一种Codesys在瓦楞接纸机的应用

技术领域

本发明涉及瓦楞纸行业技术领域，尤其涉及一种Codesys在瓦楞接纸机的应用。

背景技术

瓦楞纸是生产瓦楞纸箱主要的原材料，瓦楞纸箱是必不可少的包装容器，它具有轻便、牢固、保护商品的作用，便于装卸运输等特点。被广泛用于家用电器、纺织品、食品等运输包装。随着近几年物流行业的飞速发展，纸箱包装数量逐年递增。瓦楞纸箱是一种十分优良的包装材料，可以纸代木，以纸代塑，加上纸材料可以回收利用，是绿色包装材料，因而是受到重视环保的现代社会的青睐具有良好的发展前景。

瓦楞接纸机是保障瓦楞纸板连续生产的重要设备，目前随着进口PLC的价格越来越贵，以及进口渠道越来越少，使国产软PLC替代成了当前头等紧要的事情。本发明专利是鉴于国内接纸目前的状况下研发出来的。利用国产触摸屏与基于Codesys的国产软PLC组成两级控制系统，软PLC作为系统的下位机，完成信号采集、反馈逻辑运算和系统指令的发出。

发明内容

本发明公开一种Codesys在瓦楞接纸机的应用，旨在解决如何使国产软PLC替代进口软PLC的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种Codesys在瓦楞接纸机的应用，包括电控柜、基于Codesys的控制器、基于enterCAT总线的I/O、浮动辊驱动器、大车驱动器、加速辊驱动器、网络交换机、触摸屏，所述基于codesys的控制器位于电控柜中，所述基于enterCAT总线的I/O位于Codesys的控制器的右侧，所述enterCAT总线的I/O的右侧设置有数字量输入模块、第二数字量输入模块和第三数字量输入模块，所述数字量输入模块、第二数字量输入模块和第三数字量输入模块呈顺序排列，所述第三数字量输入模块的右侧设置有数字量输出模块、第二数字量输出模块和第三数字量输出模块，所述数字量输出模块、第二数字量输出模块和第三数字量输出模块呈顺序排列，所述第三数字量输出模块的右侧设置有模拟输入模块，所述模拟输入模块的右侧设置有模拟量输出模块，所述模拟量输出模块的右侧设置有编码器模块，所述浮动辊驱动器位于控制柜的右侧，所述大车驱动器位于浮动辊驱动器的右侧，所述控制柜的右侧设置有气路柜面板，所述触摸屏位于控制柜右侧的气路柜面板上，所述网络交换机位于基于codesys控制器的右侧，所述基于enterCAT总线的I/O的右侧设置有继电器。

通过设置有基于Codesys的控制器和基于enterCAT总线的I/O，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接数字量输入模块，代码为DI1，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接数字量第二输入模块，代码为DI2，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接数字量第三输入模块，代码为DI3，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接数字量输出模块，代码为DO1，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接第二数字量输出模块，代码为DO2，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接第三数字量输出模块，代码为DO3，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接模拟量输入模块，代码为AI1，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接模拟量输出模块，代码为AO1，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接编码器模块，代码为GI1，通过基于enterCAT总线的I/O进行数据交互，采集数字量输入模块、第二数字量输入模块、第三数字量输入模块、数字量输出模块、第二数字量输出模块、第三数字量输出模块状态进行汇总分析，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接大车驱动器，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接浮动辊驱动器，基于Codesys的控制器控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接加速辊驱动器，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O进行数据交互，采集变频器的控制字和状态字进行汇总分析，从而实现高效的运动控制，提高设备的生产效率，同时提高了设备的柔性制造和订单加工的能力。

