一種卷煙機教學模擬實驗平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種卷煙機教學模擬實驗平臺，包括：觸摸屏及主機交流變頻器；觸摸屏連接PLC，PLC依次連接兩個交流伺服驅動器；交流伺服驅動器連接交流伺服電機，控制交流伺服電機轉動；主機交流變頻器連接變頻電機，控制變頻電機的轉動；變頻電機連接軸編碼器；軸編碼器信號接入第一交流伺服驅動器的X9端口，第一交流伺服驅動器再將得到信號通過X10端口傳遞到第二交流伺服驅動器的X9端口，第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器共用同一軸編碼器信號；第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器內部分別設有通信模塊。利于卷煙機維修人員的培訓，培訓效率高。結合卷煙生產流水生產線利用本實驗平臺能夠方便的搭建各種實驗。
【專利說明】一種卷煙機教學模擬實驗平臺

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種教學模擬實驗平臺，尤其涉及一種卷煙機教學模擬實驗平臺0

【背景技術】
[0002]隨著電子技術的不斷進步與發展，越來越多的新產品與新技術應用于高速卷煙機中，如大規模？IX控制技術、觸摸屏技術、交流伺服控制等，這些應用不但使原有設備的取得技術上的突破，同時非常高的穩定性也提高了設備有效作業率。作為現代高速卷煙機控制技術核心的交流伺服技術是一種閉環控制技術，控制原理是在傳統的三環控制理論的基礎上發展而來，吸收了各種現代運動控制理論的復合控制方案；針對卷煙行業的需求，電子齒輪，電子凸輪，多軸位置綁定等運動控制軟件功能也得到完善；伺服系統內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；多軸伺服系統的網絡化趨勢，集成了高速現場總線功能的伺服越來越成為高速卷煙機的發展趨勢。隨著新型高速卷煙機電控技術的不斷升級，控制系統越來越復雜，卷煙機電器維修人員的維修技能培訓需求也越來越急切，生產一線的電器維修人員迫切需要一種便于學習并易于模擬操作的卷煙機教學模擬實驗平臺。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供了一種卷煙機教學模擬實驗平臺，能夠有效的降低卷煙機電器維修人員的維修技能培訓難度，并且便于學習易于模擬操作，使培訓人員快速的掌握卷煙機的維修技能。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]一種卷煙機教學模擬實驗平臺，包括:觸摸屏及主機交流變頻器；所述觸摸屏連接？仏，？10依次連接第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器；
[0006]所述第一交流伺服驅動器連接第一交流伺服電機，控制第一交流伺服電機轉動；
[0007]所述第二交流伺服驅動器連接第二交流伺服電機，控制第二交流伺服電機轉動；
[0008]所述主機交流變頻器連接變頻電機，控制變頻電機的轉動；變頻電機能夠模擬高速卷煙機的主電機，主機交流變頻器能夠模擬高速卷煙機的主驅動器；
[0009]所述變頻電機連接軸編碼器；軸編碼器信號接入第一交流伺服驅動器的乂9端口，第一交流伺服驅動器再將得到信號通過XI。端口傳遞到第二交流伺服驅動器的乂9端口，第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器共用同一軸編碼器信號；
[0010]所述第一交流伺服電機和第二交流伺服電機分別配有測速發電機，用于檢測第一交流伺服電機和第二交流伺服電機的轉速，并將檢測的信號反饋到第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器中。
[0011]所述第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器內部分別設有？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動器和第二交流伺服驅動器采用Profibus總線通信方式。
[0013]觸摸屏用于讀取和操作來自PLC的變量，其中伺服系統依靠PR0FIBUS總線來完成伺服驅動器與上位PLC之間的通訊。PLC與伺服驅動器之間是通過參數通道和過程通道來相互傳遞數據信息。參數通道的特點是可以傳送64位的長數據，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位的數據。用戶可以通過會觸摸屏經過主站PLC對伺服驅動器中的參數進行讀寫操作。
