專利名稱：一種運動控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)。
背景技術：
煤炭港口的翻車系統(tǒng)包括翻車機、定位機和推車機三大運動機構。 它們之間緊密配合，協(xié)調動作，共同完成火車的翻卸工作。由于現場的 實際需要，對其運動的速度、加速度和定位精度的要求非常高?，F有技術中，采用了運動控制模塊(IMC-S )負責翻車系統(tǒng)的運動控 制。可編程序邏輯控制器(PLC)負責向運動控制模塊提供初始位置、速 度、加速度和終止位置等數據，運動控制模塊根據這些給定數據和增量 型編碼器反饋的數據，利用自己的算法程序，輸出0- 10V電壓給變頻器， 變頻器輸出交變電壓給電動機，從而達到速度可調的目的。同時，運動 控制模塊將編碼器反饋的數據換算成位置數據傳送到PLC。現有技術的缺點在于，運動控制模塊價格昂貴，且內部程序復雜。實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種能夠克服上述缺點的運動控制系統(tǒng)。本實用新型的運動控制系統(tǒng)包括PLC主機、高速計數模塊和模擬量 輸出模塊，其中，高速計數模塊與PLC主機電信號連接，模擬量輸出模 塊與PLC主機電信號連接，定位車、推車機和翻車機的編碼器連接高速 計數模塊。優(yōu)選地，所述編碼器的A、 AN、 B、 BN輸出端分別連接所述高速計數 才莫塊的A、 AN、 B、 BN輸入端。優(yōu)選地，所述高速計數模塊具有4路編碼器輸入通道，其中三個通道用于定位車、推車機、翻車機的運動控制，并留有一個備用通道，所述模擬量輸出模塊具有4路模擬量輸出通道，每個通道均能夠單獨組態(tài) 成土10V、 4-20mA、 0-20mA等輸出方式。本實用新型的有益之處在于，系統(tǒng)簡單，價格便宜。


為了更好地理解本實用新型，參考以下附圖 圖l是本實用新型的運動控制系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。本實用新型的運動控制系統(tǒng)包括PLC主機、高速計數模塊和模擬量 輸出模塊。其中，高速計數模塊與PLC主機電信號連接，模擬量輸出模 塊與PLC主機電信號連接。高速計數模塊擁有4路編碼器輸入通道，完 全滿足定位車、推車機、翻車機三個系統(tǒng)的運動控制需要，并留有一個 備用通道；模擬量輸出模塊擁有4路模擬量輸出通道，每個通道均能夠 單獨組態(tài)成士10V、 4-20mA、 Q-20mA等輸出方式。定位車、推車機、翻車機的編碼器連接高速計數模塊。具體地，編 碼器的A、 AN、 B、 BN輸出端分別接到高速計數模塊的A、 AN、 B、 BN輸 入端上。這樣，高速計數模塊就可以判斷出定位車行走的方向和位置。 然后PLC主機根據設定的控制方法計算出即時速度，并通過模擬量輸出 模塊傳送給變頻器，變頻器輸出交變電壓，從而控制速度值。其中模擬 量輸出模塊輸出的± 10V電壓包含速度信息和方向信息。下面以定位車為例，詳細討^侖其控制方法定位車的運動分成加速階段和減速階段。一、加速階段采用下面的公式為依據，進行速度計算 Vup=VO+at式中V叩是加速即時速度，VO是初始速度，a是加速度，t是加速時4間。首先，用預達到的速度值Vpre與初始速度V0的差值除以設定的加 速度a得到定位車從靜止到設定速度Vpre需要的時間T,即 T= ( Vpre-V0 ) /a然后用一個計時器指令(作i設為T4: 0)從0開始計時，計時器的預 置值T4: 0. PRE為T,計時器的累計值為T4: 0. ACC。由此可得到定位車的 加速即時速度Vup,Vup=V0+a*(T4: 0. ACC)即，隨著T4: 0. ACC的值從0到T,定位車的速度也會從VO到Vpre, 實現了速度以加速度a勻速增力口。 二、減速階段在定位車逐漸接近目標位置時，定位車必須逐漸減速直至停止。由 于定位車的速度的實際輸出值與給定值存在誤差，所以這個階段不能像 加速階段那樣使用與時間相關的控制方式，必須使用與到達目標位置相 差的距離相關的控制方式?？捎靡韵鹿絹泶_定定位車的即時速度Vdown2-V02=2aS式中Vdown為減速即時速度，因為到達目標位置定位車必須停止， 所以VO為0, a為定位車減速時的加速度值，S為定位車現在的位置到目 標位置的距離。則Vdown為2aS的開方值。這樣隨著定位車距離目標位置的不斷減小，定位車的速度也就越來 越小。另外，如果嚴格按照上述的減速階段的結果輸出，那么當定位車 在非常接近目標位置時，速度將會變的非常小，大大影響作業(yè)效率，有 時甚至到達不了目標位置，為了防止這種情況的發(fā)生，我們設定定位車 的最小速度為某一個固定值Vmin，當計算的結果小于這個值時，定位車 以這個最小值行走，當到達目標位置后，速度變?yōu)?。對于定位車的實際即時速度輸出Vt,應對比加速階段的即時速度Vup 和減速階段的速度Vdown,然后取兩者的小者作為定位車實際的速度輸 出。這一點非常重要，因為在實際運行中，很可能發(fā)生定位車正在加速 時，距離目標位置已經很近，定位車必須減速。最后，組態(tài)PLC模擬量模塊的輸出，當定位車的前行速度最大時， 設置輸出值為IOV，當定位車返回速度最大時，設置輸出為-10V。利用這種方案，可實現了系統(tǒng)的定位精度在士3mm，完全滿足現場工 況，并且系統(tǒng)簡單，價格便宜。上述實施例僅供說明本實用新型之用，而并非是對本實用新型的限 制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的情況下，還 可以做出各種變化和變型，因此，所有等同的技術方案也應屬于本實用 新型的范疇，本實用新型的專利保護范圍應由各權利要求限定。
權利要求1.一種運動控制系統(tǒng)，其特征在于，包括PLC主機、高速計數模塊和模擬量輸出模塊，其中，高速計數模塊與PLC主機電信號連接，模擬量輸出模塊與PLC主機電信號連接，定位車、推車機和翻車機的編碼器連接高速計數模塊。
2. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼器的A、 AN、 B、 BN輸出端分別連接所述高速計數模塊的A、 AN、 B、 BN輸入端。
3. 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高速計數模塊具 有4路編碼器輸入通道，其中三個通道用于定位車、推車機、翻車機的 運動控制，并留有一個備用通道，所述模擬量輸出模塊具有4路模擬量 輸出通道，每個通道均能夠單獨組態(tài)成士10V、 4-20mA、 0-20mA輸出方式。
專利摘要一種運動控制系統(tǒng)，包括PLC主機、高速計數模塊和模擬量輸出模塊，其中，高速計數模塊與PLC主機電信號連接，模擬量輸出模塊與PLC主機電信號連接，定位車、推車機和翻車機的編碼器連接高速計數模塊。本實用新型的系統(tǒng)簡單，價格便宜。
文檔編號B65G67/02GK201359693SQ20082023416
公開日2009年12月9日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權日2008年12月30日
發(fā)明者李長安, 李靖宇, 董傳博 申請人:中國神華能源股份有限公司;神華黃驊港務有限責任公司