石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法技術

本申請涉及石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法，包括設置有中位值平均濾波處理模塊及斜坡模塊的PLC控制器；在若干羅拉牽引電機中其中之一羅拉牽引電機以速度控制模式運行，其中余下的羅拉牽引電機以轉矩控制模式運行；以所述其中之一羅拉牽引電機的速度作為其中余下的羅拉牽引電機的輪廓速度；以所述其中之一羅拉牽引電機的轉矩作為其中余下的羅拉牽引電機的轉矩輸入；在設備切割過程中，將主軸電機實際速度作為從動軸電機的最大輪廓速度；并通過實時采集主軸電機的實際轉矩值，將其經中位值平均濾波處理模塊，其輸出值通過斜坡模塊給定，作為其余三個從動軸電機的轉矩輸入，使多線切割裝備四個羅拉輪牽引電機之間達到負荷平衡。電機之間達到負荷平衡。電機之間達到負荷平衡。

【技術實現步驟摘要】
石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法


[0001]本申請涉及多線切割裝備的電機負荷控制
，尤其涉及石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法。

技術介紹

[0002]石材大板用多線切割裝備由四臺伺服電機分別拖動四個羅拉輪，在切割石材荒料的過程中，四個羅拉輪之間彼此通過金剛石切割線網聯系在一起。在運行過程中，由于受到各羅拉輪直徑差異、切割線網與羅拉輪槽面摩擦系統不同等因素的影響，四個羅拉輪傳動電機負荷不平衡，如果四臺電機間負荷分配不均或相差太大，且電機均處于調速過程中，會造成對切割線網與牽引電機的互相拉拽，使得切割線的張力無法保證穩定，嚴重時引起切割線破斷和牽引電機過熱過載報警，導致設備無法穩定運行，影響切割效率和成品質量。因此為保證在切割石板的過程中，四個羅拉輪牽引電機負荷分配均勻，出力平衡，轉速匹配，需在四個羅拉輪調速系統中引入負荷平衡控制方法。
[0003]傳統的多線切割羅拉輪負荷分配控制方法，所有羅拉輪牽引電機均為速度控制模式，同時都耦合于虛擬主軸，跟隨虛擬主軸的速度。其通過實時采集所有羅拉輪牽引電機的實際轉矩，取各軸中的最大轉矩作為基準，再將各軸的實際轉矩與基準轉矩作差值，通過PI調節器的比例積分計算，PI調節器輸出一個實時控制信號，該控制信號即為負荷平衡調節信號，并將其轉換為各軸與虛擬主軸的速度電子齒輪比來微調各電機的跟隨速度，減小各羅拉輪之間的線速度差，以達到羅拉輪牽引電機之間出力均勻，負荷平衡的目的。
[0004]根據實際使用的情況來看，傳統的方法存在不足之處，結構同樣參考圖2所示，如在某一時刻，羅拉輪2、4電機實際轉矩值高于羅拉輪1、3電機的實際轉矩值(即羅拉輪2、4電機負荷重)，則疊加到羅拉輪1、3電機上的負荷平衡信號為使羅拉輪1、3電機的轉速(絕對值)升高的，而疊加到高負荷的羅拉輪2、4電機上的負荷平衡信號則是使其轉速(絕對值)降低的，但是在整個運行切割過程中，切割線和切割工件的情況不可能完全一樣，并且是動態變化的，四個羅拉輪電機的負荷情況始終也是動態變化的，如在此刻羅拉輪2、4電機轉速(絕對值)剛好有著下降的趨勢(即羅拉輪2、4電機負荷變輕的趨勢)，那么，此刻分別疊加到4個羅拉輪電機中的負荷平衡信號將加劇這一趨勢的發展，使得負荷平衡效果變差。利用實時監控軟件(InoProShop軟件)對四個羅拉輪電機的實際轉矩值進行實時監控，可以觀察到各個牽引電機通過切割線網互相拉拽的現象明顯，導致各牽引電機的轉矩波動大，無法實現負荷平衡，嚴重時甚至出現電機過載和過壓的情況，此種負荷平衡方法效果不理想。

