CN111015986B - 一种切割装置及切割控制方法 - Google Patents
一种切割装置及切割控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111015986B CN111015986B CN201911152683.1A CN201911152683A CN111015986B CN 111015986 B CN111015986 B CN 111015986B CN 201911152683 A CN201911152683 A CN 201911152683A CN 111015986 B CN111015986 B CN 111015986B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cutting
- permanent magnet
- current
- magnet motor
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 22
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 8
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 6
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 17
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 12
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 11
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 11
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 description 5
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 3
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- -1 neodymium iron boron rare earth Chemical class 0.000 description 2
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 101000746134 Homo sapiens DNA endonuclease RBBP8 Proteins 0.000 description 1
- 101000969031 Homo sapiens Nuclear protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 102100021133 Nuclear protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D7/00—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
- B28D7/005—Devices for the automatic drive or the program control of the machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
- B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
- B28D1/12—Saw-blades or saw-discs specially adapted for working stone
- B28D1/124—Saw chains; rod-like saw blades; saw cables
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
- B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
- B28D1/12—Saw-blades or saw-discs specially adapted for working stone
- B28D1/127—Straight, i.e. flat, saw blades; strap saw blades
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种切割装置及切割控制方法,包括:环形切割部;能够驱动所述环形切割部沿切割方向转动的驱动组件,包括与所述环形切割部配合的至少一个驱动轮,能够驱动所述驱动轮转动的永磁电机;与所述永磁电机电连接的稳流装置,能够使所述永磁电机的运行电流保持在预设范围。同时公开配合的切割控制方法。本发明能够改善硬质材料切割装置的运行稳定系数,并提高整机综合性能,降低运维成本。
