多传动负载平衡控制系统的制作方法

本发明属于负载平衡控制领域，尤其涉及一种多传动负载平衡控制系统。

背景技术：

焦化厂的熄焦车满载时重达几百吨，由于工艺的要求和变频器容量的限制，需要采用一个设备是由多台电机驱动共同配合工作的方案，车子在运动时，车辆各个主动轮的负荷不可能一样，每个轮子的负载差别很大，如果没有一定的措施消除它们，传动装置会在很短的时间内就损坏。在这种情况下，各驱动电机之间需要保证负荷平衡，保证相同的运行速度，以及转矩的平均分配，两个或多个驱动电机共同配合工作时实现需要的速度及转矩分配的控制要求。

现有变频器负载平衡大多基于PLC程序实现，其执行周期大多与PLC的扫描时间有关，基本在20～100ms之间，执行周期长，导致控制精度降低。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种多传动负载平衡控制系统，旨在解决的现有基于PLC程序实现负载平衡的变频器执行周期长，导致制控制精度降低的问题。

本发明是这样实现的，一种多传动负载平衡控制系统，所述系统包括：

主变频器、多个从变频器、PLC控制器、CU320控制单元及多台电机，所述PLC控制器与所述CU320控制单元通讯，所述主变频器与所述CU320控制单元及对应的电机通讯，多个所述从变频器与所述CU320控制单元及对应的电机通讯，其中，

所述CU320控制单元接收所述PLC控制器发送的速度给定值，并通过Drive-Cliq网络发至所述主变频器，

所述主变频器根据速度给定值计算转矩给定值，并将所述转矩给定值通过Drive-Cliq网络发送至所述CU320控制单元；

所述CU320控制单元通过所述Drive-Cliq网络将所述转矩给定值发送至所述多个所述从变频器；

所述主变频器和所述从变频器分别根据所述速度给定值及所述转矩给定值来控制驱动对应的所述电机。

本发明实施例通过CU320控制单元实现负载平衡，其执行周期是1ms等级，因而大大缩短执行周期，在单位时间内控制次数增加，因而提高了控制精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的多传动负载平衡控制系统的结构示意图；

1.主变频器；2.PLC控制器；3.CU320控制单元；4.从变频器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例提供的多传动负载平衡控制系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。

该系统包括：主变频器1、多个从变频器4、PLC控制器2、CU320控制单元3及多台电机(图中未示出)，PLC控制器2与所述CU320控制单元3通讯，主变频器1与所述CU320控制单元3及对应的电机通讯，多个从变频器4与CU320控制单元3及对应的电机通讯，其中，

CU320控制单元3接收对应PLC控制器2发送的速度给定值，并通过Drive-Cliq网络将该速度给定值发送至主变频器1，

主变频器1根据速度给定值计算转矩给定值，并将该转矩给定值通过Drive-Cliq网络发送至CU320控制单元3；

CU320控制单元3通过Drive-Cliq网络将该转矩给定值发送至多个从变频器4；

主变频器1和从变频器4分别根据速度给定值及转矩给定值来控制驱动对应的电机；

在本发明实施例中，该主变频器1和从变频器4支持Drive-Cliq网络通信，就能在挂在CU320控制单元3下接收控制字和给定，实现负载平衡，一个主变频器1和从变频器4驱动至少一个电机。

在本发明实施例中，主变频器1包括两种工作模式：带有速度编码器反馈的速度矢量控制模式及不带编码器反馈的速度矢量控制模式，从变频器4包括两种工作模式：带编码器的转矩控制模式及不带编码器的转矩控制模式，当主变频器1的编码器模块故障时，主变频器1直接进入不带编码器的速度控制，不影响主变频器1的运行的，还是可以控制电机转动，主变频器1的变频器本身报故障时，主变频器1直接停机，电机是停止转动；当从变频器4的编码器编码模块故障时，从变频器4直接进入不带编码器的转矩控制，不影响从变频器4的运行，还是可以控制电机的转动，当从变频器4本身报故障时，从变频器4直接停机，电机停止转动。

