CN112157819B - 双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法、系统及双圆盘锯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法、系统及双圆盘锯机，其中一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法，包括如下步骤：获取与左圆盘锯片对应的左驱动电机的第一驱动电流以及与右圆盘锯片对应的右驱动电机的第二驱动电流；比较所述第一驱动电流与所述第二驱动电流的大小并获取其中较大的一个驱动电流作为调整对象电流；当所述调整对象电流超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入空转保护状态；当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态。本发明控制逻辑更加简单、调控策略更有效，能够有效防止锯片卡锯现象的发生。

Description

双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法、系统及双圆盘锯机

技术领域

本发明涉及硬质材料切割作业领域，尤其涉及一种切割器具，具体涉及一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法、系统及双圆盘锯机。

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、绳锯以及圆盘锯。其中，双圆盘锯机具有分别独立驱动的左右两个圆盘锯片对石材进行同步切割，这种双圆盘锯机具有行走结构，以带动所述圆盘锯机沿着预设轨道所限定的路线对石材的平行两侧进行高效切割，而对于石材而言，石材本身在不同位置的硬度会存在差异，而在某些情况下，这种差异相对较大，这种硬度的差异将导致锯机左右圆盘锯片的切割所需力的不同，在实质上则是左右驱动电机的电流的不同，基于石材在不同位置的硬度差异的情况，现有技术中通过电流互感器采集左右圆盘锯片的驱动电机的电流与预设电流进行比较后来进行启停控制行走电机运行状态，并需要用人工辅助调整行走变频器合适的运行频率，使两侧驱动电机的工作运行电流控制在预设范围内，进而实现两侧圆盘锯片切割速度的同步，这种圆盘锯片的驱动方式在很大程度上能够实现预设的同步切割的要求，但是这种检测到两侧电流后直接比较的方式存在以下不足：

(1)控制程序较为复杂，自动控制调整行走速度效果不佳；

(2)对于锯片卡锯现象发生时，对锯机的保护不够及时；

(3)需要操作人员频繁操控调整机器，劳动强度高。

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圆盘锯机存在的不足，本发明旨在提供一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法、系统及双圆盘锯机，以期解决背景技术揭示的技术问题中的至少一个。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法，包括如下步骤：

获取与左圆盘锯片对应的左驱动电机的第一驱动电流以及与右圆盘锯片对应的右驱动电机的第二驱动电流；

比较所述第一驱动电流与所述第二驱动电流的大小并获取其中较大的一个驱动电流作为调整对象电流；

当所述调整对象电流超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入空转保护状态；

当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态。

优选地，当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态时，包括：

依据取样间隔周期获取所述调整对象电流；

比较所述调整对象电流与第二预设电流的第一差值；

根据所述第一差值调整双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量及每个周期增减间隔时间，以使得所述左右驱动电机的电流趋近所述第二预设电流，所述第二预设电流小于所述第一预设电流。

优选地，

当所述第一差值的绝对值处于第一区间时，以第一幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

当所述第一差值的绝对值超出所述第一区间的上限时，以第二幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，以第三幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

其中，所述第二幅度高于所述第一幅度，所述第三幅度低于所述第一幅度。

优选地，

当所述第一差值大于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，降低所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，并且缩短每个周期增减间隔时间；

当所述第一差值小于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，提高所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，并且延长每个周期增减间隔时间；

当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，维持所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量以及每个周期增减间隔时间。

本发明还提供一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动系统，包括：

获取单元，用于获取与左圆盘锯片对应的左驱动电机的第一驱动电流以及与右圆盘锯片对应的右驱动电机的第二驱动电流；

比较单元，用于比较所述第一驱动电流与所述第二驱动电流的大小并获取其中较大的一个驱动电流作为调整对象电流；

调整单元，用于当所述调整对象电流超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入空转保护状态；

当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态。

优选地，当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态时，调整单元还用于，依据取样间隔周期获取所述调整对象电流；

比较所述调整对象电流与第二预设电流的第一差值；

根据所述第一差值调整双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量及每个周期增减间隔时间，以使得所述左右驱动电机的电流趋近所述第二预设电流，所述第二预设电流小于所述第一预设电流。

优选地，当所述第一差值的绝对值处于第一区间时，以第一幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

当所述第一差值的绝对值超出所述第一区间的上限时，以第二幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，以第三幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

