一種用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于多電機運動控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，多電機共同驅(qū)動方式在乳鋼、紡織、動車牽引等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前，同步控制面臨兩個關(guān)鍵問題:一是研究多電機的同步控制問題，使得多臺電機能夠在啟動、運行、停止時都能夠協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，始終保持著合理的比例關(guān)系；二是如何實現(xiàn)多電機秒流量相等的微張力控制，使各電機轉(zhuǎn)速之間保持合適的比例關(guān)系。多電機同步控制問題在乳鋼機、紡織行業(yè)、印染機械、造紙機等多變量控制系統(tǒng)中廣泛存在，在多變量控制的實踐中，有很多場合需要各受控量的控制過程相互配合和“協(xié)調(diào)”，使各變量之間保持某種協(xié)調(diào)關(guān)系，從而使整個系統(tǒng)處在技術(shù)上合理、經(jīng)濟上合算的協(xié)調(diào)工作狀態(tài)中。為此，現(xiàn)有技術(shù)中需要構(gòu)造一個與生產(chǎn)現(xiàn)場類似的實驗環(huán)境，開發(fā)與以上研究要求相適應(yīng)的多電機運動控制系統(tǒng)綜合實驗平臺，該綜合實驗平臺需要能夠模擬冶金乳鋼、紡織印染、造紙及其他多電機拖動同步控制的生產(chǎn)應(yīng)用，進行控制策略和控制系統(tǒng)的研究。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中已有關(guān)于多電機運動控制實驗平臺的技術(shù)方案公開，例如中國專利申請?zhí)?008201491617，公開日為2009年8月5日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種實驗室用小型兩輥乳機，該申請案的兩輥乳機中齒輪機的下齒輪軸與電磁調(diào)速電動機連接并使其另一端通過聯(lián)軸套與下乳輥連接，齒輪機的上齒輪軸通過萬向聯(lián)軸器與上乳輥連接并使上、下齒輪軸通過一對齒輪副連接，在機架上具有使上乳輥軸承座沿其上下滑動的滑槽，構(gòu)成上乳輥可上下移動的結(jié)構(gòu)，設(shè)置有使上乳輥向下移動的手動壓下螺栓，同時在機架蓋上具有與螺栓配合的內(nèi)螺紋，在螺栓上具有對其鎖緊的螺母，在上、下乳輥軸承座之間設(shè)置有使上乳輥向上復(fù)位的彈簧。但是，該申請案的實驗室用小型兩輥乳機存在著演示效果差的不足，不利于研究多電機的同步控制問題。
[0004]又如中國專利申請?zhí)?0211366X，公開日為2001年1月31日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:便攜式乳機，該便攜式乳機由帶軸套的乳輥、支承架、滑塊、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、調(diào)整機構(gòu)組成，其中:二乳輥為上下方式安置，安裝于一帶有安裝槽的支承架上，支承架下帶底座上有壓板，滑塊套裝在乳輥端部的軸頭上；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)位于支承架外側(cè)，與二乳輥相連，調(diào)整機構(gòu)安裝在位于上方的乳輥上。但是，該申請案的便攜式乳機只是將實際的乳機系統(tǒng)縮小，在實驗室研究過程中需要采用真實的型材進行乳制，乳機雖然體積較小，但是用于實驗研究仍舊存在一定的危險性，且價格昂貴，演示效果差，不利于進行多電機運動控制等實驗研究。
[0005]綜上所述，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中用于多電機運動控制的實驗平臺演示效果差的不足，是現(xiàn)有技術(shù)中亟需解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.實用新型要解決的技術(shù)問題
[0007]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中用于多電機運動控制的實驗平臺演示效果差的不足，提供了一種用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)，本實用新型可以進行多個減速電機運動控制的實驗和研究，實驗演示效果好，安全性高。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為:
[0010]本實用新型的用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)，包括上位機、與上位機相連的PLC和至少兩套電機運動機構(gòu)；其中:
[0011 ] —套電機運動機構(gòu)包括變頻器、減速電機、轉(zhuǎn)盤、制動器、制動電源、轉(zhuǎn)速刻度盤和編碼器；PLC與變頻器相連，變頻器與減速電機相連；減速電機的輸出軸與轉(zhuǎn)盤剛性連接，轉(zhuǎn)盤位于制動器的兩個制動面之間；制動器與制動電源相連，制動電源與PLC相連；
