專利名稱：卷接包機組綜合柜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于煙草卷接包車間卷接包機組的綜合柜。主要運用于卷接包機組的配電、信號采集和控制連鎖。
背景技術：
目前煙草工業(yè)企業(yè)的卷接包車間的卷接包機組，具有以下兩個特點，一是多套并行，擁有幾十套卷接包機組的生產車間比比皆是，每套機組就相當于一條獨立的卷接包生產線，幾十套機組就相當于幾十條并行的生產線；二是每套卷接包機組都需同諸多的生產輔聯(lián)控制子系統(tǒng)(如濾棒交換系統(tǒng)、喂絲系統(tǒng)、條煙輸送系統(tǒng)、中央監(jiān)控系統(tǒng)、輔料物流系統(tǒng)、集中供冷系統(tǒng)等)發(fā)生實時的、大量的、繁雜的信息交互、控制連鎖等業(yè)務關聯(lián)，以實現(xiàn)卷接包生產設備控制系統(tǒng)的準確高效的生產協(xié)同，提升卷接包生產過程的自動化水平。現(xiàn)有技術大多通過卷接包機組同各控制子系統(tǒng)間直接的硬線連接方式來實現(xiàn)機組同各控制子系統(tǒng)的控制連鎖信息傳遞，而且有幾個子系統(tǒng)就需要幾套布線(如附

圖1)。由于這些控制子系統(tǒng)之間相對獨立，這就產生以下幾個問題:一是由于各控制子系統(tǒng)由于控制平臺技術不同、控制子系統(tǒng)間交叉布線、前期無法預見的子系統(tǒng)間需實時交互的控制信息，因此造成設計和施工的困難；二是后期增加卷接包機組、更改設備、新增子系統(tǒng)比較困難，當機組或輔料控制子系統(tǒng)增加時，其工作量呈幾何平方增長，需要大量電纜布線，需要對各個子系統(tǒng)分別安裝調試，工期大大增加；三是日常維護比較麻煩，由于機組同各控制子系統(tǒng)之間具有大量布線，大量接口，因此，各種故障難以預計。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明提供一種新型卷接包機組綜合柜，該裝置將卷接包機組原有的配電柜、控制柜和網絡子站整合成卷接包機組綜合柜，既負責卷接包機組的供電，又作為控制網絡的子站點，完成該機組眾多的連鎖控制信號采集和控制連鎖。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案如下:卷接包機組綜合柜，該裝置主要由柜體、供電設備、控制設備和網絡設備組成；其中，柜體帶有柜門和插座，于柜體內設置有數層端子槽板；供電設備包括為卷接包機組的各個部分分別進行供電的斷路器及其相應的低壓電氣元件；控制設備包括用于控制部分生產輔聯(lián)系統(tǒng)電機的變頻器及其相應的電機保護開關；網絡設備包括用于卷包機組同生產輔聯(lián)子系統(tǒng)之間連鎖控制和信號采集的遠程I/o子站，及連接卷包車間的卷包集控系統(tǒng)的交換機；供電設備、控制設備及其必要配置元器件組成的機組動力配電系統(tǒng)主要是安裝在柜子的上、中部，網絡設備及其必要配置元器件組成的網絡控制系統(tǒng)主要安裝在柜子的下部。進一步，所述卷包車間的卷包集控系統(tǒng)，是基于工業(yè)以太網的星型控制網絡。進一步，對應的卷接包機組的動力是通過動力電纜同所述斷路器相連，接包機組的信號是通過控制電纜同所述遠程I/o子站的輸入輸出模塊相連，再通過網線連入卷包車間的卷包集控系統(tǒng)，以實現(xiàn)卷接包機組同連入卷包車間的卷包集控系統(tǒng)的各生產輔聯(lián)系統(tǒng)的數據通訊和交換。