CN105353717A - 一种钢丝绳线股张力在线控制系统及方法 - Google Patents

一种钢丝绳线股张力在线控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢丝绳线股张力在线控制系统，包括控制器，分别连接于所述控制器的张力测量机构以及张力调节机构，其中：所述张力测量机构包括滑轮以及连接于所述控制器的称重传感器，钢丝绳的线股位于所述滑轮上并通过所述滑轮导向，所述称重传感器用于测量所述线股对所述滑轮的压力并将压力信号传递至所述控制器；所述张力调节机构包括连接于所述控制器的伺服电机，以及由所述伺服电机带动旋转的工字轮，所述线股绕设在所述工字轮上，所述控制器根据所述压力信号控制所述伺服电机调整转速。本发明能够实时对钢丝绳线股的张力进行监控，精确控制以及调整钢丝绳各线股的张力，使得钢丝绳各线股张力均匀。

Description

一种钢丝绳线股张力在线控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种钢丝绳生产设备及方法，尤其涉及一种钢丝绳线股张力在线控制系统及方法。
背景技术
国内外对钢丝绳生产捻绳工序中线股张力的控制还没有完全实现智能化控制。当前的捻绳工序中线股张力的控制方式主要是通过机械方法实现对捻绳过程中各线股张力的控制，通过使用麻绳拉紧线股所缠绕的工字轮，来控制线股的转动力矩。在实际生产过程中，操作人员通过用手压麻绳来感受线股转动力的大小，从而判断每根钢丝绳线股的张力是否均匀，并加以调整。这种控制方式极为不稳定，也极大的影响了生产效率。
也有些设备可以自动调整钢丝绳线股张力，主要是利用链条拉紧钢丝绳线股所缠绕的工字轮，链条连接在弹簧上，弹簧固定在捻绳设备车体上，通过弹簧的拉紧和放松来调节工字轮与链条的摩擦力，从而达到调整线股张力的目的。这种方法极大的提高了生产效率，线股的张力也得到了一定的保障，但是随着设备的使用，链条与工字轮摩擦的加大，弹簧的弹性变化等一系列因素影响，线股张力的均匀性就存在很大的差异，同时，也没有准确的数字显示，很难判断差距有多大，多长时间维修或更换装置，钢丝绳线股的张力也得不到有效控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢丝绳线股张力在线控制系统及方法，能够实时对钢丝绳线股的张力进行监控，精确控制以及调整钢丝绳各线股的张力，使得钢丝绳各线股张力均匀。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种钢丝绳线股张力在线控制系统，包括控制器，分别连接于所述控制器的张力测量机构以及张力调节机构，其中：
所述张力测量机构包括滑轮以及连接于所述控制器的称重传感器，钢丝绳的线股位于所述滑轮上并通过所述滑轮导向，所述称重传感器用于测量所述线股对所述滑轮的压力并将压力信号传递至所述控制器；
所述张力调节机构包括连接于所述控制器的伺服电机，以及由所述伺服电机带动旋转的工字轮，所述线股绕设在所述工字轮上，所述控制器根据所述压力信号控制所述伺服电机调整转速。
作为优选，所述控制器包括依次连接的输入模块、输出模块以及脉冲模块，所述脉冲模块连接有伺服电机驱动器，所述伺服电机驱动器连接于所述伺服电机并控制所述伺服电机的转速。
作为优选，还包括上位工控计算机，所述上位工控计算机连接于所述控制器。
作为优选，所述称重传感器位于所述滑轮下方。
作为优选，所述滑轮下方设有滑轮支架，所述称重传感器位于所述滑轮支架内。
作为优选，所述线股为多根，所述滑轮、称重传感器、伺服电机以及工字轮的数量与所述线股的数量相同。
本发明通过张力测量机构测得钢丝绳线股对滑轮的压力，并通过控制器判断该压力是否在预设压力阈值范围内，随后控制伺服电机转速，通过伺服电机转速的调整，使得工字轮的转速得以调整，进而调整钢丝绳线股的张力；通过上述结构能够实时对钢丝绳线股的张力进行监控，精确控制以及调整钢丝绳各线股的张力，使得钢丝绳各线股张力均匀。
