CN112271963A - 工业设备及无编码器控制方法、变频器、控制器和介质 - Google Patents

工业设备及无编码器控制方法、变频器、控制器和介质 Download PDF

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CN112271963A CN202011151880.4A CN202011151880A CN112271963A CN 112271963 A CN112271963 A CN 112271963A CN 202011151880 A CN202011151880 A CN 202011151880A CN 112271963 A CN112271963 A CN 112271963A
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Abstract

本发明公开了一工业设备及无编码器控制方法、变频器、控制器和介质，本发明工业设备无编码器控制方法采用变频器执行根据输入至电机的参数确定电机角度信息，并将所述电机角度信息发送至控制器，以使所述控制器根据所述电机角度信息驱动所述工业设备运行；其中，变频器与控制器电性连接，且所述变频器与电机电性连接。从而实现了在不影响工业设备的工艺精度的同时，降低工业设备的维护成本。

Description

工业设备及无编码器控制方法、变频器、控制器和介质
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种工业设备及无编码器控制方法、变频器、控制器和介质。
背景技术
随着工业设备行业的不断发展，其工业设备，如织机也不断更新优化。但是目前的优化都需要在织机上安装编码器，并根据编码器向织机系统反馈角度和速度信息。但是由于织机系统在运行中震动较大，降低了所安装编码器的寿命，需要频繁更换编码器，从而增加了织机的维护成本，而且随着编码器的多次安装，使得织机齿轮啮合的间隙也不断增大，导致反馈的角度和速度精度下降，对精确的工艺控制产生不利影响。因此，如何在不影响工业设备的工艺精度的同时，降低工业设备的维护成本成为了目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种工业设备及无编码器控制方法、变频器、控制器和介质，旨在解决如何在不影响工业设备的工艺精度的同时，降低工业设备的维护成本的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种工业设备无编码器控制方法，所述方法包括采用变频器执行以下步骤：
根据输入至电机的参数确定电机角度信息，并将所述电机角度信息发送至控制器，以使所述控制器根据所述电机角度信息驱动所述工业设备运行；
其中，变频器与控制器电性连接，且所述变频器与电机电性连接。
可选地，所述输入到电机的参数包括电机电流和电机电压，所述电机电压根据母线电压确定。
可选地，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度发送至所述控制器，以使所述控制器根据所述电机电角度及获取的电机角度初始值确定电机机械角度；
或，
根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并获取电机角度初始值，将所述电机电角度和所述电机角度初始值发送至所述控制器，以使所述控制器根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度；
或，
根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并获取电机角度初始值，根据所述电机电角度和所述电机角度初始值确定电机机械角度，并将所述电机机械角度发送至所述控制器。
可选地，所述工业设备为织机，所述电机角度初始值通过接近开关采集。
可选地，所述电机电角度信息包括A相信号和B相信号。
可选地，所述根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，包括：
根据所述电机角度初始值修正所述电机电角度，根据修正后的所述电机电角度确定所述电机机械角度。
可选地，根据所述电机角度信息，调整输入到电机的电流和电压，并根据调整后电机的电流和电压驱动所述电机运行。
另外，本发明还提供一种变频器，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上所述的工业设备无编码器控制方法的步骤。
另外，为实现上述目的，本发明还提供一种工业设备无编码器控制方法，应用于控制器执行以下步骤：
接收由变频器发送的电机电角度及接近开关发送的电机角度初始值，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
接收由所述变频器发送的电机电角度及电机角度初始值，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
接收由所述变频器发送的电机机械角度，根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；其中，所述电机机械角度由所述变频器根据电机电角度及获取的电机角度初始值确定。
可选地，工业设备为织机，所述电机角度初始值通过接近开关采集。
可选地，电机电角度信息包括A相信号和B相信号。
可选地，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，包括：
根据所述电机角度初始值修正所述电机电角度，根据修正后的所述电机电角度确定所述电机机械角度。
另外，本发明还提供一种控制器，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上所述的工业设备无编码器控制方法的步骤。
另外，为实现上述目的，本发明还提供一种工业设备，所述工业设备包括控制器、变频器和电机，所述控制器与所述变频器电性连接，所述变频器与所述电机电性连接；
所述变频器，用于根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度发送至所述控制器；所述控制器还与接近开关连接，用于从所述接近开关获取电机角度初始值，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
所述变频器还与接近开关连接，所述变频器用于从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度和所述电机角度初始值发送至所述控制器；所述控制器，用于根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
所述变频器还与接近开关连接，所述变频器用于从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并根据所述电机电角度和所述电机角度初始值确定电机机械角度，将所述电机机械角度发送至所述控制器，所述控制器，用于根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行。
可选地，工业设备为织机，所述电机电角度信息包括A相信号和B相信号。
为实现上述目的，本发明还提供一种工业设备控制方法，应用于上述的工业设备，所述工业设备控制方法包括：
所述变频器根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度发送至所述控制器；所述控制器从所述接近开关获取电机角度初始值，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
所述变频器从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度和所述电机角度初始值发送至所述控制器；控制器根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
所述变频器从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并根据所述电机电角度和所述电机角度初始值确定电机机械角度，将所述电机机械角度发送至所述控制器，所述控制器根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种介质，所述介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的工业设备及无编码器控制方法的步骤。
本发明通过变频器与控制器电性连接，且变频器与电机电性连接，并让变频器根据输入到电机的参数计算电角度，通过接近开关获取电机角度初始值，并在变频器中根据电机电角度和电机角度初始值计算电机机械角度，再将电机机械角度发送至控制器，或者是在控制器中根据电机电角度和电机角度初始值计算电机机械角度，便于控制器根据电机机械角度驱动工业设备运行，从而避免了现有技术中采用编码器获取电机角度信息的方式，导工业设备的维护成本增加的现象发生，实现了在不影响工业设备的工艺精度的同时，降低了工业设备的维护成本。
附图说明
图1为本发明工业设备的控制框图；
图2为现有装配编码器的结构示意图；
图3为工业设备中装配有编码器和未装配有编码器的对比流程图；
图4为工业设备中接近开关和控制器电性连接的示意图；
图5为工业设备中接近开关和变频器电性连接的示意图；
图6为工业设备无编码器控制方法中变频器的执行步骤流程示意图；
图7为工业设备无编码器控制方法中变频器发送电机电角度至控制器的流程示意图；
图8为工业设备无编码器控制方法中变频器发送电机电角度和电机角度初始值至控制器的流程示意图；
图9为工业设备无编码器控制方法中变频器发送电机机械角度至控制器的流程示意图；
图10为工业设备无编码器控制方法中控制器计算电机机械角度的流程示意图；
图11为工业设备无编码器控制方法中控制器计算电机机械角度的又一流程示意图；
图12为工业设备无编码器控制方法中控制器获取电机机械角度的流程示意图；
图13为工业设备控制方法中控制器计算电机机械角度的流程示意图；
图14为工业设备控制方法中控制器计算电机机械角度的又一流程示意图；
图15为工业设备控制方法中控制器获取电机机械角度的流程示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 主轴同步电机 2 传动机构
3 传动带轮A 4 传动带
5 传动带轮B 6 同轴传动齿轮A
7 同轴传动齿轮B 8 编码器
9 编码器安装支架
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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，除非另有明确的限定。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。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
目前工业设备，如织机是采用编码器来获取角度和速度的，但编码器的使用寿命较短，需要经常拆卸安装，而编码器的安装方式可以如图2所示，包括主轴同步电机-1，传动机构-2，传动带轮A-3，传动带-4，传动带轮B-5，同轴传动齿轮A-6，同轴传动齿轮B-7、编码器-8和编码器安装支架-9。即编码器-8安装在织机侧方，主轴通过机械结构传动值传动带轮(即主轴同步电机-1通过传动机构-2带动传动带轮A-3，并通过传动带-4带动传动带轮B-5)，通过传动带-4及齿轮啮合形式安装编码器-8。但是由于编码器的更换频率较大，使得工业设备的成本不断增加，并且会使反馈角度和速度精度下降，对精确的工艺控制产生不利影响。为了避免这一问题，在本发明中提出一种工业设备无编码器的方案，即通过变频器控制板为工业设备控制板提供电机机械角度，以便工业设备根据电机机械角度运行。从而相对于现有技术减少了主轴同步电机-1，传动机构-2，传动带轮A-3，传动带-4，传动带轮B-5，同轴传动齿轮A-6，同轴传动齿轮B-7、编码器-8和编码器安装支架-9的安装，只需要安装接近开关，其人工成本低，物料成本低，且通过变频器提供的高精度的角度和速度信息，降低了工业设备的故障率。
也就是现有技术中需要采用如图3(a)所示，根据编码器获取到电机的角度θr和速度ωr，并将其传递到控制器和变频器，并通过刻度盘进行显示的。而在本发明中则是如图3(b)所示，直接通过变频器获取电机的角度θr和速度ωr，并将其传递到控制器，并在接近开关被触发时，通过接近开关对电机的角度θr和速度ωr进行校正，再将其发送至控制器，并通过可读存储盘进行显示。即参照图4，变频器与控制器电性连接，且变频器与电机电性连接，或者是参照图5，变频器和接近开关电性连接，且变频器和控制器电性连接，并且变频器和电机电性连接。而且变频器会通过速度估算器获取输入到电机的参数(如电机电流和电机电压)，并根据速度估算器进行估算，确定估算出的电机角度θt和电机角速度ωt，当获取到用户在变频器上输入的输入角速度
Figure BDA0002740333980000071
时，会计算输入角速度
Figure BDA0002740333980000072
和电机角速度ωt之间的差值，并根据此差值在变频器中进行运算，以确定电机角度信息，即将此差值作为织机变频器中速度环的输入，进行速度环控制运算，并根据速度环控制运算结果确定给定转矩，将给定转矩转换为给定电流，将给定电流作为电流环的其中一个输入部分，同时将估算出的电机角度θt和输入到电机的参数中电机电流作为电流环的输入，以进行电流环控制运算，将电流环控制运算结果通过PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)发波，以获取电机角度信息，并将电机角度信息通过变频器中的速度估算器发送至控制器，以使控制器根据接收到的电机角度信息确定电机机械角度，并根据电机机械角度控制工业设备运行。
也就是如图1所示，工业设备包括控制器，变频器和电机，并且控制器和变频器电性连接，变频器和电机电性连接，而且变频器会根据自身已有的速度估算器进行估算，以确定电机当前运行的电机电角度θt和电机速度ωt，然后再获取输入的输入速度
Figure BDA0002740333980000081
并计算输入速度
Figure BDA0002740333980000082
和电机速度ωt之间的差值，将此差值作为变频器中速度环的输入，以进行速度环控制，并根据速度环控制结果确定给定转矩，将给定转矩转换为给定电流，再通过变频器获取当前电机运行的实际电流i。其中，实际电流i是受电压u影响的。将给定电流、实际电流i和电机电角度θt作为电流环的输入，进行电流环控制，并根据电流环控制结果对电机进行PWM发波，以调整电机运行的电机速度和电机角度。并且由于速度估算器是实时获取电机的电机速度和电机电角度的，因此当电机速度和电机电角度有调整时，速度估算器中获取到的电机速度和电机电角度也会与之同步调整。并且速度估算器将获取到的电机电角度θt和电机速度ωt实时反馈至控制器，以便控制器根据电机角度和电机速度运行，即速度估算器将电机角度θt和电机速度ωt发送至工业设备控制板进行工业设备工艺控制。因此在本发明中，无需应用编码器，也可以为工业设备提供精准的角度和速度信息。
因此，本发明提出了一种工业设备无编码器控制方法，参照图6，图6为本发明工业设备无编码器控制方法第一实施例的流程示意图，并且工业设备无编码器控制方法是采用变频器执行以下步骤：
步骤S10，根据输入至电机的参数确定电机角度信息，
步骤S11，将所述电机角度信息发送至控制器，以使所述控制器根据所述电机角度信息驱动所述工业设备运行；
其中，变频器与控制器电性连接，且所述变频器与电机电性连接。
在本实施例中，由于工业设备(工业设备可以是织机，也可以是其它设备)无编码器控制方法是采用变频器执行的，因此是根据变频器确定电机角度信息，并发送到控制器和电机的，无需安装编码器，避免了目前整个工业设备在运行中震动较大，降低所安装织机编码器的寿命，需要重复安装的现象发生。因此需要先获取输入到电机的参数，如电机电流和电机电压，其中电机电压是根据与织机连接的母线电压确定的，母线电压是配电装置母线(汇流排)上的电压。
并且当获取到输入到电机的参数后，根据此参数进行速度环控制运算和电流环控制运算，以便根据这两个运算的运算结果确定电机角度信息。其中，速度环控制运算主要是进行PID(Proportion Integration Differentiation，比例积分微分)调节中的PI调节，P(比例)是将差值进行成比例的运算。I(积分)是使调节器的输出信号的变化速度与差值信号成正比，即差值越大，积分的变化速度也就越大。并且速度环的控制过程可以是先根据计算的速度之间的差值确定加速度，并根据加速度确定电机的给定转矩，再将给定转矩转换为给定电流。并且速度环是通过检测的速度差值来进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定。而电流环是根据速度环的输出进行PID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。即电流环通过给定子电流控制电机转矩，并通过电机转矩转换成PWM的调制波，再根据该调制波确定电机角度信息。并且电流环是通过将给定电流和实时电流进行比较，并将给定电流与实时电流的差值通过PI调节器处理，以确定电机转矩，并且电流环的作用是在电机启动过程中能够以最大电流启动，同时在外部扰动是能够快速恢复，加快动态跟踪响应速度，提高系统的稳定性。也就是通过速度环控制运算和电流环控制运算的结果确定电机角度信息。其中，PWM就是一个矩形波，通过控制高电平和低电平的时间来控制MOS管导通的时间。MOS管在高电平的时候导通，相当于5V电源直接加到电内机上；MOS管在低电平的时候截止，相当于0V电源加到电机上。并且PWM又叫脉宽调制，就是控制高电平占一个周期的比例容。而PWM波就是控制5V电源加载到电机上的时间。
并且在计算得到电机角度信息后，可以将此电机角度信息发送至控制器，以便控制器根据获取到的电机角度信息来驱动工业设备运行。而且，在本实施例中，变频器与控制器电性连接，且变频器与电机电性连接。
具体地，步骤q，输入到电机的参数包括电机电流和电机电压，电机电压根据母线电压确定。
在本实施例中，输入到电机的参数包括电机电流和电机电压，而电机电压是根据与工业设备连接的母线电压确定的，母线电压是配电装置母线(汇流排)上的电压。
在本实施例中，通过变频器与控制器电性连接，且变频器与电机电性连接，并让变频器根据输入到电机的参数计算电机角度信息，将电机角度信息发送至控制器，以使控制器根据电机角度信息驱动工业设备运行。从而避免了现有技术中需要使用编码器才能确定电机角度信息的现象发生，并且在工业设备中还安装有接近开关，因此在确定电机角度信息时会根据接近开关检测的电机角度初始值和输入到电机的参数来确定电机角度信息，使得获取到的电机角度信息更加准确，相对于现有技术安装编码器的方式，降低了维护成本，不需要多次对工业设备进行拆卸操作，也降低了工业设备的故障率。
进一步地，工业设备无编码器控制方法还包括：
参照图7，步骤S20，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，
步骤S21，将所述电机电角度发送至所述控制器，以使所述控制器根据所述电机电角度及获取的电机角度初始值确定电机机械角度；或，
在本实施例中，当通过变频器根据输入至电机的电流和电压计算得到电机电角度，并将电机电角度发送至控制器后，控制器可以通过工业设备上的位置传感器(如接近开关)来获取电机角度初始值，也就是当工业设备上的位置传感器被触发时，位置传感器会发送一个电机角度初始值到控制器，控制器会根据获取到的电机电角度和电机角度初始值来计算电机机械角度。其中，获取电机电角度的方式可以是在工业设备运行时，检测位置传感器是否有被触发，若没有被触发，则确定电机角度初始值为0，若位置传感器有被触发，则根据不同的触发位置确定不同的电机角度初始值。计算电机机械角度的方式可以是根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。
参照图8，步骤S30，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，
步骤S31，获取电机角度初始值，将所述电机电角度和所述电机角度初始值发送至所述控制器，以使所述控制器根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度；或
在本实施例中，当通过变频器根据输入至电机的电流和电压计算得到电机电角度，还需要获取电机角度初始值，也就是通过工业设备上的位置传感器(如接近开关)来获取电机角度初始值，也就是当工业设备上的位置传感器被触发时，位置传感器会发送一个电机角度初始值到变频器，而变频器会将获取到的电机电角度和电机角度初始值发送到控制器，控制器会根据获取到的电机电角度和电机角度初始值来计算电机机械角度。其中，获取电机电角度的方式可以是在工业设备运行时，检测位置传感器是否有被触发，若没有被触发，则确定电机角度初始值为0，若位置传感器有被触发，则根据不同的触发位置确定不同的电机角度初始值。计算电机机械角度的方式可以是根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。
参照图9，步骤S40，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，
步骤S41，获取电机角度初始值，根据所述电机电角度和所述电机角度初始值确定电机机械角度，并将所述电机机械角度发送至所述控制器。
在本实施例中，当通过变频器根据输入至电机的电流和电压计算得到电机电角度，还需要获取电机角度初始值，也就是通过工业设备上的位置传感器(如接近开关)来获取电机角度初始值，也就是当工业设备上的位置传感器被触发时，位置传感器会发送一个电机角度初始值到变频器，而变频器会根据获取到的电机电角度和电机角度初始值进行计算PID运算，并根据运算结果得到电机机械角度，再将电机机械角度发送至控制器，以便控制器根据电机机械角度进行运行。其中，获取电机电角度的方式可以是在工业设备运行时，检测位置传感器是否有被触发，若没有被触发，则确定电机角度初始值为0，若位置传感器有被触发，则根据不同的触发位置确定不同的电机角度初始值。计算电机机械角度的方式可以是根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。
进一步地，
步骤a，工业设备为织机，所述电机角度初始值通过接近开关采集。
在本实施例中工业设备可以为织机，但不局限于织机，也可以是其它设备。当工业设备为织机时，则电机角度初始值可以通过安装在织机上的接近开关进行采集。即在织机开始运行时，先检测织机中的接近开关是否有被触发，若没有被触发，则可以设置接近开关对应的角度初始值为0，若接近开关有被触发，则可以根据不同的触发位置设置对应的角度初始值。
具体地，
步骤b，电机电角度信息包括A相信号和B相信号。
在本实施例中，获取到的电机电角度信息包括A相信号和B相信号。并且相对于现有技术编码器方案中的ABZ相信号，本实施例中是电机电角度包括AB相信号，接近开关获取到的电机角度初始值为Z相信号。其中，A相信号和B相信号可以是电机电角度信息中的电机电角度和电机角速度。
进一步地，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，包括：
步骤c，根据所述电机角度初始值修正所述电机电角度，根据修正后的所述电机电角度确定所述电机机械角度。
在本实施例中，当通过接近开关获取到工业设备的电机角度初始值后，可以根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，以便根据电机电角度信息确定电机机械角度，从而让工业设备根据电机机械角度运行。
进一步地，
步骤d，根据所述电机角度信息，调整输入到电机的电流和电压，并根据调整后电机的电流和电压驱动所述电机运行。
在本实施例中，当获取到电机角度信息后，可以根据电机角度信息调整输入到电机的参数，即电流和电压，以便根据调整后的电机电流和电机电压驱动电机运行。
在本实施例中，通过变频器与控制器电性连接，且变频器与电机电性连接，并让变频器根据输入到电机的参数计算电角度，通过接近开关获取电机角度初始值，并在变频器中根据电机电角度和电机角度初始值计算电机机械角度，再将电机机械角度发送至控制器，或者是在控制器中根据电机电角度和电机角度初始值计算电机机械角度，便于控制器根据电机机械角度驱动工业设备运行，从而避免了现有技术中采用编码器获取电机角度信息的方式，导工业设备的维护成本增加的现象发生，实现了在不影响工业设备的工艺精度的同时，降低了工业设备的维护成本。
进一步地，本发明还提供了一种变频器，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现工业设备无编码器控制方法的第一实施例的步骤。
进一步地，本发明还提供一种工业设备无编码器控制方法，参照图10-12，图10-12为本发明工业设备无编码器控制方法第二实施例的流程示意图，并且工业设备无编码器控制方法是采用控制器执行以下步骤：
参照图10，步骤S100，接收由变频器发送的电机电角度及接近开关发送的电机角度初始值，
步骤S110，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；或，
在本实施例中，工业设备无编码器控制方法是采用控制器进行执行的，因此可以通过控制器来接收由变频器发送的电机电角度和接近开关发送的电机角度初始值。其中，电机电角度是变频器根据输入至电机的参数进行计算得到的电机电角度。电机角度初始值是在工业设备运行时，若工业设备中的接近开关被触发，根据接近开发不同的触发位置确定不同的电机角度初始值，并且当接近开关未被触发时，确定电机角度初始值为0。
当控制器获取到电机电角度和电机角度初始值后，可以根据电机电角度和电机角度初始值进行运算，以获取电机机械角度，从而便于控制器根据电机机械角度驱动工业设备运行。其中，根据电机电角度和电机角度初始值运算的方式可以是根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。
参照图11，步骤S200，接收由所述变频器发送的电机电角度及电机角度初始值，
步骤S210，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；或，
在本实施例中，还可以是控制器接收由变频器发送的电机电角度和电机角度初始值，即变频器根据输入至电机的参数进行计算得到的电机电角度。而接近开关采集到的电机角度初始值也是先发送至变频器，再由变频器发送至控制器。其中，电机电角度是变频器根据输入至电机的参数进行计算得到的电机电角度。电机角度初始值是在工业设备运行时，若工业设备中的接近开关被触发，根据接近开发不同的触发位置确定不同的电机角度初始值，并且当接近开关未被触发时，确定电机角度初始值为0。
当控制器获取到电机电角度和电机角度初始值后，可以根据电机电角度和电机角度初始值进行运算，以获取电机机械角度，从而便于控制器根据电机机械角度驱动工业设备运行。其中，根据电机电角度和电机角度初始值运算的方式可以是根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。
参照图12，步骤S300，接收由所述变频器发送的电机机械角度，
步骤S310，根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；其中，所述电机机械角度由所述变频器根据电机电角度及获取的电机角度初始值确定。
在本实施例中，当控制器接收到变频器发送的电机机械角度后，会根据机械角度驱动工业设备运行。而电机机械角度是有变频器根据电机电角度和电机角度初始值确定的。其中，电机电角度是变频器根据输入至电机的参数进行计算得到的电机电角度。电机角度初始值是在工业设备运行时，若工业设备中的接近开关被触发，根据接近开发不同的触发位置确定不同的电机角度初始值，并且当接近开关未被触发时，确定电机角度初始值为0。并且变频器根据电机电角度和电机角度初始值运算的方式可以是根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。
进一步地，工业设备为织机，电机角度初始值通过接近开关采集。
在本实施例中工业设备可以为织机，但不局限于织机，也可以是其它设备。当工业设备为织机时，则电机角度初始值可以通过安装在织机上的接近开关进行采集。即在织机开始运行时，先检测织机中的接近开关是否有被触发，若没有被触发，则可以设置接近开关对应的角度初始值为0，若接近开关有被触发，则可以根据不同的触发位置设置对应的角度初始值。
进一步地，电机电角度信息包括A相信号和B相信号。
在本实施例中，获取到的电机电角度信息包括A相信号和B相信号。并且相对于现有技术编码器方案中的ABZ相信号，本实施例中是电机电角度包括AB相信号，接近开关获取到的电机角度初始值为Z相信号。其中，A相信号和B相信号可以是电机电角度信息中的电机电角度和电机角速度。
进一步地，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，包括：
步骤w，根据所述电机角度初始值修正所述电机电角度，根据修正后的所述电机电角度信息确定所述电机机械角度。
在本实施例中，当通过接近开关获取到工业设备的电机角度初始值后，可以根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，以便根据电机电角度信息确定电机机械角度，从而让工业设备根据电机机械角度运行。
在本发明中，通过控制器接收变频器发送的电机电角度，接收变频器或接近开关发送的电机角度初始值，根据电机角度初始值和电机电角度确定电机机械角度，或者是控制器接收变频器发送的电机机械角度，便于控制器根据电机机械角度驱动工业设备运行，从而避免了现有技术中采用编码器获取电机角度信息的方式，导工业设备的维护成本增加的现象发生，实现了在不影响工业设备的工艺精度的同时，降低了工业设备的维护成本。
进一步地，本发明还提供了一种控制器，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现工业设备无编码器控制方法的第二实施例的步骤。
进一步地，本发明还提供一种工业设备，并且工业设备包括控制器、变频器和电机，所述控制器和所述变频器电性连接，所述变频器与所述电机电性连接；
所述变频器，用于根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度发送至所述控制器；所述控制器还与接近开关连接，用于从所述接近开关获取电机角度初始值，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述机械角度驱动所述工业设备运行；或，
在本实施例中，变频器根据输入到电机的电流和电压进行速度环控制运算和电流环控制运算，以便根据这两个运算的运算结果确定电机电角度。并在计算得到电机电角度后，会将此电机电角度发送至控制器，而控制器在接收到电机电角度后，还需要获取工业设备中接近开关获得电机角度初始值。即电机角度初始值是在工业设备运行时，若工业设备中的接近开关被触发，根据接近开发不同的触发位置确定不同的电机角度初始值，并且当接近开关未被触发时，确定电机角度初始值为0。
当控制器获取到电机电角度和电机角度初始值后，可以根据电机电角度和电机角度初始值进行运算，以获取电机机械角度，从而便于控制器根据电机机械角度驱动工业设备运行。其中，根据电机电角度和电机角度初始值运算的方式可以是根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。
所述变频器还与接近开关连接，所述变频器用于从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度和所述电机角度初始值发送至所述控制器；所述控制器，用于根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述机械角度驱动所述工业设备运行；或，
在本实施例中，还可以是变频器从接近开关中获取电机角度初始值，即当工业设备上的接近开关被触发时，接近开关会发送一个电机角度初始值到变频器。同时变频器也会根据输入到电机的电流和电压进行PID运算得到电机电角度，然后再将电机电角度和电机角度初始值发送到控制器，控制器会根据变频器发送的电机电角度和电机角度初始值进行运算，以获取电机机械角度。即根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。并在控制器获取到电机机械角度后，会根据此电机机械角度来驱动工业设备运行。其中，获取电机电角度的方式可以是在工业设备运行时，检测接近开关是否有被触发，若没有被触发，则确定电机角度初始值为0，若接近开关有被触发，则根据不同的触发位置确定不同的电机角度初始值。
所述变频器还与接近开关连接，所述变频器用于从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并根据所述电机电角度和所述电机角度初始值确定电机机械角度，将所述电机机械角度发送至所述控制器，所述控制器，用于根据所述机械角度驱动所述工业设备运行。
在本实施例中，还可以是变频器直接获取接近开关发送的电机角度初始值，也就是当工业设备上的接近开关被触发时，接近开关会发送一个电机角度初始值到变频器。同时，变频器会根据输入至电机的电流和电压计算得到电机电角度。然后变频器会根据获取到的电机电角度和电机角度初始值进行计算PID运算，并根据运算结果得到电机机械角度，再将电机机械角度发送至控制器，以便控制器根据电机机械角度进行运行。其中，获取电机电角度的方式可以是在工业设备运行时，检测位置传感器是否有被触发，若没有被触发，则确定电机角度初始值为0，若位置传感器有被触发，则根据不同的触发位置确定不同的电机角度初始值。计算电机机械角度的方式可以是根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。
进一步地，工业设备为织机，所述电机电角度信息包括A相信号和B相信号。
在本实施例中，获取到的电机电角度信息包括A相信号和B相信号。并且相对于现有技术编码器方案中的ABZ相信号，本实施例中是电机电角度包括AB相信号，接近开关获取到的电机角度初始值为Z相信号。其中，A相信号和B相信号可以是电机电角度信息中的电机电角度和电机角速度。
在本实施例中，通过变频器与控制器电性连接，且变频器与电机电性连接，并让变频器根据输入到电机的参数计算电角度，通过接近开关获取电机角度初始值，并在变频器中根据电机电角度和电机角度初始值计算电机机械角度，再将电机机械角度发送至控制器，或者是在控制器中根据电机电角度和电机角度初始值计算电机机械角度，便于控制器根据电机机械角度驱动工业设备运行，从而避免了现有技术中采用编码器获取电机角度信息的方式，导工业设备的维护成本增加的现象发生，实现了在不影响工业设备的工艺精度的同时，降低了工业设备的维护成本。
进一步地，本发明还提供一种工业设备控制方法，参照图13-15，图13-15为本发明工业设备第四实施例的流程示意图，并且工业设备控制方法，包括：
参照图13，步骤S1，所述变频器用于根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度发送至所述控制器；
步骤S2，所述控制器从所述接近开关获取电机角度初始值，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；或，
在本实施例中，变频器根据输入到电机的电流和电压进行速度环控制运算和电流环控制运算，以便根据这两个运算的运算结果确定电机电角度。并在计算得到电机电角度后，会将此电机电角度发送至控制器，而控制器在接收到电机电角度后，还需要获取工业设备中接近开关获得电机角度初始值。即电机角度初始值是在工业设备运行时，若工业设备中的接近开关被触发，根据接近开发不同的触发位置确定不同的电机角度初始值，并且当接近开关未被触发时，确定电机角度初始值为0。
当控制器获取到电机电角度和电机角度初始值后，可以根据电机电角度和电机角度初始值进行运算，以获取电机机械角度，从而便于控制器根据电机机械角度驱动工业设备运行。其中，根据电机电角度和电机角度初始值运算的方式可以是根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。
参照图14，步骤S3，所述变频器从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度和所述电机角度初始值发送至所述控制器；
步骤S4，控制器根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；或，
在本实施例中，还可以是变频器从接近开关中获取电机角度初始值，即当工业设备上的接近开关被触发时，接近开关会发送一个电机角度初始值到变频器。同时变频器也会根据输入到电机的电流和电压进行PID运算得到电机电角度，然后再将电机电角度和电机角度初始值发送到控制器，控制器会根据变频器发送的电机电角度和电机角度初始值进行运算，以获取电机机械角度。即根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。并在控制器获取到电机机械角度后，会根据此电机机械角度来驱动工业设备运行。其中，获取电机电角度的方式可以是在工业设备运行时，检测接近开关是否有被触发，若没有被触发，则确定电机角度初始值为0，若接近开关有被触发，则根据不同的触发位置确定不同的电机角度初始值。
参照图15，步骤S,5，所述变频器从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并根据所述电机电角度和所述电机角度初始值确定电机机械角度，将所述电机机械角度发送至所述控制器，
步骤S6，所述控制器根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行。
在本实施例中，还可以是变频器直接获取接近开关发送的电机角度初始值，也就是当工业设备上的接近开关被触发时，接近开关会发送一个电机角度初始值到变频器。同时，变频器会根据输入至电机的电流和电压计算得到电机电角度。然后变频器会根据获取到的电机电角度和电机角度初始值进行计算PID运算，并根据运算结果得到电机机械角度，再将电机机械角度发送至控制器，以便控制器根据电机机械角度进行运行。其中，获取电机电角度的方式可以是在工业设备运行时，检测位置传感器是否有被触发，若没有被触发，则确定电机角度初始值为0，若位置传感器有被触发，则根据不同的触发位置确定不同的电机角度初始值。计算电机机械角度的方式可以是根据电机角度初始值对电机电角度进行修正，即对电机电角度进行调大或调小，直至获取到新的电机角度初始值为0，并将此时得到的电机电角度作为电机机械角度。
在本实施例中，通过变频器与控制器电性连接，且变频器与电机电性连接，并让变频器根据输入到电机的参数计算电角度，通过接近开关获取电机角度初始值，并在变频器中根据电机电角度和电机角度初始值计算电机机械角度，再将电机机械角度发送至控制器，或者是在控制器中根据电机电角度和电机角度初始值计算电机机械角度，便于控制器根据电机机械角度驱动工业设备运行，从而避免了现有技术中采用编码器获取电机角度信息的方式，导工业设备的维护成本增加的现象发生，实现了在不影响工业设备的工艺精度的同时，降低了工业设备的维护成本。
本发明还提供了一种介质，介质可以是计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述一个或者一个以上程序还可被一个或者一个以上的处理器执行以用于实现上述工业设备及无编码器控制方法各实施例的步骤。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (17)

1.一种工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述方法包括采用变频器执行以下步骤：
根据输入至电机的参数确定电机角度信息，并将所述电机角度信息发送至控制器，以使所述控制器根据所述电机角度信息驱动所述工业设备运行；
其中，变频器与控制器电性连接，且所述变频器与电机电性连接。
2.如权利要求1所述的工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述输入到电机的参数包括电机电流和电机电压，所述电机电压根据母线电压确定。
3.如权利要求2所述的工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述方法具体包括：
根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度发送至所述控制器，以使所述控制器根据所述电机电角度及获取的电机角度初始值确定电机机械角度；
或，
根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并获取电机角度初始值，将所述电机电角度和所述电机角度初始值发送至所述控制器，以使所述控制器根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度；
或，
根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并获取电机角度初始值，根据所述电机电角度和所述电机角度初始值确定电机机械角度，并将所述电机机械角度发送至所述控制器。
4.如权利要求3所述的工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述工业设备为织机，所述电机角度初始值通过接近开关采集。
5.如权利要求4所述的工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述电机电角度信息包括A相信号和B相信号。
6.如权利要求3所述的业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，包括：
根据所述电机角度初始值修正所述电机电角度，根据修正后的所述电机电角度确定所述电机机械角度。
7.如权利要求1所述的工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述电机角度信息，调整输入到电机的电流和电压，并根据调整后电机的电流和电压驱动所述电机运行。
8.一种变频器，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的工业设备无编码器控制方法。
9.一种工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述方法包括采用控制器执行以下步骤：
接收由变频器发送的电机电角度及接近开关发送的电机角度初始值，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
接收由所述变频器发送的电机电角度及电机角度初始值，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
接收由所述变频器发送的电机机械角度，根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；其中，所述电机机械角度由所述变频器根据电机电角度及获取的电机角度初始值确定。
10.如权利要求9所述的工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述工业设备为织机，所述电机角度初始值通过接近开关采集。
11.如权利要求10所述的工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述电机电角度信息包括A相信号和B相信号。
12.如权利要求9所述的工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，包括：
根据所述电机角度初始值修正所述电机电角度，根据修正后的所述电机电角度确定所述电机机械角度。
13.一种控制器，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求9至12中任一项所述的工业设备无编码器控制方法。
14.一种工业设备，其特征在于，所述工业设备包括控制器、变频器和电机，所述控制器与所述变频器电性连接，所述变频器与所述电机电性连接；
所述变频器，用于根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度发送至所述控制器；所述控制器还与接近开关连接，用于从所述接近开关获取电机角度初始值，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
所述变频器还与接近开关连接，所述变频器用于从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度和所述电机角度初始值发送至所述控制器；所述控制器，用于根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
所述变频器还与接近开关连接，所述变频器用于从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并根据所述电机电角度和所述电机角度初始值确定电机机械角度，将所述电机机械角度发送至所述控制器，所述控制器，用于根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行。
15.如权利要求14所述的工业设备无编码器控制方法，其特征在于，所述工业设备为织机，所述电机电角度信息包括A相信号和B相信号。
16.一种工业设备控制方法，其特征在于，所述工业设备控制方法应用于如权利要求14-15任一项所述的工业设备，所述工业设备控制方法包括：
所述变频器根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度发送至所述控制器；所述控制器从所述接近开关获取电机角度初始值，根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
所述变频器从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并将所述电机电角度和所述电机角度初始值发送至所述控制器；控制器根据所述电机电角度及电机角度初始值确定电机机械角度，并根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行；
或，
所述变频器从所述接近开关获取电机角度初始值，根据输入至电机的电流和电压确定电机电角度，并根据所述电机电角度和所述电机角度初始值确定电机机械角度，将所述电机机械角度发送至所述控制器，所述控制器根据所述电机机械角度驱动所述工业设备运行。
17.一种介质，其特征在于，所述介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1、9和16中任一项所述的工业设备及无编码器控制方法的步骤。
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