CN209748442U - 一种拉丝机集成控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种拉丝机集成控制装置，拉丝机集成控制装置用于对拉丝机中的设定数量个电机控制，设定数量个电机包括以下至少两个：拉伸电机、收线电机和排线电机；拉丝机集成控制装置包括：驱动电路和控制电路；控制电路包括：第一处理芯片，所述第一处理芯片包括设定数量个脉宽调制端口，设定数量个脉宽调制端口分别与驱动电路连接，以分别输出脉冲控制指令至驱动电路，其中，第一处理芯片为多核处理芯片；驱动电路用于在接收到设定数量个脉宽调制端口输出的脉冲控制指令时，分别输出脉冲控制指令所对应的驱动信号至拉丝机中的设定数量个电机。

Description

一种拉丝机集成控制装置

技术领域

本申请涉及拉丝机集成控制领域，特别是涉及一种拉丝机集成控制装置。

背景技术

拉丝机，又叫拔丝机或者拉丝机，是拉丝机工艺中的关键设备，同时拉丝机也是现有工业领域中常用的设备。在冶金工艺生产、机械制造、船舶、石油化工、电缆电线等工业应用中十分广泛。而对拉丝机的各电机的控制，例如对拉伸电机、排线电机和收线电机的控制，是拉丝机控制的关键。而目前拉丝机中的各电机均是分别由变频器进行控制的，即由单独的控制电路进行控制，集成度较低，而且容易降低控制准确性，易引发技术风险。故需要一种可解决上述技术问题的装置。

实用新型内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种集成控制装置，能够实现对拉丝机中各个电机进行集成控制。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种拉丝机集成控制装置，所述拉丝机集成控制装置用于对拉丝机中设定数量个电机控制，所述设定数量个电机包括以下至少两个：拉伸电机、收线电机和排线电机；

所述装置包括：驱动电路和控制电路；

所述控制电路包括：第一处理芯片，所述第一处理芯片包括所述设定数量个脉宽调制端口，所述设定数量个脉宽调制端口分别与所述驱动电路连接，以分别输出脉冲控制指令至所述驱动电路；

所述驱动电路用于在接收到所述设定数量个脉宽调制端口输出的脉冲控制指令时，分别输出所述脉冲控制指令所对应的驱动信号至所述拉丝机中的所述设定数量个电机。

以上方案中，通过控制电路中的第一处理芯片，实现同时控制预设数量个电机，实现由一个集成控制装置对拉丝机中多个电机进行集成控制。

附图说明

图1是本申请一种拉丝机集成控制装置在一实施例中结构示意图；

图2是本申请拉丝机集成控制装置在另一实施例中结构示意图；

图3是本申请拉丝机集成控制装置在又一实施例中结构示意图；

图4是本申请拉丝机集成控制装置在一实施例中人机交互电路的结构示意图；

图5是本申请拉丝机集成控制装置在又一实施例中结构示意图；

图6是图5所对应的实施例中驱动电路细化结构示意图；

图7是本申请一种拉丝机集成控制装置中冷却结构在一实施例中结构示意图；

图8是本申请一种拉丝机集成控制装置应用场景示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在现有技术中，多采用以下技术方案对电机分别进行控制，即采用一个变频器对一个电机进行单独控制和驱动。在拉丝机行业中，对于拉丝机中的拉伸电机、收线电机和排线电机，是分别采用是一个变频器单独控制并驱动当前电机，然后再设置一PLC(Programmable Logic Controller)实现各个用于控制电机的变频器之间的沟通，或者是间接控制各个电机。由此可以得知从而实现对于拉丝机中所有电机的控制，则需要三个变频器和一个PLC，这样就需要在不同的电机、电机对应的变频器以及PLC之间连接较多的硬线，由于电路结构复杂，安装难度较大，同时也会为调试整修带来一定的难度，而本申请所提供的技术方案则可以解决上述技术问题。

本申请所提供的拉丝机集成控制装置是用于对拉丝机中设定数量个电机控制的。具体的，拉丝机集成控制装置用于对拉丝机中的电机发送驱动信号，检测或者监测拉丝机中各个工位对应电机的运行状态，又或者是向拉丝机中电机或者是其他用于检测拉丝机状态的器件发送其他相关的指令。其中，本案中实现通过一处理芯片实现将多个IGBT组集成至一个装置中，实现集成控制多个电机，相比于现有技术中的利用单独的变频器控制电机，减少了拉丝机集成控制装置的体积，同时简化了拉丝机集成控制装置对外的接口，便于用户进行安装和拆卸。

本申请所提供的拉丝机集成控制装置所控制的拉丝机以小型拉丝机为主，但不限定本申请所提供的技术方案仅应用于控制中小型拉丝机。其中，拉丝机中所包括的设定数量个电机至少包括以下两个：拉伸电机、收线电机和排线电机。即本申请所提供的拉丝机集成控制装置可以实现对多个不同类型的电机进行集成控制，当然，拉丝机集成控制装置也可以实现对单个电机进行控制。

请参见图1，为本申请一种拉丝机集成控制装置一实施例中结构示意图。具体的，本申请所提供的拉丝机集成控制装置1000包括：驱动电路1200和控制电路1100。其中，控制电路1100是用于处理数据并向驱动电路1200发出控制指令的电路，具体可以包括多个器件和/或多个集成电路芯片。

