專利名稱：基于現場總線的摩擦式存儲系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基于現場總線的摩擦式存儲系統，具體地說是現場總線在摩擦式存儲系統上的應用，采用現場總線進行分散控制，屬于輸送機自動控制技術領域。
背景技術：
傳統的PLC集中控制方式，所有的數字量與模擬量I/O點均從PLC柜內接線，存在布線復雜、檢査與維護工作量大的缺點，且此種控制方式對控制器本身要求很高，必須具有足夠的處理能力和極高的可靠性，當系統任務增加，有大量數據交換時，控制器的效率和可靠性將急劇下降。已不適應此輸送系統的控制要求。
現場總線控制系統FCS(Fieldbus Control System),是繼操作指導控制系統、直接數字控制系統DDC、集散控制系統DCS后的新一代控制系統，它用現場總線這一開放的，具有可互操作的網絡將現場各控制器及儀表設備互連，構成現場總線控制系統，同時控制功能徹底下放到現場，降低了安裝成本和維護費用。因此，FCS實質是一種開放的、具可互操作性的、徹底分散的分布式控制系統。
現場總線通過連線在設備之間傳遞數據信息，把傳感器、按鈕、執行機構等連接到控制器、或PLC或工業計算機上。通過相互通信共同執行測量和控制任務。總線上的數據輸入設備包括按鈕、傳感器、接觸器、變送器、閥門等，傳輸其位置狀態、參數值等數據；總線上的輸出數據用于驅動信號燈、接觸器、開關、閥門等。
總線將分散的有通信能力的測量控制設備作為網絡節點，連接成能相互溝通信息，共同完成自控任務的控制網絡。
在存儲區中可以組建幾條存儲線和返回線，使車體更靈活自由的在存儲區有選擇調運進出。在進出入存儲區時有讀取摩擦線中每個支撐工件的吊具或臺車上帶有的一個可讀寫的載碼體中信息的讀寫頭，載碼體中記錄了工件的信息(如顏色、類型、編號等)。在升降機與工件儲存區的出入口，都裝有識別系統，升降機的識別系統可把工件的信息寫入載碼體中，在儲存區出入口的識別系統，可對工件上的載碼體進行掃描，并把信息通過現場總線傳
遞給PLC， PLC可根據要求(此要求可由計算機也可由人機界面進行規定，可隨時更改)對工件的出入儲存區的順序進行控制。
傳統的PLC集中控制方式，所有的數字量與模擬量I/O點均從PLC柜內接線，存在布線復雜、檢査與維護工作量大的缺點，且此種控制方式對控制器本身要求很高，必須具有足夠的處理能力和極高的可靠性，當系統任務增加，有大量數據交換時，控制器的效率和可靠性將急劇下降。已不適應此輸送系統的控制要求。發明內容
本實用新型的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種基于現場總線的摩擦式存儲系統，其基于現場總線進行工件輸送，并實現自動化控制；在摩擦式存儲系統中采用總線控制技術，在保證系統的可靠性的同時，使線體對用戶的不同要求都能很好滿足。
按照本實用新型提供的技術方案，摩擦式存儲系統包括輸送系統、控制系統及車體輸入輸出存儲線選擇系統，它們通過現場總線和EtherNet網絡連
接在一起；其中
所述輸送系統包括用于放置車體支撐工件的吊具或臺車上的載碼體及安裝于升降機和存儲區輸入輸出口的工件信息寫入讀寫頭、工件信息讀取讀寫頭、停止器、道岔、光電開關及行程開關檢測單元，車體放置在支撐工件的吊具或臺車上通過摩擦式輸送機在工件儲存區運行；停止器安裝于軌道上；道岔設在直道或彎道上，行程開關檢測單元安裝于支撐工件的吊具或臺車上；
所述控制系統包括監視計算機、EtherNet網絡、PLC主站、現場控制模塊(IP20分站)、現場控制模塊(IP67分站)，摩擦式輸送機電機及現場總線；現場控制模塊(IP20分站)、現場控制模塊(IP67分站)、摩擦式輸送機電機分別與現場總線連接；它們通過現場總線網絡(PROFIBUS)和PLC主站進行控制傳輸。基于現場總線的網絡，其上連接的輸入設備有按鈕、急停開關、接近開關、光電開關及行程開關，用于通過現場總線網絡控制上述輸送系統的傳輸；基于EtherNet網絡，用于PLC主站與EtherNet上的監視計算機連接，并釆用人機界面作現場監控；應用組態軟件顯示各生產設備的運行