其中，所述第二幅度高于所述第一幅度，所述第三幅度低于所述第一幅度。

优选地，

当所述第一差值大于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，降低所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，并且缩短每个周期增减间隔时间；

当所述第一差值小于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，提高所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，并且延长每个周期增减间隔时间；

当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，维持所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量以及每个周期增减间隔时间不变。

本发明还提供一种双圆盘锯机，包括圆盘锯片驱动系统，所述圆盘锯片驱动系统为上述的双圆盘锯机的圆盘锯片驱动系统。

本发明提出一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法、系统及双圆盘锯机，通过对所述第一驱动电流与第二驱动电流的获取，首先判断其中电流较大的驱动电流也即所述的调整对象电流并将之与所述第一预设电流进行比较，其中第一预设电流是圆盘锯片濒临卡住相对应的一个电流值，具体数值根据不同的驱动电机功率进行设定即可，从而能够首先判断圆盘锯机是否可能出现锯片卡住现象，进而有效保护锯机，当所述调整对象电流超过第一预设电流时，及时控制双圆盘锯机进入空转保护状态，此状态下控制行走电机停止运转使圆盘不再进刀，从而有效降低圆盘负荷，保护圆盘锯片不受损坏；当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，说明锯机圆盘锯片并非出于卡锯状态，电流波动由石材的硬度导致，此时控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态，以调整左右驱动电机能够驱动左右圆盘锯片相对同步的运转实现对石材的切割，控制逻辑更加简单、调控策略更为有效，有效防止锯片卡锯现象的发生。

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是本发明的实施例的一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法的步骤示意图；

图2是本发明的实施例的一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动系统的结构示意图；

图3是本发明的实施例的一种双圆盘锯机的电气系统架构图；

图4是本发明的实施例的一种双圆盘锯机电流自动控制工作流程示意。

具体实施方式

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。

结合参见图1至图4所示，根据本发明的具体实施例，提供一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法，包括如下步骤：

获取与左圆盘锯片对应的左驱动电机的第一驱动电流以及与右圆盘锯片对应的右驱动电机的第二驱动电流；

比较所述第一驱动电流与所述第二驱动电流的大小并获取其中较大的一个驱动电流作为调整对象电流；

当所述调整对象电流超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入空转保护状态；

当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态。

该技术方案中，通过对所述第一驱动电流与第二驱动电流的获取，首先判断其中电流较大的驱动电流也即所述的调整对象电流并将之与所述第一预设电流进行比较，其中第一预设电流是圆盘锯片濒临卡住相对应的一个电流值，具体数值根据不同的驱动电机功率进行设定即可，从而能够首先判断圆盘锯机是否可能出现锯片卡住现象，进而有效保护锯机，当所述调整对象电流超过第一预设电流时，及时控制双圆盘锯机进入空转保护状态，此状态下控制行走电机停止运转使圆盘不再进刀，从而有效降低圆盘负荷，保护圆盘锯片不受损坏；当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，说明锯机圆盘锯片并非出于卡锯状态，电流波动由石材的硬度导致，此时控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态，以调整左右驱动电机能够驱动左右圆盘锯片相对同步的运转实现对石材的切割，控制逻辑更加简单、调控策略更为有效，有效防止锯片卡锯现象的发生。

进一步的，当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态时，包括：

依据取样间隔周期获取所述调整对象电流；

比较所述调整对象电流与第二预设电流的第一差值；

根据所述第一差值调整双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量及每个周期增减间隔时间，以使得所述左右驱动电机的电流趋近所述第二预设电流，所述第二预设电流小于所述第一预设电流。

该技术方案中，通过依据取样间隔周期获取调整对象电流，所述取样间隔周期例如可以是1s、2s、3s，能够较为实时的对圆盘的运转情况进行及时的检测监控，进而能够根据第一差值的大小调整双圆盘锯机行走电机的运行频率以及取样间隔周期，前述取样间隔周期可以依据第一差值的大小缩短或者延长，前述的第二预设电流根据圆盘锯片的材质、对应驱动电机的功率以及切割对象的硬度进行设定。

