現場智能控制箱的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種電氣控制箱,尤其涉及一種現場智能控制箱。
【背景技術】
[0002]隨著通訊技術和微處理器技術在現場工業的廣泛應用、智能配電裝置的不斷成熟,工業生產過程自動化控制水平得到了進一步提高,人們對于生產過程的掌握和控制要求更加精細化。然而,作為生產過程中的現場基層控制設備,現場操作控制箱和操作臺仍采用硬接線方式完成控制信號的傳遞,借助電子式儀表、機械儀表和指示燈進行測量顯示,借助機械按鈕進行操控,這種傳統控制模式已經慢慢的不能滿足現場更為復雜多樣的生產工藝要求,也越來越跟不上先近自動化控制高速發展的節奏。其主要存在的缺點有:1、每個回路都需要大量的控制線路敷設來完成較為復雜的控制要求,這樣造成橋架、控制電纜及人工等敷設成本較高;2、機械按鈕存在機械磨損,控制線路轉接點多,造成故障率高、生產控制系統不穩定,且故障的排除工作需要有經驗的維修人員來完成。3、指示燈、電子式儀表、機械儀表顯示功能單一,需要安裝空間,特別是儀表占用箱體面板空間較大,造成控制箱箱體尺寸增大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種用于生產過程控制、結構簡單、價格低廉、運行穩定的現場智能控制箱。
[0004]為實現上述目的,本發明采用的技術方案為:
一種現場智能控制箱,包括箱體,其特征是,箱體的正面安裝有工業平板電腦、機械點動按鈕和急停按鈕,機械點動按鈕與工業平板電腦控制相連,箱體的反面固定安裝有導軌和光纖熔接盒,導軌上固定安裝有空氣斷路器、開關電源、工業交換機和線路連接用的端子排,空氣斷路器與電源相連,開關電源的輸入端與空氣斷路器通過線路相連,開關電源的輸出端與工業交換機和工業平板電腦通過線路相連,工業平板電腦的網絡通訊接口與工業交換機的通訊接口相連,工業交換機的通訊光口與光纖熔接盒相連、并進入工廠工業以太環網、經環網與PLC完成通訊連接。
[0005]根據所述的現場智能控制箱,其特征是,所述箱體的尺寸為450mm*300mm*270mm。
[0006]本發明可代替傳統控制箱和操作臺上的電流表、二次計量儀表及信號指示燈,通過組態畫面形象的向操作人員顯示設備運行狀態及詳細全面的運行參數,可通過觸摸控制代替傳統控制箱和操作臺通過機械按鈕完成生產設備的啟停控制。本發明通過TCP/IP網絡及組態節點對話實現現場智能控制箱及調度集控上位機之間的通訊對話,代替傳統控制箱和操作臺通過硬接線及機械電鈴來完成崗位之間的單一信號傳遞。
[0007]該智能控制箱體積小、安裝簡單、防護等級高(IP65)、線路敷設成本低,特別針對控制方式多樣、保護功能復雜的設備控制,可有效降低生產現場控制橋架、控制線路的敷設,減少線路壓接點,提尚控制穩定性。
【附圖說明】
[0008I圖1是本發明的正面結構示意圖;
圖2是本發明的反面結構示意圖;
圖3是本發明中工業平板電腦的軟件菜單流程圖。
[0009]附圖中:
1、箱體;2、工業平板電腦;3、機械點動按鈕;4、急停按鈕;5、空氣斷路器;6、開關電源;
7、工業交換機;8、端子排;9、導軌;1、光纖熔接盒。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步描述:
一種現場智能控制箱,如圖1和圖2所示,包括箱體I,箱體I的正面安裝有工業平板電腦
2、機械點動按鈕3和急停按鈕4,機械點動按鈕3與工業平板電腦2控制相連,箱體I的反面固定安裝有導軌9和光纖熔接盒10,導軌9上固定安裝有空氣斷路器5、開關電源6、工業交換機7和線路連接用的端子排8,空氣斷路器5與電源相連,開關電源6的輸入端與空氣斷路器通過線路相連,開關電源6的輸出端與工業交換機7和工業平板電腦2通過線路相連,工業平板電腦2的網絡通訊接口與工業交換機7的通訊接口相連,工業交換機7的通訊光口與光纖熔接盒10相連、并進入工廠工業以太環網、經環網與PLC完成通訊連接。所述箱體I的尺寸為
4501X1111*300111111*270111111。
[0011]本發明結合現有的PLC技術、智能配電保護裝置、底層傳感設備的數據采集,通過總線通訊模式,借助于工業平板電腦技術完成生產系統運行過程中數據在生產崗點的集中顯示,實現復雜多樣的生產控制要求。
