CN114374353B - 一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法，应用于备用变频器切换系统，包括以下步骤：工控机给所有的传动变频器基于窑头到窑尾的方向进行位置编排，使得每一个传动变频器具有各自的位置编号；检测传动变频器的运行状态；当其中一台传动变频器故障时，控制PLC模块将故障的传动变频器所对应的交流接触器，使得其动端与常开端闭合，根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换。本方法能够全自动且高效对故障的传动变频器进行切换，使得备用变频器代替故障传动变频器工作，并且在面对窑炉传动进行加速、减速和分段摆动的运行状态下，本切换方法仍能够进行对故障变频器的切换。

Description

一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法

技术领域

本发明涉及窑炉传动自动化控制技术领域，特别涉及一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法。

背景技术

在建筑陶瓷的瓷砖生产的过程中，传动是烧成窑炉的输送关键设备，在使用窑炉传动对瓷砖进行处理时，可能会出现各种各样的传动故障，比如：变频器发生故障以及断棒、断链和叠砖等机械故障，需要人工进行判断和处理，然而人工长时间的处理会造成较大的经济损失，甚至在处理过程中容易将故障范围扩大。

在现有技术中，当窑炉传动出现故障的时候，一般会对整个窑炉传动进行停机，然后进行故障排除。这种方式无疑会对生产造成影响。因此，行业内亟需一种可以避免窑炉传动故障停机，在面对窑炉传动进行不同的运行状态下，仍能保证窑炉传动持续运行的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是提供一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法，应用于备用变频器切换系统，所述备用变频器切换系统包括：

若干个传动变频器、若干个交流接触器、若干个传动电机、备用变频器、母线、PLC模块和工控机，所述PLC模块分别与交流接触器连接；所述传动变频器与交流接触器一一对应，所述传动变频器与传动电机一一对应，所述传动变频器用于控制传动电机；

所述交流接触器的常闭端与其对应的传动变频器连接，所述交流接触器的常开端通过母线与备用变频器连接，所述交流接触器的动端与对应的传动电机连接；

还包括：

所述工控机给所有的传动变频器基于窑头到窑尾的方向进行位置编排，使得每一个传动变频器具有各自的位置编号；

检测传动变频器的运行状态；

当其中一台传动变频器故障时，控制PLC模块将故障的传动变频器所对应的交流接触器，使得其动端与常开端闭合，根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换。

进一步，所述根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

当窑炉传动为匀速运行状态时，将所述故障传动变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器。

进一步，所述根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

当窑炉传动为加速运行状态时，所述工控机停止加速运行的频率写入程序；

将所述将故障变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器中；

恢复加速运行的频率写入程序。

进一步，所述根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

当窑炉传动为减速运行状态时，所述工控机停止减速运行的频率写入程序；

将所述将故障变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器中；

恢复减速运行的频率写入程序。

进一步，所述根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

当窑炉传动为分段摆动运行状态时，所述工控机停止分段摆动运行程序；

将所述将故障变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器中；

恢复分段摆动运行程序。

进一步，所述加速运行的频率写入程序具体包括：

按照从窑尾至窑头将加速频率逐一写入至所述传动变频器中，所述传动变频器的写入时间间隔为0.8秒。

进一步，所述减速运行的频率写入程序具体包括：

按照从窑尾至窑头将减速频率逐一写入至所述传动变频器中，所述传动变频器的写入时间间隔为0.8秒。

进一步，所述分段摆动运行程序具体包括：

当其中一个机械结构发生故障时，所述PLC模块确定与故障机械结构对应的故障位置；

所述PLC模块控制从窑头至故障位置处的所有传动变频器进入摆动状态，其余传动变频器为匀速运行状态。

本发明的有益效果是：本方法应用于由工控机、PLC模块和交流接触器等器件组成的备用变频器切换系统，本方法能够全自动且高效对故障的传动变频器进行切换，使得备用变频器代替故障传动变频器工作，实现故障传动变频器的功能，让窑炉传动能够全天候无故障运行，并且在面对窑炉传动进行加速、减速和分段摆动的运行状态下，本切换方法仍能够进行对故障变频器的切换。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法的流程图；

