一种多道次联动设备，包括各个道次机构、收卷机机构、联动控制器，道次机构由变频器、电机、运行机构组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接运行机构，收卷机机构由变频器、电机、收卷机组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接收卷机，相邻道次机构的运行机构之间、最后道次的运行机构与收卷机之间都设有用于协调工作速度的调谐器，各个变频器连接联动控制器，联动控制器包括单机运行信号单元、机台信号单元、调谐器信号单元，还包括道次运行机构初始化单元、切除信号判断单元、切除／未切除道次给定速度电压计算单元、归一化单元；归一化单元的输出连接变频器。本发明专利技术能实现多道次任意切除、提高生产效率和设备使用率。
【技术实现步骤摘要】
多道次联动设备(一)
本专利技术涉及一种多道次联动设备的电气控制。(二)
技术介绍
在众多的传统行业、新兴行业中，需要一种多机械传动机构一起联动的设备，例如造纸业的造纸机、金属制品的拉拔设备，机械加工业的数控机床，冶金业的轧机，这些设备在产品生产过程中对产品的质量起着至关重要的作用，同时也是产品能否进行深度加工的关键。图1为用于金属生产的N道次联动设备示意图，其中收卷机为成品收卷用，不作为普通的道次，所以图1为N道次。每一道次主要有变频器、电机、机械连接到压辊或者卷筒(简称辊/筒)、机台信号、调谐器信号。机台信号包括单机运行信号、左联动信号、右联动信号、切除信号、制动信号和安全信号，这些信号输入到控制器，由控制器给出相应的命令使变频器或其它执行元件完成相应的动作。调谐器是为检测位置或张力而设置的，它协调了相邻两道次的工作速度关系。由多道次组成的联动设备，其相邻道次之间存在着一定的速度比例关系，以保证协调工作。然而由于工艺的要求不同、原料与成品的规格不同，都有可能要求N道次的联动设备只需要N-1道次甚至更少道次数运行。这样在联动设备上必须实现任意切除几个道次、而其它的道次照样正常运行的功能，例如图1中，从材料进入A点经过辊/筒1直接到H点收卷、从材料进入A经过辊/筒1到B、再经过辊/筒2然后直接到H点最后到收卷机等等，这些情况都应使联动设备正常工作，然而目前的联动设备控制器还不能实现多道次任意切除，极大地影响了生-->产和设备使用率。(三)
技术实现思路
为了克服已有的联动设备不能实现多道次任意切除、影响生产效率和设备使用率的不足，本专利技术提供一种能够实现多道次任意切除、提高生产效率和设备使用率的多道次联动设备。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多道次联动设备，包括各个道次机构、收卷机机构、联动控制器，每个道次机构由变频器、电机以及运行机构组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接运行机构，收卷机机构由变频器、电机、收卷机组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接收卷机，相邻道次机构的运行机构之间和最后道次的运行机构与收卷机之间都设有用于协调两个机构之间工作速度的调谐器，各个变频器连接联动控制器，所述的联动控制器包括单机运行信号单元、机台信号单元、调谐器信号单元；所述的联动控制器还包括：道次机构运行初始化单元，用于设定各道次的运行机构是否切除的参数；切除信号判断单元，用于在运行到每个道次机构时，判断道次i(i大于1小于N的整数)是否存在切除信号；切除道次的变频器给定速度电压计算单元，用于在判断道次i切除后，计算道次i-1的变频器给定速度电压，其计算式为： Gq(i-1)＝(Ki-1·Gi)/(1-qi) (1)上式(1)中，i大于1小于N的整数，Gq(i-1)为道次i切除时、道次i-1的变频器给定速度电压，它与道次i-1电机速度相对应，Ki-1为理想情况下的第i道次与第i-1道次的传动系数，它与未切除时第i-->道次与第i-1道次的电机速度比值相等，Gi为道次i的给定速度电压，qi为道次i的金属材料压缩率；未切除道次的变频器给定速度电压计算单元，用于在判断道次i未切除时，计算道次i-1的变频器给定速度电压，其计算式为： Gi-1＝Ki-1·Gi+ΔGi-1 (2)上式(2)中，Gi-1为道次i未切除时、道次i-1的变频器给定速度电压，Ki-1为理想情况下的第i道次与第i-1道次的传动系数，Gi为道次i的变频器给定速度电压，ΔGi-1为实际工作过程的偏差量；归一化单元，用于处理切除道次的变频器给定速度电压计算单元或未切除道次的变频器给定速度电压计算单元的计算结果，设定该计算结果为道次i-1的变频器给定速度电压；所述的归一化单元的输出连接变频器。本专利技术的有益效果主要表现在：1、根据任意切除信号，控制器自动协调了运行道次的速度关系，实现了一台设备多种用途；2、根据各道次的切除信号，控制器能自动实现运行道次的速度协调关系，极大地增加了联动设备的运行时间和工作效率，降低了生产成本。(四)附图说明图1是现有的多道次联动设备的结构图。图2是本专利技术的多道次联动设备的结构图。图3是相邻道次的电机速度和变频器的速度给定电压归一化处理示意图。图4是本专利技术的联动控制器的控制框图。图5是本专利技术的速度给定电压计算的流程图。