CN215376154U - 螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统 - Google Patents

螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统 Download PDF

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于海滨
李瑞元
程建炜
门清利
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Abstract

本实用新型涉及螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,其特征在于:包括PLC、485通讯模块、多机传动变频器、电机、扭矩传感器和布料装置,每个布料装置的螺旋轴传动连接1个扭矩传感器,每个扭矩传感器的另一端传动连接1个电机,所述485通讯模块和PLC组合安装,485通讯模块与多机传动变频器连接,485通讯模块与扭矩传感器连接,所有扭矩传感器之间并联连接,所述多机传动变频器由整流模块和逆变器组成,整流模块和逆变器组合安装,每个所述逆变器与1个所述电机电连接;本实用新型实时检测螺旋轴运行状态,根据电机的运行电流、扭矩判断堵转工况,螺旋轴堵转时控制系统控制电机反转,然后再正转,在出现堵转故障的初期自动消除故障,解决堵转问题。

Description

螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统
技术领域
本实用新型涉及混凝土构件布料技术领域,尤其涉及螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统。
背景技术
螺旋布料机是混凝土预制件生产的关键设备,螺旋布料机布料时可以按设定的螺旋速度实现布料,布料的混凝土量比较精准,在混凝土预制构件的生产中得到广泛应用。
现有螺旋布料机运行时控制系统只对电机做过载检测,布料机布料时螺旋轴出现堵转螺旋轴电机电流没有达到过载电流,布料螺旋继续采用布料方向运行,导致堵转时螺旋轴卡死,堵转电流达到一定值时,过载保护器动作。这种控制方式下,能够发现螺旋堵转,但发现堵转时螺旋轴已经堵死,系统不能自动排除故障,而是系统发现故障,采用人工排除堵转故障。
实用新型内容
为了解决以上技术问题,本实用新型提供螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,实时检测螺旋轴运行状态,根据电机的运行电流、扭矩判断堵转工况,螺旋轴堵转时控制系统控制电机反转,然后再正转,在出现堵转故障的初期自动消除故障,解决堵转问题。
本实用新型的导线压紧装置采用如下的技术方案:螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,其特征在于:包括PLC、485通讯模块、多机传动变频器、电机、扭矩传感器和布料装置;所述电机、扭矩传感器和布料装置的数量均有若干个,所述电机、扭矩传感器和布料装置的数量相等,每个布料装置传动连接1个扭矩传感器,每个扭矩传感器的另一端传动连接1个电机;所述485通讯模块和PLC组合安装,485通讯模块与多机传动变频器连接,485通讯模块与所述扭矩传感器连接,所有扭矩传感器之间并联连接;所述多机传动变频器由整流模块和逆变器组成,所述逆变器的数量有若干个,逆变器的数量与所述布料装置的数量相等,整流模块和逆变器组合安装,所有所述逆变器之间并联,每个所述逆变器与1个所述电机电连接。
通过采用上述技术方案,采用485通讯模块与多机传动变频器连接,采集各电机电流信息,同时,485通讯模块与各电机主轴上传动连接的扭矩传感器连接,采集扭矩信息,485通讯模块与PLC相连,将采集到的数据与在PLC预设的额定值进行比对,实现对各电机实时电流和电机轴扭矩的检测,通过与额定电流和额定扭矩进行对比,确定是否发生故障,如果发现发生故障,PLC将并反转指令通过485通讯传递给多机传动变频器,实现控制故障电机反转,反转时间由PLC设置,反转预设时间之后再恢复正转,最终实现了在出现堵转故障的初期自动消除故障,解决堵转问题;采用多机传动变频器,使每个逆变器连接1台电机,提高了控制和检测的精度与效率,设备的结构更紧凑,还实现了设计和调试过程更简单的效果。
优选的,所述485通讯模块与变频器用两芯屏蔽线连接,485通讯模块与多个扭矩传感器也通过两芯屏蔽线连接,多个扭矩传感器之间也是通过两芯屏蔽线并联连接。
通过采用上述技术方案,使用两芯屏蔽线连接,可以有效的避免外部电磁搅扰进入电缆,同时也阻挠内部信号辐射出去,搅扰其它设备的作业。
优选的,所述逆变器的输出U端子连接电机的U端子,逆变器的输出V端子连接电机的V端子,逆变器的输出W端子连接电机的W端子。
通过采用上述技术方案,提高了电机在使用过程的安全系数。
优选的,所述布料装置数量为4—16个。
通过采用上述技术方案,提高了布料装置的工作效率。
优选的,所述多机传动变频器进线端连接有断路器。
通过采用上述技术方案,在变频器之前设置有断路器,实现了为变频器提供电源的作用,还对整个电路有过载、短路保护功能。
优选的,所述断路器出线端连接有AC/DC电源模块,所述AC/DC电源模块出线端连接PLC。
通过采用上述技术方案, AC/DC电源模块实现了为PLC提供24V直流电的作用,同样的断路器对PLC有过载、短路保护功能,
优选的,所述PLC上设有报警装置,所述报警装置包括报警铃和报警灯。
通过采用上述技术方案,实现了出现故障后实时的报警功能,以实现工作人员及时发现问题并解决问题的效果。
综上所述,本实用新型具有如下的有益技术效果:
1. 实现对各电机实时电流和电机轴扭矩的检测,通过与额定电流和额定扭矩进行对比,确定是否发生故障,并通过控制系统控制故障电机降速、反转,然后再正转,在出现堵转故障的初期自动消除故障,解决堵转问题。