在一个优选的方案中，所述基于codesys控制器通过以太网与网络交换机联接，支持enterCAT总线，MODBUSTCP总线，所述基于enterCAT总线的I/O通过以太网与网络交换机联接，支持enterCAT总线，所述数字量输入模块、第二数字量输入模块、第三数字量输入模块、数字量输出模块、第二数字量输出模块、第三数字量输出模块、模拟输入模块、模拟量输出模块和编码器模块通过内部联结汇总到基于enterCAT总线的I/O，所述浮动辊驱动器通过以太网与网络交换机联接，支持enterCAT总线，所述大车驱动器通过以太网与网络交换机联接，支持enterCAT总线，所述加速辊驱动器与网络交换机联接，支持enterCAT总线，所述基于Codesys的控制器通过以太网与网络交换机联接，支持enterCAT总线，MODBUSTCP总线，所述触摸屏通过以太网与网络交换机联接，支持MODBUS/TCP总线；其中基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O连接产生的所有代码包括：DI1代码功能DI1.1左接纸位：当中座大车到达该位置时，大车处在左侧纸卷的接纸位；DI1.2左准备位：当中座大车到达该位置时，大车处在左侧纸卷的接纸准备位；DI1.4右接纸位：当中座大车到达该位置时，大车处在右侧纸卷的接纸位；DI1.5右准备位：当中座大车到达该位置时，大车处在右侧纸卷的接纸准备位；DI1.9左气缸未动作检测：左侧刀座未动作时有检测信号；DI1.10左气缸动作检测：左侧刀座动作时有检测信号；DI1.13右气缸未动作检测：右侧刀座未动作时有检测信号；DI1.14右气缸动作检测：右侧刀座动作时有检测信号；DI2代码功能DI2.1切刀上检测：切刀退回时有检测信号；DI2.2刹车棒上检测：刹车棒退回时有检测信号；DI2.7小车原点：浮动辊的原点位置；DI2.8大车限位：中座大车后限位开关；DI2.9急停按钮：接纸机急停信号；DI2.10左运转、DI2.11右运转、DI2.12接纸开始、DI2.14张力增大、DI2.15张力减少；DI3代码功能DI3.1穿纸、DI3.2运行；DI4代码功能DI4.2左胶轮上、DI4.4左刹车、DI4.5左夹纸、DI4.10右胶轮、DI4.12右刹车、DI4.13右夹纸；DO1代码功能DO1.1左运转、DO1.2右运转、DO1.13中座切刀阀、DO1.14中座刹纸棒；DO2代码功能DO2.1左座夹纸阀、DO2.2左胶轮上、DO2.3左刀垫座阀上、DO2.4左刀垫座阀下、DO2.5右侧夹纸阀、DO2.6右胶轮、DO2.7右刀垫座阀上、DO2.8右刀垫座阀下、DO2.9左刹车阀、DO2.10右刹车阀；DO3代码功能DO3.1左运转、DO3.2右运转、DO3.3左接纸准备好、DO3.4左刹车灯、DO3.5左夹板、DO3.6右接纸准备好、DO3.7右刹车灯、DO3.8右夹板；AI1代码功能AI1.1左侧纸轮测距、AI1.2右侧纸轮测距；AO1代码功能AO1.1刹车比例阀；GI1代码功能GI1.1出纸测速编码器。

通过设置有基于Codesys的控制器和基于enterCAT总线的I/O，基于Codesys的控制器通过基于enterCAT总线的I/O产生的所有代码可指定性的调节瓦楞接纸机的各部分操作，整个系统布局简单，系统架构稳定可靠，提高设备的效率及使用寿命，使用效果明显高于同类产品。

