CN202583789U - 一种钢帘线外绕机的控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种钢帘线外绕机的控制系统,设有放卷变频器控制连接放卷电机再带动放卷动作组件,扭转变频器控制连接扭转电机驱动扭转动作组件,牵引变频器控制连接牵引电机同时驱动外绕动作组件和牵引组件,收卷变频器控制连接收卷电机驱动收卷动作组件;所述的放卷变频器、扭转变频器、牵引变频器和收卷变频器都与一个PLC机通讯连接,PLC机设有人机交互模块。本控制系统PLC机程序简单,放卷张力、扭矩、力矩控制精准,维护方便。

Description

一种钢帘线外绕机的控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及ー种钢帘线外绕的制造设备,特别是钢帘线外绕机的控制系统。背景技术
[0002] 钢帘线是橡胶骨架材料中发展最为广阔的产品,也是在金属制品中生产难度最大的产品。国际合成纤维标准化局在标准中对钢帘线的定义是:“由两根或两根以上钢丝组成的,或者由股与股的组合或者由股与丝的组合所形成的结构”。所谓的“钢帘线外绕丝”是以螺旋形式缠绕在钢帘线的一根单丝;“外绕”エ艺是指:在已经捻制的股外面均匀、紧密的呈螺旋状缠绕ー根单丝,以增加钢帘线的強度,防止端部松散,同时增加股丝表面的粗糙度,使其在下一道エ序上绝缘层后不易滑动。一般的エ艺流程是:放线一外绕ー矫直ー牵引ー收线,有些方案提出来在牵引前端还增加扭转矫正环节,但由于其控制难度大,很难达到预期效果。
[0003] 现有的外绕机是外绕エ艺的主要实施设备,一般根据前述的エ艺流程设计放卷动作组件、外绕动作组件、扭转动作组件、牵引组件和收卷动作组件,各组件依次连接而成。由于外绕是ー个控制要求很高的作业,所以上述外绕机的控制系统是ー个技术难题。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是针对外绕エ艺要求和外绕机的结构特点,发明ー种基于变频器控制的钢帘线外绕机的控制系统。
[0005] 本实用新型的控制系统,控制外绕机,所述外绕机包含含有放卷动作组件、外绕动作组件、扭转动作组件、牵引组件和收卷动作组件,各组件依次连接成制造动作流程,设有放卷变频器控制连接放卷电机再带动放卷动作组件,扭转变频器控制连接扭转电机驱动扭转动作组件,牵引变频器控制连接牵引电机同时驱动外绕动作组件和牵引组件,收卷变频器控制连接收卷电机驱动收卷动作组件;所述的放卷变频器、扭转变频器、牵引变频器和收卷变频器都与ー个PLC机通讯连接,PLC机设有人机交互模块。
[0006] 几种优选的技术方案:所述的放卷变频器设有张力反馈接ロ,放卷动作组件上连接有张カ传感器,张カ传感器连接至张カ反馈接ロ。
[0007] 所述的牵引组件上设有线速度检测装置反馈连接至PLC机。
[0008] 所述的牵引组件和收卷动作组件之间还设有扭转位置检测装置,扭转位置检测装置连接至扭转变频器。
[0009] 本实用新型的控制系统,变频器采用电流矢量控制,低频转矩大,满载启动平稳;多个变频器独立控制和反馈技术能够实现放卷张カ与扭转控制,PLC机的程序得以大大筒化,轻松应用;整个系统无传感器矢量參数,能实现精确的カ矩控制,无需编码器可节约成本维护更方便;可以采用H2u系列PLC机,加强浮点运算和通讯能力,轻松实现复杂的数据处理与通讯控制,编程更简单。附图说明
[0010] 图1,本实用新型应用原理图。
具体实施方式
[0011 ]以本实用新型控制外绕机的实施例来说明具体结构。
[0012] 如图1,一个常见的钢帘线外绕机结构,按照エ艺流程顺序,依次是放卷动作组件
I、外绕动作组件2、扭转动作组件3、牵引组件4和收卷动作组件5,各组件都是由多个零部件构成,这属于外绕机这一生产机械领域内的公知常识,也不是本专利的主要关注内容,所以具体结构不做详细描述。需要指出的是本实施例中,外绕动作组件2和扭转动作组件3都含有矫直部分。 [0013] 控制系统,设有放卷变频器21控制连接放卷电机11再带动放卷动作组件1,所述的放卷变频器21设有张力反馈接ロ,放卷动作组件I上连接有张カ传感器8,张カ传感器连接至张カ反馈接ロ ;扭转变频器22控制连接扭转电机12驱动扭转动作组件3,牵引变频器23控制连接牵引电机13同时驱动外绕动作组件2和牵引组件4,收卷变频器24控制连接收卷电机14驱动收卷动作组件5 ;所述的四个变频器(放卷变频器、扭转变频器、牵引变频器和收卷变频器)由ー个PLC机6控制,PLC机设有人机交互模块7。
[0014] PLC机6是H2u系列PLC,四个变频器优选汇川MD320变频器,是电流适量控制的变频器。
[0015] 所述的牵引组件4上设有线速度检测装置10反馈连接至PLC机;牵引组件4和收卷动作组件5之间还设有扭转位置检测装置9,扭转位置检测装置连接至扭转变频器22。
[0016] 应用本系统的一种具体控制方式:
[0017] I)牵引与外绕控制
[0018] 牵引变频器23控制整机的线速度,同时通过机械来带动外绕组件2,这样确保了外绕螺距与线速度比恒定,及同步比例有机械的速比实现,外绕的螺距是不变的,所以机械速比设计好后就无须更改。变频器只做简单调速,频率由PLC机6通讯给定。
[0019] 2)放卷控制
[0020] 本实施例列举了ー种X+Y频率叠加方法:放卷由PLC机6根据牵引变频器23的运行频率和速比计算后通讯写入主速度X (也可通过牵引变频器23输出给放卷变频器21),再根据摆臂的张カ反馈经放卷变频器21内部PID计算后得到输出量Y,放卷的运行频率F=F1+F2=X+Y,控制放卷张カ恒定。由于卷径比不大所以无须做卷径计算即可满足控制要求。
[0021] 3)扭转控制
[0022] 所谓材料存在扭转是按照在成品的材料的中间处将一端固定(无法旋转)后剪取一定长度材料,看剪下端相对于固定端是否存在旋转来判定的,在经过矫直后的材料如果没有扭转在扭转检测处就不会发生偏转,有偏转说明成品材料存在扭转,此时扭转电机做反相转动以消除扭转,控制材料的质量。扭转频率源采用X+Y给定,X与整机的线速度成正比,比例系数与机械速比、材料相关;Y是通过牵引组件4后级的扭转检测装置9做为反馈量经扭转变频器22内部PID计算后的输出量;Χ由PLC机6通讯给定(也可通过牵引变频器23输出给扭转变频器22)。[0023] 4)收卷控制
[0024] 由于材料的强度很高不易断,所以收卷直接采用无传感器矢量控制下カ矩控制,カ矩大小由PLC机6通讯给定。PLC机需要根据检测到的线速度与通讯读到收卷的频率(角速度)计算出收卷卷径,根据M=F*D/2实现材料的张カF恒定。为解决惯量引起的加速松料与减速张カ过大问题,PLC机可以根据整机的运行情况在加速増加一部分补偿张力,补偿张力大小与设定的张カ成反比;減速时减掉一部分补偿张力,使减速过程张カ不会过大。要注意的是补偿张カ取消需要逐渐的減少,防止材料张カ出现突变。同时为了使收卷张カ控制达到理想效果,收卷机械总传动比不要过大(依据是:在最小卷与设定最小张カ情况下电机 的输出转矩要大于电机额定转矩的20%及给定カ矩>20%*Tn)。

