一种用于拉丝机的智能控制系统及其工作方法与流程

本发明属于生产制造领域，特别涉及一种用于拉丝机的智能控制系统。

背景技术：

传统拉丝机传动结构组成有：三项异步电机、同步带和减速箱，这种传动结构传动效率低，精度差，尤其是减速箱，一般减速比在10：1的减速箱效率都在90%以下。控制方式采用摆杆和变频器控制，摆杆是变频器判断自己机座位工作是否合理，摆杆位置的高低会输出一个模拟量，变频器通过接收这个模拟量通过pid算法使摆杆始终在一个高度位置，这样前后机头各自工作互不影响。plc总控制系统运行，输出控制使能变频器、人机界面、其他输入输出等。plc只是协调控制，因为机头之间靠变频器和摆杆配合，互不干扰。调试的时候需要调节变频器pid，plc控制等，并且要调整变频器和plc控制协调才能调试完成，如果客户的拉丝工艺修改，又需要把plc的相关参数修改非常麻烦，而且每次调试都需要技术人员到现场，其不仅耗费大量的人力、物力，同时也浪费大量的时间，严重影响企业以及技术人员的工作效率；

与此同时，现有的拉丝机在工作过程中其拉丝固有的损耗、模具损耗、其他轴损耗、电机损耗以及变频器和电缆损耗较多，因而现有的拉丝机控制还有待于改进。

技术实现要素：

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种用于拉丝机的智能控制系统，其结构简单，设计合理，自动化程度高，技术人员通过网络即可对企业中的拉丝机生产进行调控，大大的提高了企业生产效率，也提高了技术人员的工作效率。

技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种用于拉丝机的智能控制系统，包括：控制系统和拉丝机，所述控制系统中设有主站模块、从站模块和io模块，所述拉丝机内设有驱动机构和电机，所述控制系统通过驱动机构与拉丝机连接，所述驱动机构中设有带有总线通信模块的变频器，所示变频器的两端分别与网络总线和交换机连接，所述控制系统通过交换机与驱动机构输入端连接，所述驱动机构的输出端与电机连接，所述电机与拉丝机的卷筒连接，所述主站模块、从站模块和io模块以及驱动机构均与交换机网络连接。

本发明所述的一种用于拉丝机的智能控制系统，采用带有总线通信模块的变频器，总线通信模块采用网络传输，用交换机把所有设备全部连接在网络中，主站模块处理所有的计算工作，处理每台变频器输出速度，根据客户拉丝工艺修改每台变频器的输出，与触摸显示屏通信，把相关信息显示在触摸显示屏上，与io模块通信处理普通按钮、急停、控制所有变频器的启动停止等；且，现场接线也非常简单，电机和变频器线连接好，其他所有设备通过rj45网络连接交换机，每个设备的电源线连接好，只要在触摸屏中选择客户的拉丝工艺就直接可以开机测试了，如果客户的工艺在系统中还没有，客户可以告诉我们，当我们把工艺设计完成后，客户的机器连接互联网，我们可以在线对系统升级，该系统的调试就会变的非常简单，该系统可以自动计算成品率，效率，累计产量，运行时间等，同时这个系统可以直接连接局域网或者互联网，也可以和公司的erp系统连接，这样公司可以在系统中监控设备的工作情况和设备所有参数等，给企业以及供货商都提供了诸多的便捷。

进一步的，所示控制系统中还设有张力控制模块，所述张力控制模块的一端与交换机，另一端通过驱动机构与电机连接。

进一步的，所述电机采用直驱电机，所述直驱电机输出的速度与拉丝机卷筒的转速相同。

进一步的，所述io模块中设有显示模块，所述显示模块中设有显示屏，所述显示屏采用触摸显示屏。

进一步的，所述驱动模块中设有驱动器，所述驱动器和电机一一对应连接。

进一步的，所述交换机中设有主站控制模块、从站控制模块、变频器控制模块、io控制模块、驱动控制模块和控制器模块，所述主站控制模块与主站模块连接，所述从站控制模块与从站模块连接，所述变频器控制模块与变频器连接，所述io控制模块与io模块连接，所述驱动控制模块与驱动机构连接，所述主站控制模块、从站控制模块、变频器控制模块、io控制模块以及驱动控制模块均与控制器模块连接。

进一步的，所述主站模块中设有通信单元、从站控制单元、交换机控制单元、显示控制单元和主站控制单元，所述的通信单元、从站控制单元、交换机控制单元、显示控制单元均与主站控制单元连接，且，所述的主站控制单元与主站控制模块连接。

