一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,包括:觸摸屏及主機(jī)交流變頻器;觸摸屏連接PLC,PLC依次連接兩個交流伺服驅(qū)動器;交流伺服驅(qū)動器連接交流伺服電機(jī),控制交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動;主機(jī)交流變頻器連接變頻電機(jī),控制變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)動;變頻電機(jī)連接軸編碼器;軸編碼器信號接入第一交流伺服驅(qū)動器的X9端口,第一交流伺服驅(qū)動器再將得到信號通過X10端口傳遞到第二交流伺服驅(qū)動器的X9端口,第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器共用同一軸編碼器信號;第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器內(nèi)部分別設(shè)有通信模塊。利于卷煙機(jī)維修人員的培訓(xùn),培訓(xùn)效率高。結(jié)合卷煙生產(chǎn)流水生產(chǎn)線利用本實(shí)驗(yàn)平臺能夠方便的搭建各種實(shí)驗(yàn)。
【專利說明】一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,尤其涉及一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺0
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展,越來越多的新產(chǎn)品與新技術(shù)應(yīng)用于高速卷煙機(jī)中,如大規(guī)模?IX控制技術(shù)、觸摸屏技術(shù)、交流伺服控制等,這些應(yīng)用不但使原有設(shè)備的取得技術(shù)上的突破,同時非常高的穩(wěn)定性也提高了設(shè)備有效作業(yè)率。作為現(xiàn)代高速卷煙機(jī)控制技術(shù)核心的交流伺服技術(shù)是一種閉環(huán)控制技術(shù),控制原理是在傳統(tǒng)的三環(huán)控制理論的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,吸收了各種現(xiàn)代運(yùn)動控制理論的復(fù)合控制方案;針對卷煙行業(yè)的需求,電子齒輪,電子凸輪,多軸位置綁定等運(yùn)動控制軟件功能也得到完善;伺服系統(tǒng)內(nèi)嵌了某些高速的功能,可以完成各種高速高精度的控制要求;多軸伺服系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢,集成了高速現(xiàn)場總線功能的伺服越來越成為高速卷煙機(jī)的發(fā)展趨勢。隨著新型高速卷煙機(jī)電控技術(shù)的不斷升級,控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜,卷煙機(jī)電器維修人員的維修技能培訓(xùn)需求也越來越急切,生產(chǎn)一線的電器維修人員迫切需要一種便于學(xué)習(xí)并易于模擬操作的卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題,提供了一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,能夠有效的降低卷煙機(jī)電器維修人員的維修技能培訓(xùn)難度,并且便于學(xué)習(xí)易于模擬操作,使培訓(xùn)人員快速的掌握卷煙機(jī)的維修技能。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,包括:觸摸屏及主機(jī)交流變頻器;所述觸摸屏連接?仏,?10依次連接第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器;
[0006]所述第一交流伺服驅(qū)動器連接第一交流伺服電機(jī),控制第一交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動;
[0007]所述第二交流伺服驅(qū)動器連接第二交流伺服電機(jī),控制第二交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動;
[0008]所述主機(jī)交流變頻器連接變頻電機(jī),控制變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)動;變頻電機(jī)能夠模擬高速卷煙機(jī)的主電機(jī),主機(jī)交流變頻器能夠模擬高速卷煙機(jī)的主驅(qū)動器;
[0009]所述變頻電機(jī)連接軸編碼器;軸編碼器信號接入第一交流伺服驅(qū)動器的乂9端口,第一交流伺服驅(qū)動器再將得到信號通過XI。端口傳遞到第二交流伺服驅(qū)動器的乂9端口,第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器共用同一軸編碼器信號;
[0010]所述第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)分別配有測速發(fā)電機(jī),用于檢測第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速,并將檢測的信號反饋到第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器中。
[0011]所述第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器內(nèi)部分別設(shè)有?1~0?讓118通信模塊。
[0012]觸摸屏,PLC,以及集成了 Profibus通信模塊的第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器采用Profibus總線通信方式。
[0013]觸摸屏用于讀取和操作來自PLC的變量,其中伺服系統(tǒng)依靠PR0FIBUS總線來完成伺服驅(qū)動器與上位PLC之間的通訊。PLC與伺服驅(qū)動器之間是通過參數(shù)通道和過程通道來相互傳遞數(shù)據(jù)信息。參數(shù)通道的特點(diǎn)是可以傳送64位的長數(shù)據(jù),但其傳送速度一般在1ms級;而過程通道傳送速度比較快,其速度一般在Ims級,但它只能傳輸16位的數(shù)據(jù)。用戶可以通過會觸摸屏經(jīng)過主站PLC對伺服驅(qū)動器中的參數(shù)進(jìn)行讀寫操作。