具体的，当所述第一差值的绝对值处于第一区间时，以第一幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，以使所述左、右驱动电机的电流趋近于所述第二预设电流；当所述第一差值的绝对值超出所述第一区间的上限时，以第二幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，以使所述左、右驱动电机的电流趋近于所述第二预设电流；当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，以第三幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，以使所述左、右驱动电机的电流趋近于所述第二预设电流；其中，所述第二幅度高于所述第一幅度，所述第三幅度低于所述第一幅度。

该技术方案中，依据所述第一差值与第一区间的高低关系将调整幅度分等级调整，实现了电机运行频率的精细化调整，具体的，在所述第一差值较大时，以较大幅度增大或者减小双圆盘锯机行走电机的运行频率，使其能够更加快速的调整圆盘锯片的负荷，使左右驱动电机的电流能够快速处于所述第一区间内直至第一区间的下限之下；在所述第一差值较小时，以较小幅度增大或者减小双圆盘锯机行走电机的运行频率，使其锯片的运转更加平稳；而在所述第一差值更小时，则可以认为属于驱动电机运转的正常波动，此时可以以更小的幅度进行调整，或者不调整，也即此时的第三幅度可以为零。

进一步的，当所述第一差值大于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，降低所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，同时通过缩短每个周期增减间隔时间对所述第一差值进行实时的更新，以保证调整的精确程度；当所述第一差值小于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，提高所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，同时延长每个周期增减间隔时间；当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，维持所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量以及每个周期增减间隔时间不变。

可以理解的是，所述行走电机的运行频率高低与圆盘锯片的上的负荷直接相关，当所述第一差值较大时，控制降低所述行走电机的运行频率，以防止卡锯现象的发生，当所述第一差值较小时，控制增大所述行走电机的运行频率，以提升切割速率。

根据本发明的具体实施例，还提供一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动系统，包括：

获取单元，用于获取与左圆盘锯片对应的左驱动电机的第一驱动电流以及与右圆盘锯片对应的右驱动电机的第二驱动电流；

比较单元，用于比较所述第一驱动电流与所述第二驱动电流的大小并获取其中较大的一个驱动电流作为调整对象电流；

调整单元，当所述调整对象电流超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入空转保护状态；

当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态。

该技术方案中，通过对所述第一驱动电流与第二驱动电流的获取，首先判断其中电流较大的驱动电流也即所述的调整对象电流并将之与所述第一预设电流进行比较，其中第一预设电流是圆盘锯片濒临卡住相对应的一个电流值，具体数值根据不同的驱动电机功率进行设定即可，从而能够首先判断圆盘锯机是否可能出现锯片卡住现象，进而有效保护锯机，当所述调整对象电流超过第一预设电流时，及时控制双圆盘锯机进入空转保护状态，此状态下控制行走电机停止运转使圆盘不再进刀，从而有效降低圆盘负荷，保护圆盘锯片不受损坏；当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，说明锯机圆盘锯片并非出于卡锯状态，电流波动由石材的硬度导致，此时控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态，以调整左右驱动电机能够驱动左右圆盘锯片相对同步的运转实现对石材的切割，控制逻辑更加简单、调控策略更为有效，有效防止锯片卡锯现象的发生。

进一步的，当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态时，调整单元还用于，依据取样间隔周期获取所述调整对象电流；

比较所述调整对象电流与第二预设电流的第一差值；

根据所述第一差值调整双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量及每个周期增减间隔时间，以使得所述左右驱动电机的电流趋近所述第二预设电流，所述第二预设电流小于所述第一预设电流。

该技术方案中，通过依据取样间隔周期获取调整对象电流，所述取样间隔周期例如可以是1s、2s、3s，能够较为实时的对圆盘的运转情况进行及时的检测监控，进而能够根据第一差值的大小调整双圆盘锯机行走电机的运行频率以及取样间隔周期，前述取样间隔周期可以依据第一差值的大小缩短或者延长，前述的第二预设电流根据圆盘锯片的材质、对应驱动电机的功率以及切割对象的硬度进行设定。

具体的，当所述第一差值的绝对值处于第一区间时，以第一幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，以使所述左、右驱动电机的电流趋近于所述第二预设电流；当所述第一差值的绝对值超出所述第一区间的上限时，以第二幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，以使所述左、右驱动电机的电流趋近于所述第二预设电流；当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，以第三幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，以使所述左、右驱动电机的电流趋近于所述第二预设电流；其中，所述第二幅度高于所述第一幅度，所述第三幅度低于所述第一幅度。