Description
技术领域
本发明涉及硬质材料切割作业领域,尤其涉及具有环形刀具的切割器具,具体涉及一种切割装置及切割控制方法。
背景技术
对硬质材料例如矿业的石材进行切割时,普遍采用的切割装置是带有环形刀具的切割器具,典型的该类切割器具例如带锯、链锯及绳锯,其中,金刚石绳锯越来越多地被采用,主要是因其具备灵活、轻便,切割能力强,作业限制少的优点。而在发明人实现本发明创造的过程中发现,现有的绳锯具有一些为臻完善之处。
例如,现有设备的驱动电动机普遍能耗高,功率因数低,效率率低,使用满载率也不高,多在70%-80%负荷区运行,表现为空载电流大,导致切割作业电能损耗大,并且切割效率低。并且,现有的绳锯自动运行时,均采用模拟反馈信号技术,在切面由小变大,或由大变小,还需要进行人工的调整或管控,由此增加作业的工作量,也会降低切割效率。
此外,绳锯实现灵活布置的基础,是通过配置大量的布线进行控制信号和能源传输。而布线故障是作业现场非常容易发生的故障;且要实时地频繁调节切割的输出功率,对于调节器例如电位器的稳定性要求也很高。故而现有设备的绳锯整体的运行稳定性较差,对于操作人员的专业要求较高,专业度不够或者操作不够集中就容易发生故障影响设备运行,甚至造成故障和损坏。
需要说明的是,上述内容属于发明人的技术认知范畴,并不必然构成现有技术。
发明内容
针对背景技术中述及的现有绳锯设备存在的不足,本发明旨在提供一种切割装置及切割控制方法,以期解决背景技术揭示的技术问题中的至少一个。
解决上述技术问题所采取的手段将包含如下技术方案:
一种切割装置,包括:
环形切割部;
能够驱动所述环形切割部沿切割方向转动的驱动组件,包括与所述环形切割部配合的至少一个驱动轮,能够驱动所述驱动轮转动的永磁电机;
与所述永磁电机电连接的稳流装置,能够使所述永磁电机的运行电流保持在预设范围。
目前业内矿山用的绳锯机,配置的大功率主飞轮电机都没有使用永磁稀土电机,采用的都是普通三相异步电动机,能耗高,功率因数低,效率率低,使用满载率也不高,多在70%-80%负荷区运行,表现为空载电流大,电能损耗大,切割速度慢。并且三相异步电动机的控制信号递送采用模拟反馈信号技术,在切面由小变大,或由大变小,实际运行电流与设定电流往往相差过大,不能做到完全同步或接近同步,需要人工协调,自动只能在小范围适用,切割效率低,且作业时需要人工不间断执守。
选用永磁电机,例如永磁同步电机,作为主驱动,驱动主飞轮,功率因数能够达到0.96,效率率可达到0.97,空载电流只有1A,切割效率比普通异步电动机驱动的绳锯提高20%-30%,解决了传统绳锯空载电流大,电量损耗大,切割速度慢的问题。可以以更高的有效功率进行切割,同时提高切割过程的稳定性,并配合永磁电机设置稳流装置确保更稳定驱动切割,保证装置整机的稳定性。
在优选地实现方式中,所述稳流装置包括取样单元,用以依据比较周期采集永磁电机的运行电流;
比较单元,用以运行电流与预设电流进行比较,获得比较差值;
调节单元,用以根据所述比较差值调整永磁电机的切割进给速率及比较周期,以使得运行电流趋近预设电流。
通过电流进行调节依据,采集方便快捷,准确,利于设定并建立比较机制。设定一个目标电流,系统通过自动调整行进速度,让主机实际电流与设定目标电流保持一致,使切割刀具例如串珠绳保持真正恒张力状态,无需人工协调。不仅降低了人力成本,降低了对于操作人员的专业程度要求,更能够使设备整机在接近理想的工况下运行,可以大幅提高设备整机的稳定性。
在优选地实现方式中,所述比较差值的绝对值处于第一区间时,所述调节单元的调整幅度为第一幅度;
所述比较差值的绝对值处于高于第一区间的第二区间时,所述调节单元的调整幅度为高于第一幅度的第二幅度。
在进行调整的过程中,差值较高的采用较大幅度进行调节,利于快速平稳地将让实际运行电流趋近于预设电流,并与预设电流保持一致或者保持在接近预设电流的范围内。而在差值较低的情况下,则相对减小调节的幅度,以提高调整的精确度。
在优选地实现方式中,所述运行电流高于所述预设电流时,所述调节单元降低切割进给速率,并且缩短比较周期;
所述运行电流低于所述预设电流时,所述调节单元提高切割进给速率,并延长比较周期。
如果电流过高,需要降低切割,降低负载,需要在较短周期多次比较,以较高的调节频率调整降低,如果电流过低,则需要加快进给,此时需要放缓,避免刀具承受载荷升高过快。同时对比较周期与进给速率,能够以简单的机制完美地契合绳锯的运行规律,既能够保证电流的快速“回位”,也能够避免对切割刀具及驱动本身形成过大的短时冲击载荷。
在优选地实现方式中,所述调节单元以阶梯方式调整切割进给速率及比较周期。
以阶梯而非线性调节,能够更有规律进行调节,并利于进行故障诊断。也更有利于最终将运行电流保持与预设电流一致。驱动频率或者其他相关操作的调整设定为间隔的阶梯方式,而非持续的线性调整方式,也能够降低对于控制信号实施传输的精确度、及时性的要求。
