CN2920915Y

CN2920915Y - 基于现场总线的摩擦式输送机设备

Info

Publication number: CN2920915Y
Application number: CNU2006200712685U
Authority: CN
Inventors: 刘黎明; 丁孟喜; 杨雷; 陈秋婕
Original assignee: Jiangsu Miracle Logistics System Engineering Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Miracle Logistics System Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2016-05-12

Abstract

本实用新型涉及的是基于现场总线的摩擦式输送机设备，其特征是由输送***、控制***和输出***三部分构成，它们通过现场总线和Ethernet连接在一起。输送***有用于工件输送的摩擦式输送机、停止器、道岔、升降机以及多个检测单元；控制***包括PLC(主站)和现场控制模块(分站)，基于现场总线的网络，其上连接的输入设备有按钮、急停开关、接近开关、光电开关、行程开关，用于通过现场总线网络控制上述输送***的传输；输出***基于EtherNet网络，用于PLC(主站)与EtherNet上的计算机连接。优点：在保证***的可靠性的同时，使设计、组态、安装、调试非常简便，使***维护、设备更换和***扩充更加方便。

Description

基于现场总线的摩擦式输送机设备

技术领域

本实用新型涉及的是基于现场总线的摩擦式输送机设备，现场总线在摩擦式输送机设备上的应用，采用现场总线进行分散控制，属输送机控制技术领域。

背景技术

传统的PLC集中控制方式，所有的数字量与模拟量I/O点均从PLC柜内接线，存在布线复杂、检查与维护工作量大的缺点，且此种控制方式对控制器本身要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性，当***任务增加时，控制器的效率和可靠性将急剧下降。已不适应此输送***的控制要求。

现场总线控制***FCS(Fieldbus Control System)，是继操作指导控制***、直接数字控制***DDC、集散控制***DCS后的新一代控制***，它用现场总线这一开放的，具有可互操作的网络将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制***，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。因此，FCS实质是一种开放的、具可互操作性的、彻底分散的分布式控制***。

现场总线通过连线在设备之间传递数据信息，把传感器、按钮、执行机构等连接到控制器、或PLC或工业计算机上。通过相互通信共同执行测量和控制任务。总线上的数据输入设备包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等，传输其位置状态、参数值等数据；总线上的输出数据用于驱动信号灯、接触器、开关、阀门等。

总线将分散的有通信能力的测量控制设备作为网络节点，连接成能相互沟通信息，共同完成自控任务的控制网络。

现场总线发展迅速，目前已开发出有40多种现场总线，如Interbus、Bitbus、Profitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、P-Net、FIP、ISP、CC-Link等。

摩擦式输送机是用两个滚轮紧压工件，通过接触面间的摩擦力传递运动和动力的。由于其结构简单、制造容易、运转平稳、噪声低，因而有着较大的应用范围。

在摩擦式输送机***中，摩擦式输送机的数量多、分布范围广，早期采用的传统的PLC集中控制方式已不适应此输送***的控制要求。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述存在问题，提出一种基于现场总线进行工件输送并实现自动化控制的摩擦式输送机***。在摩擦式输送机***中采用总线控制技术，在保证***的可靠性的同时，使设计、组态、安装、调试非常简便，使***维护、设备更换和***扩充更加方便。

本实用新型的技术解决方案：其特征是由输送***、控制***和输出***三部分构成，它们通过现场总线和Ethernet连接在一起。

其中输送***是由摩擦式输送机、停止器、道岔、升降机及多个检测单元构成，摩擦式输送机安装于轨道上，停止器也安装于轨道上，道岔在直道或弯道上，升降机内轨道上装有摩擦式输送机，检测单元安装于支撑工件的吊具或台车上。输送***中有用于作业的CPC链。

控制***由主站PLC、分站现场控制模块和基于现场总线的网络构成，其中基于现场总线的网络连接主站PLC和分站现场控制模块。

输出***由指示灯、控制阀构成，指示灯、控制阀与分站现场控制模块连接，指示灯位于现场操作盒上，显示摩擦式输送机***各部分的运行状态；电磁阀位于个现场的气动元件上，主站PLC与EtherNet上的计算机连接。

本实用新型的优点：由于本发是基于现场总线，它与传统控制方法相比，具有如下的特点：

1.一对N结构：一对传输线，N台设备，双向传输多个信号，这使得接线简单，工程周期短，安装费用低接线容易。如果增加现场摩擦式输送机，只需增加现场分站，无需对控制柜进行硬件上的改动。

