江苏大学
学生姓名： 韩正运
学 号： 4111102034
院 系： 京江学院
专 业： 机械电子工程
指导老师： 马皓晨
题目： 运动控制考试论文
在交通运输中的应用实例
摘要：木文从工程船舶电力拖动负荷功率大、主回路在大电流工况时进行转换和振动大等特点出发，较系统地介绍了其电力拖动对自动控制系统的要求，并通过实例对工程船舶电力拖动自动控制系统的工作原理及特性作了分析讨论。
0引言
在直流系统中，可刊用转速负反馈、电压截止负反馈、电流截止负反馈等各种反馈信号电压与给定电压进行电的或磁的综合后，亦可获得所需的各种机械特性。
1.斗链自控系统
图8为长江330工地用的250方采石船的斗链拖动系统图。它采用电机放大机一发电机一
电动机控制方式,两台斗链电动机D1、D2由两台发电机F1及F2串联恒流供电,发电机励
磁由电机放大机HXD供给。
斗链采石作业时,对拖动系统提出的要求是:正向五挡变速(1.6,1.1,1.5,19及29米/分)反向一档转速1.6米/分,且在负荷转矩M小于额定转矩Me时(见图9),转速基本保持稳定,一旦M>Me时,转速急骤下降,直至处于堵转状态(MH点)。
控制环节分析
(1)给定元件。由图8(b)的控制线路3、4两
端供电给给
定绕姐GDQ,作为励磁,使放大机HXD获得输出
电压u,,调节变
阻器r可得不同的u,值。
(2)测量元件(反馈元件)。为电压截止负反馈绕组YQ及电
流负反馈绕组LQ组成,其磁通方向均与GDQ相反。电压绕组YQ与来自控制线路R上的u2进行截止比较,若由于外界扰动使放大机输出电压u1升高,以至引起转速上升,此时因u1>u2,故反馈绕组YQ有电流流过,此电流产生的磁通削弱GQD磁通导致电动机电枢电压下降,转速减小,直主维持原转速为止。此时整个系统工作在图9的AB工作段上。
电流负反馈绕组LQ的反馈信号取自主回路电机的换向极绕组HX1及HX2。它是主回路电流的函数。该绕组具有双重作用,在MM。时LQ产生强烈的负反馈作用,大大削弱GDQ烧组磁场,至使放大机输出电压猛降,导致发电机F1及F2输出电压急骤下跌,电动机转速随之陡降,直至堵位。此时,整个系统工作在图9的BC段。
由以上可知,由于有了电压、电流负反馈,特别是电流负反馈绕组,这两个测量元件使整个斗链拖动系统自动地获得了挖土机特性,也就是说,采用了自控系统的各环节后,使电力拖动满足了变负荷的要求。
(3)比较元件:本线路之比较元件不是一特定装置,而是将各控制绕组YQ、GDQ及LQ等的信号,在空间进行磁的综合后供给放大机作励磁。这些控制绕组兼有测量元件及比较元件的双重作用。
(4)放少:元件为电机放大机HXD,将综合信号放大后供给发电机励磁绕组QF1及QF2。
(5)执行元件为斗链直流电动机D1及D2，改变其电枢电压可获得额定转速以下的调速,调节其励磁电流可获得额定转速以上的调速。 MATLAB仿真图
在工业生产上的应用实例
摘要:早期运料小车电气控制系统多为继电器-接触器组成的复杂系统,这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷,几乎无数据处理和通信功能,必须有专人负责操作。将PLC应用到运料小车电气控制 系统,可实现运料小车的自动化控制,降低系统的运行费用。PLC运料小车电气控制系统具有连线简单,控制速度快,精度高,可靠性和可维护性好,安装、维修和改造方便等优点。
0 引言
运料小车是焦化厂及其它工业运料的主要设备之一,广泛应用于冶金、有色金属、煤矿、港口、码头等行业。该设备在整个系统中起着至关重要的作用,它能否正常运料直接影响产品产量和质量。可编程序控制器(PLC)是一种为工业环境下应用而设计的计算机,它应用微电
子技术,按照用户编制的程序实现控制和数据处理的功能。由于其可靠性高、编程简单、易于维护而广泛应用于各种控制系统。本文以某焦化公司运料系统为例,简要介绍PLC在焦化厂运料小车自动控制系统中的应用。
1 工作原理
料车轨道长50 m,运料系统采用单车运料方式。由于小车在工作时是移动的,因此,采用可移动的电源供电。本系统采用软电缆供电,软电缆可随小车的移动而伸展和叠卷。根据运料工艺要求,料车在前行或后行过程中,需遵循由慢逐渐到快、再由快逐渐转慢的过程。小车上料控制过程为:当料车运行到装料处时,起动供料胶带,将已称好的原料倒入料车中;装满料后,运料电机带动料车按照慢-快-慢的规律前行, 到达卸料处开始延时倒料;倒完料后,料车再次按照慢-快-慢的规律运行到装料处,开始下一个运料周期过程。整个运料周期可根据产量进行调整,载料小车的运行模式通过主令控制器和PLC来实现,速度变化通过改变变频器的频率来实现。同时,智能主令控制器还将检测到的料车位置以模拟信号形式送给PLC,PLC再将这些信号送给上位机,通过编程软件在上位机动态画面上显示出料车的位置和状态,从而实现对运料过程的监视和在线控制。
