CN110127420A - 智能提布系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能提布系统及其方法，包括PLC控制器和提布轮电机，还包括连接在所述PLC控制器和提布轮电机之间的驱动器，所述PLC控制器的输入输出端均连接于所述驱动器的第一输入输出端，所述提布轮电机的输入输出端均连接于所述驱动器的第二输入输出端，所述PLC控制器连接有显示屏和输入键盘，所述驱动器连接有报警器。去除变频器，使用驱动器进行PLC控制器与同步电机之间的通信，实现PLC控制器与同步电机之间的闭环控制。
Description
技术领域
本发明属于提布系统技术领域，尤其是涉及一种智能提布系统及其方法。
背景技术
提布系统主要针对织布染布厂把布料从在前工序提取到在后工序的应用场景，提布系统需要使用提布轮电机。如图1所示，传统的提布系统中采用PLC控制器1控制变频器91，再由变频器91控制提布轮电机，控制方式是一种开环控制方式，即变频器91只能控制电机速度变化，而不能获取电机实际运行扭矩等关键信号，更无法实时调整电机状态。
此外，现有技术的提布轮电机使用的是异步电机92，由异步电机9292来驱动提布轮，同时配备布警板，出现缠布时,由装设在布警板上的报警装置进行反馈，再由操作人员手动解决缠布的问题，有时布料运行速度过快、惯性大，很容易出现与布警板也绞死的现象，解除时需要耗费较多的时间并有可能损坏布料。并且在普通应用场景下，提布系统在工作的进程中，卷布速度会越来越快，若是保持原有的电机速度，将会使布料紧绷状态越来越严重，最后甚至导致撤坏布料的情况。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种智能提布系统；
发明的另一目的是针对上述问题，提供一种智能提布系统的智能提布方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种智能提布系统，包括PLC控制器和提布轮电机，还包括连接在所述PLC控制器和提布轮电机之间的驱动器，所述PLC控制器的输入输出端均连接于所述驱动器的第一输入输出端，所述提布轮电机的输入输出端均连接于所述驱动器的第二输入输出端，所述PLC控制器连接有显示屏和输入键盘，所述驱动器连接有报警器。
在上述的智能提布系统中，所述提布轮电机为同步电机。
在上述的智能提布系统中，所述同步电机与所述驱动器通过插接件一体设置。
在上述的智能提布系统中，所述插接件包括开设在所述同步电机顶部的插接口，所述插接口的下端具有连接于所述同步电机输入输出端的第一导电片，所述驱动器的底部具有与所述插接口相适应的插接柱，所述插接柱顶端具有连接于所述驱动器第二输入输出端的第二导电片，当所述驱动器插接在所述同步电机上时，所述第一导电片与第二导电片相接触。
在上述的智能提布系统中，所述驱动器或PLC控制器还连接有用于检测所述提布轮电机扭矩的扭矩检测器。
一种基于上述智能提布系统的智能提布方法，包括以下步骤：
S1.由PLC控制器根据电机参数生成控制命令并将所述控制命令发送给驱动器；
S2.由驱动器根据所述控制命令控制提布轮电机工作；
S3.由所述驱动器实时检测提布轮电机包括扭矩的电机状态信息，并将所述电机状态信息发送给PLC控制器；
S4.当所述提布轮电机的扭矩发生变化时，控制所述提布轮电机的转速作出相应变动。
在上述的智能提布方法中，在步骤S4中，当检测到提布轮电机的扭矩改变时，PLC控制器根据扭矩变化改变电机参数，并重复步骤S1-S3。
在上述的智能提布方法中，在步骤S4中，当检测到提布轮电机的扭矩大于第一阈值时，PLC控制器改变电机参数使提布轮电机速度降低；当检测到提布轮电机的扭矩小于第二阈值时，PLC控制器改变电机参数使提布轮电机速度增加。
在上述的智能提布方法中，在步骤S3中，当所述提布轮电机的扭矩增大，且增大值超过第三阈值时，发送报警信息给报警器，由所述报警器发出警报。
在上述的智能提布方法中，在步骤S1中，由用户通过输入键盘输入所述电机参数；
步骤S3还包括：