4狀態、運行參數、自動故障報警，紀錄故障點，調出相關的控制程序。
所述車體輸入輸出存儲線選擇系統包括用于工件輸送的摩擦式輸送機、停止器、道岔、支撐工件的吊具或臺車上的載碼體、讀取和寫入載碼體信息的工件信息寫入讀寫頭、工件信息讀取讀寫頭、光電開關，行程開關檢測單
元；數字開關，指示燈及按鈕位于現場操作盒上，電磁閥位于整個現場的氣動元件上。
本實用新型與已有技術相比具有以下優點
1、 可根據不同要求把不同的車型，按同類型的車型分別存儲在每條存儲線中或混合著放在每條存儲線中，并可以通過計算機，人機界面，甚至現場操作盒來進行變換設定。
2、 可根據生產任務，在存儲區調動存儲線上的每一臺車體，使生產更有針對性。
3、 數字信號傳輸抗干擾能力強，精度高，用戶可以自由選擇不同制造商
所提供的性能價格比最優的現場設備，并將不同品牌的設備互連。即使某臺設備故障，換上其它品牌的同類設備照常工作，實現"即接即用"
4、 許多總線節點具有IP67的防護等級，具有防水、防塵、抗振動的特性，可以直接安裝于工業設備上，大量減少了現場接線箱，使系統美觀而實用。
總之，在摩擦式存儲系統中采用總線控制技術，在保證系統可靠性的同時使生產更靈活機動和有針對性，并可提高生產效率。
圖1是基于現場總線的摩擦式存儲系統的現場平面圖。圖2是支撐工件的吊具或臺車上載碼器(體)安裝位置示意圖。圖3是基于現場總線的摩擦式存儲系統的示意圖。圖4是基于現場總線的車體輸入輸出存儲線選擇系統示意圖。圖5是基于現場總線的摩擦式存儲系統中的控制系統的結構示意圖。圖6是基于現場總線的摩擦式存儲系統的控制流程框圖。
具體實施方式
下面本實用新型將結合附圖中的實施例作進一步描述如圖1 圖6所示，包括工件信息寫入讀寫頭l、工件信息讀取讀寫
頭2、停止器3、升降機4、摩擦式輸送機5、道岔6、工件儲存區7、軌道8、工件9、載碼體10、支撐工件的吊具或臺車11、監視計算機12、 EtherNet網絡13、人機界面14、 PLC主站15、現場控制模塊(IP20分站)16、現場控制模塊'(IP67分站)17，摩擦式輸送機電機18、光電開關19、電磁閥20、接、近開關21、現場總線22、數字開關23、現場模塊接線盒24、現場操作盒25、電源線26、帶熱脫扣的斷路器27、接觸器28、直流穩壓電源29、按鈕30及指示燈32等。
本實用新型采用PLC主站15通過EtherNet網絡13網連接監控計算機12，并釆用人機界面14作現場監控。
所述現場總線的摩擦式存儲系統包括輸送系統、車體輸入輸出存儲線選擇系統及控制系統，它們通過現場總線(PROFIBUS)和Ethernet網絡13網連接在一起。
如圖1、圖2所示所述輸送系統包括用于放置車體支撐工件的吊具或i臺車11上的載碼體及安裝于升降機4和存儲區輸入輸出口的工件信息寫入讀寫頭1、工件信息讀取讀寫頭2、停止器3、道岔6及多個檢測單元，車體放置在支撐工件的吊具或臺車11上通過摩擦式輸送機5在工件儲存區7運行；停止器3也安裝于軌道8上；道岔6設在直道或彎道上，檢測單元安裝于支撐工件的吊具或臺車ll上。
所述車體輸入輸出存儲線選擇系統包括用于工件輸送的摩擦式輸送機5、停止器3、道岔6、支撐工件的吊具或臺車11上的載碼體10、工件信息寫入讀寫頭l、工件信息讀取讀寫頭2及多個檢測元。車體放置在支撐工件的吊具或臺車11上通過摩擦式輸送機5用升降機4或移栽機進入工件存儲區7，經過工件信息寫入讀寫頭1時讀寫頭通過現場總線22把用戶設定的車體信息寫入載碼體10，在要進入存儲線時工件信息讀取讀寫頭2把載碼體中的車體信息通過現場模塊和PLC數據交換，或用戶手動控制或設定讓道岔6進行直道和彎道的選擇，讓車體輸入輸出某個存儲線，并可以讓車體在存儲區經過返回線重新排列輸出應生產要求的特定車體。車體信息和存儲線的輸入輸出狀況在人機界面14都可以監控到。
