CN110386414B - 一种生产输送线电机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产输送线电机的控制方法，目标控制器实时获取后段电机的状态信号，状态信号包括开启信号及关闭信号；目标控制器计算物件行程；目标控制器根据状态信号及物件行程控制目标电机的工作状态。采用本发明，能减少因生产输送线上部分传感器故障，或外在环境引起所产生的错误信号，造成电机的误动作，同时能减少传感器的接线线材以及接线工作量。

Description

一种生产输送线电机的控制方法

技术领域

本发明涉及一种生产输送线控制技术，尤其涉及生产输送线电机的控制方法。

背景技术

生产输送线设备已广泛应用于各个行业的生产制造环节，原料从生产输送线的起点开始，在生产输送线不同环节上加工、组装，最终制成产品。使用生产输送线设备进行生产制造，不需要生产人员掌握所有工序，而是由掌握不同工序的多个生产人员在生产输送线操作其各自熟悉的工序，即可在生产输送线上大规模生产出同一规格的产品。这样对于生产人员的技能要求较低，对每个生产人员来说工序较为简单，操作效率高，极大地促进生产效率。

生产输送线的关键部件是电机，电机是生产输送线的驱动装置。生产输送线上按段安装了多个驱动电机。每一个电机驱动本段生产输送线的皮带运动。传统生产输送线控制系统对电机的控制较为单一，一般是采用传感器对生产加工件的位置进行检测，然后根据传感器检测信号对电机的开停、转速进行控制。由于生产输送线安装的传感器数量较多，传感器的线路故障、使用寿命、生产过程中产生的机械振动、灰尘或异物的干扰等因素时常会造成传感器的实效或产生误信号，从而使输送线设备不动作或误动作，增加了整条生产线的故障率。

因此，如何改进目前的生产输送线电机的控制方式，让每个电机能及时根据其他电机的开停状态做出相应的开停反应，减少传感器的使用，降低设备运转的故障率和生产制造成本，提高电机控制的稳健性，是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种生产输送线电机的控制方法，能减少因生产输送线上部分传感器故障，或外在环境引起所产生的错误信号，造成电机的误动作，同时能减少传感器的使用数量、传感器的接线线材、接线工作量以及以往传感器出现故障后的排查和维护时间，从而提高生产线传输精度、减少生产故障率、节约生产成本、提高生产效益。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种生产输送线电机的控制方法，生产输送线包括前段生产输送线、后段生产输送线、起点检测传感器及目标控制器，前段生产输送线包括前段皮带、前段皮带转轮及目标电机，后段生产输送线包括后段皮带、后段皮带转轮及后段电机，目标控制器设于目标电机的外部或内部，目标控制器设有第一计时器及第二计时器；生产输送线电机的控制方法的步骤包括：目标控制器实时获取后段电机的状态信号，状态信号包括开启信号及关闭信号；目标控制器计算物件行程；目标控制器根据状态信号及物件行程控制目标电机的工作状态。

作为上述方案的改进，目标控制器计算物件行程的步骤，包括：目标控制器计算前段皮带的运行速度v；起点检测传感器实时获取第一目标区域的第一检测信号，并将第一检测信号发送至目标控制器，第一检测信号包括有物信号及无物信号；目标控制器根据第一检测信号进行计时，并记录计时时间t；目标控制器根据行程计算公式s＝v×t计算物件行程。

作为上述方案的改进，目标控制器计算前段皮带的运行速度v的步骤，包括：判断用户是否初始化或变更速度计算参数；判断为是，根据速度计算参数及速度计算公式计算前段皮带的运行速度v；速度计算参数包括目标电机的转速、前段皮带转轮的直径及调节参数，速度计算公式为：v＝n×π×d×k，其中，π为圆周率，n为目标电机的转速，d为前段皮带转轮的直径，k为调节参数。

作为上述方案的改进，目标控制器根据第一检测信号进行计时，并记录计时时间t的步骤，包括：判断第一检测信号是否为有物信号；判断为是，触发第一计时器进行特定计时周期的计时操作，记录每个计时周期的时间值t；判断第一检测信号是否为无物信号；判断为是，第一计时器不进行计时操作。

作为上述方案的改进，目标控制器根据行程计算公式s＝v×t计算物件行程的步骤，包括：每经过一个计时周期，目标控制器均根据行程计算公式s＝v×t计算一次物件行程，其中，v为前段皮带的运行速度，t为每个计时周期第一计时器记录的时间值。

