與伺服電機SM連接，電磁閥箱V1～V12通過母板MB與段控計算機板PD1～PD12連接，初型側控制盤B3通過母板MB與段控計算機板PD1～PD12相連，成型側控制盤通過母板MB與B4段控計算機板PD1～PD12相連。
參照圖3是下位計算機單元的段控計算機板PD1～PD12計算機程序流程圖下位計算機單元的PD1～PD12是段控計算機板，每塊板都是一樣的結構，集CPU、存儲器、I/O、通訊于一體。通過母板MB上的插座與電氣閥箱的電磁閥連接，與電子撥瓶的步進電機驅動器連接。每塊PDi板控制制瓶機一段的21～32個電磁閥驅動機構動作，還控制制瓶機這一段的撥瓶器運動，實現精確撥瓶。流程如下讀取輸入的數據；判斷是否對輸入的數據進行數據修改，如果不是則進行到判斷是否啟動電子定時，如果是則將所修改的數據進行數據運算處理；保存進行數據運算處理后的數據；判斷是否啟動電子定時，如果不是則進行到判斷是否有電子定時供料，如果是則在接收到啟動命令后，處理電子定時做啟動標志；啟動中斷，在中斷中根據啟動標志定時輸出；判斷是否有電子定時供料，如果沒有則僅進行到判斷是否停機，如果有則進行判斷分料器是否在位；如果不在位則進行到判斷是否停機，如果在位則進行判斷分料器是否運行；如果不運行則進行到判斷是否停機，如果運行則進行啟動供料；判斷是否停機，如果不是則進行到判斷是否啟動電子撥瓶，如果是則接收到停機處理信號后，停機進行處理；判斷是否啟動電子撥瓶，如果不是則進行到判斷是否電子撥瓶停機，如果是則定時撥瓶動作；啟動中斷，在中斷中按撥瓶曲線要求給步進驅動器輸出脈沖；判斷是否電子撥瓶停機，如果不是則進行到錯誤檢測報警處理，如果是接收到停機信號后，停機進行處理；錯誤檢測報警處理；速度計算定時校正；返回重新判斷是否對輸入的數據進行數據修改。
參照圖4是下位計算機單元機控計算機板PD14計算機程序流程圖。機控計算機板PD14通過母板的插座與變頻器BP1～BP7相連，與現場的接近開關PX1～PX7相連，與現場輔助電磁閥組Vf相連，與控制柜KC面板上的按鈕指示燈ADi相連。協調整機的定時，控制整機的1～16個輔助電磁閥Vf動作，控制制瓶機生產線上7個分部電機的同步運行。流程如下開始機控計算機板PD14控制；讀取輸入的數據；判斷是否對輸入的數據進行修改，如果不是則進行到判斷某分部是否停機或者出現故障，如果是則將修改的數據進行數據運算處理；保存進行數據運算處理后的數據；判斷某分部是否停機或者出現故障，如果不是則進行到是否啟動供料機，如果是則處理停機或者故障；判斷是否啟動供料機，如果不是則重新判斷是否對輸入的數據進行修改，如果是則判斷是否啟動分料器，如果不是則進行誤差校正檢測報警處理，如果是則進行相位分析；調整相位同步控制；判斷是否啟動轉鼓；如果不是則進行到判斷是否啟動撥瓶，如果是則進行相位分析和計算；調整相位同步控制；判斷是否啟動撥瓶，如果不是則進行到判斷是否啟動輸瓶，如果是則進行相位分析和計算；調整相位同步控制；判斷是否啟動輸瓶，如果不是則進行到判斷是否啟動遞送，如果是則進行相位分析和計算；調整相位同步控制；判斷是否啟動遞送，如果不是則進行到判斷是否啟動橫向輸瓶，如果是則進行相位分析和計算；調整相位同步控制；判斷是否是否啟動橫向輸瓶；如果不是則進行到誤差校正檢測報經處理，如果是則進行相位分析和計算；調整相位同步控制；誤差校正檢測報警處理；返回重新判斷是否對輸入的數據進行修改。
參照圖5是下位計算機單元伺服分料器控制板PD13計算機程序流程圖。這塊板是集CPU、存儲器、I/O、通訊、運動控制于一體的電子伺服分料器運動控制板。通過母板MB上的插座與伺服驅動器E1相連，與分料器控制盒B1相連，與接近開關PX8～PX9相連。流程如下開始電子伺服分料器控制板PD13控制；讀取輸入的數據；判斷是否對輸入的數據進行修改，如果不是則進行到判斷是否輸入故障信號，如果是則將修改的數據進行數據運算處理；保存進行數據運算處理后的數據；判斷是否輸入故障信號，如果不是則進行到判斷是否有初始化信號，如果是則進行故障處理；返回判斷是否對輸入的數據進行修改；判斷是否有初始化信號，如果沒有則進行到判斷是否有啟動信號，如果有則進入初始化裝置；判斷是否有啟動信號，如果沒有則進行到誤差檢測報警處理，如果有則進行判斷分料器是否到位；如果不到位則進行到誤差檢測報警處理，如果到位則進行判斷是否限位；如果是限位則進行到誤差檢測報警處理，如果不是則進行置啟動標志；誤差檢測報警處理；返回重新判斷是否對輸入的數據進行修改。