该技术方案中，依据所述第一差值与第一区间的高低关系将调整幅度分等级调整，实现了电机运行频率的精细化调整，具体的，在所述第一差值较大时，以较大幅度增大或者减小双圆盘锯机行走电机的运行频率，使其能够更加快速的调整圆盘锯片的负荷，使左右驱动电机的电流能够快速处于所述第一区间内直至第一区间的下限之下；在所述第一差值较小时，以较小幅度增大或者减小双圆盘锯机行走电机的运行频率，使其锯片的运转更加平稳；而在所述第一差值更小时，则可以认为属于驱动电机运转的正常波动，此时可以以更小的幅度进行调整，或者不调整，也即此时的第三幅度可以为零。

进一步的，当所述第一差值大于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，降低所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，同时通过缩短每个周期增减间隔时间对所述第一差值进行实时的更新，以保证调整的精确程度；当所述第一差值小于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，提高所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，同时延长每个周期增减间隔时间；当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，维持所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量以及每个周期增减间隔时间不变。

可以理解的是，所述行走电机的运行频率高低与圆盘锯片的上的负荷直接相关，当所述第一差值较大时，控制降低所述行走电机的运行频率，以防止卡锯现象的发生，当所述第一差值较小时，控制增大所述行走电机的运行频率，以提升切割速率。

根据本发明的具体实施例，还提供一种双圆盘锯机，包括圆盘锯片驱动系统，所述圆盘锯片驱动系统为上述的双圆盘锯机的圆盘锯片驱动系统。

本发明的双圆盘锯机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、行走变频控制四驱系统、锯片液压升降、左右锯片液压横向移动、液压驱动四支撑脚进行换轨控制系统组成，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，进行取样、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，本发明所揭示的双圆盘锯机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，本发明的双圆盘锯机配置有远程无线手柄操控和本地按钮操控两套操控模式，能自由切换操控模式不影响生产。

本发明的双圆盘锯机主飞轮电机采用稀土永磁同步电机，实现高效节能，从而大幅提高开采效率。

本发明的双圆盘锯机具备物联网功能，能远程跟踪监控机台使用情况和采集数据。

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，国内外矿山用的圆盘锯机，其锯片电机都没有使用永磁同步稀土电机，普遍采用的都是普通三相异步电动机，能耗高，功率因数低，工作效率低，采用普通皮带传动无法满载情况下使用，多只能在50％-60％负载范围内运行，表现为空载电流大，电能损耗大，切割速度慢。

现有的圆盘锯机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以及进行远程维护。常规圆盘锯机采用星三角降压启动，启动时对电网冲击大，适用性低对现场供电稳定性有较高要求。

通过电流互感器获取锯片电机工作电流，只能靠人为的根据锯片电机电流表显示的大小，实时的手动调整行走变频器运行频率，切割效率低，工人劳动强度大。现有的圆盘锯机能显示的实时工作数据单一，不能很好的监控更多工作必要数据。现有的圆盘锯机出现故障时，没有专业维护人员排除故障很不方便，即使是一些简单故障现场也难以快速判断和排除故障。现有的圆盘锯主机速度恒定，不能依据切割工具(刀头)和切割对象(石材)调配合适线速度，大大降低适用范围。

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6A，同等条件工况下切割效率可比现有的圆盘锯提高30％～50％。能达到节能高效的目的，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。

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现有的圆盘锯机，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现有的圆盘锯机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，更为重要的是对实际电流中较大的电流进行选取并作为调整对象电流，并通过PLC与变频器，HMI触摸屏无缝链接组合实现恒电流自动切割控制。

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现有的圆盘锯机在故障时，不能准确及时显示故障内容与排除方法，能通过PLC实时监控变频器和其他电气件运行状态，将故障信息通过HMI触摸屏文字描述显示出来，便于对症分析。

另一方面，本发明的一种实现方式中将带来的改进是通过采用高性能矢量变频器驱动永磁同步电机，能根据切割工具(刀头)和切割对象(石材)进行合理调节锯片运行线速度，使锯片切割达到最佳效果。

另一方面，本发明的一种实现方式中将带来的改进是通过无线手柄远程操控功能的设计，解决现有的圆盘锯机只能在狭小操作室操控机台，工作环境危险的问题。

另一方面，本发明的一种实现方式中将带来的改进是通过电源相序自动换相功能，解决现有的圆盘锯机对供电电源有相序要求的问题。

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自动下刀量功能的增加，解决现有圆盘锯机只能人工下刀问题。

