CN103345195A - 双捻机中钢帘线的独立控制方法及系统 - Google Patents

双捻机中钢帘线的独立控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双捻机中钢帘线的独立控制方法及系统，该方法包括以下步骤：驱动主电机运动，所述主电机带动钢帘线的旋转运动；驱动牵引电机运动，所述牵引电机带动钢帘线的进给运动；根据所需捻距，驱动所述主电机和牵引电机按照相应转速比运行。该系统通过PLC根据所需捻距控制第一变频器和第二变频器分别驱动主电机和牵引电机按照相应转速比运行。本发明采用两个电机驱动旋转运动和给进运动，通过控制两电机不同速比关系满足不同钢帘线捻距的要求。本发明方法简单、只需改变转速比参数即可自动改变捻距，本发明系统结构简单，无需长轴，解决了现有技术依靠机械传动造成震动大的问题。

Description

双捻机中钢帘线的独立控制方法及系统
技术领域
本发明涉及双捻机成型运动控制，具体地指一种双捻机中钢帘线的独立控制方法及系统。
背景技术
在传统的双捻机捻制过程中，旋转运动和牵引直线运动通过主电机驱动，而主电机通过减速箱传动牵引轮带动钢帘线的径向运动，目前是通过机械传动来调整旋转运动和给进运动两个成形的速比关系。由于两个成形运动之间，必须保持确定的运动关系，才能得到一定大小的捻距，即主机旋转一圈的时间内钢帘线纵向移动的距离必须准确的等于两个捻距，如需改变捻距则必须通过更换减速箱中配对捻距齿轮来保证。
而上述使用单电机传动的传统双捻机需要长轴传动，不仅成本高，而且在连续高速运行下长轴易损坏、需减速箱减速、不同捻距帘线需更换捻距齿轮，受此限制其整体效率不高，因此亟待一种独立牵引控制的方法解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种双捻机中钢帘线的独立控制方法及系统，本发明采用两个电机驱动旋转运动和给进运动，通过控制两电机不同速比关系满足钢帘线不同捻距的要求。
实现本发明目的采用的技术方案是：
一种双捻机中钢帘线的独立控制方法，包括以下步骤：
驱动主电机运动，所述主电机带动钢帘线作旋转运动；
驱动牵引电机运动，所述牵引电机带动钢帘线作进给运动；
根据钢帘线所需的捻距，驱动所述主电机和牵引电机按照相应转速比运行。
此外，本发明还提供一种双捻机中钢帘线的独立控制系统，它包括：
主电机，与钢帘线连接；
牵引电机，也所述钢帘线连接；
第一变频器，与所述主电机连接，用驱动主电机运动，所述主电机带动钢帘线的旋转运动；
第二变频器，与所述牵引电机连接，用于驱动牵引电机运动，所述牵引电机带动钢帘线的进给运动；以及
PLC，用于根据钢帘线所需的捻距，控制所述第一变频器和第二变频器分别驱动所述主电机和牵引电机按照相应转速比运行。
本发明通过主电机实现钢帘线的旋转运动，牵引电机实现钢帘线的进给运动，通过控制两电机按照相应转速比运行即可准确实现钢帘线的捻距，因此为了得到不同捻距，可以通过控制两电机的不同转速比来实现。相比现有技术中通过更换减速箱中配对捻距齿轮来实现捻距变化，本发明方法简单、只需改变转速比参数即可自动改变捻距，本发明系统结构简单，无需长轴，避免了现有技术依靠机械传动造成震动大的问题。
附图说明
图1为本发明双捻机中钢帘线的独立控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明双捻机中钢帘线的独立控制系统包括：PLC，以及与PLC连接的第一变频器第二变频器，第一变频器包括第一比较器和第一驱动器，第二变频器包括第二比较器和第二驱动器。本实施例PLC采用西门子S7-300，第一和第二变频器采用西门子440变频器。西门子S7-300过RS485总线与两台西门子440变频器连接。
第一变频器与主电机201连接，第一驱动器用于驱动主电机201运动，主电机201带动钢帘线做旋转运动；第二变频器与牵引电机202连接，第二驱动器用于驱动牵引电机202，牵引电机202带动钢帘线做进给运动。本实施例所用主电机201和牵引电机202均为普通交流异步电机。
PL用于根据所需捻距控制第一变频器和第二变频器，通过第一变频器和第二变频器分别驱动主电机201和牵引电机202按照相应转速比运行。
编码器为预定控制点的速度或位置反馈信号，此速度反馈给PLC和第一驱动器，在第一驱动器中进行主电机的PID运算，对主电机201进行闭环控制。同时，牵引电机202根据此转速启动，并反馈转速给第二驱动器和PLC，第二驱动器进行牵引电机202的PID运算控制电机的运转速度。
为达到牵引电机202高速响应主电机201的速度变化及迅速排除牵引电机中的扰动，在PLC中设计一个补偿器进行运算从而得到相应的补偿信号。首先在PLC中设置一个转速比较器103将主、牵引电机反馈的转速再进行比较后得出转速差。然后再这是一个模糊PID控制器，在其中进行运算后得出一个补偿值，用于根据所述转速差值控制所述第一变频器和/或第二变频器，使得所述主电机和牵引电机的运行符合所需的转速比，从而实现两电动机同步运行控制。
本实施例中的模糊PID控制器相当于一个电控轴，其速度比可在运行中自由调整，根据主电机编码器和随动电机编码器的反馈信号，随动电机的速度将得到自动而精确的控制。编码器信号直接输入控制器，计算结果通过变频器内部数据总线，在动态下直接控制电机转矩，从而可以大大提高系统的响应速度和稳定性。
本发明采用主电机与牵引电机随动同步控制方式，以主电机传动作为主运动，牵引电机设为随动运动，按照设定的速比（可任意设置）跟随主电机运行。具体为：将主电机与牵引电机的反馈速度之差，经过补偿器计算出补偿量加到主、牵引电机的速度给定上。主、牵引电机的速度之差可以反映主、牵引电机速度的差异，将此补偿量经过补偿器分别加到主、牵引电机的速度给定上，从而实现主、牵引电机速度的准确同步。
将主电机201、牵引电机202的速度比例系数映射在参数上。通过改写参数改变主、牵引电机速度比例。如工艺要求：单线放线速度：牵引速度=2：1，那么参数的值为2，通过程序写入即可。即：当主机速度为10000时，牵引电机为5000。如果需要调整单线放线与牵引速度比例为4：1，这时只需要将参数改为4即可。比例系数确定后，牵引电机将按照设定好的比例精确的跟主机运转。因此本发明只需通过PLC控制主电机201和牵引电机202的速度比即可实现得到不同捻距的要求，从而避免了现有技术中通过更换减速箱中配对捻距齿轮来改变捻距的不足。