2. 采用多机传动变频器,使每个逆变器连接1台电机,提高了控制和检测的精度与效率,设备的结构更紧凑,还实现了设计和调试过程更简单的效果。
3. 断路器为变频器和PLC提供电源,并起到过载、短路保护功能,AC/DC电源模块为PLC和控制电路提供24V电源。
附图说明
图1是螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统示意图;
附图标记说明:1、PLC; 2、485通讯模块; 3、多机传动变频器;31、整流模块;32、逆变器; 4、电机; 5、扭矩传感器; 6、布料装置;7、断路器;8、AC/DC电源模块;9、报警装置;91、报警铃;92、报警灯。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
参照图1,螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,其特征在于:包括PLC(1)、485通讯模块2、多机传动变频器3、电机4、扭矩传感器5和布料装置6;所述电机4、扭矩传感器5和布料装置6的数量均有若干个,所述电机4、扭矩传感器5和布料装置6的数量相等,每个布料装置6传动连接1个扭矩传感器5,每个扭矩传感器5的另一端传动连接1个电机4;所述485通讯模块2和PLC1组合安装,485通讯模块2与多机传动变频器3用两芯屏蔽线连接,485通讯模块2与所述扭矩传感器5通过两芯屏蔽线连接,所有扭矩传感器5之间通过两芯屏蔽线并联连接;所述多机传动变频器3由整流模块31和逆变器32组成,所述逆变器32的数量有若干个,逆变器32的数量与所述布料装置6的数量相等,整流模块31和逆变器32组合安装,所有所述逆变器32之间并联,每个所述逆变器32与1个所述电机4电连接;逆变器32的输出U端子连接电机4的U端子,逆变器32的输出V端子连接电机4的V端子,逆变器32的输出W端子连接电机4的W端子;所述布料装置6的数量为4-16个,本实施例选取8个布料装置6,那么,对应的扭矩传感器5、电机4、逆变器32的数量均为8个;所述变频器进线端连接有断路器7,断路器7的出线端还连接有AC/DC电源模块8,AC/DC电源模块8出线端与PLC1连接,PLC1上设有报警装置9,所述报警装置9包括报警铃91和报警灯92。
本实施例的工作原理是:断路器7与多机传动变频器3电相连,负责为多机传动变频器3和PLC1提供电源,并起到过载、短路保护功能,AC/DC电源模块8进线端与断路器7相连,出线端与 PLC1电相连,实现把交流电转为直流电,为PLC1和控制电路提供24V电源,PLC1与485通讯模块2组合安装,485通讯模块2与多机传动变频器3用两芯屏蔽线连接, 485通讯模块2可以通过多机传动变频机3上采集各电机4的实时电流;扭矩传感器5连接在电机4与布料装置6之间,485通讯模块2与所述扭矩传感器5通过两芯屏蔽线连接,所有扭矩传感器5之间通过两芯屏蔽线并联连接, 485通讯模块2可以通过扭矩传感器5采集各电机4传动轴的实时扭矩; 485通讯模块2将采集到的各电机4的实时电流和扭矩值传回PLC1,与PLC预设的额定电流和额定扭矩进行比对。当布料装置6的螺旋轴正常运行时,电机4的电流是在一定的合理范围内的,当布料机发生堵转时电机4的电流大于正常运行电流,达到预设额定电流值时,报警灯92亮,报警铃91响,控制系统PLC1通过485通讯对过载的电机4发出防堵转指令,多机传动变频器3根据收到的指令,执行反转,反转时间在控制器PLC1内设置,反转所设定的时间后,恢复正转,堵转故障解除。进一步的,混凝土塌落度范围140-220,根据不同混凝土的塌落度,检测电机4实际运行时的ie1,ie2,…ie8,其中每一个螺旋轴的电机4,针对某一种混凝土塌落度,对应一个额定电流ie1140,ie1150,ie1160,ie1170,ie1180,ie1190,ie1200,ie1210,ie1220,…ie8220;电机4实际运行时的过载保护值设定一个保护系数k1,k2,…k8,假设混凝土的塌落度为140,若电机4实际运行电流i1≥k1×ie1140,则判定电机4堵转,执行防堵转程序,解决螺旋轴堵转问题。
同理,每个电机4传动轴扭矩在设定的范围内时设备正常运行,当扭矩大于设定值,小于堵转扭矩时,报警灯92亮,报警铃91响,系统发出防堵转指令,执行防堵转程序,即控制系统PLC1通过485通讯对过载的轴发出防堵转指令,多机传动变频器3根据收到的指令,执行反转,反转时间在控制器PLC1内设置,反转所设定的时间后,恢复正转,堵转故障解除。进一步的,对不同布料装置6的螺旋轴的输出扭矩T1,T2,…T8,首先测定额定值,再根据不同负载,测定不同负载时的扭矩额定值,螺旋轴过载时扭矩系数a由试验测定,电机4实际运行扭矩T1≥a1×Te1140时,判定电机4堵转,执行防堵转程序,解决堵转故障。
电机4的电流值或扭矩值任何一个检测到数据超过设定值时,都会判定电机4堵转。
实施例2
本实施例与实施例1的不同在于,螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统采用闭环控制,所述闭环控制指的是pid控制,PLC1需要采集反馈的电流或扭矩数值,输出电机4的运行频率,达到闭环控制;电流或者扭矩过大时,输出频率减小;电流或者扭矩变小时,输出频率增大,以螺旋轴电机4的运行电流或扭矩为控制对象,采用扭矩或电流作为反馈量,控制电机4的运行,准确检测电机4的堵转,减少误检测,执行防堵转程序,防止螺旋轴的堵转;实施例2与实施例1的硬件及连接方式相同,所述闭环控制通过改变程序实现。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以上是结合附图及实施例,对本实用新型进行的进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