在当前实施例中，控制电路1100包括：第一处理芯片。第一处理芯片包括设定数量个脉宽调制端口，设定数量个脉宽调制端口是用于输出第一处理芯片发出的脉冲控制指令至驱动电路1200，脉宽调制端口的数量具体是依据第一处理芯片的属性和当前拉丝机集成控制装置所控制的拉丝机中需要单独控制的电机数量。设定数量个脉宽调制端口分别与驱动电路1200连接，以分别输出不同的脉冲控制指令至驱动电路 1200。

其中，进一步的，第一处理芯片可以为多核处理芯片，在当前实施例中，第一处理芯片包括DSP(Digital Signal Processing)。可以理解的，在其他实施例中，第一处理芯片也可以是单核芯片，具体并不做特别限定。

在其他实施例中，控制电路1100还可以包括其他的相关电路，具体请参见下文阐述。

其中，驱动电路1200的信号输入端与控制电路1100中设定数量个脉宽调制端口连接，驱动电路1200是用于在控制电路1100的控制下发出驱动信号至对应的电机上的电路，所以驱动电路1200与外部电源(图未示)连接。具体的，驱动电路1200是用于在接收到设定数量个脉宽调制端口输出的脉冲控制指令时，分别输出脉冲控制指令所对应的驱动信号值至拉丝机中的设定数量个电机处。

基于拉丝机的工艺要求，拉丝机中各个电机提供的动力使得被拉丝产品不被拉断或者出现缠绕等等异常情况，所以需要使得被拉丝产品可以保持张力平衡，这样就需要使得拉丝机中各个工位对应的电机之间的转速满足张力平衡的要求。故控制电路1100需要根据预先设定的拉丝工艺的要求以及用户的要求，计算求得在保持张力平衡的情况下需要为各个电机配置的驱动信号，并生成相对应的脉冲控制指令由对应的脉宽调制端口输出至驱动电路1200，以使得驱动电路1200可以输出满足拉丝工艺的驱动信号至各个电机。

具体的，请参见图2，图2为本申请一种拉丝机集成控制装置2000 在一实施例中的结构示意图。其中，需要说明的是，在图2中对于同一类的器件仅仅标示了其中一个，用于区别于其他的器件。

在当前实施例中，驱动电路2300包括：逆变电路。逆变电路用于将设定电压对的直流电转换成设定电压对的交流电并输出至对应的电机处，以驱动电机，在本申请的一些实施例中也可以将输出至电机的电流称之为驱动信号，其中，由逆变电路输出的驱动信号的属性是满足其所驱动的电机的驱动要求。

其中，逆变电路包括设定数量个IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)驱动芯片2310和设定数量个IGBT组2320，每个IGBT组包括多个IGBT(图未示)。在当前实施例中，IGBT驱动芯片2310的数量与当前装置所控制电机的数量确定的。如当前实施例中，拉丝机集成控制装置2000对拉丝机中三个电机进行控制，则对应的IGBT驱动芯片 2310为三个，则也设置有三个IGBT组2320。可以理解的，在其他实施例中，当所控制的电机为两个或者是四个时，可以对应调整IGBT驱动芯片2310和IGBT组2320的数量。

每个IGBT驱动芯片2310的输入端分别与控制电路2100中的一个脉宽调制端口连接，每个IGBT驱动芯片2310的输出端与一IGBT组 2320的输入端连接。IGBT驱动芯片2310用于在接收到控制电路2100 经脉宽调制端口输出的脉冲控制指令，并基于所接收到的脉冲控制指令生成驱动指令，将驱动指令输出至当前IGBT驱动芯片2310输出端所连接的IGBT组2320。其中，脉宽调制端口是指图2所示意的PWM1、 PWM2、PWM3，用于输出脉冲控制指令至驱动电路2300。

IGBT组2320的输出端连接至设定数量个电机2500中的一个，其中，IGBT组2320中包括多个IGBT。具体的，每个IGBT组2320中包括多少个IGBT、每组IGBT组2320中的IGBT的连接关系、接通顺序等均是由当前电机对应的属性和对应的IGBT驱动芯片2310输出的驱动指令确定。IGBT组2320用于根据接收到的驱动指令，对第二电信号进行转换以生成驱动信号，以输出至其连接的电机2500，以驱动电机2500。其中，第二电信号是由滤波电路(图2未示)对第一点信号进行滤波处理得到，而第一电信号是由整流电路对输入驱动电路的低压交流电转换得到的，第一电信号和第二电信号的电压均是设定的电压。

具体的，在当前实施例中，设定数量为三，即拉丝机集成控制装置中的控制电路2100包括三个脉宽调制端口，对应的，驱动电路2300中包括三个IGBT驱动芯片2310和三个IGBT组2320。

具体的，在其他实施例中，多个IGBT组2320可包括第一IGBT组、第二IGBT组和第三IGBT组。第一IGBT组的输出端与拉伸电机的电源输入端连接，即第一IGBT组2320用于在接收到与之连接的IGBT驱动芯片2310发出的驱动指令时，输出对应该驱动指令的驱动信号至拉伸电机。

