專(zhuān)利名稱(chēng)：高爐環(huán)行吊車(chē)同步運(yùn)行的控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣自動(dòng)控制領(lǐng)域，特別是高爐環(huán)行吊車(chē)大車(chē)框架中軸線偏差糾正和大車(chē)走行同步運(yùn)行的控制方法和裝置。
高爐圓形出鐵場(chǎng)要使用環(huán)行吊車(chē)，環(huán)行吊車(chē)在兩個(gè)不同半徑的環(huán)形軌道上運(yùn)行時(shí)，必須保證內(nèi)外環(huán)上的車(chē)輪中心有相同的角速度，即內(nèi)外環(huán)上車(chē)輪的切線速度之比必須等于內(nèi)外環(huán)的半徑比，即必須保證內(nèi)外車(chē)輪同步運(yùn)行。但在實(shí)際使用中，由于種種原因，設(shè)計(jì)得再好的環(huán)行吊車(chē)，如果沒(méi)有相應(yīng)的控制系統(tǒng)相配合，也很難保證實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行。其原因是多方面的，主要原因有a.車(chē)輪的直徑尺寸不可能沒(méi)有公差，即使沒(méi)有公差，在使用過(guò)程中不可能不磨損，也不可能是均勻磨損。
b.內(nèi)外側(cè)的減速機(jī)的速比，也不可能與理論數(shù)據(jù)完全相同，因?yàn)橹挥旋X輪的齒數(shù)出現(xiàn)小數(shù)才能滿(mǎn)足理論速比的要求，而且，齒輪本身還有齒側(cè)間隙。
c.電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速雖是定數(shù)，但其特性曲線也不可能完全一致。
因此必須用電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)保證吊車(chē)內(nèi)外軌走行輪的同步運(yùn)行和在運(yùn)行中大車(chē)框架中軸線始終與不軌半徑相重合(即無(wú)偏差運(yùn)行)。
近年來(lái)，開(kāi)發(fā)了一些高爐環(huán)行吊車(chē)電氣控制系統(tǒng)，包括德國(guó)的、東歐一些國(guó)家，但是這些控制系統(tǒng)都只能完成這些控制任務(wù)的一部分。例如前蘇聯(lián)專(zhuān)利SU1253939給出了一種吊車(chē)同步運(yùn)行設(shè)備，在走行輪上設(shè)有旋轉(zhuǎn)傳感器，用以比較走行輪的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)到偏差時(shí)對(duì)相關(guān)的走行機(jī)構(gòu)自動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)。日本專(zhuān)利JP07061769給出了一種用V/F變頻器使吊車(chē)同步運(yùn)行的方法，用V/F變頻器控制電機(jī)速度，手動(dòng)操作吊車(chē)的機(jī)械制動(dòng)器。當(dāng)給上機(jī)械制動(dòng)器而減速時(shí)，變頻器的輸出頻率與運(yùn)行速度同步。
本發(fā)明的目的是提供一種帶有輸入、輸出接口的微機(jī)PLC控制裝置、交流變頻器VVVF控制裝置、檢測(cè)反饋控制裝置以及遙控器、控制臺(tái)、工作制選通單元、電動(dòng)機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所組成的環(huán)行吊大車(chē)同步運(yùn)行和中軸線偏差自動(dòng)糾正電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是利用所述的控制裝置對(duì)大車(chē)用同步運(yùn)行進(jìn)行控制的方法，該方法是計(jì)算走行同步誤差，計(jì)算大車(chē)框架中軸線與外環(huán)軌半徑之間的偏差，計(jì)算同步運(yùn)行誤差在各標(biāo)定區(qū)段內(nèi)的補(bǔ)正值，采用逐步逼近法進(jìn)行控制。
按照本發(fā)明的高爐環(huán)行吊車(chē)大車(chē)框架中軸線偏差糾正和大車(chē)走行同步運(yùn)行的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，由微機(jī)PLC控制裝置、交流變頻器VVVF控制裝置、檢測(cè)控制反饋裝置相互連接而成，并置的遙控器和控制臺(tái)通過(guò)工作制選通單元和交流變頻控制裝置的入口端相接，誤差顯示器和微機(jī)PLC控制裝置的數(shù)字輸出接口相接，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別和變頻控制裝置的出口端相接并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和檢測(cè)反饋裝置相接。
