一种碳纤维材料生产监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种碳纤维材料生产监控系统，涉及碳纤维材料生产控制技术领域，包括主控柜、预氧化温控柜、碳化温控柜、变频控制柜、气体检测控制柜以及低压电源柜；所述主控柜包括主控模块、IO输入模块、IO输出模块和显示模块；所述主控模块分别连接所述IO输入模块和所述IO输出模块，所述显示模块与所述主控模块双向连接；所述主控模块采用基于数字信号处理芯片的嵌入式模块，所述显示模块采用触摸屏。本实用新型专利技术能够实现对碳纤维生产线的实时监测并实时控制，还可以根据需要通过触摸屏对系统内的参数进行修改，系统安全、可靠，操作方便、快捷，能够严格保证碳纤维生产过程中各阶段的工艺参数满足预定要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及碳纤维材料生产控制
，尤其是一种对碳纤维材料生产过程进行实时监控的系统。
技术介绍
碳纤维材料是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料.作为高性能纤维的一种，它既有碳材料的固有特征，又兼备纺织纤维的柔软性、可加工性.碳纤维比铝还轻，比钢还硬，其比重是铁的四分之一，强度却是铁的10倍，因此碳纤维被广泛应用于航天航空、交通运输、建筑机械等各个领域.与此相对应的却是，我国碳纤维的研制生产发展进程较慢，碳纤维产量和质量远远不能满足我国现代化建设的需要。碳纤维生产的主要步骤包括放丝、预氧化、中温碳化、高温碳化、表面处理、上浆、烘干、收丝.碳纤维生产是一个极其复杂的过程，预氧化和碳化工艺都需要精确控制其工艺参数，例如预氧化过程中，升温和保温期间的温度波动超过±5℃，就会导致PAN原丝断丝，碳化过程中，炉中氮气的纯度耍保持在99.9995％以上才能保证高质量的碳化，其他参数如牵伸比、走丝速度和流量等都影响碳纤维的性能.因此，碳纤维生产过程需要高精准度的监控，传统的PLC控制实时性、开放性较差，不太能满足碳纤维生产的高需求。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种基于嵌入式模块的碳纤维材料生产监控系统。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案为：一种碳纤维材料生产监控系统，包括主控柜、预氧化温控柜、碳化温控柜、变频控制柜、气体检测控制柜以及低压电源柜，所述低压电源柜连接所述主控柜、所述预氧化温控柜、所述碳化温控柜、所述变频控制柜、所述气体检测控制柜，所述主控柜连接所述预氧化温控柜、所述碳化温控柜、所述变频控制柜、所述气体检测控制柜；所述预氧化温控柜和所述碳化温控柜采用双向可控硅实现温度控制，温控点三相电流的每相电流串联一个可控硅，每个可控硅串联一个熔断器用于进行短路保护；所述变频控制柜包括若干台变频器，所述变频器与生产线上的电机相连；所述气体检测控制柜设有露点仪和微量氧分析仪；所述主控柜包括主控模块、IO输入模块、IO输出模块和显示模块；所述主控模块分别连接所述IO输入模块和所述IO输出模块，所述显示模块与所述主控模块双向连接；所述主控模块采用基于数字信号处理芯片的嵌入式模块，所述显示模块采用触摸屏.进一步的，所述IO输入模块、IO输出模块与所述主控模块通过插拔式接插件连接，所述显示模块与所述主控模块通过485串口连接.进一步的，所述低压电源柜设有三个电流表和三个电压表，用于检测三相电流和三相电压.进一步的，所述低压电源柜配有不间断电源UPS。本技术能够实现对碳纤维生产线的实时监测并实时控制，还可以根据需要通过触摸屏对系统内的参数进行修改，系统安全、可靠，操作方便、快捷，能够严格保证碳纤维生产过程中各阶段的工艺参数满足预定要求。附图说明图1是本技术的组成及连接示意图.具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。本技术的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本技术限于所公开的形式.很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的.选择和描述实施例是为了更好说明本技术的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本技术从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例.