專利名稱：一種對定位對象進行定位的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)控制領域，尤其涉及一種對定位對象進行定位的方法和裝置。
背景技術：
經(jīng)過了 30多年的發(fā)展，可編程控制器(Programmable Logic Controller, PLC)目 前己經(jīng)成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業(yè)控制器?，F(xiàn)在，PLC已經(jīng)進入了包 括過程控制、位置控制等場合的所有控制領域。


圖1是顯示現(xiàn)有的PLC的硬件結(jié)構(gòu)的示范性的示意圖。其包括處理單元，存儲器，輸 入/輸出單元,通信接口及電源(未圖示)等。
處理單元10分別連接存儲器，輸入/輸出單元和通信接口，是PLC的運算和控制中心。
存儲器根據(jù)其在PLC中的作用，分為以下3種只讀存儲器ll (Read Only Memory, R0M)，用戶存儲器12(User Memory, UM)和工作數(shù)據(jù)存儲器13(Work Random Access Memory, Work RAM)。 R0M11用于存儲PLC的系統(tǒng)程序，用戶不能更改。UM12用于存儲用戶根據(jù)功 能要求而編寫的應用程序(即梯形圖Ladder Program)。工作數(shù)據(jù)存儲器13用于存儲工 作數(shù)據(jù)，工作數(shù)據(jù)是PLC運行時經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。工作數(shù)據(jù)存儲器13例 如還包括與輸入單元對應的輸入寄存器(未圖示)以及作為各種內(nèi)部寄存器的元件寄存器 (未圖示)等。
輸入/輸出單元使得PLC通過其與工業(yè)現(xiàn)場相聯(lián)系，例如可以包括輸入接口 16和模擬 輸出接口 18等。輸入接口 16接收操作指令、現(xiàn)場的狀態(tài)信息和通過編碼器18輸出的反 饋脈沖等。模擬輸出接口 15將控制信號等通過輸出電路輸出以驅(qū)動接觸器、電機等執(zhí)行 元件。
通信接口例如可以包括串行通信接口 14等。PLC利用串行通信接口 14或以太網(wǎng)接口 (未圖示)與諸如變頻器17的外部設備通信。
近年來，利用PLC控制變頻器，并由變頻器帶動電機對諸如生產(chǎn)流水線等定位對象進 行定位，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中普遍應用的定位方法。
圖2是顯示現(xiàn)有的PLC的整體處理過程的流程圖。
首先，PLC通電后進行初始化處理。然后進入循環(huán)工作過程， 一次循環(huán)過程可歸納為 四個工作階段。
通用處理階段進行硬件檢查、用戶存儲器檢查等。檢查正常后，才能進行下面的操 作；若有異常情況，則根據(jù)錯誤的嚴重程度發(fā)出報警或停止PLC運行。
命令執(zhí)行處理階段處理單元對用戶程序即梯形圖進行解釋、執(zhí)行；從輸入寄存器、 元件寄存器中讀取狀態(tài)；根據(jù)用戶程序給出的邏輯關系進行運算，并將運算結(jié)果寫入元件 寄存器或其他數(shù)據(jù)內(nèi)存區(qū)域。
輸入/輸出單元刷新處理階段在此階段PLC進行輸入/輸出單元的刷新處理。 外圍服務設備處理階段完成與外設端口 (也是一種輸入/輸出單元)連接的外圍設 備(如變頻器)的通信處理等。
圖3是顯示現(xiàn)有的通過PLC控制變頻器對定位對象進行定位控制的系統(tǒng)構(gòu)成的示范性 示意圖。該系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器31，變頻器32，電機33，編碼器34和定位對象 35。
現(xiàn)有技術中的定位方法中，用戶事先在PLC31中設定一些操作量，如目標脈沖輸出量
M，啟動脈沖頻率fstart，目標脈沖頻率f。bjeet，加速比率r+和減速比率r—等。