2.可靠性高：数字信号传输抗干扰能力强，精度高。

3.互换性：用户可以自由选择不同制造商所提供的性能价格比最优的现场设备，并将不同品牌的设备互连。即使某台设备故障，换上其它品牌的同类设备照常工作，实现“即接即用”。

4.互操作性：用户把不同制造商的各种品牌的仪表集成在一起，进行统一组态，构成所需的控制回路。用户不必绞尽脑汁，为集成不同品牌的产品而在硬件或软件上花费力气或增加额外投资。

5.开放式***：现场总线为开放式互连网络，所有技术和标准都是公开的，所有制造商都必须遵循。这样用户可以自由集成不同制造商的通信网络，既可与同层网络互连又可与不同层网络互连；另外，用户可极其方便地共享数据库。

6.防护等级高：许多总线节点具有IP67的防护等级，具有防水、防尘、抗振动的特性，可以直接安装于工业设备上，大量减少了现场接线箱，使***美观而实用。

总之，在摩擦式输送机***中采用总线控制技术，在保证***的可靠性的同时，使设计、组态、安装、调试非常简便，使***维护、设备更换和***扩充更加方便。

附图说明

图1是基于现场总线的摩擦式输送机***的现场平面图；

图2是基于现场总线的摩擦式输送机***的示意图。

图3是基于现场总线的摩擦式输送机***中的输送***的结构示意图。

图4是基于现场总线的摩擦式输送机***中的控制***的结构示意图。

图5是基于现场总线的摩擦式输送机***中的输出***的结构示意图。

图6是恻顶机、移载机的结构示意图。

图7是基于现场总线的摩擦式输送机***的控制流程框图。

图中的1是升降机，2是摩擦式输送机，3是轨道，4是停止器，5是工件储存区，6是道岔，7是监视计算机，8是主站，9是人机界面，10是Ethernet，11是现场总线，12是摩擦式输送机控制盒，13是IP20分站，14是IP67分站，15是摩擦式输送机电机，16是光电开关，17是电磁阀，18是接近开关，19是侧顶机，20是板链，21是电源线，22是带热脱扣的断路器，23是接触器，24是直流稳压电源，25是按钮，26是操作盒，27是指示灯，28是报警器，29是侧顶机，30是移载机，31是伸缩叉，32是台车，33是工件，34是顶架。

具体实施方式

本实用新型是基于现场总线的摩擦式输送机控制设备，主站PLC通过Ethernet网连接监控计算机，并采用人机界面作现场监控。

其结构是包括输送***1、控制***2和输出***3，它们通过现场总线和Ethernet连接在一起。其中：

输送***1由用于工件输送的摩擦式输送机、停止器、道岔、升降机及多个检测单元构成。摩擦式输送机是整个输送线的主体，安装于轨道上；停止器也安装于轨道上，可阻挡工件，当其打开时，停止器前的摩擦式输送机才能运行；道岔用于调整工件的进出顺序或拉出工件维修，只有当道岔完全打到直道或弯道时，道岔前的摩擦式输送机才能运行；升降机用于不同输送线之间的工件转载，升降机内轨道上装有摩擦式输送机，把工件送入升降机内；检测单元安装于支撑工件的吊具或台车上，通过检测单元碰触安装于轨道上的开关，给控制***发送信号，使摩擦式输送机启动和停止。

输送***1有CPC链，CPC链的节拍可调整，多用于人工作业工位；用于精确定位的定位装置；用于工件移动时用的侧顶机、移载机，摩擦式输送机把装有工件的台车输送至侧顶机内，侧顶机的顶架上升，托起工件，移载机上的伸缩叉伸出，侧顶机的顶架下降，工件落在伸缩叉上后伸缩叉缩回，移载机带工件向另一侧顶机运行到位后伸缩叉反向伸出，另一侧顶机的顶架上升，托起工件，伸缩叉缩回，侧顶机的顶架下降，工件落在另一台车上。设备数量多，具有高度的分散性，这导致I/O点数多，控制线路长，须采用现场总线控制***。

控制***2有主站PLC和分站现场控制模块，PLC与分站现场控制模块(Mitsubishi、Siemens、Omron、AB、Schneider)，主要使用的分站现场控制模块(Mitsubishi、Siemens、Omron、Turck、P+F)；基于现场总线的网络，其上连接的输入设备有按钮、急停开关、接近开关、光电开关、行程开关，用于通过现场总线网络控制上述输送***的传输。