由上可知，一种Codesys在瓦楞接纸机的应用，包括电控柜、基于Codesys的控制器、基于enterCAT总线的I/O、浮动辊驱动器、大车驱动器、加速辊驱动器、网络交换机、触摸屏，所述基于codesys的控制器位于电控柜中，所述基于enterCAT总线的I/O位于Codesys的控制器的右侧，所述enterCAT总线的I/O的右侧设置有数字量输入模块、第二数字量输入模块和第三数字量输入模块，所述数字量输入模块、第二数字量输入模块和第三数字量输入模块呈顺序排列，所述第三数字量输入模块的右侧设置有数字量输出模块、第二数字量输出模块和第三数字量输出模块，所述数字量输出模块、第二数字量输出模块和第三数字量输出模块呈顺序排列，所述第三数字量输出模块的右侧设置有模拟输入模块，所述模拟输入模块的右侧设置有模拟量输出模块，所述模拟量输出模块的右侧设置有编码器模块，所述浮动辊驱动器位于控制柜的右侧，所述大车驱动器位于浮动辊驱动器的右侧，所述控制柜的右侧设置有气路柜面板，所述触摸屏位于控制柜右侧的气路柜面板上，所述网络交换机位于基于codesys控制器的右侧，所述基于enterCAT总线的I/O的右侧设置有继电器。本发明提供的Codesys在瓦楞接纸机的应用具有实现高效的运动控制，提高设备的生产效率的技术效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种Codesys在瓦楞接纸机的应用的整体布局示意图。

图2为本发明提出的一种Codesys在瓦楞接纸机的应用的功能框图。

图3为本发明提出的一种Codesys在瓦楞接纸机的应用的局部结构示意图。

图4为本发明提出的一种Codesys在瓦楞接纸机的应用的基于enterCAT总线的I/O局部放大示意图。

图5为本发明提出的一种Codesys在瓦楞接纸机的应用的局部功能框图。

图中：1、基于Codesys的控制器；2、基于enterCAT总线的I/O；3、数字量输入模块；4、第二数字量输入模块；5、第三数字量输入模块；6、数字量输出模块；7、第二数字量输出模块；8、第三数字量输出模块；9、模拟输入模块；10、模拟量输出模块；11、编码器模块；12、浮动辊驱动器；13、大车驱动器；14、加速辊驱动器；15、网络交换机；16、触摸屏；17、电控柜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明公开的一种Codesys在瓦楞接纸机的应用主要应用于瓦楞接纸机应用的场景。

参照图3和图4，一种Codesys在瓦楞接纸机的应用，包括电控柜17、基于Codesys的控制器1、基于enterCAT总线的I/O2、浮动辊驱动器12、大车驱动器13、加速辊驱动器14、网络交换机15、触摸屏16，基于codesys的控制器1位于电控柜17中，基于enterCAT总线的I/O2位于Codesys的控制器1的右侧，enterCAT总线的I/O2的右侧设置有数字量输入模块3、第二数字量输入模块4和第三数字量输入模块5，数字量输入模块3、第二数字量输入模块4和第三数字量输入模块5呈顺序排列，第三数字量输入模块5的右侧设置有数字量输出模块6、第二数字量输出模块7和第三数字量输出模块8，数字量输出模块6、第二数字量输出模块7和第三数字量输出模块8呈顺序排列，第三数字量输出模块8的右侧设置有模拟输入模块9，模拟输入模块9的右侧设置有模拟量输出模块10，模拟量输出模块10的右侧设置有编码器模块11，浮动辊驱动器12位于控制柜17的右侧，大车驱动器13位于浮动辊驱动器12的右侧，控制柜17的右侧设置有气路柜面板，触摸屏16位于控制柜17右侧的气路柜面板上，网络交换机15位于基于codesys控制器1的右侧，基于enterCAT总线的I/O2的右侧设置有继电器。

参照图1—图5，在一个优选的实施方式中，基于codesys控制器1通过以太网与网络交换机15联接，支持enterCAT总线，MODBUSTCP总线，基于enterCAT总线的I/O2通过以太网与网络交换机15联接，数字量输入模块3、第二数字量输入模块4、第三数字量输入模块5、数字量输出模块6、第二数字量输出模块7、第三数字量输出模块8、模拟输入模块9、模拟量输出模块10和编码器模块11通过内部联结汇总到基于enterCAT总线的I/O2，浮动辊驱动器12通过以太网与网络交换机15联接，支持enterCAT总线，大车驱动器13通过以太网与网络交换机15联接，支持enterCAT总线，加速辊驱动器14与网络交换机15联接，支持enterCAT总线，基于Codesys的控制器1通过以太网与网络交换机15联接，支持enterCAT总线，MODBUSTCP总线，触摸屏16通过以太网与网络交换机15联接，支持MODBUS/TCP总线；