目標脈沖輸出量M對應期望的電機的運行量，即對應電機帶動定位對象移動的總距離。
啟動脈沖頻率對應電機的啟動速度，目標脈沖頻率對應電機在恒速時的速度。加速比 率表示電機在加速過程中脈沖頻率周期遞增的比率，減速比率表示電機在減速過程中脈沖 頻率周期遞減的比率。設定這些值，可以控制電機的整個運轉(zhuǎn)過程中的速度。
在PLC31的整體處理過程中，PLC31通過定時器實現(xiàn)中斷處理，來定期計算假想脈沖 輸出量。定期計算的周期T可以由用戶根據(jù)實際經(jīng)驗通過PLC31系統(tǒng)設定，例如為幾毫秒。 該假想脈沖輸出量根據(jù)用戶設定的操作量而計算得到。
在第i個計算周期T內(nèi)的假想脈沖輸出量Mi=T*f,， fi為該計算周期的脈沖頻率。例 如，如果該計算周期為第O個計算周期，則其脈沖頻率為啟動脈沖頻率。
由于電機運轉(zhuǎn)過程可以包括加速過程，恒速過程和減速過程。如果電機高速停止，則 不包括減速過程。因此，
如果該計算周期處于加速過程，則f,二fstart+r"i;
如果該計算周期處于恒速過程，則fi二f—ect;
如果該計算周期處于減速過程，則f,-f。bjee, — r—*i;
其中，i為》0的正整數(shù)，在每個運動過程中，i從0開始計算。
在PLC31的命令執(zhí)行處理階段，將計算好的假想脈沖輸出量存儲在指定的內(nèi)存區(qū)域。 然后將假想脈沖輸出量生成速度指令值，并存儲在和變頻器通信用的數(shù)據(jù)內(nèi)存區(qū)域。
在PLC31的外圍服務設備處理階段，當PLC31可以與變頻器32進行通信時，根據(jù)前 述速度指令值生成被連接的變頻器32能夠識別的速度指令，并將該速度指令發(fā)送給變頻 器32。由變頻器32帶動電機33運轉(zhuǎn)。
同時PLC31定期監(jiān)控電機33通過編碼器34傳送過來的反饋脈沖，該反饋脈沖表示電 機33的實際運行量。當電機33傳送過來的反饋脈沖量大于或者等于目標脈沖輸出量時， 定位對象35停止，即實現(xiàn)定位。
由上述方法可知，PLC31定期計算假想脈沖輸出量并向變頻器32發(fā)送與該假想脈沖 輸出量相應的速度指令，從而由變頻器控制電機33以期望的速度運轉(zhuǎn)。但是，在PLC31 通過變頻器32控制電機32運轉(zhuǎn)的實際過程中，電機32的實際轉(zhuǎn)速并不總能達到期望的 速度，會與理論值產(chǎn)生一定的偏差。
而現(xiàn)有的定位方法中，只是監(jiān)控當前反饋脈沖量，對于電機運轉(zhuǎn)過程中當前反饋脈沖 量與當前累計的假想脈沖輸出量之間的偏差并不作任何補償。因此，由于電機轉(zhuǎn)速的實際 值(相應于當前反饋脈沖量)和理論值(相應于當前累計的假想脈沖輸出量)之間的偏差 不斷積累，當PLC輸出的脈沖達到目標脈沖輸出量時，反饋脈沖量會較大程度上偏離目標 脈沖輸出量。這樣，現(xiàn)有技術在梯形圖執(zhí)行階段，在定位對象即將到達目標位置時比較反 饋脈沖量和目標脈沖輸出量，以決定PLC是否需要繼續(xù)輸出脈沖來補償前面積累的偏差， 直到反饋脈沖量大于或等于目標脈沖輸出量才向變頻器發(fā)送停止指令，控制定位對象停止 在目標位置。
電機停止包括高速停止和低速運行停止兩種。如果電機在高速運轉(zhuǎn)過程中停止，則補 償電機運轉(zhuǎn)過程中累積的偏差的時間可能非常少，但是從PLC發(fā)出停止指令到變頻器停止 電機轉(zhuǎn)動的這段時間內(nèi)電機將繼續(xù)運轉(zhuǎn)，由于電機從高速停止，這段距離將比較大，這樣 就會大大影響定位的精確度。
如果電機在低速運轉(zhuǎn)過程中停止，需要先減速再低速運行，則從PLC發(fā)出停止指令到 變頻器停止電機轉(zhuǎn)動的這段時間內(nèi)電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)的距離可能非常小(由于低速)，但是為 了補償電機運轉(zhuǎn)過程中累積的偏差則需要以低速多運行一段時間，這樣定位所花費的時間 將大大超出預定定位時間。綜上所述，現(xiàn)有的定位方法很難同時滿足對時間和精度要求較高的工業(yè)生產(chǎn)線(定位 對象)上的操作。