上述發(fā)明技術方案的有益之處在于:較之傳統(tǒng)的卷接包機組同各生產輔聯(lián)控制子系統(tǒng)間直接的硬線連接方式來實現(xiàn)兩者間的控制連鎖和信息傳遞，有幾個子系統(tǒng)就需要幾套布線的現(xiàn)狀，本發(fā)明具有通用性，不需要針對每一臺新機組重新布置多套子系統(tǒng)的連接硬線，只需在卷包集控系統(tǒng)中對新機組的卷接包機組綜合柜進行快速組態(tài)，即可通過一條網線將新機組的綜合柜連入卷包工業(yè)以太網，這樣就完成了新機組同各個生產輔聯(lián)控制控制子系統(tǒng)間的控制連鎖和信息傳遞。如此，解決了卷接包生產區(qū)域多個控制子系統(tǒng)由于控制平臺技術不同、控制子系統(tǒng)間交叉布線、前期無法預見的子系統(tǒng)間需實時交互的控制信息等難題，實現(xiàn)了快速部署的系統(tǒng)實施模式，達到了設計和施工簡便易行的效果；解決了新增機組、更改設備、新增子系統(tǒng)需要大量電纜布線，需要對各個子系統(tǒng)分別安裝調試，工期大大增加的難題，實現(xiàn)了設備即插即用，達到了現(xiàn)場整潔、功能布設合理、減少投資、縮短工期的效果；解決了由于卷接包機組同各控制子系統(tǒng)之間具有大量布線，大量接口，因此，各種故障難以預計，日常維護比較麻煩的難題，達到了減少維護工作量的效果。附圖附表說明圖1是傳統(tǒng)的卷包機組同生產輔聯(lián)控制系統(tǒng)的硬連接示意圖；圖2是本發(fā)明的卷包機組同生產輔聯(lián)控制系統(tǒng)網絡連接的示意圖；圖3是本發(fā)明的柜內元器件配置實例圖。
具體實施例方式本發(fā)明公開一種卷接包機組綜合柜，該裝置由柜體、供電設備、控制設備和網絡設備組成。所述柜體帶有柜門和插座，于柜體內設置有數層端子槽板；所述供電設備包括為卷接包機組的各個部分分別進行供電的斷路器及其相應的低壓電氣元件；所述控制設備包括用于控制部分生產輔聯(lián)系統(tǒng)電機的變頻器及其相應的電機保護開關；所述網絡設備包括用于卷包機組同生產輔聯(lián)子系統(tǒng)之間連鎖控制和信號采集的遠程I/o子站，及連接卷包車間的卷包集控系統(tǒng)的交換機；供電設備、控制設備及其必要配置元器件組成的機組動力配電系統(tǒng)主要是安裝在柜子的上、中部，網絡設備及其必要配置元器件組成的網絡控制系統(tǒng)主要安裝在柜子的下部。對應的卷接包機組的動力是通過動力電纜同所述斷路器相連，接包機組的信號是通過控制電纜同所述遠程I/o子站的輸入輸出模塊相連，再通過網線連入卷包車間的卷包集控系統(tǒng)，以實現(xiàn)如圖2所示的卷接包機組同連入卷包車間的卷包集控系統(tǒng)的各生產輔聯(lián)系統(tǒng)之間的實時數據通訊和交換。所述卷包車間的卷包集控系統(tǒng)，是基于Profinet工業(yè)以太網的星型控制網絡。星型控制網絡。是用一個節(jié)點作為中心節(jié)點，其他節(jié)點直接與中心節(jié)點相連構成的網絡。中心節(jié)點可以是文件服務器，也可以是連接設備。常見的中心節(jié)點為集線器。星型網絡屬于集中控制型網絡，整個網絡由中心節(jié)點執(zhí)行集中式通行控制管理，各節(jié)點間的通信都要通過中心節(jié)點。每一個要發(fā)送數據的節(jié)點都將要發(fā)送到數據發(fā)送中心節(jié)點?，F(xiàn)結合圖3和附表I說明的具體實施方案。