專利名稱：一種高速智能分切機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種分切機，更具體地說，涉及一種高速智能分切機。
背景技術：
現(xiàn)有的常規(guī)分切機雖然已具有一定程度的自動化水平，但仍然對操作人員有很大的依賴性，尤其在工藝參數(shù)設定和故障處理等關系產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和安全問題上，往往受操作人員的技術水平和工作狀態(tài)的影響，而難以達標。對于一些新建企業(yè)，培養(yǎng)一個高水平的操作工要化很長的時間，在追求高質(zhì)量、高效率、高安全生產(chǎn)上，就顯得更加困難。由于在常規(guī)機器的人機界面上，操作工要設定許多諸如材料厚度，寬度，密度，放卷張力，收卷張力，收卷壓力等工藝參數(shù)，要做一系列開車準備工作，當發(fā)生故障時系統(tǒng)也只能給出聲光報警和有限的信息提示。所有的參數(shù)設置或故障基本上都要操作員根據(jù)經(jīng)驗自我判斷和處理。這就使操作結果良莠不齊，分切質(zhì)量難以穩(wěn)定。這也是當前分切機存在的問題和不足。 另外，隨著新材料的日益增多，客戶更需要包含解決方案的分切機，這也是常規(guī)分切機無法做到的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決以上提出的問題，提供一種為客戶提供解決方案，減少機器對操作人員的依賴程度，通過在自動控制系統(tǒng)對分切工作進行自動控制，使分切機在標準狀態(tài)下自動運行，從而保證獲得基本的工作質(zhì)量和效率的高速智能分切機。本發(fā)明的技術方案是這樣的一種高速智能分切機，包括人機界面、運動控制器、驅(qū)動控制器、分布式I/O系統(tǒng)、 中央處理器、自動操作模塊、自動工藝參數(shù)設置模塊、自動維護模塊，所述的自動操作模塊與自動工藝設置模塊相連。作為優(yōu)選，所述的自動操作模塊包括材料數(shù)據(jù)模塊，保存著材料種類、規(guī)格；電機參數(shù)模塊，保存著電機的屬性；張力控制模塊，用于控制張力的緊松狀態(tài)；開停車控制模塊，用于設定停車條件、強制停車、復位停車事件、啟動機器運行。作為優(yōu)選，所述的自動工藝參數(shù)設置模塊包括工藝數(shù)據(jù)庫模塊，保存著工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)；機器運行參數(shù)庫模塊，保存著工藝參數(shù)、工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)配方。作為優(yōu)選，所述的自動維護模塊包括故障數(shù)據(jù)功能塊，集成故障信息，當機器發(fā)生故障時，調(diào)用相對應的故障信息。作為優(yōu)選，所述的分切機還包括報警信息模塊，所述的報警信息模塊與故障數(shù)據(jù)功能塊相連，用于顯示故障信息。作為優(yōu)選，所述的分切機還包括電機狀態(tài)檢測模塊，所述的電機狀態(tài)檢測模塊用于檢測電機的運行參數(shù)信息，并通過人機界面顯示。作為優(yōu)選，所述的分切機還包括摩擦力測試模塊，用于測試分切機的收放卷工位的摩擦力，通過所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結果，通過人機界面顯示。
作為優(yōu)選，所述的自動操作模塊還包括放卷制動控制模塊、主驅(qū)動制動控制模塊、 廢邊風機控制模塊、廢邊小車控制模塊、內(nèi)側收卷手/自動擺入控制模塊、外側收卷手/自動擺入控制模塊、圓刀控制模塊、浮動輥控制模塊、線速度設置模塊。作為優(yōu)選，所述的分切機還包括手動操作模塊，用于對分切機的運行參數(shù)進行人