按照本發(fā)明的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的微機(jī)PLC控制裝置由電源、數(shù)字輸入接口、數(shù)字輸出接口，高速計(jì)數(shù)接口，模擬輸出接口，與這些接口相連接的中央處理單元，與模擬輸出接口相連接的電流電壓電源轉(zhuǎn)換單元所組成，所述的數(shù)字輸出接口和上述誤差顯示器相接，所述的數(shù)字輸入裝置與工作制選通單元相接，高速計(jì)數(shù)接口、數(shù)字輸入接口分別和檢測(cè)反饋裝置相接。
按照本發(fā)明的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的交流變頻器VVVF控制裝置由入口端的主令給定單元、給定分配單元、給定合成單元、兩個(gè)并列的光電隔離單元以及兩個(gè)作為出口端的交流變頻器相串接而成。兩個(gè)交流變頻器分別和兩臺(tái)電機(jī)相接，兩個(gè)交流變頻器還和微機(jī)控制裝置的數(shù)字輸出接口相接，給定合成單元?jiǎng)t和微機(jī)控制裝置的另一個(gè)輸出端電流電壓轉(zhuǎn)換單元相接。
按照本發(fā)明的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的由兩套大車(chē)內(nèi)外走行輪的位置、速度檢測(cè)裝置的鑒相單元、脈沖發(fā)生器、大車(chē)框架中軸線與環(huán)軌半徑相重合狀況的偏差檢測(cè)裝置的鑒相單元和脈沖發(fā)生器以及標(biāo)定單元所組成，鑒相單元和標(biāo)定單元均和微機(jī)PLC控制裝置輸入接口相接。
按照本發(fā)明，環(huán)行吊車(chē)大車(chē)內(nèi)外走行輪電動(dòng)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)電氣裝置是交流變頻裝置，兩套帶電氣制動(dòng)單元PWM控制的交流變頻器VVVF的輸出電壓和頻率受模擬量給定信號(hào)的控制。調(diào)速給定電壓信號(hào)由主令給定單元發(fā)出后，經(jīng)給定分配單元分成兩路，一路經(jīng)光電隔離單元直接控制內(nèi)軌走行交流變頻器，另一路送給定合成單元，與由微機(jī)模擬輸出接口輸出的同步運(yùn)行和中軸線糾偏的控制信號(hào)經(jīng)電流/電壓轉(zhuǎn)換單元的調(diào)節(jié)信號(hào)合成，經(jīng)光電隔離后控制外軌走行交流變頻器。大車(chē)走行的同步調(diào)節(jié)和中軸線糾偏調(diào)節(jié)控制以?xún)?nèi)軌走行為基準(zhǔn)，對(duì)外軌進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)走行給定電壓為V1(對(duì)應(yīng)大車(chē)走行速度v1)時(shí)，內(nèi)軌走行交流變頻器的給定電壓V1，外軌走行交流變頻器的給定電壓為V1±ΔV1，其中±ΔV1為調(diào)節(jié)量。
±ΔV1調(diào)節(jié)量是由微機(jī)控制裝置發(fā)出的。微機(jī)PLC高速計(jì)數(shù)接口接收來(lái)自安裝在內(nèi)外軌走行從動(dòng)輪上的兩個(gè)增量型脈沖發(fā)生器經(jīng)鑒相單元鑒相后的脈沖信號(hào)，即位移、速度檢測(cè)裝置的信號(hào)，經(jīng)同步運(yùn)行誤差計(jì)算和自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)算，輸出調(diào)節(jié)信號(hào)±ΔV1，對(duì)內(nèi)外軌進(jìn)行同步調(diào)節(jié)控制，當(dāng)環(huán)行吊車(chē)運(yùn)行經(jīng)過(guò)大車(chē)框架中軸線與環(huán)行半徑間的偏差檢測(cè)裝置時(shí)，偏差檢測(cè)裝置的脈沖信號(hào)通過(guò)數(shù)字輸入接口輸入微機(jī)(PLC)，與位移及速度檢測(cè)裝置的脈沖信號(hào)比較，中軸線偏差計(jì)算和自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)算，輸出調(diào)節(jié)信號(hào)±ΔV1對(duì)吊車(chē)進(jìn)行大車(chē)中軸線糾偏調(diào)節(jié)控制，同步運(yùn)行調(diào)節(jié)是以大車(chē)中軸線允許偏差為基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的，而中軸線偏差檢測(cè)和糾偏調(diào)節(jié)是每隔15°圓心角進(jìn)行一次，故中軸線的糾偏調(diào)節(jié)優(yōu)先于同步運(yùn)行調(diào)節(jié)；糾偏調(diào)節(jié)時(shí)，同步運(yùn)行調(diào)節(jié)被屏蔽，糾偏調(diào)節(jié)完成后，同步運(yùn)行調(diào)節(jié)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算和控制。