[0014]PLC對第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器進行讀寫參數操作，另一方面將第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器的伺服系統狀態以變量形式傳遞到觸摸屏用以顯示，伺服系統狀態包括伺服當前報警信息、伺服電機當前轉速、扭矩；同時也能夠通過觸摸屏對第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器進行參數修改，并將參數作為一個變量寫入PLC，再由PLC傳遞給指定的伺服驅動器。
[0015]本實用新型的有益效果是:
[0016]結合卷煙生產流水生產線利用本實驗平臺能夠方便的搭建各種實驗，如PASSM7000/8000后身伺服獨立驅動控制、備用盤紙加速拼接磁粉離合器改造，PR0T0S7000針輥電機獨立驅動控制，GDXI/2金拉線直流電機改造，KDF2變速齒輪箱改用伺服電機獨立驅動控制。利用此實驗平臺不僅可以進行教學，還能對現有的設備做出改進，提高了設備的有效作業率，降低了維修頻率和維修費用。利用PLC編程能夠搭建各種控制模式，模擬現代化的高速卷煙機的電控原理進行模擬實驗和輔助教學，利于卷煙機維修人員的培訓，培訓效率高。
[0017]兩個交流伺服驅動器共用同一個編碼器信號，不必為每一個伺服系統單獨加裝一個給定編碼器信號，這樣既簡化了系統硬件結構，同時使軟件化控制模式下的伺服可以實現多種運動模式，如數頻從動、數頻級聯等模式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的原理示意圖；
[0019]其中，1.觸摸屏，2.PLC，3.主機交流變頻器，4.第一交流伺服驅動器，5.第二交流伺服驅動器，6.軸編碼器，7.變頻電機，8.第一交流伺服電機，9.第二交流伺服電機。

【具體實施方式】
:
[0020]下面結合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明:
[0021]如圖1所示，一種卷煙機教學模擬實驗平臺，包括:觸摸屏及主機交流變頻器；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動器和第二交流伺服驅動器，PLC為siemens S7-400 ；
[0022]第一交流伺服驅動器連接第一交流伺服電機，控制第一交流伺服電機轉動；
[0023]第二交流伺服驅動器連接第二交流伺服電機，控制第二交流伺服電機轉動；
[0024]主機交流變頻器連接變頻電機，控制變頻電機的轉動；變頻電機能夠模擬高速卷煙機的主電機，主機交流變頻器能夠模擬高速卷煙機的主驅動器；
[0025]第一交流伺服電機、第二交流伺服電機、變頻電機均為LENZE電機。所述第一交流伺服電機和第二交流伺服電機分別配有測速發電機R，用于檢測第一交流伺服電機和第二交流伺服電機的轉速，并將檢測的信號反饋到第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器中。
[0026]變頻電機連接軸編碼器；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動器的X9端口，第一交流伺服驅動器再將得到信號通過XlO端口傳遞到第二交流伺服驅動器的X9端口，第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器共用同一軸編碼器信號;
[0027]所述第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器內部分別設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動器和第二交流伺服驅動器采用Profibus總線通信方式。
[0029]將siemens S7-400作為整個控制系統的核心單元，它將觸摸屏與交流伺服驅動器之間建立起了一個溝通的橋梁，使得伺服控制器參數的修改與讀取得以在觸摸屏上實現，PLC通過開發人員編寫的程序功能塊調用和修改交流伺服驅動器參數，同時應用功能強大的梯形圖(LAD)或語句表(STL)來實現對整套系統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絡通信結構，其依據控制系統要求及總線自身特點，建立一種多協議、多功能的總線拓撲通信控制結構，該結構不但具有原有單一總線系統的安全、穩定、可靠等特點，其中觸摸屏，PLC,以及集成了 Profibus通信功能模塊LENZE2133IB的第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器采用Profibus總線通信方式，總線通信速率為1.5Mbps，最高可達到12Mbps，系統中PLC作為總線中唯一的主站，PLC對伺服驅動器進行讀寫參數操作，另一方面還可以將所得到的伺服系統狀態，如:伺服當前報警信息、伺服電機當前轉速、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參數，并將參數作為一個變量寫入PLC，再由PLC傳遞給指定伺服控制器。
