CN104773584A - 一种纸巾复卷机的控制方法及纸巾复卷机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纸巾复卷机的控制方法及纸巾复卷机，纸巾复卷机包括主机和与主机通信的从机，纸巾复卷机的控制方法包括：设定PLC通过CANOPEN通信控制主机的转速；设置间隔时间和频率变化量，在主机启动时，每经一所述间隔时间将主机的频率增加所述频率变化量，在主机停机时，每经一所述间隔时间将主机的频率减少所述频率变化量；通过CANOPEN设置所述主机和从机的齿轮转速比，以使主机转动时的线速度与从机转动时的线速度相同。本发明提供了一种纸巾复卷机的控制方法，实现了从机接收脉冲频率后线速度同主机的线速度相同及主机和从机的张力恒定，保证了纸巾复卷过程连续工作不断纸、不松纸，大大提高了生产效率并节约了原纸。

Description

一种纸巾复卷机的控制方法及纸巾复卷机
技术领域
本发明涉及纸制品制造领域，尤其是一种纸巾复卷机的控制方法及纸巾复卷机。
背景技术
复卷机用于将造纸机生产出来的纸卷(称为原纸卷)进行复卷，复卷机一般包括主机和从机，原纸卷经过主机和从机复卷后做成成品纸。一般来说，主机和从机均包括变频器和电机，PLC通过控制变频器实现对电机的速度控制和位置控制。
目前，传统的纸巾复卷机采用开环式非同步式设计，PLC通过RS485通信分别控制多台变频器的速度，而RS485通信速率慢，最高仅为115200bit每秒，主机和从机间没有联系在一起，主机的变频器和从机的变频器在启动和停止阶段达不到速度同步，张力控制复杂、不稳，造成原纸卷断纸或原纸卷松纸，还造成复卷的纸筒无力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纸巾复卷机的控制方法，使得将主机跟从机通过脉冲位置关联起来，以达到速度同步，保持张力恒定，并达到复卷机在启动、运行、停止阶段纸巾张力恒定，且确保不断纸以及原纸纸巾不松纸。
为了达到上述目的，本发明提供了一种纸巾复卷机的控制方法，所述纸巾复卷机包括主机和与主机通信的从机，所述纸巾复卷机的控制方法包括：
设定可编程逻辑控制器通过CANOPEN通信控制所述主机的转速；
设置间隔时间和频率变化量，在主机启动时，每经一所述间隔时间将主机的频率增加所述频率变化量，以将主机的频率增至主机设定频率，在主机停机时，每经一所述间隔时间将主机的频率减少所述频率变化量，以将主机的频率降至零；
通过CANOPEN设置所述主机和从机的齿轮转速比，以使主机转动时的线速度与从机转动时的线速度相同。
进一步地，所述主机包括第一变频器、与第一变频器连接的第一电机以及与第一电机连接的第一编码器，所述从机包括第二变频器、与第二变频器连接的第二电机以及与第二电机连接的第二编码器，所述可编程逻辑控制器通过CANOPEN通信控制所述第一变频器，进而控制所述第一电机的转速，通过CANOPEN设置所述第一电机和第二电机的齿轮转速比，以使第一电机转动时的线速度与第二电机转动时的线速度相同。
进一步地，所述主机和从机分别包括第一脉冲发生器和第二脉冲发生器，所述第一脉冲发生器分别与所述第一变频器及第一编码器连接，所述第二脉冲发生器分别与所述第二编码器及第一脉冲发生器连接。
进一步地，所述主机的数量为一台，所述从机的数量为多台。
进一步地，通过差分式脉冲输出输入方式实现所述第一脉冲发生器和第二脉冲发生器的通信。
进一步地，一台所述主机包括一台第一变频器、一台第一电机、一台第一脉冲发生器和一台第一编码器，每一台所述从机均包括一台第二变频器、一台第二电机、一台第二脉冲发生器和一台第二编码器。
进一步地，所述从机的数量为4台。
进一步地，所述间隔时间为50～100毫秒。
进一步地，所述间隔时间为100毫秒。
进一步地，所述频率变化量为2～6赫兹。
进一步地，所述频率变化量为5赫兹。
本发明还提供了一种纸巾复卷机，采用上述的纸巾复卷机的控制方法，所述纸巾复卷机包括主机、与主机通信的从机以及可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器通过CANOPEN接口分别与主机和从机连接。
进一步地，所述纸巾复卷机还包括显示装置，所述显示装置与所述可编程逻辑控制器连接。
本发明提供了一种纸巾复卷机的控制方法及纸巾复卷机，通过PLC使用CANOPEN控制变频器，提高了通信速率；通过在主机启动和停机时设置相同的间隔时间和频率变化量保证了每次启动停止的时间一致并平稳启停；通过CANOPEN设置主机和从机的齿轮转速比，使主机转动时的线速度与从机转动时的线速度相同，实现了从机接收脉冲频率后线速度同主机的线速度达到同步，以及主机和从机的张力恒定，保证了纸巾复卷过程(启动-运行-停止)连续工作不断纸、不松纸，大大提高了生产效率并节约了原纸。
