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

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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