所述PLC控制器将所述电机状态信息发送给显示屏，由所述显示屏显示所述电机状态信息。
本发明的优点在于：使用同步电机带动异步电机，具有效率高、体积小、运行平稳和噪音小等优点；去除变频器，使用驱动器进行PLC控制器与同步电机之间的通信，实现PLC控制器与同步电机之间的闭环控制；自动检测同步电机的扭矩变化，使PLC控制器根据扭矩变化输出控制命令，一定程度上预防和解除缠布问题，提高了生产效率；同时能够通过调整电机速度使同步电机处的布料转述与布料输出速度相匹配，避免布料因为过于张紧而损坏。
附图说明
图1是现有技术提布系统的结构框图；
图2是本发明实施例一中提布系统的结构框图；
图3是本发明实施例一中同步电机与驱动器的安装方式；
图4是本发明实施例一中插接口的剖面图；
图5是本发明实施例一中插接柱的剖面图；
图6是本发明实施例二中提布系统的结构框图
图7是本发明实施例三中提布系统的提布方法流程图一；
图8是本发明实施例三中提布系统的提布方法流程图一。
附图标记：PLC控制器1；同步电机2；驱动器3；显示屏4；输入键盘5；报警器6；扭矩检测器7；插接口81；插接柱82；第一导电片83；第二导电片84；变频器91；异步电机92。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例一
如图2所示，本实施例公开了一种智能提布系统，包括PLC控制器1、提布轮电机和连接在PLC控制器1和提布轮电机之间的驱动器3，PLC控制器1的输入输出端均连接于驱动器3的第一输入输出端，提布轮电机的输入输出端均连接于驱动器3的第二输入输出端，且PLC控制器1通过CAN总线连接于驱动器3以实现与驱动器3之间的通信。
具体地，PLC控制器1与提布轮电机通过驱动器3通信连接，且PLC控制器1连接有显示屏4和输入键盘5，显示屏4用于显示提布轮电机的速度、扭矩等状态信息，输入键盘5用于供用户输入电机参数等控制信息。
优选地，提布轮电机为同步电机2，本实施例使用同步电机2代替传统的异步电机92，同步电机2具有体积小、效率高、运行平稳且噪音小等优点，使用同步电机2能够解决现有技术的异步电机92体积大、噪音高、运行不稳定等问题。
这里去掉了中间的变频器91，电机参数由用户通过输入键盘5输入后，使用PLC控制器1通过CAN总线写入，且通过采用驱动器3作为PLC控制器1与提布轮电机之间的通信中介。本领域技术人员都应当知道，一般的驱动器3控制电机具有三种模式，分别为控制模式、扭矩模式和转速模式，本实施例采用的是第三种模式，从PLC控制器1接收控制命令，然后根据控制命令控制同步电机2的转速。
另外，本领域技术人员也应当知道，驱动器3还能够获取电机的状态信息，所以这里通过驱动器3获取同步电机2的状态信息，然后将该状态信息发送给PLC控制器1，PLC控制器1再根据电机的状态信息调整发送给驱动器3的控制命令实现闭环控制，这里的状态信息主要是指同步电机2的扭矩和转速。
进一步地，如图3所示，这里的同步电机2与驱动器3通过插接件一体设置，插接件包括多个开设在同步电机2顶部的插接口81，插接口81的下端具有连接于同步电机输入输出端的第一导电片83，驱动器3的底部具有多个与插接口81相适应的插接柱82，插接柱82顶端具有连接于驱动器第二输入输出端的第二导电片84，当驱动器3插接在同步电机2上时，第一导电片83与第二导电片84相接触。另外，第一导电片83可以筒状形式存在，例如周向贴覆在插接口81的周向内侧，第二导电片84以柱状形式存在，例如周向贴覆在插接柱82的周向外侧，也可以使整个插接柱82为所述导电片84。这样，当驱动器3插接在同步电机2上时，第一导电片83将第二导电片84包覆，从而使第一导电片83与第二导电片84相接触。这里采用同步电机2与驱动器3一体化的设置方式，将驱动器3通过插接件固定在同步电机2的上端，同时通过插接件将驱动器3与同步电机2通信连接，简化接线和安装，当然，为了提高驱动器3在同步电机2上的稳定性，还可以增加螺栓螺纹将同步电机2与驱动器3相互固定连接。
实施例二