技術實現思路

[0005]針對以上的實際問題和現有技術的不足，本專利技術所要解決的主要技術問題是提供一種石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法，可以解決多軸同步控制和負荷平衡問題。
[0006]為了解決上述的技術問題，本申請提供一種石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機
負荷平衡控制方法，采用如下的技術方案：
[0007]石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法，包括PLC控制系統，所述PLC控制系統包括中位值平均濾波處理模塊及斜坡模塊；
[0008]在若干羅拉牽引電機中其中之一羅拉牽引電機以速度控制模式運行，其中余下的羅拉牽引電機以轉矩控制模式運行；
[0009]以所述其中之一羅拉牽引電機的速度作為所述其中余下的羅拉牽引電機的輪廓速度；
[0010]以所述其中之一羅拉牽引電機的轉矩作為所述其中余下的羅拉牽引電機的轉矩輸入。
[0011]在一較佳實施例中，所述其中之一羅拉牽引電機上包括一多圈絕對值編碼器，所述多圈絕對值編碼器以讀取所述其中之一羅拉牽引電機的實際速度并反饋至PLC控制系統。
[0012]在一較佳實施例中，以所述其中之一羅拉牽引電機的實際速度作為所述其中余下的羅拉牽引電機的最大輪廓速度。
[0013]在一較佳實施例中，所述最大輪廓速度為所述其中之一羅拉牽引電機正反向運行的最大速度限制值，且不超過電機允許的最大運行速度。
[0014]在一較佳實施例中，所述PLC控制系統以實時采集所述其中之一羅拉牽引電機的實際轉矩，并輸入至中位值平均濾波處理模塊；
[0015]以所述中位值平均濾波處理模塊的輸出值通過所述斜坡模塊給定，并以所述斜坡模塊輸出值作為所述其中余下的羅拉牽引電機的轉矩輸入。
[0016]在一較佳實施例中，所述中位值平均濾波處理模塊包含連續采樣個數、掃描周期個數兩個預設值。
[0017]在一較佳實施例中，所述中位值平均濾波處理模塊根據所述預設值對實時采集到所述其中之一羅拉牽引電機的實際轉矩值進行連續采樣及數據排序，以獲取平均值為輸出值。
[0018]在一較佳實施例中，所述斜坡模塊包含最大正向斜率、最大負向斜率、基準時間三個預設值。
[0019]在一較佳實施例中，所述斜坡模塊根據所述預設值對由所述中位值平均濾波處理模塊所獲取的輸入值進行斜坡處理并輸出。
[0020]在一較佳實施例中，所述其中之一羅拉牽引電機上包括一霍爾元件，所述霍爾元件以讀取所述其中之一羅拉牽引電機的實際轉矩并反饋至PLC控制系統。
[0021]綜上所述，本申請包括以下有益效果：
[0022]1.本專利技術對多線切割裝備四羅拉輪牽引電機之間的負荷平衡控制方法做進一步改進，以四個羅拉輪牽引電機中的一個電機負荷和最大輪廓速度為基準，通過對另三個電機負荷和最大輪廓速度進行不斷調節、控制，使其在切割過程中，始終跟隨基準電機負荷的變化，達到四個羅拉輪牽引電機之間始終負荷平衡的目的。本專利技術的負荷平衡控制方法在實際使用中，四個羅拉輪牽引電機負荷平衡效果較好，達到了既簡化了負荷平衡控制方法，同時又大大提高了負荷效果的目的，保證了切割過程中的切割效率和切割質量。
附圖說明
[0023]圖1為本專利技術實施例提供的電機負荷平衡控制方法流程示意圖。
[0024]圖2為本專利技術實施例提供的多線切割裝備四羅拉輪結構示意圖；
[0025]圖3為本專利技術實施例提供的多線切割裝備四羅拉輪控制系統網絡拓撲圖。
[0026]附圖標記說明：1、第一羅拉輪；2、第二羅拉輪；3、第三羅拉輪；4、第四羅拉輪；5、第一羅拉輪牽引電機；6、第二羅拉輪牽引電機；7、第三羅拉輪牽引電機；8、第四羅拉輪牽引電機；9、放線輥；10、收線輥；11、切割線網；12、待切工件。
具體實施方式
[0027]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述；顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0028]在本專利技術的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“內”、“外”、“頂/底端”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法，包括PLC控制系統，其特征在于：所述PLC控制系統包括中位值平均濾波處理模塊及斜坡模塊；在若干羅拉牽引電機中其中之一羅拉牽引電機以速度控制模式運行，其中余下的羅拉牽引電機以轉矩控制模式運行；以所述其中之一羅拉牽引電機的速度作為所述其中余下的羅拉牽引電機的輪廓速度；以所述其中之一羅拉牽引電機的轉矩作為所述其中余下的羅拉牽引電機的轉矩輸入。2.根據權利要求1所述的石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法，其特征在于：所述其中之一羅拉牽引電機上包括一多圈絕對值編碼器，所述多圈絕對值編碼器以讀取所述其中之一羅拉牽引電機的實際速度并反饋至PLC控制系統。3.根據權利要求1所述的石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法，其特征在于：以所述其中之一羅拉牽引電機的實際速度作為所述其中余下的羅拉牽引電機的最大輪廓速度。4.根據權利要求3所述的石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法，其特征在于：所述最大輪廓速度為所述其中之一羅拉牽引電機正反向運行的最大速度限制值，且不超過電機允許的最大運行速度。5.根據權利要求1所述的石材大板多線切割裝備四羅拉輪電機負荷平衡控制方法，其特征在于：所述PLC控制系統以實時采集所述其中之一羅...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹方辰，張鴻源，孔凱，黃輝，譚援強，黃身桂，
申請(專利權)人：南安華大石材產業技術研究院，
類型：發明
國別省市：