為了實(shí)現(xiàn)上述控制過(guò)程，除了上述控制系統(tǒng)外，本發(fā)明還提供一套用于保證環(huán)行吊車(chē)大車(chē)走行同步運(yùn)行和大車(chē)框架中軸線偏差糾正的控制運(yùn)行的同步運(yùn)行誤差計(jì)算模型，大車(chē)框架中軸線與環(huán)軌半徑間的偏差計(jì)算模型，內(nèi)外環(huán)軌各標(biāo)定區(qū)段軌跡模型和自動(dòng)調(diào)節(jié)控制軟件。
按照本發(fā)明的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，同步運(yùn)行調(diào)節(jié)以大車(chē)中軸線允許偏差為基礎(chǔ)計(jì)算走行的同步誤差來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，大車(chē)框架中軸線與外環(huán)軌半徑間的偏差調(diào)節(jié)以?xún)?nèi)軌中軸線為基準(zhǔn)進(jìn)行控制，利用大車(chē)走行位移、速度檢測(cè)裝置和大車(chē)框架中軸線偏差檢測(cè)裝置將內(nèi)外環(huán)軌每隔15°圓心角分割開(kāi)來(lái)，共形成24對(duì)標(biāo)定區(qū)段的特點(diǎn)，建立一個(gè)檢測(cè)內(nèi)外環(huán)軌在各標(biāo)定區(qū)段內(nèi)C＝R外/R內(nèi)的誤差平均值ΔC，作為同步運(yùn)行誤差計(jì)算模型在各標(biāo)定區(qū)段的補(bǔ)正值，以限幅值內(nèi)的比例積分PI計(jì)算，最大調(diào)整量與最大給定量很小和微小等分的逐步逼近法進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。
按照本發(fā)明的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，所述的計(jì)算走行同步誤差的數(shù)學(xué)模型為
ΔL1＝Kmc(N外-N內(nèi)C)mm式中，Kmc為脈沖當(dāng)量＝πD/1024mm/脈沖，D為內(nèi)外走行輪直徑，C為比值常數(shù)＝R外/R內(nèi)，R內(nèi)，R外為內(nèi)、外環(huán)軌半徑，N內(nèi)，N外為內(nèi)、外走行輪走行的脈沖數(shù)。
按照本發(fā)明的控制方法，所述的大車(chē)框架中軸線與外環(huán)軌半徑之間的偏差是用下述模型計(jì)算的ΔL2＝Kmc·ΔNmm式中，Kmc為脈沖當(dāng)量＝πD/1024mm/脈沖，D為內(nèi)外走行輪直徑，mmΔN為外軌側(cè)偏差的正、負(fù)脈沖數(shù)。
按照本發(fā)明的控制方法，外軌側(cè)偏差的正負(fù)脈沖數(shù)ΔN是按下述方法確定的通過(guò)微機(jī)PLC對(duì)大車(chē)框架中軸線與環(huán)軌半徑之間偏差檢測(cè)裝置的脈沖信號(hào)和走行輪位移、速度檢測(cè)裝置的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算來(lái)確定，取E和E’兩個(gè)上升沿脈沖信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)?shù)踯?chē)經(jīng)過(guò)偏差檢測(cè)裝置的檢測(cè)標(biāo)定器時(shí)，微機(jī)通過(guò)數(shù)字輸入接口DI首先接收到E上升沿脈沖信號(hào)時(shí)，設(shè)置在微機(jī)CPU內(nèi)的中軸線偏差計(jì)數(shù)寄存器就開(kāi)始記取外軌位移、速度檢測(cè)裝置脈沖發(fā)生器的脈沖信號(hào)，直到微機(jī)PLC的數(shù)字輸入接口DI接收到E’上升沿脈沖信號(hào)時(shí)止，計(jì)數(shù)寄存器所記錄的脈沖量即是ΔN值，這時(shí)的ΔN為負(fù)值，當(dāng)微機(jī)PLC的數(shù)字輸入接口DI首先接收到E’脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)寄存器開(kāi)始計(jì)數(shù)，直到收到E上升沿脈沖信號(hào)時(shí)止，這時(shí)所記錄的脈沖量ΔN為正值。