卷接包機組綜合柜由柜體、供電設備、控制設備、網絡設備組成，所述柜體是帶有柜門和插座的威圖柜體，其大小為2000*800*600。柜體內設有數層的端子槽板，線槽采用背靠背方式，強弱電分離。所述供電設備、控制設備、網絡設備的具體元器件的配置如附表I和圖3所示:所述供電設備包括用于供電的MOLLER公司不同型號、功率的數個斷路器(QB100、QB201...QB204)。所述斷路器(QB100、QB201-QB204)設置在柜子上方端子槽板上為卷接包機組的各個部分分別進行供電，接通和斷開電路中的空載及負荷電流，并在系統(tǒng)發(fā)生故障時能與保護裝置和自動裝置相配合，迅速切斷故障電路。還包括設置在柜子中部端子槽板上的JBK5系列控制變壓器(T100)和用于各設備的線保護開關(ζ!Β101... Β110、QB300、QB301)等。安裝方式采用維納爾母排掛裝方式；進出線方式為上進上出。斷路器(QB100、QB201...QB204)同卷包機組動力柜相連。所述控制設備包括用于控制部分生產輔聯(lián)系統(tǒng)電機的丹佛斯FC302變頻器(U2)及其相應的電機保護開關(Q2)。丹佛斯FC302變頻器(U2)設在柜子中部的端子槽板上，電機保護開關(Q2)設在柜子上方的端子槽板上。電機保護開關(Q2)連接到包裝機出口條煙輸送設備。所述網絡設備包括設在柜子下部端子槽板上的用于卷包機組同生產輔聯(lián)子系統(tǒng)之間連鎖控制和信號采集的遠程I/o子站西門子的ET200S模塊(G100)，以及相應的24V接口電源SITOP (UB100)、電源模塊(PM-E) (GlOl)、微型儲存卡(G100)、模擬輸入模塊Al(D108)、模擬輸出模塊(D109)、數字量輸入模塊(D100...D106))、數字量輸出模塊(D107)等。遠程I/O子站西門子的ET200S模塊(G100)是分布式遠程輸入和輸出站點設備，它的主要功能是使用分散式現(xiàn) 場設備輸入和輸出數據，在組態(tài)過程中將卷接包機組綜合柜分配給一個控制器，然后由卷包集控主控PLC用戶程序進行處理，這樣過程數據就能在主控PLC和卷接包機組綜合柜間交換。模擬輸入模塊Al (D108)、模擬輸出模塊(D109)、數字量輸入模塊Φ 00... 106))、數字量輸出模塊(D107)等連接到卷包機組的控制模塊和信號模塊，如卷煙機煙絲要料信號點，濾棒要料信號點，除塵機臺分閥控制點，提升電機的控制點等。用于該機組電能消耗采集顯示的西門子電能采集儀表PAC3200(P100)及電能采集儀表DP擴展模塊(SP100)。電能儀表PAC3200在柜門上(圖3僅為柜體內元器件排列圖，故未示出。)電能采集儀表DP擴展模塊(SP100)在柜子下部的端子槽板上。用于連接卷包集控系統(tǒng)的工業(yè)以太網的西門子SCALANCE X206-1交換機(ES102)等網絡設備設置在柜子下部的端子槽板上。卷接包機組綜合柜按照功能劃分，供電設備、控制設備及其必要配置元器件組成的機組動力配電系統(tǒng)主要是安裝在柜子的上、中部，網絡設備及其必要配置元器件組成的網絡控制系統(tǒng)主要安裝在柜子的下部，將機組動力配電系統(tǒng)與網絡控制系統(tǒng)上下隔離開來，不互相干擾。通過以上設備及必要的配置，卷接包機組綜合柜不但負責該組卷包機組的供電，而且作為卷包集控系統(tǒng)控制網絡的子站點，通過交換機和網線連接到卷包工業(yè)以太網，再通過卷包工業(yè)以太網來完成該機組同各生產輔聯(lián)控制子系統(tǒng)間的連鎖控制信號采集和控制連鎖。