2 控制系统的实现
2.1 料车运行情况
料车运行过程如图1所示。
2.2 控制要求
根据生产工艺要求,设计出料车在运料(前行和后行)过程中的速度变化情况,如图2所示。
2.3 控制方案
(1)根据料车运料过程中速度曲线图,确定变频器的频率变化情况,如图3所示。
(2)确定智能主令控制器改变速度信号的输出点(图2、图3中的A~D点),即一加速、二加速、一减速、二减速等信号输出点。相应的信号送给变频器,变频器根据这些信号改变频率来实现料车上料过程中由初态)速1)速2)速1)停车的变化程。
(3) PLC首先向变频器发出运行控制信号(图4中的Q0.0正转、Q0.1反转),变频器接收到运行信号后发出输出频率动作信号,接着打开抱闸,变频器开始起动。主令控制器根据料车运行位置依次输出改变速度的信号,使变频器及时按图3特性曲线改变频率,从而控制料车按照图2特性运行。其电气原理图如图4、5所示
(4)根据产量要求,可以通过修改智能主令的
速度变化信号输出点和变频器在不同阶段的频率设定值来改变料车的运行模式和速度,从而改变料车的上料周期,以达到不同情况下炼焦
生产工艺的要求。
总结：现代运动控制已成为电机学，电力电子技术，微电子技术，计算机控制技术，控制理论，信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。课上老师简单介绍了运动控制及其相关学科的关系，随着其他相关学科的不断发展，运动控制系统也在不断发展，不断提高系统的安全性，可靠性，在课上跟随老师的思路，使我对运动
控制系统有了更深刻的理解。
参考文献:
[1] 李建兴.可编程序控制器应用技术[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2] 陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2000.
[3] 吴俐君.电力拖动自动控制系统实验[M].徐州:中国矿业大学出版社,2002.
[4] 郝力文,王子文.车间运输小车的智能控制[J].机械,2001年,28(增刊).
[5] 自动控制原理及设计
[6] 工程船舶特种机械电力拖动
[7] 电动机调速原理及系统
[8] 自动化装置元件及其动态特性
[9] 船舶电气工学便缆 [苏A.N塔纳塔尔著」 〔日〕 〔陆道政季新宝著〕 〔吴斐文著〕 〔杨兴瑶著〕
江苏大学
学生姓名： 韩正运
学 号： 4111102034
院 系： 京江学院
专 业： 机械电子工程
指导老师： 马皓晨
题目： 运动控制考试论文
在交通运输中的应用实例
摘要：木文从工程船舶电力拖动负荷功率大、主回路在大电流工况时进行转换和振动大等特点出发，较系统地介绍了其电力拖动对自动控制系统的要求，并通过实例对工程船舶电力拖动自动控制系统的工作原理及特性作了分析讨论。
0引言
在直流系统中，可刊用转速负反馈、电压截止负反馈、电流截止负反馈等各种反馈信号电压与给定电压进行电的或磁的综合后，亦可获得所需的各种机械特性。
1.斗链自控系统
图8为长江330工地用的250方采石船的斗链拖动系统图。它采用电机放大机一发电机一
电动机控制方式,两台斗链电动机D1、D2由两台发电机F1及F2串联恒流供电,发电机励
磁由电机放大机HXD供给。
斗链采石作业时,对拖动系统提出的要求是:正向五挡变速(1.6,1.1,1.5,19及29米/分)反向一档转速1.6米/分,且在负荷转矩M小于额定转矩Me时(见图9),转速基本保持稳定,一旦M>Me时,转速急骤下降,直至处于堵转状态(MH点)。
控制环节分析
(1)给定元件。由图8(b)的控制线路3、4两
端供电给给
定绕姐GDQ,作为励磁,使放大机HXD获得输出
电压u,,调节变
阻器r可得不同的u,值。
(2)测量元件(反馈元件)。为电压截止负反馈绕组YQ及电
流负反馈绕组LQ组成,其磁通方向均与GDQ相反。电压绕组YQ与来自控制线路R上的u2进行截止比较,若由于外界扰动使放大机输出电压u1升高,以至引起转速上升,此时因u1>u2,故反馈绕组YQ有电流流过,此电流产生的磁通削弱GQD磁通导致电动机电枢电压下降,转速减小,直主维持原转速为止。此时整个系统工作在图9的AB工作段上。
电流负反馈绕组LQ的反馈信号取自主回路电机的换向极绕组HX1及HX2。它是主回路电流的函数。该绕组具有双重作用,在MM。时LQ产生强烈的负反馈作用,大大削弱GDQ烧组磁场,至使放大机输出电压猛降,导致发电机F1及F2输出电压急骤下跌,电动机转速随之陡降,直至堵位。此时,整个系统工作在图9的BC段。
由以上可知,由于有了电压、电流负反馈,特别是电流负反馈绕组,这两个测量元件使整个斗链拖动系统自动地获得了挖土机特性,也就是说,采用了自控系统的各环节后,使电力拖动满足了变负荷的要求。