其中瓦楞接纸机的具体应用方式如下：接纸机采用一用一备的工作方式，设备上电后大车自动回到右侧接纸位，DI1.5右侧接纸位接近开关感应到位，浮动辊自动回到初始位置，按下操作面板的DI3.1穿纸，开始在右侧进行手动穿纸，首先将DI4.12右刹车松开自由转动纸轮将瓦楞纸按照出纸的方向将纸带穿好，将纸带裁剪整齐后按下DI4.13右夹纸按钮，接着按下DI4.10右胶轮上按钮，当左侧纸卷快要放完时按下DI2.12接纸按钮，此时DO1.14导通刹纸棒电磁阀得电刹纸棒落下，浮动驱动器的设定力矩由正常的张力设定值减去计算得到的一个力矩，同时驱动辊具有刹车作用，从而打破原稳态使dancer开始向出纸侧加速运动，此时速度为负，dancer在加速至约1/4产线线速度时，驱动辊的速度反馈会下降至接近0MM/S的一个值，产线速度＝驱动辊速度－4＊dancer速度时，进入另一状态，此时原纸卷速度大约为零速，程序控制DO1.13导通切刀阀得电刀辊下降，将纸切断并与新纸卷粘贴同时游轮力矩设定值由正常的张力设定值减去另一固定参数得到，保证dancer在此时为匀速刀辊下降延时一定时间后，该时间可以设定，保证把纸切断并粘好，DO1.14、DO1.13失电，刀辊及刹纸棒回位，计算dancer、驱动辊后续拉动新纸卷所需力矩完成后，此时dancer力矩由力矩设定值由正常的张力设定值加另一固定参数得到，使dancer开始匀速开始减速，直至速度降为零并开始向设定位置移动，当dancer速度大于零并接纸完成延时到达后，其状态回到初始状态，恢复至正常出纸运行，此时右侧接纸过程完成，右侧接纸完成后，大车自动回到左侧的接纸准备位，DI1.2左侧接纸位接近开关感应到位，浮动辊自动进行张力调节，按下操作面板的DI3.1穿纸，开始在左侧进行手动穿纸，首先将DI4.4左刹车松开自由转动纸轮将瓦楞纸按照出纸的方向将纸带穿好，将纸带裁剪整齐后按下DI4.5左夹纸按钮，接着按下DI4.2左胶轮上按钮，当右侧纸卷快要放完时按下DI2.12接纸按钮，此时DO1.14导通刹纸棒电磁阀得电刹纸棒落下，浮动辊驱动器12的设定力矩由正常的张力设定值减去计算得到的一个力矩，同时驱动辊具有刹车作用，从而打破原稳态使dancer开始向出纸侧加速运动，此时速度为负，dancer在加速至约1/4产线线速度时，驱动辊的速度反馈会下降至接近0MM/S的一个值，产线速度＝驱动辊速度－4＊dancer速度时，进入另一状态，此时原纸卷速度大约为零速，程序控制DO1.13导通切刀阀得电刀辊下降，将纸切断并与新纸卷粘贴，同时游轮力矩设定值由正常的张力设定值减去另一固定参数得到，保证dancer在此时为匀速，刀辊下降延时一定时间后，该时间可以设定，保证把纸切断并粘好，DO1.14、DO1.13失电，刀辊及刹纸棒回位，计算dancer、驱动辊后续拉动新纸卷所需力矩完成后，此时dancer力矩由力矩设定值由正常的张力设定值加另一固定参数得到，使dancer开始匀速开始减速，直至速度降为零并开始向设定位置移动，当dancer速度大于零并接纸完成延时到达后，其状态回到初始状态，恢复至正常出纸运行，此时左侧接纸过程完成，接纸完成后，程序按照设定控制张力的大小对纸带进行张力控制。