[0012]本發明包括防護等級為IP65的箱體、空氣斷路器、開關電源、工業交換機、光釬熔接盒、急停按鈕、控制按鈕、線路連接用端子排和固定用導軌,箱體尺寸為450mm(寬)*300mm(高)*270mm(深),工業平板電腦、急停按鈕、控制按鈕安裝在箱體面板位置,空氣斷路器、開關電源、工業交換機、光釬熔接盒、端子排固定在導軌上。
[0013]電源經線路連接空氣斷路器,空氣斷路器連接開關電源輸入,開關電源輸出連接工業交換機及經控制按鈕連接工業平板電腦(為其提供電源),工業平板電腦網絡通訊接口連接工業交換機的通訊接口,工業交換機通訊光口連接光纖熔接盒并進入工廠工業以太環網、經環網與PLC完成通訊連接。
[0014]配電柜內,回路開關/分合閘狀態、接觸器吸合/釋放狀態、設備故障等配電回路狀態信號經硬接線進入集控PLC,PLC通訊接入工業以太網,工業平板電腦通訊接入工業以太網,配電柜內配電回路狀態、設備控制位信息由PLC完成采集,經設計的組態畫面在工業平板電腦上顯示,操作人員視覺接受;設備運行時的電流、電壓及警報、故障類型等運行信息經電動機啟動管理器通訊至PLC,經工業以太網在工業平板電腦上顯示。
[0015]本發明的安裝只需要敷設通訊線、電源線及急停按鈕控制線,不需要敷設其他控制電纜即可完成設備控制及信息顯示。當工業平板電腦與PLC的通訊距離小于150米時,可直接通過超5類以上的網線進行通訊連接,無需在智能控制箱內配置光纖熔接盒和工業交換機;當工業平板電腦與PLC的通訊距離大于150米時,智能控制箱才需配置光纖熔接盒和工業交換機。
[0016]當設備或生產系統出現故障時,可通過組態軟件上的急停按鈕完成設備或生產系統的立即停止,可也通過智能控制箱上配置的機械急停按鈕強制終止PLC輸出電源;當設備處于非正常生產運行時,可由調度管理人員通過上位機節點對話,將設備的控制方式由集中控制方式轉為智能控制箱就地控制方式;操作人員可通過智能控制箱的節點通訊功能完成與其他崗位的“打點”通訊,代替傳統的機械電鈴“打點”控制方式。
[0017]通過智能控制箱上配置的機械按鈕可實現工業平板電腦的開關控制,確保設備不工作時關閉工業平板電腦;智能控制箱內錄入設備檢查、維護、保養說明,為現場設備維護提供指導。
[0018]本發明箱體內除為工業平板電腦提供供電電源外,不含任何主回路配電元件及強電電源,提高智能控制箱使用安全性;本發明設計采用工業以太網通訊方式,由于通訊距離足夠,箱體內不含控制PLC,便于系統組網。
[0019]本發明基于PLC控制技術、TCP/IP通訊技術及工業平板電腦技術,代替傳統機械按鈕式就地控制箱和操作臺,用于工業生產設備就地控制及相關運行參數檢測顯示,本發明可有效避免傳統控制箱和操作臺在安裝使用過程中存在的限制,可在現場復雜的生產環境中穩定運燈。
[0020]本發明中的主要元件技術參數如下:
1、控制箱箱體:
為確保控制箱適應惡劣的工業生產環境,箱體選用聚碳酸酯材質,并在安裝配置元件時,對其開孔處進行密封處理,確保智能控制箱安裝箱體具有全絕緣、高達IP65防護等級、耐腐蝕、機械強度高和耐熱等優點。
[0021 ]同時為提高控制箱自身安全性,控制箱箱體內僅提供工業平板電腦、工業交換機電源及實現按鈕急停控制的控制電源,不引入其他生產設備負荷電源,確保產品本身的安全性。
[0022] 2、工業平板電腦:
工業平板電腦是本發明的核心元件,平板電腦的配置高低、性能的好壞直接影響智能控制箱在生產過程控制中的使用效果及使用壽命。本發明采用一套以嵌入式低功耗CPU為核心(主頻1.2GHz)的高性能嵌入式一體化人機界面。該平板電腦采用了 10.4英寸高亮度TFT真彩液晶屏、電阻式觸摸屏以及具有電磁屏蔽性好、美觀堅固的鋁合金結構。同時平板電腦還預裝微軟嵌入式實時多任務操作系統WinCE (中文版),其主要技術參數如下:
廣品特性
液晶屏:10.4〃 TFT真彩液晶屏,分辨率(800 X 600)
CPU主板:嵌入式低功耗CPU主板,主頻1.6G Hz雙核內存:DDR3 2GB
存儲設備:16GB固態硬盤(up to 64GB)
接口: 3 X RS-232,I X RS-232