按照本發(fā)明的控制方法，所述的誤差平均值ΔC的計(jì)算公式為
ΔCn＝C-N外n/N內(nèi)n式中，n＝1，2，……，24為標(biāo)定區(qū)段號(hào)，C為比值常數(shù)＝R外/R內(nèi)，R內(nèi)，R外為內(nèi)、外環(huán)軌半徑，mmN內(nèi)n、N外n為各標(biāo)定區(qū)段內(nèi)外走行輪走行的脈沖數(shù)。
按照本發(fā)明的控制方法所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制過(guò)程為1)根據(jù)操作要求給定運(yùn)行速度v。
2)將給定的運(yùn)行速度分成兩路一路直接經(jīng)比例放大器按放大系數(shù)K放大后控制內(nèi)軌電動(dòng)機(jī)M內(nèi)，另一路經(jīng)加法器迭加補(bǔ)償值Δv后再經(jīng)比例放大系數(shù)K放大后控制外軌電機(jī)M外，3)檢測(cè)內(nèi)軌電動(dòng)機(jī)走行速度v內(nèi)、外軌電動(dòng)機(jī)走行速度v外和中軸線偏差ΔL，4)將內(nèi)軌電動(dòng)機(jī)走行速度乘以比值系數(shù)C＝R外/R內(nèi)后與外軌電動(dòng)機(jī)走行速度v外，中線偏差ΔL進(jìn)行比較后得出補(bǔ)償值Δv，將此Δv迭加到給定速度v上，用于控制外軌電動(dòng)機(jī)M外，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外走行機(jī)構(gòu)的同步運(yùn)行。
采用本發(fā)明的高爐環(huán)行吊車(chē)大車(chē)框架中軸線偏差糾正和大車(chē)走行同步運(yùn)行控制裝置和控制方法，能夠方便地實(shí)現(xiàn)大車(chē)走行同步運(yùn)行控制和中軸線偏差糾正自動(dòng)控制，解決了環(huán)行吊車(chē)大車(chē)內(nèi)外走行輪同步運(yùn)行和走行輪啃軌掉軌問(wèn)題，保證了環(huán)行吊車(chē)的安全可靠運(yùn)行。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明的電氣自動(dòng)控制裝置框圖。
圖2為速度自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程框圖。
如圖1所示，本發(fā)明的電氣自動(dòng)控制裝置由用虛線劃出的微機(jī)PLC控制裝置A，交流變頻器VVVF控制裝置B、檢測(cè)控制反饋裝置C相互連接而成，并置的遙控器(1)和控制臺(tái)(2)通過(guò)工作制選通單元(3)和交流變頻控制裝置的入口端相接，誤差顯示器(10)和微機(jī)控制裝置A的數(shù)字輸出接口相接，電動(dòng)機(jī)M內(nèi)、M外分別和變頻控制裝置B的出口端VVVF相接，并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)G內(nèi)、G外和檢測(cè)控制反饋裝置C的脈沖發(fā)生器相接。
如圖1所示，微機(jī)PLC控制裝置A由電源UPS，數(shù)字輸入接口DI，數(shù)字輔出接口DO，高速計(jì)數(shù)接口Hi-sp，模擬輸出接口AO，分別與上述接口和電源相連接的中央處理單元CPU，和模擬輸出接口AO相連接的電流/電壓轉(zhuǎn)換單元I/V所組成，其數(shù)字輸出接口DO與誤差顯示器(10)相接，其數(shù)字輸入接口DI與工作制選通單元(3)相接，高速計(jì)數(shù)接口Hi-sp、數(shù)字輸出接口DO分別和檢測(cè)反饋裝置相接。
如圖1所示，交流變頻器VVVF控制裝置B由入口端的主令給定單元(4)、給定分配單元(5)、給定合成單元(6)、光電隔離單元(7)、交流變頻器VVVF外串接而成，給定分配單元(5)還和光電隔離單元(8)、交流變頻器VVVF內(nèi)相串接，電源P分別和兩個(gè)交流變頻器相連接，交流變頻器VVVF外、VVVF內(nèi)作為出口端分別和電機(jī)M外、M內(nèi)相連接，這兩個(gè)交流變頻器還和微機(jī)控制裝置的數(shù)字輸出接口相連接，合成單元(6)與微機(jī)控制裝置的電流電壓轉(zhuǎn)換單元相接。
