一种电机同步控制方法、装置及系统与流程

本发明涉及机电控制领域，尤其涉及两台(及多台)变频电机同步的控制方法、装置及系统。

背景技术

目前传送机械设备一般采用以下两种控制方式中一种来实现同步控制:

(a)采用变频电机加编码器，通过plc采集编码器数据，再经过plc处理数据，分别发送到各变频器，从而控制各变频电机同步运行；同时，数据处理结果可用于整机其它方面的应用。

(b)采用变频电机加编码器，通过主从控制方式，把1#电机(主电机)编码器的反馈信号作为2#电机(从电机)的进给指令，从而实现主从电机的同步，同时把2#电机的反馈信号输送至plc进行数据处理，数据处理结果可用于整机其它方面的应用。

上述两种控制方式的不足之处在于，它是通过加装编码器的方式进行同步控制，虽然同步控制精度较高，但生产成本也较高，而且还占用plc的高速通道，在需要实现多个电机进行同步运行时，需要增加高速通道模块，甚至plc通道数都无法满足生产线需求的情况。

因此，在同步要求不那么严格的情况下，针对两台或多台电机之间，如何提供一种即经济实惠又易于实现和操作的同步控制系统，是同行业从业人员待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供一种电机同步控制方法、装置及系统，该方法可实现变频器控制变频器，提供一种即经济实惠又易于实现和操作的控制方式，实现多台变频电机之间同步的效果。

本发明提供一种电机同步控制方法，包括：

获取主变频器输出端的模拟量信号；所述主变频器与第一电机连接；

将所述模拟量信号传送到从变频器的输入端，根据参数设置将所述模拟量信号转换为速度指令；

与所述从变频器连接的第二电机，按照所述从变频器的速度指令进行运转，实现所述第一电机与所述第二电机的同步控制。

进一步地，按照所述从变频器的速度指令进行运转，实现所述第一电机与所述第二电机的同步控制，包括：

当plc控制器检测到同步控制器发送的同步信号时，发出第二电机启动指令，控制第二电机按照所述速度指令进行运转；

当所述plc控制器获取到分页传感器发送的分页信号时，控制所述第二电机停止运转。

进一步地，所述模拟量信号为直流电压值。

第二方面，本发明还提供一种电机同步控制装置，包括：获取模块，用于获取主变频器输出端的模拟量信号；所述主变频器与第一电机连接；

转换模块，用于将所述模拟量信号传送到从变频器的输入端，根据参数设置将所述模拟量信号转换为速度指令；

同步模块，用于与所述从变频器连接的第二电机，按照所述从变频器的速度指令进行运转，实现所述第一电机与所述第二电机的同步控制。

进一步地，所述同步模块，包括：

第一控制子模块，用于当plc控制器检测到同步控制器发送的同步信号时，发出第二电机启动指令，控制第二电机按照所述速度指令进行运转；

第二控制子模块，用于当所述plc控制器获取到分页传感器发送的分页信号时，控制所述第二电机停止运转。

进一步地，所述获取模块中的模拟量信号为直流电压值。

第三方面，本发明还提供一种电机同步控制系统，该系统包括：控制面板、主变频器、从变频器、第一电机和第二电机；

其中，所述控制面板与所述主变频器电连接；

所述主变频器与所述第一电机控制连接；

所述主变频器的输出端与所述从变频器的输入端连接；所述从变频器的输入端获取所述主变频器输出端的模拟量信号，根据参数设置将所述模拟量信号转换为速度指令；

所述从变频器与所述第二电机控制连接；所述第二电机按照所述从变频器的速度指令进行运转，实现所述第一电机与所述第二电机的同步控制。

进一步地，所述系统还包括：plc控制器、与所述plc控制器分别连接的同步控制器和分页传感器；

所述plc控制器分别与所述主变频器和从变频器连接；

当所述plc控制器检测到同步控制器发送的同步信号时，发出第二电机启动指令，控制第二电机按照所述速度指令进行运转；当所述plc控制器获取到所述分页传感器发送的分页信号时，控制所述第二电机停止运转。

进一步地，所述获取模块中的模拟量信号为直流电压值。

进一步地，所述主变频器的输出端包括：afm和acm端口；所述从变频器的输入端包括：ai和com端口；所述afm端口与所述ai端口连接；所述acm端口与所述com端口连接。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果包括：该方法不需要加装变频电机编码器，也不需要占用plc高速通道，只需要在主从变频器之间进行连通，并进行相应的参数设置，就可达到同步效果；该控制方法可用于多台、理论上可达到无限台变频电机之间的同步控制，使得应用该方法的设备更自动化、人性化。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种电机同步控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的膏药切袋取片机的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电机同步控制装置的框图；