输出***由指示灯、电磁阀构成，指示灯位于现场操作盒上，显示本地输送线的工作状态，电磁阀位于个现场的气动元件上。将主站PLC与EtherNet上的计算机连接，应用组态软件可以显示各生产设备的运行状态、运行参数、自动故障报警，纪录故障点，调出相关的控制程序，并可规定工件出入储存区的顺序。

摩擦式输送机***，常用于工件的储存与排序，输送线的任务就是把工件按照人的要求从位置A移向位置B，作为主体的摩擦式输送机，

动作方式简单，只需传送工件即可，其它功能(如：定位、移载、排序等)是由其它设备实现，实现同样功能的往往是相同类型的设备，所以整个生产线的设备类型有限而依靠控制来实现参数不同的功能。

在此以工件储存摩擦式输送机***的设计过程为例(此部分包括几个典型的输送设备)，来说明控制任务是如何通过基于现场总线的控制***来实现的。

摩擦式输送机***的任务就是把工件按照人的要求从升降机A，通过工件储存区按工件类型进行排序，最后按要求依次从升降机B处移走，如图1所示。

每个工件都带有一个可读写的载码体，记录了工件的信息(如：颜色、类型、编号等)。在升降机A与工件储存区的出入口，都装有识别***，升降机A的识别***可把工件的信息写入载码体中，工件储存区出入口的识别***，可对工件上的载码体进行扫描，并把信息通过现场总线传递给PLC，PLC可根据要求(此要求可由计算机也可由人机界面进行规定，可随时更改)对工件的出入储存区的顺序进行控制。

对照图2，摩擦式输送机安装在轨道上，并按顺序被划分成多组，每组可有一个或多个摩擦式输送机，每组摩擦式输送机设一个控制盒，控制此组摩擦式输送机的起动和停止，每个摩擦式输送机旁都有一个光电开关用于检测是否有工件在此处，并把信号输入此组摩擦式输送机控制盒的分站中；道岔需设直道、弯道、出道岔检测开关；停止器需设占位、开端、闭端、复位检测开关，升降机需设上到位、下到位、上升减速、下降减速、上升限位、下降限位以及断链保护检测开关，减速点的使用一般都起到缓冲高速的作用。在贯通上下楼层的升降机旁侧还需布置作业人员侵入的检测点，以防事故发生。

计算机、PLC通过各个分站与输送***中的各个检测单元进行信息转换传输。计算机与现场总线之间是不能直接连接的，现场的检测开关分布非常分散，而这些检测点的信息需要输入到位于控制柜中的PLC，现场总线方式相当于把输入输出(I/O)模块放到了现场的各个角落，各个检测点可以近距离把信号送到输入模块，指示灯和电磁阀等需要的输出信号也可以就近从输出模块中获得；并且可以现场的控制模块为核心就近组成控制回路对摩擦式输送机进行控制，大大减少了控制柜内的控制回路和现场的布线。

从图2中可以看出现场总线采用的拓扑结构是线型，实际上现场总线还可以选星型或者树型，不同的现场总线可采用的拓扑结构也是不同的。

Claims

1、基于现场总线的摩擦式输送机设备，其特征是由输送***、控制***和输出***三部分构成，它们通过现场总线和Ethernet连接在一起。

2、根据权利要求1所述的基于现场总线的摩擦式输送机设备，其特征是输送***是由摩擦式输送机、停止器、道岔、升降机及多个检测单元构成，摩擦式输送机安装于轨道上，停止器也安装于轨道上，道岔在直道或弯道上，升降机内轨道上装有摩擦式输送机，检测单元安装于支撑工件的吊具或台车上。

3、根据权利要求1所述的基于现场总线的摩擦式输送机设备，其特征是输送***中有用于作业的CPC链。

4、根据权利要求1所述的基于现场总线的摩擦式输送机设备，其特征是控制***由主站PLC、分站现场控制模块和基于现场总线的网络构成，其中基于现场总线的网络连接主站PLC和分站现场控制模块。

5、根据权利要求1所述的基于现场总线的摩擦式输送机设备，其特征是输出***由指示灯、控制阀构成，指示灯、控制阀与分站现场控制模块连接，指示灯位于现场操作盒上，显示摩擦式输送机***各部分的运行状态；电磁阀位于个现场的气动元件上，主站PLC与EtherNet上的计算机连接。