如圖1所示，所述的檢測(cè)反饋裝置C由并聯(lián)的大車(chē)內(nèi)外走行輪的位置、速度檢測(cè)裝置的鑒相單元J1和脈沖發(fā)生器M1、大車(chē)框架中軸線與環(huán)軌半徑相重合狀況的偏差檢測(cè)裝置的鑒相單元J2和脈沖發(fā)生器M2以及標(biāo)定單元S所組成，鑒相器和標(biāo)定單元分別和微機(jī)PLC控制裝置的數(shù)字輸入端相連接。按照本發(fā)明，脈沖發(fā)生器可采用1024P/R增量型脈沖發(fā)生器。
采用如圖1所示的控制裝置的控制過(guò)程是，環(huán)行吊車(chē)大車(chē)內(nèi)外走行輪電動(dòng)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)電氣裝置是交流變頻器VVVF外，VVVF內(nèi)的輸出電壓和頻率受模擬量給定信號(hào)控制。調(diào)速給定電壓信號(hào)由主令給定單元(4)發(fā)出后，經(jīng)給定分配單元(5)分成兩路，一路經(jīng)光電隔離單元(8)直接控制內(nèi)軌走行交流變頻器VVVF內(nèi)，一路送給定合成單元(6)，與微機(jī)模擬輸出接口AO經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換單元I/V的調(diào)節(jié)信號(hào)合成，經(jīng)光電隔離單元(7)后控制外軌走行交流變頻器VVVF外。大車(chē)走行的同步調(diào)節(jié)和中軸線糾偏調(diào)節(jié)控制以?xún)?nèi)軌走行為基準(zhǔn)，對(duì)外軌進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)走行給定電壓為V1(對(duì)應(yīng)大車(chē)走行速度v1)時(shí)，內(nèi)軌走行交流變頻器VVVF內(nèi)的給定電壓為V1，外軌走行的交流變頻器VVVF外的給定電壓為V1±ΔV1，其中±ΔV1為調(diào)節(jié)量。
±ΔV1調(diào)節(jié)量是由微機(jī)PLC控制裝置發(fā)出的，微機(jī)PLC高速計(jì)數(shù)接口Hi-sp接收來(lái)自安裝在內(nèi)外軌走行從動(dòng)輪上的兩個(gè)1024P/R增量型脈沖發(fā)生器發(fā)出的經(jīng)鑒相器單元J鑒相后的脈沖信號(hào)(即位移、速度檢測(cè)裝置的信號(hào))，經(jīng)同步運(yùn)行誤差計(jì)算和自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)算，輸出調(diào)節(jié)信號(hào)±ΔV1，對(duì)內(nèi)外軌進(jìn)行同步調(diào)節(jié)控制。
如圖2所示，其自動(dòng)調(diào)節(jié)控制過(guò)程為1)根據(jù)操作需要給定運(yùn)行速度v，2)將給定的運(yùn)行速度分為兩路一路直接經(jīng)比例放大按放大系數(shù)K放大后控制內(nèi)軌電動(dòng)機(jī)M內(nèi)，另一路經(jīng)加法器迭加補(bǔ)償值Δv后再經(jīng)比例放大器按放大系數(shù)K放大后控制外軌電動(dòng)機(jī)M外，3)檢測(cè)內(nèi)軌電動(dòng)機(jī)走行速度v內(nèi)，外軌電動(dòng)機(jī)走行速度v外和中軸線偏差ΔL，4)將內(nèi)軌電動(dòng)機(jī)走行速度v內(nèi)乘以比值系數(shù)C＝R外/R內(nèi)后，與外軌電動(dòng)機(jī)走行速度v外，中軸線偏差ΔL進(jìn)行比較后得補(bǔ)償值Δv，將此如迭加到給定速度v上，用于控制外軌電動(dòng)機(jī)M外。以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外走行機(jī)構(gòu)的同步運(yùn)行。
本發(fā)明的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)和方法在某鋼鐵公司煉鐵廠圓形出鐵場(chǎng)環(huán)行吊車(chē)上的使用效果良好，可以很方便地實(shí)現(xiàn)大車(chē)走行同步運(yùn)行控制和中軸線偏差糾正自動(dòng)控制，解決了環(huán)行吊車(chē)大車(chē)內(nèi)外走行輪同步運(yùn)行和走行輪啃軌問(wèn)題，保證了環(huán)行吊車(chē)的安全可靠運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種高爐環(huán)行吊車(chē)大車(chē)同步運(yùn)行和中軸線偏差自動(dòng)糾正的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于此系統(tǒng)由帶有輸入、輸出接口和電源的微機(jī)PLC控制裝置A、交流變頻器VVVF控制裝置B、檢測(cè)控制反饋裝置C相互連接而成，并置的遙控器(