附图说明
图1为本发明实施例提供的纸巾复卷机的设计原理图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供了一种纸巾复卷机的控制方法，所述纸巾复卷机包括主机和与主机通信的从机，所述纸巾复卷机的控制方法包括：
如图1所示，设定PLC(可编程逻辑控制器)通过CANOPEN通信控制所述主机的转速，其中，CANOPEN是一种架构在控制局域网(Controller AreaNetwork,CAN)上的通讯协定，也是工业控制常用到的一种现场总线；
设置间隔时间和频率变化量，在主机启动时，每经一所述间隔时间将主机的频率增加所述频率变化量，以将主机的频率增至主机设定频率(即设定的运行频率)，在主机停机时，每经一所述间隔时间将主机的频率减少所述频率变化量，以将主机的频率降至零；
通过CANOPEN设置所述主机和从机的齿轮转速比，以使主机转动时的线速度与从机转动时的线速度相同，实现了从机接收脉冲频率后线速度同主机的线速度达到同步，以及主机和从机的张力恒定，保证了纸巾复卷过程(启动-运行-停止)连续工作不断纸、不松纸，大大提高了生产效率并节约了原纸。
本发明还提供了一种纸巾复卷机，所述纸巾复卷机包括主机、与主机通信的从机、可编程逻辑控制器以及显示装置，所述可编程逻辑控制器通过CANOPEN接口分别与主机和从机连接，即通过CANOPEN接口实现CANOPEN通信，所述显示装置与所述可编程逻辑控制器连接，显示装置与PLC通过RS232接口进行通信，以显示主机和从机的相关信息。
所述主机包括第一变频器、与第一变频器连接的第一电机以及与第一电机连接的第一编码器，所述从机包括第二变频器、与第二变频器连接的第二电机以及与第二电机连接的第二编码器，所述可编程逻辑控制器通过CANOPEN通信控制所述第一变频器，进而控制所述第一电机的转速，通过CANOPEN设置所述第一电机和第二电机的齿轮转速比，以使第一电机转动时的线速度与第二电机转动时的线速度相同。
所述主机和从机均包括分别包括第一脉冲发生器和第二脉冲发生器，所述第一脉冲发生器分别与所述第一变频器及第一编码器连接，所述第二脉冲发生器分别与所述第二编码器及第一脉冲发生器连接，第二变频器的频率来源于第一变频器的PG卡的脉冲输出。
优选地，所述间隔时间为50～100毫秒，即间隔时间为50毫秒、100毫秒或其二者之间任一数值，所述频率变化量为2～6赫兹，即频率变化量为2赫兹、6赫兹或其二者之间任一数值，主机设定频率为35～50赫兹，即主机设定频率为35赫兹、50赫兹或其二者之间任一数值。在本实施例中，所述间隔时间为100毫秒，所述频率变化量为5赫兹，主机设定频率为50赫兹。在启动时，每100ms主机频率(即第一变频器的频率)增加5HZ直到主机设定频率，在停止时则是，每100ms主机频率减少5HZ，因此保证了每次启动时间(即为初始启动时刻和增加到主机设定频率时的时刻之间的时间间隔)和停止时间(即为初始停止时刻和停止时的时刻之间的时间间隔)一样，并实现了平稳启停。
优选地，所述主机的数量为1台，所述从机的数量为多台。在本实施例中，由于纸卷有四层，因此所述从机的数量为4台，每台从机上放置一个原纸卷，通过所述第二电机带动从机上的原纸卷转动，一台所述主机包括一台第一变频器、一台第一电机、一台第一脉冲发生器和一台第一编码器，每一台所述从机均包括一台第二变频器、一台第二电机、一台第二脉冲发生器和一台第二编码器。第一脉冲发生器与4个所述第二脉冲发生器均连接，即将主机输出频率传至从机的第二脉冲发生器。
根据主机滚轴和各个从机滚轴的半径算出主机和各个从机的齿轮速度比，理论上，任一从机设定频率＝主机设定频率×主机相对该从机的齿轮速度比，但在实际操作时，常常采用以下公式获得从机设定频率，即从机设定频率＝主机PG卡输出给从机PG卡的频率/从机编码器点数×主机相对该从机的齿轮速度，上述主机设定频率和从机设定频率分别为所述第一变频器设定频率及第二变频器设定频率。
主机获得电机反馈回来的脉冲数，并通过主机的PG卡(第一脉冲发生器)输出脉冲给从机的PG卡(第二脉冲发生器)，作为从机的频率来源。脉冲方式有开集极脉冲输入方式，但是在本实施例中，现场有多台变频器，具体地，有5台变频器，多台变频器之间干扰大，开集极脉冲输入方式容易受到干扰，丢脉冲，造成从机的速度不稳，故在本实施例中，通过差分式脉冲输出输入方式实现所述第一脉冲发生器和第二脉冲发生器的通信，差分式脉冲输出输入能减少干扰，使得脉冲传递更稳定。具体地，将主机的PG卡的AO和BO接口差分输出，从机的PG卡的A2和B2接口差分输入，主机的PG卡的AO+与所有从机的PG卡的A2+连接，AO-与所有从机的PG卡的A2-连接，BO+与所有从机的PG卡的B2+连接，BO-与所有从机的PG卡的B2-连接。