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。

如图3所示，本发明是一种电气控制系统，主要包括：1#PLC控制中心、2#触摸显示屏HMI、3#面板按钮开关、4#无线接收模块、5#无线手柄、6#同步变频驱动系统1、7#左锯片同步电机M1、8#同步变频驱动系统2、9#右锯片同步电机M2、10#行走变频驱动系统3、11#行走电机M3、12#中间继电器组合、13#油泵M4、14#电磁阀组1、15#1号脚伸缩、16#电磁阀组2、17#2号脚伸缩、18#电磁阀组3、19#3号脚伸缩、20#电磁阀组4、21#4号脚伸缩、22#电磁阀组5、23#左锯片移动，、24#电磁阀组6、25#右锯片移动、26#电磁阀组7、27#进退刀、28#物联网DTU、29#Internet、30#云服务平台、31#Internet、32#PC或IPONE。

设备正常操作方式是通过3#面板按钮开关或5#无线手柄操作需要的各种指令按钮动作信号传到1#PLC控制中心，1#PLC控制中心同时通过MODBUS总线通讯链接方式与2#触摸显示屏HMI、6#同步变频驱动系统1、8#同步变频驱动系统2、10#行走变频驱动系统3之间进行将各种采集的数据以数字打包形式，通过MODBUS总线通讯链接方式周期地发送和回传。1#PLC控制中心对收到指令和采集数据进行运算处理后并发送控制指令和数据，6#同步变频驱动系统1、8#同步变频驱动系统2、10#行走变频驱动系统3接收到控制指令执行控制，2#触摸显示屏HMI将接收到数据信息实时的显示在触摸显示屏编辑的不同界面。

远程物联网监控：28#物联网DTU模块与1#PLC控制中心通过MODBUS总线通讯对接，将1#PLC控制中心接收到和发送出的控制指令和数据，通过28#物联网DTU模块链接上的移动4G(WiFi)等网络信号传送到互联网云服务平台，再通过个人电脑PC或手机登录云服务平台进行信息监控，数据采集和远程维护等。

6#同步变频驱动系统1：3#面板按钮开关或5#无线手柄发出动作指令到1#PLC控制中心进行处理后再发出通信指令到6#同步变频驱动系统1，对7#左锯片同步电机M1进行正转、复位、停止、调速等驱动控制，同时将永磁电机的工作电流、频率、速度、温度、状态、故障等数据在通信总线上回传给1#PLC控制中心。

8#同步变频驱动系统2：3#面板按钮开关或5#无线手柄发出动作指令到1#PLC控制中心进行处理后再发出通信指令到8#同步变频驱动系统2，对9#右锯片同步电机M2进行正转、复位、停止、调速等驱动控制，同时将永磁电机的工作电流、频率、速度、温度、状态、故障等数据在通信总线上回传给1#PLC控制中心。

10#行走变频驱动系统3：3#面板按钮开关或5#无线手柄发出动作指令到1#PLC控制中心进行处理后再发出通信指令到10#行走变频驱动系统3，对11#行走电机M3进行正转、反转、复位、停止、调速等驱动控制，同时将行走电机的工作电流、频率、速度、状态、故障等数据在通信总线上回传给1#PLC控制中心。

15#1号脚伸缩：3#面板按钮开关或5#无线手柄发出动作指令到1#PLC控制中心进行处理后通过I/O输出方式到12#中间继电器组合，让13#油泵M4工作，14#电磁阀组1动作，完成15#1号脚伸缩动作。

17#2号脚伸缩：3#面板按钮开关或5#无线手柄发出动作指令到1#PLC控制中心进行处理后通过I/O输出方式到12#中间继电器组合，让13#油泵M4工作，16#电磁阀组2动作，完成17#2号脚伸缩动作。

19#3号脚伸缩：3#面板按钮开关或5#无线手柄发出动作指令到1#PLC控制中心进行处理后通过I/O输出方式到12#中间继电器组合，让13#油泵M4工作，18#电磁阀组3动作，完成19#3号脚伸缩动作。

21#4号脚伸缩：3#面板按钮开关或5#无线手柄发出动作指令到1#PLC控制中心进行处理后通过I/O输出方式到12#中间继电器组合，让13#油泵M4工作，20#电磁阀组4动作，完成21#4号脚伸缩动作。

