CN2687946Y

CN2687946Y - 一主多从电动机同步运行控制装置

Info

Publication number: CN2687946Y
Application number: CNU2004200175262U
Authority: CN
Inventors: 程耕国; 刘惠康; 杨永立
Original assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Current assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE; Wuhan University of Science and Technology WHUST
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2014-03-25

Abstract

一种一主多从电动机同步运行控制装置，包括多个电动机直流数字控制器构成的主控组，主控组中设有一个直流数字控制器为主机，其串口数据发送端分别与其它直流数字控制器的串口数据接收端相连；它还可包括多个直流数字控制器构成的从控组，从控组中也设有一个直流数字控制器为主机，其串口数据发送端分别与其它直流数字控制器的串口数据接收端相连，其串口数据接收端则与主控组中设定为主机的直流数字控制器的串口数据发送端相连，所有直流数字控制器均通过现场总线与可编程控制器相连，由此构成神经网络控制模式。将其用于中板双边剪夹送辊上，具有结构简单、耗能量少、生产作业率高、噪音小、故障率低、钢板剪切效果好的特点。

Description

一主多从电动机同步运行控制装置

技术领域

本实用新型涉及驱动电动机组同步运行的装置，具体地指一种一主多从电动机同步运行控制装置，主要用于控制中板双边剪夹送辊的转速一致。

背景技术

许多机械电气工程设备中都存在需要多台电动机同步驱动的机构，特别是各个钢铁企业轧钢厂的中、厚板双边剪装置，该装置的入口夹送辊和出口夹送辊的转速和力矩必须协调一致，才能确保钢板的剪切效果。但是，目前这种频繁使用的剪切设备的控制部分在很大程度上还是使用传统的模拟可控硅整流控制系统，这种模拟控制系统大多采用分离元件，其体积大、结构复杂、功耗高、稳定性差，特别是其中的继电器太多，故障率高居不下。同时，其设备老化且图纸资料不全，运行和维护非常困难，加上模拟控制系统的精度不高，产生两边出力不均衡的现象，钢板在剪切过程中经常跑偏，导致钢板剪偏甚至剪废，不仅浪费资源，而且严重影响钢板的质量和产量。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种数字化控制模式的一主多从电动机同步运行控制装置，将其用于中板双边剪夹送辊上具有结构简单、耗能量少、生产作业率高、噪音小、故障率低、钢板剪切效果好的特点。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：利用多个数字控制器组成神经网络控制模式，来取代原有模拟可控硅整流系统，使电动机组同步运行。所设计的一主多从电动机同步运行控制装置，包括多个直流数字控制器构成的主控组，该主控组中各直流数字控制器的执行输出端分别与对应的电动机相连，该主控组中设有一个直流数字控制器为主机，该主机的串口数据发送端分别与其它直流数字控制器的串口数据接收端相连，该主控组中每个直流数字控制器通过现场总线与可编程控制器的通讯接口相连。

进一步地，该装置还包括多个直流数字控制器构成的从控组，该从控组中各直流数字控制器的执行输出端分别与对应的电动机相连，该从控组中也设有一个直流数字控制器为主机，该主机的串口数据发送端分别与其它直流数字控制器的串口数据接收端相连，该主机的串口数据接收端则与上述主控组中所设定为主机的直流数字控制器的串口数据发送端相连，该从控组中每个直流数字控制器也通过现场总线与可编程控制器的通讯接口相连。所有主控组和从控组中的直流数字控制器均由供电系统直接供电。由此将主控和从控两组直流数字控制器连接成神经网络模式，来协调控制多台电动机在一主多从模式下同步运行。当然，也可以设计多个从控组同时与主控组构成神经网络控制模式，其结构依此类推。

上述主控组和从控组中的直流数字控制器的数量可以相同，也可以不同，主要根据实际需要确定。对于钢板双边剪装置的两对入口夹送辊和两对出口夹送辊而言，主控组由四个控制入口夹送辊电动机的直流数字控制器构成，从控组由另外四个控制出口夹送辊电动机的直流数字控制器构成。

本实用新型的优点在于：采用多个直流数字控制器通过工作于点对点单工模式的串行口连接成神经网络控制模式，所有的控制和操作信号由可编程控制器给出，使多个直流数字控制器在主从工作方式下来驱动电动机组同步运行，其结构简单、稳定、可靠。特别是将其应用到钢板双边剪装置的入口和出口夹送辊上，一方面取代了原有的模拟可控硅整流控制系统，取消了原机组的能量从电—机—电的转化过程和空载待机过程，其节能率可达30％以上。另一方面取消了原机组各机构的调节电阻，使得其噪声及温度大幅降低，极大地改善了工人的生产环境。同时用可编程控制器中设定好的操作软件取代原有的继电器系统，其电路更简单，控制更可靠，故障率也大幅降低。本实用新型不仅适用于双边剪装置的夹送辊，亦适用于所有需多台电机驱动的场合。

附图说明

图1为本实用新型的一主多从电动机同步运行控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型用于控制钢板双边剪装置夹送辊的结构示意图；