Claims (4)

1. 一种钢帘线外绕机的控制系统,所述的钢帘线外绕机含有放卷动作组件(I)、外绕动作组件(2 )、扭转动作组件(3 )、牵引组件(4 )和收卷动作组件(5 ),各组件依次连接成制造动作流程,其特征是:设有放卷变频器(21)控制连接放卷电机(11)再带动放卷动作组件(I),扭转变频器(22 )控制连接扭转电机(12 )驱动扭转动作组件(3 ),牵引变频器(23 )控制连接牵引电机(13)同时驱动外绕动作组件(2)和牵引组件(4),收卷变频器(24)控制连接收卷电机(14)驱动收卷动作组件(5);所述的放卷变频器、扭转变频器、牵引变频器和收卷变频器都与一个PLC机(6)通讯连接,PLC机(6)设有人机交互模块(7)。
2.根据权利要求I所述的钢帘线外绕机的控制系统,其特征是:所述的放卷变频器(21)设有张力反馈接口,放卷动作组件(I)上连接有张力传感器(8),张力传感器连接至张力反馈接口。
3.根据权利要求I所述的钢帘线外绕机的控制系统,其特征是:所述的牵引组件(4)上设有线速度检测装置(10)反馈连接至PLC机。
4.根据权利要求I所述的钢帘线外绕机的控制系统,其特征是:所述的牵引组件(4)和收卷动作组件(5)之间还设有扭转位置检测装置(9),扭转位置检测装置连接至扭转变频器(22)。
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