如图6所示，本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例的驱动器3或PLC控制器1还连接有用于检测提布轮电机扭矩的扭矩检测器7，这里优选PLC控制器1连接扭矩检测器7。本领域技术人员应当知道，驱动器3获取当前电机扭矩的方法是通过电流以及电机力矩常数等计算而得，存在一定的误差，这里通过扭矩检测器7对电机进行精确的扭矩检测，提高检测精度，从而有助于提高PLC控制器1的控制精度。
进一步地，这里可以采用集成有扭矩检测器7的同步电机2以提高系统的集成度。
实施例三
如图7所示，本实施例公开了一种基于上述智能提布系统的智能提布方法，包括以下步骤：
S1.由PLC控制器1根据电机参数生成控制命令并将该控制命令发送给驱动器3；
S2.由驱动器3根据控制命令控制提布轮电机工作；
S3.驱动器3实时检测提布轮电机包括扭矩的电机状态信息，并将电机状态信息发送给PLC控制器1；同时，PLC控制器1将所述电机状态信息发送给显示屏4，由所述显示屏4显示所述电机状态信息。
S4.当提布轮电机的扭矩发生变化时，控制提布轮电机的转速作出相应变动。
具体地，在步骤S1中，由用户通过输入键盘5输入电机参数；在步骤S4中，当检测到提布轮电机的扭矩改变时，PLC控制器1根据扭矩变化改变电机参数，并重复步骤S1-S3。也就是说最原始的用于控制电机转速等工作状态的电机参数由用户输入，然后系统根据电机扭矩的变化改变电机参数从而调整电机速度。
具体地，如图8所示，在步骤S4中，当检测到提布轮电机的扭矩大于第一阈值时，PLC控制器1改变电机参数使提布轮电机速度降低；当检测到提布轮电机的扭矩小于第二阈值时，PLC控制器1改变电机参数使提布轮电机速度增加。
第一阈值与第二阈值的大小由用户设置，用户可以根据布料正常状态同步电机的扭矩设置第一阈值与第二阈值，满足第一阈值大于正常扭矩值，第二阈值小于正常扭矩值。
现有技术中，提布系统在提取布料的时候，随着提布工作的进行，卷轴会越来越粗，但是同步电机2的转速设定不变，所以其线速度会越来越大，卷布速度越来越快，但是布料输出是不变的，所以随着提布工作的进行，扭矩会越来越大，布料会越来越紧绷，有时候甚至因为过于紧绷而拉断布料。本实施例通过驱动器3实时检测同步电机2的扭矩，PLC控制器1根据扭矩变化情况改变参数电极以改变电机速度，例如当扭矩增大超过第一阈值时，PLC控制器1改变电机参数并根据改变后的电机参数生成控制命令，使驱动器3根据新的控制命令控制同步电机2降低速度，卷布速度变慢了，扭矩就会随之减小，从而适应不断变粗的卷轴。
但是布料输出也不是一成不变的，例如有时候布料输出的速度也会变快，同样地，当布料输出速度大于卷布速度的时候，扭矩会变小，驱动器3将扭矩变化信息发送给PLC控制器1，当扭矩小于第二阈值的时候，PLC控制器1改变电机参数并根据改变后的电机参数生成控制命令，使驱动器3根据新的控制命令控制同步电机2增加速度以适应布料输出速度。
另外，需要说明的是，扭矩增大的情况不仅仅适用于卷布速度加快这一种情况。当出现或即将出现缠布问题的时候，若是采用现有技术的提布系统，需要在已经出现缠布问题的时候发出警报，有些系统不会立即停止运转，在布料运行速度过快，惯性大的时候，很容易使缠布问题越来越严重，甚至出现与布警板也绞死的现象，需要耗费工作人员较多的时间去解决缠布问题；有些系统在发出警报的时候会停止运转，以避免更严重的缠布问题，等待工作人员解决缠布问题之后才能重新启动，但是这样的方式将会大大降低工作效率。而本实施例利用出现或即将出现缠布问题时布料会拉紧，同步电机2扭矩会增大的特性，同样可以根据扭矩的变化控制同步电机速度从而预防、减轻或解除缠布问题。例如在出现或即将出现缠布问题的时候，扭矩会增大到一定值，例如第一阈值或其他更高或更低的值，此时PLC控制器1也会控制同步电机2降低速度，以给予系统自我恢复时间，具有预防缠布和自动解除缠布问题的效果。
进一步地，在步骤S3中，当提布轮电机的扭矩增大，且增大值超过第三阈值时，驱动器3直接将报警信息发送给给报警器6，由报警器6发出警报。第三阈值可以大于第一阈值，也可以等于第一阈值，这里优选大于第一阈值。在扭矩大于第三阈值的时候及时发出警报以提醒工作人员，工作人员在看到警报信息后做好故障准备，在发生缠布等问题的时候能够及时发现问题以辅助解决缠布等问题，避免缠布等问题越来越严重。