第二IGBT组的输出端与收线电机的电源输入端连接，用于在接收到与之相连接的IGBT驱动芯片2310发出的驱动指令时，输出对应该驱动指令的驱动信号至收线电机。

第三IGBT组的输出端与排线电机的电源输入端连接，用于在接收到与之相连的IGBT驱动芯片2310发出的驱动指令时，输出对应该驱动指令的驱动信号至排线电机。

结合图1和图2对应的电路结构，将对本申请所提供的拉丝机集成控制装置各部分所执行的功能进行阐述，本申请所提供的拉丝机集成控制装置中的控制电路通过人机界面或者是外接的输入部件，获取到用户输入的期望某一电机运转的目标频率之后，将用户输入的目标频率转换成对应的电流。转换所得的电流大小等于，实现电机按照用户输入的目标频率运转对应的电流大小。在计算求得目标频率对应的电流之后，再基于电压和电流转换原理，结合电机对应的属性计算求得需要输出至该电机的目标电压，再由目标电压以及驱动电路中的母线电压求得占空比，然后由控制电路生成对应的脉冲控制指令并输出至驱动电路。

拉丝机集成控制装置中的驱动电路在收到控制电路发送的脉冲控制指令后，基于脉冲控制指令生成对应脉冲控制指令的驱动信号至电机，实现控制电机按照用户输入的目标频率进行运转。

由于本申请所提供的拉丝机集成控制装置用于对多个电机进行控制，故在控制电路获取到用户输入的对应某一电机的目标频率后，基于工艺的要求和多个电机之间的频率关系，计算出各个电机的目标频率，再求得对应发向各个电机的脉冲驱动指令，然后由各个电机对应的脉宽调制端口输出至驱动电路，由驱动输出对应各个电机的目标频率的驱动信号并输出，以实现集成控制各个电机。

请参见图3，图3为本申请一种拉丝机集成控制装置3000的结构示意图，在图3所示的实施例中进一步对控制电路3300进行详细阐述。

其中，第一处理芯片3111还包括张力检测端口3013、清零检测端口3015、换相检测端口3018和电流检测端口3022。

其中，张力检测端口3013连接张力检测部件3014，用于获取张力检测部件3014反馈的张力信号。张力检测部件3014用于获取被拉丝产品中的张力变化情况，张力检测部件3014经张力检测端口3013将所得的被拉丝产品中的张力情况，以张力信号形式反馈至第一处理芯片 3111，以供第一处理芯片3111根据张力信号判断拉丝机上正在加工的产品上张力是否满足张力平衡的要求，再基于判断结果判断是否需要调整所输出的至少一个电机的驱动信号，或者是以张力情况为参考依据计算电机频率，并基于PID反馈原理调整电机频率。张力检测部件3014设置在拉伸电机所驱动的拉伸部件之后、收线电机控制的收线轮之前。

其中，张力检测部件3014包括张力摆杆装置和脉冲检测部件。

当张力检测部件3014为张力摆杆时，第一处理芯片3111中对应设有一个张力检测端口3013，用于接收张力摆杆反馈的张力信号，张力摆杆反馈的张力信号体现的形式是反馈电压。第一处理芯片3111获取到张力摆杆反馈的反馈电压后，第一处理芯片3111查询反馈电压对应的实时频率差，用以计算求得张力摆杆所设位置前后的电机的实时频率差。在求得实时频率差后，将实时频率差与满足张力平衡要求的标定实时频率差进行比较，以判断当前产品中的张力是否满足张力平衡的要求。当判断满足张力平衡的要求时，则继续监测当前产品的张力情况；当判断不满足张力平衡要求时，则会进一步调整至少其中一个电机的频率，以使得当前产品中的张力满足张力平衡的要求。其中，第一处理芯片3111 中的存储区或者是第一处理芯片3111可访问的存储芯片中会预先存储反馈电压对应的实施频率差和被拉丝产品满足张力平衡时对应的标定实时频率差，反馈电压对应的实施频率差是基于经验值设定的。

当张力检测部件3014为脉冲检测部件时，由于脉冲检测部件包括第一脉冲部件和第二脉冲部件，则对应的，第一处理芯片3111上设有两个张力检测端口3013，分别用于获取脉冲检测部件获取到的脉冲数。其中，第一脉冲部件设置在拉伸电机驱动的拉伸部件之后的定速轮处，第二脉冲部件设置在导轮处。此时，张力检测端口3013获取到的张力信号的形式则是脉冲检测部件反馈的脉冲数，第一处理芯片3111在获取到两个脉冲检测部件反馈的脉冲数时，分别将所获取到的脉冲数转换成对应实时拉伸电机频率和实时收线电机频率，再基于实时拉伸电机频率和实时收线电机频率求得实时频率差。在求得实时频率差后，同样会将所求得的实时频率差与设定的标定实时频率差进行比对，以判断当前产品中的张力是否满足张力平衡要求。

当第一处理芯片3111判断得到当前产品中的张力不满足张力平衡要求时，则会依据张力平衡的要求，再根据拉丝机中拉伸电机、收线电机和排线电机的频率之间的关系，计算求得在输出如用户要求的某一电机的目标频率，且满足张力平衡时，其他各个电机的目标频率。