进一步的，所述的用于拉丝机的智能控制系统的工作方法，具体的工作方法如下：

（1）：首先根据客户的需要对整个控制系统进行组装和连接；

（2）：首先对现场的电机和驱动机构进行组装，把电机和变频器连接好，主站模块、从站模块和io模块通过rj45网络连接交换机，且，把每个设备的电源线连接好；

（3）：待上述控制系统组装连接完成后，开始下面的调试；

（4）：通过io模块和显示屏选择客户的拉丝工艺，然后开机进行测试，如果客户的工艺在系统中还没有，那么工作人员将工艺设计完成后，再将客户的机器连接互联网下载工艺或存储设备下载工艺；

（5）：待上一步骤中机器连接完成后，再开始调试试运行；

（6）：首先通过显示屏对客户拉丝机的生产工艺中的参数进行显示，一旦出现任何问题，那么技术人员通过在终端的控制系统对其进行调试；

（7）：工作人员通过显示屏对主站模块中相对应出现问题的部分进行修改调试，调试完成后会把数据发送给从站模块；

（8）：然后接收到数据的从站模块将会对自己主控的拉丝机进行相应的调控，并且把控制数据发送到网络上；

（9）：所有数据通过网络和交换机将数据传送给其他模块，其他模块将接收到的信号进行处理或再次传送。

进一步的，在拉丝机工作的过程中，通过电机带动拉丝机的卷筒，电机输出的转速就是拉丝机卷筒的转速。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

1、本发明所述的一种用于拉丝机的智能控制系统，采用带有总线通信模块的变频器，总线通信模块采用网络传输，用交换机把所有设备全部连接在网络中，主站模块处理所有的计算工作，处理每台变频器输出速度，根据客户拉丝工艺修改每台变频器的输出，与触摸显示屏通信，把相关信息显示在触摸显示屏上，与io模块通信处理普通按钮、急停、控制所有变频器的启动停止等；且，现场接线也非常简单，电机和变频器线连接好，其他所有设备通过rj45网络连接交换机，每个设备的电源线连接好，只要在触摸屏中选择客户的拉丝工艺就直接可以开机测试了，如果客户的工艺在系统中还没有，客户可以告诉我们，当我们把工艺设计完成后，客户的机器连接互联网，我们可以在线对系统升级。这个系统的调试就会变的非常简单。这个系统可以自动计算成品率，效率，累计产量，运行时间等。这个系统可以直接连接局域网或者互联网，也可以和公司的erp系统连接，这样公司可以在系统中监控设备的工作情况和设备所有参数等，给企业以及供货商都提供了诸多的便捷。

2、本发明中采用此种只能控制系统，将所有的设备全部连接到网络，其调试简单，当设备出现问题时，无须工程师到现场调节，只要在终端对设备进行远程调试即可，大大的提高其了调节的精准度，同时也不仅减少了技术人员来回奔波的时间以及费用，也大大的减少了维修的时间，提高其工作的效率。

3、本发明拉丝机传动结构由原来的三项异步电机、同步带和减速箱改为直驱电机直接带动卷筒。电机的输出转速就是拉丝机卷筒的转速，去掉了现有结构中的同步带和减速箱，直驱电机是同步电机的一种，效率比异步电机高，变频器和电缆损耗比原来小0.5%左右，原因是直驱电机的功率因素高于异步电机，所以电流较异步电机小，电机损耗较异步电机小1-2%，其他轴损耗较原来小0.5%左右，因为传动机构少，且，经过实验得出直驱电机的方案整体节能预计在17%以上，大大的提高了其节能的效率，更好的适应当前的节能环保的理念。

附图说明

图1为本发明所述的用于拉丝机的智能控制系统的结构示意图；

图2为本发明中的驱动机构的电气结构示意图；

图中：主站模块-1、从站模块-2、io模块-3、变频器-4、驱动机构-5、电机-6、交换机-7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例

如图1和图2所示的一种用于拉丝机的智能控制系统，包括：控制系统和拉丝机，所述控制系统中设有主站模块1、从站模块2和io模块3，所述拉丝机内设有驱动机构5和电机6，所述控制系统通过驱动机构5与拉丝机连接，所述驱动机构4中设有带有总线通信模块的变频器4，所示变频器4的两端分别与网络总线和交换机7连接，所述控制系统通过交换机7与驱动机构5输入端连接，所述驱动机构5的输出端与电机6连接，所述电机6与拉丝机的卷筒连接，所述主站模块1、从站模块2和io模块3以及驱动机构5均与交换机7网络连接。