1)和控制臺(tái)(2)通過(guò)工作制選通單元(3)和交流變頻控制裝置的入口端相接，誤差顯示器(10)和微機(jī)控制裝置的數(shù)字輸出接口相接，電動(dòng)機(jī)M內(nèi)、M外分別和交流變頻控制裝置B的出口端相接，并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)G內(nèi)、G外和檢測(cè)控制反饋裝置C相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的微機(jī)PLC控制裝置A由電源UPS，數(shù)字輸入接口DI，數(shù)字輸出接口DO，高速計(jì)數(shù)接口Hi-sp，模擬輸出接口AO，分別與上述接口相連接的中央處理單元CPU，與模擬輸出接口AO相連接的電流/電壓轉(zhuǎn)換單元I/V所組成，其數(shù)字輸出接口DO與誤差顯示器(10)相接，其數(shù)字輸入接口DI與工作制選通單元(3)相接，高速計(jì)數(shù)接口Hi-sp、數(shù)字輸入、輸出接口DI、DO分別與檢測(cè)反饋裝置相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的交流變頻器VVVF控制裝置B由入口端的主令給定單元(4)、給定分配單元(5)、給定合成單元(6)、光電隔離單元(7)、交流變頻器VVVF外串接而成，給定分配單元(5)還和光電隔離單元(8)、交流變頻器VVVF內(nèi)相串接，上述交流變頻器還與微機(jī)PLC控制裝置的數(shù)字輸出接口相接，給定合成單元(6)則和微機(jī)控制裝置的電流電壓轉(zhuǎn)換單元I/V相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的檢測(cè)反饋裝置C由并聯(lián)的大車(chē)內(nèi)外走行輪的位置、速度檢測(cè)裝置的鑒相單元J1和脈沖發(fā)生器M1，大車(chē)框架中軸線與環(huán)軌半徑相重合狀況的偏差檢測(cè)裝置的鑒相單元J2和脈沖發(fā)生器M2以及標(biāo)定單元S所組成，鑒相單元和標(biāo)定單元分別和微機(jī)控制裝置A的數(shù)字輸入和高速計(jì)數(shù)接口相連接。
5.一種利用權(quán)利要求1所述的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于同步運(yùn)行調(diào)節(jié)以大車(chē)中軸線允許偏差為基礎(chǔ)計(jì)算走行的同步誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，大車(chē)框架中軸線與外環(huán)軌半徑間的偏差調(diào)節(jié)以?xún)?nèi)軌中軸線為基準(zhǔn)進(jìn)行控制，利用大車(chē)走行位移、速度檢測(cè)裝置和大車(chē)框架中軸線偏差檢測(cè)輸入到微機(jī)的反饋信號(hào)以及偏差檢測(cè)裝置將內(nèi)外環(huán)軌每15°圓心角分割開(kāi)來(lái)，共形成24對(duì)標(biāo)定區(qū)段的特點(diǎn)，建立一個(gè)檢測(cè)內(nèi)外環(huán)軌在各標(biāo)定區(qū)內(nèi)C＝R外/R內(nèi)的誤差平均值ΔC，作為同步運(yùn)行誤差計(jì)算模型在各標(biāo)定區(qū)段的補(bǔ)正值，以限幅值內(nèi)的比例積分PI計(jì)算，最大調(diào)整量與最大給定量很小和微小等分的逐步逼近法對(duì)內(nèi)外軌電機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，中軸線的糾偏調(diào)節(jié)優(yōu)先于同步運(yùn)行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的的控制方法，其特征在于計(jì)算走行同步誤差的數(shù)學(xué)模型為ΔL1＝Kmc(N外-N內(nèi)C)mm式中，Kmc為脈沖當(dāng)量＝πD/1024mm/脈沖，D為內(nèi)外走行輪直徑，C為比值常數(shù)＝R外/R內(nèi)，R內(nèi)，R外為內(nèi)、外環(huán)軌半徑，N內(nèi)，N外為內(nèi)、外走行輪走行的脈沖數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的控制方法，其特征在于所述的大車(chē)框架中軸線與外環(huán)軌半徑之間的偏差是用下述模型計(jì)算的ΔL2＝Kmc·ΔNmm式中，Kmc為脈沖當(dāng)量＝πD/1024mm/脈沖，D為內(nèi)外走行輪直徑，mmΔN為外軌側(cè)偏差的正、負(fù)脈沖數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7的控制方法，其特征在于所述的外軌側(cè)偏差的正、負(fù)脈沖數(shù)ΔN是按下述方法確定的通過(guò)微機(jī)PLC對(duì)大車(chē)框架中軸線與環(huán)軌半徑之間偏差檢測(cè)裝置的脈沖信號(hào)和走行輪位移、速度檢測(cè)裝置的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算來(lái)確定，取E和E’兩個(gè) 