一种集中式机床节能控制系统及方法技术方案

本申请实施例提供一种集中式机床节能控制系统及方法，其中系统包括：数字电能表、主控单元、原控制系统、三相电机和服务器；数字电能表用于测量用电的电能值；主控单元用于进行数据采集与发送信息；原控制系统用于控制三相电机；三相电机与原控制系统相连接，用于带动机床工作；服务器与主控单元相连接，用于接收主控单元信息和向主控单元反馈信息。在本申请实施例中，实现了铣床、车床工作的节能控制，解决了铣、车床加工等过程中由于刀头变钝带来的能源浪费问题，对生产电能消耗进行了合理的控制，同时有效提高了生产的安全性。

A Centralized Machine Tool Energy-saving Control System and Method

【技术实现步骤摘要】
一种集中式机床节能控制系统及方法
本申请涉及机床节能控制
，尤其涉及一种集中式机床节能控制系统及方法。
技术介绍
当下，能源问题是我国面临的主要问题之一。有效的利用能源，最大限度的在生产和生活中节约能源，不仅关系到国家经济，也是企业和个人对社会的责任。我们需要各种新技术和新方法设计解决工业生产能源浪费问题。工业生产中存在大量的电力能源浪费，其在机加工生产过程中表现的比较突出。在铣、车床加工等利用刀具钻孔和切削的生产过程中，能源消耗主要是三相电机带动铣床、车床工作。而铣床、车床的刀头在切削一段时间后会出现变钝的情况，这样在加工完成同一种零件时消耗的电能就会逐渐增大，形成了能源浪费。现情况是机加工技师会根据经验和感官观察刀头的损坏情况暂停该机床加工进行新刀头的更换（旧刀头拿去磨），这样的主观判断往往存在不及时及误判的情况，而此时的电能浪费已经很严重。同时，一个技师往往会负责多个铣床、车床的管理，容易出现管理不到位的情况。目前还没有一种从能源管理角度对该类加工进行节能和安全控制的系统出现，从而协同指导技师完成铣床的工作管理，达到节省电能、安全生产的目的。
技术实现思路
本申请的多个方面提供一种集中式机床节能控制系统及方法，以解决现有技术中刀头在切削一段时间后会出现变钝的情况，这样在加工完成同一种零件时消耗的电能就会逐渐增大，形成了能源浪费的问题。本申请实施例提供一种集中式机床节能控制系统，包括：数字电能表、主控单元、原控制系统、三相电机和服务器；所述数字电能表用于测量用电的电能值；所述主控单元用于进行数据采集与发送信息；所述原控制系统用于控制所述三相电机；所述三相电机与所述原控制系统相连接，用于带动机床工作；所述服务器与所述主控单元相连接，用于接收所述主控单元信息和向所述主控单元反馈信息。进一步的，还包括开关电源，所述开关电源的输入端与工业三相电相连接，所述开关电源的输出端与所述主控单元相连接，用于将工业三相电转换为所述主控单元用的电压。进一步的，所述主控单元包括功率寄存器和计件寄存器，所述计件寄存器用于计加工件数，所述功率寄存器内存储有规定的电能消耗值P1和P2。进一步的，所述主控单元根据每次加工完一个工件的电能消耗值P与所述功率寄存器内存储有规定的电能消耗值P1和P2进行比对，根据比对结果控制所述原控制系统，并给所述服务器发送信号。进一步的，所述主控单元通过RS485总线和所述服务器相连，所述主控单元通过RS485总线与所述数字电能表进行数据传输。进一步的，所述主控单元通过无源开关点和所述原控制系统的启动按钮相连。本申请实施例还提供一种集中式机床节能控制方法，包括：上电后进行初始化过程；主控单元发送ID号给服务器，所述服务器通过所述ID号判断机床是否工作，若机床工作，所述主控单元访问IO口，检测是否有启动信号，若检测到启动信号，开始计加工件数及读取数字电能表的电能值，当所述主控单元检测到停止信号后再读数字电能表的电能值，两次的电能值的差值，即为单个电能消耗值P；每次加工完一个工件的电能消耗值P与规定的电能消耗值P1和P2进行比对，并根据比对结果进行处理。进一步的，所述上电后进行初始化过程包括：复位所述主控单元程序，恢复功率寄存器P1、P2和计件寄存器的数据。进一步的，每次加工完一个工件的电能消耗值P与规定的电能消耗值P1和P2进行比对，并根据比对结果进行处理，具体为：当电能消耗值P<P1时，不做处理；当电能消耗值P1<P<P2时，计件寄存器进行计数加一，超过五次则向所述服务器发送报警信息，由所述服务器做提醒处理，要求技师考虑更换刀片，于此同时加入五秒的启动延时；当电能消耗值P2<P时，计件寄存器进行计数加二，超过五次则向所述服务器发送报警信息，由所述服务器做关闭信号，所述主控单元的无源开关打开，原控制系统无法接收到启动信号，达到锁住三相电机的目的，并且只有在所述服务器在中断中做复位处理后才能启动三相电机的工作。在本申请实施例中，实现了铣床、车床工作的节能控制，解决了铣、车床加工等过程中由于刀头变钝带来的能源浪费问题，对生产电能消耗进行了合理的控制，同时有效提高了生产的安全性。具体的，主控单元通过RS485总线和服务器控制端进行信息传输：可向服务器上传当前系统状态；服务器向系统下发重置等指令；主控单元通过读取数字电能表的数据，结合之前的寄存器信息，完成对三相电机的控制，实现对机床供电的通与断，从而实现对加工机床的控制，满足了机床工作中的节能要求，同时还设计了节能预警和锁死等功能，实现了对机床的安全管理。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请一实施例提供的一种集中式机床节能控制系统的示意图；图2为本申请一实施例提供的一种集中式机床节能控制方法的工作流程图。其中：1-数字电能表；2-原控制系统：3-三相电机；4-主控单元；5-服务器；6-开关电源。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。图1为本申请一实施例提供的一种集中式机床节能控制系统的示意图。如图1所示，该系统包括：数字电能表、主控单元、原控制系统、三相电机和服务器；数字电能表用于测量用电的电能值；主控单元用于进行数据采集与发送信息；用于获取数字电能表数据、控制原控制系统和给服务器发送信号。主控单元包括功率寄存器和计件寄存器，计件寄存器用于计加工件数，功率寄存器内存储有规定的电能消耗值P1和P2。主控单元根据每次加工完一个工件的电能消耗值P与功率寄存器内存储有规定的电能消耗值P1和P2进行比对，根据比对结果控制原控制系统，并给服务器发送信号。原控制系统用于控制三相电机；三相电机与原控制系统相连接，用于带动机床工作；服务器与主控单元相连接，用于接收主控单元信息和向主控单元反馈信息。还包括开关电源，开关电源的输入端与工业三相电相连接，开关电源的输出端与主控单元相连接，用于将工业三相电转换为主控单元用的电压。主控单元通过RS485总线和服务器相连，主控单元通过RS485总线与数字电能表进行数据传输。主控单元通过无源开关点和原控制系统的启动按钮相连。无源开关点用于进行锁住系统，禁止设备再次启动运行。采集点，采集点监控原控制系统的运行状态，启动与停止信号或电机的电压，来识别设备是否正在加工。具体实现时，通过读取数字电能表的数据核算加工某种零件的电能消耗，当电能消耗过大达到功率寄存器内存储有规定的电能消耗值P2的话，主控单元控制原控制系统自动切停三相电机电源，这时技师应该更换刀头才可以恢复系统。但在功率寄存器内存储有规定的电能消耗值P1和P2之间的时候，服务器进行报警预警，提醒技师注意查看问题并可更换刀头。当小于功率寄存器内存储有规定的电能消耗值P1时，三相电机正常工作。图2为本申请一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集中式机床节能控制系统，其特征在于，包括：数字电能表、主控单元、原控制系统、三相电机和服务器；所述数字电能表用于测量用电的电能值；所述主控单元用于进行数据采集与发送信息；所述原控制系统用于控制所述三相电机；所述三相电机与所述原控制系统相连接，用于带动机床工作；所述服务器与所述主控单元相连接，用于接收所述主控单元信息和向所述主控单元反馈信息。

