[实用新型]一种运动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统。

背景技术

煤炭港口的翻车系统包括翻车机、定位机和推车机三大运动机构。它们之间紧密配合，协调动作，共同完成火车的翻卸工作。由于现场的实际需要，对其运动的速度、加速度和定位精度的要求非常高。

现有技术中，采用了运动控制模块(IMC-S)负责翻车系统的运动控制。可编程序逻辑控制器(PLC)负责向运动控制模块提供初始位置、速度、加速度和终止位置等数据，运动控制模块根据这些给定数据和增量型编码器反馈的数据，利用自己的算法程序，输出0-10V电压给变频器，变频器输出交变电压给电动机，从而达到速度可调的目的。同时，运动控制模块将编码器反馈的数据换算成位置数据传送到PLC。

现有技术的缺点在于，运动控制模块价格昂贵，且内部程序复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够克服上述缺点的运动控制系统。

本实用新型的运动控制系统包括PLC主机、高速计数模块和模拟量输出模块，其中，高速计数模块与PLC主机电信号连接，模拟量输出模块与PLC主机电信号连接，定位车、推车机和翻车机的编码器连接高速计数模块。

优选地，所述编码器的A、AN、B、BN输出端分别连接所述高速计数模块的A、AN、B、BN输入端。

优选地，所述高速计数模块具有4路编码器输入通道，其中三个通道用于定位车、推车机、翻车机的运动控制，并留有一个备用通道，所述模拟量输出模块具有4路模拟量输出通道，每个通道均能够单独组态成±10V、4-20mA、0-20mA等输出方式。

本实用新型的有益之处在于，系统简单，价格便宜。

附图说明

为了更好地理解本实用新型，参考以下附图：

图1是本实用新型的运动控制系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型的运动控制系统包括PLC主机、高速计数模块和模拟量输出模块。其中，高速计数模块与PLC主机电信号连接，模拟量输出模块与PLC主机电信号连接。高速计数模块拥有4路编码器输入通道，完全满足定位车、推车机、翻车机三个系统的运动控制需要，并留有一个备用通道；模拟量输出模块拥有4路模拟量输出通道，每个通道均能够单独组态成±10V、4-20mA、0-20mA等输出方式。

定位车、推车机、翻车机的编码器连接高速计数模块。具体地，编码器的A、AN、B、BN输出端分别接到高速计数模块的A、AN、B、BN输入端上。这样，高速计数模块就可以判断出定位车行走的方向和位置。然后PLC主机根据设定的控制方法计算出即时速度，并通过模拟量输出模块传送给变频器，变频器输出交变电压，从而控制速度值。其中模拟量输出模块输出的±10V电压包含速度信息和方向信息。

下面以定位车为例，详细讨论其控制方法：

定位车的运动分成加速阶段和减速阶段。

一、加速阶段

采用下面的公式为依据，进行速度计算：

Vup＝V0+at

式中Vup是加速即时速度，V0是初始速度，a是加速度，t是加速时间。

首先，用预达到的速度值Vpre与初始速度V0的差值除以设定的加速度a得到定位车从静止到设定速度Vpre需要的时间T，即

T＝(Vpre-V0)/a

然后用一个计时器指令(假设为T4:0)从0开始计时，计时器的预置值T4:0.PRE为T，计时器的累计值为T4:0.ACC。由此可得到定位车的加速即时速度Vup，

Vup＝V0+a*(T4:0.ACC)

即，随着T4:0.ACC的值从0到T，定位车的速度也会从V0到Vpre，实现了速度以加速度a匀速增加。

二、减速阶段

在定位车逐渐接近目标位置时，定位车必须逐渐减速直至停止。由于定位车的速度的实际输出值与给定值存在误差，所以这个阶段不能像加速阶段那样使用与时间相关的控制方式，必须使用与到达目标位置相差的距离相关的控制方式。可用以下公式来确定定位车的即时速度：

Vdown²-V0²＝2aS

式中Vdown为减速即时速度，因为到达目标位置定位车必须停止，所以V0为0，a为定位车减速时的加速度值，S为定位车现在的位置到目标位置的距离。则Vdown为2aS的开方值。