在优选地实现方式中,还包括能够控制切割进给速度的行走电机,所述调节单元通过调整行走电机的行走频率实现切割进给速率调整。
对于刀具例如串珠来说,其受到的载荷主要就是刀具的切割过程中受到的阻力,与切割物的相对切割运动的速度,刀具的张紧程度相关,传统的设备大多是采用人工根据经验进行调整,而配合前述调整机制,将很容易实现自动调节,并且在一定程度上解除了自动控制调节的局限,更切合实际应用的需求。
在优选地实现方式中,还包括控制器,与所述永磁电机及所述行走电机电性连接;
故障诊断单元,能够通过所述控制器与所述永磁电机及行走电机的通信状况判断永磁电机及所述行走电机是否发生故障。
通过故障诊断单元将故障诊断及排除实现自动识别。利用固有经验可以根据不同表象设定故障类型,然后以主电机和行走电机为主,这两个模块发生故障时候能够快速识别,能够配合进行可视化指示或者推送操作,方便维护人员或者操作人员快速排除,其他配合的模块、电路的故障也可以采用类似的方式操作,形成完善的对设备发生的故障类型的进行准确判断的机制。
显然,故障自诊断能够进一步增强设备运行的稳定性,并节省故障检修排除的成本和时间。
在优选地实现方式中,还包括与所述控制器电性连接的可视化操控单元。
采用可视化操控单元例如触摸屏实现控制器的操控和调节,能够支持实时地监控控制信息和工作参数,并且通过虚拟的按钮进行操作,此配置同样是利于提高设备运行地稳定性。
在优选地实现方式中,还包括与所述控制器通过信道连接的无线通信模块,所述无线通信模块能够通过无线网络电性连接控制终端。
由于切割作业的现场往往环境较差,通过网络实现终端远程监控,无疑可以改善员工的工作环境,并且可以支持控制人员快捷便利地对设备运行状态进行调控,而且能够通过网络及终端提供扩展功能的接口,还可以将设备运行参数通过网络进行云端存储、备份。并且实现多点控制,基于区块链思维和物联网思维赋予传统绳锯设备新的产能。
综上,基于核心驱动采用永磁电机的配置,再配合以高效、快捷、稳定地控制机制及控制模块组,能够更充分发挥绳锯切割的优势,在确保设备运行稳定的基础上,提升设备产品性能,降低设备运用的局限。将有很高的市场价值和推广价值。
同时本发明采取的手段还包含对应设备构成的控制方法,其方案如下述,通过所采取的控制方法获得对应前述装置的有益效果和优势,在此不过多赘述。
一种切割控制方法,用以控制具有环形切割部的切割装置;包括以下步骤:
以永磁电机驱动环形切割部沿切割方向转动;
调整所述永磁电机的运行电流保持在预设范围。
在优选地实现方式中,所述调整所述永磁电机的运行电流保持在预设范围包括:
依据比较周期采集永磁电机的运行电流;
对运行电流与预设电流进行比较,获得比较差值;
根据所述比较差值调整永磁电机的切割进给速率及比较周期,以使得运行电流趋近预设电流。
在优选地实现方式中,所述比较差值的绝对值处于第一区间时,所述调节单元的调整幅度为第一幅度;
所述比较差值的绝对值处于高于第一区间的第二区间时,所述调节单元的调整幅度为高于第一幅度的第二幅度。
在优选地实现方式中,所述运行电流高于所述预设电流时,所述调节单元降低切割进给速率,并且缩短比较周期;
所述运行电流低于所述预设电流时,所述调节单元提高切割进给速率,并延长比较周期。
在优选地实现方式中,所述调节单元以阶梯方式调整切割进给速率及比较周期。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。
图1是本发明的一个实现方式中揭示的一种切割装置的模块构成示意图;
图2是本发明的一个实现方式中揭示的一种切割装置所执行的故障诊断机制的流程示意图;
图3是本发明的一个实现方式中揭示的一种切割装置所执行的电流调整机制的流程示意图;
图4是本发明的一个实现方式中揭示的一种切割装置所执行的应急备用程序启动机制的流程示意图;
图5至图6是本发明的一个实现方式中揭示的一种切割装置所配置的操控界面在不同情况下的运行状态示意图。
具体实施方式
为了为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明,但并不用于限定本发明。
另外,在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过渡结构构建连接关系,只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
如本说明书前文所揭示的,本发明旨在揭示一种矿山采石用的切割装置,并且主要实现方式为绳锯切割设备。本发明的核心改进之处即在于主驱动及配合主驱动的相关控制机制。具体而言,本发明揭示的一种实现方式中,切割装置采用数字化电控系统,物联网实现信号递送,永磁电机例如高效钕铁硼稀土永磁同步电机。主要包括可编程控制器、无线物联网模块、人机界面、永磁同步变频驱动系统、大功率钕铁硼稀土永磁电机、行走变频驱动系统、以及机头翻转、横移控制系统组成,例如采用MODBUS组网通信,通过以可编程控制器为主站,组成数字通信网络,各系统之间在总线上,以数字方式传送命令,和采集、监控、交换数据,实现以可编程控制器中编程程序来集中管理和执行各种手动、自动操作。