Claims (5)

1.一种双捻机中钢帘线的独立控制方法，其特征在于：
驱动主电机运动，所述主电机带动钢帘线作旋转运动；
驱动牵引电机运动，所述牵引电机带动钢帘线作进给运动；
根据钢帘线所需的捻距，驱动所述主电机和牵引电机按照相应转速比运行。
2.根据权利要求1所述双捻机中钢帘线的独立控制方法，其特征在于：
根据所述主电机旋转运动的反馈信号对主电机进行闭环控制；
根据所述牵引电机进给运动的反馈信号对牵引电机进行闭环控制。
3.根据权利要求1或2所述双捻机中钢帘线的独立控制方法，其特征在于：
根据所述主电机旋转运动的反馈信号和所述牵引电机进给运动的反馈信号的差值，对所述主电机和/或牵引电机进行补偿，使得所述主电机和牵引电机的运行符合所需的转速比。
4.一种双捻机中钢帘线的独立控制系统，其特征在于，包括：
主电机，与钢帘线连接；
牵引电机，也所述钢帘线连接；
第一变频器，与所述主电机连接，用驱动主电机运动，所述主电机带动钢帘线的旋转运动；
第二变频器，与所述牵引电机连接，用于驱动牵引电机运动，所述牵引电机带动钢帘线的进给运动；以及
PLC，用于根据钢帘线所需的捻距，控制所述第一变频器和第二变频器分别驱动所述主电机和牵引电机按照相应转速比运行。
5.根据权利要求4所述双捻机中钢帘线的独立控制系统，其特征在于，所述PLC包括：
一转速比较器，用于比较所述主电机旋转运动的反馈信号和所述牵引电机进给运动的反馈信号，得到两者的转速差值；以及
一模糊PID控制器，用于根据所述转速差值控制所述第一变频器和/或第二变频器，使得所述主电机和牵引电机的运行符合所需的转速比。
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