具体的，在已知拉伸电机目标频率时，计算目标收线电机频率和目标排线电机频率的方法如下：

步骤1：获取目标拉伸电机频率。

步骤2：获取张力检测装置反馈的张力信号，并根据张力信号计算辅频率。

步骤3：基于所获取的拉伸电机频率，计算主频率。

步骤4：将主频率与辅频率进行求和计算以获得目标收线电机频率。

步骤5：基于目标收线电机频率和预设的参数计算得到目标排线电机频率。其中步骤5还包括：

1)计算出与目标收线电机频率对应的收线电机速度。在已获取到目标收线电机频率的情况，依据电机频率与电机速度间的关系计算出电机频率，具体是参照下述公式计算收线电机速度。

n1＝60*f1/p

其中，f1为所获取的目标收线电机频率，p是电机的磁极对数，n1 是与目标收线电机频率对应的收线电机转速，单位是转/分钟。

2)基于收线电机速度、丝杆导程和排距计算得到目标排线电机频率。

基于步骤S6521中计算所得的收线电机速度，以及预设参数中丝杆导程和排距计算得到目标排线电机频率。具体是依据下述公式进行计算：

n2＝n1*nSpaceRoute/nLSRoute

其中，n2是目标排线电机转速，n1是上述步骤中求得的与目标收线电机频率对应的收线电机转速，单位是转/分钟，nSpaceRoute表示的是预设的排距，nLSRoute是丝杆的导程，nSpaceRoute/nLSRoute表示的是排线电机的速度与收线电机的速度之比，故通过将目标收线电机转速对应的收线电机转速乘上排线电机的速度与收线电机的速度之比求得目标排线电机的转速。

在求得目标排线电机的转速之后，在根据下述公式进一步求得目标排线电机频率。公式：

f＝n2*h/60

其中，f是指目标排线电机频率，n2是上述计算求得的目标排线电机的转速，h是指电机齿数，在当前实施例中h为50，60是指时间是 60秒。当是在拉丝机运转过程中，可基于所求得的目标排线电机频率，对目标排线电机频率进行校正。

请继续参见图3，第一处理芯片3111上的清零检测端口3015连接至丝杆上的中点开关3016。排丝杆一用于辅助排线的部件，中点开关 3016是设置在丝杆中点的位置。当丝杆上的移动件在移动过程中，接触到中点开关3016时则会触发高电平(其他实施例中，也可以是低电平)，高电平信号经清零检测端口3015反馈至第一处理芯片3111，以清除对于中点开关3016之前脉冲数进行清零，可减少误差的累计。

第一处理芯片3111上的换相检测端口3018连接至丝杆两侧所设的限位开关3017。换相检测端口3018包括正向换相检测端口(图未示) 和反向换相检测端口(图未示)，限位开关3017包括正向限位开关(图未示)和反向限位开关(图未示)，正向限位开关和反向限位开关是分别设置在丝杆两侧，分别连接正向换相检测端口和反向换相检测端口，当丝杆上的移动件在排线电机的驱动下移动至丝杆两侧触碰到该限位开关时，则会触发该限位开关闭合(在其他实施例中，也可以是触发限位开关断开)。当限位开关3017闭合时，限位开关3017对应的换相检测端口3018会检测到一高电平((其他实施例中，也可以是低电平))，并输出至第一处理芯片3111，以使第一处理芯片3111生成控制排线电机反向转动的控制指令，并将该控制指令发送至驱动电路3300中用于控制排线电机的电路结构处，以控制排线电机反向运转。

电流检测端口3022用于获取驱动电路3300输出至电机的电流，以供第一处理芯片3111判断最终输出至该电机的电流是否存在异常，或者是判断最终输出至当前电机的电流是否如控制电路3100计算所得的电流。由于当前实施例中，拉丝机集成控制装置3000控制拉伸电机、收线电机和排线电机，所以电流检测端口3022可分别检测到最终发向每个电机(其中，电机包括如图所示的电机3024、电机3025和电机3026) 的驱动信号对应的电流值。当第一处理芯片3111通过电流检测端口3022 检测到发向某一电机的电流存在异常，则会进一步将该信息以通过人机端口3010，送至人机交互电路3012，再由人机交互电路3012的输出端人机界面形式反馈给用户，或者是触发警报，又或者是由第一处理芯片 3111生成暂时停机的控制指令，以控制拉丝机暂停，然后供用户检测异常原因。

其中，电流检测端口还用于从软件上实现过流保护，以避免因电流过大，造成电路异常损坏。

可以理解的，在其他实施例中，本申请所提供的拉丝机集成控制装置3000中的第一处理芯片3111还包括：电压检测端口(图未示)和调速电压输入端口(图未示)。其中，电压检测端口用于在张力检测部件是张力摆杆时，获取张力摆杆反馈的电压。调速电压输入端口是用于获取用户输入的目标电机频率对应的电压值。

第一处理芯片3111还包括制动控制端口3027，制动控制端口3027 连接刹车控制回路(图未示)的第二输入端，用于将制动控制指令经该端口输出至驱动电路3300中的刹车控制回路处，以使得刹车控制回路导通刹车控制回路的第一输入端和输出端，以驱动刹车控制回路输出端所连接的电磁阀(图未示)，以抱死收线电机，抵触消耗掉收线电机停机时的惯性。具体的，刹车控制回路的输出端连接电磁阀，电磁阀连接收线电机。

