CN102769417B - 带式输送机多电机变频驱动控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带式输送机多电机变频驱动控制方法及装置，该方法包括：判断带式输送机的主电机和从电机的负荷是否平衡；当主电机与从电机的负荷差值超过预设值时，对主电机和/或从电机的负荷进行调整，在主电机与从电机的负荷差值到达预设停止调整区间时，则停止对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行调整。在本发明中，通过对带式输送机的主电机和从电机负荷不平衡状态进行调节，从而自动适应运行中负荷变化的情况，以保证设备的稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及机械工程领域，更具体地，涉及一种带式输送机多电机变频驱动控制方法及装置。
背景技术
随着电子技术的逐步发展，越来越多的大型带式输送机采用变频器进行驱动和控制，以实现软启动、软停止和多带速运行的功能要求。然而，实际应用中，输送机系统的负载特性会随着环境温度高低和载料段的不同而变化，如何将变频器驱动特性较硬、过载能力远远小于电机过载能力的特性与负载特性相匹配，避免出现电机过热、变频器过载跳闸和系统运行不稳定等现象，达到系统各电机负荷平衡一直是各个用户和设备供应商关注的要点。
现有的技术中，在多电机变频驱动过程中，设备的启动、运行和停止均采用同一条速度曲线。
上述的驱动控制方式，虽然控制相对简单，但是，控制和驱动特性固定，从而无法自动适应使用当中负载变化的状态，经常会出现电机过热跳闸或变频器过载的状况，影响设备的正常使用。
发明内容
本发明旨在提供一种带式输送机多电机变频驱动控制方法及装置，能够解决现有技术中带式输送机无法自动适应使用当中的负载变化的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种带式输送机多电机变频驱动控制方法，包括：判断带式输送机的主电机和从电机的负荷是否平衡；当主电机与从电机的负荷差值超过预设值时，对主电机和/或从电机的负荷进行调整，当主电机与从电机的负荷差值到达预设停止调整区间时，则停止对主电机和/或从电机的负荷进行调整。
优选地，对主电机和/或从电机的负荷进行调整，包括：根据带式输送机当前所处的不同运行阶段对主电机和/或从电机的负荷进行对应的调整。
优选地，根据带式输送机当前所处的不同运行阶段对主电机和/或从电机的负荷进行对应的调整，包括：如果带式输送机处于启动阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷，则减小从电机的变频器的加速时间。
优选地，根据带式输送机当前所处的不同运行阶段对主电机和/或从电机的负荷进行对应的调整，包括：如果带式输送机处于启动阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷，则增大从电机的变频器的加速时间。
优选地，根据带式输送机当前所处的不同运行阶段对主电机和/或从电机的负荷进行对应的调整，包括：如果带式输送机处于定速运行阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷，则减小主电机的变频器的给定速度。
优选地，根据带式输送机当前所处的不同运行阶段对主电机和/或从电机的负荷进行对应的调整，包括：如果带式输送机处于定速运行阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷，则减小从电机的变频器的给定速度。
优选地，根据带式输送机当前所处的不同运行阶段对主电机和/或从电机的负荷进行对应的调整，包括：如果带式输送机处于停止阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷，则增大从电机的变频器的减速时间。
优选地，根据带式输送机当前所处的不同运行阶段对主电机和/或从电机的负荷进行对应的调整，包括：如果带式输送机处于停止阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷，则减小从电机的变频器的减速时间。
根据本发明的另一个方面，提供了一种带式输送机多电机变频驱动控制装置，包括：数据采集器，用于分别采集带式输送机的主电机和从电机的负荷参数；PLC控制器，用于根据负荷参数确定主电机和从电机的负荷是否平衡，在主电机与从电机的负荷差值超过预设值的情况下，对主电机和/或从电机的负荷进行调整，在主电机与从电机的负荷差值到达预设停止调整区间时，停止对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行调整。