工設置。作為優(yōu)選，所述的分切機的運動控制器可以是集成在驅(qū)動控制器中。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明所述的分切機，為客戶提供解決方案，減少機器對操作人員的依賴程度，通過在自動控制系統(tǒng)對分切工作進行自動控制，使分切機在標準狀態(tài)下自動運行，從而保證獲得基本的工作質(zhì)量和效率。同時也使得操作簡便，效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量有保證，材料浪費減少，其經(jīng)濟效果尤其突出，特別在人員流動性大的地方更顯出優(yōu)越性。


圖1是本發(fā)明的軟件實現(xiàn)實施例的示意圖；圖2是本發(fā)明的內(nèi)部故障處理流程示意圖；圖3是本發(fā)明的外部故障處理流程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行進一步詳細說明一種高速智能分切機，包括人機界面、運動控制器、驅(qū)動控制器、分布式I/O系統(tǒng)、 中央處理器、自動操作模塊、自動工藝參數(shù)設置模塊、自動維護模塊，所述的自動操作模塊與自動工藝設置模塊相連。自動操作模塊是針對操作人員對分切機的操作不熟悉的情況下開發(fā)的一種系統(tǒng)模塊。操作人員僅需選擇分切薄膜種類、收卷工位和設定基本的收卷寬度、 停車長度、停車直徑等參數(shù)，就可以實現(xiàn)機器運行的一鍵化操作。自動工藝參數(shù)設置模塊中，分切機的收卷工藝參數(shù)和曲線會根據(jù)操作人員對分切薄膜種類的不同而自動生成，實現(xiàn)工藝參數(shù)智能化專家級的優(yōu)化，以達到高效優(yōu)質(zhì)的分切薄膜質(zhì)量，最大程度滿足客戶對分切質(zhì)量的高標準要求。自動維護模塊在分切機出現(xiàn)故障報警的情況下，提供給客戶全方位的故障描述和解決幫助信息，以最快速度響應并處理故障，解決問題，恢復生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。所述的自動操作模塊包括材料數(shù)據(jù)模塊，保存著材料種類、規(guī)格；電機參數(shù)模塊， 保存著電機的屬性；張力控制模塊，用于控制張力的緊松狀態(tài)；開停車控制模塊，用于設定停車條件、強制停車、復位停車事件、啟動機器運行。建立自動操作模塊，根據(jù)開車、停車的操作順序編制PLC的邏輯控制程序，操作者只需在完成上卷后即可一鍵啟動，自動運行。所述的自動工藝參數(shù)設置模塊包括工藝數(shù)據(jù)庫模塊，保存著工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)；機器運行參數(shù)庫模塊，保存著工藝參數(shù)、工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)配方。建立自動工藝參數(shù)設置模塊，根據(jù)已有的經(jīng)過驗證的數(shù)據(jù)，把不同厚度范圍，不同材質(zhì)的物料對應的壓力，張力等工藝參數(shù)和速度，直徑，寬度的關系曲線做成后臺數(shù)據(jù)庫的形式存入PLC中，操作者只要在人機界面上一鍵選擇材料和厚度區(qū)域即可。所述的自動維護模塊包括故障數(shù)據(jù)功能塊，集成故障信息，當機器發(fā)生故障時，調(diào)
4用相對應的故障信息。建立自動維護模塊，集成各種故障信息判別和處理方法，系統(tǒng)會根據(jù)不同的故障自動作出處理，如緊停，減速，停車以及發(fā)出警報和詳細的故障提示信息。所述的分切機還包括報警信息模塊，所述的報警信息模塊與故障數(shù)據(jù)功能塊相連，用于顯示故障信息。所述的分切機還包括電機狀態(tài)檢測模塊，所述的電機狀態(tài)檢測模塊用于檢測電機的運行參數(shù)信息，并通過人機界面顯示。所述的分切機還包括摩擦力測試模塊，用于測試分切機的收放卷工位的摩擦力， 通過所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結果，通過人機界面顯示。