一種起重機多軸同步控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及起重機控制系統(tǒng)，具體涉及一種起重機多軸同步控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]起重機是現(xiàn)代化大生產(chǎn)中必不可少的生產(chǎn)設備。而在橋式起重機的使用中，由于其跨度大、水平剛度低，傳動機構的制造安裝精度難以保證，特別是運行頻繁的起重機，其傳動機構的積累誤差更大，導致橋式起重機都有不同程度的大車跑偏或啃軌現(xiàn)象。輕微的啃軌不影響使用，常常被人們忽視，嚴重的啃軌，使車輪與軌道劇烈磨損，并且大大增加附加載荷，運行阻力比正常狀態(tài)時增大三倍左右，致使起重機運行扭擺，發(fā)出響聲，運行電動機和傳動機構超載運轉，隨著啃軌的加重，會發(fā)生燒壞電動機或扭斷傳動軸的設備事故，還有脫軌的危險?？熊墖乐乜捎绊懫髽I(yè)的正常生產(chǎn)，引發(fā)安全隱患。
[0003]對于加強起重起運行的控制以解決啃軌跑偏問題，人們通常采用潤滑車輪輪緣和軌道側面，加裝水平輪，調(diào)整車輪安裝精度以及斷電糾偏等方法，不僅效果不理想，而且實施困難。特別是分別驅動的大車運行機構中兩臺電機轉速不一致，導致左右車輪線速度的差異，造成車體跑偏啃軌。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種起重機多軸同步控制系統(tǒng)。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種起重機多軸同步控制系統(tǒng)，包括一個主軸和至少一個從軸，主軸位置傳感器，從軸位置傳感器，與主軸對應的主軸電機，與從軸對應的從軸電機，第一 PID控制器，第二 PID控制器，第三PID控制器；
[0006]第一 PID控制器的輸出端連接主軸電機，主軸位置傳感器的輸出端分別連接第一PID控制器的輸入端、第二 PID控制器的輸入端和第三控制器的輸入端，第二 PID控制器的輸出端連接從軸電機，從軸位置傳感器的輸出端分別連接第二 PID控制器的輸入端和第三PID控制器的輸入端，第三PID控制器的輸出端連接第二 PID控制器的輸入端；
[0007]主軸位置傳感器將主軸位置信號分別發(fā)送至第一 PID控制器、第二 PID控制器和第三PID控制，第一 PID控制器接收運動指令后比較當前主軸位置，計算得出控制信號并發(fā)送至主軸電機；從軸位置傳感器將從軸位置信號分別發(fā)送至第二 PID控制器和第三PID控制器，第二 PID控制器分別接收運動指令、第三PID控制器計算得到的主軸位置信號和從軸位置信號的誤差值，以及由第一 PID控制器經(jīng)PID計算得到主軸控制信號，第二 PID控制器將計算得出的從軸控制信號發(fā)送至從軸電機。
[0008]本實用新型的進一步改進包括:
[0009]所述主軸位置傳感器通過RS485分別與第二 PID控制器和第三PID控制器連接。
[0010]所述第一 PID控制器，第二 PID控制器和第三PID控制器是基于STC89C52單片機的PID控制器。
[0011 ] 所述主軸位置傳感器和從軸位置傳感器均是旋轉編碼器。
[0012]本實用新型采用STC89C52單片機作為單軸控制器，采用旋轉編碼器采集單軸運動信息，選用RS485來完成多軸之間的通信任務，結構簡單，有效解決了現(xiàn)有技術的不足。
【附圖說明】
[0013]如圖1本實用新型的結構示意框圖。
[0014]圖中:1、主軸電機，2、從軸電機，3、旋轉編碼器，4、第一 PID控制器，5、第二 PID控制器，6、第三PID控制器，7、RS485，8、運動指令。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型做詳細說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型一種起重機多軸同步控制系統(tǒng)，包括一個主軸和至少一個從軸，主軸位置傳感器，從軸位置傳感器，與主軸對應的主軸電機，與從軸對應的從軸電機，第一 PID控制器，第二 PID控制器，第三PID控制器；第一 PID控制器的輸出端連接主軸電機，主軸位置傳感器的輸出端分別連接第一 PID控制器的輸入端、第二 PID控制器的輸入端和第三控制器的輸入端，第二 PID控制器的輸出端連接從軸電機，從軸位置傳感器的輸出端分別連接第二 PID控制器的輸入端和第三PID控制器的輸入端，第三PID控制器的輸出端連接第二 PID控制器的輸入端；主軸位置傳感器將主軸位置信號分別發(fā)送至第一 PID控制器、第二 PID控制器和第三PID控制，第一 PID控制器接收運動指令后比較當前主軸位置，計算得出控制信號并發(fā)送至主軸電機；從軸位置傳感器將從軸位置信號分別發(fā)送至第二 PID控制器和第三PID控制器，第二 PID控制器分別接收運動指令、第三PID控制器計算得到的主軸位置信號和從軸位置信號的誤差值，以及由第一 PID控制器經(jīng)PID計算得到主軸控制信號，第二 PID控制器將計算得出的從軸控制信號發(fā)送至從軸電機。