本发明还提供一种钢丝绳线股张力在线控制系统的控制方法，包括以下步骤：
测量线股对滑轮产生压力的压力值；
判断所述压力值是否在预设压力阈值范围内；
所述压力值不在预设压力阈值范围内时，调整伺服电机转速。
作为优选，所述测量线股对滑轮所产生压力的压力值包括：
通过称重传感器测量线股对滑轮产生的压力；
通过控制器将称重传感器产生的压力信号转换成压力值。
作为优选，所述判断所述压力值是否在预设压力阈值范围内包括：
将所述压力值分别与预设压力阈值的最小值以及最大值比较，并判断所述压力值是否在所述预设压力阈值的最小值以及最大值之间。
作为优选，所述调整伺服电机转速包括：
通过控制器发送脉冲指令给伺服电机驱动器；
通过伺服电机驱动器控制调整伺服电机的转速。
本发明上述控制方法，能够实时对钢丝绳线股的张力进行监控，精确控制以及调整钢丝绳各线股的张力。
附图说明
图1是本发明的控制系统的结构示意图；
图2是本发明的控制系统的原理示意图；
图3是本发明的控制方法的流程图。
图中：
1、滑轮；2、称重传感器；3、线股；4、伺服电机；5、工字轮；6、工字轮支架；7、滑轮支架；8、皮带轮；9、皮带。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种钢丝绳线股张力在线控制系统,如图1和图2所示，包括控制器，分别连接于该控制器的张力测量机构以及张力调节机构，其中：
张力测量机构包括滑轮1以及连接于控制器的称重传感器2，钢丝绳的线股3位于滑轮1上并通过滑轮1导向，称重传感器2用于测量线股3对滑轮2的压力并将压力信号传递至控制器；
张力调节机构包括连接于控制器的伺服电机4，以及由伺服电机4带动旋转的工字轮5，线股4绕设在工字轮5上，工字轮5安装在工字轮支架6上。
本实施例中，优选的，在伺服电机4的输出端以及工字轮5的一侧均固接有皮带轮8，且两个皮带轮8之间通过皮带9连接，进而使得伺服电机4能够驱动工字轮5转动。
控制器根据称重传感器2测量的压力信号来控制伺服电机4调整转速，进而调整工字轮5的转速，使得其上的线股3的张力得到调节。
本实施例中，控制器为PLC控制器，其包括依次连接的输入模块、输出模块以及脉冲模块，其中脉冲模块连接有伺服电机驱动器，该伺服电机驱动器连接于伺服电机4并控制伺服电机4偏转。具体的，输入模块可选用SM331输入模块，其用于接收称重传感器2传递的压力信号(此时为模拟量)，并将该模拟量转变为数字量，在输入模块将模拟量转变为数字量时，控制器会将该数字量也就是线股3对滑轮2的压力与预设的压力阈值相比较，当线股3对滑轮2的压力不在预设压力阈值范围内时，输入模块会将上述数字量传递至输出模块，输出模块选用SM323输出模块，其将上述数字量再次转换为模拟量，并输出给脉冲模块，脉冲模块选用FM354脉冲模块，其在接收输出模块的模拟量之后，向伺服电机驱动器发出脉冲指令，伺服电机驱动器接收到脉冲指令后，控制伺服电机4调整转速，进而使得由其驱动的工字轮5的转速也得以调整，最终使钢丝绳的线股3的张力得到调整，使其满足捻绳过程中线股3的张力需求。
本实施例中，还包括上位工控计算机，该上位工控计算机连接于控制器，通过该上位工控计算机，能够直观的显示出线股3对滑轮2的压力值，进而方便操作人员的观察。而且优选的，还可以通过该上位工控计算机换算出线股3对滑轮2的压力值所对应的钢丝绳的线股3的张力，使操作人员观察更加直观。
本实施例中，称重传感器2位于滑轮1的下方。具体的在滑轮1的下方设有滑轮支架7，称重传感器2位于滑轮支架7内。
本实施例中，上述线股3为多根，滑轮1、称重传感器2、伺服电机4以及工字轮5的数量与线股3的数量相同。即每根线股3均配套有滑轮1、称重传感器2、伺服电机4以及工字轮5，能够实现对每根线股3张力的单独调节，进而使得多跟线股3的张力均匀，为后续的工艺创造了良好的基础。
本发明还提供一种上述钢丝绳线股张力在线控制系统的控制方法，包括以下步骤：
S01：测量线股对滑轮产生压力的压力值，具体包括：
