如何解决PLC控制下的运动物体的加速-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2006-09-06 11:25:00

楼主

我们在实际工作中，会遇到控制的某一变量作为输出结果时,如:运行的物体、转速、流量、压力等，由于受到机械结构、材料等物理参数的限制，往往需要减缓启动或停止时的冲击，即建立启动加速度或停止减速度，以减缓对物理结构的冲击。

运动物体启动时，如果该物体为重载荷，如：起重机，重型车辆，其物理惯性太大，如果起动加速度太大，会造成动力源冲击但，甚至机械结构遭到破坏；

流量控制系统，如：大的电动阀门，当开启阀门时，如果开启阀门过快，势必会对管道、泵等造成冲击，引起管道振动，泵停转（电动机过流保护造成）等等。

压力控制系统，如液压管道、拉力、张力等，过高的启动加速度会造成管道振动、被拉物体物理变形等。

笔者经过实践，使用了一种既简单又准确的解决方案：首先根据受控对象的物理参数，确定机械加速的允许值，如加速度、单位时间流量变化率、单位时间压力（拉力、张力）变化率,然后算出加速时间（减速时间）或变化时间，假设该时间为T，运动物体的最高速度V，系统最大压力为P，最大流量为Q，所对应的模拟量输出为0～10V电压，PLC为15位，对应的PLC内部值为0～32767，即输出0V时，PLC内部值为0，输出10V时PLC内部值为32767,我们只要把输出值0～32767的变化上下限时间控制到等于T，就可实现匀加速控制，思路如下：

一．选用PLC内部2个计时控制功能功能块TON，并使他们交替周期性工作，同时选用一个加法器；

二．采用近似折线的取值方式，当2个计时器交替周期性工作时，加法器将一个常数C依次累加并送给PLC的输出。见下图：

三．假设计时器1计时时间为t1；计时器2计时时间为t2，使得t1=t2，计时器1工作时，加法器加上1个常数C，计时器1时间到后，计时器2工作，计时器1停止，加法器停止，计时器2时间到后，计时器1工作，加法器工作再加上常数C＝2C，计时器2停止。后面3C、4C……依次类推，直到大于等于输入指令后，此项程序结束。
从大往小变化时，只要把加法器改成减法器即可。
在这里，只要将输出上限值时所对应的计时器t1的总数加到一起，就得到了加速时间T。

应用举例；
·龙门吊走行，载重量450吨，大车走行速度0～5米/分，天车走行速度0～4米/分，变频调速，西门子PLC控制，RS485通讯，走行高度9米，载荷高度约5～6米。

如果不控制走行启停加速度，一旦将载荷吊到5～6米高度，走起来后，一旦停止行走，载荷将在半空中晃来晃去，如果在斜坡上甚至会造成溜坡，后果十分严重。

·大排量水泵抽水，为重载荷启动。按照常规使用，电动机的功率远远大于运行时的实际功率，启动时对电网冲击很大。如果将水泵出口加上一支电动阀，排量控制信号0～10V，按照1.2倍实际消耗功率选择电动机，启动时，将电动阀控制的出口关闭，此时启动电机，待电机启动后，缓慢将电动阀打开，此时电机不会过载保护，对电网冲击也相对减小，同时可以根据实际需要调节水泵排量。
·另外，链传动的频繁启停，易造成机械机构变形，使链条变长，键磨损。

综上所述，通过控制高速或大压力、频繁启停的传动系统，会减少很多机械故障，同时也给节能带来了不少效益。

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