图4为本发明实施例提供的电机同步控制系统的结构框图；

图5为本发明实施例提供的电机同步控制系统的电气控制原理图；

a1-主变频器，a2-人机界面，a5-从变频器，a6-plc控制器，sb1-启动按钮，m1-主电机，m2-从电机，q2-分页传感器，q3-同步控制器，y4-供料系统。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照图1所示，本发明提供的一种电机同步控制方法，可应用在拥有两台或多台变频电机的机械传输设备中，该方法，包括：

s101、获取主变频器输出端的模拟量信号；所述主变频器与第一电机连接；

s102、将所述模拟量信号传送到从变频器的输入端，根据参数设置将所述模拟量信号转换为速度指令；

s103、与所述从变频器连接的第二电机，按照所述从变频器的速度指令进行运转，实现所述第一电机与所述第二电机的同步控制。

具体的，s101中，第一电机启动后，主变频器处于工作状态，其输出端会产生反映变频器速度的模拟量信号，该信号为直流电压值，在0v～10v之间；步骤s102中，上述模拟量信号传送到从变频器的输入端，根据参数设置将该模拟量信号转换为速度指令；步骤s103中，与从变频器连接的第二电机，按照上述速度指令进行运转，因此可实现第一电机与第二电机的同步控制。

该方法无需加装变频电机编码器，也不需要占用plc高速通道，只需要在变频器与变频器之间进行连通，并进行相应的参数设置，就可达到满意的同步效果。而且，此种控制方式可用于多台(理论上可达到无限台)变频电机之间的同步控制，进而使拥有多台同步变频电机的机械设备更自动化和人性化；另外其性价比和产品质量也会得到进一步提升，并具有广阔的市场空间。

进一步地，还可以设定同步条件，比如当plc控制器检测到同步控制器发送的同步信号时，发出第二电机启动指令，控制第二电机按照所述速度指令进行运转；当所述plc控制器获取到分页传感器发送的分页信号时，控制所述第二电机停止运转。即：当调节第一电机的速度时，它的模拟量输出值也会跟随变化，则第二电机的速度也会产生变化，达到主从控制的目的；通过设置变频器的相应参数，来调整各变频电机的转速，消除各传动电机之间由于机械传动比不同而引起的速度不同，从而取得良好的同步效果。

下面以膏药切袋取片机为例详细说明下本发明提供的控制方法：

膏药切袋取片机的整机主要由供料系统、切袋系统、取片系统三部分组成，要求各系统的动作做到同步，其中切袋系统与取片系统采用同一电机拖动，通过机械方式可实现同步；由于供料系统由其它厂家提供现有设备，变频器采用电位器调速的方式，用操作面板上的按钮开关进行启停操作。该膏药切袋机的技术要求如下：物料袋通过输送带输送到切袋系统进行单边切袋，之后送至取片系统进行取片，物料袋在输送线上顺序排列，袋与袋之间有一定间隔；供料系统的输料频率与取片系统的取片频率都由主电机的速度决定，为保证每一片输送下来的物料袋都能被取走，即当输送线供料到达时，取片系统也必须在取片位置进行取片。这就要求供料系统速度和相位角都必须与取片系统同步才能保证取片的顺利进行。

因此应用本发明提供的电机同步控制方法，可以实现切袋取片系统与供料系统之间的同步问题。

参照图2所示，为膏药切袋取片的连接框图，其中，切袋取片系统采用人机界面、plc和变频器的控制方式，供料系统相位角的控制是经过传感器检测及plc进行处理后，plc通过控制变频器的启动和停止来进行。

而供料速度的控制则因原有设备无法加装编码器，考虑到整机的同步要求并不是太高的因素，根据本发明提供的电机同步控制方法，用切袋取片系统变频器a1的模拟量输出(0v～10v)作为供料系统变频器a5的信号源来控制供料系统的速度。由于该模拟量反映的是变频器的输出频率值，即模拟量值对应的是变频电机转速值；假定切袋取片系统的变频电机最高转速为1000rpm，当该电机转速达到1000rpm时，变频器a1的模拟量输出为10v，当切袋取片系统的变频电机转速达到300rpm时，变频器a1的模拟量输出为3v。同理，变频器a5的输入模拟量反映的是变频器的指令值，假定供料系统的变频电机最高转速为2000rpm，当变频器a5模拟量输入为10v时，供料系统的变频电机转速达到2000rpm，变频器a5模拟量输入为3v时；供料系统的变频电机转速达到600rpm。当调节切袋取片系统电机的速度时，它的变频器a1模拟量输出值也会跟随变化，进而供料系统的变频器a5模拟量输入值也跟随变化，则供料系统的变频电机速度也会产生变化，达到主从控制的目的；通过设置变频器的相应参数，来调整各变频电机的转速，消除各传动系统之间由于机械传动比不同而引起的速度不同，从而取得良好的同步效果。