所述的自動操作模塊還包括放卷制動控制模塊、主驅(qū)動制動控制模塊、廢邊風機控制模塊、廢邊小車控制模塊、內(nèi)側收卷手/自動擺入控制模塊、外側收卷手/自動擺入控制模塊、圓刀控制模塊、浮動輥控制模塊、線速度設置模塊。所述的分切機還包括手動操作模塊，用于對分切機的運行參數(shù)進行人工設置。所述的分切機的運動控制器可以是集成于驅(qū)動控制器中。實施例本實施例所述的分切機的運動控制器采用西門子公司的SIM0TI0ND425/D435/ D445，觸摸屏采用西門子公司的觸摸屏MP277，驅(qū)動控制器采用西門子公司SINAMICS-S120 和分布式I/O系統(tǒng)采用西門子公司的ET200S。1、自動操作模塊的實現(xiàn)1. 1自動操作模塊在操作上的實現(xiàn)當機器上電后，分切機的觸摸屏上跳出開始畫面，由操作人員選擇操作模式，本實施例中包含智能模式和專業(yè)模式，智能模式即通過自動操作模塊完成，專業(yè)模式即通過手動操作模塊完成。當系統(tǒng)初始化完成后，操作人員選擇相應的模式即表示進入相應的操作模式。①選擇智能模式，進入智能模式參數(shù)設定畫面，操作人員選擇好分切薄膜種類，如 PET、CPP、B0PP等，設定好材料厚度、放卷寬度、放卷初始直徑、放卷紙芯直徑、內(nèi)外側收卷紙芯直徑，選擇好收卷工位電機和設定寬度?；緟?shù)設置完成后，操作人員可以進行放卷、主驅(qū)動的制動操作，可以根據(jù)廢邊情況選擇廢邊風機、廢邊小車的使用，也可以選擇收卷臂的自動和手動擺入。在智能模式中，收放卷張力、壓力工藝參數(shù)已經(jīng)根據(jù)自動工藝參數(shù)設置模塊自動設定，操作人員只需根據(jù)實際情況，適當調(diào)整收卷的松緊度，進行張力的增減操作即可。本實施例還具備停車條件設定，浮動輥激活選擇，線速度設定等功能模塊。報警信息模塊通過對分切機的工作組件進行實時監(jiān)測，并設置了故障報警條件， 一旦監(jiān)測到的工作組件的參數(shù)滿足了故障報警條件，則人機界面彈出報警畫面，顯示報警和故障信息，同時提供常規(guī)的解決故障的方法。電機狀態(tài)檢測模塊對分切機的電機的參數(shù)與工作狀態(tài)進行實時監(jiān)測，操作人員可以從人機界面上切換到電機狀態(tài)畫面，將顯示電機的實時電流、電壓、溫度等參數(shù)。摩擦力測試模塊用于測試分切機的收放卷工位的摩擦力，通過所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結果，通過人機界面顯示。
②專業(yè)模式提供了完整的獨立的控制模塊，操作人員可以自主的選擇對各個對象的獨立操作。專業(yè)模式參數(shù)設定基本類似智能模式，只是放卷張力設定、加減速時間均由操作人員自主設定。本實施例將外側工位定義為奇數(shù)號工位，如1號工位、3號工位……，內(nèi)側工位定義為偶數(shù)號工位，如2號工位、4號工位……。在外側工位選擇模式中，除電機選擇和寬度設定外，本實施例的專業(yè)模式還放開了收卷工藝中的直徑張力、速度張力、直徑壓力、速度壓力、靜摩擦轉矩等工藝參數(shù)的設定。內(nèi)側工位選擇模塊與外側工位選擇模塊操作類似。收卷工藝模塊中可實現(xiàn)內(nèi)外側張力工藝、內(nèi)外側壓力工藝的設定。以外側張力工藝為例，提供了直徑張力、速度張力、寬度張力三條張力工藝曲線，操作人員可以根據(jù)自己的工藝要求，更改工藝曲線，只需修改相應曲線的參數(shù)，如直徑、寬度、速度和張力百分比的值，即可更新曲線。曲線可以通過人機界面顯示出來。壓力工藝曲線內(nèi)容類似張力工藝曲線。在放卷工藝模塊上，操作人員可以根據(jù)實際放卷情況，調(diào)整放卷工藝參數(shù)，包括 PID的比例值Kp、積分值I、微分值D，PID上下限等。在智能模式中，放卷工藝已經(jīng)進行優(yōu)化，無需再進行調(diào)整。配方管理模式中，操作人員可以根據(jù)自身的產(chǎn)品特性、工藝要求等建立配方，并可實現(xiàn)對配方的新建、保存、復制、刪除、上傳和下載等不同操作。1. 