[发明专利]用于注塑系统的集成控制平台及其方法

说明书

本发明一般涉及一种用于控制注塑系统的集成控制平台，具体涉及一种使用单台既执行机器控制功能又执行人机界面功能的通用计算机对注塑系统进行控制的装置和方法。此种控制方案将不再需要使用现有技术中所要使用的模拟信号处理器和可编程逻辑控制器。

注塑系统广泛用于生产制造诸如能够被吹制成日常生活常见的各种饮料容器的塑料PET塑坯等廉价的塑料制品。此类注塑系统通常包括多种用于执行注塑操作的模拟和数字部件。例如，挤压机驱动器、比例流量控制阀、电动驱动器、加热及致冷元件、以及其它电动液压机械驱动器和电动机械驱动器，均是以熟知方式执行注塑功能的模拟部件。数字部件的例子则包括近控开关，合模压力极限换能传感器，数字电磁阀等。上述每一种模拟和数字部件不仅必须由合适的模拟和数字命令来进行控制，而且通常还需配备用于输出模拟和/或数字反馈信号的反馈传感器，它可以有效控制各种部件使系统能够快速高质地进行生产。例如，在对注塑部件中的实时变化(例如，温度设定点、注塑压强等)进行闭环控制时需要使用反馈信号。另外，反馈信号还用于在人机界面或操作员控制面板上向操作员显示操作信息(例如，工作状态、温度、零件计数等)。

在现有技术中，必需使用一种模拟信号处理器(ASP)来向注塑系统中的多种模拟部件提供实时控制。同样地，也必需配备一种可编程逻辑控制器(PLC)来对注塑系统中的各数字部件进行控制。作为既使用了ASP又使用了PLC来对注塑机进行控制的一个例子，可参阅美国专利No.5,062,052(作为参考文献收录于本说明书中)。尽管’052号专利中中也涉及到使用通用计算机，但其用途仅限于PLC与HMI之间的连接。仍然需要使用PLC和ASP来执行注塑操作。

现有注塑控制设计的局限性在于不能实时地对注塑部件实现重新配置。必须同时对ASP和PLC进行修正或重新进行编程才能实现配置的变更。由此使得在需要向注塑系统中引入新技术时，通常需要将整个系统断电以进行重新配置。另外，每种注塑系统的操作状态只能通过其HMI来确认。而且，各注塑机制造商在其PLC中通常采用各自的专利设计，这将会由于兼容性等问题而限制各种新型处理技术在此类机器上的应用。另外，使用多层结构的ASP和PLC处理控制将会对处理带来不良影响，并且所产生的处理瓶颈将会降低机器实现相应状态变化的响应速度。

因此，目前需要有一种新型注塑控制设计，其能够对注塑系统提供真正的实时控制，对系统部件进行快速重新配置，能方便使用最新的市售流行软件，并且能够将系统状态和控制信息传送到系统之外，例如传送到工厂办公室或甚至是公司总部。

本发明的一个目的是提供一种能够将现有最高技术水平的硬件和软件组件无缝地集成到一个控制器中的注塑控制设计。其另一个目的是提供一种能够提供真正的实时控制和网络功能的控制设计。本发明的再一个目的是提供一种能够将其它辅助设备以及扩展机器功能很容易地集成进来的开放型控制设计。其另外的一个目的是提供用于降低系统停机时间的智能诊断系统，以及用于从外部数据源输入知识和信息或将知识和信息输出到外部数据源中的远程访问能力。本发明的再一个目的是由单台通用计算机来同时提供注塑系统控制功能、人机界面功能、运动控制功能、顺序逻辑功能、连续处理控制功能、以及网络通信功能。

本发明另外的目的包括：提供一种支持外部通信(诸如电子邮件，

如上所述的控制注塑系统的装置，所述通用计算机被放置在远离所述操作员控制模板的位置上。

如上所述的控制注塑系统的装置，进一步包括：

将所述通用计算机连到所述多个注塑装置上的一个现场总线；以及

将所述通用计算机连到所述操作员控制面板上的一个串行总线链路。

如上所述的控制注塑系统的装置，所述现场总线包括将所述多个反馈信号传送给所述通用计算机以及将所述通用计算机的实时控制信号传送给所述多个注塑装置的高速多路复用信号总线。

如上所述的控制注塑系统的装置，所述串行总线包括能够在所述通用计算机与所述操作员控制面板之间传送多路复用数据的双向、千兆比特速率的串行总线。

如上所述的控制注塑系统的装置，所述串行总线的长度超过10米，并以大约1Gbit/s以上的速率进行操作。

如上所述的控制注塑系统的装置，所述通用计算机对所述反馈信号进行智能滤波，并根据滤波后的反馈信号进行报警管理。