23#左锯片移动：3#面板按钮开关或5#无线手柄发出动作指令到1#PLC控制中心进行处理后通过I/O输出方式到12#中间继电器组合，让13#油泵M4工作，22#电磁阀组5动作，完成23#左锯片左右移动动作。

25#右锯片移动：3#面板按钮开关或5#无线手柄发出动作指令到1#PLC控制中心进行处理后通过I/O输出方式到12#中间继电器组合，让13#油泵M4工作，24#电磁阀组6动作，完成25#右锯片左右移动动作。

27#锯片进退刀：3#面板按钮开关或5#无线手柄发出动作指令到1#PLC控制中心进行处理后通过I/O输出方式到12#中间继电器组合，让13#油泵M4工作，26#电磁阀组7动作，完成27#左锯片进退刀动作。

故障报警与诊断：设备在工作时都无法避免会出现故障，圆盘锯是在现场充满水气、粉尘、供电不稳定的恶劣环境下工作。当设备出现故障报警并能诊断是能很好的帮助现场使用者快速查明故障原因和排除故障。

本发明的圆盘锯机电气系统中2#触摸显示屏HMI的COM2端口通过MODBUS RS485方式与1#PLC控制中心COM3端口不停的进行数据交换，如果在规定时间内没有获得1#PLC控制中心传回数据信息，自动会启动内部驱动程序并在触摸显示屏上触发一个对应的报警弹出窗口。出现报警弹窗时程序会禁止所有输出，并触发声光警报。

主站1#PLC控制中心的COM2端口通过MODBUS RS485方式分别与从站6#同步变频驱动系统1，从站8#同步变频驱动系统2和从站10#行走变频驱动系统3进行通信过程中，实时监控每一次通信是否正常，如无回信，则判断是哪个从站掉线，自动会启动内部驱动程序并在触摸显示屏上触发一个对应的报警弹出窗口。出现报警弹窗时程序会禁止所有输出，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。

主站1#PLC控制中心的COM2端口通过MODBUS RS485方式分别与从站6#同步变频驱动系统1，从站8#同步变频驱动系统2和从站10#行走变频驱动系统3进行通信过程中，实时地读取从站6#，8#，10#变频驱动系统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、故障状态等等)故障信息代码(如：1为过载、2为过压、3为缺相、4为欠压、5为过热、为短路等等)，将获取这些数字代码与预编信息库代码进行比对，相同的则代表有故障发生，自动会启动内部驱动程序并在触摸显示屏上触发一个对应的报警弹出窗口。出现报警弹窗时程序会禁止所有输出，并触发声光警报。

恒电流自动控制：圆盘锯在切割过程中现场一般的工况环境复杂多变，涉及石材软硬差异，刀头锋利度不一，外部供电不稳定，切割方式差异，水量，锯片动平衡度等工作电流会在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，保证锯片切割效果最佳。恒电流自动控制就是通过自动调整行走变频驱动系统的进给量的大小，以期达到电流稳定在某个设定值。

如图4圆盘锯机电流自动控制工作过程，描述设备在手动运行状态下正常运行，自动程序的执行过程：1#开启自动开关→2#设置电流(设定值大小收3#设定电流范围值控制)→4#读取工作电流值→5#左锯电流，6#右锯电流(7#比较左右锯电流大小→8#取较大电流→9#取样间隔周期)→10#设定与取样再比较→得到11#比较结果。具体流程见图4：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11所示。

比较结果分两种：第一种情况12#设定＞实际，按照差值大小分为14#差值＞10A(执行17#调整取样间隔周期1s，18#单次调整0.5HZ，21#频率逐渐加大)；15#差值在3-10A间(执行19#调整取样间隔周期2s，20#单次调整0.2HZ，21#频率逐渐加大)；16#差值＜3A(执行22#设为死区范围，23#调整取样间隔周期3s，24#单次调整0HZ，25#频率不变)。34#设定自动调整的运行频率上下限范围→35#调大的与给定频率叠加后(不能超过设定上限)→36#传送给行走变频器，加快行走→37#锯片负荷增大，工作电流增加→38#保证锯片电机工作电流与设定电流相一致。具体流程见图4：12、14、17、18、15、19、20、21、16、22、23、24、25、34、35、36、37、38所示。