上升沿脈沖信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)?shù)踯?chē)經(jīng)過(guò)偏差檢測(cè)裝置的檢測(cè)標(biāo)定器時(shí)，微機(jī)通過(guò)數(shù)字輸入接口DI首先接收到E上升沿脈沖信號(hào)時(shí)，設(shè)置在微機(jī)CPU內(nèi)的中軸線偏差計(jì)數(shù)寄存器就開(kāi)始記取外軌位移、速度檢測(cè)裝置脈沖發(fā)生器的脈沖信號(hào)，直到微機(jī)PLC的數(shù)字輸入接口DI接收到E’上升沿脈沖信號(hào)時(shí)止，計(jì)數(shù)寄存器所記錄的脈沖量即是ΔN值，這時(shí)ΔN為負(fù)值，當(dāng)微機(jī)PLC的數(shù)字輸入接口DI首先接收到E’脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)寄存器開(kāi)始計(jì)數(shù)，到收到E脈沖信號(hào)時(shí)止，寄存器所記錄的脈沖量ΔN為正值。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的控制方法，其特征在于所述的誤差平均值ΔC的計(jì)算公式為ΔCn＝C-N外n/N內(nèi)n式中，n＝1，2，……，24為標(biāo)定區(qū)段號(hào)，N內(nèi)n、N外n為各標(biāo)定區(qū)段內(nèi)外走行輪走行的脈沖數(shù)。C為比值常數(shù)＝R外/R內(nèi)，R內(nèi)，R外為內(nèi)、外環(huán)軌半徑，mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的控制方法，其特征在于所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程為1)根據(jù)操作要求給定運(yùn)行速度v，2)將給定的運(yùn)行速度分成兩路一路直接經(jīng)比例放大器按放大系數(shù)K放大后控制內(nèi)軌電動(dòng)機(jī)M內(nèi)，另一路經(jīng)加法器迭加補(bǔ)償值Δv后再經(jīng)比例放大系數(shù)K放大后控制外軌電機(jī)M外，3)檢測(cè)內(nèi)軌電動(dòng)機(jī)走行速度v內(nèi)、外軌電動(dòng)機(jī)走行速度v外和中線偏差ΔL，4)將內(nèi)軌電動(dòng)機(jī)走行速度乘以比值系數(shù)C＝R外/R內(nèi)后與外軌電動(dòng)機(jī)走行速度v外，中軸線偏差ΔL進(jìn)行比較后得出補(bǔ)償值Δv，將此Δv迭加到給定速度v上，用于控制外軌電動(dòng)機(jī)M外。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高爐環(huán)行吊車(chē)大車(chē)同步運(yùn)行和中軸線偏差自動(dòng)糾正的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，由帶有輸入、輸出接口和電源的微機(jī)PLC控制裝置A、交流變頻器VVVF控制裝置B、檢測(cè)控制反饋裝置C以及遙控器(1)、控制臺(tái)(2)、工作制選通單元(3)、電動(dòng)機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所組成，所采用的控制方法包括計(jì)算走行同步誤差、計(jì)算大車(chē)框架中軸線與外軌半徑之間的偏差，計(jì)算同步誤差的補(bǔ)正值，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，達(dá)到大車(chē)同步運(yùn)行的目的。
文檔編號(hào)B66C13/22GK1156686SQ9611509
公開(kāi)日1997年8月13日 申請(qǐng)日期1996年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月9日
發(fā)明者梁天生, 趙永靜, 吳明亮, 劉偉, 劉克鈞, 尚爾林, 南三淑, 黃升覺(jué), 雷德剛 申請(qǐng)人:鞍山鋼鐵公司