工作原理：使用时，本发明专利包括控制系统包括控制系统电控柜17、基于Codesys的控制器1、基于enterCAT总线的I/O2、浮动辊驱动器12、大车驱动器13、加速辊驱动器14、网络交换机15、触摸屏16，基于Codesys的控制器1与基于enterCAT总线的I/O2进行数据交互，采集变频器的控制字和状态字进行汇总分析，实现高效的运动控制，即输入DI1.1连接大车左侧极限位接近开关的电位输出，即输入DI1.2连接大车左侧等待位接近开关的电位输出，即输入DI1.4连接大车右侧极限位接近开关的电位输出，即输入DI1.5连接大车右侧等待位接近开关的电位输出，即输入DI1.9连接左侧气缸原点位磁性开关的电位输出，即输入DI1.10连接左侧气缸动作位磁性开关的电位输出，即输入DI1.13连接右侧气缸原点位磁性开关的电位输出，即输入DI1.14连接右侧气缸动作位磁性开关的电位输出，即输入DI2.1连接切刀上检测位接近开关的电位输出，即输入DI2.2连接刹车棒上检测位接近开关的电位输出，即输入DI2.7连接小车原点的接近开关的电位输出，即输入DI2.8连接小车退限位的接近开关的电位输出，即输入DI2.9连接控制面板急停开关的电位输出，即输入DI2.10连接控制面板左运转按钮开关的电位输出，即输入DI2.11连接控制面板右运转按钮开关的电位输出，即输入DI2.12连接控制面板接纸开始按钮开关的电位输出，即输入DI2.14连接控制面板张力增大按钮开关的电位输出，即输入DI2.15连接控制面板张力减少按钮开关的电位输出，即输入DI3.1连接控制面板穿纸按钮开关的电位输出，即输入DI3.3连接控制面板运行按钮开关的电位输出，即输入DI4.2连接左侧控制盒左胶轮上按钮开关的电位输出，即输入DI4.4连接左侧控制盒左刹车按钮开关的电位输出，即输入DI4.5连接左侧控制盒左夹纸按钮开关的电位输出，即输入DI4.10连接右侧控制盒左胶轮上按钮开关的电位输出，即输入DI4.12连接右侧控制盒左刹车按钮开关的电位输出，即输入DI4.13连接右侧控制盒左夹纸按钮开关的电位输出，即输出DO1.1连接左侧运转的输入，即输出DO1.2连接右侧运转的输入，即输出DO1.3连接大车切刀电磁阀的输入，即输出DO1.4连接大车刹车棒电磁阀的输入，即输出DO2.1连接左侧夹纸电磁阀的输入，即输出DO2.2连接左侧胶轮上电磁阀的输入，即输出DO2.3连接左侧刀垫座电磁阀上的输入，即输出DO2.4连接左侧刀垫座电磁阀下的输入，即输出DO2.5连接右侧夹纸电磁阀的输入，即输出DO2.6连接右侧胶轮上电磁阀的输入，即输出DO2.7连接右侧刀垫座电磁阀上的输入，即输出DO2.8连接右侧刀垫座电磁阀下的输入，即输出DO2.9连接左侧刹车电磁阀下的输入，即输出DO2.10连接右侧刹车电磁阀下的输入，即输出DO3.1连接左侧运转指示灯的输入，即输出DO3.2连接右侧运转指示灯的输入，即输出DO3.3连接左侧接纸准备好指示灯的输入，即输出DO3.4连接左侧刹车指示灯的输入，即输出DO3.5连接左侧夹板指示灯的输入，即输出DO3.6连接右侧接纸准备好指示灯的输入，即输出DO3.7连接右侧刹车指示灯的输入，即输出DO3.8连接右侧夹板指示灯的输入，即输入AI1.1连接左侧纸轮测距模拟量的输出，即输入AI1.3连接右侧纸轮测距模拟量的输出，即输出AO2.1连