[0014]PLC對第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器進(jìn)行讀寫參數(shù)操作,另一方面將第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器的伺服系統(tǒng)狀態(tài)以變量形式傳遞到觸摸屏用以顯示,伺服系統(tǒng)狀態(tài)包括伺服當(dāng)前報警信息、伺服電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速、扭矩;同時也能夠通過觸摸屏對第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器進(jìn)行參數(shù)修改,并將參數(shù)作為一個變量寫入PLC,再由PLC傳遞給指定的伺服驅(qū)動器。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]結(jié)合卷煙生產(chǎn)流水生產(chǎn)線利用本實(shí)驗(yàn)平臺能夠方便的搭建各種實(shí)驗(yàn),如PASSM7000/8000后身伺服獨(dú)立驅(qū)動控制、備用盤紙加速拼接磁粉離合器改造,PR0T0S7000針輥電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動控制,GDXI/2金拉線直流電機(jī)改造,KDF2變速齒輪箱改用伺服電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動控制。利用此實(shí)驗(yàn)平臺不僅可以進(jìn)行教學(xué),還能對現(xiàn)有的設(shè)備做出改進(jìn),提高了設(shè)備的有效作業(yè)率,降低了維修頻率和維修費(fèi)用。利用PLC編程能夠搭建各種控制模式,模擬現(xiàn)代化的高速卷煙機(jī)的電控原理進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)和輔助教學(xué),利于卷煙機(jī)維修人員的培訓(xùn),培訓(xùn)效率高。
[0017]兩個交流伺服驅(qū)動器共用同一個編碼器信號,不必為每一個伺服系統(tǒng)單獨(dú)加裝一個給定編碼器信號,這樣既簡化了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),同時使軟件化控制模式下的伺服可以實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動模式,如數(shù)頻從動、數(shù)頻級聯(lián)等模式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的原理示意圖;
[0019]其中,1.觸摸屏,2.PLC,3.主機(jī)交流變頻器,4.第一交流伺服驅(qū)動器,5.第二交流伺服驅(qū)動器,6.軸編碼器,7.變頻電機(jī),8.第一交流伺服電機(jī),9.第二交流伺服電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
:
[0020]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0021]如圖1所示,一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,包括:觸摸屏及主機(jī)交流變頻器;觸摸屏為siemens觸摸屏TP270-10,觸摸屏連接PLC,PLC依次連接第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器,PLC為siemens S7-400 ;
[0022]第一交流伺服驅(qū)動器連接第一交流伺服電機(jī),控制第一交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動;
[0023]第二交流伺服驅(qū)動器連接第二交流伺服電機(jī),控制第二交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動;
[0024]主機(jī)交流變頻器連接變頻電機(jī),控制變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)動;變頻電機(jī)能夠模擬高速卷煙機(jī)的主電機(jī),主機(jī)交流變頻器能夠模擬高速卷煙機(jī)的主驅(qū)動器;
[0025]第一交流伺服電機(jī)、第二交流伺服電機(jī)、變頻電機(jī)均為LENZE電機(jī)。所述第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)分別配有測速發(fā)電機(jī)R,用于檢測第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速,并將檢測的信號反饋到第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器中。
[0026]變頻電機(jī)連接軸編碼器;軸編碼器為TRUCK軸編碼器,軸編碼器信號接入第一交流伺服驅(qū)動器的X9端口,第一交流伺服驅(qū)動器再將得到信號通過XlO端口傳遞到第二交流伺服驅(qū)動器的X9端口,第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器共用同一軸編碼器信號;
[0027]所述第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器內(nèi)部分別設(shè)LENZE 2133IBProfibus通信模塊。
[0028]觸摸屏,PLC,以及集成了 Profibus通信模塊的第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器采用Profibus總線通信方式。
[0029]將siemens S7-400作為整個控制系統(tǒng)的核心單元,它將觸摸屏與交流伺服驅(qū)動器之間建立起了一個溝通的橋梁,使得伺服控制器參數(shù)的修改與讀取得以在觸摸屏上實(shí)現(xiàn),PLC通過開發(fā)人員編寫的程序功能塊調(diào)用和修改交流伺服驅(qū)動器參數(shù),同時應(yīng)用功能強(qiáng)大的梯形圖(LAD)或語句表(STL)來實(shí)現(xiàn)對整套系統(tǒng)邏輯控制功能程序的編寫。
[0030]平臺中采用多總線并存的智能網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu),其依據(jù)控制系統(tǒng)要求及總線自身特點(diǎn),建立一種多協(xié)議、多功能的總線拓?fù)渫ㄐ趴刂平Y(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)不但具有原有單一總線系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠等特點(diǎn),其中觸摸屏,PLC,以及集成了 Profibus通信功能模塊LENZE2133IB的第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器采用Profibus總線通信方式,總線通信速率為1.5Mbps,最高可達(dá)到12Mbps,系統(tǒng)中PLC作為總線中唯一的主站,PLC對伺服驅(qū)動器進(jìn)行讀寫參數(shù)操作,另一方面還可以將所得到的伺服系統(tǒng)狀態(tài),如:伺服當(dāng)前報警信息、伺服電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速、扭矩,以變量形式傳遞到觸摸屏上用于顯示,同時用戶也可以通過觸摸屏改寫伺服系統(tǒng)參數(shù),并將參數(shù)作為一個變量寫入PLC,再由PLC傳遞給指定伺服控制器。