通过上述模块及机制调整,能够大量减少控制系统的布线,和中间执行元件,使硬件简单高效,故障率大幅降低。
此外,本发明所揭示的切割装置所提供的机制还能在故障时自动立刻弹出故障信息和排除方法,帮助非专业人员快速排除故障。
并在优选的实现方式中,揭示的切割装置配置备用操作界面,能在出现调速方面故障时,切换到此界面继续完成操作。
稀土永磁同步电机是实施切割装置改进的基础和核心,通过此主驱动模块的更替,配合相关控制截止,能够实现切割装置的高效节能运行,并大幅提高切割装置的工作效率。
而在优选的实现方式中揭示的切割装置所支持提供的物联网功能,能远程跟踪监控机台使用情况和采集数据。以物联网思维和区块链思维进行传统工业设备的管控,也能够对设备的研发和革新提供数据支持以及开发环境的支持。
下面将结合现有技术对本发明可采取的各种实现方式进行揭示。
目前,国内外矿山用的绳锯机,其大功率主飞轮电机都没有使用永磁稀土电机,用的都是普通三相异步电动机,能耗高,功率因数低,效率率低,使用满载率也不高,多在70%-80%负荷区运行,表现为空载电流大,电能损耗大,切割速度慢。
现有的绳锯机还是采用传统的工控方式,不能远程监控机器实时使用情况和采集一些需要统计与分析的数据。
现有的绳锯机自动运行时,采用模拟反馈信号技术,在切面由小变大,或由大变小,实际运行电流与设定电流往往相差过大,不能做到完全同步或接近同步,需要人工协调,自动只能在小范围适用,切割效率低,且作业时需要人工不间断执守。
现有的绳锯机出现故障时,需要专业人员判断,或去查询代码,或去查询界面查询或翻找说明书,很不方便,难以快速排除故障。
现有的绳锯机的操作界面一般只有一种语言,难以适应在多国通用,不懂中英文人的操作不易。
现有的绳锯的调速电位器是电器系统的故障高发电气元件,虽然价值不贵,但牵连的电线多,需要专业技术人员更换维修,经常耽误工期并带来较高的维护成本。
有鉴于此,本发明的一种实现方式中将带来的改进是主飞轮电机采用永磁同步电机,其功率因数高,能达到0.96,效率率高,能达到0.97,空载电流只有约1A,这种电机驱动的绳锯切割效率比普通异步绳锯提高20%-30%,解决了传统绳锯空载电流大,电量损耗大,切割速度慢的问题。虽然设备成本投入较高,但提高了整机运行的稳定性,保证了产能的稳定提升,从长期工作收益和维护成本来看,是颇具经济效益的。
另一方面,本发明的一种实现方式中将带来的改进是通过引入物联网控制机制解决了传统绳锯,难以远程实时监视,无法远程采集数据问题。
另一方面,本发明的一种实现方式中将带来的改进是通过设定电流稳定机制解决传统绳锯在实现自动电流控制时,实际电流与目标电流差距过大问题。
另一方面,本发明的一种实现方式中将带来的改进是通过故障自诊断机制解决了传统绳锯在在故障时,不能准确及时显示故障内容与排除方法。
另一方面,本发明的一种实现方式中将带来的改进是设置多语言操作解决了传统绳锯只有一种操作与显示语言的局限和不便。
另一方面,本发明的一种实现方式中将带来的改进是通过配置备用操作系统,解决了传统绳锯两个调速电位器,或与调整关联的线缆,或大小变频模拟端子损坏,只能停机待修问题。
通过结合附图,对本发明各种实现方式带来的改进进行详细介绍如下。
如前述,本发明的核心改进之一即为采用永磁电机作为主驱动,然而,永磁电机制成后不需外界能量即可维持其磁场。
并且,稀土永磁目前价格还比较贵,稀土永磁电机的成本一般比电励磁电机略高,这需要用它的高性能和运行费用的节省来补偿。
同时,稀土永磁电机的电磁负荷很高,永磁磁场难以调节,其动力控制系统要比感应电机复杂得多。传统的电机设计理论、计算方法、电机控制系统都不能适应高性能电机的研制要求。
故而本发明配置一系列控制模块及对应的控制机制,提高永磁电机与绳锯设备的兼容度和匹配度,激发更高的产能。
如图1所示,本发明是一种电气控制系统,主要包括:人机界面(触摸屏) 01,PLC控制中心02,翻转驱动系统03,翻转电机04,平移驱动系统05,平移电机06,同步变频驱动系统07,永磁同步电机08,行走变频驱动系统09,张力控制电机10,无线物联网模块11组成。
机器操作需要的各种指令按钮,以及各种显示数据、报警信息,通过人机界面01的组态编程,以窗口画面的形式呈现在各个界面上,将各种数据以数字打包形式,通过MODBUS总线方式与PLC控制中心02,周期地发送和回传。人机将实时的显示机台的各种状况信息。
PLC控制中心将人机通过总线送来的各种指令,分析计算处理后,自动指挥各下级系统协调工作。其中与同步变频驱动系统07、行走变频驱动系统09、物联网模块11,用modbus通信协议组网通信,将各种运行指令,以及数据采集均通过modbus总线来传送执行。