發(fā)明內(nèi)容
由于在現(xiàn)有的定位方法中，只監(jiān)控當前反饋脈沖量，對于電機運轉(zhuǎn)過程中當前反饋脈 沖量與當前累計的假想脈沖輸出量之間的偏差并不作任何補償。因此，電機轉(zhuǎn)速的實際值 (相應于當前反饋脈沖量)和理論值(相應于當前累計的假想脈沖輸出量)之間的偏差不 斷積累，以致到最后會產(chǎn)生較大的偏差。
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的上述缺點，增加了偏差值計算這個關鍵的步驟，即在每 個計算周期T，都進行當前反饋脈沖量與當前累計的假想脈沖輸出量之間的偏差值計算， 并在PLC可以與變頻器進行通信時，將由計算得到的偏差值生成的速度指令發(fā)送給變頻器， 從而在電機的整個運轉(zhuǎn)過程中不斷地進行偏差補償。
本發(fā)明的一個目的是提供一種對定位對象進行定位的方法，該方法通過可編程邏輯控 制器(PLC)向變頻器發(fā)送速度指令，由變頻器控制電機旋轉(zhuǎn)，由電機帶動所述定位對象 運動，并且通過可編程邏輯控制器監(jiān)控電機傳送回來的代表實際運行量的反饋脈沖量，當 反饋脈沖量等于設定的目標脈沖輸出量時定位對象定位于目標位置，該方法包括以下步 驟用戶設定操作信息，以及PLC系統(tǒng)設定計算周期T，并初始化值Ro-0;在每個計算 周期，根據(jù)用戶設定的操作信息計算所述計算周期T內(nèi)的脈沖頻率fi和假想脈沖輸出量 Mi，其中，i為^0的正整數(shù)，表示第i個計算周期；累計當前所有假想脈沖輸出量Ri = Rw+ Mi，根據(jù)電機傳送回來的當前反饋脈沖量f,'，獲得當前所有假想脈沖輸出量和當前 反饋脈沖量之間的偏差值Di二R,—f,';以及在PLC與變頻器通信時，將根據(jù)所述偏差值 Dj獲得的變頻器能夠識別的速度指令發(fā)送給所述變頻器，由所述變頻器控制所述電機旋 轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種對定位對象進行定位的裝置，該裝置向變頻器發(fā)送速 度指令，由變頻器控制電機旋轉(zhuǎn)，由電機帶動所述定位對象運動，該裝置包括-
操作信息設置裝置，供用戶進行操作信息設置；系統(tǒng)設定和初始化裝置，設定計算周 期T，和初始化工作寄存器值Ro;脈沖頻率和假想脈沖輸出量計算裝置，用于根據(jù)設置的 操作信息，計算每個計算周期T內(nèi)的脈沖頻率fi和假想脈沖輸出量Mi;其中，i為^0的 正整數(shù)，表示第i個計算周期；工作寄存器，用于累加每個計算周期得到的假想脈沖輸出 量Mi，從而得到當前所有假想脈沖輸出量1^ = 11，-,+Mi;偏差值計算裝置，用于根據(jù)電機
傳送回來的當前反饋脈沖量fi，，計算當前所有假想脈沖輸出量和當前反饋脈沖量之間的偏 差值Di二Ri — f,';速度指令生成和發(fā)送裝置，用于根據(jù)所述偏差值D,獲得該變頻器能夠識 別的速度指令，并將該速度指令發(fā)送到該變頻器；比較裝置，用于在定位對象即將達到目 標位置時對當前反饋脈沖量和目標脈沖量進行比較；以及停止/反轉(zhuǎn)指令發(fā)送裝置，當反饋 脈沖量等于目標脈沖輸出量時，向變頻器發(fā)送停止指令，由該變頻器控制電機停止旋轉(zhuǎn)， 使該定位對象定位于目標位置；或者當反饋脈沖量大于目標脈沖輸出量時，發(fā)出反轉(zhuǎn)指令 給變頻器，變頻器帶動電機反轉(zhuǎn)移動定位對象至目標位置。
本發(fā)明在現(xiàn)有技術的基礎上，在每個計算周期T，增加了偏差值計算這個步驟，即都 進行當前反饋脈沖量與當前累計的假想脈沖輸出量之間的偏差值計算，該偏差值包含了電 機的期望轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速之間的偏差，并在每次PLC與變頻器進行通信時，將由該偏差值 生成的速度指令發(fā)送給變頻器，從而對電機的期望轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速之間的偏差進行了補 償，因此，本發(fā)明方法提高了定位的精確度，并且不需要在定位的最后階段再花費時間對 積累的偏差進行補償了。