2自動操作模塊在程序軟件上的實現(xiàn)分切機操作專家軟件的設計，是根據(jù)分切工藝的操作要求而設定的，只是根據(jù)實際情況需要，如對分切機的熟悉程度、分切的工藝理解程度等的不同，將其分為兩種不同的操作模式，其軟件流程圖1所示。機器上電后，系統(tǒng)自檢完成后進入啟動畫面，即操作專家的兩種模式選擇畫面。模式的選擇是采用程序變量進行標定，如變量值0為智能模式，變量值1為專業(yè)模式。選擇智能模式后，相關的裝置就會自動上電，以滿足正常分切所具備的條件，如放卷端面不齊時需要采用糾偏、根據(jù)廢邊情況自動啟動廢邊裝置等。操作人員按生產(chǎn)要求設定基本參數(shù)和根據(jù)收卷長度、收卷直徑、放卷長度和放卷直徑作為停車條件后，即可直接啟動機器進行分切生產(chǎn)，很大程度上簡化了操作的繁瑣。從操作上來講，只需第一次設定參數(shù)后，之后的再分切操作基本實現(xiàn)了一鍵化。所述的程序軟件包括材料種類庫，集成用于分切機的材料類型、參數(shù)，供系統(tǒng)調(diào)用；電機數(shù)據(jù)庫，集成用于分切機的電機類型、參數(shù)，供系統(tǒng)調(diào)用；電源模塊控制程序，用于控制分切機的上電操作；執(zhí)行程序，包括工藝配方調(diào)用程序，用于調(diào)用系統(tǒng)中預存的工藝配方；EPC糾偏程序，用于啟動糾偏裝置；液壓站啟停程序，用于控制液壓站的啟用與停止工作；有載無載選擇程序；加減速時間設定程序；停車控制程序。所述的電源模塊控制程序包括手動操作上電程序，用于手動控制上電；自動操作上電程序。所述的EPC糾偏程序包括糾偏裝置自動上電程序，糾偏裝置手動控制程序。
所述的液壓站啟停程序包括液壓站自動啟動程序，液壓站手動控制程序。所述的有載無載選擇程序包括有載自動運行程序，有無載手動控制程序。所述的加減速時間設定程序包括加減速時間手動設定程序，用于實現(xiàn)低速段加速時間設定、高速段加速時間設定、減速時間設定；加減速時間程序設定，用于自動選擇預設的低速段加速時間、高速段加速時間、減速時間。所述的停車控制程序，包括預設的停車條件，程序檢測停車條件包括的參數(shù)，與預先設定的停車條件進行比較，當所述參數(shù)滿足停車條件時，即觸發(fā)停車動作，停車條件包括內(nèi)側收卷長度、內(nèi)側收卷直徑、外側收卷長度、外側收卷直徑、放卷長度、放卷直徑。所述的系統(tǒng)還包括進行如下任何操作的一項或幾項的程序，包括操作放卷制動、 操作主驅(qū)動制動、使用廢邊風機、使用廢邊小車、選擇內(nèi)側收卷手動擺入或自動擺入、選擇外側收卷手動擺入或自動擺入、進行圓刀控制、激活浮動輥、設定線速度。所述的材料參數(shù)包括材料厚度、放卷寬度、放卷初始直徑、放卷紙芯直徑、內(nèi)側收卷紙芯直徑、外側收卷紙芯直徑。所述的系統(tǒng)還包括工藝參數(shù)手動設置程序，當系統(tǒng)預置的工藝配方的工藝參數(shù)不足時，通過手動方法進行參數(shù)的設置。2、自動工藝參數(shù)設置模塊的實現(xiàn)2. 1自動工藝參數(shù)設置模塊在操作上的實現(xiàn)自動工藝參數(shù)設置模塊是基于對分切機的經(jīng)驗收集，滿足客戶對工藝以及對高效優(yōu)質(zhì)薄膜的分切要求。設計的理念是基于薄膜分切工藝數(shù)據(jù)庫，將工藝數(shù)據(jù)庫集成于運動控制系統(tǒng)中，根據(jù)不同客戶的要求，自動調(diào)用適合于客戶的工藝參數(shù)和工藝曲線，用以解決薄膜分切工藝問題。操作人員只需在智能模式參數(shù)設定中，選擇分切薄膜的種類，系統(tǒng)會自動根據(jù)此薄膜的特性，自動生成相關的收放卷工藝參數(shù)和工藝曲線(包括直徑張力、速度張力、寬度張力、直徑壓力、速度壓力、寬度壓力六條工藝曲線)，從而更好的完成分切任務。2. 2自動工藝參數(shù)設置模塊在程序軟件上的實現(xiàn)自動工藝參數(shù)設置模塊的設計理念是基于材料特性和對分切工藝的經(jīng)驗積累，并將其集成到軟件內(nèi)部，以材料種類庫和分切工藝參數(shù)庫的形式存在，在客戶選擇好材料種類并確認后，軟件進行庫的調(diào)用。