[发明专利]一种对定位对象进行定位的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制领域，尤其涉及一种对定位对象进行定位的方法和装置。

背景技术

经过了30多年的发展，可编程控制器(Programmable Logic Controller，PLC)目前已经成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。现在，PLC已经进入了包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。

图1是显示现有的PLC的硬件结构的示范性的示意图。其包括处理单元，存储器，输入/输出单元，通信接口及电源(未图示)等。

处理单元10分别连接存储器，输入/输出单元和通信接口，是PLC的运算和控制中心。

存储器根据其在PLC中的作用，分为以下3种：只读存储器11(Read Only Memory，ROM)，用户存储器12(User Memory，UM)和工作数据存储器13(Work Random Access Memory，Work RAM)。ROM11用于存储PLC的系统程序，用户不能更改。UM12用于存储用户根据功能要求而编写的应用程序(即梯形图：Ladder Program)。工作数据存储器13用于存储工作数据，工作数据是PLC运行时经常变化、经常存取的一些数据。工作数据存储器13例如还包括与输入单元对应的输入寄存器(未图示)以及作为各种内部寄存器的元件寄存器(未图示)等。

输入/输出单元使得PLC通过其与工业现场相联系，例如可以包括输入接口16和模拟输出接口18等。输入接口16接收操作指令、现场的状态信息和通过编码器18输出的反馈脉冲等。模拟输出接口15将控制信号等通过输出电路输出以驱动接触器、电机等执行元件。

通信接口例如可以包括串行通信接口14等。PLC利用串行通信接口14或以太网接口(未图示)与诸如变频器17的外部设备通信。

近年来，利用PLC控制变频器，并由变频器带动电机对诸如生产流水线等定位对象进行定位，已经成为工业生产中普遍应用的定位方法。

图2是显示现有的PLC的整体处理过程的流程图。

首先，PLC通电后进行初始化处理。然后进入循环工作过程，一次循环过程可归纳为四个工作阶段。

通用处理阶段：进行硬件检查、用户存储器检查等。检查正常后，才能进行下面的操作；若有异常情况，则根据错误的严重程度发出报警或停止PLC运行。

命令执行处理阶段：处理单元对用户程序即梯形图进行解释、执行；从输入寄存器、元件寄存器中读取状态；根据用户程序给出的逻辑关系进行运算，并将运算结果写入元件寄存器或其他数据内存区域。

输入/输出单元刷新处理阶段：在此阶段PLC进行输入/输出单元的刷新处理。

外围服务设备处理阶段：完成与外设端口(也是一种输入/输出单元)连接的外围设备(如变频器)的通信处理等。

图3是显示现有的通过PLC控制变频器对定位对象进行定位控制的系统构成的示范性示意图。该系统包括可编程逻辑控制器31，变频器32，电机33，编码器34和定位对象35。

现有技术中的定位方法中，用户事先在PLC31中设定一些操作量，如目标脉冲输出量M，启动脉冲频率f_start，目标脉冲频率f_object，加速比率r₊和减速比率r_-等。

目标脉冲输出量M对应期望的电机的运行量，即对应电机带动定位对象移动的总距离。

启动脉冲频率对应电机的启动速度，目标脉冲频率对应电机在恒速时的速度。加速比率表示电机在加速过程中脉冲频率周期递增的比率，减速比率表示电机在减速过程中脉冲频率周期递减的比率。设定这些值，可以控制电机的整个运转过程中的速度。

在PLC31的整体处理过程中，PLC31通过定时器实现中断处理，来定期计算假想脉冲输出量。定期计算的周期T可以由用户根据实际经验通过PLC31系统设定，例如为几毫秒。该假想脉冲输出量根据用户设定的操作量而计算得到。

在第i个计算周期T内的假想脉冲输出量Mi＝T*f_i，fi为该计算周期的脉冲频率。例如，如果该计算周期为第0个计算周期，则其脉冲频率为启动脉冲频率。

由于电机运转过程可以包括加速过程，恒速过程和减速过程。如果电机高速停止，则不包括减速过程。因此，

如果该计算周期处于加速过程，则f_i＝f_start+r₊*i；

如果该计算周期处于恒速过程，则f_i＝f_object；