图2是本发明第二实施例提供的一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法的流程图；

图3是本发明第三实施例提供的一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法的流程图；

图4是本发明第四实施例提供的一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法的流程图；

图5是本发明第五实施例提供的一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法的流程图；

图6是本发明提供的一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法的传动变频器部分电路图；

图7是本发明提供的一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法的备用变频器部分电路图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义的理解，所属技术领域的技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明的具体含义。

参照图1、图6和图7，在本发明第一实施例中，一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法应用于备用变频器切换系统，备用变频器切换系统包括:若干个传动变频器VF、若干个交流接触器RL、若干个传动电机M、备用变频器V0、母线、PLC模块和工控机,PLC模块分别与若干个交流接触器RL连接，传动变频器VF与交流接触器RL一一对应，传动变频器VF与传动电机M一一对应，传动变频器VF用于控制传动电机M，交流接触器RL的常开端通过母线与备用变频器U0连接，交流接触器RL的常闭端与其对应的传动变频器VF连接，交流接触器RL的动端与对应的传动电机M连接。

在应用于备用变频器切换系统基础上，一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法包括：

步骤S100，工控机给所有的传动变频器基于窑头到窑尾的方向进行位置编排，使得每一个传动变频器具有各自的位置编号；

步骤S200,检测传动变频器的运行状态；

步骤S300，当其中一台传动变频器故障时，控制PLC模块将故障的传动变频器所对应的交流接触器，使得其动端与常开端闭合，根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障变频器的进行替换；

在第一实施例中，从窑头至窑尾，工控机对窑炉传动变频器进行编号，使得每一个传动变频器具有各自的位置编号，例如，窑炉传动有74台传动变频器，给处于窑头的第一台传动变频器为1号，处于窑尾的第74台传动变频器为74号，也可以，给处于窑头的第一台传动变频器为74号，处于窑尾的第74台传动变频器为1号。所有传动变频器进行自检，检测自身的运行状态，当其中一台传动变频器故障之后，故障的传动变频器发出报警信号，并将报警信号发送至PLC模块中，PLC模块控制故障变频器对应的交流接触器，使得动端与常开端闭合，动端与常闭端断开，根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障变频器的进行替换。

参照图2，图2为图1步骤S300的细化流程的第二实施例的流程图，该步骤S300包括但是不限于步骤S310，在本发明的第二实施例中，根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

步骤S310，当窑炉传动为匀速运行状态时，故障传动变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器中。

在第二实施例中，窑炉传动处于匀速运行状态，将故障传动变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，获取故障传动变频器的运行频率，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器。例如，当第20号的传动变频器发生故障，备用变频器为第0号，窑炉传动处于匀速运行状态，在程序中，将故障传动变频器的20号作为备用变频器的编号，让备用变频器替代第20号传动变频器，获取20号的运行频率，将20号的运行频率写入备用变频器中，完成备用变频器的切换，备用变频器完全替代了第20号传动变频器的工作，直至故障变频器更换成功，备用变频器退出运行，为下一次切换做准备，因此可以避免停机更换故障变频器了。与现有技术中需要人工进行长时间更换相比，本发明更可靠，稳定性更强，并且切换过程为全自动化切换，更加高效。

需要说明的是，写入运行频率，需要判断备用变频器是否写入失败，若写入失败，则停止写入并发出警报，提醒维修人员进行处理，查明无法写入原因。

参照图3，图3为图1步骤S300的细化流程的第三实施例的流程图，该步骤S300包括但是不限于步骤S320、步骤S321和步骤S322，在本发明的第三实施例中，根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

步骤S320,当窑炉传动为加速运行状态时，工控机停止加速运行的频率写入程序；

步骤S321，将故障变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器中；

步骤S322，恢复加速运行的频率写入程序；

在第三实施例中，当窑炉传动处于加速运行状态时，工控机停止加速运行的频率写入程序，优先对故障变频器进行切换程序的频率写入，将故障变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，获取故障传动变频器的运行频率，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器中，写入完成后，恢复加速运行的频率写入程序，使得窑炉传动继续进行加速，提高产量。与现有技术相比，在面对加速运行状态时，备用变频器能够切换故障变频器，并仍能保证窑炉传动持续加速运行。

