专利名称：无氧铜杆上引生产线的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无氧铜杆上引生产线的控制系统，特别是一种使用了可编程控制器的无氧铜杆上引生产线的控制系统。
在生产各种不同型号的无氧铜杆时，需要用上引法完成其铜杆的成型任务，利用上引法生产无氧铜杆又要求上引机构必须按照一个特殊的间歇运动模式和间歇运动频次来运行，这就要求控制系统提供这样的间歇运动模式和间歇运动频次，使上引机构能够顺利完成铜杆的成型任务。目前国外所采用的控制系统是步进电机，使用步进电机可以有效地控制上引机构的运动轨迹和间歇频次，也可实现生产软态铜杆，达到500次/分的间歇运动频次。但是步进电机的造价较高，使得产品成本加大很多。另外，步进电机的使用对工作环境有较高的要求，对于目前国内的无氧铜杆生产厂家来说，还很难提供一个适应于步进电机的运行环境。要提供适应的工作环境，无疑又会大大地提高其运行成本。为了有效地控制上引机构的间歇运动轨迹和方式，国内一些厂家采用了工业控制计算机来控制电机的运行，但是工业计算机机构庞大，程序编制困难，最主要的是由于系统庞大，使得其整体的运行可靠性大大降低。在没有采用工业计算机的上引生产线上，目前只能生产硬态的铜杆。由于受上引生产线机械装置的结构限制，这类上引生产线若用于生产φ14的铜杆，就只能生产φ14的铜杆，在需要生产φ8的铜杆时，必须要更换生产线的上引机构部分才能继续生产，不但大大降低了生产效率，也增加了劳动强度。这种上引机构不能适应于生产各类型软态铜杆的重要原因还在于其上引运动不能得到有效的控制和调节，上引运动的运动模式不能满足其上引运动的特殊轨迹的要求，即电机的运动频次不能得以有效地控制和调节。
本实用新型的目的是针对普通的现有无氧铜杆上引生产线而言的，即提供一种可以实现无氧铜杆上引生产线的电机运动的自动控制，并使其即可生产出软态铜态，又可满足不同型号铜杆生产要求的无氧铜杆上引生产线的控制装置。
本发明的目的是这样实现的一种无氧铜杆上引生产线的控制系统，它包括电源控制电路、可编程控制器(PLC)、伺服放大器、接口电路以及在可编程控制(PLC)与伺服放大器等之间进行数据通信的通信电缆，其特征在于所述的控制系统中还包括有两个用于定位控制的定位控制模块和一个系统检测控制电路；其中所述的可编程控制器(PLC)中包括一个数据设定单元，它用于用户设定使用的数据，完成向定位控制模块传递数据；一个数据输出输入控制程序它用于完成向定位控制模块传递数据时间的控制；一个逻辑运算器它用于所有数据单元之间的逻辑运算；一个顺序控制器它用于整个软件程序的循环过程控制；一个接口电路它用于完成定位控制模块与伺服放大器之间的通讯联接；其中所述的两个定位控制模块是用于接受定位速度、暂停时间、地址、数据等，并分别存在缓冲存贮器的各个数据区中，并读解这些数据，将其转换成定位控制信号，通过接口电路输送给伺服放大器；并用于将从伺服放大器接收的速度信号通过模块的中央处理器将其转换成相应的数字信号送入可编程控制器(PLC)以校定伺服电机的位置偏差；所述的两个定位控制模块，一个控制正向输出，一个控制反向输出；其中所述的伺服放大器包括有一个电源检测器它用于接受可编程控制器(PLC)、定位控制模块和伺服放大器的电流接通状态信号。
在所述的定位模块中还包括有一个偏差计数器它用于将定位控制模块内部生成的命令脉冲与反馈脉冲的差值进行计算；一个D/A转换器它用于将偏差计数器所得到的数据变换为模拟电压，作为速度命令。
本发明完全改变了原上引铜杆生产线的机械式铜杆上引系统，可使上引机构直接生产出各种不同型号的软态铜杆，减少了巨拉或轧制工序，大大地提高了生产效率，降低了劳动强度和生产成本，从电解铜拉制成Φ3.0mm铜丝每吨可降低成本50-100元。
附
图1为本发明的系统原理图附图2为本发明的工作流程图附图3为本发明的电机运行轨迹图附图4为本发明的系统控制电器原因图下面以附图1、2、3、4为本发明的具体实施例，对本发明进行进一步的说明为了使本发明可以实现使用可编程控制器(PLC)以达到有效控制交流伺服电机驱动实行特殊运动曲线，从而任意调整其间歇运动的频次之目的，在可编程控制器(PLC)上使用了两个与其配用的定位控制模块，以及伺服大放器和相匹配的伺服电机。两个定位控制模块，它们用于接受事先工艺所预定的定位速度、暂停时间、地址、数据等，并将上述的内容分别存在缓存贮器的各个数据区中，并读解这些数据，将其转换成定位控制信号，通过接口电路送给伺服放大器。还用于将从伺服放大器接收的速度信号通过模块的中央处理器(CPU)将其转换成相应数字信号，然后再输入给可编程控制器，以校定伺服电机的位置偏差。两个定位控制模块，其中一个用于控制正向输出，另一个用于控制反向输出。