保障口罩机高速运转，紫光同创推“内置2核CPU+FPGA”架构方案

IT之家3月9日消息 目前市场上供应的口罩主要包括医用外科口罩和N95口罩，分属平面口罩、折叠口罩，由于形状不同，具体生产工艺存在一定差异。但从原理上来看，口罩自动生产线将成卷的无纺布，自动切割成口罩的外形，自动叠压后自动焊接耳带，经过消毒等程序包装成品，利用PLC、伺服电机等程序控制实现自动化生产。

由于口罩生产涉及到张力控制、分切复合、裁切、成型、焊接、立式包装等多个工艺，要求生产设备控制系统具有高响应、高速通讯、高精度及高同步等特性，以满足口罩机高速及稳定生产需求。

▲ 基于紫光同创PGC1KG CPLD的口罩机控制器单板

为保障口罩机的高速运转，紫光同创表示，联合客户共同推出了“内置2核处理器+FPGA”架构方案，具备IEC61131标准与外部通讯处理引擎，实时运动控制驱动引擎，模块间高速同步通讯引擎，采用EMMC+SD+USB3.0+DDR3加速内存，内置32路高速IO（16in/16out），以实现PAC运行控制器的高速通讯。

IT之家获悉，紫光同创Compact系列低功耗CPLD起到IO拓展的关键作用，以提升各指令的通讯速度和同步精度。 除此之外，想要实现最大的生产效率，还需要对口罩机伺服电机进行多轴高速同步控制。相对传统的脉冲方案，基于EtherCAT的高速以太网方案，可对多轴同步控制，除了提高口罩单位分钟内的生产数量，还具有高响应定位特性，可大幅度提高口罩裁切及双耳带焊接精度，在提升生产效率的同时保证质量。此外，采用全部EtherCAT多轴连接，还可以大幅度节省配线与故障排查时间，节约工时，满足疫情期间的大面积口罩需求。

基于紫光同创FPGA的EtherCAT通讯方案，具备精确的主站DC，从站同步输出达到40纳秒的同步精度，更加突出了EtherCAT现场总线的同步性能及高效性，大量减轻处理器的负担。目前工业控制客户正在积极评估该方案，也即将用于全自动口罩机中。

全自动口罩机及口罩生产线PLC控制

疫情期间，口罩成了我们日常生活的必需品。大家以前对口罩的生产工艺了解不多，今天小编来跟大家梳理一下口罩生产设备及生产工序。

01 口罩机简介 口罩机是将多层无纺布通过热压、折叠成型，超声波焊接，废料切除，耳带鼻梁条焊接等工序制造出具有一定过滤性能的各种口罩，口罩设备不是单台的机器，它需要多台机器的配合完成各种不同的工序。

现市面上的口罩机有：HD-0301平面口罩机、HD-0304杯型口罩机、鸭嘴口罩机、折叠口罩机、纱布口罩机等。02 口罩生产工序 口罩的整个生产工序还是比较多的，尤其是后续消毒环节，这就是为什么0.5秒造一个口罩，这么快的生产效率却依然口罩紧缺的原因了，了解口罩生产工序首先从口罩本身组成结构说起，我们剪开一个医用口罩，可以发现口罩是有三层无纺布的，这也是医用口罩国家标准要求的，否则就达不到防护的要求。

剪开的医用口罩

SMS无纺布结构示意图制作口罩，原材料纤维全部都是聚丙烯（Polypropylene，简称PP），医用口罩一般简称SMS结构。其中纺粘层是单层，熔喷层根据过滤要求，分为单层或者多层。“熔喷布”俗称口罩的 “心脏”，是口罩中间的过滤层，具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性，是生产口罩的重要原料。聚丙烯高熔指无纺布专用料成为口罩的最佳选择，它还可用在一次性手术衣、被单、盖布、液体吸收垫等多个医护用品中。这些材料都来源于中石化、齐鲁石化、镇海炼化、茂名石化等一些化工企业。有了原材料的供应，制作口罩的工序也就没那么复杂了。03 平面口罩生产工序 1）将三层无纺布原料经过机器叠合在一起

2）卷边，把鼻夹缝合进去

3）将大片无纺布沿着斜面由左到右逐渐变窄做出“折叠结构”

4）压片：把口罩表面压平整

5）口罩的全自动单个裁断和缝边

6）再用无纺布，对口罩进行补边处理

7）再次裁断补边

8）通过热压的方式，固定挂耳绳

9）最后通过质检，杀菌消毒后包装成品中国口罩早已经实现流水线生产，在正常情况下，一般一台机器每秒就可生产出2至3只口罩。那么为什么有原材料的情况下，市面上的口罩数量还很紧缺呢？因为口罩在出厂时，必须要经过消毒。据工信部官微：中国生产口罩的速度非常快，仅需 0.5秒/只，但生产后的解析消毒的标准流程，需要7天到半个月。工信部在官微中指出，医用口罩，采用环氧乙烷灭菌，灭菌之后，口罩上会有环氧乙烷残留，必须通过解析方式，使残留的环氧乙烷释放，达到安全含量标准，经检测合格后，才能出厂上市。

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