通过称重传感器2测量线股3对滑轮1产生的压力，并通过控制器将称重传感器2产生的压力信号转换成压力值。具体是通过控制器的输入模块将该压力信号转换成压力值。
S02：判断所述压力值是否在预设压力阈值范围内，包括：
将上述压力值分别与预设压力阈值的最小值以及最大值比较，并判断所述压力值是否在预设压力阈值的最小值以及最大值之间。
S03：当压力值不在预设压力阈值范围内时，调整伺服电机4的转速，具体包括：
通过控制器发送脉冲指令给伺服电机驱动器；
通过伺服电机驱动器控制调整伺服电机的转速。
通过控制器发送脉冲指令给伺服电机驱动器，具体是通过控制器的输入模块将上述数字量发送给输出模块，随后由输出模块将该数字量转换成模拟量，并将该模拟量发送给脉冲模块，脉冲模块根据该模拟量向伺服电机驱动器发出脉冲指令；
通过伺服电机驱动器控制调整伺服电机4的转速，即在伺服电机驱动器接收到脉冲模块发出的脉冲指令后，其控制伺服电机4进行转速调整，且精确控制伺服电机4的转速调整量，进而使得工字轮5的转速得到同步调整，以满足钢丝绳线股3的张力满足捻绳工艺的张力要求。
当压力值在预设压力阈值范围内时，不对伺服电机4做调整。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢丝绳线股张力在线控制系统，其特征在于，包括控制器，分别连接于所述控制器的张力测量机构以及张力调节机构，其中：
所述张力测量机构包括滑轮以及连接于所述控制器的称重传感器，钢丝绳的线股位于所述滑轮上并通过所述滑轮导向，所述称重传感器用于测量所述线股对所述滑轮的压力并将压力信号传递至所述控制器；
所述张力调节机构包括连接于所述控制器的伺服电机，以及由所述伺服电机带动旋转的工字轮，所述线股绕设在所述工字轮上，所述控制器根据所述压力信号控制所述伺服电机调整转速。
2.根据权利要求1所述的钢丝绳线股张力在线控制系统，其特征在于，所述控制器包括依次连接的输入模块、输出模块以及脉冲模块，所述脉冲模块连接有伺服电机驱动器，所述伺服电机驱动器连接于所述伺服电机并控制所述伺服电机调整转速。
3.根据权利要求2所述的钢丝绳线股张力在线控制系统，其特征在于，还包括上位工控计算机，所述上位工控计算机连接于所述控制器。
4.根据权利要求1所述的钢丝绳线股张力在线控制系统，其特征在于，所述称重传感器位于所述滑轮下方。
5.根据权利要求4所述的钢丝绳线股张力在线控制系统，其特征在于，所述滑轮下方设有滑轮支架，所述称重传感器位于所述滑轮支架内。
6.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述线股为多根，所述滑轮、称重传感器、伺服电机以及工字轮的数量与所述线股的数量相同。
7.一种如权利要求1-6任一所述的钢丝绳线股张力在线控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
测量线股对滑轮产生压力的压力值；
判断所述压力值是否在预设压力阈值范围内；
所述压力值不在预设压力阈值范围内时，调整伺服电机转速。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述测量线股对滑轮所产生压力的压力值包括：
通过称重传感器测量线股对滑轮产生的压力；
通过控制器将称重传感器产生的压力信号转换成压力值。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述判断所述压力值是否在预设压力阈值范围内包括：
将所述压力值分别与预设压力阈值的最小值以及最大值比较，并判断所述压力值是否在所述预设压力阈值的最小值以及最大值之间。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述调整伺服电机转速包括：
通过控制器发送脉冲指令给伺服电机驱动器；
通过伺服电机驱动器控制调整伺服电机的转速。
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