[0031]LENZE將Can-bus作為系統(tǒng)總線,多個伺服控制器之間,可以通過系統(tǒng)總線實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的互聯(lián),第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器之間采用Can-bus總線通信方式,總線通信速率為1.0Mbps,用戶可以將帶有編程電纜(LENZE 2173或LENZE 2177)的計算機(jī)接入該總線,并啟動Lenze Global Drive Control軟件,對Can-bus總線下的伺服驅(qū)動器進(jìn)行方便、快捷、安全的編程。第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器之間通過該總線可以進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)交換而無需再經(jīng)過PLC處理;系統(tǒng)中的編碼器信號采用LENZEDF-BUS數(shù)頻總線技術(shù),將編碼器信號接入第一交流伺服驅(qū)動器的X9端口,第一交流伺服驅(qū)動器再將得到信號依據(jù)現(xiàn)場設(shè)計要求通過XlO端口傳遞到第二交流伺服驅(qū)動器的X9端口,使得第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器得以共用同一編碼器信號,而不必為每一個伺服驅(qū)動器單獨(dú)加裝一個給定編碼器信號,這樣既簡化了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),同時使軟件化控制模式下的伺服可以實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動模式,如數(shù)頻從動、數(shù)頻級聯(lián)等模式。
[0032]LENZE伺服驅(qū)動器采用旋轉(zhuǎn)變壓器的反饋方式進(jìn)行速度控制。它跟隨電機(jī)一起旋轉(zhuǎn),變壓器感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁通變化,產(chǎn)生的電壓信號與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的正弦函數(shù)保持一致,相當(dāng)于一種以電動機(jī)為動力的發(fā)電機(jī),信號描述了當(dāng)前電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。該信號反饋至控制器后,經(jīng)過增益等處理,轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速信號,這時該信號描述的是當(dāng)前實(shí)際轉(zhuǎn)速。我們將它與給定速度信號形成的負(fù)反饋進(jìn)行比較,產(chǎn)生的差值經(jīng)過處理形成加速度信號傳送到下個環(huán)節(jié)。如果兩者之間差值為零,則說明當(dāng)前轉(zhuǎn)速與給定值相同,則不需要加速度,于是電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩等于當(dāng)前負(fù)載力矩,速度保持不變。如果兩者產(chǎn)生正差值,則說明實(shí)際轉(zhuǎn)速小于給定轉(zhuǎn)速,控制器將差值轉(zhuǎn)換為加速度信號,使電機(jī)產(chǎn)生正向大于負(fù)載力矩的轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)逐漸加速,同時繼續(xù)比較給定速度和實(shí)際速度之間的差值,直到兩者相等為止。如果兩者產(chǎn)生負(fù)差值,情況與上述相同,調(diào)整電機(jī)到兩者差值為0后停止調(diào)整。
[0033]隨后,將信號值送到?麗環(huán)節(jié)中,由伺服驅(qū)動器調(diào)節(jié)施加在電機(jī)上的電壓值來達(dá)到調(diào)速的目的。同時讀取旋轉(zhuǎn)變壓器的信號,經(jīng)過轉(zhuǎn)換后可以通過過程通道以?如?18…總線通信模式傳遞給?IX。
[0034]上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述,但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,其特征是,包括:觸摸屏及主機(jī)交流變頻器;所述觸摸屏連接PLC,PLC依次連接第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器;通過PLC改變第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器的參數(shù); 所述第一交流伺服驅(qū)動器連接第一交流伺服電機(jī),控制第一交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動; 所述第二交流伺服驅(qū)動器連接第二交流伺服電機(jī),控制第二交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動; 所述主機(jī)交流變頻器連接變頻電機(jī),控制變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)動;變頻電機(jī)能夠模擬高速卷煙機(jī)的主電機(jī),主機(jī)交流變頻器能夠模擬高速卷煙機(jī)的主驅(qū)動器; 所述變頻電機(jī)連接軸編碼器,與第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器共用同一軸編碼器信號; 所述第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器內(nèi)部分別設(shè)有通信模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,其特征是,所述觸摸屏,PLC,以及集成了 Profibus通信模塊的第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器采用Profibus總線通信方式。
3.如權(quán)利要求1所述的一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,其特征是,所述軸編碼器信號采用DF-BUS數(shù)頻總線技術(shù)接入第一交流伺服驅(qū)動器的X9端口,第一交流伺服驅(qū)動器再將得到信號通過X10端口傳遞到第二交流伺服驅(qū)動器的X9端口。
4.如權(quán)利要求1所述的一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,其特征是,所述第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器通過系統(tǒng)總線實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的互聯(lián),第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器之間采用Can-bus總線通信方式。
5.如權(quán)利要求1所述的一種卷煙機(jī)教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,其特征是,所述第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)分別配有測速發(fā)電機(jī),用于檢測第一交流伺服電機(jī)和第二交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速,并將檢測的信號反饋到第一交流伺服驅(qū)動器和第二交流伺服驅(qū)動器中。
【文檔編號】G09B9/00GK204229676SQ201420761738
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】田青, 姜志強(qiáng), 徐超, 吳宏, 范偉偉 申請人:山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司