第一处理芯片3111还包括人机端口3010，用于与人机交互电路3012 连接，使得第一处理芯片3111实现与人机交互电路3012进行通信和交互数据。具体的，人机交互电路3012所包括的结构请参见下文人机交互电路3012部分的阐述。

请继续参见图3，第一处理芯片3111还包括：扩展接口3011。扩展接口3011用于为该装置扩展功能提供了接口。具体的，扩展接口3011 可以外接一可进行如简单信号处理的芯片，用于对简单信号进行电平转换的辅助工作。在其他实施例中，扩展接口3011还可以接带有低端的 ARM芯片，可以减少人机交互电路3012中的主板CPU的负载以及资源压力等。

第一处理芯片3111还包括：点动开关端口3004和复位端口3001，点动开关端口3004与一点动开关(图未示)连接，用于获取点动开关输出的指令。当用户通过点动开关输入一点动指令时，第一处理芯片 3111通过点动开关3004获取到点动开关输入的指令时，则会基于点动指令生成一可驱动电机前进一点(在其他实施例中可以定义为一步)的脉冲控制指令，并输出至驱动电路3300，以由驱动电路3300生成控制各个电机前进预设距离的驱动控制指令。其中，需要说明的是，点动开关多在调试或者拉丝机启动之前穿线时启用。

第一处理芯片还包括速度给定端口3005，速度给定端口3005用于获取用户希望电机运转的速度。其中，在当前实施例中，速度给定端口与拉丝机集成控制装置中的一旋钮开关连接，用于获取用户经过旋钮开关输入的目标拉伸电机频率。

第一处理芯片还包括：存储芯片端口3006。其中，存储芯片端口 3006用于与存储芯片连接。所连接的存储芯片是用于存储第一处理芯片 3111所需执行的功能对应的算法，或者是第一处理芯片3111获取到的数据或者是计算所得。

复位端口3001与一个复位开关连接，用于输出指令至第一处理芯片3111，以使得第一处理芯片3111复位相关数据。其中相关数据包括：拉丝计米数。在其他实施例中，复位开关还用于复位故障报警，即当拉丝机或者是集成控制装置中发生故障时，会产生故障报警，当解决了当前的故障之后，可以采用复位开关清除掉故障报警。

第一处理芯片3111还包括：缺相检测端口3007。缺相检测端口3007 与驱动电路3300中的缺相检测电路(图未示)的输出端连接，用于获取缺相检测电路检测结果。当检测到外部电源电路输入至驱动电路的电信号存在缺相时，则会经缺相检测端口将检测结果反馈至第一处理芯片3111，第一处理芯片3111在接收到该检测结果后，对应生成暂时停机的控制指令或其他指令，提示用户以便进行检修。

第一处理芯片3111还包括母线电压检测端口3008，用于获取母线上的电压，以判断母线上的电压是否异常，当母线电压超出设定的安全值时，则会进一步启动预警措施或者是启动相关器件消耗直流母线上的电压。

第一处理芯片3111还包括调试端口3009，其中，调试端口是用于对集成控制装置中的程序数据进行调试或者是更新时使用。

第一处理芯片3111还包括缓冲接触端口3019，缓冲接触端口3019 连接至驱动电路3300中缓冲保护电路(图3未示)，以以控制缓冲保护电路对电路实施保护，避免因电流变化过快，对后续的元器件造成过大的冲击，从而造成元器件的损坏。

第一处理芯片还保护温度检测端口3021，温度检测端口3021连接至温度传感器3020。在当前实施例中，温度传感器3020是设置在拉丝机集成控制装置中驱动电路上，具体是设置在驱动电路中发热器件的表面，用于监测发热器件的温度，并反馈至第一处理芯片3111处，以实现监测驱动电路3300中发热部件的温度，当监测得到发热器件的温度高于预设的报警值时，第一处理芯片会启动报警措施。具体的，报警措施包括：发出报警声响，或紧急停机等。

在其他实施例中，温度传感器3020还可以设置在其他所需的进行温度检测的位置。如拉丝机冷却***中某处，用于实时监测冷却***中冷却液的温度。

第一处理芯片3111还包括EST端口3002、RUN端口3003和3023 端口。其中，EST端口3002为急停端口，RUN端口为启动和/或停止端口，LED端口是用于指示灯，用于第一处理芯片控制指示灯的开关或者关闭。

请参见图4，图4为本申请一种拉丝机集成控制装置在一实施例人机交互电路4000的结构示意图。在当前实施例中，人机交互电路4000 连接第一处理芯片4012，具体的，人机交互电路4000通过RS485接口 4013和RJ45端口4012与第一处理芯片4012连接，具体是连接至第一处理芯片4012上的人机端口处。

人机交互电路4000包括第二处理芯片4001、PHY芯片4005和/或无线芯片4008。PHY芯片4005和/或无线芯片4008与第二处理芯片4001 连接。

其中，PHY芯片4005用于为外部终端与人机交互电路4000通信提供通信端口，具体的，PHY芯片4005的输出端顺次连接一网络变压器 4006和RJ45通信接口4007。PHY芯片4006用于交换机与拉丝机集成控制装置进行数据交换。无线芯片4008与第二处理芯片4001连接，用于人机交互电路4000与外部终端进行通信，其中，外部终端包括如手机、平板电脑、笔记本电脑等。