PLC控制器1和驱动器3均具有处理器，所以扭矩与第一阈值、第二阈值之间的比较可以在PLC控制器1中进行，也可以在驱动器3中进行；由于本实施例的报警信息由驱动器3直接发送给报警器6，所以这里的扭矩与第三阈值的比较在驱动器3中进行。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了PLC控制器1；同步电机2；驱动器3；显示屏4；输入键盘5；报警器6；扭矩检测器7；插接口81；插接柱82；第一导电片83；第二导电片84；变频器91；异步电机92。等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种智能提布系统，包括PLC控制器(1)和提布轮电机，其特征在于，还包括连接在所述PLC控制器(1)和提布轮电机之间的驱动器(3)，所述PLC控制器(1)的输入输出端均连接于所述驱动器(3)的第一输入输出端，所述提布轮电机的输入输出端均连接于所述驱动器(3)的第二输入输出端，所述PLC控制器(1)连接有显示屏(4)和输入键盘(5)，所述驱动器(3)连接有报警器(6)。
2.根据权利要求1所述的智能提布系统，其特征在于，所述提布轮电机为同步电机(2)。
3.根据权利要求2所述的智能提布系统，其特征在于，所述同步电机(2)与所述驱动器(3)通过插接件一体设置。
4.根据权利要求3所述的智能提布系统，其特征在于，所述插接件包括开设在所述同步电机(2)顶部的插接口(81)，所述插接口(81)的下端具有连接于所述同步电机(2)输入输出端的第一导电片(83)，所述驱动器(3)的底部具有与所述插接口(81)相适应的插接柱(82)，所述插接柱(82)顶端具有连接于所述驱动器(3)第二输入输出端的第二导电片(84)，当所述驱动器(3)插接在所述同步电机(2)上时，所述第一导电片(83)与第二导电片(84)相接触。
5.根据权利要求4所述的智能提布系统，其特征在于，所述驱动器(3)或PLC控制器(1)还连接有用于检测所述提布轮电机扭矩的扭矩检测器(7)。
6.一种基于权利要求1-4所述的智能提布系统的智能提布方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.由PLC控制器(1)根据电机参数生成控制命令并将所述控制命令发送给驱动器(3)；
S2.由驱动器(3)根据所述控制命令控制提布轮电机工作；
S3.由所述驱动器(3)实时检测提布轮电机包括扭矩的电机状态信息，并将所述电机状态信息发送给PLC控制器(1)；
S4.当所述提布轮电机的扭矩发生变化时，控制所述提布轮电机的转速作出相应变动。
7.根据权利要求6所述的智能提布方法，其特征在于，在步骤S4中，当检测到提布轮电机的扭矩改变时，PLC控制器(1)根据扭矩变化改变电机参数，并重复步骤S1-S3。
8.根据权利要求7所述的智能提布方法，其特征在于，在步骤S4中，当检测到提布轮电机的扭矩大于第一阈值时，PLC控制器(1)改变电机参数使提布轮电机速度降低；当检测到提布轮电机的扭矩小于第二阈值时，PLC控制器(1)改变电机参数使提布轮电机速度增加。
9.根据权利要求8所述的智能提布方法，其特征在于，在步骤S3中，当所述提布轮电机的扭矩增大，且增大值超过第三阈值时，发送报警信息给报警器(6)，由所述报警器(6)发出警报。
10.根据权利要求6所述的智能提布方法，其特征在于，在步骤S1中，由用户通过输入键盘(5)输入所述电机参数；
步骤S3还包括：
所述PLC控制器(1)将所述电机状态信息发送给显示屏(4)，由所述显示屏(4)显示所述电机状态信息。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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