基于PLC及变频技术的定位控制实现.pdf

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1、检测与控制2013年第1期(第26卷，总第123期)·杌械研究与应用·基于PLC及变频技术的定位控制实现曾小松，龚邦明(西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：从数控钢轨精磨机摇摆系统的控制原理、软硬件设计和通讯方式等方面，阐述了应用PLC、变频器以及旋转编码器等组成的交流变频半闭环反馈系统实现精确定位控制的方法，进而解决了系统无极调速和旋转的精确定位这一核心问题，对其他定位系统设计有一定的借鉴意义。关键词：钢轨精磨机；PLC；变频调速；定位控制中图分类号：TH12文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)01—0132—02Realizationofposi

2、tioningcontrolbasedonPLCandfrequencyconversiontechnologyZengXiao-song，GongBang-ming(Schoolofmechanicalengineering，SouthwestJiaotonguniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：Thecontrollingprinciple，hardwareandsoftwaredesign，andcommunicationmethodsofrailgrindingmachineCNCswingsystemarepresent

3、edinthisrepo~．ThemethodthatusingthePLC，frequencyconvenerandtheACvariable-frequencysemiclosed——loopfeedbackspeedregulationsystemcomposedbyrotaryencoderrealizetheprecisepositioningcontrolisdis-·cussed，andthenthecoreproblemofsteplessspeedandrotationalpositioninginthissystemisresolved，fromwhichtheot

4、herpositioningsystemdesigncangetcertainreference．Keywords：railgrindingmachine；PLC；frequencyconversion；positioningcontrol1前言2数控钢轨精磨机摇摆系统简述单根标准长度的钢轨焊接在一起以后，由于焊接数控钢轨精磨机是磨削钢轨焊接瘤的专业设备，瘤等的存在，铁轨表面平直度是达不到要求的，采用它主要由横梁系统和摇摆系统两部分组成，其工作原数控钢轨精磨机进行仿形磨削是当前高精度、规模化理是通过横梁系统的升降以及摇摆系统的左右旋转加工的主要手段。运动使安装在横梁上的砂轮沿钢轨的外轮

5、廓对焊接该精磨机主要由横梁系统和摇摆系统两部分组瘤进行仿形磨削。摇摆系统的旋转定位是通过齿轮成，其中摇摆系统要求无级调速和旋转的精确定位，传动来完成的，当磨头处于垂直状态时，其位置为0#笔者应用PLC、变频器及旋转编码器组成的交流变频位，对应角度为0。，设定向前转动为负，向后转动为半闭环反馈系统有效解决了这一问题。正。由于前后对称关系，表1仅列出正转时的位置及对应角。表1磨头位置及对应角度位置012345678910111213141516角度03691220．629．637．846．45563．672．281848788．590摇摆系统(如图1所示)的机械部分由变频电小两对圆柱齿轮构

6、成，传动比为8，小齿轮带动大齿机、转向器、旋转编码器、减速机、主轴和执行齿轮对轮转动，进而使固定在大齿轮上的横梁系统旋转，工等组成，其中变频电机选用的型号为YVF2—90L一4一作转速为3r／rain。J611005，标称电流3．7A，标称功率1．5kW，额定电压3数控钢轨精磨机摇摆系统的控制380V，额定转矩9．5N·in；旋转编码器安装在连接变3．1控制策略频电机输出轴的转向器上，是一种A、B两相增量型本系统采用半闭环控制策略，如图2所示。半闭编码器，脉冲量为1000；减速机为4级1．5kW，传动环控制系统不是将输出量反馈到输入端，而是将控制比为63的斜齿轮蜗轮蜗杆减速机；执行齿轮

7、对由大环节的中的某个过程量进行闭环控制，起到稳定该过收稿日期：2012—12-28作者简介：曾小松(1985一)，男，四川广汉人，在读硕士，研究方向：数控系统及装置。·132··机械研究与应用·2013年第1期(第26卷，总第123期)检测与控制程量的作用。由于调试维修方便，稳定性好，该系统TO指令进行传输，可将数字量0～4000转化为0～目前应用比较广泛。10V的电压信号，以此作为变频器模拟端频率给定信号来控制电机转速。系统选用的变频器为三菱