按照圖1-5制作的行列式制瓶機電子靈活控制系統的工作原理及工作過程如下首先通過上位計算機單元UC的串行口COM1對下位計算機單元進行參數設置，以便符合制瓶機具體工藝動作的要求，通過上位計算機單元UC的串行口COM2對變頻器BP1～BP7進行參數設置，以便符合制瓶機各分部靈活同步的要求。啟動制瓶機各變頻器BP1～BP7，變頻器BP1～BP7在機控計算機板FD14的控制下帶動各分部的同步電機M1～M7按設定參數開始運行，各分部的接近開關PX1～PX7分別檢測各同步電機所驅動的機械分部的相位信號并把此信號送給下位計算機單元DC，下位計算機單元DC根據用戶輸入的相關參數對變頻器BP1～BP7的相位信號進行計算分析，然后由下位計算機單元DC中的機控計算機板PD14輸出相位調整信號到各變頻器BP1～BP7把制瓶機相位自動調整至同步運行狀態。依次啟動電磁閥箱V1～V12，各閥箱在下位計算機單元中段控計算機板PD1～PD12的控制下按照用戶所輸入參數控制制瓶機的各項工藝動作開始運行，通過分料機控制盒B1啟動伺服驅動器E1開始運行，伺服驅動器E1在下位計算機單元中伺服分料器控制板PD13的控制下按照相關工藝參數的要求，并根據段控計算機板PD1～PD12、機控計算機板PD14的信號要求，控制伺服電機SM進行準確動作。通過初型側控制盤B3和成型側控制盤B4啟動電磁閥箱V1～V12和步進電機驅動器QD1～QD12，段控計算機板PD1～PD12根據用戶輸入的工藝參數控制步進電機驅動器QD1～QD12驅動各步進電機BM1～BM12正確動作。
權利要求1.行列式制瓶機電子靈活控制系統，包括上位計算機單元UC，控制柜和現場檢測、控制、執行機構，其特征在于控制柜為一個主控制柜KC，主控制柜KC內主要包括安裝有程序的下位計算機單元DC、變頻器BP1～BP7、步進電機驅動器QD1～QD12、伺服電機驅動器E1，及與其相連的現場檢測、控制、執行機構，變頻器BP1～BP7、步進電機驅動器QD1～QD12、伺服電機驅動器E1分別與下位計算機單元DC相連，下位計算機單元DC安裝在主控制柜KC內。
2.根據權利要求1所述的行列式制瓶機電子靈活控制系統，其特征在于下位計算機單元DC包括CPU控制板PD1～PD14、母板MB，母板MB通過插槽與CPU控制板PD1～PD14相連，下位計算機單元DC安裝在主控制柜KC內。
3.根據權利要求2所述的行列式制瓶機電子靈活控制系統，其特征在于CPU控制板PD1～PD14包括段控計算機板PD1～PD12、電子伺服分料器控制板PD13、機控計算機板PD14，段控計算機板PD1～PD12、電子伺服分料器控制板PD13、機控計算機板PD14通過插槽與母板MB相連。
4.根據權利要求3所述的行列式制瓶機電子靈活控制系統，其特征在于段控計算機板PD1～PD12，每塊板PDi通過母板MB及連接器與電磁閥箱V1～V12相連，與現場控制盤相連，與電子撥瓶的步進電機驅動器QD1～QD12相連，控制制瓶機的一段配時動作和一段電子撥瓶的動作。
5.根據權利要求1所述的行列式制瓶機電子靈活控制系統，其特征在于現場檢測元件和執行機構，包括同步電機M1-M7，電子撥瓶總成，電磁閥箱V1～V12，伺服分料電機SM、感應開關PX1～PX7、初型側控制盤B3、成型側控制盤B4、分料器控制盒B1、供料機控制盒B2，電磁閥箱V1～V12、感應開關PX1～PX7、初型側控制盤B3、成型側控制盤B4、分料器控制盒B1、供料機控制盒B2通過導線分別與下位計算機母板MB相連，同步電機M1-M7與變頻器BP1～BP7相連，變頻器BP1～BP7與母板MB相連，伺服分料電機SM連接伺服電機驅動器E1，伺服電機驅動器E1與母板MB相連。
6.根據權利要求5所述的行列式制瓶機電子靈活控制系統，其特征在于電子撥瓶總成，包括步進電機BM1～BM12和撥瓶機械機構。
7.根據權利要求4所述的行列式制瓶機電子靈活控制系統，其特征在于機控計算機板PD14，通過母板MB的插座與現場的感應開關PX1～PX7相連，與變頻器BP1～BP7相連，與控制柜KC面板上的控制按鈕ADi相連，與輔助控制電磁閥組VF相連，與供料機控制盒B2相連，控制制瓶機的整機輔助動作及同步傳動系統的同步運行。
8.根據權利要求4所述的行列式制瓶機電子靈活控制系統，其特征在于電子伺服分料器控制板PD13，通過母板MB與伺服驅動器E1連接，與分料器控制盒B1及分料器感應開關PX8～PX9相連，控制伺服分料器的精確定位運行。
專利摘要行列式制瓶機電子靈活控制系統，本實用新型屬玻璃瓶罐機械控制領域。包括上位計算機UC，控制柜和現場檢測、控制、執行機構，其特征在于控制柜為一個主控制柜KC，主控制柜KC內主要包括安裝有程序的下位計算機單元DC、變頻器BP1～BP7、步進電機驅動器QD1～QD12及伺服電機驅動器E1，及與其相連的現場檢測、控制、執行機構。具有集成行列式制瓶機生產線的電子定時、電子撥瓶、靈活同步傳動、電子伺服分料等控制功能于一體的優點。
文檔編號C03B9/00GK2898891SQ200520126569
公開日2007年5月9日 申請日期2005年12月27日 優先權日2005年12月27日
發明者姜豐英, 張曉軍, 石曙光, 陳克科, 全春實, 朱文津 申請人:山東三金玻璃機械有限公司