接刹车比例阀模拟量的输入，即输入EI1连接出纸辊编码器的输出，接纸机采用一用一备的工作方式，设备上电后大车自动回到右侧接纸位，DI1.5右侧接纸位接近开关感应到位，浮动辊自动回到初始位置，按下操作面板的DI3.1穿纸，开始在右侧进行手动穿纸，首先将DI4.12右刹车松开自由转动纸轮将瓦楞纸按照出纸的方向将纸带穿好，将纸带裁剪整齐后按下DI4.13右夹纸按钮，接着按下DI4.10右胶轮上按钮，当左侧纸卷快要放完时按下DI2.12接纸按钮，此时DO1.14导通刹纸棒电磁阀得电刹纸棒落下，浮动驱动器的设定力矩由正常的张力设定值减去计算得到的一个力矩，同时驱动辊具有刹车作用，从而打破原稳态使dancer开始向出纸侧加速运动，此时速度为负，dancer在加速至约1/4产线线速度时，驱动辊的速度反馈会下降至接近0MM/S的一个值，产线速度＝驱动辊速度－4＊dancer速度时，进入另一状态，此时原纸卷速度大约为零速，程序控制DO1.13导通切刀阀得电刀辊下降，将纸切断并与新纸卷粘贴同时游轮力矩设定值由正常的张力设定值减去另一固定参数得到，保证dancer在此时为匀速刀辊下降延时一定时间后，该时间可以设定，保证把纸切断并粘好，DO1.14、DO1.13失电，刀辊及刹纸棒回位，计算dancer、驱动辊后续拉动新纸卷所需力矩完成后，此时dancer力矩由力矩设定值由正常的张力设定值加另一固定参数得到，使dancer开始匀速开始减速，直至速度降为零并开始向设定位置移动，当dancer速度大于零并接纸完成延时到达后，其状态回到初始状态，恢复至正常出纸运行，此时右侧接纸过程完成，右侧接纸完成后，大车自动回到左侧的接纸准备位，DI1.2左侧接纸位接近开关感应到位，浮动辊自动进行张力调节，按下操作面板的DI3.1穿纸，开始在左侧进行手动穿纸，首先将DI4.4左刹车松开自由转动纸轮将瓦楞纸按照出纸的方向将纸带穿好，将纸带裁剪整齐后按下DI4.5左夹纸按钮，接着按下DI4.2左胶轮上按钮，当右侧纸卷快要放完时按下DI2.12接纸按钮，此时DO1.14导通刹纸棒电磁阀得电刹纸棒落下，浮动辊驱动器12的设定力矩由正常的张力设定值减去计算得到的一个力矩，同时驱动辊具有刹车作用，从而打破原稳态使dancer开始向出纸侧加速运动，此时速度为负，dancer在加速至约1/4产线线速度时，驱动辊的速度反馈会下降至接近0MM/S的一个值，产线速度＝驱动辊速度－4＊dancer速度时，进入另一状态，此时原纸卷速度大约为零速，程序控制DO1.13导通切刀阀得电刀辊下降，将纸切断并与新纸卷粘贴，同时游轮力矩设定值由正常的张力设定值减去另一固定参数得到，保证dancer在此时为匀速，刀辊下降延时一定时间后，该时间可以设定，保证把纸切断并粘好，DO1.14、DO1.13失电，刀辊及刹纸棒回位，计算dancer、驱动辊后续拉动新纸卷所需力矩完成后，此时dancer力矩由力矩设定值由正常的张力设定值加另一固定参数得到，使dancer开始匀速开始减速，直至速度降为零并开始向设定位置移动，当dancer速度大于零并接纸完成延时到达后，其状态回到初始状态，恢复至正常出纸运行，此时左侧接纸过程完成，接纸完成后，程序按照设定控制张力的大小对纸带进行张力控制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。