切纸机用嵌入式电控系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种切纸机用嵌入式电控系统，其包括控制电脑、逻辑控制单元、伺服定位单元、安全控制单元以及传感器单元，所述的控制电脑分别与伺服定位单元以及逻辑控制单元相连，所述的传感器单元分别与安全控制单元以及逻辑控制单元相连，所述的逻辑控制单元分别与该伺服定位单元和安全控制单元相连。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电控系统，特别是关于一种切纸机用嵌入式电控系统。
技术介绍
切纸机技术是机、光、电、气、液等多学科领域的交叉共同体，是自动控制理论在印 刷行业的一个重要应用体现，其控制系统的水准是用户关注的重点，更是切纸机制造商竞 争的焦点。2005年9月7日公开的CN2723151Y技术提出了一种集中式电控系统，能较 好的完成数显机的人机交互和机器控制，但明显的该型集中式控制使得CPU负担繁重，一 旦CPU故障，则整机瘫痪，系统就会失控，该系统的开发、升级和维护都非常不便；2001年1 月3日公开的CN2412713Y切纸机采用了集散式控制系统模型，引入了功能块机制以实现各 模块独立工作，整机安全性和可靠性有所提高，但是该切纸机没有能够引入数字通信机制， 系统内信息串行，控制器信息无法反馈到核心功能CPU ；2005年5月4日公开的CN2696788Y 和2008年3月12日公开的CN201035388Y两技术的集散式电控系统，他们引进了数字 通信机制，但该两型系统功能块间串行设计，不完整且没有考虑推纸器功能与切纸机其他 功能模块的耦合，没有安全设计；2009年11月11日公开的CN101576742A提出了一种切纸 机远程监控与故障诊断系统，是切纸机控制水平提升的一种尝试，但明显的该专利技术仅仅是 切纸机的一个外围附加设备，没有充分利用切纸机电控系统的自身资源，且该设计串口通 信与以太网通信速率不协调，系统附加成本太高。当前的切纸机技术已由传统的单机裁切转向流水线裁切(单机配备有升纸、闯 纸、缓冲台、卸纸等外围设备)，自动控制系统也进入了嵌入式、开放型网络控制系统时代， 现场总线、工业以太网、无线数字通信技术不断引入印刷流水线，以支持快速发展的流水线 控制和企业信息网络建设；同时，切纸机控制系统由通用PC型转向精简型、专用型嵌入式 技术，传统切纸机平面文字式的操作界面正在向多媒体、图形图像化方向发展，机器模块间 的功能耦合更强，安全性要求更高；机器工作状态可以实时监控，故障可以远程诊断和排 查，以降低维护成本。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术提供一种低成本高性能的切纸机用嵌 入式电控系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种切纸机用嵌入式电控 系统，其包括控制电脑、逻辑控制单元、伺服定位单元、安全控制单元以及传感器单元，所述 的控制电脑分别与伺服定位单元以及逻辑控制单元相连，所述的传感器单元分别与安全控 制单元以及逻辑控制单元相连，所述的逻辑控制单元分别与该伺服定位单元和安全控制单 元相连。本技术解决进一步技术问题的方案是所述的传感器单元包括裁切、压纸、托 板动作检测用的开关，以及手轮、清废、加油检测用的传感器。本技术解决进一步技术问题的方案是所述的控制电脑包括基于520MHz CPU 硬件平台的WinCE嵌入式操作系统触摸屏人机界面以及键盘。本技术解决进一步技术问题的方案是所述的嵌入式操作系统触摸屏人机界 面包括至少3路UART扩展出支持RS232、RS485或RS422接口标准的串口。本技术解决进一步技术问题的方案是所述的RS485通信标准串口分别连接 触摸屏人机界面和逻辑控制单元，以及连接触摸屏人机界面和伺服定位单元。本技术解决进一步技术问题的方案是所述的触摸屏人机界面包括CPU专用 通道扩展出2路USB Host接口，该两路USB支持多样的USB接口设备。本技术解决进一步技术问题的方案是所述的触摸屏人机界面包括通过数据 地址总线方式扩展出了 1路工业以太网接口，该工业以太网接口直接挂接在企业信息网络 上。