一种变频电缆卷筒控制系统技术方案

本申请公开一种变频电缆卷筒控制系统，变频电机、交流智能模块和PLC（可编程逻辑控制器），其中：所述PLC包括控制信号输出端，所述交流智能模块包括控制信号接收端和电压输出端，所述的控制信号输出端连接所述控制信号端，所述电压输出端连接变频电机，所述变频电机连接并驱动电缆卷筒运行，所述PLC的控制信号输出端可以输出0‑10V控制电压信号，所述交流智能模块的电压输出端可以输出连续变化的驱动电压驱动变频电机运行。本实用新型专利技术使用用交流智能模块来控制变频电机工作，舍弃了价格昂贵而且调试过程很复杂的变频器，降低了成本，调试操作简便，提高了使用寿命，安全性更高，产品运行更可靠。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电缆卷筒，特别是一种变频电缆卷筒控制系统。
技术介绍
电缆卷筒是工矿生产中应用非常广泛的一种电缆收放设备。电缆卷筒工作中最重要的工作要求就是运行时必须保证电缆所受的拉力（张力）保持恒定。如果电缆在收放过程受拉力（张力）不稳定则很容易损坏，影响正常的生产活动，甚至造成重大财产损失。为了保证电缆所受的拉力（张力）保持恒定，一般的电缆卷筒均采用变频电机驱动，而常规的控制变频电机的设备为变频器，如中国技术专利CN201932765U所述，“包括变频电机、变频器、可编程控制器以及增量编码器。变频电机用以驱动电缆卷筒。变频器用以控制该变频电机的转速。”但是，变频器不但价格昂贵，而且高度过程复杂，可靠性也不高，造成了整套电缆卷筒控制系统价格昂贵，亦不可靠，使用成本非常高。
技术实现思路
本技术的目的是针对
技术介绍
中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种结构简单、可靠性高、使用寿命长的变频电缆卷筒控制系统。本技术的技术方案是构造一种变频电缆卷筒控制系统，包括变频电机、交流智能模块和PLC（可编程逻辑控制器），其中：所述PLC包括控制信号输出端，所述交流智能模块包括控制信号接收端和电压输出端，所述的控制信号输出端连接所述控制信号接收端，所述电压输出端连接变频电机，所述变频电机连接并驱动电缆卷筒运行，所述PLC的控制信号输出端可以输出0-10V控制电压信号，所述交流智能模块的电压输出端可以输出连续变化的驱动电压驱动变频电机运行。所述的变频电机上还设置有测量力矩的力矩传感器，所述的力矩传感器连接所述的PLC。所述的变频电缆卷筒控制系统还包括设置在卷筒上的旋转编码器，所述旋转编码器连接所述的PLC，把电缆卷筒的实时参数反馈给PLC。在其中一个实施例中，所述的变频电缆卷筒控制系统还包括触摸屏，所述的触摸屏连接所述的PLC，用于显示电缆卷筒的实时数据和设置电缆卷筒的工作参数。在其中一个实施例中，所述的PLC还包括大车行走信号接收部件，根据接收到的大车左行或右行信号启停。在其中一个实施例中，所述的PLC还连接系统运行指示器，用于指示系统的运行状态。在其中一个实施例中，所述的变频电缆卷筒控制系统还包括电气控制柜，所述的PLC、交流智能模块、触摸屏、系统运行指示器都设置在电气控制柜上。本申请技术方案的优点和有益效果：本技术经济实用，用交流智能模块来控制变频电机工作。使用变频器不仅价格昂贵，而且调试过程很复杂，使用交流智能模块后降低了成本，调试操作简便，提高了使用寿命，安全性更高，产品运行更可靠。本系统还使用力矩传感器反馈信号和西门子PLC组成闭环控制系统，使电缆拉力（张力）控制非常稳定。附图说明图1是实施例的系统原理方框图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的首选实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被认为是“设置”在另一个元件上，它可以是直接设置或连接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文中所使用的所有的技术和科学术语与本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本技术。实施例1如图1所示，一种变频电缆卷筒控制系统，包括变频电机1、交流智能模块2和PLC（可编程逻辑控制器）3和电气控制柜4，所述PLC（西门子CPU224XP）3包括控制信号输出端，所述交流智能模块2包括控制信号接收端和电压输出端，所述的控制信号输出端连接所述控制信号接收端，所述电压输出端连接变频电机1，所述变频电机1连接并驱动电缆卷筒运行，所的控制信号输出端可以输出0-10V控制电压信号，所述交流智能模块2的电压输出端可以输出连续变化的驱动电压驱动变频电机1运行。