(3)比较元件:本线路之比较元件不是一特定装置,而是将各控制绕组YQ、GDQ及LQ等的信号,在空间进行磁的综合后供给放大机作励磁。这些控制绕组兼有测量元件及比较元件的双重作用。
(4)放少:元件为电机放大机HXD,将综合信号放大后供给发电机励磁绕组QF1及QF2。
(5)执行元件为斗链直流电动机D1及D2，改变其电枢电压可获得额定转速以下的调速,调节其励磁电流可获得额定转速以上的调速。 MATLAB仿真图
在工业生产上的应用实例
摘要:早期运料小车电气控制系统多为继电器-接触器组成的复杂系统,这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷,几乎无数据处理和通信功能,必须有专人负责操作。将PLC应用到运料小车电气控制 系统,可实现运料小车的自动化控制,降低系统的运行费用。PLC运料小车电气控制系统具有连线简单,控制速度快,精度高,可靠性和可维护性好,安装、维修和改造方便等优点。
0 引言
运料小车是焦化厂及其它工业运料的主要设备之一,广泛应用于冶金、有色金属、煤矿、港口、码头等行业。该设备在整个系统中起着至关重要的作用,它能否正常运料直接影响产品产量和质量。可编程序控制器(PLC)是一种为工业环境下应用而设计的计算机,它应用微电
子技术,按照用户编制的程序实现控制和数据处理的功能。由于其可靠性高、编程简单、易于维护而广泛应用于各种控制系统。本文以某焦化公司运料系统为例,简要介绍PLC在焦化厂运料小车自动控制系统中的应用。
1 工作原理
料车轨道长50 m,运料系统采用单车运料方式。由于小车在工作时是移动的,因此,采用可移动的电源供电。本系统采用软电缆供电,软电缆可随小车的移动而伸展和叠卷。根据运料工艺要求,料车在前行或后行过程中,需遵循由慢逐渐到快、再由快逐渐转慢的过程。小车上料控制过程为:当料车运行到装料处时,起动供料胶带,将已称好的原料倒入料车中;装满料后,运料电机带动料车按照慢-快-慢的规律前行, 到达卸料处开始延时倒料;倒完料后,料车再次按照慢-快-慢的规律运行到装料处,开始下一个运料周期过程。整个运料周期可根据产量进行调整,载料小车的运行模式通过主令控制器和PLC来实现,速度变化通过改变变频器的频率来实现。同时,智能主令控制器还将检测到的料车位置以模拟信号形式送给PLC,PLC再将这些信号送给上位机,通过编程软件在上位机动态画面上显示出料车的位置和状态,从而实现对运料过程的监视和在线控制。
2 控制系统的实现
2.1 料车运行情况
料车运行过程如图1所示。
2.2 控制要求
根据生产工艺要求,设计出料车在运料(前行和后行)过程中的速度变化情况,如图2所示。
2.3 控制方案
(1)根据料车运料过程中速度曲线图,确定变频器的频率变化情况,如图3所示。
(2)确定智能主令控制器改变速度信号的输出点(图2、图3中的A~D点),即一加速、二加速、一减速、二减速等信号输出点。相应的信号送给变频器,变频器根据这些信号改变频率来实现料车上料过程中由初态)速1)速2)速1)停车的变化程。
(3) PLC首先向变频器发出运行控制信号(图4中的Q0.0正转、Q0.1反转),变频器接收到运行信号后发出输出频率动作信号,接着打开抱闸,变频器开始起动。主令控制器根据料车运行位置依次输出改变速度的信号,使变频器及时按图3特性曲线改变频率,从而控制料车按照图2特性运行。其电气原理图如图4、5所示
(4)根据产量要求,可以通过修改智能主令的
速度变化信号输出点和变频器在不同阶段的频率设定值来改变料车的运行模式和速度,从而改变料车的上料周期,以达到不同情况下炼焦
生产工艺的要求。
总结：现代运动控制已成为电机学，电力电子技术，微电子技术，计算机控制技术，控制理论，信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。课上老师简单介绍了运动控制及其相关学科的关系，随着其他相关学科的不断发展，运动控制系统也在不断发展，不断提高系统的安全性，可靠性，在课上跟随老师的思路，使我对运动
控制系统有了更深刻的理解。
参考文献:
[1] 李建兴.可编程序控制器应用技术[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2] 陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2000.
[3] 吴俐君.电力拖动自动控制系统实验[M].徐州:中国矿业大学出版社,2002.
[4] 郝力文,王子文.车间运输小车的智能控制[J].机械,2001年,28(增刊).
[5] 自动控制原理及设计
[6] 工程船舶特种机械电力拖动
[7] 电动机调速原理及系统
[8] 自动化装置元件及其动态特性
[9] 船舶电气工学便缆 [苏A.N塔纳塔尔著」 〔日〕 〔陆道政季新宝著〕 〔吴斐文著〕 〔杨兴瑶著〕