本发明提供了一种纸巾复卷机的控制方法及纸巾复卷机，通过PLC使用CANOPEN控制变频器，提高了通信速率；通过在主机启动和停机时设置相同的间隔时间和频率变化量保证了每次启动停止的时间一致并平稳启停；通过CANOPEN设置主机和从机的齿轮转速比，使主机转动时的线速度与从机转动时的线速度相同，实现了从机接收脉冲频率后线速度同主机的线速度达到同步，以及主机和从机的张力恒定，保证了纸巾复卷过程(启动-运行-停止)连续工作不断纸、不松纸，大大提高了生产效率并节约了原纸。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种纸巾复卷机的控制方法，所述纸巾复卷机包括主机和与主机通信的从机，其特征在于，所述纸巾复卷机的控制方法包括：
设定可编程逻辑控制器通过CANOPEN通信控制所述主机的转速；
设置间隔时间和频率变化量，在主机启动时，每经一所述间隔时间将主机的频率增加所述频率变化量，以将主机的频率增至主机设定频率，在主机停机时，每经一所述间隔时间将主机的频率减少所述频率变化量，以将主机的频率降至零；
通过CANOPEN设置所述主机和从机的齿轮转速比，以使主机转动时的线速度与从机转动时的线速度相同。
2.如权利要求1所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，所述主机包括第一变频器、与第一变频器连接的第一电机以及与第一电机连接的第一编码器，所述从机包括第二变频器、与第二变频器连接的第二电机以及与第二电机连接的第二编码器，所述可编程逻辑控制器通过CANOPEN通信控制所述第一变频器，进而控制所述第一电机的转速，通过CANOPEN设置所述第一电机和第二电机的齿轮转速比，以使第一电机转动时的线速度与第二电机转动时的线速度相同。
3.如权利要求2所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，所述主机和从机分别包括第一脉冲发生器和第二脉冲发生器，所述第一脉冲发生器分别与所述第一变频器及第一编码器连接，所述第二脉冲发生器分别与所述第二编码器及第一脉冲发生器连接。
4.如权利要求3所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，所述主机的数量为一台，所述从机的数量为多台。
5.如权利要求4所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，通过差分式脉冲输出输入方式实现所述第一脉冲发生器和第二脉冲发生器的通信。
6.如权利要求4所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，一台所述主机包括一台第一变频器、一台第一电机、一台第一脉冲发生器和一台第一编码器，每一台所述从机均包括一台第二变频器、一台第二电机、一台第二脉冲发生器和一台第二编码器。
7.如权利要求6所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，所述从机的数量为4台。
8.如权利要求1所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，所述间隔时间为50～100毫秒。
9.如权利要求8所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，所述间隔时间为100毫秒。
10.如权利要求1所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，所述频率变化量为2～6赫兹。
11.如权利要求10所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，所述频率变化量为5赫兹。
12.一种纸巾复卷机，采用如权利要求1-11任一项所述的纸巾复卷机的控制方法，其特征在于，所述纸巾复卷机包括主机、与主机通信的从机以及可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器通过CANOPEN接口分别与主机和从机连接。
13.如权利要求12所述的纸巾复卷机，其特征在于，所述纸巾复卷机还包括显示装置，所述显示装置与所述可编程逻辑控制器连接。
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