优选地，PLC控制器包括：第一调整模块，用于在带式输送机处于启动阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷的情况下，减小从电机的变频器的加速时间；第二调整模块，用于在带式输送机处于启动阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷的情况下，增大从电机的变频器的加速时间；第三调整模块，用于在带式输送机处于定速运行阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷的情况下，减小主电机的变频器的给定速度；第四调整模块，用于在带式输送机处于定速运行阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷的情况下，减小从电机的变频器的给定速度；第五调整模块，用于在带式输送机处于停止阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷的情况下，减小从电机的变频器的减速时间；第六调整模块，用于在带式输送机处于停止阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷的情况下，增大从电机的变频器的减速时间；第七调整模块，用于在带式输送机处于以上六种阶段，当主电机与从电机的负荷差值到达预设停止调整区间时，停止对主电机和从电机的负荷进行调整。
优选地，负荷参数包括：主电机和从电机的变频器输出电流，或者主电机和从电机的变频器输出功率。
优选地，数据采集器还用于采集主电机和从电机的速度，并将采集的速度数据输入PLC控制器。
在本发明中，通过对带式输送机的主电机和从电机负荷不平衡状态进行调节，从而自动适应运行中负荷变化的情况，以保证设备的稳定运行。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施例的带式输送机多电机变频驱动控制方法流程图；
图2示出了本发明实施例的带式输送机多电机变频驱动控制装置结构框图；
图3示出了本发明实施例一的带式输送机多电机变频驱动原理示意图；
图4示出了本发明实施例一的负荷调节速度曲线示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
图1示出了本发明实施例的带式输送机多电机变频驱动控制方法流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S102，判断带式输送机的主电机和从电机的负荷是否平衡。
步骤S104，当主电机与从电机的负荷差值达到预设值时，对主电机和/或从电机的负荷进行调整；
步骤S106，当主电机与从电机的负荷差值到达预设停止调整区间时，停止对主电机和从电机的负荷进行调整。
在本实施例中，通过对带式输送机的主电机和从电机负荷不平衡状态进行调节，从而使得带式输送机自动适应运行中负荷变化的情况，以保证设备的稳定运行。
其中，在步骤S104中，可根据带式输送机当前所处的不同运行阶段对主电机和/或从电机的负荷进行对应的调整。
其中，具体的调整方式包括：
如果带式输送机处于启动阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷，则减小从电机的变频器的加速时间。
如果带式输送机处于启动阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷，则增大从电机的变频器的加速时间。
如果带式输送机处于定速运行阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷，则减小主电机的变频器的给定速度。
如果带式输送机处于定速运行阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷，则减小从电机的变频器的给定速度。
如果带式输送机处于停止阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷，则增大从电机的变频器的减速时间。
如果带式输送机处于停止阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷，则减小从电机的变频器的减速时间。
通过上述的调节方式以达到主电机和从电机负荷平衡。
图2示出了本发明实施例的带式输送机多电机变频驱动控制装置结构框图。如图2所示，该控制装置包括：数据采集器10，用于分别采集带式输送机的主电机和从电机的负荷参数；PLC控制器20，用于根据负荷参数确定主电机和从电机的负荷是否平衡，在主电机和从电机的负荷差值达到预设值的情况下，对主电机和/或从电机的负荷进行调整，当主电机与从电机的负荷差值到达预设停止调整区间时，则停止对主电机和/或从电机的负荷进行调整。数据采集器10与PLC控制器20耦合，将所采集的数据输入至PLC控制器20。
其中，负荷参数包括：主电机和从电机的变频器输出电流，或者主电机和从电机的变频器输出功率。
其中，PLC控制器20包括：第一调整模块21，用于在带式输送机处于启动阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷的情况下，减小从电机的变频器的加速时间；第二调整模块22，用于在带式输送机处于启动阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷的情况下，增大从电机的变频器的加速时间；第三调整模块23，用于在带式输送机处于定速运行阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷的情况下，减小主电机的变频器的给定速度；第四调整模块24，用于在带式输送机处于定速运行阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷的情况下，减小从电机的变频器的给定速度；第五调整模块25，用于在带式输送机处于停止阶段，并且主电机负荷大于从电机的负荷的情况下，增大从电机的变频器的减速时间；第六调整模块26，用于在带式输送机处于停止阶段，并且主电机负荷小于从电机的负荷的情况下，减小从电机的变频器的减速时间；第七调整模块27，当主电机与从电机的负荷差值到达预设停止调整区间时，则停止对主电机和/或从电机的负荷进行调整。