所述載碼體10上用于放置支撐工件9的吊具或臺車11，存儲區輸入輸出口安裝工件信息寫入讀寫頭1、工件信息讀取讀寫頭2;所述停止器3安裝
于軌道8上，可阻擋工件，當其打開時，停止器3前的摩擦式輸送機5才能運行；道岔6用于調整工件的進出順序或拉出工件維修，只有當道岔6完全打到直道或彎道時，安裝在道岔6前的摩擦式輸送機5才能運行；升降機4用于不同輸送線之間的工件轉載，檢測單元安裝于支撐工件的吊具或臺車11上，通過檢測單元碰觸安裝于軌道8上的開關，給控制系統發送信號，使摩擦式輸送機5啟動和停止。
如圖3 圖6所示，所述控制系統包括監視計算機12、EtherNet網絡13、人機界面14、PLC主站15、現場控制模塊(IP20分站)16、現場控制模塊(IP67分站)17，摩擦式輸送機電機18、光電開關19、電磁閥20、接近開關21、現場總線22、數字開關23、現場模塊接線盒24、現場操作盒25、電源線26、帶熱脫扣的斷路器27、接觸器28、直流穩壓電源29、按鈕30及指示燈32等。其中接近開關21，行程開關，電磁閥20，摩擦式輸送電機5等現場電氣單元接入現場模塊接線盒24 (里面有現場控制模塊IP20)或現場控制模塊16 (IP67)。按鈕30，指示燈32，數字開關23等電氣單元接入現場操作盒25。光電開關19、帶熱脫扣的斷路器27、接觸器28、直流穩壓電源29通過電源線與現場控制模塊(IP20分站)16連接，現場控制模塊(IP20分站)16、現場控制模塊(IP67分站)17、摩擦式輸送機電機18分別與現場總線22連接；它們通過現場總線網絡(PROFIBUS)和PLC主站進行控制傳輸。PLC主站通過EtherNet和其他PLC主站及人機界面進行控制傳輸。
所述PLC主站15和現場控制模塊(IP20分站)16、現場控制模塊(IP67分站)17 (Mitsubishi、 Siemens、 Omron、 AB、 Schneider),主要使用的分站現場控制模塊(Mitsubishi、 Siemens、 Omron、 Turck、 P+F);基于現場總線的網絡，其上連接的輸入設備有按鈕、急停開關、接近開關、光電開關、行程開關，用于通過現場總線網絡控制PROFIBUS上述輸送系統的傳輸。指示燈、電磁閥，指示燈位于現場操作盒上，顯示本地輸送線的工作狀態，電磁閥位于個現場的氣動元件上。將主站PLC與EtherNet上的計算機連接，應用組態軟件可以顯示各生產設備的運行狀態、運行參數、自動故障報警，紀錄故障點，調出相關的控制程序，并可規定工件出入儲存區的順序。
本實用新型常用于工件的儲存與排序，輸送線的任務就是把工件按照人的要求輸入到存儲區再按照人的要求輸出到下面的生產線。其它功能(如定位、移載等)是由其它設備實現，實現同樣功能的往往是相同類型的設備，所^整個生產線的設備類型有限而依靠控制來實現參數不同的功能。在此以儲存摩擦式存儲系統的設計過程為例來說明控制任務是如何通過基于現場總線的控制系統來實現的。
本實用新型摩擦式存儲系統的任務就是把工件按照人的要求從升降機A，把工件送入儲存區，在進入前通過現場總線轉遞車體信息和控制要求，按生產要求進行排序，最后按要求依次從升降機B處移走。
在升降機A處與工件儲存區的出入口，都裝有識別系統，升降機A的讀寫頭可把工件的信息寫入載碼體中，工件儲存區出入口的讀寫頭，可對支撐工件的吊具或臺車上的載碼體進行掃描，并把信息通過現場總線傳遞給PLC，PLC可根據要求(此要求可由計算機也可由人機界面進行規定，可隨時更改)對工件的出入儲存區的順序進行控制。通過返回線可以對存儲區內的工件進行調整。
每個支撐工件的吊具或臺車上裝有載碼體，車體放在摩擦式輸送機上并安裝在軌道上，并按順序被劃分成多組，每組可有一個或多個摩擦式輸送機，每組摩擦式輸送機設一個控制盒，控制此組摩擦式輸送機的起動和停止，每個摩擴式輸送機旁都有一個光電開關用于檢測是否有工件在此處，并把信號輸入此組摩擦式輸送機控制盒的分站中；道岔需設直道、彎道、出道岔檢測開關；停止器需設占位、開端、閉端、復位檢測開關以防事故發生。主要電氣元件型號