请继续参见图4，人机交互电路4000还包括FLASH芯片4003、电池4004、按键4014和显示屏幕4002。其中，在当前实施例中，按键4014 共有9个，用于用户通过按键4014输入其他相关指令至人机交互电路4000，在由人机交互电路转换输出至第一处理芯片或者是直接由人机交互电路处理并完成反馈。

人机交互电路4000还包括主晶振4011、RTC晶振4010和USB接口4009。其中，主晶振4011和RTC晶振4010用于为拉丝机集成控制装置计时。USB接口4009用于在用户需要通过USB接口4009的器件向装置中加载相关数据时，提供一可匹配的接口。

请参见图5，图5为本申请一种拉丝机集成控制装置5000在又一实施例中的结构示意图。图5所示实施例是对拉丝机集成控制装置5000 中的驱动电路5100做进一步的阐述。

驱动电路5100还包括整流电路5103、缓冲接触器5105、缓冲电阻 5104、滤波电路5106、开关5101和缺相检测电路5102。

其中，整流电路5103的输出端通过缓冲保护电路(图未标识)与滤波电路5106的输入端连接，滤波电路5106的输出端与逆变电路(图 5未标识)连接，整流电路5103用于对输入驱动电路5100的低压交流电进行转换，以得到预设电压的第一电信号。滤波电路5106用于将整流电路5103输出的预设电压的第一电信号做滤波处理后生成第二电信号，并输出至逆变电路中的IGBT组，以使得逆变电路按照控制电路5200 的控制要求，将滤波电路5106输出的第二电信号对应的电流转换成预设电压的交流电，并输出至所连接的电机处。

缓冲保护电路包括缓冲接触器5105和缓冲电阻5104。缓冲接触器 5105和缓冲电阻5104的输入端均与整流电路5103的输出端连接，缓冲接触器5105和缓冲电阻5104的输出端均与滤波电路5106的输入端连接，设置缓冲接触器5105和缓冲电阻5104作用是使得电流延时作用，避免因电流变化过快给相关元器件造成过大冲击，造成相关器件的损坏。

开关5101的输入端用于连接外部电源5001，开关的输出端与缺相检测电路5102的输入端连接，缺相检测电路5102的用于检测外部电源 5001输入的电流是否存在缺相。具体的，当前实施例中，缺相检测电路 5102为三相缺相检测电路。开关5101为空气开关用于保护电路，避免因电路中电流超出额定电流而烧坏。

缺相检测电路5102的输出端与整流电路5103的输入端连接，缺相检测电路5102的输出端还连接至控制电路5200中第一处理芯片5201 中的缺相检测端口(图5未示出)，用于将对电流检测的结果反馈至第一处理芯片5201，进一步保护电路，避免因接入缺相电流造成电路损坏。

同时参见图2和图5，驱动电路5100还包括第一电源转换电路5108、第二电源转换电路5107和第三电源转换电路5112。

其中，第一电源转换电路5108的输入端与直流母线连接，第一电源转换电路5108的输出端与第一IGBT组5109中的IGBT和第二IGBT 组5110中的IGBT连接，第一电源转换电路5108用于对取自直流母线上的电信号进行第一次转换，以获得一可以输出至第一IGBT组和第二 IGBT组的电信号，用于为各个IGBT提供驱动电源。

第二电源转换电路5107的输入端连接第一电源转换电路5108的输出端，第二电源转换电路5107的输出端连接至控制电路5200中的第一处理芯片5201，用于对第一处理芯片5201提供驱动电源，第二电源转换电路用于对经过第一次转换后的电源进行第二次转换，以获得第一处理芯片的额定电压，用于为第一处理芯片提供电源。具体地，在此过程中，第二电源转换电路5107的作用是用于将经过第一电源转换电路5108 转换所得的电信号进行二次转换，以获得一可以为第一处理芯片5201 提供驱动电源的电信号。

第三电源转换电路5112的输入端连接直流母线上，第三电源转换电路5112的输出端连接至第三IGBT组5111中的IGBT。第三电源转换电路5112用于自直流母线取电信号，并将取自直流母线的电信号进行电压转换之后，输出至第三IGBT组5111中的IGBT，用于为第三IGBT 组51111中的IGBT进行提供驱动电源。

第三电源转换电路5112的输出端还连接一刹车控制回路5116的第一输入端，刹车控制回路5116的输出端连接一电磁阀5117，电磁阀5117 连接至收线电机5003。刹车控制回路5116的第二输入端连接至控制电路5200，用于在接收到控制电路5200发出的制动指令时，导通刹车控制回路5116的第一输入端和输出端，以触发电磁阀5117抱死收线电机5003，用以克服收线电机5003在停机时的惯性。

请参见图6，图6为图5所对应的实施例中驱动电路细化结构示意图。

具体的，开关6001、缺相检测电路6109、整流电路6108、滤波电路6107的连接关系如图6所示。其中，需要说明的是，上文所提及的直流母线是指图6中标记的AB段和CD段，故第一电源转换电路6102 和第三电源转换电路6106均会连接至AB和CD处，用于自直流母线处取电信号进一步转换处理。采用共直流母线的结构，可以实现在电磁阀抱死收线电机时，因回收的动能所导致的母线侧的电流增大时，可以由直流母线两侧所连接的器件消耗所上升的那一部分的电能，避免电流过大造成器件损坏。