其中，加速运行状态为：窑炉传动整体运行速度进行提升。具体为在一些实施例中，窑炉传动设有74台传动变频器，每一个传动变频器负责对应一个传动段。瓷砖从窑头至窑尾通过74个传送段进行传输，窑炉传动加速时首先是加大窑尾处第74台传动变频器运行频率，从而使得第74个传送段传输瓷砖的速度得到提升，间隔0.8秒之后，然后加大第73台传动变频器运行频率，使得第73个传送段传输瓷砖的速度得到提升，再次间隔0.8秒之后，加大第72台传动变频器运行频率，使得第72个传送段传输瓷砖的速度得到提升，以此类推，直至加大窑头第1台传动变频器的运行频率，第1传送段传输瓷砖的速度得到提升，使得窑炉传动整体运行速度进行提升，从而减少因同时进行频率的调整导致出现叠砖的问题。

需要说明的是，加速运行的频率写入程序为按照从窑尾至窑头将加速频率逐一写入至传动变频器中，传动变频器的写入时间间隔为0.8秒。窑炉传动整体速度得到整体加速，但是并非每个传送段同时进行加速。例如，当窑炉传动处于加速运行状态时，此时加速频率已经写入了第21号传动变频器，时间间隔0.8秒之后，工控机将对第20号传动变频器写入加速频率，第20号传动变频器出现故障，交流接触器的动端与常开端闭合，工控机停止加速运行的频率写入程序，将第20号传动变频器的运行频率写入备用变频器中，切换完成之后，恢复加速运行的频率写入程序，工控机对备用变频器写入加速频率，备用变频器将会代替故障传动变频器进行工作，使得备用变频器也处于加速运行状态。调用加速运行的频率写入程序能够防止出现叠砖问题。

本领域人员可以理解的是，每写入一次加速频率时，即窑炉进行加速的过程中，工控机会检测加速频率是否写入成功，假如存在其中一台未成功写入，工控机就会停止写入，并且发出警报，加速频率写入失败警报，可以提醒维修人员查明故障原因，排除故障，解决问题后，继续将加速频率写入。

参照图4，图4为图1步骤S300的细化流程的第四实施例的流程图，该步骤S300包括但是不限于步骤S330、步骤S331和步骤S332，在本发明的第四实施例中，根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

步骤S320,当窑炉传动为减速运行状态时，工控机停止减速运行的频率写入程序；

步骤S321，将故障变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器中；

步骤S322，恢复减速运行的频率写入程序；

在第四实施例中，当窑炉传动处于减速运行状态时，工控机停止减速运行的频率写入程序，优先对故障变频器进行切换程序的频率写入，将故障变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，获取故障传动变频器的运行频率，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器中，写入完成后，恢复减速运行的频率写入程序，使得窑炉传动继续进行减速，降低产量。与现有技术相比，在面对减速运行状态时，备用变频器能够切换故障变频器，并仍能保证窑炉传动持续减速运行。

其中，减速运行状态为：窑炉传动整体运行速度进行降低。具体为在一些实施例中，窑炉传动设有74台传动变频器，每一个传动变频器负责对应一个传动段。瓷砖从窑头至窑尾通过74个传送段进行传输，窑炉传动减速时首先是减低窑头处第1台传动变频器运行频率，从而使得第1个传送段传输瓷砖的速度得到降低，间隔0.8秒之后，然后降低第2台传动变频器运行频率，使得第2个传送段传输瓷砖的速度得到降低，再次间隔0.8秒之后，降低第3台传动变频器运行频率，使得第3个传送段传输瓷砖的速度得到降低，以此类推，直至降低第74台传动变频器运行频率，从而第74传动段传输瓷砖的速度得到降低，使得窑炉传动整体运行速度进行降低，从而减少因同时进行频率的调整导致出现叠砖的问题。