附圖簡要說明 圖1是顯示現(xiàn)有的PLC的硬件結(jié)構(gòu)的示范性的示意圖； 圖2是顯示現(xiàn)有的PLC的整體處理過程的流程圖3是顯示現(xiàn)有的通過PLC控制變頻器對定位對象進行定位控制的系統(tǒng)構(gòu)成的示范性 示意圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的對定位對象進行定位的流程圖；以及
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的對定位對象進行定位的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
本實施例通過可編程邏輯控制器PLC向變頻器發(fā)送速度指令，由變頻器控制電機旋 轉(zhuǎn)，由電機帶動定位對象運動，并且通過PLC監(jiān)控電機傳送回來的代表實際運行量的反饋 脈沖量，當反饋脈沖量達到設定的目標脈沖輸出量時定位對象實現(xiàn)定位。
本實施例與現(xiàn)有技術的區(qū)別在于引入了偏差值計算這個步驟，即在每個計算周期T， 都進行當前反饋脈沖量與當前累計的假想脈沖輸出量之間的偏差值計算，并在PLC可以與 變頻器進行通信時，將由計算得到的偏差值生成的速度指令發(fā)送給變頻器。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例對定位對象進行定位的流程圖。
如圖4所示，首先，在PLC中為"定位"而設置操作信息(步驟S41)。該操作信息包 括啟動脈沖頻率fo、加速比率r+、目標脈沖頻率f。b」ect、減速比率r-、目標脈沖輸出量M; 并且系統(tǒng)設定計算周期T和初始化寄存器值R0。
其中，啟動脈沖頻率fo、加速比率r+、目標脈沖頻率f。bject、減速比率r—、目標脈沖輸 出量M和計算周期T的定義與現(xiàn)有技術相同。
接著，根據(jù)設置的操作信息，獲得電機的加速過程包含的計算周期的個數(shù)，減速點位 置，減速過程包含的計算周期的個數(shù)(步驟S42)。
其中，加速運動過程所需的計算周期的個數(shù)n+由下述公式獲得
n+二 (f。bject — fstart) / f+ 。
減速運動過程所需的計算周期的個數(shù)n—由下述公式獲得 n-=f。bject/r一 0
減速點位置是這樣計算的當可編程邏輯控制器累計輸出M—Rru個脈沖后，即達到 減速點位置，電機由恒速運動過程變換到減速運動過程，其中，M為目標脈沖輸出量，Rn -為減速運動過程中累積的假想脈沖輸出量。M—Rn—個脈沖即為加速過程和恒速過程中累 計的假想脈沖輸出量。
然后，在每個計算周期，根據(jù)設置的操作信息，獲得該計算周期T內(nèi)的脈沖頻率fi和 假想脈沖輸出量Mi (步驟S43)。
電機啟動后即進入加速過程，達到一定速度后進入恒速過程，經(jīng)減速點后進入減速過 程，直到停止。如果該周期在加速過程，則f，=fstart+ 如果該周期在恒速過程，則fi =f。bje(;t;如果該周期在減速過程，貝!Jf,二f。b一—r—*i。其中，i為^0的正整數(shù)，代表第i個 周期，在每個運動過程中，i從O開始計算。
那么，假想脈沖輸出量Mi二P^，即在計算周期T內(nèi)輸出的假想脈沖量。
本實施例的電機運轉(zhuǎn)過程包括加速，恒速和減速過程。當然，本領域的技術人員應該 熟知，電機的運轉(zhuǎn)過程也可以只包括加速和恒速過程，而沒有減速過程。本發(fā)明也可以適 用于這種情況。
接著，獲得當前所有假想脈沖輸出量11,=11,-1+ Mi (歩驟S44)。 R,是PLC中一個工作 寄存器的值，用于累加每個計算周期得到的假想脈沖輸出量Mi，從而得到當前所有假想脈 沖輸出量。