翻转驱动系统03:由翻转中间继电器、接触器、限位传感器,热保护器组成,当有PLC指令时,执行PLC对机头翻转电机04正反转驱动操作。
平移驱动系统05:由平移中间继电器、接触器、限位传感器,热保护器组成,当有PLC指令时,执行PLC对机头平移电机06正反转驱动操作。
同步变频驱动系统07:接受PLC通信指令后,对大功率永磁同步电机08进行正转、反转、复位、停止、调速等驱动控制,同时将永磁电机的电流、频率、速度、温度、电压、状态、故障等数据在通信总线上回传给PLC控制中心02。
行走变频驱动系统09:接受PLC通信指令后,对张力行走电机10进行正转、反转、复位、停止、调速、快进、快退等驱动控制,同时将电机的电流、频率、速度、电压、状态、故障等数据在通信总线上回传给PLC控制中心02。
PLC控制中心02将机台的各种实时状况,和采集的各种数据,分析整理后通过MODBUS通信发送给无线物联网模块11,无线物联网模块11借助中国移动的3G 网络,将这些数据传给云端服务器,溶入大数据时代,矿山生产管理者或机台厂家均可通过电脑15,或手机16,登录互联网14,进入云端服务器,对这些数据查询或监控。
关于故障自诊断机制:任何设备在工作时都无法避免不出任何故障,工作在恶劣环境中绳锯机也不例外。故障自诊断功能是帮助操作者快速查明故障原因和排除故障。
配合图2故障自诊断流程图详述实施过程:触摸屏的COM2通信端口例如采用MODBUS RS485与PLC的COM1进行数据发送与读取,如果在规定时间内没有获得 PLC回信,则置位一个变量装置,并用这个装置触发一个对应的报警弹出小窗口,在弹窗中显示对应这个变量装置的预编故障信息内容。
PLC作为主站,例如采用RS485在与同步永磁变频驱动系统和行走变频驱动系统通信过程中,实时监控每一笔通信是否正常,如无回信,则判断是哪个从站掉线,并置位一个对应变量装置,并用这个装置触发一个对应的报警弹出小窗口,在弹窗中显示对应这个变量装置的预编故障信息内容。且程序中禁止所有输出,并触发声光警报。如回信正常则解除警报,解除禁止输出,程序进入下一步,执行可行的其他操作。
PLC例如采用RS485通信方式,实时地读取同步永磁变频器,和行走变频器,各种状态信息数字代码(如:待机状态、正转状态、反转状态、减速状态、警告状态.........)。
故障信息数字代码(如:1=过载、2=过压、3=漏电、缺相、欠压、过热、超速、短路、.........),将获取这些数字代码与预编信息库代码对比,有相同的则代表有故障发生,置位一个变量装置,并用这个装置触发一个对应的报警弹出小窗口,在弹窗中显示对应这个变量装置的预编故障信息内容。
关于基于永磁电机的电流控制机制,机器在切割作业时,主机电流会随着切面由小变大,由大变小,水量不均衡,岩石的软硬,供电电压不稳等因数,电流会在10A-30A上下范围大幅波动,需要操作者实时调整进给量大小以保证电流其本稳定,和不伤害串珠绳。电流自动控制就是通过自动调整进给量的大小,以期达到电流稳定在某个设定值。例如设置电流为90A,在作业过程中发生上述条件的变化,主机实际输出电流均90A左右,误差在+-3%范围内。
配合图3自动电流控制流程图详述实施过程:设置一个运行的电流值,经过上下范围限制控制(防止外行或不合理的设置的电流值发生),然后将这个目标电流值送入取样与目标比较系统中,同时对主机电流实时取样,将取样值进行滤波处理后送入取样与目标比较系统中,比较一次,执行一次,比较执行的频率由比较周期决定。
取样与目标比较得出的结果大致可分为四种情况(设定数值均为示例,可做±2%的调整):比目标大且在3%以上,比目标大且在3%以内,比目标小且在3%以内,比目标小且在3%之上。
将比目标电流大于3%的再细分为三个部分:分别为大于目标3%、大于目标10%、大于目标15%、在各自的比较范围内,分别作出各自单次减少降低行走频率幅度,和执行比较次数的周期。
将比目标电流大于3%以内,和比目标电流小于3%以内,看作近似与目标相等作为死区范围,不进行行走频率升降调整,维持现状不变,比比较执行周期加长为4秒。
将比目标电流小于3%的再细分为三个部分:分别为小于目标3%、小于目标10%、小于目标15%、在各自的比较范围内,分别作出各自单次增加行走频率幅度,和执行比较次数的周期。
当行走频率达到设定的上下限值后,将不接受比较系统送来的加减频率要求,维持原有的频率不变。若需手动加减行进频率时,将机器处于手动状态,自动比较退出运行。调整好的行走频率数据,将以通信的方式发送给行走变频器,改变了行走速度,调整了锯绳的松紧,改变了飞轮的负荷,改变了主机的电流,实现了与设定目标电流其本一致。
关于备用调整系统,配合图3备用调速系统程序流程图详述实施过程:机器在矿山现场切割作业时,不可避免地会出现一些调速失效方面的故障,如控制电缆线局部断线、主机电位器失效、行走电位器失效、主变频器频率端口损坏、行走变频器频率端口损坏、在此情况下有两种选择,一是停机待修,二是必需急用,启用备用调速界面。