具体实施时，比如切袋取片系统的变频器a1可以采用台达变频器，供料系统的变频器a5可以采用台安s310变频器。变频器参数设置，参照表1所示：

表1

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电机同步控制装置，由于该装置所解决问题的原理与前述电机同步控制方法相似，因此该装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

第二方面，本发明还提供一种电机同步控制装置，参照图3所示，包括：获取模块31，用于获取主变频器输出端的模拟量信号；所述主变频器与第一电机连接；

转换模块32，用于将所述模拟量信号传送到从变频器的输入端，根据参数设置将所述模拟量信号转换为速度指令；

同步模块33，用于与所述从变频器连接的第二电机，按照所述从变频器的速度指令进行运转，实现所述第一电机与所述第二电机的同步控制。

进一步地，所述同步模块33，包括：

第一控制子模块331，用于当plc控制器检测到同步控制器发送的同步信号时，发出第二电机启动指令，控制第二电机按照所述速度指令进行运转；

第二控制子模块332，用于当所述plc控制器获取到分页传感器发送的分页信号时，控制所述第二电机停止运转。

进一步地，所述获取模块31中的模拟量信号为直流电压值。

第三方面，本发明还提供一种电机同步控制系统，参照图4所示，为该系统包括：控制面板、主变频器、从变频器、第一电机和第二电机；其中，上述控制面板与主变频器电连接；主变频器与第一电机控制连接；上述主变频器的输出端与从变频器的输入端连接；从变频器的输入端获取主变频器输出端的模拟量信号，根据参数设置将模拟量信号转换为速度指令；

上述从变频器与第二电机控制连接；第二电机按照从变频器的速度指令进行运转，实现第一电机与第二电机的同步控制。

进一步地，上述系统还包括：plc控制器和与plc控制器连接的分页传感器；plc控制器分别与主变频器和从变频器连接；

并且，当plc控制器检测到同步控制器发送的同步信号时，发出第二电机启动指令，控制第二电机按照所述速度指令进行运转；当plc控制器获取到分页传感器发送的分页信号时，控制第二电机停止运转，依次循环，继续等待下一个同步控制器发送的同步信号后再启动，即重复上面的运转动作。

还是以膏药切袋取片机为例，参照图5所示，为膏药切袋取片机设备上的变频器控制变频器的电气控制原理图，包括人机界面a2，plc控制器a6，主变频器a1，从变频器a5、主电机m1和从电机m2等。

工作原理如下：膏药切袋取片机设备开机启动时，按下启动按钮sb1，主电机m1启动，切袋取片系统开始工作，此时，由于主变频器a1处于工作状态，其输出端afm和acm会产生反映变频器速度的模拟量信号(0v～10v)，此信号通过46、47号线传送到从变频器a5的ai和com端口，给a5提供速度指令值，参照上述表1所示，通过设置变频器00-05参数实现模拟量与速度指令的转换；但变频器a5并不动作，只有当plc检测到同步控制器q3发送的同步信号时，发出供料系统y4启动指令，即从电机m2根据变频器a5的速度指令，启动运转，供料系统开始送一片料，当分页传感器q2检测到分页信号时，供料系统停止，待下一个同步信号后再启动。因此，从变频器的速度永远与主变频器的速度相对应，不管如何改变主变频器的速度，从变频器a5的速度都能跟随主变频器a1的速度而改变，实现变频器控制变频器的主从控制。

具体实施时，该膏药切袋取片机由人机界面、plc、变频器、变频电机及电气控制柜等构成。人机界面、plc、变频器安装在独立电气控制柜内。变频电机安装在切袋取片机底座上。

本发明提供的电机同步控制系统，具有成本较低，运行稳定，操作灵活方便等特点，以膏药切袋取片机为例，产品质量稳定性较高，生产效率可达100片/分钟以上，完全达到用户需求。

本发明提供的电机同步控制方法、装置及系统，可以应用在造纸、印染、纺织、矿业开采等行业中，依据具体使用环境，通常需要采用双电机控制系统，即使用两台电机驱动同一负载，甚至采用多于两个电机的电机控制系统驱动同一负载。在两台电机驱动同一负载的情况下，设置一个主电机，一个从电机，均可应用本发明所提供的电机同步控制方法、装置及系统，实现两台或多台电机之间的同步，满足生产或作业的需要。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。