再根據(jù)電機傳送回來的當前反饋脈沖量fi'，獲得當前所有假想脈沖輸出量和當前反饋
脈沖量之間的偏差值Di-R,—f,，(步驟S45)。該偏差值Di被存儲于PLC指定內(nèi)存區(qū)域并 更新前一周期的偏差值。
在每次PLC與變頻器通信時，將根據(jù)所述偏差值Di獲得的變頻器能夠識別的速度指 令發(fā)送給所述變頻器，由所述變頻器根據(jù)該速度指令控制所述電機旋轉(zhuǎn)(步驟S46)。即由 偏差值決定速度指令Di，從而決定電機的轉(zhuǎn)速。
具體地，從PLC指定內(nèi)存區(qū)域讀取該偏差值Di，并根據(jù)該偏差值D,生成變頻器用的 速度指令值。該速度指令值存儲在和變頻器通信用的數(shù)據(jù)內(nèi)存區(qū)域內(nèi)。
然后，根據(jù)計算得到的速度指令值生成能夠被變頻器識別的速度指令，在每次PLC與 變頻器通信時，將該速度指令發(fā)送到變頻器，由該變頻器根據(jù)設置的"速度"帶動電機旋 轉(zhuǎn)。在本實施例中，由于PLC與變頻器通信的周期一般長于計算周期T，因此，只有通信 前最后一次更新的偏差值Di對控制電機速度有效，其余的偏差值只是起到定期計算的效 果。
當電機傳送回來的反饋脈沖量等于目標脈沖輸出量，則可編程邏輯控制器向變頻器發(fā) 送停止指令，由變頻器控制電機停止旋轉(zhuǎn)，使定位對象定位于目標位置(步驟S47)。
另外，本實施例中可以偏差值是否為O作為停止的條件，如果出現(xiàn)反饋脈沖量大于目 標脈沖輸出量的情況，則偏差值為負，可以令PLC發(fā)出反轉(zhuǎn)指令給變頻器，變頻器帶動電 機反轉(zhuǎn)移動定位對象至定位位置。
上文描述了對定位對象進行定位的總體流程，為了顯而易見地體現(xiàn)電機從加速、恒速 到減速的過程，下面申請人用具體數(shù)值為例描述各個過程的數(shù)據(jù)計算。
假設設置的操作信息具體為啟動頻率fstart-lOO、加速比率"=300、目標頻率f。bject
=5000、減速比率r—= 200、目標脈沖輸出量M二60000;以及設定計算周期T=4ms和初
始化寄存器值Ro二O。
計算過程如下
① .計算加速過程所需的計算周期的個數(shù)
加速所需周期數(shù)=(目標頻率-啟動頻率)/加速比率=(5000- 100)/300= 166
② .計算加速過程中每個計算周期的脈沖頻率和假想脈沖輸出量
加速周期O:脈沖頻率=啟動頻率=100(Hz)
假想脈沖輸出量=計算周期*脈沖頻率=0.004* 100 = 0.4 = 1 加速周期l:脈沖頻率-啟動頻率+加速比率=100+ 300 = 400 (Hz)
假想脈沖輸出量=計算周期*脈沖頻率=0.004 * 400= 1.6 = 2
加速周期i:脈沖頻率=啟動頻率+加速比率"二100 + 300"(Hz)
假想脈沖輸出量=計算周期*脈沖頻率=0.004* (100+ 300*i)
加速周期165:脈沖頻率=啟動頻率+加速比率* 165 = 100+ 300* 165 = 49600 (Hz)
假想脈沖輸出量=計算周期*脈沖頻率=0.004* 49600= 198 預計加速過程中累積的假想脈沖輸出量=1 + 2 + ... + 198 = 16664 ③.計算加速過程中每個周期的偏差值
加速周期O:寄存器值=寄存器值+加速周期O假想脈沖輸出量=0+1 = 1
偏差值=寄存器值-反饋脈沖數(shù)=1-0=1 加速周期1:寄存器值=寄存器值+加速周期1假想脈沖輸出量=1+2 = 3 偏差值=寄存器值-反饋脈沖數(shù)=...
加速周期i:寄存器值=寄存器值+加速周期i假想脈沖輸出量
偏差值=寄存器值-反饋脈沖數(shù)=... 預計PLC累計假想輸出脈沖16664個后，PLC進入恒速過程；
④.計算恒速過程中每個周期的脈沖頻率和假想脈沖輸出量 脈沖頻率=目標頻率=50000(Hz)
假想脈沖輸出量=計算周期*脈沖頻率=0.004 * 50000 = 200 計算恒速過程中每個周期的偏差值
恒速周期1:寄存器值=寄存器值+恒速周期1假想脈沖輸出量=16664 + 200 = 16864
偏差值=寄存器值-反饋脈沖數(shù)=...