軟件內(nèi)部，材料的定義是以阿拉伯數(shù)字來命名的，如PET =0，PVC = 1，CPP = 2，BOPET = 3等。分切工藝參數(shù)庫其實是預先定義好的結構變量和數(shù)組類型，將分切的規(guī)格、基礎張力、基礎壓力等定義為結構變量，將分切的曲線等定義為數(shù)組類型，當操作人員完成材料選擇并確認后，程序就給這些變量和數(shù)組賦值，形成完整的一套工藝參數(shù)，并以配方的形式保存。每一個工藝參數(shù)，均對應程序里面的一個變量，最后以配方的形式對一類材料的工藝參數(shù)歸檔保存，也就是說，在配方里面包含涉及工藝參數(shù)的所有變量，操作人員可以對配方進行調(diào)用操作。自動工藝參數(shù)模塊中包括程序部分、程序執(zhí)行部分；所述的程序部分包括分切工藝數(shù)據(jù)庫、機器運行參數(shù)；所述分切工藝數(shù)據(jù)庫包括材料種類庫、分切工藝參數(shù)庫，所述的程序執(zhí)行部分用于對工藝參數(shù)進行賦值。所述的分切工藝參數(shù)庫包括工藝參數(shù)、工藝曲線。
所述的分切工藝參數(shù)庫是預先定義好的結構變量和數(shù)組類型。所述的工藝參數(shù)定義為結構變量，所述的工藝曲線定義為數(shù)組類型。所述的工藝參數(shù)包括放卷工藝參數(shù)、收卷工藝參數(shù)。所述的工藝曲線包括張力工藝曲線、壓力工藝曲線。所述的放卷工藝參數(shù)包括放卷張力、浮動輥PID參數(shù)；所述的收卷工藝參數(shù)包括直徑-速度-寬度-張力、直徑-速度-寬度-壓力、靜摩擦補償；所述的張力工藝曲線包括直徑張力曲線、速度張力曲線、寬度張力曲線，壓力工藝曲線包括直徑壓力曲線、速度壓力曲線、寬度壓力曲線。各類工藝參數(shù)都是一些計算電機輸出扭矩和計算電氣比例閥輸出壓力的因數(shù)，通過數(shù)學和物理學的計算，最終決定薄膜的收卷質(zhì)量，如收卷硬度、端面質(zhì)量等。與材料種類匹配的工藝參數(shù)、工藝曲線，在程序執(zhí)行部分進行賦值后，以配方的形式儲存在系統(tǒng)內(nèi)。本申請所述系統(tǒng)的設計理念是基于材料特性和對分切工藝的經(jīng)驗積累，并將其集成到系統(tǒng)軟件內(nèi)部，以材料種類庫和分切工藝參數(shù)庫的形式存在。在客戶選擇好材料種類后，軟件進行庫的調(diào)用。本實施例中，在系統(tǒng)軟件內(nèi)部，材料的定義是以阿拉伯數(shù)字來命名的，如PET = 0， PVC = 1,CPP = 2,BOPET = 3等。分切工藝參數(shù)庫其實是預先定義好的結構變量和數(shù)組類型，將分切的規(guī)格、基礎張力、基礎壓力等定義為結構變量，將分切的曲線等定義為數(shù)組類型，當操作人員完成材料選擇并確認后，程序就給這些變量和數(shù)組賦值，形成完整的一套工藝參數(shù)，并以配方的形式保存。每一個工藝參數(shù)，均對應程序里面的一個變量，最后以配方的形式對一類材料的工藝參數(shù)歸檔保存，也就是說，在配方里面包含涉及工藝參數(shù)的所有變量，操作人員可以對配方進行調(diào)用操作。各類工藝參數(shù)都是一些計算電機輸出扭矩和計算電氣比例閥輸出壓力的因數(shù)，通過數(shù)學和物理學的計算，最終決定薄膜的收卷質(zhì)量，如收卷硬度、端面質(zhì)量等。如下是PET工藝參數(shù)庫在軟件程序代碼中的組成包括程序部分、程序執(zhí)行部分。一、程序部分(1)定義了收卷工位數(shù)量、最大最小收卷寬度、PET曲線數(shù)據(jù)庫(包括速度設置值、 直徑設置值、寬度設置值及其影響系數(shù))；此段中的曲線數(shù)據(jù)庫，是智能分切機工藝專家中的主要部分。包含了數(shù)據(jù)庫，加上程序?qū)?shù)據(jù)庫的調(diào)用，來達到分切工藝的智能化，減少客戶對分切工藝的摸索，減少不必要的損失。(2)定義了模式選擇變量、確定按鈕變量及其薄膜類型定義變量。本實施例中，薄膜類型定義為0 = PET ;1 = PVC ；2 = CPP ；3 = BOPET ；4 = MCPP。(3)定義了 PET庫的出廠設置。(4)定義了速度、直徑、寬度對壓力計算的影響因數(shù)。(5)定義了速度、直徑、寬度對張力計算的影響因數(shù)。(6)機器運行的速度設定。(7)機器運行的加減速時間設定。(8)定義了分切薄膜的厚度、密度的結構變量。
