CN204314713U - 经编机专用智能伺服驱动器 - Google Patents

Abstract

经编机专用智能伺服驱动器,具有集中控制单元、集中整流单元和若干个送经量控制驱动单元，集中控制单元采用嵌入式PLC，具有一号通信模块、二号通信模块和三号通信模块；集中整流单元为送经量控制驱动单元提供直流母线电压；送经量控制驱动单元包括有运动控制模块和伺服驱动模块，运动控制模块中集成有外部通信模块、内部通信模块A和电子齿轮模块以及主轴编码器信号处理模块，伺服驱动模块中集成有内部通信模块A′、功率信号处理模块、电机控制模块、PWM驱动模块和从轴编码器信号处理模块;本实用新型集PLC、运动控制器和伺服驱动器于一体，降低了硬件成本，方便了集中控制，算法控制灵活，实现了经编机多个从轴的高速高精度同步控制。

Description

经编机专用智能伺服驱动器

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术领域，尤其是一种经编机专用智能伺服驱动器。

背景技术

经编机是一种常用的经编织物机型，该机型是立绒、丝绒、平绒生产之重要设备，适用于洗纶、绵纶、晴纶、丙纶、粘胶等一般化学纤维和精纺棉纱、混纺纱等天然纤维原料的编织。经编机主要由编织机构、梳栉横移机构、送经机构、牵拉卷取机构和传动机构组成，其中经编机的送经量控制是关键。

经编机在结构上主要包括有一根主轴和若干根从轴，其中主轴采用变频器驱动，而由于要满足经编工艺要求，从轴在每个旋转周期中，送经量不断发生变化（最大变化可达到64种），因此在从轴上安装伺服电机，通过对伺服电机进行速度的调整以适应经编工艺对送经量的精确需求，并且，每根从轴上的伺服电机均由一个PLC控制器和一个伺服驱动器控制驱动。这种驱动控制方式不仅硬件成本高，不便于集中控制，而且每个伺服驱动器在对伺服电机进行伺服驱动时，均要经过一次整流逆变，由此对能源造成巨大的浪费。与此同时，这种驱动控制方式中PLC控制器和伺服驱动器没有集成在一起，从而达不到对伺服电机高速实时控制的要求，并且在算法控制上也不够灵活。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决当前为满足经编工艺对送经量的精确需求，采用分离的PLC控制器和伺服驱动器来对经编机从轴上的伺服电机的速度进行实时调整，而这种驱动控制方式不仅硬件成本高，不便于集中控制，对资源造成很大的浪费，而且达不到对伺服电机高速实时控制的要求，在算法控制上也不够灵活的问题，为此提供一种经编机专用智能伺服驱动器。

本实用新型的具体方案是：经编机专用智能伺服驱动器，其特征是：包括有集中控制单元和集中整流单元以及若干个送经量控制驱动单元，其中集中控制单元采用嵌入式PLC，具有一号通信模块、二号通信模块和三号通信模块；集中整流单元接受三相AC220V交流输入，并为送经量控制驱动单元提供310V直流母线电压；送经量控制驱动单元包括有运动控制模块和伺服驱动模块，运动控制模块中集成有外部通信模块、内部通信模块A和电子齿轮模块以及与经编机主轴上的编码器进行信号连接的主轴编码器信号处理模块，伺服驱动模块中集成有内部通信模块A′、功率信号处理模块、电机控制模块和PWM驱动模块以及与经编机从轴上的编码器进行信号连接的从轴编码器信号处理模块，其中内部通信模块A和内部通信模块A′之间实现SPI通讯连接，电子齿轮模块通过主轴编码器信号处理模块接收并处理来自于经编机主轴编码器上的高速脉冲信号，并输送给伺服驱动模块，从轴编码器信号处理模块和功率信号处理模块分别与电机控制模块进行信号连接，电机控制模块通过PWM驱动模块驱动外部伺服电机，并实现对伺服电机电流环、速度环和位置环的控制；所述集中控制单元通过内部的一号通信模块与送经量控制驱动单元的外部通信模块实现RS485通讯连接，并且相邻的两个送经量控制驱动单元均通过外部通信模块实现RS485通讯连接。

本实用新型中所述送经量控制驱动单元设有4至7个。

本实用新型中所述运动控制模块上还设有用于下载和监控梯形图的RS232接口。

本实用新型中所述集中整流单元由电磁兼容EMC模块和功率整流模块以及滤波模块组成。

本实用新型集PLC、运动控制器和伺服驱动器于一体，同时采用集中整流，不仅大大降低了硬件成本，节约了电能，方便了集中控制，而且算法控制灵活，达到了对伺服电机高速实时控制的要求，实现了对经编机的多个从轴高速高精度同步控制。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构框图；

图2是本实用新型中各个单元的通讯接口分配图；

图3是本实用新型中送经量控制驱动单元内部结构框图；

图4是本实用新型中集中整流单元的结构框图。

图中：1—集中控制单元，2—集中整流单元，3—送经量控制驱动单元，4—一号通信模块，5—二号通信模块，6—三号通信模块，7—运动控制模块，8—伺服驱动模块，9—外部通信模块，10—内部通信模块A，11—电子齿轮模块，12—主轴编码器信号处理模块，13—内部通信模块A′，14—功率信号处理模块，15—电机控制模块，16—PWM驱动模块，17—编码器，18—从轴编码器信号处理模块，19—伺服电机，20—电磁兼容EMC模块，21—功率整流模块，22—滤波模块，23—触摸屏，24—工厂局域网。