在本发明实施例中，CU320控制单元3接收PLC控制器2的发送的速度给定值，并将速度给定值发送主变频器1，主变频器1根据速度给定值计算转矩给定值，通过CU320控制单元3快速的将转矩给定值传送至从变频器4，这样保证系统运行时，从机(指从变频器控制的电机)转矩始终与主机(主变频器控制的电机)一致，同时因为钢轨这一硬连接的原因，从机速度始终与主机相同，这样就完成了转矩分配，通过速度和负荷平衡控制，使车辆运动稳定，各个电机工作在最佳状态，从而使车辆获得理想的运行、加速和制动力矩。

本发明实施例通过CU320控制单元3实现负载平衡，其执行周期是1ms等级，因而大大缩短执行周期，在单位时间内控制次数增加，因而提高了控制精度。

在本发明实施例中，在CU320控制单元3内设置有：故障判断单元及与故障判断单元连接的主变频器故障处理单元，其中，

故障判断单元，接收主变频器1和多个从变频器4发出的故障警报信息，根据故障警报信息判断主变频器1和从变频器4出现的故障是影响电机动作故障还是不影响电机动作故障；

在本发明实施例中，不影响电机动作的故障是指主变频器1或从变频器4出现故障，但不影响电机正常动作，主、从变频器(1；4)出现故障时，故障部件会自动出警报，例如，主、从变频器(1；4)的编码器出现故障，编码器会发出故障警报信息；影响电机动作的故障是指主变频器1或从变频器4出现故障时，电机停止动作，主、从变频器(1；4)的故障部件会自动出警报信息，例如变频器本身故障。

主变频器故障处理单元，若主变频器1出现的是不影响电机动作故障，则从从变频器4中选择一个正常运作的作为主变频器1，主变频器1变为从变频器4；若主变频器1出现的是影响电机动作的故障，则从变频器4中选择一个正常运作的作为主变频器1，主变频器1变为从变频器4，并PLC控制器2发送减速指令，以使PLC控制器2根据减速指令减小所述速度给定值。

在本发明实施例中，主从变频器的切换可以是人工手动进行切换，从从变频器4选择一个作为主变频器1，或者当主变频器1出现故障时，系统从从变频器4中选择一个作为主变频器1。

在本发明实施例中，主、从变频器(1；4)均包括四种的工作模式：带有速度编码器反馈的速度矢量控制模式、不带编码器反馈的速度矢量控制模式、带编码器的转矩控制模式及不带编码器的转矩控制模式。

当指定的主变频1出现故障时，主从控制没法实现，控制系统就瘫痪了，影响整个区域的正常生产，通过CU320控制单元3自动切换，并选择一个没有故障的从变频器4为主变频器1，这样当主变频器1故障后，熄焦车依然能完成当前的生产并可离开生产区域，不影响整个区域的正常生产。

作为本发明的优选实施例，还包括从变频器故障处理单元：

当从变频器4出现的是影响电机动作的故障时，向PLC控制器2发送减速指令，以使PLC控制器2根据减速指令减小所述速度给定值。

在本发明实施例中，PLC控制器2根据减速指令减小速度给定值，将速度给定值减小至原来速度给定值的一半。

当从变频器4出现影响电机动作的故障时，该从变频器4控制的电机停止工作，为了熄焦车安全行驶，降低熄焦车的行驶速度。

在本发明实施例中，该系统还包括：

至少一个冗余PLC控制器；

CU320控制单元3内还设置有：

PLC故障信息接收单元及与PLC故障信息接收单元连接的PLC故障处理单元，

PLC故障信息接收单元，用于接收PLC控制器2发出的故障警报信息；

PLC故障处理单元，用于基于所述故障警报信息，启动其中一个冗余PLC控制器与CU320控制单元3通讯。

本发明实施例的多传动负载平衡控制系统设置至少一个冗余PLC控制器，当PLC控制器2故障时，整个系统无法正常工作，通过切换CU320控制单元3切换至其中一个冗余PLC控制器，以使系统仍能正常工作，熄焦车依然能完成当前的生产并可离开生产区域，不影响整个区域的正常生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。