(9)定義了收卷工藝的6條曲線的12項數(shù)組，分別為(9. 1)張力速度設定；(9. 2)速度張力設定；(9. 3)張力直徑設定；(9. 4)直徑張力設定；(9. 5)張力寬度設定；(9. 6)寬度張力設定；(9. 7)壓力速度設定；(9. 8)速度壓力設定；(9. 9)壓力直徑設定；(9. 10)直徑壓力設定；(9. 11)壓力寬度設定；(9. 12)寬度壓力設定。(10)定義了放卷張力、寬度、紙芯直徑、預停車長度、預停車直徑的結構變量。(11)定義了浮動輥PID調(diào)節(jié)、斷膜位置檢測和浮動輥平衡位置的結構變量。(12)定義了收卷寬度、直徑張力、速度張力、靜摩擦轉矩的結構變量。(13)定義了直徑壓力、速度壓力的結構變量。(14)定義了收卷工藝相關的結構變量，包括扭矩和壓力。(15)定義了配方的結構變量，配方變量包含分切工藝的全部參數(shù)。(16)參數(shù)變量的斷電保持設定。二、程序執(zhí)行部分當選定PET后，程序執(zhí)行部分分別從程序部分調(diào)用與參數(shù)匹配的數(shù)值，并對所述的參數(shù)進行賦值，其中包括第一加速時間；第二加速時間；減速時間；內(nèi)側直徑張力；外側直徑張力；速度張力；內(nèi)側直徑壓力；外側直徑壓力；速度壓力；內(nèi)側速度張力曲線之速度值；內(nèi)側速度張力曲線之張力值；內(nèi)側直徑張力曲線之直徑值；內(nèi)側直徑張力曲線之張力值；內(nèi)側寬度張力曲線之寬度值；內(nèi)側寬度張力曲線之張力值；內(nèi)側速度壓力曲線之速度值；內(nèi)側速度壓力曲線之壓力值；內(nèi)側直徑壓力曲線之直徑值；內(nèi)側直徑壓力曲線之壓力值；內(nèi)側寬度壓力曲線之寬度值；內(nèi)側寬度壓力曲線之壓力值；外側速度張力曲線之速度值；外側速度張力曲線之張力值；外側直徑張力曲線之直徑值；外側直徑張力曲線之張力值；外側寬度張力曲線之寬度值；外側寬度張力曲線之張力值；外側速度壓力曲線之速度值；外側速度壓力曲線之壓力值；外側直徑壓力曲線之直徑值；外側直徑壓力曲線之壓力值；外側寬度壓力曲線之寬度值；外側寬度壓力曲線之壓力值；放卷張力；薄膜厚度；放卷紙芯直徑；放卷寬度；放卷初始直徑；內(nèi)側收卷紙芯直徑；外側收卷紙芯直徑；各工位收卷寬度賦值。最后以配方形式保存所有變量。理論上，本系統(tǒng)可運用于適合在分切機上的其他所有材料。3、自動維護模塊的實現(xiàn)3. 1自動維護模塊在操作上的實現(xiàn)自動維護模塊，是一套智能故障處理系統(tǒng)，主要基于故障報警信息描述和處理信息幫助提示。在分切機出現(xiàn)故障報警時，系統(tǒng)會自動在人機界面上彈出故障報警信息，如氣源壓力不足、放卷薄膜拉斷、外側接觸輥極限故障、電源模塊故障等報警信息，操作人員在彈出的報警界面上選擇相應的查看報警信息解決故障的提示信息，包括故障的可能原因及解決方案。故障信息通過控制器進行自動記錄，以備查看。自動維護模塊的軟件包括故障功能塊數(shù)據(jù)庫，定義了設備正常工作時的正常狀態(tài)字與觸發(fā)故障的異常狀態(tài)字，故障對應的提示信息與幫助信息，供執(zhí)行程序調(diào)用；執(zhí)行程序，用于讀取設備的狀態(tài)字，并與觸發(fā)故障的異常狀態(tài)字進行比較，如果確定設備處于故障狀態(tài)，調(diào)用故障對應的提示信息與幫助信息，并停止設備；在設備故障，停止運行狀態(tài)下，用于讀取設備的狀態(tài)字，并與設備正常工作時的正常狀態(tài)字進行比較，如果確定設備處于正常狀態(tài)，啟動設備。執(zhí)行程序?qū)υO備的狀態(tài)字的讀取是進行周期性掃描。所述的故障包括內(nèi)部故障，定義為設備內(nèi)部器件的物理故障與軟件故障，以及設備內(nèi)部器件之間的通訊狀態(tài)故障；外部故障，定義為設備的運行狀態(tài)故障。