恒速周期i:寄存器值=寄存器值+恒速周期i假想脈沖輸出量 偏差值=寄存器值-反饋脈沖數(shù)
◎.計算減速所需周期數(shù)
減速所需周期數(shù)=目標頻率/減速比率-50000/200 = 250
⑦.計算減速過程中每個周期的脈沖頻率和假想脈沖輸出量 減速周期0:脈沖頻率=目標頻率=50000 (Hz)
假想脈沖輸出量=計算周期*脈沖頻率=0.004 * 50000 = 200 減速周期l:脈沖頻率=目標頻率-減速比率=50000 —200 = 49800 (Hz)
假想脈沖輸出量=計算周期*脈沖頻率=0.004 * 49800= 199.2= 199 減速周期2:脈沖頻率=目標頻率-減速比率*2 = 50000-200*2-49600 (Hz)
假想脈沖輸出量=計算周期*脈沖頻率=0.004*49600= 198.4= 198
減速周期i:脈沖頻率=目標頻率-減速比率"-50000-200*i (Hz)
假想脈沖輸出量=計算周期*脈沖頻率=0.004 * (50000 - 200*n)
減速周期249:脈沖頻率=目標頻率-減速比率*249 = 50000-200*249 = 200 (Hz)
假想脈沖輸出量=計算周期*脈沖頻率=0.004 * 200=1 減速過程中累積的假想脈沖輸出量=200+ 199 + ... + 1 -25000
⑧ .計算減速點位置
減速點位置=目標脈沖輸出量-減速過程中累積的假想脈沖輸出量=600000 -25000 = 575000
即累計輸出575000個脈沖后進入減速過程；
⑨ .計算減速過程中每個周期的偏差值
減速周期1:寄存器值=寄存器值+減速周期1假想脈沖輸出量==575000 + 200 = 575200
偏差值=寄存器值-反饋脈沖數(shù)
減速周期i:寄存器值=寄存器值+減速周期H叚想脈沖輸出量
偏差值=寄存器值-反饋脈沖數(shù)=...
.當反饋脈沖量等于600000后，可編程邏輯控制器向變頻器發(fā)送停止指令，由變頻器控 制電機停止旋轉(zhuǎn)，使定位對象定位于目標位置。
從本實施例可以看出，本發(fā)明方法的關鍵在于進行了當前所有假想脈沖輸出量和反饋 脈沖量之間的偏差計算，并以該偏差值為基礎向變頻器發(fā)送速度指令。這樣的話，在電機
的整個運轉(zhuǎn)過程中不斷地進行偏差補償，這樣就不需要在定位的最后階段再花費時間對積
累的偏差進行補償了。
與現(xiàn)有技術的定位方法比較，本實施例的定位方法具有下述的優(yōu)點。 與高速停止比較本實施例中采用了加速、恒速到減速，因此從PLC發(fā)出停止指令到
變頻器停止電機轉(zhuǎn)動的這段時間內(nèi)的電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)引起的定位偏差小，主要體現(xiàn)了定位的
精確度。
與低速停止比較同樣都有一個減速過程，但現(xiàn)有技術在電機即將停止前以低速運轉(zhuǎn) 的方式對整個運轉(zhuǎn)過程中積累的偏差進行補償，增加了定位時間；而本實施例中將補償分 散到每次PLC與變頻器通信時(即貫穿整個定位過程的始終)，從而不必在定位的最后階 段才進行偏差的補償。因此實施例中的定位時間將少于低速停止時的情況。
另外，本實施例的定位方法還具有高速停止與低速停止均不能做到的優(yōu)點雖然都是 以比較反饋脈沖量和目標脈沖輸出量作為停止的條件，但如果比較時反饋脈沖量已經(jīng)大于 目標脈沖輸出量，現(xiàn)有技術也只能發(fā)出停止指令，而無法對定位對象位置進行反轉(zhuǎn)調(diào)整； 而本實施例中以偏差值是否為O作為停止的條件，如果出現(xiàn)反饋脈沖量大于目標脈沖輸出 量的情況，則PLC發(fā)出反轉(zhuǎn)指令給變頻器，變頻器則帶動電機反轉(zhuǎn)移動定位對象至定位位 置。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的對定位對象進行定位的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
如圖5所示，對定位對象進行定位的裝置500，包括操作信息設置裝置501，系統(tǒng) 設定和初始化裝置502，脈沖頻率和假想脈沖輸出量計算裝置503，工作寄存器504，偏差 值計算裝置505，速度指令生成和發(fā)送裝置506，比較裝置507和停止/反轉(zhuǎn)指令發(fā)送裝置 508。
操作信息設置裝置501供用戶進行操作信息設置，該操作信息包括啟動頻率fstart、加 速比率r+、目標頻率f。bjeet、減速比率r一目標脈沖輸出量M。
系統(tǒng)設定和初始化裝置502用于設定計算周期T，和初始化工作寄存器值R0;
脈沖頻率和假想脈沖輸出量計算裝置503，用于根據(jù)設置的操作信息，計算每個計算 周期T內(nèi)的脈沖頻率fi和假想脈沖輸出量Mi;
