[实用新型]烟草切丝机刀鼓、排链主从随动控制装置

说明书

本实用新型涉及烟草切丝机排链速度与刀鼓转速随动配合的控制装置。

现有烟草切丝机的刀鼓、排链主从随动控制系统以可编程控制器PLC为主控制器，其切丝宽度和刀辊转速的设定值由人机界面HMI下传给PLC，经PLC按特定算法运算后，再由其输出两路模拟信号分别给刀鼓转速控制变频器和排链速度控制变频器，两台变频器按模拟信号要求分别驱动各自的普通异步电动机。在实际生产过程中，PLC中的计数器模块要将实时接收到的刀鼓转速和排链速度反馈信号与来自HMI的设定值进行综合比较、运算后，再由其中的模拟量输出模块分别输出两路模拟量控制信号调整对应变频器的输出频率，以求其驱动各自的电动机达到设定值的要求。由此可见，现有烟草切丝机控制系统所有信号的接收、转换、比较、运算和控制均由可编程控制器PLC独自完成，程序运行周期长；加之是采用普通变频调速(即V/F=常数的恒磁通控制)技术和多路模拟量信号来设定变频器的输出频率，整个控制系统的适时性、抗干扰性和稳定性差且控制精度低，排链速度对刀鼓转速的动态跟随性不好，刀鼓切下的(烟)丝宽精度得不到保证。

本实用新型的目的是提供一种烟草切丝机刀鼓转速恒定性和排链速度瞬态响应性好、主从随动性优异的烟草切丝机刀鼓、排链主从随动控制装置。

本实用新型所述的烟草切丝机刀鼓、排链主从随动控制装置，有可编程控制器PLC、人机界面HMI，其特征在于有闭环矢量驱动器U1、伺服驱动器U2、总线电缆W和若干分布式输入/输出模块，伺服驱动器U2还另外嵌有中央处理器模块，以交流主轴电机M1驱动刀鼓、交流伺服电机M2驱动排链，动力电源Power分别由动力电缆W1、W4连接到闭环矢量驱动器U1、伺服驱动器U2输入端，U1、U2输出端分别由动力电缆W3、W5连接到交流主轴电机M1、交流伺服电机M2的输入端，刀鼓轴上、交流伺服电机M2轴上和交流主轴电机M1轴上均装有高分辨率旋转编码器，交流主轴电机M1轴上的高分辨率旋转编码器SR1输出端与闭环矢量驱动器U1的编码器接口连接，交流伺服电机M2轴上和刀鼓轴上的高分辨率旋转编码器SR2、SR3输出端分别与伺服驱动器U2的编码器接口连接，闭环矢量驱动器U1、伺服驱动器U2、人机界面HMI和分布式输入/输出模块(现场总线的从站)，经各自的总线接口由总线电缆W连接到PLC(现场总线的主站)的总线接口，构成以现场总线主站与从站之间数据双向高速交换的数字通讯网络(现场总线)结构形式。

本实用新型以闭环矢量控制技术和伺服驱动技术取代原烟草切丝机控制系统的普通变频调速技术，以集散控制的现场总线技术取代原有的PLC集中控制技术，用数字通讯方式取代原有的模拟量信号传递方式，整个控制装置由总线电缆将闭环矢量驱动器、伺服驱动器、人机界面、(现场分布式)输入/输出模块这些现场总线从站和作为现场总线主站的可编程控制器PLC连接起来，并经相应PLC的编程软件对网络进行组态(站点的分配和定义)，构成主站与从站之间数据双向高速交换的数字通信网络(现场总线)。

本实用新型的特点在于：

1、整个控制装置用总线电缆(如屏蔽双绞线)将现场总线的主、从站连接起来，大大减少了信号连接导线和节点数，使整个控制装置简洁明了且适时性和抗干扰性好，运行稳定可靠。

2、由闭环矢量驱动器、交流主轴电机和其轴上的高分辨率旋转编码器构成了刀鼓闭环矢量驱动子系统，交流主轴电机在该子系统控制下的特性类似直流电机，即刀鼓闭环矢量驱动子系统在调速范围内能给出优异的转矩控制特性和快速瞬态响应，确保了刀鼓转速的恒定性。

3、由伺服驱动器、交流伺服电机和同轴旋转的高分辨率旋转编码器构成的排链伺服驱动子系统，使交流伺服电机在其控制下具有与直流伺服电机相类似的伺服性能，且该子系统在任一速度下均能以其优异的转矩控制和瞬态响应性控制排链，让排链速度对刀鼓转速具有极好的跟随特性。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图为本实用新型的结构示意图。

图中：DI/O-数字量输入/输出模块，U₁-闭环矢量驱动器，U₂-伺服驱动器，SR1、SR2、SR3-高分辨率旋转编码器，HMI-人机界面，PLC-可编程控制器(现场总线主站)，M1-交流主轴电机，M2-交流伺服电机，1-总线接口，2-第一编码器接口，3-刀鼓，4-中央处理器模块，5-第二编码器接口，6-分布式输入/输出模块，7-同步齿形传动带，W1、W3、W4、W5-动力电缆，W2、W6、W7-信号电缆，W-总线电缆，Power-动力电源。

实施例：实施例由附图构成。