实施例一种碳纤维材料生产监控系统，如图1所示，包括主控柜101、预氧化温控柜103、碳化温控柜104、变频控制柜105、气体检测控制柜106以及低压电源柜102，所述低压电源柜102连接所述主控柜101、所述预氧化温控柜103、所述碳化温控柜104、所述变频控制柜105、所述气体检测控制柜106，所述主控柜101连接所述预氧化温控柜103、所述碳化温控柜104、所述变频控制柜105、所述气体检测控制柜106；所述预氧化温控柜103和所述碳化温控柜104采用双向可控硅实现温度控制，温控点三相电流的每相电流串联一个可控硅，每个可控硅串联一个熔断器用于进行短路保护，具体的，若每个温控柜负责8个温控点的升温保温控制，每个测温点的三相电流各需要串联一个可控硅和熔断器，那就需要24个可控硅和熔断器；可控硅可以通过控制其通过电流的大小，来控制加热装置的发热量；所述变频控制柜105包括若干台变频器，所述变频器与生产线上的电机相连，主要是与生产线中的风机相连，控制不同用途风机的转速，如预氧化炉的鼓风机、封口风机、废气风等；所述气体检测控制柜106设有露点仪和微量氧分析仪，用于对碳化炉中气体的湿度和氧气质量分数进行实时监测；所述主控柜包括主控模块1011、IO输入模块1012、IO输出模块1013和显示模块1014；所述主控模块1011分别连接所述IO输入模块1012和所述IO输出模块1013，所述显示模块1014与所述主控模块1011双向连接；所述主控模块1011采用基于数字信号处理芯片的嵌入式模块，所述显示模块1014采用触摸屏。主控柜101通过有线或无线的方式接收来自碳纤维生产线20的各种检测数据，如温度检测数据、风机转速数据、碳化炉湿度和氧气含量数据等，通过嵌入式模块的分析，输
出不同的控制信号给预氧化温控柜103、碳化温控柜104、变频控制柜105、气体检测控制柜106各个执行单元，去控制碳纤维生产线20中的各个阶段的工艺参数。所述IO输入模块、IO输出模块与所述主控模块通过插拔式接插件连接，方便主控柜的组建、升级与扩展；所述显示模块与所述主控模块通过485串口连接，协议成熟，稳定可靠.所述低压电源柜102设有三个电流表和三个电压表，用于检测三相电流和三相电压，可以有效防止过流、过压等问题.为防止突然断电给生产造成重大影响，所述低压电源柜102配有不间断电源UPS，在紧急断电时刻能够提供一定的处理时间，将断电对生产造成的损失降到最低.显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本技术保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维材料生产监控系统，其特征在于：包括主控柜、预氧化温控柜、碳化温控柜、变频控制柜、气体检测控制柜以及低压电源柜，所述低压电源柜连接所述主控柜、所述预氧化温控柜、所述碳化温控柜、所述变频控制柜、所述气体检测控制柜，所述主控柜连接所述预氧化温控柜、所述碳化温控柜、所述变频控制柜、所述气体检测控制柜；所述预氧化温控柜和所述碳化温控柜采用双向可控硅实现温度控制，温控点三相电流的每相电流串联一个可控硅，每个可控硅串联一个熔断器用于进行短路保护；所述变频控制柜包括若干台变频器，所述变频器与生产线上的电机相连；所述气体检测控制柜设有露点仪和微量氧分析仪；所述主控柜包括主控模块、IO输入模块、IO输出模块和显示模块；所述主控模块分别连接所述IO输入模块和所述IO输出模块，所述显示模块与所述主控模块双向连接；所述主控模块采用基于数字信号处理芯片的嵌入式模块，所述显示模块采用触摸屏。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维材料生产监控系统，其特征在于：包括主控柜、预氧化温控柜、碳化温控柜、变频控制柜、气体检测控制柜以及低压电源柜，所述低压电源柜连接所述主控柜、所述预氧化温控柜、所述碳化温控柜、所述变频控制柜、所述气体检测控制柜，所述主控柜连接所述预氧化温控柜、所述碳化温控柜、所述变频控制柜、所述气体检测控制柜；所述预氧化温控柜和所述碳化温控柜采用双向可控硅实现温度控制，温控点三相电流的每相电流串联一个可控硅，每个可控硅串联一个熔断器用于进行短路保护；所述变频控制柜包括若干台变频器，所述变频器与生产线上的电机相连；所述气体检测控制柜设有露点仪和微量氧分析仪；所述主控柜包括主控模块、IO输入模...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐海涛，
申请(专利权)人：唐海涛，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15