[發明專利]一種連續纖維預浸機的集成控制系統

在審

• 申請號: 202210349235.6
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114911188A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 張武翔;熊君陵;丁希侖;張寶艷;霍紅宇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

本發明公開一種連續纖維預浸機的集成控制系統，提出在增加了纖維預浸機中各控制模塊所具備功能外的其他需求功能所對應的設備后，根據設備功能設計一個或多個分控PLC進行針對性控制；同時設計主控IPC通過交換機控制分控PLC及各個控制模塊，來接收各個分控PLC與控制模塊獲取的控制參數，以及向各個分控PLC與控制模塊發送控制指令。本發明這種模塊化設計的控制系統，相比傳統纖維預浸機集成控制系統，具有更高的靈活性與可擴展性。

技術領域

本發明屬于復合材料制備領域，具體來說，是一種連續纖維預浸機的集成控制系統，實現熱塑性連續纖維預浸料制備工藝的在線控制；

背景技術

預浸料作為復合材料與最終產品之間的中間物使復合材料制備更加高效、穩定，同時也便于實現成型過程自動化；

熱塑性復合材料因熱塑性樹脂粘度大、加工溫度高等因素制備工藝相對復雜；長期以來，半自動化設備難以穩定制備出高性能的預浸料；收放卷、預熱、上漿、浸漬、輥壓、冷卻等環節參數較多需要一套完善的控制系統來實現各部分協調控制與故障檢測，所以預浸料制備過程中工藝參數的調控系統與其控制方法是實現自動化生產的關鍵；

發明內容

針對上述預浸料制備多工藝參數調控任務，本發明提出一種連續纖維預浸機的集成控制系統，可用于對預浸料制備過程工藝參數進行監控與調配來指導生產，實現預浸裝備關鍵工藝參數的綜合調控以及整體系統的協調運動控制；

本發明連續纖維預浸機的集成控制系統，由控制中心和預浸裝置兩大部分構成。

所述控制中心采用模塊化設計包括主控IPC、分控PLC、交換機、顯示器以及控制模塊。

其中，主控IPC通過交換機控制分控PLC及控制模塊；用來接收各個分控PLC與控制模塊獲取的控制參數，以及向各個分控PLC與控制模塊發送控制指令。

控制模塊為預浸機中各預浸裝置自帶的功能控制模塊，實現對各個預浸裝置的主要控制；

分控PLC用于實現對預浸機中各預浸裝置自帶的功能外其他拓展功能的輔助控制。

上述這種模塊化設計的控制中心，可根據具體需求對預浸機增加各種功能模塊，并針對各功能模塊通過增加分控PLC進行控制，來實現對各個功能模塊的控制，具有更高的靈活性與可擴展性。

針對上述連續纖維預浸機的集成控制系統的啟動操作方法設計如下：

步驟1：開啟總動力電源，該總動力電源給各控制柜配電后再開啟各模塊控制柜和總控制柜電源。

步驟2：等待主控IPC、分控PLC與控制模塊啟動完成后檢查各系統是否準備就緒，有無報警信息。若自檢不合格，根據顯示報錯信息檢查分控PLC或者控制模塊以及被控預浸裝置，檢查完成后重啟控制系統繼續判斷故障是否解決；若自檢合格，則可在主控IPC上設置各個分控PLC與控制模塊的參數。

步驟3：參數設置完畢后進行纖維穿絲、漿料灌注等準備工作，再手動控制預浸機種高溫輥、壓輥壓合。

步驟4：在主控IPC分階段開啟預浸裝置中各加熱系統，至加熱溫度達到預設溫度則由主控IPC下發開始生產信號給各分控PLC與各控制模塊使其協調工作開始生產。

步驟5：生產過程中，通過警報裝置根據故障報警系統實時判斷是否存在故障；若存在故障，則進入故障處理流程，根據具體故障判斷是否需要停機、是否需要停止加熱系統；若無故障且無需停止生產則繼續進行生產；若無故障且需停止生產則由主控IPC向各分控系統與各模塊下發停止生產信號。

步驟6：生產完成后，主控IPC發送停止生產信號，關閉相應加熱裝置中的熱源電源；主控IPC通過讀取各加熱裝置中的熱電偶與溫度傳感器所測的溫度與室溫進行比較；若各加熱系統溫度未降到室溫，則繼續等待；若各加熱系統溫度降到室溫，則進行下一步驟。