本技术解决进一步技术问题的方案是所述的伺服定位单元包括伺服驱动 器、伺服电机、与推纸机相连的同步传动机构，所述的伺服驱动器直接挂接在裁切生产线 的数据总线上，所述的伺服电机与该同步传动机构相连。本技术解决进一步技术问题的方案是所述的伺服驱动器包括总线接口和两 个串口接口。相较于现有技术，本技术所提供的切纸机用嵌入式电控系统功能模块独立设 计、并行工作，能有效处理切纸机各模块间信号耦合与功能耦合；引入现场总线CANbus和 工业以太网，兼容当前流行的3G无线数字通信技术，支持印刷流水线信息集成和企业信息 网络建设，支持远程帮助和故障诊断；该型产品引入切纸机视频监控技术，支持图形图像处 理，支持印刷流水线的文件数据格式CIP3/CIP4，发热量低，启动速度快，易于安装、维护和 升级，最大程度的支持切纸机的高速、安全、智能操作。附图说明图1是本技术的切纸机用嵌入式电控系统的结构原理示意图。图2是本技术的切纸机用嵌入式电控系统的HMI的硬件结构图。具体实施方式如图1以及图2所示，本技术提供一种切纸机用嵌入式电控系统，采用基于 WinCE的嵌入式程控切纸机电脑(HMI+keyboard)作为人机交互主界面，采用PLC作为切纸 机逻辑控制单元(logic control unit)，采用伺服驱动器驱动伺服电机(SERVO unit)通过 同步传云几构(synchronous transmission)带云JjffiU器(backgauge)前后运云J]定位，另夕卜 独立设计系统安全控制单元(safety control unit)通过接触器组控制整机执行单元，执 行单元的工作状态通过传感器组(sensor group)反馈给安全控制系统和逻辑控制中心，其 包括控制电脑、逻辑控制单元、伺服定位单元、安全控制单元以及传感器单元。本专利技术所使用的控制电脑包括触摸屏人机界面(HMI)以及键盘，其中触摸屏HMI 采用基于Marvell XScale架构PXA270 520MHz CPU硬件平台的WinCE嵌入式操作系统，使 用Embedded VC++集成环境开发基于WinCE嵌入式平台的切纸机应用软件KincoCut，最终 使得KincoCut应用软件在WinCE操作系统调度帮助下，完成切纸机及裁切生产线的特殊工 艺操作。所述的HMI的硬件平台以PXA270为中心，利用该32位高速CPU解决MCU方案的处理速度问题，利用其嵌入式的低功耗硬件构架解决通用平台的高功耗、高发热量问题；该 HMI设计开放有丰富的数字通信接口，如3路UART扩展出可以支持RS232、RS485或RS422 接口标准的串口，本专利技术中使用RS485通信标准分别连接HMI和PLC，连接HMI和伺服，用户 工程数据和机器参数设置存放在HMI中，机器启动后，首先进行工作参数初始化，把主要数 据下载到PLC和伺服中，并实时的从PLC和SERVO中读取机器工作状态，显示在界面上，供 操作工人参考；HMI由地址数据总线方式扩展出现场总线CANbus，该总线可以直接与生产 线上的诸如升纸机、闯纸机和卸纸机挂接在一起，高速通信，切纸机电脑通过该总线获取生 产线整体工作状态，提示用户根据HMI上显示的数据进行生产线控制，比如卸纸堆垛、升纸 闯齐等；所述的HMI包括CPU专用通道扩展出2路USB Host接口，该两路USB可以支持多 样的USB接口设备，如通用键盘，鼠标，扫描仪等等，最为重要的，用户可以使用该USB host 接口直接插接3G无线上网卡，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切纸机用嵌入式电控系统，其特征在于：其包括控制电脑、逻辑控制单元、伺服定位单元、安全控制单元以及传感器单元，所述的控制电脑分别与伺服定位单元以及逻辑控制单元相连，所述的传感器单元分别安全控制单元以及逻辑控制单元相连，所述的逻辑控制单元分别与该伺服定位单元和安全控制单元相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张怀周，欧阳运升，詹根基，马学童，池家武，
申请(专利权)人：上海步科自动化有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31