当触摸屏返回首页面,在首页面选择备用调速界面按钮,启用备用调速界面,PLC控制中心接到启用备用调速指令后,立刻向主变频器和行走变频器发出新的通信指令,更改频率通道参数,要求大小变频器频率接收频率通道为通信模式。两个变频器在更改完成后,向PLC回复修改成功。
PLC中心在收到大小变频器频率通道修改成功后,立刻调用PLC程序库中预编的备用子程序,配合调速界面设定的虚拟电位器,将以纯数字方式,通过485 总线传给大小变频器,完成达到继续开机目的。
需说明,在上文的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
Claims (7)
1.一种切割装置,其特征在于,包括:
环形切割部;
驱动组件,其能够驱动所述环形切割部沿切割方向转动;至少一个驱动轮,其与所述环形切割部配合;永磁电机,其能够驱动所述驱动轮转动;
稳流装置,其与所述永磁电机电连接,能够使所述永磁电机的运行电流保持在预设范围;所述稳流装置包括:
取样单元,用以依据比较周期采集永磁电机的运行电流;
比较单元,用以运行电流与预设电流进行比较,获得比较差值;
调节单元,用以根据所述比较差值调整永磁电机的切割进给速率及比较周期,以使得运行电流趋近预设电流;其中,
所述比较差值的绝对值处于第一区间时,所述调节单元的调整幅度为第一幅度;所述比较差值的绝对值处于高于第一区间的第二区间时,所述调节单元的调整幅度为高于第一幅度的第二幅度;
所述运行电流高于所述预设电流时,所述调节单元降低切割进给速率,并且缩短比较周期;所述运行电流低于所述预设电流时,所述调节单元提高切割进给速率,并延长比较周期。
2.如权利要求1所述的切割装置,其特征在于,所述调节单元以阶梯方式调整切割进给速率及比较周期。
3.如权利要求1或2所述的切割装置,其特征在于,还包括能够控制切割进给速度的行走电机,所述调节单元通过调整行走电机的行走频率实现切割进给速率调整。
4.如权利要求3所述的切割装置,其特征在于,还包括控制器,与所述永磁电机及所述行走电机电性连接;
故障诊断单元,能够通过所述控制器与所述永磁电机及行走电机的通信状况判断永磁电机及所述行走电机是否发生故障。
5.如权利要求4所述的切割装置,其特征在于,还包括与所述控制器电性连接的可视化操控单元。
6.如权利要求4所述的切割装置,其特征在于,还包括与所述控制器通过信道连接的无线通信模块,所述无线通信模块能够通过无线网络电性连接控制终端。
7.一种切割控制方法,用以控制如权利要求1所述的切割装置;包括以下步骤:
以永磁电机驱动环形切割部沿切割方向转动;
调整所述永磁电机的运行电流保持在预设范围。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911152683.1A CN111015986B (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 一种切割装置及切割控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911152683.1A CN111015986B (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 一种切割装置及切割控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111015986A CN111015986A (zh) | 2020-04-17 |
CN111015986B true CN111015986B (zh) | 2022-07-12 |
Family
ID=70206692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911152683.1A Active CN111015986B (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 一种切割装置及切割控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111015986B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112157819B (zh) * | 2020-09-17 | 2022-09-23 | 泉州华大超硬工具科技有限公司 | 双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法、系统及双圆盘锯机 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100527718C (zh) * | 2006-03-31 | 2009-08-12 | 北京威讯紫晶科技有限公司 | 一种短程无线网络中接收数据的自动增益控制方法 |