本实施例中所示控制系统中还设有张力控制模块8，所述张力控制模块8的一端与交换机6，另一端通过驱动机构5与电机6连接。

本实施例中，所述电机5采用直驱电机，所述直驱电机输出的速度与拉丝机卷筒的转速相同。

本实施例中，所述io模块3中设有显示模块，所述显示模块中设有显示屏，所述显示屏采用触摸显示屏。

本实施例中，所述驱动模块中设有驱动器，所述驱动器和电机5一一对应连接。

本实施中，所述交换机7中设有主站控制模块、从站控制模块、变频器控制模块、io控制模块、驱动控制模块和控制器模块，所述主站控制模块与主站模块1连接，所述从站控制模块与从站模块2连接，所述变频器控制模块与变频器4连接，所述io控制模块与io模块3连接，所述驱动控制模块与驱动机构5连接，所述主站控制模块、从站控制模块、变频器控制模块、io控制模块以及驱动控制模块均与控制器模块连接。

本实施例中，所述主站模块1中设有通信单元、从站控制单元、交换机控制单元、显示控制单元和主站控制单元，所述的通信单元、从站控制单元、交换机控制单元、显示控制单元均与主站控制单元连接，且，所述的主站控制单元与主站控制模块连接。

实施例2

如图1和图2所示的一种用于拉丝机的智能控制系统，包括：控制系统和拉丝机，所述控制系统中设有主站模块1、从站模块2和io模块3，所述拉丝机内设有驱动机构5和电机6，所述控制系统通过驱动机构5与拉丝机连接，所述驱动机构4中设有带有总线通信模块的变频器4，所示变频器4的两端分别与网络总线和交换机7连接，所述控制系统通过交换机7与驱动机构5输入端连接，所述驱动机构5的输出端与电机6连接，所述电机6与拉丝机的卷筒连接，所述主站模块1、从站模块2和io模块3以及驱动机构5均与交换机7网络连接。

本实施例中所示控制系统中还设有张力控制模块8，所述张力控制模块8的一端与交换机6，另一端通过驱动机构5与电机6连接。

本实施例中所述电机5采用直驱电机，所述直驱电机输出的速度与拉丝机卷筒的转速相同。

本实施例中所述io模块3中设有显示模块，所述显示模块中设有显示屏，所述显示屏采用触摸显示屏。

本实施例中所述驱动模块中设有驱动器，所述驱动器和电机5一一对应连接。

本实施例中所述交换机7中设有主站控制模块、从站控制模块、变频器控制模块、io控制模块、驱动控制模块和控制器模块，所述主站控制模块与主站模块1连接，所述从站控制模块与从站模块2连接，所述变频器控制模块与变频器4连接，所述io控制模块与io模块3连接，所述驱动控制模块与驱动机构5连接，所述主站控制模块、从站控制模块、变频器控制模块、io控制模块以及驱动控制模块均与控制器模块连接。

本实施例中所述主站模块1中设有通信单元、从站控制单元、交换机控制单元、显示控制单元和主站控制单元，所述的通信单元、从站控制单元、交换机控制单元、显示控制单元均与主站控制单元连接，且，所述的主站控制单元与主站控制模块连接。

本发明中所述的用于拉丝机的智能控制系统的工作方法，具体的工作方法如下：

（1）：首先根据客户的需要对整个控制系统进行组装和连接；

（2）：首先对现场的电机6和驱动机构5进行组装，把电机6和变频器4连接好，主站模块1、从站模块2和io模块3通过rj45网络连接交换机7，且，把每个设备的电源线连接好；

（3）：待上述控制系统组装连接完成后，开始下面的调试；

（4）：通过io模块3和显示模块选择客户的拉丝工艺，然后开机进行测试，如果客户的工艺在系统中还没有，那么工作人员将工艺设计完成后，再将客户的机器连接互联网下载工艺或存储设备下载工艺；

（5）：待上一步骤中机器连接完成后，再开始调试试运行；

（6）：首先通过显示屏对客户拉丝机的生产工艺中的参数进行显示，一旦出现任何问题，那么技术人员通过在终端的控制系统对其进行调试；

（7）：工作人员通过显示屏对主站模块1中相对应出现问题的部分进行修改调试，调试完成后会把数据发送给从站模块2；

（8）：然后接收到数据的从站模块2将会对自己主控的拉丝机进行相应的调控，并且把控制数据发送到网络上；

（9）：所有数据通过网络和交换机7将数据传送给其他模块，其他模块将接收到的信号进行处理或再次传送。

本实施例中在拉丝机工作的过程中，通过电机6带动拉丝机的卷筒，电机输出的转速就是拉丝机卷筒的转速。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。