卷接包機組綜合柜中采集和控制的主要有:卷煙機煙絲要料信號，濾棒要料信號，除塵機臺分閥控制信號，提升電機的控制等信號。卷接包機組綜合柜將原有的配電柜和控制柜整合在一起，使得現(xiàn)場更整潔，功能布設更合理，減少了柜子的使用量，總體投資也減少了。當新的卷接包機組到位后，只須通過與本機組配套的卷接包機組綜合柜與此機組自身的控制系統(tǒng)進行快速的電纜連接，然后在卷包集控系統(tǒng)中對新機組的卷接包機組綜合柜進行快速組態(tài)，通過一條網線將新機組的綜合柜連入卷包工業(yè)以太網，完成了新機組同各個生產輔聯(lián)控制控制子系統(tǒng)間的控制連鎖和信息傳遞，這樣就可進行迅速投入生產。而且，由于卷接包機組綜合柜網絡為星型網絡，可對卷接包機組綜合柜實行設備即插即用，實現(xiàn)快速設計和部署模式。附表一、卷接包機組綜合柜內元器件配置實例表
權利要求
1.卷接包機組綜合柜，其特征在于:該裝置主要由柜體、供電設備、控制設備和網絡設備組成；其中，柜體帶有柜門和插座，于柜體內設置有數層端子槽板；供電設備包括為卷接包機組的各個部分分別進行供電的斷路器及其相應的低壓電氣元件；控制設備包括用于控制部分生產輔聯(lián)系統(tǒng)電機的變頻器及其相應的電機保護開關；網絡設備包括用于卷包機組同生產輔聯(lián)子系統(tǒng)之間連鎖控制和信號采集的遠程I/o子站，及連接卷包車間的卷包集控系統(tǒng)的交換機；供電設備、控制設備及其必要配置元器件組成的機組動力配電系統(tǒng)主要是安裝在柜子的上、中部，網絡設備及其必要配置元器件組成的網絡控制系統(tǒng)主要安裝在柜子的下部。
2.根據權利要求1所述的卷接包機組綜合柜，其特征在于，所述卷包車間的卷包集控系統(tǒng)，是基于工業(yè)以太網的星型控制網絡。
3.根據權利要求1或2所述的卷接包機組綜合柜，其特征在于，對應的卷接包機組的動力是通過動力電纜同所述斷路器相連，卷接包機組的信號是通過控制電纜同所述遠程I/O子站的輸入輸出模塊相連，再通過網線連入卷包車間的卷包集控系統(tǒng)，以實現(xiàn)卷接包機組同連入卷包車間的卷包集控系統(tǒng)的各生產輔聯(lián)系統(tǒng)的數據通訊和交換。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用在煙草卷接包車間的卷接包機組綜合柜。該裝置主要由柜體、供電設備、控制設備和網絡設備組成；供電設備、控制設備及其必要配置元器件組成的機組動力配電系統(tǒng)主要是安裝在柜子的上、中部，網絡設備及其必要配置元器件組成的網絡控制系統(tǒng)主要安裝在柜子的下部。將機組動力配電系統(tǒng)與網絡控制系統(tǒng)上下隔離開來，不互相干擾。同時將原有的配電柜和控制柜整合在一起，既負責卷接包機組的供電，又作為控制網絡的子站點，完成該機組眾多的連鎖控制信號采集和控制連鎖。實現(xiàn)設備即插即用、快速部署的系統(tǒng)實施模式，達到現(xiàn)場整潔，功能布設合理，減少投資，縮短工期，減少維護工作量等效果。
文檔編號G05B19/418GK103149906SQ20131005660
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月22日 優(yōu)先權日2013年2月22日
發(fā)明者張雄杰, 許宇星, 柯朝暉, 劉建忠, 王鵬, 王曄, 劉仁瑞, 尤偉祥, 黃春輝, 黃志強 申請人:廈門煙草工業(yè)有限責任公司