工作寄存器504用于累加每個計算周期得到的假想脈沖輸出量Mi，從而得到當前所有 假想脈沖輸出量Ri=Rw+ Mi。
偏差值計算裝置505，用于根據(jù)電機傳送回來的當前反饋脈沖量f,'，計算當前所有假想脈沖輸出量和當前反饋脈沖量之間的偏差值Di— fj'。
速度指令生成和發(fā)送裝置506，用于根據(jù)該偏差值D,獲得該變頻器能夠識別的速度指 令，并將該速度指令發(fā)送到該變頻器，由該變頻器控制該電機旋轉(zhuǎn)。
比較裝置507，用于在定位對象即將達到目標位置時對當前反饋脈沖量和目標脈沖量 進行比較。
停止/反轉(zhuǎn)指令發(fā)送裝置508，當反饋脈沖量等于目標脈沖輸出量時，向變頻器發(fā)送停 止指令，由該變頻器控制電機停止旋轉(zhuǎn)，使該定位對象定位于目標位置；或者當反饋脈沖 量大于目標脈沖輸出量時，發(fā)出反轉(zhuǎn)指令給變頻器，變頻器帶動電機反轉(zhuǎn)移動定位對象至 定位位置。
本領域的技術人員應該容易地知道，對定位對象進行定位的裝置500可以是可編程邏 輯控制器PLC的組成部分，也可以是能夠由程序控制完成上述功能的任何其它電子設備。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些實施例，但這些實施例只以實例的方式呈現(xiàn)，其意圖并 不是限制本發(fā)明的范圍。實質(zhì)上，本文描述的新穎的方法和系統(tǒng)可以多種其它形式實施； 進一步，對本文描述的方法和系統(tǒng)的形式可以作出多種省略，替代和改變而不背離本發(fā)明 的精神和范圍。附后的權利要求及其等同內(nèi)容的意圖是覆蓋落在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的 這樣的形式或者修改。
權利要求
1. 一種對定位對象進行定位的方法，所述方法通過可編程邏輯控制器(PLC)向變頻器發(fā) 送速度指令，由所述變頻器控制電機旋轉(zhuǎn)，由所述電機帶動所述定位對象運動，并且 通過可編程邏輯控制器監(jiān)控所述電機傳送回來的代表實際運行量的反饋脈沖量，當反 饋脈沖量等于設定的目標脈沖輸出量時定位對象定位于目標位置，其特征在于，所述 方法包括以下步驟-a. 用戶設定操作信息，以及PLC系統(tǒng)設定計算周期T,并初始化值Ro二0;b. 在每個計算周期，根據(jù)用戶設定的操作信息計算所述計算周期T內(nèi)的脈沖頻率fi和假 想脈沖輸出量Mi，其中，i為》0的正整數(shù)，表示第i個計算周期；c. 累計當前所有假想脈沖輸出量1^=11,-*Mi，d. 根據(jù)所述電機傳送回來的當前反饋脈沖量f,'，獲得當前所有假想脈沖輸出量和當前反 饋脈沖量之間的偏差值Di二R,—f,';以及e. 在PLC與變頻器通信時，將根據(jù)所述偏差值Di獲得的變頻器能夠識別的速度指令發(fā)送 給所述變頻器，由所述變頻器控制所述電機旋轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a中，所述操作信息包括啟動脈沖頻 率fstart、加速比率"、目標脈沖頻率f。bject、減速比率r—和目標脈沖輸出量M。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟b中 如果所述第i個計算周期處于加速過程，則1^=1;^+ r+*i; 如果所述第i個計算周期處于恒速過程，則f,=f。b.iect; 如果所述第i個計算周期處于減速過程，則f,二f。bje"—r一"； 其中，在每個運動過程中，i從0開始計算。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟b中，假想脈沖輸出量Mi =T*f'，其 中T為計算周期，f,為所述計算周期的脈沖頻率。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述加速過程所包括的計算周期的個數(shù)n+ 由下述公式獲得n+ 二 ( f。bject — fstart ) / "。
6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述減速過程所包括的計算周期的個數(shù)n-由下述公式獲得n一 二f。bject/ r一 。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述恒速過程變換到減速過程的減速點位 置由當前所有假想脈沖輸出量達到M—Rn-個來確定，其中，M為目標脈沖輸出量，Rn— 為減速運動過程中累積的假想脈沖輸出量。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，當反饋脈沖量大于設定的目標脈沖輸出量 時，所述可編程邏輯控制器發(fā)出反轉(zhuǎn)指令給變頻器，變頻器帶動電機反轉(zhuǎn)移動定位對象至 目標位置。