所述的变频电机1上还设置有测量力矩的力矩传感器5，所述的力矩传感器5连接所述的PLC（3）。所述的变频电缆卷筒控制系统还包括设置在卷筒上的旋转编码器6，所述旋转编码器6连接所述的PLC（3），把电缆卷筒的实时参数反馈给PLC（3）。为了更直观地了解电缆卷筒的工作状态和对电缆卷筒进行设置，所述的变频电缆卷筒控制系统还包括触摸屏7，所述的触摸屏7连接所述的PLC（3），用于显示电缆卷筒的实时数据和设置电缆卷筒的工作参数，所述触摸屏7通过PPI通讯方式与CPU通讯。所述的PLC（3）还包括大车行走信号接收部件8，根据接收到的大车左行或右行信号启停。所述的PLC（3）还连接系统运行指示器9，用于指示系统的运行状态。在本实施例中，所述的PLC（3）、交流智能模块2、触摸屏7、系统运行指示器9等电气元件都设置在电气控制柜4上。本技术的工作原理是：变频电缆卷筒控制系统在收到大车左行或右行信号后启动，PLC根据控制要求输出0-10V的控制信号，控制交流智能模块输出电压，驱动变频电机，变频电机驱动电缆卷筒工作。由三相电机的工作原理可知，电机输出转矩正比于工作电压的平方，设电机输出转矩为M，电机的输入电压为U，则M＝C*U2，其中C为和电机本身特性有关的常数，所以改变电机工作电压就可以改变电机输出转矩，即可改变电缆卷筒的输出转矩。设电缆卷筒输出转矩为T，电缆张力为F，电缆卷径为R，由力矩计算公式T＝F*R可知，在电缆卷筒工作时不断改变卷筒输出转矩，就可以使电缆张力F保持恒定。电缆卷筒工作时卷径不断变化，变化的转径的数据量通过旋转编码器传输给PLC，PLC通过精确计算输出一个0-10V的控制信号，控制交流智能模块输出电压，改变电机输出转矩。变频电机通过减速机和电缆卷筒连接，改变变频电机的输出转矩就可以改变电缆卷筒的输出转矩，这样电缆卷卷径不断变化时改变电缆卷筒输出转矩，就能使电缆张力恒定。电缆卷筒输出轴上连接力矩传感器，可以实时检测电缆卷筒输出转矩。力矩传感器输出反馈信号给PLC，和PLC组成一个闭环系统。PLC收到力矩传感器的反馈信号，比较根据当前卷径应该输出转矩通过计算输出控制信号，这样的闭环系统使电缆卷筒工作张力更加稳定。本技术所述的实施例仅仅是对本技术的优选实施方式进行的描述，并非对本技术构思和范围进行限定，在不脱离本技术设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本技术的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本技术的保护范围，本技术请求保护的
技术实现思路
，已经全部记载在权利要求书中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频电缆卷筒控制系统，包括变频电机、交流智能模块和PLC（可编程逻辑控制器），所述PLC包括控制信号输出端，所述交流智能模块包括控制信号接收端和电压输出端，所述的控制信号输出端连接所述控制信号接收端，所述电压输出端连接变频电机，所述变频电机连接并驱动电缆卷筒运行，其特征在于：所述PLC的控制信号输出端可以输出0‑10V控制电压信号，所述交流智能模块的电压输出端可以输出连续变化的驱动电压驱动变频电机运行；所述的变频电机上还设置有测量力矩的力矩传感器，所述的力矩传感器连接所述的PLC；所述的变频电缆卷筒控制系统还包括设置在卷筒上的旋转编码器，所述旋转编码器连接所述的PLC，把电缆卷筒的实时参数反馈给PLC。

【技术特征摘要】
1.一种变频电缆卷筒控制系统，包括变频电机、交流智能模块和PLC（可编程逻辑控制器），所述PLC包括控制信号输出端，所述交流智能模块包括控制信号接收端和电压输出端，所述的控制信号输出端连接所述控制信号接收端，所述电压输出端连接变频电机，所述变频电机连接并驱动电缆卷筒运行，其特征在于：所述PLC的控制信号输出端可以输出0-10V控制电压信号，所述交流智能模块的电压输出端可以输出连续变化的驱动电压驱动变频电机运行；所述的变频电机上还设置有测量力矩的力矩传感器，所述的力矩传感器连接所述的PLC；所述的变频电缆卷筒控制系统还包括设置在卷筒上的旋转编码器，所述旋转编码器连接所述的PLC，把电缆卷筒的实时参...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁惟芝，曹强华，皮敦仁，曾谷成，
申请(专利权)人：岳阳鸿升电磁科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43