Claims (7)

1.螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,其特征在于:包括PLC(1)、485通讯模块(2)、多机传动变频器(3)、电机(4)、扭矩传感器(5)和布料装置(6);
所述电机(4)、扭矩传感器(5)和布料装置(6)的数量均有若干个,所述电机(4)、扭矩传感器(5)和布料装置(6)的数量相等,每个布料装置(6)传动连接1个扭矩传感器(5),每个扭矩传感器(5)的另一端传动连接1个电机(4);
所述485通讯模块(2)和PLC(1)组合安装,485通讯模块(2)与多机传动变频器(3)连接,485通讯模块(2)与所述扭矩传感器(5)连接,所有扭矩传感器(5)之间并联连接;
所述多机传动变频器(3)由整流模块(31)和逆变器(32)组成,所述逆变器(32)的数量有若干个,逆变器(32)的数量与所述布料装置(6)的数量相等,整流模块(31)和逆变器(32)组合安装,所有所述逆变器(32)之间并联,每个所述逆变器(32)与1个所述电机(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,其特征在于:所述485通讯模块(2)与多机传动变频器(3)用两芯屏蔽线连接,485通讯模块(2)与扭矩传感器(5)通过两芯屏蔽线连接,所有扭矩传感器(5)之间通过两芯屏蔽线并联连接。
3.根据权利要求1所述的螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,其特征在于:所述逆变器(32)的输出U端子连接电机(4)的U端子,逆变器(32)的输出V端子连接电机(4)的V端子,逆变器(32)的输出W端子连接电机(4)的W端子。
4.根据权利要求1所述的螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,其特征在于:所述布料装置(6)数量为4—16个。
5.根据权利要求1所述的螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,其特征在于:所述多机传动变频器(3)进线端连接有断路器(7)。
6.根据权利要求5所述的螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,其特征在于:所述断路器(7)出线端连接有AC/DC电源模块(8),所述AC/DC电源模块(8)出线端连接PLC(1)。
7.根据权利要求6所述的螺旋布料机螺旋堵转检测控制系统,其特征在于:所述PLC(1)上设有报警装置(9),所述报警装置(9)包括报警铃(91)和报警灯(92)。
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