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行車同步糾偏原理

來源: | 作者:/ | 發(fā)布時間: 2013-04-25 | 1535 次瀏覽 | 分享到:

本系統(tǒng)由上海精芬機電有限公司多年的運動控制經(jīng)驗, 不斷加以改良設(shè)計出來的, 硬件采用國際上主流品牌 PLC, HMI, 高精度傳感器,變頻器,伺服機構(gòu)等. 采用工業(yè)標準總線RS485/MODBUS RTU, CANOpen ,Profibus -dp,實現(xiàn)傳感器信號的高速可靠傳輸,使得整個控制系統(tǒng)實時性提高. 以及無線信號,應(yīng)用與復雜的現(xiàn)場環(huán)境. 本系統(tǒng)可應(yīng)用與: 行車同步糾偏，起重機同步糾偏，液壓油缸雙路同步糾偏控制，倉儲升降機械,升降料斗小車,鋼廠物料輸送小車 , 滿足用戶的不斷變化的個性化需求;

同步糾偏控制系統(tǒng) ,采用倍恩絕對值編碼器檢測車輪位移(單位精確到mm), 廣泛應(yīng)用與工礦企業(yè)或工廠車間. 行車同步糾偏，起重機同步糾偏，液壓油缸雙路同步糾偏控制,長距離定位,多點定位,手動/自動快速切換操作, 易操控性,和高精度定位, 車輪傳感器可以安裝無線收發(fā)裝置,使得車輪移動軌跡在二維坐標內(nèi) 變得更加自由和靈活. 采用界面友好的 HMI (人機界面) 觸摸屏, 提供豐富的參數(shù)設(shè)置, 預留有系統(tǒng)I/O接口, 采用數(shù)字I/O, 和總線通訊, 可供用戶系統(tǒng)讀取位移運行數(shù)據(jù). 以及向控制系統(tǒng)發(fā)送控制命令。

以下我們就行車、起重機同步糾偏控制做以下分析：

起重機由于車輪速度不一（如輪徑不同；傳動機構(gòu)不同步；制動器松緊差異；車輪摩擦力變化等）；兩條大車軌道水平差異超標；車體重心移動（小車位移；鉤頭擺動等）；車輪組的安裝誤差等；在電動機受控相同的情況下，加之跨度長，運行距離遠等特點，使得起重機大車行走時，極易發(fā)生啃軌現(xiàn)象。既影起重機的穩(wěn)定運行，又給生產(chǎn)工作帶來安全隱患。為解決啃軌問題，人們通常采用潤滑車輪輪緣和軌道側(cè)面，加裝水平輪，調(diào)整車輪安裝精度以及斷電糾偏等方法，不僅效果不理想,而且實施困難。考慮到由于早期行車采用二次電阻調(diào)速，我們研制了一套倍恩絕對值編碼器、ABS 制動器、顯示控制儀等為主要設(shè)備構(gòu)成的起重機大車自動糾偏系統(tǒng)，并把這一研究設(shè)計成果應(yīng)用在了起重機大車糾偏中。經(jīng)過現(xiàn)場的調(diào)試和運行，這套系統(tǒng)能夠?qū)ζ鹬貦C大車車身發(fā)生的偏斜進行自動的糾正，使啃軌現(xiàn)象得到消除，滿足了現(xiàn)場生產(chǎn)要求。

當起重機大車運行時，在沒有發(fā)生啃軌的情況下，安裝在大車兩側(cè)相對應(yīng)的車輪組會同時運行在同一水平線上。即使他們之間存在著誤差，這個誤差也會是在允許范圍內(nèi)而且始終保持不變。在這樣的情況下，車輪輪緣和軌道之間就不會產(chǎn)生擠壓。反之在大車運行時，兩側(cè)車輪組相對位置產(chǎn)生了偏差即行程差，那么這就會使行車車體相對于軌道發(fā)生偏斜，造成車輪輪緣與軌道之間發(fā)生擠壓形成啃軌。如果在兩側(cè)車輪組行程差大于允許值時，對兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)：降低相對位置超前一側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，提高相對位置在后一側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，或者保持一側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速不變，提高或降低另一側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，使兩側(cè)車輪的行程差始終在允許的范圍內(nèi)。這樣就可以有效的防止啃軌現(xiàn)象的發(fā)生。（本項目中采用保持相對位置在后一側(cè)電動機轉(zhuǎn)速不變，相對位置超前一側(cè)電動機進行單獨調(diào)節(jié)的方式進行糾偏）基于這種思想，我們在大車兩側(cè)從動輪上分別安裝了兩臺倍恩絕對值編碼器,用來檢測大車每一側(cè)車輪的行程值。兩側(cè)的電動機制動器分別由控制儀獨立進行控制。由控制儀采集倍恩絕對值編碼器讀數(shù)并控制兩側(cè)的行程差在一定的范圍內(nèi)，控制儀內(nèi)部設(shè)置兩個閥值點，當行程差大于行車跨度千分之三時，輸出信號進行糾偏，當行程差小于行車跨度千分之一時，糾偏停止，從而達到自動糾偏的目的。

在本項目中糾偏控制的行程差是車輪一側(cè)的行程值減去另一側(cè)的行程值的結(jié)果。一般行程差要控制在行車跨度的千分之一以內(nèi)。當行程差小于行車跨度的千分之一時，則行車不需要糾偏；當行程差大于行車跨度的千分之一而小于行車跨度的千分之三時，則說明兩側(cè)車輪相對位置已經(jīng)不在同一條直線上并超出了允許范圍，行車車體發(fā)生了偏斜，需要進行糾偏；當行程差大于行車跨度的千分之三時，則說明行車車體已經(jīng)偏斜嚴重，需要停車進行糾偏。如行車大車輪的直徑是 800mm，行程 400m，整個行程大車車輪將旋轉(zhuǎn)400/(0.8×3.14)≈159 轉(zhuǎn)。為了防止車輪打滑給倍恩絕對值編碼器反饋數(shù)值造成的誤差，倍恩絕對值編碼器安裝在從動車輪處，并與車輪同軸。為了測量的精確，我們采用 8192 個脈沖的倍恩絕對值編碼器，這樣大車每旋轉(zhuǎn)一周運動的距離將被倍恩絕對值編碼器等分為 8192 份反饋，我們的測量精度將是 800*3.14/8192≈0.3mm,因此我們可以將大車車輪行程值的測量精度控制在 0.5mm 以內(nèi)。在系統(tǒng)中，因為 S 行程差是通過兩側(cè)絕對值編碼器反饋數(shù)值作差的計算得出的，所以倍恩絕對值編碼器反饋數(shù)值的準確性決定著計算行程差的準確性，也決定著控制儀對糾偏程序是否執(zhí)行判斷的準確性。在倍恩絕對值編碼器的工作運行中由于車輪存在打滑現(xiàn)象，所以編碼器計數(shù)值將是存在誤差的，并且是不可避免的，隨著大車運行距離的增大，該誤差將不斷累積，由于起重機大車的運行距離一般都很長，所以倍恩絕對值編碼器的累積誤差對系統(tǒng)控制的影響是不可忽略的。為此，我們控制儀設(shè)置了消除編碼器累積誤差的置零按鈕開關(guān)，從而達到消除編碼器累積誤差的目的。

在系統(tǒng)硬件組成中，我們采用兩臺倍恩絕對值編碼器分別測算大車兩側(cè)車輪相對位置。采用JFC-202絕對型通用雙路糾偏儀進行自動糾偏程序的控制。采用兩臺韓國 ABS 制動器分別控制兩側(cè)電動機。

控制儀部分圖片：