其中，第一电源转换电路中分别向第一IGBT组6103和第二IGBT 组6104提供驱动电源，其中图6中并没没有展示IGBT驱动芯片，关于 IGBT的连接关系请参见上述相关附图。

请继续参见图6，图6中在第一IGBT组和第二IGBT组输出端均有连接一第一电阻6006，用作电流测试点，其中针对每一路信号均会设置第一电阻用作电流的检测点。

第三电源转换电路6106的输出端分别连接第三IGBT组6105和刹车控制回路6110，用于为其提供驱动电源。其中，刹车控制回路6110 的包括第一输入端和第二输入端，第一输入端用于连接第三电源转换电路6106，第二输入端用于连接控制电路(图6未示)，刹车控制回路的输出端连接一电磁阀6004，电磁阀6004与收线电机6003连接。当刹车控制回路6110的第二输入端接收到控制电路的制动指令时，导通刹车控制回路6110的第一输入端与输出端，电磁阀6004启动以抱死收线电机6003，用于克服收线电机6003的停机时所产生的惯性。

图6中的6006是拉伸电机，与第一IGBT组6103连接，用于在驱动拉丝机中的拉伸部件。排线电机6005与第三IGBT组6105连接，其中，排线电机6005是步进电机。

请参见图7，在当前实施例中，本申请所提供的拉丝机集成控制装置进一步包括：冷却组件7000。图7是冷却组件7000的结构示意图，冷却组件7000设置靠近驱动电路一侧的，与驱动电路之间以可导热且防水防尘的材料分隔开。冷却组件7000包括设置有入口7001和出口 7002的容置腔7003。冷却液经容置腔的入口7001进入容置腔7003，经过容置腔7003所定义的路径再至出口流出，在这个过程中将驱动电路工作中所产生的热量传递出，实现为拉丝机集成控制装置进行冷却降温处理。

其中，本申请所提供的拉丝机集成控制装置均采用便于插拔的端口。所采用的便于插拔的端口使得用户的安装拉丝机集成控制装置时，或者是维修时，可实现快速拆卸或者是更换。

请参见图8，图8为一实施例中拉丝机集成控制装置的应用场景示意图。

由图可知，拉伸电机8005电源输入端与拉丝机集成控制装置8000 的PWM1端口(脉宽调制端口，本文的PWM2和PWM3均是第一处理芯片的脉宽调制端口)连接，拉伸电机8005输出端与拉伸部件8006相连，而拉伸部件8006在拉伸电机8005的带动下实现将伸线轮8007输出的被拉丝产品8012进行拉伸，排线电机8003电源输入端与拉丝机集成控制装置8000的PWM2端口连接，排线电机8003输出端与排线轮 8004(其他实施例中也可以是排线部件)相连，用于驱动排线轮8004 转动，收线电机8001电源输入端与拉丝机集成控制装置8000的PWM3 端口连接，收线电机8001的输出端与收线轮8002连接，用于驱动收线轮8002进行收线。而伸线轮8007、拉伸部件8006、定速轮8008、导轮 8009、排线轮8004和收线轮8001之间的连接是通过被拉丝机产品8012 连接，其中，在当前实施例中，伸线轮8007是在拉伸部件8006的带动下进行转动，以实现向拉伸部件8006输出被拉丝产品8012。当然在其他实施例中，也可以为伸线轮8007设置一独立的驱动电机或者装置，用以实现控制伸线轮8007转动为拉伸部件8006输出被拉丝产品。

在拉丝机***启动之前，用户将待拉丝机产品8012在点动开关的配合下，手动完成自伸线轮8007至拉伸部件8006的穿引，再至定速轮 8008再至导轮8009，由导轮8009再次回到定速轮8008，然后再接至排线轮8004，最后由排线轮8004接至收线轮8002的穿引。在完成上述对于待拉丝产品8012的穿引之后，用户通过拉丝机集成控制装置8000的人机交互界面及人机交互电路或其他输入器件输入目标拉伸电机频率。拉丝机集成控制装置中的控制电路在获取到该目标拉伸电机频率后，基于张力情况和拉丝机中各个电机频率间的关系求得目标收线电机频率和目标排线电机频率。

对应的，在已知目标拉伸电机频率、目标收线电机频率和目标排线电机频率后，控制电路中的第一处理芯片分别计算求得对应目标拉伸电机频率、目标收线电机频率和目标排线电机频率的电流，由于电机中的电阻可以看作是固定不变，所以可以基于欧姆定律或者其他相关电学原理求得各个电机频率对应的电压。然后基于求得的电压值求得驱动该电机的占空比值，最终第一处理芯片基于求得的占空比值并生成脉冲控制指令，并发送至驱动电路，以使得驱动电路输出对应的驱动信号至电机，使得各个电机在满足张力平衡的要求下进行运转。驱动电路中的IGBT 驱动芯片在获取到脉冲控制指令后，基于脉冲控制指令的生成控制IGBT 组中各个IGBT通断的驱动指令，以使得对应的IGBT可输出对应的驱动信号至所连接的电机。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种拉丝机集成控制装置，其特征在于，所述拉丝机集成控制装置用于对拉丝机中的设定数量个电机控制，所述设定数量个电机包括以下至少两个：拉伸电机、收线电机和排线电机；