(五)具体实施方式-->下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图2、图3、图4、图5，一种多道次联动设备，包括各个道次机构、收卷机机构、联动控制器1，每个道次机构由变频器、电机以及运行机构组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接运行机构，收卷机机构由变频器、电机、收卷机组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接收卷机，相邻道次机构的运行机构之间和最后道次的运行机构与收卷机之间都设有用于协调两个机构之间工作速度的调谐器，各个变频器连接联动控制器1，所述的联动控制器1包括单机运行信号单元2、机台信号单元3、调谐器信号单元4；所述的联动控制器1还包括：道次运行机构初始化单元5，用于设定各道次的运行机构是否切除的参数；切除信号判断单元6，用于在运行到每个道次机构时，判断道次i是否存在切除信号；切除道次的变频器给定速度电压计算单元7，用于在判断道次i切除后，计算道次i-1的变频器给定速度电压，其计算式见式子(1)：Gq(i-1)＝(Ki-1·Gi)/(1-qi)(1)上式(1)中，i大于1小于N的整数，Gq(i-1)为道次i切除时、道次i-1的变频器给定速度电压，它与道次i-1电机速度相对应，Ki-1为理想情况下的第i道次与第i-1道次的传动系数，它与未切除时第i道次与第i-1道次的电机速度比值相等，Gi为道次i的给定速度电压，qi为道次i的金属材料压缩率；未切除道次的变频器给定速度电压计算单元8，用于在判断道次i未切除后，计算道次i-1的变频器给定速度电压，其计算式见式子(2)： Gi-1＝Ki-1·Gi+ΔGi-1 (2)-->上式(2)中，Gi-1为道次i未切除时、道次i-1的变频器给定速度电压，Ki-1为理想情况下的第i道次与第i-1道次的传动系数，Gi为道次i的变频器给定速度电压，ΔGi-1为实际工作过程的偏差量；归一化单元9，用于处理切除道次的变频器给定速度电压计算单元或未切除道次的变频器给定速度电压计算单元的计算结果，设定该计算结果为道次i-1的变频器给定速度电压；所述的归一化单元9的输出连接变频器。联动设备是一种典型的机电一体化产品，在金属制品的生产中，其功能是把截面较大的金属材料通过多道挤压(或模径逐道次细小的模子)加工成各种不同规格的截面较小的金属材料。工作时，各道次的辊/筒是由交流电机通过传动机构驱动的，而交流电机的运行是由变频器来控制的，因此，辊/筒的运行速度实际上是由送给变频器的速度给定电压值来决定的。辊/筒的速度要求很精密，要严格保证各道工作过程的金属材料秒体积流量相等：SiVi＝Si-1Vi-1 (3)式(3)中：Vi-第i道金属材料的线速度；Si-第i道金属材料的截面积。根据压缩率的定义：Vi-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多道次联动设备，包括各个道次机构、收卷机机构、联动控制器，每个道次机构由变频器、电机以及运行机构组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接运行机构，收卷机机构由变频器、电机、收卷机组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接收卷机，相邻道次机构的运行机构之间和最后道次的运行机构与收卷机之间都设有用于协调两个机构之间工作速度的调谐器，各个变频器连接联动控制器，所述的联动控制器包括单机运行信号单元、机台信号单元、调谐器信号单元；其特征在于：所述的联动控制器还包括： 道次运行机构初始化单元，用于设定各道次的运行机构是否切除的参数；切除信号判断单元，用于在每个道次机构运行时，判断该道次是否存在切除信号；切除道次给定速度电压计算单元，用于在判断该道次切除后，计算道次ｉ的给定速度电压，其 计算式为：Ｇ↓［ｑ（ｉ－１）］＝（Ｋ↓［ｉ－１］.Ｇ↓［ｉ］）／（１－ｑ↓［ｉ］）（１）上式（１）中，ｉ为大于１小于Ｎ的整数，Ｇ↓［ｑ（ｉ－１）］为道次ｉ切除时、道次ｉ－１的给定速度电压，Ｋ↓［ｉ－１］为理想情况下的第ｉ 道次与第ｉ－１道次的传动系数，Ｇ↓［ｉ］为道次ｉ的给定速度电压，ｑ↓［ｉ］为道次ｉ的压缩率；未切除道次给定速度电压计算单元，用于在判断道次ｉ未切除时，计算道次ｉ－１的给定速度电压，其计算式为：Ｇ↓［ｉ－１］＝Ｋ↓［ｉ－１］. Ｇ↓［ｉ］＋ΔＧ↓［ｉ－１］（２）上式（２）中，Ｇ↓［ｉ－１］为道次ｉ未切除时、道次ｉ－１的给定速度电压，Ｋ↓［ｉ－１］为理想情况下的第ｉ道次与第ｉ－１道次的传动系数，Ｇ↓［ｉ］为道次ｉ的给定速度电压，ΔＧ↓［ｉ－１］为实际工作 过程的偏差量；归一化单元，用于将切除道次给定速度电压计算单元或未切除道次给定速度电压计算单元的计算结果，设定该计算结果为道次ｉ－１的给定速度电压；所述的归一化单元的输出连接变频器；所述的归一化单元的输出连接变频器。...
【技术特征摘要】
1、一种多道次联动设备，包括各个道次机构、收卷机机构、联动控制器，每个道次机构由变频器、电机以及运行机构组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接运行机构，收卷机机构由变频器、电机、收卷机组成，变频器的输出连接电机，电机通过传动机构连接收卷机，相邻道次机构的运行机构之间和最后道次的运行机构与收卷机之间都设有用于协调两个机构之间工作速度的调谐器，各个变频器连接联动控制器，所述的联动控制器包括单机运行信号单元、机台信号单元、调谐器信号单元；其特征在于：所述的联动控制器还包括：道次运行机构初始化单元，用于设定各道次的运行机构是否切除的参数；切除信号判断单元，用于在每个道次机构运行时，判断该道次是否存在切除信号；切除道次给定速度电压计算单元，用于在判断该道次切除后，计算道次i的给定速度电压，其计算式为： Gq(i-1)＝(Ki-1·Gi)/(1-qi...
【专利技术属性】
技术研发人员：南余荣，俞立，孙明轩，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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