CN115258809A - 一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统 - Google Patents

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生磊
李金石
类成龙
迟克臻
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Abstract

本发明涉及锭子架电气控制技术领域，具体为一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括控制器、力矩电动机、PLC模块、上位机和三相电源；所述软件部分包括数据预处理模块、时频分析模块、数据采集模块、预警模块、波形图标显示模块和人工复检模块，通过该系统能够实现锭子架在初始放卷状态可以设定初张力，电机工作状态发生故障时可以不用断电；设定锭子架初张力，对收放卷电机进行故障检测和判断分析，为锭子架设备的安全提供更高效、更稳定的保障，可以设定锭子架初张力，通过反馈上位机数据进行处理，锭子架电机发生故障排除故障效率高，即高效又自动化。

Description

一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制 系统
技术领域
本发明涉及锭子架电气控制技术领域，具体为一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统。
背景技术
在钢丝绳芯输送带平板硫化机生产线中，钢丝绳导开装置（简称锭子架），是关键设备之一，其主要完成钢丝绳的导开、卷取和提供初张力。锭子架一般分为上下4层，成卷的钢丝绳由吊运装置放置在锭子架的锭子轴上，可以放置几百卷直径为3.2～13.0mm的钢丝绳。每个锭子轴上都设计有一套钢丝绳张力装置，以使钢丝绳导出时始终保持一定的初张力。
现阶段钢丝绳由锭子架引出后进入钢丝变位装置，由于锭子架上各个锭子引出张力差异大且又调整困难，会造成钢丝绳张力均匀性不良，直接影响到带束层的质量（翘头、出角、打折等）。也就是说锭子架在初始放卷状态初张力不能设定，锭子架电机工作状态发生故障时排除故障效率极低。
钢丝绳初张力设定和电机故障排查是目前锭子架普遍存在的问题，由于张力站施张状态时，钢丝绳处于绷紧状态，有可能发生钢丝绳绷断的危险事故，影响生产；因此锭子架初张力设定和实时监控，高效排除电机故障，是保证人身和生产安全的重要保障；现阶段锭子架没有初张力设定，只能人为通过钢丝绳绷紧的松紧程度来做判断，一旦钢丝绳绷断可能发生事故，影响生产。
现有的系统无法进行初张力设定，而且钢丝绳处于绷紧状态时，有可能发生钢丝绳绷断事故，影响生产，效率降低且耗费时间，因此需要一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统对上述问题做出改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统，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：
一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括控制器、力矩电动机、PLC模块、上位机和三相电源；
所述软件部分包括数据预处理模块、时频分析模块、数据采集模块、预警模块、波形图标显示模块和人工复检模块。
作为本发明优选的方案，所述控制器包括双向可控硅、同步取样模块、移相触发器、触发脉冲输出模块、电流互感器、反馈取样模块、比较放大模块和电压设定值模块。
作为本发明优选的方案，所述三相电源通过双向可控硅、同步取样模块连接控制器；所述控制器通过电流互感器连接力矩电动机；所述控制器通过电压设定值模块、电流互感器连接PLC模块。
作为本发明优选的方案，所述电压设定值模块的设定值为0~10V。
作为本发明优选的方案，所述电流互感器的采样电流信号区间为4~20mA。
作为本发明优选的方案，所述软件部分位于上位机的内部设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过该系统能够实现锭子架在初始放卷状态可以设定初张力，电机工作状态发生故障时可以不用断电，通过上位机反馈数据及时发现故障电机并排除故障，大大提高生产效率，节省时间；设定锭子架初张力，对收放卷电机进行故障检测和判断分析，为锭子架设备的安全提供更高效、更稳定的保障，可以设定锭子架初张力，通过反馈上位机数据进行处理，锭子架电机发生故障排除故障效率高，即高效又自动化；电机故障检测和判断分析比现有技术更好。
附图说明
图1为本发明的整体布局结构示意图；
图2为本发明的流程结构示意图。
图中：1、硬件部分；101、控制器；102、力矩电动机；103、PLC模块；104、上位机；105、三相电源；106、双向可控硅；107、同步取样模块；108、移相触发器；109、触发脉冲输出模块；110、电流互感器；111、反馈取样模块；112、比较放大模块；113、电压设定值模块；2、软件部分；201、数据预处理模块；202、时频分析模块；203、数据采集模块；204、预警模块；205、波形图标显示模块；206、人工复检模块。