在故障功能塊數(shù)據(jù)庫中，內(nèi)部故障包括功率器件控制單元、電機、運動控制器與功率器件之間的通訊故障，功率器件與電機之間的動力和通訊故障。在故障功能塊數(shù)據(jù)庫中，外部故障包括設備運行過程中的設備運行參數(shù)的故障。執(zhí)行程序被設計有用來控制停止、啟動設備的請求。高速智能分切機的故障種類分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障主要涉及功率器件控制單元、電機、SIM0TI0N與各功率器件之間的通訊、 功率器件與電機之間的動力和通訊等。此類故障主要包括如下方面驅(qū)動器總線故障、驅(qū)動器直流母線過壓故障、驅(qū)動器超溫故障、驅(qū)動器內(nèi)部軟件故障、電機編碼器故障、驅(qū)動器接地故障、驅(qū)動器電源故障、驅(qū)動器內(nèi)部通訊故障、驅(qū)動器供電故障、電機過載故障、驅(qū)動器功率器件故障。這里的驅(qū)動器等主要包括三個方面，即放卷側、主電機側和收卷側。外部故障主要涉及導致機器停止運行的因素，包括氣源壓力故障、放卷薄膜拉斷故障、外側接觸輥極限故障、內(nèi)側接觸輥極限故障。本實施例中所述的分切機是基于西門子觸摸屏MP277、運動控制器SIM0TI0N D425/D435/D445、驅(qū)動控制器S1NAMICS-S120和分布式IO ET200S上實現(xiàn)的。西門子 SIM0TI0N和其它驅(qū)動裝置之間的連接，采用的是DRIVE-CLiQ接口(DRIVE Component Link with IQ)，這個是西門子公司定義好的通訊方式，所有驅(qū)動裝置與SIM0TI0N之間的控制字和狀態(tài)字通訊都走DRIVE-CLiQ電纜，通過此電纜連接構成整個伺服控制的拓撲框架。 DRIVE-CLiQ電纜連接，是通訊的外部基礎。西門子SIM0TI0N與驅(qū)動器的通訊也是按照其定義的規(guī)范，這個規(guī)范就是西門子專門的報文結構(SIEMENS Telegram)，叫過程數(shù)據(jù)PZD Process Data)。過程數(shù)據(jù)PZD定義了與SIM0TI0N接收和傳送的狀態(tài)字和控制字，SIM0TI0N通過PZD向驅(qū)動器寫控制字，從而控制電機的動作；同時通過PZD讀取驅(qū)動器的狀態(tài)字，從而對驅(qū)動器、電機的狀態(tài)做出實時響應。PZD過程數(shù)據(jù)的定義，是通訊的內(nèi)部基礎。執(zhí)行程序與上述的設備的程序存在邏輯連接關系。對于內(nèi)部故障，所述的執(zhí)行程序通過對設備的狀態(tài)字的讀取，與故障功能塊數(shù)據(jù)庫內(nèi)的設備的正常狀態(tài)字進行比較，判斷是否為觸發(fā)故障。對于外部故障的處理是采用程序編程進行處理的，即預先按照故障發(fā)生的條件進行定義，故障觸發(fā)后，并按照一定的流程做出對故障的處理(如機器停止運行等)。所述的軟件對內(nèi)部故障處理本實施例中，內(nèi)部軟件故障的處理是采用西門子的內(nèi)部通訊，即讀取設備的狀態(tài)字，在設備運行過程中，程序每個掃描周期都去讀取其狀態(tài)，驅(qū)動器等的每個狀態(tài)都對應一個狀態(tài)字，這些狀態(tài)字的含義都是西門子已經(jīng)定義好的，在這里，只需將狀態(tài)字與觸發(fā)變量一一對應起來就可以了。程序讀取之后進行判斷，若狀態(tài)字為故障狀態(tài)，則程序觸發(fā)故障報警，這部分是程序編程的體現(xiàn)。本實施例以收卷驅(qū)動器的故障處理為例，來說明維護專家對內(nèi)部故障處理方式， 包括西門子的內(nèi)部通訊模式、故障狀態(tài)字的含義、觸發(fā)方式、故障處理等。執(zhí)行程序的每個掃描周期，都去讀取r3113狀態(tài)字的，SIM0TI0N D425循序讀取各驅(qū)動器的r3113狀態(tài)字并可根據(jù)它們的地址判別故障發(fā)生在那個驅(qū)動器上。只要對應其中的某一位置1，則相關故障發(fā)生，并將運行中的機器停止，同時由程序編程觸發(fā)報警，報警信息和相關處理幫助顯示在觸摸屏上面。故障處理完后，可以再次開機。下表是r3113的狀態(tài)字含義