所述装置包括：驱动电路和控制电路；

所述控制电路包括：第一处理芯片，所述第一处理芯片包括所述设定数量个脉宽调制端口，所述设定数量个脉宽调制端口分别与所述驱动电路连接，以分别输出脉冲控制指令至所述驱动电路；

所述驱动电路用于在接收到所述设定数量个脉宽调制端口输出的脉冲控制指令时，分别输出所述脉冲控制指令所对应的驱动信号至所述拉丝机中的所述设定数量个电机。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动电路包括：逆变电路，所述逆变电路包括设定数量个IGBT驱动芯片和设定数量个IGBT组；每个所述IGBT驱动芯片的输入端分别与所述控制电路中的一脉宽调制端口连接，所述IGBT驱动芯片的输出端与一所述IGBT组的输入端连接，每个所述IGBT组的输出端连接所述设定数量个电机中的一个。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述设定数量为三；

所述设定数量个IGBT组包括第一IGBT组、第二IGBT组和第三IGBT组，每个所述IGBT组包括多个IGBT；

其中，所述第一IGBT组的输出端与所述拉伸电机的电源输入端连接，所述第二IGBT组的输出端与所述收线电机的电源输入端连接，所述第三IGBT组的输出端与所述排线电机的电源输入端连接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动电路还包括第一电源转换电路、第二电源转换电路和第三电源转换电路；

其中，所述第一电源转换电路的输入端与直流母线连接，所述第一电源转换电路的输出端为所述第一IGBT组和所述第二IGBT组提供驱动电源，所述第一电源转换电路用于对直流母线输入的电源信号进行第一次转换，并将第一次转换后的电源信号输出至其连接的所述第一IGBT组和第二IGBT组；

所述第二电源转换电路的输入端连接所述第一电源转换电路的输出端，所述第二电源转换电路用于对经过第一次转换后的电源进行第二次转换，以获得第一处理芯片的额定电压，用于为所述第一处理芯片提供电源；

所述第三电源转换电路的输入端与所述直流母线连接，所述第三电源转换电路的输出端与所述第三IGBT组连接，用于对所述第三IGBT组提供驱动电源。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第三电源转换电路的输出端还连接一刹车控制回路的第一输入端，所述刹车控制回路的输出端与一电磁阀连接；所述刹车控制回路的第二输入端连接至所述控制电路，用于在接收到所述控制电路发出的制动指令时导通所述刹车控制回路的所述第一输入端和所述输出端，以触发电磁阀抱死所述收线电机。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述驱动电路还包括整流电路和滤波电路；

所述整流电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述逆变电路连接，所述整流电路用于对输入所述驱动电路的低压交流电转换成预设电压的第一电信号，所述滤波电路用于将所述整流电路输出的所述预设电压的第一电信号做滤波处理后生成第二电信号以输出至所述IGBT组。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述驱动电路还包括缓冲接触器、缓冲电阻、开关和缺相检测电路；

其中，所述缓冲接触器和所述缓冲电阻的输入端均与所述整流电路的输出端连接，所述缓冲接触器和所述缓冲电阻的输出端均与所述滤波电路的输入端连接；

所述开关的输入端连接外部电源，所述开关的输出端与所述缺相检测电路的输入端连接，所述开关为空气开关；

所述缺相检测电路的输出端与所述整流电路的输入端连接。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一处理芯片为多核处理芯片；

所述第一处理芯片还包括：张力检测端口、清零检测端口、换相检测端口和电流检测端口；

所述张力检测端口连接所述张力检测部件，用于获取所述张力检测部件反馈的张力信号；

所述清零检测端口连接至丝杆上中点开关；

所述换相检测端口连接至所述丝杆上的限位开关，其中，所述换相检测端口包括正向换相检测端口和反向换相检测端口，所述限位开关包括：正向限位开关和反向限位开关，当所述限位开关闭合时，所述限位开关对应的换相检测端口会检测到一高电平，并输出至所述第一处理芯片，以使得所述第一处理芯片生成控制所述排线电机反向转动的控制指令至所述驱动电路；

所述电流检测端口连接至所述驱动电路上的检测点，用于获取所述驱动电路输出至所述电机的电流值。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括人机交互电路，所述人机交互电路连接所述第一处理芯片；

所述人机交互电路包括第二处理芯片、PHY和/或无线芯片，所述PHY和/或所述无线芯片与所述第二处理芯片连接，所述PHY用于为外部终端与所述人机交互电路通信提供通信端口，所述无线芯片用于所述人机交互电路与外部终端进行通信。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一处理芯片还包括：点动开关端口和复位端口，所述点动开关端口与一点动开关连接，用于获取所述点动开关输出的指令，所述复位端口与一复位开关连接，用于输出指令至所述第一处理芯片，以使得所述第一处理芯片复位至少部分数据记录；

所述第一处理芯片还包括：缺相检测端口，所述缺相检测端口与所述驱动电路中的缺相检测电路的输出端连接，用于获取所述缺相检测电路检测的结果。