作为上述方案的改进，目标控制器根据状态信号及物件行程控制目标电机的工作状态的步骤，包括：每个计时周期判断目标控制器是否计算出物件行程，判断为是，进行如下判断及控制：判断物件行程是否小于前段皮带的长度，判断为是，控制目标电机运转；判断物件行程是否大于或等于前段皮带的长度，且状态信号为开启信号，判断为是，控制目标电机运转，停止第一计时器的计时操作，并触发第二计时器进行计时操作；判断物件行程是否大于或等于前段皮带的长度，且状态信号为关闭信号，判断为是，控制目标电机停止运转，停止第一计时器的计时操作，并等待后段电机的再启动信号。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明生产输送线电机的控制方法能减少因生产输送线上部分传感器故障，或外在环境引起所产生的错误信号，造成电机的误动作，同时能减少传感器的使用，降低设备运转的故障率和生产制造成本，减少传感器出现故障时的排查和维护时间，提高生产效率。

具体来说，本发明生产输送线电机的控制方法根据后段电机状态信号、物件行程控制目标电机。虽然也使用传感器，但传感器的作用仅是在整条输送线的起点对生产部件进行检测。当起点检测传感器检测到生产部件经过时，触发第一计时器进行计时操作，并根据计时记录的时间值，以及前段皮带运行速度计算该生产部件在前段生产输送线上的行程，当计算的物件行程大于或等于前段生产输送线的前段皮带的长度时，说明前段生产输送线已经完成对该生产部件的输送任务，然后根据后段电机的状态信号对前段电机的运行状态进行控制。当维持电机运转时，停止第一计时器计时并触发第二计时器计时，无需再通过安装传感器来检测物件到达的信号，减少使用传感器，从而减少因生产输送线上部分传感器故障，或外在环境引起所产生的错误信号，造成电机的误动作，以及减少传感器出现故障时的排查和维护时间，降低设备运转的故障率和生产制造成本，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明生产输送线电机的控制方法所针对的生产输送线实施例结构示意图；

图2是本发明生产输送线电机的控制方法的行程控制法的总体流程图；

图3是本发明生产输送线电机的控制方法的目标控制器计算物件行程的流程图；

图4是本发明生产输送线电机的控制方法的目标控制器计算前段皮带的运行速度的流程图；

图5是本发明生产输送线电机的控制方法目标控制器根据第一检测信号进行计时，并记录计时时间的流程图；

图6是本发明生产输送线电机的控制方法目标控制器根据状态信号及物件行程控制目标电机的工作状态的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

本发明生产输送线电机的控制方法是基于图1显示的生产输送线结构进行设计的，包括前段生产输送线、后段生产输送线、起点检测传感器30及目标控制器，前段生产输送线包括前段皮带11、前段皮带转轮12及目标电机13，后段生产输送线包括后段皮带21、后段皮带转轮22及后段电机23。

需要说明的是，前段生产输送线及后段生产输送线在结构上是相同的。“前段”和“后段”的表述仅是针对实施例而言。当上述结构应用于两段以上的生产输送线时，任何一段生产输送线相对于前面相邻的生产输送线就是后段生产输送线，相对于后面相邻的生产输送线就是前段生产输送线。

目标控制器设于目标电机13的外部或内部。

当目标控制器设于目标电机13的外部时，可以采用中央控制器，中央控制器通过通信总线与目标电机连接以实现控制，中央控制器可以承担较复杂的运算处理。目标控制器也可以设于目标电机13的内部，成为目标电机13的内置控制器，从而减少总线数据交互，在算法不复杂、处理的数据量不大的情况下，处理响应的速度更快。另外，由于后段电机结构与目标电机相同，因此在电机内置控制器的方案下，后段电机也设有内置控制器以对其本身的运行状态进行控制。

目标控制器设有第一计时器及第二计时器。

需要说明的是，计时器是目标控制器内部集成的，目标控制器内部有几百上千个计时器，可给每段每台电机可单独分配一个计时器来计算物件在每段生产输送线的行程。虽然本发明只有两台电机，只需两个计时器，但即使将本发明应用于两段以上生产输送线时，则目标控制器仍可以对每台电机分配一个单独的计时器进行计时。

本发明生产输送线电机的控制方法虽然也使用传感器，但传感器仅需要一个，其作用是在整条输送线的起点处对生产部件进行检测。当传感器检测到生产部件经过时，触发相关计时器进行计时操作。与现有的依靠传感器信号进行电机控制的方法相比较，本发明生产输送线电机的控制方法极大地减少了传感器的使用，从而减少因生产输送线上部分传感器故障，或外在环境引起所产生的错误信号，造成电机的误动作，以及减少传感器出现故障时的排查和维护时间，降低设备运转的故障率和生产制造成本，提高生产效率。