CN202507410U (zh) * | 2012-02-14 | 2012-10-31 | 上海五同机械制造有限公司 | 硅片切割用收放线系统 |
CN103178767B (zh) * | 2012-11-14 | 2014-04-09 | 海尔集团公司 | 永磁电机低速补偿方法及装置 |
CN203125732U (zh) * | 2012-12-18 | 2013-08-14 | 华侨大学 | 一种石材线切割机控制系统 |
CN106712624A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-24 | 北京中瑞蓝科电动汽车技术有限公司 | 一种永磁同步电机控制方法及系统 |
CN106788072B (zh) * | 2017-03-27 | 2019-04-16 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 永磁同步电机转子初始角度修正方法及修正系统 |
CN107453329A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-12-08 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 永磁同步电机的保护方法、系统及计算机可读存储介质 |
CN110336510B (zh) * | 2019-07-19 | 2021-06-25 | 美的集团(上海)有限公司 | 电机的控制方法、系统及家用电器 |
CN110429889B (zh) * | 2019-08-07 | 2021-06-22 | 北京航空航天大学 | 一种幅度可调的方波注入最大转矩电流比电机控制方法 |
CN110445430B (zh) * | 2019-08-30 | 2021-01-22 | 合肥巨一动力系统有限公司 | 一种永磁同步电机控制器电流采样系数补偿方法 |
-
2019
- 2019-11-22 CN CN201911152683.1A patent/CN111015986B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111015986A (zh) | 2020-04-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN203405548U (zh) | 变压器有载分接开关在线监测装置 | |
CN103148007A (zh) | 一种自动调节风量的矿用通风机控制系统 | |
CN204140356U (zh) | 一种基于plc的煤矿空压机控制系统 | |
CN111015986B (zh) | 一种切割装置及切割控制方法 | |
CN203098342U (zh) | 发电机出口断路器冷却风扇的控制装置 | |
CN107876667B (zh) | 变压器引接线定型加工牵引切断器控制器 | |
CN103510124B (zh) | 一种自动调节电解铝直流负荷的微电网控制系统及装置 | |
CN219247485U (zh) | 电驱压裂设备调压系统及电驱压裂设备 | |
CN111111902B (zh) | 一种陶瓷球磨机用开关磁阻电机调速系统 | |
CN205334206U (zh) | 一种数字交流伺服控制系统 | |
CN106825888B (zh) | 一种半自动闪光对焊在线测温变频驱动控制系统 | |
CN112157819B (zh) | 双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法、系统及双圆盘锯机 | |
CN203851077U (zh) | 多转矩电动机输出功率自动变换控制系统 | |
CN110649522B (zh) | 一种远距离控制的带电剥线装置 | |
CN104242783A (zh) | 一种石材切割电机变频控制方法及装置 | |
CN211348474U (zh) | 一种变频器综合测试装置 | |
CN203658829U (zh) | 一种矿山机械智能控制装置 | |
CN203205538U (zh) | 一种可移动天线驱动器 | |
CN203865871U (zh) | 起重机自动控制系统 | |
CN201260148Y (zh) | 一台变频器远距离控制多台不同设备的装置 | |
CN203350671U (zh) | 一种全自动液压钢筋调直切断机电控柜 | |
CN105281438A (zh) | 电力电缆安全监控及数据采集服务平台系统 | |
CN213843861U (zh) | 潜水泵远程控制系统 | |
CN104485733B (zh) | 综采工作面移动变电站和控制方法 | |
CN110000308A (zh) | 断线装置及断线机器人 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |