CN114237162B - 一种图形化设定传动速度链的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图形化设定传动速度链的系统，属于自动化技术领域，包括人机接口，下位机和传动分部，所述下位机通过通讯总线与人机接口相连，下位机还通过现场总线与传动分部驱动器相连，人机接口通过图形界面接收操作人员的速度链更改和维护操作，更改的结果将在可编程逻辑控制器进行逻辑组合，可编程逻辑控制器将生成的结果通过现场总线控制各驱动器，使用本方法进行传动速度链设置便捷高效，只需在人机接口进行数字输入设定即可完成；速度链设置界面内容丰富，满足不同速度链逻辑组合下的不同控制需求；下位机速度链也可以通过拖拽的方式完成，无需专业的工程师操作可以完成。
Description
技术领域
本发明涉及自动化技术领域，具体是一种图形化设定传动速度链的系统。
背景技术
多传动点生产线是目前工业生产中最常用的控制链路，广泛应用于大型机械化生产，智能生产线控制领域。
目前，我国设计多传动点生产线传动控制存在如下缺点：速度链调整模式落后，无法及时满足客户柔性化生产的需要，客户更换品种时，需要调整较多的控制模式和参数；操作人员需要兼顾较多的传动分部，调整程序的时间长且繁琐；智能化成都不足，当传动出现问题时，排查时间较长，维护效率低下；界面不够直观和友好，人机接口无法直观反映调整后的结果；调整速度链组合需要专业程序工程师配合，对专业工程师要求较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图形化设定传动速度链的系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种图形化设定传动速度链的系统，包括人机接口，下位机和传动分部，所述下位机通过通讯总线与人机接口相连，下位机还通过现场总线与传动分部驱动器相连，人机接口通过图形界面接收操作人员的速度链更改和维护操作，更改的结果将在可编程逻辑控制器进行逻辑组合，可编程逻辑控制器将生成的结果通过现场总线控制各驱动器，其中，人机接口有上位机、现场操作员终端和装有运行客户端的计算机三种形式。
作为本发明的进一步技术方案：所述上位机为安装人机接口软件和编程系统的计算机。
作为本发明的进一步技术方案：所述下位机为可编程逻辑控制器。
作为本发明的进一步技术方案：所述通讯总线包括Ethernet、Ethernet/Ip、ProfiNet、DeviceNet、ProfibusDP、Canbus和ModBus。
作为本发明的进一步技术方案：所述现场总线包括Ethernet/Ip、ProfiNet、DeviceNet、ProfibusDP、Canbus、ModBus、DeviceNet和ControlNet。
作为本发明的进一步技术方案：所述传动分部为多个独立的变频器。
作为本发明的进一步技术方案：所述下位机通过上位机的界面设定各传动分部的速度链的组合和逻辑控制关系，或通过下位机进行拖拽的方式进行传动速度链的设定。
作为本发明的进一步技术方案：所述上位机与下位机的设定结果能交互查看和验证。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用本发明进行传动速度链设置便捷高效，只需在人机接口进行数字输入设定即可完成；速度链设置界面内容丰富，满足不同速度链逻辑组合下的不同控制需求；下位机速度链也可以通过拖拽的方式完成，无需专业的工程师操作可以完成。
附图说明
图1为本发明的系统图。
图2为本发明图形化设定界面。
图3为本发明下位机程序执行图。
具体实施方式
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做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。
实施例1：请参阅图1-3，一种图形化设定传动速度链的系统，主要包括已安装人机接口软件和编程的计算机作为上位机，现场操作员终端也可作为人机接口，及装有运行客户端的计算机作为操作员维护的人机接口形式，一个可编程逻辑控制器作为下位机，和若干变频器组成的传动分部。其中，可编程逻辑控制通过Ethernet、Ethernet/Ip通讯总线与上位机相连，可编程逻辑控制器通过Ethernet/Ip现场总线与传动分部驱动器相连。上位机通过图形界面接收操作人员的速度链更改和维护操作，更改的结果将在可编程逻辑控制器进行逻辑组合，可编程逻辑控制器将生成的结果通过现场总线控制各驱动器。
本设计中的通讯总线方式，除了上述Ethernet、Ethernet/Ip现场总线以外，还可以采用ProfiNet、DeviceNet、ProfibusDP、Canbus和ModBus等等多个总线方式。
现场总线除了采用Ethernet/Ip现场总线外，还可以采用ProfiNet、DeviceNet、ProfibusDP、Canbus、ModBus、DeviceNet和ControlNet等等多个总线方式。
实施例2，在实施例1的基础上，本设计采用的下位机为可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。现在工业上使用的可编程逻辑控制器已经相当或接近于一台紧凑型电脑的主机，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域。本设计的PLC可以采用市面上常见的大多数PLC控制器型号，例如s7-200，s7-300，S7-400系列均可，可以根据具体的使用需求以及所要匹配的负载大小来选型。
如图2所示的图形化设定界面，图中可以清晰的看到，包含多个从传动辊的序号选择窗口，还包含传动类型定义窗口和单联动设定窗口，其中，传动类型定义窗口包括正常传动分部类型宏窗口、非连锁从分部类型宏窗口、导辊类型宏(联动时启停命令跟主辊)窗口、联动自动转矩模式选择窗口，单联动设定窗口包括单动和切换选择窗口，联动主辊与速度链不一致使能窗口、状态/DPI3命令跟随主传动代码选择窗口，下属从辊序号配置窗口直接设定，常规一个主辊可以设定7个从传动，只需将从传动序号设置入输入框中，主从关系即可建立；传动类型窗口中可以选择正常传动分部类型宏、导辊类型宏、非连锁从分部类型宏，也可以设定是否当主从关系建立后，从辊是否切换到转矩模式；在单动/联动窗口中可以设定传动分部是否与主辊联动，对于特殊的传动分部，允许勾选联动主辊与速度链不一致使能；对于切换到联动模式且做转矩控制的传动分部，可以设定速度叠加量、速度增益率以及转矩分配的参数。
实施例3，在实施例1的基础上，如图3所示为下位机程序执行电路，下位机程序执行电路包括驱动辊控制器Dr01、真空伏辊控制器Dr02、导网辊控制器Dr03、压榨上辊控制器Dr04和压榨下辊控制器Dr05，驱动辊控制器Dr01设有两个SLaceNum接口，驱动辊控制器Dr01的其中一个SLaceNum接口连接真空伏辊控制器Dr02的SlvNum_O接口，驱动辊控制器Dr01的另一个SLaceNum接口连接导网辊控制器Dr03的SlvNum_O接口，驱动辊控制器Dr01的MasterNu接口分别连接真空伏辊控制器Dr02的MasterNu接口、导网辊控制器Dr03的MasterNu接口和压榨上辊控制器Dr04的MasterNu接口，压榨上辊控制器Dr04的另一个MasterNu接口连接压榨下辊控制器Dr05的MasterNu接口，驱动辊控制器Dr01的SpdLp_Ou接口分别连接真空伏辊控制器Dr02的Spd_Ref接口、导网辊控制器Dr03的Spd_Ref接口和压榨上辊控制器Dr04的Spd_Ref接口，压榨上辊控制器Dr04的SpdLp_Ou接口连接压榨下辊控制器Dr05的Spd_Ref接口，压榨上辊控制器Dr04的SLaceNum接口连接压榨下辊控制器Dr05的SlvNum_O接口，驱动辊控制器Dr01的Trq_Out接口分别连接真空伏辊控制器Dr02的Trq_Ref接口、导网辊控制器Dr03的Trq_Ref接口和压榨上辊控制器Dr04的Trq_Ref接口，压榨上辊控制器Dr04的Trq_Out接口连接压榨下辊控制器Dr05的Trq_Ref接口。基于上述电气连接关系，本设计可以通过上位机的界面设定各传动分部的速度链的组合和逻辑控制关系，也可以通过下位机进行拖拽的方式进行传动速度链的设定。上位机与下位机的设定结果可以交互查看和相互验证。
实施例4，在实施例1的基础上，变频器是本设计的重要组成部分，变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。本设计所采用的变频器为三相变频器，对于选用电压型变频器还是电流型变频器需要经过分析二者的特性，其中，电压型变频器与电流型变频器同属于交一直一交变频器，均由整流器、滤波器、逆变器三部分组成。工作原理也是整流电路将电网来的交流电转换成直流电；再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给推进电动机，电压型变频器的中间环节采用大电容。电流型变频器是通过整流电路将电网来的交流电转换成直流电；再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给推进电动机，电流型变频器的直流中间环节，采用大电感滤波。两者的区别在于，储能元件不同，电压型的储能元件是电容，电流型的是电感。
其中又以PWM变频器应用最为广泛，技术最为成熟，PWM处理技术是利用微处理器的数字输出信号来对模拟电路进行精准控制，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。本设计优选采用高载频PWM控制变频，高载频PWM控制方式原理上实际是对PWM控制方式的改进，是为了降低减速电机运转噪声而采用的一种控制方式。在这种控制方式中，载频被提高到人耳可以听到的频率(10-20kHz)以上，从而达到降低减速电机噪声的目的。这种控制方式主要用于低噪声型的变频器，也将是今后变频器的发展方向，高载频PWM变频器的保护功能有：(1)检知异常状态后自动地进行修正动作，如过电流失速防止，再生过电压失速防止。(2)检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号，使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等，应用在本发明中能够极大的提高产品的安全性。
综上所述，本发明用上位机图形界面设定速度链代替修改程序设定速度链，速度链设定画面可以同时进行分部逻辑设定操作，对于从部分可以设定速度和转矩控制参数，下位机可以通过拖拽实现传动分部速度链的组合和逻辑控制。使用本方法，操作简便，维护人员或生产人员只需在上位机(电脑、操作屏)上拖动分部框图完成即可，所见即所得，而且支持数字输入、下拉框选择、输入输出管脚拖拽等方式，通过上位机的操作自动生成下位机程序的逻辑链接。本系统对于维护人员的程序编写和修改能力要求大大降低，对于柔性化生产和主从辊的选择、主从速度链的选择方便快速，直观显示调整后的结果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种图形化设定传动速度链的系统，包括人机接口，下位机和传动分部，其特征在于，所述下位机通过通讯总线与人机接口相连，下位机还通过现场总线与传动分部驱动器相连，人机接口通过图形界面接收操作人员的速度链更改和维护操作，所述图形界面包含多个从传动辊的序号选择窗口，还包含传动类型定义窗口和单联动设定窗口，其中，传动类型定义窗口包括正常传动分部类型宏窗口、非连锁从分部类型宏窗口、导辊类型宏窗口、联动自动转矩模式选择窗口，单联动设定窗口包括单动和切换选择窗口，联动主辊与速度链不一致使能窗口、状态/DPI3命令跟随主传动代码选择窗口，下属从辊序号配置窗口直接设定，一个主辊能够设定7个从传动，只需将从传动序号设置入输入框中，主从关系即可建立；传动类型窗口中能够选择正常传动分部类型宏、导辊类型宏、非连锁从分部类型宏，也能够设定是否当主从关系建立后，从辊是否切换到转矩模式；在单动/联动窗口中能够设定传动分部是否与主辊联动，对于部分传动分部，允许勾选联动主辊与速度链不一致使能；对于切换到联动模式且做转矩控制的传动分部，能够设定速度叠加量、速度增益率以及转矩分配的参数；
更改的结果在可编程逻辑控制器进行逻辑组合，可编程逻辑控制器将生成的结果通过现场总线控制各驱动器，其中，人机接口有上位机、现场操作员终端和装有运行客户端的计算机三种形式。
2.根据权利要求1所述的一种图形化设定传动速度链的系统，其特征在于，所述上位机为安装人机接口软件和编程系统的计算机。
3.根据权利要求1所述的一种图形化设定传动速度链的系统，其特征在于，所述下位机为可编程逻辑控制器。
4.根据权利要求1所述的一种图形化设定传动速度链的系统，其特征在于，所述通讯总线包括Ethernet、Ethernet/Ip、ProfiNet、DeviceNet、ProfibusDP、Canbus和ModBus。
5.根据权利要求1所述的一种图形化设定传动速度链的系统，其特征在于，所述现场总线包括Ethernet/Ip、ProfiNet、DeviceNet、ProfibusDP、Canbus、ModBus、DeviceNet和ControlNet。
6.根据权利要求1所述的一种图形化设定传动速度链的系统，其特征在于，所述传动分部为多个独立的变频器。
7.根据权利要求1所述的一种图形化设定传动速度链的系统，其特征在于，所述下位机通过上位机的界面设定各传动分部的速度链的组合和逻辑控制关系，或通过下位机进行拖拽的方式进行传动速度链的设定。
8.根据权利要求6所述的一种图形化设定传动速度链的系统，其特征在于，所述上位机与下位机的设定结果能交互查看和验证。
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| GR01 | Patent grant | ||
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