图3为图2所示控制装置与电动机组和供电系统的连接示意图。

图4为钢板双边剪装置夹送辊驱动电动机的工作位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

如图1所示的一主多从电动机同步运行控制装置，包括多个直流数字控制器C₁～C_M构成的主控组和多个直流数字控制器D₁～ID_N构成的从控组。主控组中各直流数字控制器C₁～C_M的执行输出端分别与对应的电动机M₁～M_M相连，主控组中以直流数字控制器C₁作为主机发送数据，其串口数据发送端S分别与其它作为从机的直流数字控制器C₂～C_M的串口数据接收端R相连，以接收直流数字控制器C₁发送的数据。从控组中各直流数字控制器D₁～D_N的执行输出端分别与对应的电动机N₁～N_N相连，从控组中以直流数字控制器D₁作为主机发送数据，其串口数据发送端S分别与其它作为从机的直流数字控制器D₂～D_N的串口数据接收端R相连，以接收直流数字控制器D₁发送的数据。并且，直流数字控制器D₁的串口数据接收端R与上述直流数字控制器C₁的串口数据发送端S相连，以接收来自直流数字控制器C₁的数据。主控组中每个直流数字控制器C₁～C_M和从控组中每个直流数字控制器D₁～D_N均通过现场总线与可编程控制器PLC的通讯接口相连。由此构成直流数字控制器的神经网络控制模式。所有主控组和从控组中的直流数字控制器均由供电系统直接供电。控制电动机功率回路可采用现有三相全控桥反并联电路。

如图2、图3、图4所示，将上述一主多从电动机同步运行控制装置应用于钢板双边剪装置的夹送辊：其主控组由四个直流数字控制器C₁～C₄构成，它们的执行输出端分别与驱动两对出口夹送辊的电动机M₁～M₄相连；其从控组由四个直流数字控制器D₁～D₄构成，它们的执行输出端分别与驱动两对入口夹送辊的电动机N₁～N₄相连。所采用直流数字控制器C₁～C₄、D₁～D₄的型号为：SIEMENS 6RA7031 6DV62-0。

在控制出口夹送辊的主控组中，控制出口固定侧下辊的直流数字控制器C₁为主机，其余三个直流数字控制器C₂～C₄为从机。主控组的使能信号由直流数字控制器C₁中的运行及使能控制逻辑生成，即由其自身芯片中的S00工艺软件编程完成。作为主机的直流数字控制器C₁在任何状态下均工作在电压电流双闭环状态，在给定非零速或实际速度非零时发出系统使能命令，而作为从机的直流数字控制器C₂～C₄工作在电流闭环状态，此时速度环电压外环开环，力矩给定由主机通过点对点串行通讯接口给出，即所有的直流数字控制器的给定相同。正常运行时，控制出口移动侧下辊的直流数字控制器C₂的使能信号与直流数字控制器C₁的使能信号同时给出，控制出口两上辊的直流数字控制器C₃、C₄的使能信号在两上辊压下到位后与直流数字控制器C₁的使能信号同时给出，未压下时始终没有使能信号。这样，在电动机M₁～M₄特性基本一致、参数一致的情况下，其输出的转矩相等，转速同步，可保证下辊同步轴及钢板上不会产生扭矩，从而解决负荷均衡问题和钢板跑偏问题。

在控制入口夹送辊的从控组中，控制入口固定侧下辊的直流数字控制器D₁为主机，其余三个直流数字控制器D₂～D₄为从机。其工作方式与上述主控组基本相同，只是当出口夹送辊全都压下后，从控组的直流数字控制器D₁将切换到从机工作模式，接受由主控组的直流数字控制器C₁经点对点串行通讯接口发送来的电流给定。

上述八个直流数字控制器C₁～C₄、D₁～D_N均通过现场总线与可编程控制器PLC的通讯接口相连，所采用可编程控制器PLC的型号为：SIEMENS S7-400。可编程控制器PLC中预存有调速参数，当八台电动机M₁～M₄、N₁～N₄要变速时，由可编程控制器PLC将预存的调速参数传送给直流数字控制器，通过直流数字控制器的神经网络模式协调电动机同步运行于新的速度。

对于钢板双边剪装置的夹送辊，任意一台直流控制器发生故障时，将自动分断相关的四个直流数字控制器的主回路接触器，此时只有发生故障的控制器的故障灯亮，其余的故障灯灭，从而进入相应的故障处理过程。

Claims

1.一种一主多从电动机同步运行控制装置，它包括多个直流数字控制器C₁～C_M构成的主控组，该主控组中各直流数字控制器C₁～C_M的执行输出端分别与对应的电动机M₁～M_M相连，其特征在于：该主控组中设定一个直流数字控制器C₁为主机，其串口数据发送端S分别与其它直流数字控制器C₂～C_M的串口数据接收端R相连，该主控组中每个直流数字控制器C₁～C_M通过现场总线与可编程控制器PLC的通讯接口相连。

2.根据权利要求1所述的一主多从电动机同步运行控制装置，其特征在于：它还包括多个直流数字控制器D₁～D_N构成的从控组，该从控组中各直流数字控制器D₁～D_N的执行输出端分别与对应的电动机N₁～N_N相连，该从控组中也设定一个直流数字控制器D₁为主机，其串口数据发送端S分别与其它直流数字控制器D₂～D_N的串口数据接收端R相连，其串口数据接收端R则与上述主控组中所设定为主机的直流数字控制器C₁的串口数据发送端S相连，该从控组中每个直流数字控制器D₁～D_N也通过现场总线与可编程控制器PLC的通讯接口相连。

3.根据权利要求2所述的一主多从电动机同步运行控制装置，其特征在于：所说的主控组由四个直流数字控制器C₁～C₄构成，其执行输出端分别与驱动钢板双边剪装置的两对出口夹送辊的电动机M₁～M₄相连；所说的从控组由四个直流数字控制器D₁～D₄构成，其执行输出端分别与驱动钢板双边剪装置的两对入口夹送辊的电动机N₁～N₄相连。