[0031]LENZE將Can-bus作為系統總線，多個伺服控制器之間，可以通過系統總線實現點對點的互聯，第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器之間采用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)的計算機接入該總線，并啟動Lenze Global Drive Control軟件，對Can-bus總線下的伺服驅動器進行方便、快捷、安全的編程。第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器之間通過該總線可以進行直接的數據交換而無需再經過PLC處理；系統中的編碼器信號采用LENZEDF-BUS數頻總線技術，將編碼器信號接入第一交流伺服驅動器的X9端口，第一交流伺服驅動器再將得到信號依據現場設計要求通過XlO端口傳遞到第二交流伺服驅動器的X9端口，使得第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器得以共用同一編碼器信號，而不必為每一個伺服驅動器單獨加裝一個給定編碼器信號，這樣既簡化了系統硬件結構，同時使軟件化控制模式下的伺服可以實現多種運動模式，如數頻從動、數頻級聯等模式。
[0032]LENZE伺服驅動器采用旋轉變壓器的反饋方式進行速度控制。它跟隨電機一起旋轉，變壓器感應電機轉子旋轉產生的磁通變化，產生的電壓信號與轉子轉角的正弦函數保持一致，相當于一種以電動機為動力的發電機，信號描述了當前電機的運轉情況。該信號反饋至控制器后，經過增益等處理，轉換為轉速信號，這時該信號描述的是當前實際轉速。我們將它與給定速度信號形成的負反饋進行比較，產生的差值經過處理形成加速度信號傳送到下個環節。如果兩者之間差值為零，則說明當前轉速與給定值相同，則不需要加速度，于是電機輸出轉矩等于當前負載力矩，速度保持不變。如果兩者產生正差值，則說明實際轉速小于給定轉速，控制器將差值轉換為加速度信號，使電機產生正向大于負載力矩的轉矩，使電機逐漸加速，同時繼續比較給定速度和實際速度之間的差值，直到兩者相等為止。如果兩者產生負差值，情況與上述相同，調整電機到兩者差值為0后停止調整。
[0033]隨后，將信號值送到？麗環節中，由伺服驅動器調節施加在電機上的電壓值來達到調速的目的。同時讀取旋轉變壓器的信號，經過轉換后可以通過過程通道以？如？18…總線通信模式傳遞給？IX。
[0034]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
【權利要求】
1.一種卷煙機教學模擬實驗平臺，其特征是，包括:觸摸屏及主機交流變頻器；所述觸摸屏連接PLC，PLC依次連接第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器；通過PLC改變第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器的參數； 所述第一交流伺服驅動器連接第一交流伺服電機，控制第一交流伺服電機轉動； 所述第二交流伺服驅動器連接第二交流伺服電機，控制第二交流伺服電機轉動； 所述主機交流變頻器連接變頻電機，控制變頻電機的轉動；變頻電機能夠模擬高速卷煙機的主電機，主機交流變頻器能夠模擬高速卷煙機的主驅動器； 所述變頻電機連接軸編碼器，與第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器共用同一軸編碼器信號； 所述第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器內部分別設有通信模塊。
2.如權利要求1所述的一種卷煙機教學模擬實驗平臺，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動器和第二交流伺服驅動器采用Profibus總線通信方式。
3.如權利要求1所述的一種卷煙機教學模擬實驗平臺，其特征是，所述軸編碼器信號采用DF-BUS數頻總線技術接入第一交流伺服驅動器的X9端口，第一交流伺服驅動器再將得到信號通過X10端口傳遞到第二交流伺服驅動器的X9端口。
4.如權利要求1所述的一種卷煙機教學模擬實驗平臺，其特征是，所述第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器通過系統總線實現點對點的互聯，第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器之間采用Can-bus總線通信方式。
5.如權利要求1所述的一種卷煙機教學模擬實驗平臺，其特征是，所述第一交流伺服電機和第二交流伺服電機分別配有測速發電機，用于檢測第一交流伺服電機和第二交流伺服電機的轉速，并將檢測的信號反饋到第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器中。
【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 優先權日:2014年12月5日
【發明者】田青, 姜志強, 徐超, 吳宏, 范偉偉 申請人:山東中煙工業有限責任公司