9. 一種對定位對象進行定位的裝置，所述裝置向變頻器發(fā)送速度指令，由所述變頻器控 制電機旋轉(zhuǎn)，由所述電機帶動所述定位對象運動，并且通過所述裝置監(jiān)控所述電機傳送回 來的代表實際運行量的反饋脈沖量，當反饋脈沖量達到設定的目標脈沖輸出量時定位對象 定位于目標位置，其特征在于，所述裝置包括操作信息設置裝置，供用戶進行操作信息設置；系統(tǒng)設定和初始化裝置，設定計算周期T，和初始化工作寄存器值Ro;脈沖頻率和假想脈沖輸出量計算裝置，用于根據(jù)設置的操作信息，計算每個計算周期T 內(nèi)的脈沖頻率fi和假想脈沖輸出量Mi;其中，i為》0的正整數(shù)，表示第i個計算周期；工作寄存器，用于累加每個計算周期得到的假想脈沖輸出量Mi，從而得到當前所有假 想脈沖輸出量R「Rw+Mi:偏差值計算裝置，用于根據(jù)電機傳送回來的當前反饋脈沖量fV，計算當前所有假想脈 沖輸出量和當前反饋脈沖量之間的偏差值Di=Ri — fi';速度指令生成和發(fā)送裝置，用于根據(jù)所述偏差值D,獲得所述變頻器能夠識別的速度指 令，并將所述速度指令發(fā)送到所述變頻器；比較裝置，用于在定位對象即將達到目標位置時對當前反饋脈沖量和目標脈沖量進行 比較；以及停止/反轉(zhuǎn)指令發(fā)送裝置，當反饋脈沖量等于目標脈沖輸出量時，向變頻器發(fā)送停止指 令，由所述變頻器控制電機停止旋轉(zhuǎn)，使所述定位對象定位于目標位置；或者當反饋脈沖 量大于目標脈沖輸出量時，發(fā)出反轉(zhuǎn)指令給變頻器，變頻器帶動電機反轉(zhuǎn)移動定位對象至 目標位置。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述操作信息包括啟動脈沖頻率fstart、加速比率r—、目標脈沖頻率f。bject、減速比率r—和目標脈沖輸出量M。
11. 根據(jù)權利要求io所述的方法，其特征在于，如果所述第i個計算周期處于加速過程，則fi = fstart+ r+*i;如果所述第i個計算周期處于恒速過程，則fi = f。bject; 如果所述第i個計算周期處于減速過程，則f'二f。bjeet — r-";其中，在每個運動過程中，i從0開始計算。
12. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，所述假想脈沖輸出量Mi =T*fi，其中T 為計算周期，f,為所述計算周期的脈沖頻率。
13. 根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，所述加速過程所包括的計算周期的個數(shù)n +由下述公式獲得<formula>formula see original document page 4</formula>
14. 根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，所述減速過程所包括的計算周期的個數(shù)n-由下述公式獲得<formula>formula see original document page 4</formula>
15. 根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，所述恒速過程變換到減速過程的減速點 位置由當前所有假想脈沖輸出量達到M—Rn-個來確定，其中，M為目標脈沖輸出量， Rn—為減速運動過程中累積的假想脈沖輸出量。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種對定位對象進行定位的方法，該方法通過可編程邏輯控制器(PLC)向變頻器發(fā)送速度指令，由變頻器控制電機旋轉(zhuǎn)，再由電機帶動定位對象運動，該方法包括以下步驟用戶設定操作信息，以及PLC系統(tǒng)設定計算周期T；在每個計算周期，根據(jù)用戶設定的操作信息獲得假想脈沖輸出量Mi；累計當前所有假想脈沖輸出量；根據(jù)電機傳送回來的代表實際運行量的反饋脈沖量，獲得當前所有假想脈沖輸出量和當前反饋脈沖量之間的偏差值；在PLC與變頻器通信時，將根據(jù)該偏差值D_i獲得的速度指令發(fā)送給變頻器；當反饋脈沖量等于設定的目標脈沖輸出量時定位對象定位于目標位置。
文檔編號G05B19/05GK101122787SQ20061011104
公開日2008年2月13日 申請日期2006年8月11日 優(yōu)先權日2006年8月11日
發(fā)明者宏 原, 恒光雅也, 林江華 申請人:歐姆龍株式會社