本實用新型屬于電控設備技術領域，具體涉及一種碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設備用電控系統。

背景技術：

目前國內同類干燥加熱設備多見于聚丙烯腈碳纖維原絲生產試驗線，現有技術中加熱輥傳動機構速度控制多采用伺服電機配合伺服放大器實現，熱輥電加熱方式多為工頻電感應加熱或電加熱管加熱。采用工頻電感應加熱方式控溫，需根據加熱輥控溫點數確定工頻加熱回路數量，每個回路均需安裝專用工頻加熱電路板，溫度顯示及設定多采用溫控儀。該加熱控溫方法缺點在于工頻加熱回路電流較大，加熱輥內電磁感應線圈易損壞；工頻加熱電路板價格昂貴且尺寸較大，占用控制柜空間較大，不利于集中安裝；工頻加熱回路數過多時，易使所用電網產生二次諧波，信號干擾大。采用電加熱管方式控溫，常見電控方法為采用交流接觸器作為加熱主回路，溫控儀作為控制器，控制固態繼電器的通斷狀態實現對加熱輥的溫度控制。上述兩種加熱電控方法均存在溫控儀數量及二次啟停按鈕數量過多且分開安裝，操作極其不便；采用可靠性且精度較高溫控儀，價格昂貴；加熱輥溫度傳感器出現異常時，溫控儀顯示為錯誤狀態，但加熱回路不能夠自動停止，易出現燒毀加熱輥的現象；無法實現傳動裝置運行停止與加熱輥溫度控制聯動功能；不具備歷史數據記錄功能；不易實現集中控制。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設備用電控系統，其設計新穎合理，空間體積小，溫度控制精度高，易于集中控制、具備歷史數據記錄功能且可實現回路加熱自動停止的功能，可有效保證設備安全，實用性強，便于推廣使用。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設備用電控系統，其特征在于：包括用于采集十一輥工作狀態的主站控制模塊和與主站控制模塊連接的工業計算機，以及多個與主站控制模塊通信且分別控制各個熱輥的轉動加熱的子站控制模塊，所述主站控制模塊包括主站控制器以及與主站控制器相接的以太網通信模塊、主站存儲器和主站profibus通訊模塊，主站控制器的輸入端接有模擬量輸入模塊和數字量輸入模塊，主站控制器的輸出端接有數字量輸出模塊，主站控制模塊通過交換機與工業計算機連接，交換機上設置有網口，以太網通信模塊通過網線連接在交換機的網口上，子站控制模塊包括子站控制器以及與子站控制器相接的子站存儲器和子站profibus通訊模塊，子站控制器的輸出端接有伺服電機控制模塊和電加熱控制模塊，子站profibus通訊模塊通過profibus總線電纜與主站profibus通訊模塊連接。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設備用電控系統，其特征在于：所述工業計算機通過千兆網線與交換機連接。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設備用電控系統，其特征在于：所述以太網通信模塊通過百兆網線連接在交換機的網口上。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設備用電控系統，其特征在于：所述模擬量輸入模塊包括多個熱電阻，所述數字量輸入模塊包括多個操作開關。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設備用電控系統，其特征在于：所述伺服電機控制模塊包括依次連接的單相交流電源、空氣開關S1、電抗器RD、電源濾波器EMI、交流接觸器KM1、伺服放大器MR和伺服電機M，所述伺服電機M的輸出軸上安裝有編碼器MD，所述編碼器MD與所述伺服放大器MR連接，所述伺服放大器MR通過總線與子站控制器相接。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設備用電控系統，其特征在于：所述電加熱控制模塊包括交流接觸器KM1、與所述交流接觸器KM1輸出端相接的固態繼電器K和與所述固態繼電器K輸出端相接的電加熱管U1，所述電加熱管U1的輸出端與所述單相交流電源的零線N連接，所述交流接觸器KM1輸入端經所述空氣開關S1與所述單相交流電源的火線L1連接。

上述的碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設備用電控系統，其特征在于：所述主站控制器和子站控制器均為PLC模塊。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

1、本實用新型采用主從站模式，主從站之間采用profibus通訊協議，通訊速度可達3M，主站最多可掛接127個子站，便于實現十一輥加熱干燥裝置與碳纖維原絲生產線其他設備電控系統的集中控制，即使某個子站出現故障，也不影響整個主站的運行，電控系統結構安全可靠，便于推廣使用。

2、本實用新型子站控制模塊采用PLC模塊，最多可實現同時與40臺伺服放大器MR的數據通訊，在滿足實現十一輥加熱干燥裝置傳動速度控制要求的同時，便于實現與碳纖維原絲生產線其他傳動設備的集中控制以及提供備用接口，可靠穩定，使用效果好。

3、本實用新型主站控制模塊設置模擬量輸入模塊、數字量輸入模塊和數字量輸出模塊，可實現多路溫度監測以及過溫時回路加熱自動停止的功能，可有效保證設備安全，另外，設置主站存儲器，具備歷史數據記錄功能，便于工藝人員對工藝參數進行分析。