优选地，数据采集器10还用于采集主电机和从电机的实时速度，并将所采集的速度数据输出至PLC控制器20，用于PLC控制器20对主电机和从电机的调节。
实施例一
本实施例提供了一种带式输送机多电机变频驱动控制方法。主要针对于输送机启动，停止及定速运行阶段的负荷分配的不平衡的状态进行调节，以保证设备的稳定运行。其主要实施方法如下（本实施例以双电机，两点驱动为例进行描述）：
图3示出了本发明实施例一的带式输送机多电机变频驱动原理示意图。如图3所示，该带式输送机包括两台电机，其中，在两台电机中输送方向侧的那台电机为主控电机，而控制该电机的变频器为主变频器，另一侧的电机为从电机，其变频器为从变频器。
分别将两台变频器的实际电流数据和实际速度数据输入到PLC控制系统，并以实时电流的差值为负荷不平衡进入调整模式的基本判定条件。根据设备的实际情况，将电流差值分为多段区间，分别设置为负荷调整大区间，负荷调小区间和不调整区间。当然，也可以通过采集变频器的输出功率来替代采集变频器的输出电流，来完成对于实时负荷的检测。根据输送机所处的运行状态设置不同的调节方法：
其中，在带式输送机启动和停止阶段，采用更改变频器的加速时间的为调整负荷平衡调整的基本手段；在带式输送机停止阶段，采用更改变频器的减速时间的方法为调整负荷平衡调整的基本手段；在输送机定速运行阶段采用调整速度给定的方法为调整负荷平衡调整的基本手段。PLC系统根据采集的两台电机实时电流值的比较关系，调整加减速曲线或速度给定值。
图4示出了本发明实施例一的负荷调节速度曲线示意图。如图4所示，在正常情况下，主电机的启动、定速运行和停止阶段分别按照速度曲线1、2、和3运行；从电机的启动、定速运行和停止阶段分别按照速度曲线12、14、和17运行。当主电机和从电机在运行过程中出现负荷不平衡时，通过调整主电机和/从电机的负荷以达到负荷均衡，具体调整方式如图4所示：
在启动阶段，如果主电机负荷大于从电机，则主变频器按照曲线1运行，从电机按照11号曲线运行；如果主电机负荷小于从电机，则主变频器按照曲线1运行，从电机按照13号曲线运行；如果主电机负荷基本等于从电机，则主变频器按照曲线1运行，从电机按照12号曲线运行。
在停止阶段，如果主电机负荷大于从电机，则主变频器按照曲线3运行，从电机按照18号曲线运行；如果主电机负荷小于从电机，则主变频器按照曲线3运行，从电机按照16号曲线运行；如果主电机负荷基本等于从电机，则主变频器按照曲线3运行，从电机按照17号曲线运行。
在定速运行阶段，如果主电机负荷大于从电机，则主变频器按照曲线4运行，从电机按照14号曲线运行；如果主电机负荷小于从电机，则主变频器按照曲线2运行，从电机按照15号曲线运行；如果主电机负荷基本等于从电机，则主变频器按照曲线2运行，从电机按照14号曲线运行
在上述实施例中，曲线2和14分别为主电机和从电机在定速运行阶段的速度给定曲线。曲线4和15分别为主电机和从电机在定速运行阶段的速度调整曲线。曲线1和12分别为主电机和从电机在启动阶段的正常加速曲线。曲线11和13为从电机在启动阶段的调整加速曲线。曲线3和17分别为主电机和从电机在停止阶段的正常减速曲线。曲线16和18为从电机在停止阶段的调整减速曲线。
在上述实施例中，带式输送机在启动阶段通过调整两台变频器的加速时间来调整负荷的分配。带式输送机在停止阶段通过调整两台变频器的减速时间来调整负荷的分配。带式输送机在定速运行阶段通过调整两台电机的给定速度来调整负荷的分配。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过对带式输送机的主电机和从电机负荷不平衡状态进行调节，从而自动适应运行中负荷变化的情况，以保证设备的稳定运行。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种带式输送机多电机变频驱动控制方法，其特征在于，包括：
判断所述带式输送机的主电机和从电机的负荷是否平衡；
当所述主电机与所述从电机的负荷差值超过预设调整阀值时，对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行调整；
当所述主电机与所述从电机的负荷差值到达预设停止调整区间时，则停止对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行调整；
其中，对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行调整，包括：
根据所述带式输送机当前所处的不同运行阶段对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行对应的调整，其中，所述不同运行阶段包括：启动阶段、定速运行阶段和停止阶段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述带式输送机当前所处的不同运行阶段对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行对应的调整包括：