具体实施方式

参见图1-4，本实用新型包括有集中控制单元1和集中整流单元2以及若干个送经量控制驱动单元3，其中集中控制单元1采用嵌入式PLC，具有一号通信模块4、二号通信模块5和三号通信模块6，并且具备开关量输入/输出和模拟量输入/输出功能；集中整流单元2接受三相AC220V交流输入，并为送经量控制驱动单元3提供310V直流母线电压；所述送经量控制驱动单元3包括有运动控制模块7和伺服驱动模块8，运动控制模块7中集成有外部通信模块9、内部通信模块A10和电子齿轮模块11以及与经编机主轴上的编码器进行信号连接的主轴编码器信号处理模块12，伺服驱动模块8中集成有内部通信模块A′13、功率信号处理模块14、电机控制模块15和PWM驱动模块16以及与经编机从轴上的编码器17进行信号连接的从轴编码器信号处理模块18，其中内部通信模块A10和内部通信模块A′13之间实现SPI通讯连接，电子齿轮模块11通过主轴编码器信号处理模块12接收并处理来自于经编机主轴编码器上的高速脉冲信号，并输送给伺服驱动模块8，为伺服驱动模块8提供位置给定信号，从轴编码器信号处理模块18和功率信号处理模块14分别与电机控制模块15进行信号连接，电机控制模块15通过PWM驱动模块16驱动外部伺服电机19，并实现对伺服电机19电流环、速度环和位置环的控制；所述集中控制单元1通过内部的一号通信模块4与送经量控制驱动单元3的外部通信模块9实现RS485通讯连接，并且相邻的两个送经量控制驱动单元3均通过外部通信模块9实现RS485通讯连接。

本实施例中所述送经量控制驱动单元3设有4至7个。

本实施例中所述运动控制模块7上还设有用于下载和监控梯形图的RS232接口。

本实施例中所述集中整流单元2由电磁兼容EMC模块20和功率整流模块21以及滤波模块22组成。

本实施例中所述二号通信模块5采用嵌入式PLC RS232编程口通信协议，实现梯形图的下载和监控功能，并与触摸屏23之间实现双向数据通信。

本实施例中所述三号通信模块6采用嵌入式PLC CANBUS总线通信协议，通过CAN转以网模块与外部工厂局域网24进行通信连接。

本实施例中所述电子齿轮模块11用于确保经编机的主轴和多个从轴之间位置和速度的同步。

本实用新型中较多地采用了集中控制单元1、集中整流单元2、送经量控制驱动单元3、一号通信模块4、二号通信模块5、三号通信模块6、运动控制模块7、伺服驱动模块8、外部通信模块9、内部通信模块A10、电子齿轮模块11、主轴编码器信号处理模块12、内部通信模块A′13、功率信号处理模块14、电机控制模块15、PWM驱动模块16、从轴编码器信号处理模块18、电磁兼容EMC模块20、功率整流模块21、滤波模块22等技术术语，但是这些技术术语的使用只是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，并不排除采用其它技术术语的可能性。

Claims (4)

1.经编机专用智能伺服驱动器，其特征是：包括有集中控制单元和集中整流单元以及若干个送经量控制驱动单元，其中集中控制单元采用嵌入式PLC，具有一号通信模块、二号通信模块和三号通信模块；集中整流单元接受三相AC220V交流输入，并为送经量控制驱动单元提供直流母线电压；送经量控制驱动单元包括有运动控制模块和伺服驱动模块，运动控制模块中集成有外部通信模块、内部通信模块A和电子齿轮模块以及与经编机主轴上的编码器进行信号连接的主轴编码器信号处理模块，伺服驱动模块中集成有内部通信模块A′、功率信号处理模块、电机控制模块和PWM驱动模块以及与经编机从轴上的编码器进行信号连接的从轴编码器信号处理模块，其中内部通信模块A和内部通信模块A′之间实现SPI通讯连接，电子齿轮模块通过主轴编码器信号处理模块接收并处理来自于经编机主轴编码器上的高速脉冲信号，并输送给伺服驱动模块，从轴编码器信号处理模块和功率信号处理模块分别与电机控制模块进行信号连接，电机控制模块通过PWM驱动模块驱动外部伺服电机，并实现对伺服电机电流环、速度环和位置环的控制；所述集中控制单元通过内部的一号通信模块与送经量控制驱动单元的外部通信模块实现RS485通讯连接，并且相邻的两个送经量控制驱动单元均通过外部通信模块实现RS485通讯连接。

2.根据权利要求1所述的经编机专用智能伺服驱动器，其特征是：所述送经量控制驱动单元设有4至7个。

3.根据权利要求1所述的经编机专用智能伺服驱动器，其特征是：所述运动控制模块上还设有用于下载和监控梯形图的RS232接口。

4.根据权利要求1所述的经编机专用智能伺服驱动器，其特征是：所述集中整流单元由电磁兼容EMC模块和功率整流模块以及滤波模块组成。