多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法、系统、设备及存储介质
阅读说明：本技术 多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法、系统、设备及存储介质 (Multi-blade longitudinal cutting curling and unwinding speed control method, system, equipment and storage medium ) 是由 杨君伟 张晓辰 于 2021-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法、系统、设备及存储介质,所述控制系统用于实施该方法,所述方法包括：利用PLC控制器按照导开交流变频器的额定频率,设定卷曲交流变频器的输入模拟信号的电压值；获取卷曲交流变频器按照设定的输入模拟信号实际运行时,输出的直流模拟信号；并将卷曲交流变频器的实际运行时,输出的直流模拟信号作为导开交流变频器的输入模拟信号,驱动导开交流变频器运行。以一个模拟量输出通道,同时驱动导开交流变频器和卷曲交流变频器旋转电机,实现了两个主动旋转负载间的线速度匹配,避免了对橡胶产品的拉伸。(The invention discloses a method, a system, equipment and a storage medium for controlling the curling and unwinding speed of multi-blade longitudinal cutting, wherein the control system is used for implementing the method and comprises the following steps: setting the voltage value of an input analog signal of the curled alternating-current frequency converter according to the rated frequency of the conducted alternating-current frequency converter by using a PLC (programmable logic controller); acquiring a direct current analog signal output by a curled alternating current frequency converter when the curled alternating current frequency converter actually operates according to a set input analog signal; and when the curled alternating-current frequency converter actually runs, the output direct-current analog signal is used as an input analog signal of the open alternating-current frequency converter to drive the open alternating-current frequency converter to run. The rotating motors of the leading-out alternating current frequency converter and the curling alternating current frequency converter are driven by one analog quantity output channel simultaneously, so that the linear speed matching between two driving rotating loads is realized, and the stretching of rubber products is avoided.)
技术领域
本发明涉及轮胎行业技术领域，尤其涉及一种多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
轮胎行业中橡胶制品是产品主要组成部分，多刀纵裁设备会把宽度大的料卷分裁成各种小尺寸宽度的料卷，以方便其他工序使用。在生产过程中，因为设备需要把已经缠绕成一卷的橡胶制品重新导开，分裁完成后再次卷曲成一卷，在导开和卷曲的过程中如果卷曲辊与导开辊的额定线速度不一致，就会使胶片形成拉伸，影响产品的宽度和厚度，造成次品率概率较大。因此，为了提高产品成品率，需要一种多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法及控制系统。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法、系统、设备及存储介质，实现两个主动辊之间的线速度准确匹配。
为了实现上述目的，一种多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法，包括如下步骤：
