[发明专利]带式运输机多电机同步控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种带式运输机多电机同步控制系统。

背景技术

连续运输系统是物料搬运机械的基本组成部分，而带式运输机是连续运输机中效率最高、使用最普遍的一种机型。在20世纪80年代前，带式运输机的驱动装置多为一台电动机，就能满足生产要求，到了80年代，单驱动的动力已经无法满足大型带式运输机的动力要求，驱动装置就开始有了多电动机驱动。随着大型带式运输机的使用，于是出现了系统稳定性问题、能耗问题、安全等问题。对于大型普带运输机的传动电机的同步控制技术主要包括并行控制，主从控制，交叉耦合控制，虚拟总轴控制，偏差耦合控制。其中交叉藕合控制   这种控制策略最初由Koren在1980年提出，交叉藕合控制策略最主要的特点就是将两台电机的速度或者是位置信号进行比较，从而得到一个差值作为附加的反馈信号，再将这个附加的反馈信号作为跟踪信号，系统能够反映出任何一台电机的负载变化，从而获得良好的同步控制精度，但是这种控制策略不适合两个以上电动机的同步控制情况。而偏差藕合控制的主要思想是将某一台电机的速度反馈同其它电机的速度反馈分别作差，然后将得到的偏差相加作为该电机的速度补偿信号，增益Kr用来补偿各个电机之间的转动惯量的不同。这种偏差藕合控制策略能够克服以上各种控制策略的缺点，实现很好的同步性能，但是增益Kr的设定十分困难。当前的带式运输机控制系统大都以PLC控制系统为主，主要有如下不足：系统复杂，成本较高；PLC控制系统本身的结构原因，无法实现高级的控制算法，从而多电机同步运动误差大、精度低、协调性差，特别是启停时，皮带系统震动较大，同步性更差。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种通过变频器检测各电机运行参数，并由同步控制器对各电机转速参数进行分析并修正的皮带运输多电机同步控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现的：一种带式运输机多电机同步控制系统，包括上位机、变频器、电机、同步控制器和RS-485总线系统，所述的同步控制器包括为电源模块、控制模块、USB接口、以及RS-485通信接口，所述的电源模块分别与控制模块、USB接口和RS-485通信接口连接，所述的控制模块再分别与USB接口和RS-485通信接口连接，其中USB接口与上位机相连， RS-485通信接口通过总线系统与各变频器的RS-485通信接口端相连，各变频器输出端分别连接到电机。

作为优选，所述的控制模块选用微控制器STM32F103V8T6，作为同步控制器的信号处理单元。

作为优选，所述的电源模块选用低压差稳压器LD1086D2M33，为同步控制器提供工作电源。

一种带式运输机多电机同步控制方法，其步骤如下：

A:同步控制器的USB接口连接上位机，其RS-485通信接口通过总线连接各变频器；

B:上位机通过USB接口可设置同步控制器的相关参数，读取同步控制器相关信息，并进行显示；

C:运行过程中，同步控制器的控制模块通过总线以数字信号的形式获取各变频器采集的电机转速等参数；

D:同步控制器的控制模块对获取的电机转速等参数进行分析、判断并产生控制信号，控制信号经总线调整各变频器的速度等参数，控制各电机的输出转速；

E:上位机与同步控制器交互信息，验证同步控制器控制合理性，完成对控制系统的调试。

在步骤C中，所述的同步控制器的控制模块通过总线定时获取各变频器采集的电机的转速等参数。

在步骤D中，其他电机的转速先暂时跟随受干扰电机的转速变化，再同时以同步的速度接近给定的转速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：选用RS-485总线系统，使现场接线十分简单，简化的系统结构，节省费用，数字信号传输方式提高了系统的工作可靠性；同步控制器选用USB接口实现控制器与上位机信息交互以及同时可以从计算机的USB接口获取同步控制器的工作电源，进一步简化了结构；方便查询各电机的运行状态，便于早期分析、排除故障，缩短了维护停工时间；整个系统的调试运行都在上位机上进行，无需到现场，减轻了系统调试、运行的劳动强度；方便的编程，克服了PLC控制系统无法实现高级控制算法的缺点；同时该同步控制器能充分发挥变频器的性能，系统运转稳态精度和动态精度高，使各电机以稳定的转速同步运转。

附图说明

图1为带式运输机多电机同步控制系统连接框图；

图2为带式运输机多电机同步控制系统电机同步控制框图；

图3为带式运输机多电机同步控制系统控制程序流程框图；

图4为同步控制器中断程序流程框图；