4、本實用新型設計新穎合理，空間體積小，避免使用溫控儀，揉入成本低，易于集中控制，拆卸安裝方便，實用性強，便于推廣使用。

綜上所述，本實用新型設計新穎合理，空間體積小，溫度控制精度高，易于集中控制、具備歷史數據記錄功能且可實現回路加熱自動停止的功能，可有效保證設備安全，實用性強，便于推廣使用。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理框圖。

圖2為本實用新型主站控制模塊的電路原理框圖。

圖3為本實用新型子站控制模塊的電路原理框圖。

圖4為本實用新型伺服電機控制模塊和電加熱控制模塊的電路連接關系示意圖。

附圖標記說明:

1—工業計算機； 2—交換機； 3—主站控制模塊；

3-1—主站控制器； 3-2—模擬量輸入模塊； 3-3—數字量輸入模塊；

3-4—數字量輸出模塊； 3-5—主站存儲器； 3-6—以太網通信模塊；

3-7—主站profibus通訊模塊； 4—子站控制模塊；

4-1—子站控制器； 4-2—子站profibus通訊模塊；

4-3—子站存儲器； 4-4—伺服電機控制模塊；

4-5—電加熱控制模塊。

具體實施方式

如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型包括用于采集十一輥工作狀態的主站控制模塊3和與主站控制模塊3連接的工業計算機1，以及多個與主站控制模塊3通信且分別控制各個熱輥的轉動加熱的子站控制模塊4，所述主站控制模塊3包括主站控制器3-1以及與主站控制器3-1相接的以太網通信模塊3-6、主站存儲器3-5和主站profibus通訊模塊3-7，主站控制器3-1的輸入端接有模擬量輸入模塊3-2和數字量輸入模塊3-3，主站控制器3-1的輸出端接有數字量輸出模塊3-4，主站控制模塊3通過交換機2與工業計算機1連接，交換機2上設置有網口，以太網通信模塊3-6通過網線連接在交換機2的網口上，子站控制模塊4包括子站控制器4-1以及與子站控制器4-1相接的子站存儲器4-3和子站profibus通訊模塊4-2，子站控制器4-1的輸出端接有伺服電機控制模塊4-4和電加熱控制模塊4-5，子站profibus通訊模塊4-2通過profibus總線電纜與主站profibus通訊模塊3-7連接。

本實施例中，所述模擬量輸入模塊3-2包括多個熱電阻，所述數字量輸入模塊3-3包括多個操作開關。

需要說明的是，本系統采用主從站模式，主從站之間采用profibus通訊協議，通訊速度可達3M，主站最多可掛接127個子站，便于實現十一輥加熱干燥裝置與碳纖維原絲生產線其他設備電控系統的集中控制，主站控制模塊3中的模擬量輸入模塊3-2包括多個熱電阻，所述熱電阻采用pt100熱電阻感應溫度，主站控制模塊3中的數字量輸出模塊3-4為繼電器開關，便于過溫后回路加熱自動停止。

本實施例中，所述工業計算機1通過千兆網線與交換機2連接。

本實施例中，所述以太網通信模塊3-6通過百兆網線連接在交換機2的網口上。

本實施例中，采用工業計算機1可實現遠程監控，工業計算機1包括顯示屏、操作按鍵、通信機構，與本系統組成人機交互操控結構。

如圖4所示，本實施例中，所述伺服電機控制模塊4-4包括依次連接的單相交流電源、空氣開關S1、電抗器RD、電源濾波器EMI、交流接觸器KM1、伺服放大器MR和伺服電機M，所述伺服電機M的輸出軸上安裝有編碼器MD，所述編碼器MD與所述伺服放大器MR連接，所述伺服放大器MR通過總線與子站控制器4-1相接。

如圖4所示，本實施例中，所述電加熱控制模塊4-5包括交流接觸器KM1、與所述交流接觸器KM1輸出端相接的固態繼電器K和與所述固態繼電器K輸出端相接的電加熱管U1，所述電加熱管U1的輸出端與所述單相交流電源的零線N連接，所述交流接觸器KM1輸入端經所述空氣開關S1與所述單相交流電源的火線L1連接。

本實施例中，所述伺服電機控制模塊4-4和所述電加熱控制模塊4-5分別用于實現碳纖維原絲十一輥電加熱干燥設備各個熱輥的傳動運行和電加熱操作，控制簡單，易于實現集中控制。

本實施例中，所述主站控制器3-1和子站控制器4-1均為PLC模塊。

本實用新型使用時，采用主站控制模塊3通過模擬量輸入模塊3-2接收溫度模擬量，采集設備溫度數據，送入到主站控制器3-1中，通過數字量輸入模塊3-3操作對應的開關量，根據采集的溫度數據控制多個子站控制模塊4運行，其中，主站最多可掛接127個子站，每個十一輥使用11個子站控制模塊4，因此，主站控制模塊3可同時控制多個十一輥電加熱干燥設備運行，體積小，控制簡單，易于集中控制，每個子站控制模塊4中均設置伺服電機控制模塊4-4和電加熱控制模塊4-5分別實現伺服電機速度的傳動控制和電加熱控制，主站控制模塊3和子站控制模塊4均設置存儲器，實現歷史數據記錄功能，便于工藝人員對工藝參數進行分析，主站控制模塊3和子站控制模塊4采用profibus通訊模塊進行通信，通訊速度快，傳輸距離遠，抗干擾性強，使用效果好。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。