下面结合附图对进行说明。

图2显示的是本发明生产输送线电机的控制方法的流程图，包括：

S101、目标控制器实时获取后段电机23的状态信号；

状态信号包括开启信号及关闭信号。其中，开启信号表示后段电机23处于开启运转状态，关闭信号表示后段电机23处于关闭停止状态。

S102、目标控制器计算物件行程；

S103、目标控制器根据状态信号及物件行程控制目标电机13的工作状态。

下面对上述上述步骤进行详细描述。

图3是目标控制器计算物件行程(S102)的流程图，其具体步骤包括：

S201、目标控制器计算前段皮带11的运行速度v。

S202、起点检测传感器30实时获取第一目标区域的第一检测信号，并将第一检测信号发送至目标控制器。

需要说明的是，用户可以根据需要确定第一目标区域。比如，要确定生产部件是否到达前段生产输送线的起点区域，可以将起点检测传感器30安装在该起点区域附近，从而检测出起点区域是否有生产部件通过。第一检测信号包括有物信号及无物信号。其中，有物信号表示在第一目标区域内检测到生产部件，如果第一目标区域是前段生产输送线的起点区域，则有物信号说明有生产部件通过该区域，即前段生产输送线开始输送该生产部件。无物信号表示在第一目标区域内没有检测到生产部件，如果第一目标区域是前段生产输送线的起点区域，则无物信号说明该起点区域内没有检测到有生产部件。

S203、目标控制器根据第一检测信号进行计时，并记录计时时间t。

S204、目标控制器根据行程计算公式s＝v×t计算物件行程。

计算物件行程一般需要两个参数，即速度和时间，其中速度是前段皮带11的运行速度，时间就是生产部件通过前段生产输送线起点区域后开始计时的时间值。

目标控制器计算前段皮带的运行速度v的步骤(S201)，如图4所示，具体包括：

S301、判断用户是否初始化或变更速度计算参数；

S302、判断为是，根据速度计算参数及速度计算公式计算前段皮带的运行速度v。

前段皮带的运行速度v是根据预设的速度计算参数进行计算。因此，用户对速度计算参数进行初始化或变更后，都需要根据初始化或更新后的速度计算参数计算前段皮带的运行速度v。

速度计算参数包括目标电机13的转速、前段皮带转轮12的直径及调节参数。速度计算公式为v＝n×π×d×k，其中，π是圆周率，n是目标电机13的转速，d是前段皮带转轮12的直径，k是调节参数。

比如目标电机13的转速n为10r/min，前段皮带转轮12的直径d是20cm，则根据公式v＝n×π×d计算前段皮带的运行速度v为628cm/min。实际运行中，前段皮带11的运行速度v可能受到许多因素影响，其实际数值与上述计算结果存在偏差，比如目标电机13的实际频率低于额定频率，导致目标电机13实际转速小于10r/min，又比如前段皮带11受到其他机件的摩擦力的作用导致运行速度减小。故此，需要引入一个调节参数k，并将计算公式调整为v＝n×π×d×k，以减少计算结果与实际情况的偏差。调节参数k由用户根据实际生产情况进行设置。

对于生产部件进入前段生产输送线后经过的时间，首先，起点检测传感器30获取第一目标区域的第一检测信号，并将第一检测信号发送至目标控制器。目标控制器根据第一检测信号进行计时，并记录计时时间t(S203)，如图5所示，步骤S203的具体包括：

S401、判断第一检测信号是否为有物信号；

S402、判断为是，触发第一计时器进行特定计时周期的计时操作，记录每个计时周期的时间值t；

S403、判断第一检测信号是否为无物信号；

S404、判断为是，第一计时器不进行计时操作。

在没有生产部件到达前段生产输送线的起点时，第一检测信号为无物信号，此时目标控制器不会触发第一计时器进行计时操作。当生产部件到达前段生产输送线的起点时，前段起点检测传感器30检测到物件信号后，其向目标控制器传输的第一检测信号为有物信号，此时目标控制器触发第一计时器进行特定周期的计时操作，即从零秒开始，计算到本周期计时为止所经过的时间，实际就是生产部件从前段生产输送线起点区域运输到该生产部件在本计时周期的位置所花费的时间。

目标控制器根据行程计算公式s＝v×t计算物件行程的步骤，包括：每经过一个计时周期，目标控制器均根据行程计算公式s＝v×t计算一次物件行程，其中，v为前段皮带11的运行速度，t为每个计时周期第一计时器记录的时间值。