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。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述,附图中给出了本发明的若干实施例,但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例：请参阅图1-2所示的一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统，包括硬件部分1和软件部分2，硬件部分1包括控制器101、力矩电动机102、PLC模块103、上位机104和三相电源105；
软件部分2包括数据预处理模块201、时频分析模块202、数据采集模块203、预警模块204、波形图标显示模块205和人工复检模块206；
其中控制器101包括双向可控硅106、同步取样模块107、移相触发器108、触发脉冲输出模块109、电流互感器110、反馈取样模块111、比较放大模块112和电压设定值模块113，三相电源105通过双向可控硅106、同步取样模块107连接控制器101；控制器101通过电流互感器110连接力矩电动机102；控制器101通过电压设定值模块113、电流互感器110连接PLC模块103，电压设定值模块113的设定值为0~10V，电流互感器110的采样电流信号区间为4~20mA，软件部分2位于上位机104的内部设置，通过该系统能够实现锭子架在初始放卷状态可以设定初张力，电机工作状态发生故障时可以不用断电，通过上位机104反馈数据及时发现故障电机并排除故障，大大提高生产效率，节省时间；设定锭子架初张力，对收放卷电机进行故障检测和判断分析，为锭子架设备的安全提供更高效、更稳定的保障，可以设定锭子架初张力，通过反馈上位机104数据进行处理，锭子架电机发生故障排除故障效率高，即高效又自动化；电机故障检测和判断分析比现有技术更好。
工作原理：具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统在使用时，锭子架工作时，上位机104设定初张力值，通过PLC模块103模拟量输出模块DA将0~10V信号传送到力矩控制器，通过力矩控制器内双向可控硅106，进而改变双向可控硅106的导通角使电压趋于设定电压，当初张力达到设定张力值时，上位机104弹出“实际张力值”显示窗口；
锭子架正常工作时，信号频谱结构不会发生异常变化，出现故障时，负载电流会发生突变，并传送给控制器101内部电流互感器110进行采集，由内部电流变送器将4~20mA信号传给PLC模块103模拟量模块AD，经上位机104进行数据处理（时域处理、非平稳随机信号时频处理分析）和实时监控，上位机104弹出“故障报警”窗口，这样排除故障效率大大提高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统，包括硬件部分（1）和软件部分（2），其特征在于：所述硬件部分（1）包括控制器（101）、力矩电动机（102）、PLC模块（103）、上位机（104）和三相电源（105）；
所述软件部分（2）包括数据预处理模块（201）、时频分析模块（202）、数据采集模块（203）、预警模块（204）、波形图标显示模块（205）和人工复检模块（206）。
2.根据权利要求1所述的一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统，其特征在于：所述控制器（101）包括双向可控硅（106）、同步取样模块（107）、移相触发器（108）、触发脉冲输出模块（109）、电流互感器（110）、反馈取样模块（111）、比较放大模块（112）和电压设定值模块（113）。
3.根据权利要求2所述的一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统，其特征在于：所述三相电源（105）通过双向可控硅（106）、同步取样模块（107）连接控制器（101）；所述控制器（101）通过电流互感器（110）连接力矩电动机（102）；所述控制器（101）通过电压设定值模块（113）、电流互感器（110）连接PLC模块（103）。
4.根据权利要求2所述的一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统，其特征在于：所述电压设定值模块（113）的设定值为0~10V。
5.根据权利要求2所述的一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统，其特征在于：所述电流互感器（110）的采样电流信号区间为4~20mA。
6.根据权利要求1所述的一种具有初张力设定和高效排除电机故障的锭子架电气控制系统，其特征在于：所述软件部分（2）位于上位机（104）的内部设置。
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