李啟源

摘 要：本文介紹了沖壓車間吊具天車的防搖系統(tǒng)，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸及自動(dòng)定位的工作原理進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：CATS控制機(jī)；PLC；角度傳感器；S120變頻器

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

天車的電子防搖控制系統(tǒng)采用CATS控制機(jī)對(duì)防搖擺功能進(jìn)行計(jì)算與控制，它可在復(fù)雜的工作任務(wù)下，實(shí)現(xiàn)短周期，高精度控制變頻器的調(diào)整電機(jī)運(yùn)行速度。系統(tǒng)中的配有西門子DP/DP耦合器，通過(guò)耦合器與起重機(jī)電控系統(tǒng)的PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)交換。

防搖系統(tǒng)采用的紅外線角度傳感器對(duì)起升機(jī)構(gòu)的搖晃度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)還配有2個(gè)絕對(duì)式編碼器對(duì)大/小車的位置進(jìn)行測(cè)量。并通過(guò)PROFIBUS總線將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給CATS控制機(jī)進(jìn)行處理。CATS控制機(jī)將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)專門函數(shù)算法進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算的結(jié)果轉(zhuǎn)換為速度給定信號(hào)通過(guò)PROFINET實(shí)時(shí)的傳送給S120變頻器，S120變頻器根據(jù)給定的速度信號(hào)快速對(duì)運(yùn)行電機(jī)進(jìn)行加減速調(diào)節(jié)，最后達(dá)到防搖擺的功能。

2.數(shù)據(jù)傳輸

如圖2所示，行車PLC借助功能塊FC65生成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DB塊DB100中，CATS系統(tǒng)通過(guò)PN/PN連接器讀出該數(shù)據(jù)并進(jìn)行內(nèi)部處理。相反方向上CATS系統(tǒng)再通過(guò)PN/PN連接器里輸入信號(hào)至DB210。PLC再次通過(guò)功能塊FC66從BD210上讀出數(shù)據(jù)并且接收使用此信號(hào)實(shí)現(xiàn)變頻器的行駛。

3.自動(dòng)定位

CATS系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)由起重機(jī)PLC進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)這種系統(tǒng)數(shù)據(jù)的匹配，可以使起重機(jī)在接近任意區(qū)域限位及大車運(yùn)行軌道端部時(shí)，實(shí)現(xiàn)先減速后停止控制，防止在高速運(yùn)行情況下突然停止而產(chǎn)生沖擊導(dǎo)致所吊負(fù)載的晃動(dòng)。同時(shí)自動(dòng)定位模式下，可以通過(guò)采集起重機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行速度以及實(shí)際位置與目標(biāo)位置的距離信息，將采集到的實(shí)時(shí)速度與實(shí)時(shí)距離進(jìn)行運(yùn)算處理，通過(guò)運(yùn)算結(jié)果來(lái)控制S120變頻器在接近目標(biāo)定位位置時(shí)做最合適的減速曲線，此時(shí)防搖系統(tǒng)所帶的絕對(duì)式編碼器只提供用于速度減速曲線計(jì)算的實(shí)際位置與目標(biāo)位置的距離數(shù)據(jù)，定位測(cè)量還是通過(guò)激光測(cè)距儀進(jìn)行定位控制。這樣就可以使PLC與防搖系統(tǒng)都能在實(shí)時(shí)時(shí)間內(nèi)得到位置數(shù)據(jù)而做出快速反應(yīng)，以到達(dá)到高精度定位。圖3為監(jiān)控曲線，在第四條角度監(jiān)控曲線可見(jiàn)，行車在啟動(dòng)和停止瞬間僅有1.1430°的晃動(dòng)。

結(jié)論：模具吊具起重機(jī)采用CATS防搖擺系統(tǒng)，在X-Y-Z各方向行走時(shí)進(jìn)行防搖擺，系統(tǒng)提供的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡(jiǎn)單的搖擺阻尼，實(shí)際使用也驗(yàn)證了在任何駕駛情況下，該系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)完美的負(fù)載振蕩控制。