PLC: Mitsubishi Q02HCPU
PLC電源模塊Mitsubishi Q61P-A2
EtherNet模塊Mitsubishi QJ71E71-B2
PROFIBUS模塊Mitsubishi QJ71BR11
人機界面Mitsubishi GOT900
現場模塊(IP20): Mitsubishi BL20-ABPL
現場模塊(IP20)供電模塊Mitsubishi BL20-P4T-SBBC
現場模塊(IP67): Mitsubishi FLDP-I0M88-0001 FLDP-I0M84-0001
其它設備及電器元器件均為已有技術中常規技術。
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權利要求1、一種基于現場總線的摩擦式存儲系統，包括輸送系統、控制系統及車體輸入輸出存儲線選擇系統，它們通過現場總線和EtherNet網絡連接在一起，其特征在于所述輸送系統包括用于放置車體支撐工件的吊具或臺車(11)上的載碼體(10)及安裝于升降機(4)和存儲區輸入輸出口的工件信息寫入讀寫頭(1)、工件信息讀取讀寫頭(2)、停止器(3)、道岔(6)、光電開關(19)及行程開關檢測單元，車體放置在支撐工件的吊具或臺車(11)上通過摩擦式輸送機(5)在工件儲存區(7)運行；停止器(3)安裝于軌道(8)上；道岔(6)設在直道或彎道上，行程開關檢測單元安裝于支撐工件的吊具或臺車(11)上；所述控制系統包括監視計算機(12)、EtherNet網絡(13)、PLC主站(15)、現場控制模塊(16、17)、摩擦式輸送機電機(18)及現場總線(22)；現場控制模塊(16、17)、摩擦式輸送機電機(18)分別與現場總線(22)連接；它們通過現場總線的網絡和PLC主站(15)進行控制傳輸；基于EtherNet網絡，用于PLC主站(15)與EtherNet上的監視計算機(12)連接，并采用人機界面(14)作現場監控；應用組態軟件顯示各生產設備的運行狀態、運行參數、自動故障報警，紀錄故障點，調出相關的控制程序；所述車體輸入輸出存儲線選擇系統包括用于工件輸送的摩擦式輸送機(5)、停止器(3)、道岔(6)、支撐工件的吊具或臺車(11)上的載碼體(10)、讀取和寫入載碼體信息的工件信息寫入讀寫頭(1)、工件信息讀取讀寫頭(2)光電開關及行程開關檢測單元；數字開關(23)，指示燈(32)及按鈕(30)位于現場操作盒(25)上，電磁閥(20)位于整個現場的氣動元件上。
2、 根據權利要求1所述的基于現場總線的摩擦式存儲系統，其特征在于 所述基于現場總線的網絡，其上連接的輸入設備有按鈕、急停開關、接近開 關、光電開關及行程開關，用于通過現場總線網絡控制上述輸送系統的傳輸。
專利摘要本實用新型涉及一種基于現場總線的摩擦式存儲系統，其包括輸送系統、控制系統及車體輸入輸出存儲線選擇系統，它們通過現場總線和EtherNet網絡連接；所述輸送系統包括吊具或臺車、載碼體、升降機、工件信息寫入讀寫頭、工件信息讀取讀寫頭、停止器、道岔、光電開關及行程開關檢測單元；所述控制系統包括監視計算機、EtherNet網絡、PLC主站、現場控制模塊、摩擦式輸送機電機及現場總線，用于通過現場總線網絡控制上述輸送系統的傳輸；所述車體輸入輸出存儲線選擇系統包括用于工件輸送的摩擦式輸送機及行程開關檢測單元等。本實用新型基于現場總線進行工件輸送，并實現自動化控制；在保證系統可靠性的同時，使線體對用戶的不同要求都能很好滿足。
文檔編號B65G1/137GK201296493SQ20082016015
公開日2009年8月26日 申請日期2008年9月28日 優先權日2008年9月28日
發明者丁孟喜, 管海強, 濤 袁 申請人:江蘇天奇物流系統工程股份有限公司