權利要求
1.一種高速智能分切機，包括人機界面、運動控制器、驅(qū)動控制器、分布式I/O系統(tǒng)、中央處理器，其特征在于，還包括自動操作模塊、自動工藝參數(shù)設置模塊、自動維護模塊，所述的自動操作模塊與自動工藝設置模塊相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速智能分切機，其特征在于，所述的自動操作模塊包括材料數(shù)據(jù)模塊，保存著材料種類、規(guī)格；電機參數(shù)模塊，保存著電機的屬性；張力控制模塊，用于控制張力的緊松狀態(tài)；開停車控制模塊，用于設定停車條件、強制停車、復位停車事件、啟動機器運行。
3.根據(jù)權利要求2所述的高速智能分切機，其特征在于，所述的自動工藝參數(shù)設置模塊包括工藝數(shù)據(jù)庫模塊，保存著工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)；機器運行參數(shù)庫模塊，保存著工藝參數(shù)、 工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)配方。
4.根據(jù)權利要求3所述的高速智能分切機，其特征在于，所述的自動維護模塊包括故障數(shù)據(jù)功能塊，集成故障信息，當機器發(fā)生故障時，調(diào)用相對應的故障信息。
5.根據(jù)權利要求4所述的高速智能分切機，其特征在于，所述的分切機還包括報警信息模塊，所述的報警信息模塊與故障數(shù)據(jù)功能塊相連，用于顯示故障信息。
6.根據(jù)權利要求5所述的高速智能分切機，其特征在于，所述的分切機還包括電機狀態(tài)檢測模塊，所述的電機狀態(tài)檢測模塊用于檢測電機的運行參數(shù)信息，并通過人機界面顯
7.根據(jù)權利要求6所述的高速智能分切機，其特征在于，所述的分切機還包括摩擦力測試模塊，用于測試分切機的收放卷工位的摩擦力，通過所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結果， 通過人機界面顯示。
8.根據(jù)權利要求7所述的高速智能分切機，其特征在于，所述的自動操作模塊還包括放卷制動控制模塊、主驅(qū)動制動控制模塊、廢邊風機控制模塊、廢邊小車控制模塊、內(nèi)側收卷手/自動擺入控制模塊、外側收卷手/自動擺入控制模塊、圓刀控制模塊、浮動輥控制模塊、線速度設置模塊。
9.根據(jù)權利要求8所述的高速智能分切機，其特征在于，所述的分切機還包括手動操作模塊，用于對分切機的運行參數(shù)進行人工設置。
10.根據(jù)權利要求8所述的高速智能分切機，其特征在于，所述的分切機的運動控制器可以是集成在驅(qū)動控制器中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速智能分切機，包括人機界面、運動控制器、驅(qū)動控制器、分布式I/O系統(tǒng)、中央處理器、自動操作模塊、自動工藝參數(shù)設置模塊、自動維護模塊，所述的自動操作模塊與自動工藝設置模塊相連。本發(fā)明所述的分切機，為客戶提供解決方案，減少機器對操作人員的依賴程度，通過在自動控制系統(tǒng)對分切工作進行自動控制，使分切機在標準狀態(tài)下自動運行，從而保證獲得基本的工作質(zhì)量和效率。同時也使得操作簡便，效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量有保證，材料浪費減少，其經(jīng)濟效果尤其突出，特別在人員流動性大的地方更顯出優(yōu)越性。
文檔編號G05B19/414GK102339038SQ20111021470
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權日2011年7月28日
發(fā)明者許炯 申請人:杭州大華工控技術有限公司