[0017]所述主軸位置傳感器優(yōu)選通過RS485分別與第二 PID控制器和第三PID控制器連接。
[0018]所述第一 PID控制器，第二 PID控制器和第三PID控制器是基于STC89C52單片機的PID控制器。所述主軸位置傳感器和從軸位置傳感器均是旋轉編碼器。
[0019]本實用新型采用STC89C52單片機作為單軸控制器，采用旋轉編碼器采集單軸運動信息，選用RS485來完成多軸之間的通信任務，結構簡單，有效解決了現(xiàn)有技術的不足。所述運動指令可以由上位機通過RS485發(fā)送。
[0020]本實用新型實現(xiàn)具體步驟如下:
[0021]主軸控制器即第一 PID控制器接收運動指令，根據(jù)旋轉編碼器反饋信息計算運動誤差，通過PID算法計算出主軸電機輸出信號，最后將運動指令與主軸運動狀態(tài)通過RS485通信網(wǎng)絡傳遞給從軸控制器。主軸運動誤差為:errM= Mtope-Mstate，其中Mh_為主軸運動指令，其中Mstate為主軸運動當前狀態(tài)。主軸電機輸出信號為:out M= KperrM+Ki Σ errM+KdderrM，其中Σ errM為誤差積分，derr M為誤差微分，K p, Ki, Kd分別為PID參數(shù)。
[0022]從軸控制器即第二 PID控制器從RS485通信網(wǎng)絡中接收到運動指令與主軸運動信息，將當前從軸運動狀態(tài)與主軸運動狀態(tài)進行比較獲得誤差，通過PID算法計算出從電機輸出信號。從軸運動誤差為:errs= M h()p「Sstate+(Mstate-SstaJ，其中Sstate為從軸運動狀態(tài)。從軸電機輸出信號為:outs= Kperrs+KiSerrs+Kdderrf；，其中Σ errs為誤差積分，derr s為誤差微分，Kp, Ki, Kd分別為PID參數(shù)。
[0023]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種起重機多軸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，包括一個主軸和至少一個從軸，主軸位置傳感器，從軸位置傳感器，與主軸對應的主軸電機，與從軸對應的從軸電機，第一 PID控制器，第二 PID控制器，第三PID控制器； 第一 PID控制器的輸出端連接主軸電機，主軸位置傳感器的輸出端分別連接第一 PID控制器的輸入端、第二 PID控制器的輸入端和第三控制器的輸入端，第二 PID控制器的輸出端連接從軸電機，從軸位置傳感器的輸出端分別連接第二 PID控制器的輸入端和第三PID控制器的輸入端，第三PID控制器的輸出端連接第二 PID控制器的輸入端； 主軸位置傳感器將主軸位置信號分別發(fā)送至第一 PID控制器、第二 PID控制器和第三PID控制，第一 PID控制器接收運動指令后比較當前主軸位置，計算得出控制信號并發(fā)送至主軸電機；從軸位置傳感器將從軸位置信號分別發(fā)送至第二 PID控制器和第三PID控制器，第二 PID控制器分別接收運動指令、第三PID控制器計算得到的主軸位置信號和從軸位置信號的誤差值，以及由第一 PID控制器經(jīng)PID計算得到主軸控制信號，第二 PID控制器將計算得出的從軸控制信號發(fā)送至從軸電機。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種起重機多軸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主軸位置傳感器通過RS485分別與第二 PID控制器和第三PID控制器連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種起重機多軸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一PID控制器，第二 PID控制器和第三PID控制器是基于STC89C52單片機的PID控制器。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種起重機多軸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主軸位置傳感器和從軸位置傳感器均是旋轉編碼器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種起重機多軸同步控制系統(tǒng)。本實用新型采用STC89C52單片機作為單軸控制器，采用旋轉編碼器采集單軸運動信息，選用RS485來完成多軸之間的通信任務，最后實現(xiàn)多個電機軸運動同步。
【IPC分類】B66C13-48
【公開號】CN204342290
【申請?zhí)枴緾N201420720375
【發(fā)明人】趙敬云, 韓笑, 廖粵峰, 王鵬飛
【申請人】河南機電高等?？茖W校
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月26日