S1、利用PLC控制器按照导开交流变频器的额定频率，设定卷曲交流变频器的输入模拟信号的电压值；
S2、获取卷曲交流变频器按照设定的输入模拟信号的电压值实际运行时，输出的直流模拟信号；
S3、将卷曲交流变频器的实际运行时，输出的直流模拟信号作为导开交流变频器的输入模拟信号，驱动导开交流变频器运行。
进一步优选的，所述导开交流变频器的额定频率，设置为50HZ，将导开交流变频器以额定频率工作时，导开辊达到的线速度作为设备全线的线速度上限。
进一步，优选的，在S1中，所述设定卷曲交流变频器的输入模拟信号的电压值；包括以下步骤：
S101、以导开交流变频器在额定频率下驱动导开辊运行时，导开辊的线速度作为 设备全线的线速度上限值；根据导开辊的额定线速度与卷曲辊的额定线速度的比例关 系，设定卷曲辊的额定线速度为；其中，N为比例系数；为卷曲辊的额定线速 度，为导开辊的额定线速度；
S103、按照下述公式换算卷曲辊的额定线速度与转速的关系：；其中， D1为卷曲辊直径，n1为卷曲辊的转速；
S104、根据卷曲交流变频器的频率与卷曲辊的转速成正比；输入模拟信号的电压 值与卷曲交流变频器的频率成正比，计算当设备全线的线速度达到上限值时，按照S101 设定的比例关系，计算对应的卷曲辊的实际运行频率的最大值，根据卷曲辊的实际运行频 率的最大值，计算卷曲交流变频器的输入模拟信号的电压值。
进一步优选的，在S104按照如下公式计算，当设备全线的线速度达到上限值 时，对应的卷曲辊的实际运行频率的最大值：
其中，F1上限为卷曲辊频率达到最大值，F2为导开辊的实际运行频率，卷曲承切辊电 机额定转速为n1，减速机减速比为k1，卷曲辊直径为D1，则；导开辊电机 额定转速为n2，减速机减速比为k2，导开辊直径为D2，则。
本发明还提供一种设备，包括处理器与存储器，所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如上所述多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法的步骤。
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法的步骤。
本申请公开的多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法、系统、设备及存储介质，与现有技术相比至少具有以下有益效果：
1、本申请提供的控制方法及系统，使用PLC控制器中一路模拟量输出通道控制卷曲交流变频器，当卷曲交流变频器驱动电机旋转时，变频器会根据当前反馈的实际频率，在卷曲交流变频器的模拟量输出通道成正比等比例的输出一个直流模拟量信号，此模拟量信号作为导开交流变频器的速度给定信号输入到变频器的模拟量输入通道，以此来驱动导开交流变频器旋转电机，实现了两个主动旋转负载间的线速度匹配，避免了对橡胶产品的拉伸。
2、本申请提供的控制方法及系统，根据卷曲承切辊的直径大于导开辊的直径，以导开辊的额定线速度作为设备全线线速度上限，避免出现线速度上的失配，导致设备产生故障，影响设备的正常使用。
3、本申请提供的控制方法及系统，相比于利用PLC两路输出，分别驱动导开变频器及卷曲交流变频器，采用一路模拟量输出通道，电路结构简单。
附图说明
图1为本发明多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法的流程示意图；
图2为多刀设备上卷曲承切辊与导开辊的相对位置示意图；
图3（a）为优化前模拟量信号与变频器的布置方案的示意图；
图3（b）为优化后模拟量信号与变频器的布置方案的示意图；
图4为模拟量信号与变频器的基频的比例关系示意图；
图5为卷曲交流变频器模拟量信号与卷曲承切辊负载线速度的比例关系示意图；
图6为变频器频率与负载线速度的比例关系示意图；
图中：
1、料卷；2、卷曲辊；3、导开辊。
具体实施方式
以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明一方面实施例提供的多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法；包括以下步骤：
S1、利用PLC控制器按照导开交流变频器的额定频率，设定卷曲交流变频器的输入模拟信号的电压值；
S2、获取卷曲交流变频器按照设定的输入模拟信号实际运行时，输出的直流模拟信号；
S3、将卷曲交流变频器的实际运行时输出的直流模拟信号作为导开交流变频器的输入模拟信号，驱动导开交流变频器运行。
在S1中，以导开交流变频器的额定频率50HZ，作为基准频率；将导开交流变频器以额定频率工作时，导开辊达到的线速度作为设备全线的线速度上限。
进一步，设定卷曲交流变频器的输入模拟信号时，按照理想状态下，变频器的输入模拟信号的电压值与输出模拟信号的电压值相等进行计算。
如图2所示，在一个优选的实施例中，按照导开交流变频器的额定频率，设定卷曲交流变频器的输入模拟信号，包括以下方法：
以导开交流变频器按照额定频率工作时的线速度为设备全线的线速度上限； 则有：
；（公式1）
其中，V1线为卷曲辊的额定线速度；V2线为导开辊的额定线速度；N为比例系数；
根据线速度与转速的关系式：
（公式2）
（公式3）
其中，n1为卷曲辊的转速；n2为导开辊的转速；D1为卷曲承切辊的直径；D2为导开辊的直径，且D1>D2。
因此，上述公式2可以变形为以下形式：；