第二种情况13#设定＜实际，按照差值大小分为28#差值＞10A(执行31#调整取样间隔周期1s，32#单次调整0.5HZ，33#频率逐渐减小)；27#差值在3-10A间(执行29#调整取样间隔周期2s，30#单次调整0.2HZ，33#频率逐渐减小)；26#差值＜3A(执行22#设为死区范围，23#调整取样间隔周期3s，24#单次调整0HZ，25#频率不变)。34#设定自动调整的运行频率上下限范围→35#减小的与给定频率叠加后(设定下限为0)→36#传送给行走变频器，减慢行走→37#锯片负荷减小，工作电流下降→38#保证锯片电机工作电流与设定电流相一致。具体流程见图4：13，26，22，23，24，25，27，29，30，28，32，33，34，35，36，37，38所示。

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 (5)

1.一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取与左圆盘锯片对应的左驱动电机的第一驱动电流以及与右圆盘锯片对应的右驱动电机的第二驱动电流；

比较所述第一驱动电流与所述第二驱动电流的大小并获取其中较大的一个驱动电流作为调整对象电流；

当所述调整对象电流超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入空转保护状态；

当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态,其包括：依据取样间隔周期获取所述调整对象电流；

比较所述调整对象电流与第二预设电流的第一差值；

根据所述第一差值调整双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量及每个周期增减间隔时间，以使得所述左右驱动电机的电流趋近所述第二预设电流，所述第二预设电流小于所述第一预设电流;

当所述第一差值的绝对值处于第一区间时，以第一幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

当所述第一差值的绝对值超出所述第一区间的上限时，以第二幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，以第三幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

其中，所述第一预设电流是圆盘锯片濒临卡住相对应的一个电流值，所述第二预设电流是根据圆盘锯片的材质、对应驱动电机的功率以及切割对象的硬度进行设定的一个电流值；所述第二幅度高于所述第一幅度，所述第三幅度低于所述第一幅度。

2.根据权利要求1所述的圆盘锯片驱动方法，其特征在于，

当所述第一差值大于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，降低所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，并且缩短每个周期增减间隔时间；

当所述第一差值小于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，提高所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，并且延长每个周期增减间隔时间；

当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，维持所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量以及每个周期增减间隔时间不变。

3.一种双圆盘锯机的圆盘锯片驱动系统，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取与左圆盘锯片对应的左驱动电机的第一驱动电流以及与右圆盘锯片对应的右驱动电机的第二驱动电流；

比较单元，用于比较所述第一驱动电流与所述第二驱动电流的大小并获取其中较大的一个驱动电流作为调整对象电流；

调整单元，用于当所述调整对象电流超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入空转保护状态；当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态；

当所述调整对象电流不超过第一预设电流时，且控制所述双圆盘锯机进入稳流同步状态时，所述调整单元还用于：

依据取样间隔周期获取所述调整对象电流；

比较所述调整对象电流与第二预设电流的第一差值；

根据所述第一差值调整双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量及每个周期增减间隔时间，以使得所述左右驱动电机的电流趋近所述第二预设电流，所述第二预设电流小于所述第一预设电流；

当所述第一差值的绝对值处于第一区间时，以第一幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

当所述第一差值的绝对值超出所述第一区间的上限时，以第二幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，以第三幅度调整所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量；

其中，所述第一预设电流是圆盘锯片濒临卡住相对应的一个电流值，所述第二预设电流是根据圆盘锯片的材质、对应驱动电机的功率以及切割对象的硬度进行设定的一个电流值；所述第二幅度高于所述第一幅度，所述第三幅度低于所述第一幅度。

4.根据权利要求3所述的圆盘锯片驱动系统，其特征在于，

当所述第一差值大于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，降低所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，并且缩短每个周期间隔时间；

当所述第一差值小于零且其绝对值高于所述第一区间的下限时，提高所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量，并且延长每个周期增减间隔时间；

当所述第一差值的绝对值低于所述第一区间的下限时，维持所述双圆盘锯机行走电机的运行频率每个周期增减量以及每个周期增减间隔时间不变。

5.一种双圆盘锯机，包括圆盘锯片驱动系统，其特征在于，所述圆盘锯片驱动系统为权利要求3或4所述的双圆盘锯机的圆盘锯片驱动系统。

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