伺服放大器用来接收两方面的信号。其一是接受从定位控制模块输出的定位控制信号，通过伺服放大器的内部进行信号识别，更换为速度信号与速度反馈信号进行比较放大校正后作为转矩指令控制逆变桥，使伺服电机依照设定的运动轨迹进行运行。其二是接受光耦编码器信号的脉冲输入利用高分辨率转子位置传感器得到转子绝对位置信息，通过其内部中央处理器处理生成数字信号，送给位控模块作为反馈脉冲，定位控制模块内部生成的命令脉冲与反馈脉冲的差值内减计数器计数，再由D/A转换将次数值变换为模拟电压，作为速度命令，使伺服电机旋转。为了保证系统中的电流接通，在伺服放大器中设置一个电源检测器，它可用于接受可编程控制器，定位控制模块，伺服放大器的电流接通状态信号。如图1所示，接口电路可完成定位控制模块与伺服放大器之间的通讯联接。在本发明的系统中可编程控制器所要完成的是存放软件程序、执行逻辑控制及运算任务，定位控制模块所要完成的任务是控制电机旋转角度。
如图2、3中所示由位控模块的偏差计数器计数的命令脉冲与反馈脉冲的差值，再由D/A变换器将次计数值变换为模拟电压，作出速度命令，伺服放大器利用高分辨率转子位置传感器，得到转子绝对位置信息和转子速度信息。后者向速度环提供速度反馈与速度信号比较放大的校正后作为转矩指令，前者由单位正弦流信号发生器与转子位置相关的两相单位正弦波信号，iA=Sinθ，iB=Sin{θ-2/3π}定在两个乘法器中与电流指令进行乘法运算，得到两个电流指令信号iA、iB，这两个信号分别由存在于伺服放大器中的两个电流调节器与反馈的iA和iB相电流进行比较放大，经各自的电流放大器后控制逆变桥，使伺服电机依照设定的节距、速度、间歇时间运动。附图3就是所得到的最终的电机运行轨迹图。图中V为运行速度，t为一个运行周期的时间，T为时间。
在启动本发明之前，应通过编程器将无氧铜杆上引生产线上生产的产品所需的各种条件分别存储在可编控制器的缓冲存贮器的各个数据区中，如定位条件、定位速度、暂停时间(减速时间、爬行时间与惯性滑动时间之和)和定位地址等均是根据所生产的产品规格的不同，便有所不同。
附图4中所展示的是本发明的电器控制原理图，这部分电路控制图在本申请人的另一申请992132851中加以保护并有详细说明。图中ZK为开关，Q1、Q2为启动按钮，T1、T2、T3为急停按钮，由C2、Q2、T4、T5组成了系统检测控制电路。T4、T5为急停按钮。
权利要求
1．一种无氧铜杆上引生产线的控制系统，它包括电源控制电路、可编程控制器(PLC)、伺服放大器、接口电路以及在可编程控制器(PLC)与伺服放大器等之间进行数据通信的通信电缆，其特征在于所述控制系统中还包括有两个用于定位控制的定位控制模块和一个系统检测控制电路；其中所述的可编程控制器(PLC)中包括一个数据设定单元，它用于用户设定使用的数据，完成向定位控制模块传送的存储数据；一个数据输出输入控制程序它用于完成向定位控制模块传递数据时间的控制；一个逻辑运算器它用于所有数据单元间的逻辑运算；一个顺序控制器它用于整个软件程序的循环过程控制；其中所述的两个定位控制模块是用于接受定位速度、暂停时间、地址、数据等，并分别存在缓冲存贮器的各个数据区中，并读解这些数据，将其转换成定位控制信号，通过接口电路输运给伺服放大器；还用于将从伺服放大器接收的速度信号通过模块的中央处理器将其转换成相应的数字信号送入可编程控制器(PLC)以校定伺服电机的位置偏差；一个接口电路，它是用于完成定位控制模块与伺服放大器之间的通讯联接；其中所述的伺服放大器包括一个电源检测器它用于接受可编程控制器(PLC)、定位控制模块和伺服放大器的电流接通状态信号。
2．如权利要求1中所述的无氧铜杆上引生产线的控制系统，其特征在于所述的定位控制模块中还包括有一个偏差计数器它用于将定位控制模块内部生成的命令脉冲与反馈脉冲的差值进行计算；一个D/A转换器它用于将偏差计数器所得到的数据变换为模拟电压，作为速度命令。
全文摘要
一种无氧铜杆上引生产线的控制系统,它属于电缆行业生产无氧铜杆装置的电控系统,它包括:电源控制电路、可编程控制器(PLC)伺服放大器、接口电路以及用于数据通信的通信电缆,其特征在于该系统中还包括两个定位控制模块和一个系统检测控制电路。定位控制模块中包括有一个偏差计数器和一个D/A转换器。本发明可有效地控制无氧铜杆上引生产线的上引频次,并使电机按照上引运动的特殊轨道运行,使得上引生产线可以同时满足生产各种类型的无氧铜杆,并且可以较大幅度地提高生产效率,降低劳动强度。
文档编号B22D11/16GK1287895SQ99118758
公开日2001年3月21日 申请日期1999年9月9日 优先权日1999年9月9日
发明者夏明通, 郭泽光, 梁瑞旺 申请人:甘肃省长通电缆(集团)有限责任公司