同理，公式3可以变形为以下形式：；
如图4至图6所示，卷曲交流变频器的频率与卷曲辊的转速成正比；
因此，变形后的公式2等效为；
同理，变形后的公式3等效为；
其中，为实际运行时卷曲辊频率，为实际运行时导开辊频率；D1为卷曲承切辊 的直径；D2为导开辊的直径，且D1>D2；
因为设定的输入模拟信号的电压值越大频率越大，根据输入模拟信号的电压值与卷曲交流变频器的频率成正比，卷曲交流变频器的输入模拟信号的电压值可以等效为：根据频率与线速度的关系进行设定，但是全线设备的线速度为定值，因此，以导开辊的额定频率作为实际运行时，导开辊的频率最大值，推导出卷曲辊的实际运行频率，由卷曲辊的实际运行频率，得出变频器的输出模拟信号；根据变频器的输出模拟信号与输入模拟信号相等，即可得出变频器的输入模拟信号。
由于导开辊变频器的输入模拟信号与卷曲交流变频器的输出模拟信号相等；根据变频器的输入输出特性，输入模拟信号的电压与输出模拟信号的电压相等；相同变频器的电压值与频率的比例系数相等；因此，导开辊变频器的输入模拟信号的电压U1等于卷曲交流变频器的输入模拟信号 U2时，则有
；
；（公式4）
其中，F1为实际运行时的卷曲辊频率，F2为实际运行时的导开辊频率；卷曲辊直径为D1 ；导开辊直径为D2；
当导开辊实际运行频率为额定频率=50HZ时，根据公式1中，设定的全线设备的速 度限制，；此时，卷曲辊频率达到上限值F1上限；需要根据公式1的比例关系， 求得满足设备全线按照统一的速度运行时的频率值。
；（公式5）
其中，F1上限为卷曲辊频率达到上限值，卷曲承切辊电机额定转速为n1，减速机减速 比为k1，卷曲辊直径为D1，则；导开辊电机额定转速为n2，减速机减速比 为k2，导开辊直径为D2，则
在一个具体实施例中，假设卷曲辊的额定线速度为V1线=40m/min；导开辊的额定线速度为V2线=30m/min；V2线/V1线=3/4，即N=3/4。
由于，额定线速度为按照额定频率工作时的线速度；因此，此时导开辊的额定频率达到了50HZ；即F2=50HZ。为了满足全线速度相等，需要根据额定线速度满足的比例关系，按比例缩小卷曲辊的频率值，作为卷曲辊按照全线统一的线速度，实际运行时的实际频率值。因此，此时卷曲辊的频率达到的最大值F1上限=NF2=37.5HZ。即以该频率运行时，卷曲辊的线速度与导开辊的线速度保持一致，均为30m/min。实际运行时，由于线速度测量误差大，即可在设定卷曲辊的频率上限值时，按照公式5所示的，各个电气参数，进行设定。
由此，当导开变频器基频改变时，根据变频器对应的基频修改参数，把卷曲交流变频器相应的参数修改为上式推导出来的结果即可。
根据计算得出的变频器实际运行频率，以实际运行频率对应计算输入模拟信号的等效电压值时，可以采用以下方法：
根据图4所示的模拟量信号与变频器的基频的比例关系，采集以往变频器的实际运行频率以及输入的模拟信号的电压值；采用EXCEL进行曲线拟合，根据拟合得出的曲线，选择拟合度最接近1的曲线，选择拟合关系式，由于模拟量信号与变频器的频率存在比例关系，一般变频器的实际运行频率与输入的模拟信号的电压值，符合正比例关系式，即可得到变频器的实际运行频率与输入的模拟信号的电压值的正比例关系式。
因此，根据导开辊的额定频率，按照上述公式5计算得出卷曲辊的实际运行频率；即变频器的实际运行频率。根据变频器的输入模拟信号的电压与输出模拟信号的电压相等，因此将变频器的实际运行频率输入到拟合得到的变频器的实际运行频率与输入的模拟信号的电压值的正比例关系式中，计算得出输入的模拟信号的电压值。
与如图3（a）所示的控制系统的传统连接方式不同，如图3（b）所示，本发明还提供一种多刀纵裁卷曲与导开速度控制系统，用于实施上述控制方法，包括PLC控制器、卷曲交流变频器、导开交流变频器、导开辊和卷曲辊。
所述PLC控制器，用于获取导开交流变频器的额定频率，根据导开辊按照额定频率转动时的线速度，设定卷曲交流变频器的输入模拟信号的电压值；
所述卷曲交流变频器，用于根据输入模拟信号的电压值，等量输出直流模拟信号的电压值；利用直流模拟信号的电压值驱动卷曲辊转动；
所述导开交流变频器，用于获取卷曲交流变频器按照设定的输入模拟信号实际运行时，输出的直流模拟信号的电压值，驱动导开辊转动。
在本申请一个实施例中，导开交流变频器的额定频率，设置为50HZ，将导开交流变频器以额定频率工作时，达到的线速度作为设备全线的线速度上限。
优选的，根据如下公式计算，当设备全线的线速度达到上限值V2线时，对应的卷曲辊的实际运行频率的最大值：
（同公式5）
其中，F1上限为卷曲辊频率达到上限值，卷曲承切辊电机额定转速为n1，减速机减速 比为k1，卷曲辊直径为D1，则；导开辊电机额定转速为n2，减速机减速比 为k2，导开辊直径为D2，。
本发明还提供一种设备，包括处理器与存储器，所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如上述多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法的步骤。
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述多刀纵裁卷曲与导开速度控制方法的步骤。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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