如果所述带式输送机处于启动阶段，并且所述主电机负荷大于所述从电机的负荷，则减小所述从电机的变频器的加速时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述带式输送机当前所处的不同运行阶段对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行对应的调整包括：
如果所述带式输送机处于启动阶段，并且所述主电机负荷小于所述从电机的负荷，则增大所述从电机的变频器的加速时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述带式输送机当前所处的不同运行阶段对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行对应的调整包括：
如果所述带式输送机处于定速运行阶段，并且所述主电机负荷大于所述从电机的负荷，则减小所述主电机的变频器的给定速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述带式输送机当前所处的不同运行阶段对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行对应的调整包括：
如果所述带式输送机处于定速运行阶段，并且所述主电机负荷小于所述从电机的负荷，则减小所述从电机的变频器的给定速度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述带式输送机当前所处的不同运行阶段对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行对应的调整包括：
如果所述带式输送机处于停止阶段，并且所述主电机负荷大于所述从电机的负荷，则增大所述从电机的变频器的减速时间。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述带式输送机当前所处的不同运行阶段对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行对应的调整包括：
如果所述带式输送机处于停止阶段，并且所述主电机负荷小于所述从电机的负荷，则减小所述从电机的变频器的减速时间。
8.一种带式输送机多电机变频驱动控制装置，其特征在于，包括：
数据采集器，用于分别采集所述带式输送机的主电机和从电机的负荷参数；
PLC控制器，用于根据所述负荷参数确定所述主电机和所述从电机的负荷是否平衡，在所述主电机与所述从电机的负荷差值超过预设值的情况下，对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行调整，当所述主电机与所述从电机的负荷差值到达预设停止调整区间时，则停止对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行调整；
其中，所述PLC控制器根据所述带式输送机当前所处的不同运行阶段对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行对应的调整，其中，所述不同运行阶段包括：启动阶段、定速运行阶段和停止阶段。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述PLC控制器包括：
第一调整模块，用于在所述带式输送机处于启动阶段，并且所述主电机负荷大于所述从电机的负荷的情况下，减小所述从电机的变频器的加速时间；
第二调整模块，用于在所述带式输送机处于启动阶段，并且所述主电机负荷小于所述从电机的负荷的情况下，增大所述从电机的变频器的加速时间；
第三调整模块，用于在所述带式输送机处于定速运行阶段，并且所述主电机负荷大于所述从电机的负荷的情况下，减小所述主电机的变频器的给定速度；
第四调整模块，用于在所述带式输送机处于定速运行阶段，并且所述主电机负荷小于所述从电机的负荷的情况下，减小所述从电机的变频器的给定速度；
第五调整模块，用于在所述带式输送机处于停止阶段，并且所述主电机负荷大于所述从电机的负荷的情况下，增大所述从电机的变频器的减速时间；
第六调整模块，用于在所述带式输送机处于停止阶段，并且所述主电机负荷小于所述从电机的负荷的情况下，减小所述从电机的变频器的减速时间；
第七调整模块，当所述主电机与所述从电机的负荷差值到达预设停止调整区间时，则停止对所述主电机和/或所述从电机的负荷进行调整。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述负荷参数包括：所述主电机和所述从电机的变频器输出电流，或者所述主电机和所述从电机的变频器输出功率。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述数据采集器还用于采集所述主电机和所述从电机的速度，并将采集的速度数据输入所述PLC控制器。
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