需要说明的是，减速运行的频率写入程序为按照从窑头至窑尾将减速频率逐一写入至传动变频器中，传动变频器的写入时间间隔为0.8秒。窑炉传动整体速度得到整体加速，但是并非每个传送段同时进行加速。例如，当窑炉传动处于减速运行状态时，此时减速频率已经写入了第19号传动变频器，时间间隔0.8秒之后，工控机将对第20号传动变频器写入减速频率，第20号传动变频器出现故障，交流接触器的动端与常开端闭合，工控机停止减速运行的频率写入程序，将第20号传动变频器的运行频率写入备用变频器中，切换完成之后，恢复减速运行的频率写入程序，工控机对备用变频器写入减速频率，备用变频器将会代替故障传动变频器进行工作，使得备用变频器也处于减速运行状态。调用减速运行的频率写入程序能够防止出现叠砖问题。

本领域人员可以理解的是，每写入一次减速频率时，即窑炉进行减速的过程中，工控机会检测减速频率是否写入成功，假如存在其中一台未成功写入，工控机就会停止写入，并且发出警报，减速频率写入失败警报，可以提醒维修人员查明故障原因，排除故障，解决问题后，继续将减速频率写入。

参照图5，图5为图1步骤S300的细化流程的第五实施例的流程图，该步骤S300包括但是不限于步骤S340、步骤S341和步骤S342，在本发明的第五实施例中，根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

步骤S320,当窑炉传动为分段摆动运行状态时，工控机停止分段摆动运行程序；

步骤S321，将故障变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器中；

步骤S322，恢复分段摆动运行程序；

在第五实施例中，当窑炉传动处于分段摆动运行状态时，工控机停止分段摆动运行程序，优先对故障变频器进行切换程序的频率写入，将故障变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，获取故障传动变频器的运行频率，将故障传动变频器的运行频率写入备用变频器中，写入完成后，恢复分段摆动运行程序，使得窑炉传动继续进行分段摆动。与现有技术相比，在面对分段摆动运行状态时，备用变频器能够切换故障变频器，并仍能保证窑炉传动持续分段摆动。

其中，摆动状态为：窑炉传动部分传动段处于往复运动状态。具体为在一些实施例中，窑炉传动设有74台传动变频器，每一个传动变频器负责对应一个传动段。瓷砖从窑头至窑尾通过74个传送段进行传输，当第10个传送段出现机械故障时，窑头处第1台传动变频器至第10台传动变频器控制第1传动段至第10传动段向窑尾方向前进8秒，使得第1传动段至第10传动段上的瓷砖向窑尾方向前进8秒。然后第1台传动变频器至第10台传动变频器控制第1传动段至第10传动段停止传输4秒，使得第1传动段至第10传动段上的瓷砖停止运动。然后第1台传动变频器至第10台传动变频器控制第1传动段至第10传动段向窑头的方向后退8秒，使得第1传动段至第10传动段上的瓷砖向窑头方向前进8秒。最后，第1台传动变频器至第10台传动变频器控制第1传动段至第10传动段停止传输4秒，使得第1传动段至第10传动段上的瓷砖停止运动。第11传动段至第74传送段仍正常向窑尾的方向传输瓷砖。如此往复来回，使得窑头至故障传动段所有传动段进行往复运动，剩余传动段为正常运行，摆动状态的时间设定值要大于传动棍棒转动一圈的时间，不同的速度，时间会有差别，具体现场可根据实际速度去设定。以防窑炉温度过高，传动段上的传动棍棒停转，会被高温烧弯曲，只有旋转状态，棍棒才不会弯曲，因有故障，瓷砖不能前进，只能原地前后摆动，既保持瓷砖不向前运动，又保证棍棒转动，不会弯曲，直到故障处理完毕，即可解除摆动状态。

