[發明專利]一種熱模鍛壓力機的控制系統

有效

• 申請號: 201310559038.8
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103567342A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 馬繼斌;徐麗;陳暉;周鋒
• 申請（專利權）人: 江蘇揚力集團有限公司
• 主分類號: B21J9/20
• 分類號: B21J9/20
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

本發明涉及一種控制系統，特別涉及一種熱模鍛壓力機的控制系統，屬于壓力機控制技術領域。

背景技術

現有技術中，有一種熱模鍛壓力機的控制系統，主要用于工件的熱成型，它包括三相電源、變頻器、主電機及CPU模塊，三相電源依次通過斷路器、漏電保護器、交流電抗器與變頻器的交流電源輸入端相連，變頻器的交流電源輸出端與主電機相連，主電機的輸出軸與壓力機的飛輪傳動連接，飛輪與壓力機的偏心軸通過離合器進行扭矩傳遞，壓力機的偏心軸與飛輪同步轉動。

其不足之處在于：飛輪在下死點轉差率相對較高，且工作模式一般采用一行程模式，即在實際工作中頻繁制動，這就要求變頻器頻繁制動，由此導致母線電壓值升高，引起變頻器報警；熱模鍛壓力機對下死點精度要求相對較高，而一般封高顯示器顯示精度為0.1mm，不能滿足熱模鍛壓力機對工件成型精度的要求；熱模鍛壓力機檢測、監控點較多，如果將所有輸入輸出信號線直接接入CPU模塊必然導致配線繁瑣，且各線路之間互相干擾、線路穩定性差等問題。

發明內容

本發明目的是針對現有技術中的不足，提供一種熱模鍛壓力機的控制系統，能夠解決高轉差率狀況下頻繁制動引起的變頻器母線電壓升高報警，封高顯示裝置顯示精度不高以及CPU模塊接線繁瑣的問題。

本發明的目的是這樣實現的：一種熱模鍛壓力機的控制系統，包括三相電源、變頻器、主電機及CPU模塊，所述三相電源依次通過斷路器、漏電保護器、交流電抗器與所述變頻器的交流電源輸入端相連，所述變頻器的交流電源輸出端與所述主電機相連，所述主電機的輸出軸與壓力機的飛輪傳動連接，所述變頻器上連接有外部制動單元，所述外部制動單元上連接有制動電阻柜；所述CPU模塊通過RS485模塊與所述變頻器進行雙向高速串行通訊，CPU模塊和RS485模塊分別設置于擴展基板上，所述擴展基板上還設有本地I/O模塊、Mod-bus模塊、CC-link模塊和電源模塊，所述本地I/O模塊、Mod-bus模塊、CC-link模塊和電源模塊分別與所述CPU模塊進行雙向數據通訊；所述CC-link模塊通過CC-link專用電纜分別連接有遠程I/O模塊、遠程溫度模塊和模擬量模塊；壓力機各監測點的信號輸出端分別接入所述遠程I/O模塊的信號輸入端；所述遠程溫度模塊的信號輸入端連接有若干溫度傳感器，各所述溫度傳感器設于壓力機的相關運動副上；所述模擬量模塊的信號輸入端連接有用于測量系統氣壓值的壓力傳感器。

本發明工作時，變頻器將飛輪制動產生的動能通過變頻器中的逆變裝置轉換成電能儲存在變頻器的濾波回路中，外部制動單元實時對濾波回路的電壓值進行監控，當變頻器頻繁制動或因負載飛輪轉差率較大導致變頻器母線電壓升高到濾波回路耐壓峰值，外部制動單元和制動電阻柜開始工作，將儲存在濾波回路中的過高電能通過制動電阻柜以熱能形式消耗掉，直至母線電壓恢復至安全值。壓力機動作需要的諸多參數及反饋信息通過遠程I/O模塊、遠程溫度模塊和模擬量模塊傳輸至CC-link模塊，CC-link模塊作為控制與通訊鏈路系統實現遠程I/O模塊、遠程溫度模塊、模擬量模塊與CPU模塊的通訊。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：1、變頻器外接外部制動單元，通過制動電阻柜消耗飛輪產生的過高電能，避免變頻器母線電壓過高，確保了制動效果、有效保護了變頻器；2、由一根CC-link專用電纜形成工業現場總線，解決了CPU模塊配線繁瑣的問題，且CC-link專用電纜具有較高的抗干擾性能，避免各傳輸信號之間互相干擾，提高了線路穩定性。

作為本發明的進一步改進，所述壓力機的曲軸上設有角度編碼器，所述角度編碼器的信號輸出端連接有電子凸輪，所述電子凸輪與所述Mod-bus模塊雙向通訊連接；所述壓力機的封高調節桿上安裝有位移傳感器，所述位移傳感器的信號輸入端連接有10kHz正弦波輸入信號，位移傳感器的信號輸出端連接有封高顯示器，所述封高顯示器與Mod-bus模塊雙向通訊連接。位移傳感器采用10kHz正弦波輸入信號，其測量精度可達到0.001mm，控制精度高達0.01mm，可充分滿足熱模鍛壓力機對工件成型精度的要求。

作為本發明的進一步改進，所述CPU模塊通過以太網通訊接口與觸摸屏雙向通訊連接。觸摸屏上顯示用戶界面，壓力機動作需要的諸多參數設置及規范選擇、信息顯示等，是控制系統具有良好的人機界面。

作為本發明的進一步改進，所述變頻器上連接有直流電抗器。直流電抗器可將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規定值，保持變頻器的整流電流連續，減小電流脈動值，改善輸入功率因數。

作為本發明的優選方案，所述外部制動單元采用IBU-4220B型制動單元。