根据上述步骤，每个计时周期都会更新一次物件行程。由于计时周期较短，一般小于1毫秒，可以将每次更新的物件行程近似看成实时的物件行程。

目标控制器根据状态信号及物件行程控制目标电机13的工作状态(S103)，如图6所示，具体步骤包括：

S501、每个计时周期判断目标控制器是否计算出物件行程，判断为是，进行如下S502至S507的判断及控制：

S502、判断物件行程是否小于前段皮带的长度；

S503、判断为是，控制目标电机13运转；

S504、判断物件行程是否大于或等于前段皮带的长度，且状态信号为开启信号；

S505、判断为是，控制目标电机运转，停止第一计时器的计时操作，并触发第二计时器进行计时操作；

S506、判断物件行程是否大于或等于前段皮带的长度，且状态信号为关闭信号；

S507、判断为是，控制目标电机13停止运转，停止第一计时器的计时操作，并等待后段电机23的再启动信号。

需要说明的是，每个计时周期不仅要进行时间记录及计算物件行程，还要根据物件行程及后段电机23的状态信号对目标电机13的工作状态进行控制。当物件行程小于前段皮带11的长度，说明生产部件还在前段生产输送线中，不论后段电机23是否停止运转，目标电机13继续运转都能起到输送生产部件的作用，此时控制目标电机13运转即可。当物件行程大于或等于前段皮带11的长度时，意味着生产部件已经到达了前段生产输送线的末端，此时目标电机13已经不起输送作用。此时，如果后段电机23的状态信号为开启信号，目标电机13无需关停，继续输送生产部件到后段生产输送线的起点，同时停止第一计时器的计时操作，并触发第二计时器进行计时操作，从而使目标控制器开始计算生产部件在后段生产输送线的行程。否则，如果后段电机23的状态信号为关闭信号，说明后段生产输送线上的加工工序仍在进行，后段电机23未开始运转，目标电机13此时继续运转既不能让生产部件继续往前走，而且还导致更多生产部件通过前段生产输送线输送到后段生产输送线的起点造成拥堵。目标控制器在该情况下控制目标电机13停止运转，并停止第一计时器的计时操作，等待后段电机23的再启动信号。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种生产输送线电机的控制方法，其特征在于，所述生产输送线包括前段生产输送线、后段生产输送线、起点检测传感器及目标控制器，所述前段生产输送线包括前段皮带、前段皮带转轮及目标电机，所述后段生产输送线包括后段皮带、后段皮带转轮及后段电机，所述目标控制器设于所述目标电机的外部或内部，所述目标控制器设有第一计时器及第二计时器；

所述生产输送线电机的控制方法的步骤包括：

所述目标控制器实时获取所述后段电机的状态信号，所述状态信号包括开启信号及关闭信号；

所述目标控制器计算物件行程；

所述目标控制器根据所述状态信号及物件行程控制所述目标电机的工作状态；

所述目标控制器根据所述状态信号及物件行程控制所述目标电机的工作状态的步骤，包括：

每个计时周期判断所述目标控制器是否计算出物件行程，判断为是，进行如下判断及控制：

判断物件行程是否小于所述前段皮带的长度，判断为是，控制所述目标电机运转；

判断物件行程是否大于或等于所述前段皮带的长度，且所述状态信号为开启信号，判断为是，控制所述目标电机运转，停止所述第一计时器的计时操作，并触发所述第二计时器进行计时操作；

判断物件行程是否大于或等于所述前段皮带的长度，且所述状态信号为关闭信号，判断为是，控制所述目标电机停止运转，停止所述第一计时器的计时操作，并等待所述后段电机的再启动信号。

2.如权利要求1所述生产输送线电机的控制方法，其特征在于，所述目标控制器计算物件行程的步骤，包括：

所述目标控制器计算所述前段皮带的运行速度v；

所述起点检测传感器实时获取第一目标区域的第一检测信号，并将所述第一检测信号发送至所述目标控制器，所述第一检测信号包括有物信号及无物信号；

所述目标控制器根据所述第一检测信号进行计时，并记录计时时间t；

所述目标控制器根据行程计算公式s＝v×t计算物件行程。

3.如权利要求2所述生产输送线电机的控制方法，其特征在于，所述目标控制器计算所述前段皮带的运行速度v的步骤，包括：

判断用户是否初始化或变更速度计算参数；

判断为是，根据速度计算参数及速度计算公式计算所述前段皮带的运行速度v；

所述速度计算参数包括目标电机的转速、前段皮带转轮的直径及调节参数，所述速度计算公式为：v＝n×π×d×k，其中，π为圆周率，n为所述目标电机的转速，d为所述前段皮带转轮的直径，k为所述调节参数。

4.如权利要求2所述生产输送线电机的控制方法，其特征在于，所述目标控制器根据所述第一检测信号进行计时，并记录计时时间t的步骤，包括：

判断所述第一检测信号是否为有物信号；

判断为是，触发所述第一计时器进行特定计时周期的计时操作，记录每个计时周期的时间值t；

判断所述第一检测信号是否为无物信号；

判断为是，所述第一计时器不进行计时操作。

5.如权利要求2所述生产输送线电机的控制方法，其特征在于，所述目标控制器根据行程计算公式s＝v×t计算物件行程的步骤，包括：

每经过一个计时周期，所述目标控制器均根据行程计算公式s＝v×t计算一次物件行程，其中，v为所述前段皮带的运行速度，t为每个计时周期第一计时器记录的时间值。

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