需要说明的是，分段摆动运行程序为，当其中一个机械结构发生故障时，PLC模块确定与故障机械结构对应的故障位置；PLC模块控制从窑头至故障位置处的所有传动变频器进入摆动状态，其余传动变频器为匀速运行状态。也就是说，当出现断棒、断链和叠砖等机械结构发生故障时，PLC确定发生故障的位置之后，PLC模块控制从窑头当故障位置处的所有传动变频器进入摆动状态，其余传动变频器仍正常工作，同样地，备用变频器将替代故障变频器进行摆动或者正常工作。

例如，当窑炉传动处于分段摆动运行状态时，第30号传动变频器处的传动棍棒断裂了，PLC模块控制窑头处第1台传动变频器至第30台传动变频器进入摆动状态，此时第20号传动变频器发生故障，工控机停止分段摆动运行程序，优先对20号故障变频器进行切换程序的频率写入，将故障变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，获取20号传动变频器的运行频率，将20号故障变频器的运行频率写入备用变频器中，写入完成后，备用变频器代替20号传动变频器进行入摆动状态，直至第30台传动变频器处的传动棍棒修复完成，第1台传动变频器至第30台传动变频器才进入正常工作状态。

除此之外，传动变频器还设有控制旋钮，控制旋钮用于使传动变频器进入摆动状态，当某一个机械结构发生故障时，操作人员可以通过控制旋钮控制对应的传动变频器，使得传动变频器进入摆动状态，直至故障的机械结构被消除故障，操作人员才将控制旋钮旋至原来位置，使得对应的传动变频器脱离摆动状态。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法，其特征在于，应用于备用变频器切换系统，所述备用变频器切换系统包括：

若干个传动变频器、若干个交流接触器、若干个传动电机、备用变频器、母线、PLC模块和工控机，所述PLC模块分别与交流接触器连接；所述传动变频器与交流接触器一一对应，所述传动变频器与传动电机一一对应，所述传动变频器用于控制传动电机；

所述交流接触器的常闭端与其对应的传动变频器连接，所述交流接触器的常开端通过母线与备用变频器连接，所述交流接触器的动端与对应的传动电机连接；

还包括：

所述工控机给所有的传动变频器基于窑头到窑尾的方向进行位置编排，使得每一个传动变频器具有各自的位置编号；

检测传动变频器的运行状态；

当其中一台传动变频器故障时，控制PLC模块将故障的传动变频器所对应的交流接触器，使得其动端与常开端闭合，根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换

所述根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

当窑炉传动为加速运行状态时，所述工控机停止加速运行的频率写入程序；

将所述故障的传动变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障的传动变频器的运行频率写入备用变频器中；

恢复加速运行的频率写入程序；

所述加速运行的频率写入程序具体包括：

按照从窑尾至窑头将加速频率逐一写入至所述传动变频器中，所述传动变频器的写入时间间隔为0.8秒；

当窑炉传动为减速运行状态时，所述工控机停止减速运行的频率写入程序；

将所述故障的传动变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障的传动变频器的运行频率写入备用变频器中；

恢复减速运行的频率写入程序；

所述减速运行的频率写入程序具体包括：

按照从窑头至窑尾将减速频率逐一写入至所述传动变频器中，所述传动变频器的写入时间间隔为0.8秒。

2.根据权利要求1所述的一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法，其特征在于，所述根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

当窑炉传动为匀速运行状态时，将所述故障的传动变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障的传动变频器的运行频率写入备用变频器。

3.根据权利要求1所述的一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法，其特征在于，所述根据当前窑炉传动的运行状态，将备用变频器对故障的传动变频器进行替换具体包括：

当窑炉传动为分段摆动运行状态时，所述工控机停止分段摆动运行程序；

将所述故障的传动变频器的位置编号作为备用变频器的位置编号，将故障的传动变频器的运行频率写入备用变频器中；

恢复分段摆动运行程序。

4.根据权利要求3所述的一种窑炉传动备用变频器自动高效的切换方法，其特征在于，所述分段摆动运行程序具体包括：

当其中一个机械结构发生故障时，所述PLC模块确定与故障机械结构对应的故障位置；

所述PLC模块控制从窑头至故障位置处的所有传动变频器进入摆动状态，其余传动变频器为匀速运行状态。