基于PROFIBUS的PLC分布式液压同步系统设计开发(4)


2  多点同步控制原理及软件

一般多顶升点液压同步控制方式有“同等方式”和“主从方式”两种。所谓“同等方式”是指预先设定某一理想输出,使多个需同步控制的执行元件跟踪理想输出,从而使各个执行元件都分别受到控制并达到同步驱动。“主从方式”是指以多个需同步控制的执行元件中某一个输出为理想输出,其余执行元件均受到控制并跟踪这一选定的理想输出并达到同步驱动。比较上述两种控制方式,若两者均采用闭环控制,采用“同等方式”不受构件载荷分布不均的影响,可以保障所有顶升点的严格同步性,且程序设计相对较为简单,但对系统的元件之间的性能要求更高,匹配关系要求更严格。该设计系统采用脉冲量输入,模拟量输出的“同等方式”控制,其中位移脉冲信号通过CPU224内置高速计数器进行采集。

1)同步控制原理

“同等方式”控制方式下,上升和下降理想指令位移脉冲值计算框图如图31所示。图31中全部置零结束代表一种进入闭环前准备结束的状态,指各个顶升点已处于同步升降的同一基准的位置,确保油缸“同时”同步升降。当全部置零结束后按下上升或下降按钮,系统进入闭环状态,系统根据设定指令速度计算理想的指令位移脉冲值。

以单顶升点为例,同步控制过程如图32所示(①和②分别表示在同步升和同步降状态下的同步控制过程)。实现过程:首先,各个顶升点处油缸的实际位移信号通过信号电缆传送到液压泵站的电气控制柜内,信号经放大后将实际位移脉冲值传送到CPU224中。

其次,当实时实际位置脉冲值与计算理想位移脉冲值存在偏差时,便会产生偏差信号。该偏差信号经模糊自整定P控制和前馈补偿控制的综合控制后输出到变频器。

图31  理想指令位移脉冲值计算框图

最后,通过改变变频器频率的方式,使得电机转速加快或变慢,实现连续可调的动力油供给外接液压油缸,引起液压油缸的位置发生变化(即实际位置脉冲值发生变化),偏差信号减小,接近于理想输出。

加入前馈补偿的目的在于抗干扰,减小升降过程的跟踪误差。

图21  单顶升点同步控制过程框图

同时由于组间顶升系统的位置信号由同一个数字积分器给出,可保证不同顶升组之间同步上升和下降,


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