[0012]所述編碼器設(shè)于減速電機的輸出軸上，編碼器與變頻器相連；所述轉(zhuǎn)速刻度盤安裝于轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)速刻度盤與編碼器相連，轉(zhuǎn)速刻度盤用于將編碼器檢測的減速電機轉(zhuǎn)速以刻度的形式呈現(xiàn)出來；
[0013]所述減速電機為帶有減速機的伺服電機。
[0014]作為本實用新型更進一步的改進，所述制動器為電磁制動器。
[0015]作為本實用新型更進一步的改進，所述電機運動機構(gòu)有兩套。
[0016]作為本實用新型更進一步的改進，所述上位機為工業(yè)計算機，PLC為西門子CPU314C-2PN/DP中央處理器，變頻器為西門子MM440變頻器，編碼器選用帶有矢量閉環(huán)反饋控制功能的編碼器。
[0017]3.有益效果
[0018]采用本實用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0019](1)、本實用新型的用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)，利用電磁制動器可以方便地改變減速電機的負(fù)載，從而可以驗證多臺減速電機在負(fù)載變化情況下同步控制的實際效果；其中，制動器采用電磁制動器，相比于其他制動器，電磁制動器結(jié)構(gòu)簡單、壽命長久、操作方便、響應(yīng)速度快，能夠高效及時地給減速電機增加負(fù)載，使用可靠性較高。
[0020](2)、本實用新型的用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速刻度盤安裝于轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)速刻度盤與編碼器相連，轉(zhuǎn)速刻度盤用于將編碼器檢測的減速電機轉(zhuǎn)速以刻度的形式呈現(xiàn)出來；其中，每個減速電機的轉(zhuǎn)速可在各自的轉(zhuǎn)速刻度盤上實時直觀顯示，便于觀察各減速電機之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系，用以直觀地判斷多個減速電機是否同步轉(zhuǎn)動。
[0021](3)、本實用新型的用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)，上位機作為綜合監(jiān)控系統(tǒng)與PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)進行通信，PLC是實時控制的核心設(shè)備，變頻器是減速電機的控制和驅(qū)動機構(gòu)，PLC通過PR0FIBUS-DP總線分別與各個變頻器進行通訊，讀取各個變頻器中相應(yīng)減速電機的轉(zhuǎn)速并計算各個減速電機的速度補償值，然后向各個變頻器發(fā)送指令，通過變頻器調(diào)整相應(yīng)減速電機的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)各個減速電機的同步運轉(zhuǎn)；編碼器設(shè)于減速電機的輸出軸上，能夠?qū)崟r檢測減速電機的轉(zhuǎn)速，并將檢測數(shù)據(jù)傳送給相應(yīng)變頻器，實現(xiàn)減速電機轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制，因此，本實用新型的用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)，可以進行多個減速電機運動控制的實驗和研究，實驗演示效果好，安全性高，且結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，制造成本低廉，易推廣使用。
[0022](4)、本實用新型的用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)，包括至少兩套電機運動機構(gòu)，因此不僅可以進行兩個減速電機運動控制的實驗和研究，還可以進行多個(兩個以上)減速電機運動控制的實驗和研究。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖2為本實用新型的用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖中的標(biāo)號說明:1、減速電機；2、轉(zhuǎn)盤；3、φ慟器；4、制動電源；5、轉(zhuǎn)速刻度盤；6、編碼器。
【具體實施方式】
[0026]為進一步了解本實用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細(xì)描述。
[0027]實施例1
[0028]結(jié)合圖1和圖2，本實施例的用于研究多電機運動控制的實驗系統(tǒng)，包括上位機、PLC和兩套電機運動機構(gòu)；上位機與PLC相連，具體的，上位機與PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)進行通信。一套電機運動機構(gòu)包括變頻器、減速電機1、轉(zhuǎn)盤2、制動器3、制動電源4、轉(zhuǎn)速刻度盤5和編碼器6，本實施例中，制動器3為電磁制動器，上位