【技术特征摘要】
1.一种集中式机床节能控制系统，其特征在于，包括：数字电能表、主控单元、原控制系统、三相电机和服务器；所述数字电能表用于测量用电的电能值；所述主控单元用于进行数据采集与发送信息；所述原控制系统用于控制所述三相电机；所述三相电机与所述原控制系统相连接，用于带动机床工作；所述服务器与所述主控单元相连接，用于接收所述主控单元信息和向所述主控单元反馈信息。2.根据权利要求1所述的集中式机床节能控制系统，其特征在于，还包括开关电源，所述开关电源的输入端与工业三相电相连接，所述开关电源的输出端与所述主控单元相连接，用于将工业三相电转换为所述主控单元用的电压。3.根据权利要求1或2所述的集中式机床节能控制系统，其特征在于，所述主控单元包括功率寄存器和计件寄存器，所述计件寄存器用于计加工件数，所述功率寄存器内存储有规定的电能消耗值P1和P2。4.根据权利要求3所述的集中式机床节能控制系统，其特征在于，所述主控单元根据每次加工完一个工件的电能消耗值P与所述功率寄存器内存储有规定的电能消耗值P1和P2进行比对，根据比对结果控制所述原控制系统，并给所述服务器发送信号。5.根据权利要求1所述的集中式机床节能控制系统，其特征在于，所述主控单元通过RS485总线和所述服务器相连，所述主控单元通过RS485总线与所述数字电能表进行数据传输。6.根据权利要求1所述的集中式机床节能控制系统，其特征在于，所述主控单元通过无源开关点和所述原控制系统的启动按钮相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：方强，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心，
类型：发明
国别省市：天津,12