鼎晟达自动化 6GK1700-0AA07-3AA0

模糊控制前言随着我国经济的不断发展，一些生产企业对旧设备的技术改造也逐渐增多。长期以来液压性能试验台在对航空液压电磁阀进行性能测试时，所有的系统参数指标都是由手工调节完成。由于人干预控制过程时主观因素很多，往往会在操作过程中出现一些偏差，不能准确测试其性能。
　目前一些新型控制理论的不断成熟和完善，它们也越来越多的应用到了生产实践过程当中。模糊控制就是控制领域中一个比较成熟的新型控制策略，它能对数学模型比较模糊或难于建立数学模型的控制系统，进行有效的实时控制。而对于液压性能试验台来说，由于对其控制过程的数学模型比较模糊。因此，在对试验台进行技术改造时，我们提出了基于的模糊控制系统的设计方案。液压性能试验台概述液压性能试验台主要是对航空液压电阀的瞬态和稳态性能进行测试。
　　在进行瞬态测试时，首先要对电磁阀的前端进行增压，在前端压力达到某一给定值时，开启电磁阀的开关，对阀前端后端压力流量电磁阀的电压电流等参数进行瞬态数据采集，以获得电磁阀的动态特性。在稳态测试时，是通过调节阀前端压力来测试阀前端压力与阀后端压力的压力差与流量变化之间的关系。在整个测试过程中，是通过调节变频器的输出来调节电机的转速，实现对电磁阀前端压力的控制。模糊控制器的设计系统的控制结构液压阀性能试验台，是通过两个压力传感器和四个流量计来实现对系统压力和流量的测量并获得控制量。因此，对压力流量的测量是整个电磁阀性能测试的核心。
　　在控制回路中，对电磁阀前端压力的调节是通过控制电磁阀前端变频器的输出来实现的。控制量的选择与量化在系统进行瞬态测试时，由于电磁阀是闭合的，这时调节变频器的输出只与阀前端的压力有关。而在稳态测试时，变频器的调节不仅与阀前端压力有关而且还与油路内的流量有关。因此，在确定控制器的控制变量时，我们把压力和流量都作为了控制量。而把变频器的输出作为被控量。
　　在建立模糊控制规则时，我们把压力和流量的偏差和偏差变化率都作为模糊控制器的输人变量，建立关于压力和流量的模糊控制规则表。把输人变量经过离散和模糊化后，通过查询模糊控制表，来获得到变频器的输出调节因子由于变频器的输出和流量计的选择与压力和流量信号有关，因此，此系统是一个多输人多输出的控制系统。经过进一步分析，可得到系统控制的目的主要是保证阀前端压力的稳定，对于流量计的选择控制，只是起到保护流量计的作用。因此，在实施模糊控制方案时，选择压力作为主控制参数，而流量作为辅助控制参数。经过对控制参数进行优化处理，便使得系统等同于一个双输人单输出的系统。为实现模糊控制策略，带来了很大的方便。经过上述处理也为我们确立量化因子和比例因子带来了方便，因为在实现模糊控制的时候，合理的选择模糊控制器的量化因子及比例因子，对控制器的动静态特性都会带来很大的影响。
　　对于这套控制系统来说，系统不允许控制量有较大的偏差，因此在对控制变量论域进行量化时，我们采用了不对称的量化形式，把每个控制量和的论域量化为一>这级。模糊控制规则的建立由于液压控制台的模糊控制系统最终归结为一个双输人单输出的系统，但仍在实现控制策略时带来了问题。由于逻辑思维一般不超过三维，因此对于多输人多输出的模糊控制系统来说，还需要对控制变量之间进行模糊解祸，使之转换为单输人单输出的模糊控制系统。通过这一引理便可得到定理对于多维条件语句可分解为并且这里可知作为近似推理的结论等于由和近似推理所得交的运算。以上述定理为依据，在建立模糊控制表时，对压力和流量分别建立模糊控制表，并从两个控制表中得到控制量，取其交。这样就可得到比较合理的变频器的输出调节因子在这里可做进一步的优化，对流量这个控制量，选用它的目的在于防止流量过大而使流量计损坏。而对流量控制的精度要求并不是很高。因此在经过反复试验后，采用对流量和压力使用同一模糊控制规则表来实现系统的模糊控制。
　　虽然，使用同一个控制表，但由于两个量的变化率并不相同，因此，也不会影响控制过程的有效调节。由于对两个量做了综合考虑，便可保证流量计处在更加安全的工作方式下，这也为的编程实现带来了便利。因此，若用一个固定的模糊控制规则表来对不同型号的产品，完成对变频器的输出调节，就会出现控制偏差较大，调节时间比较长的问题，这对于一个控制系统来说是不利的。这样就可以保证在对不同型号的电磁阀进行测试时，使它的阀前压力可以快速到达目标值，缩短调节时间。需要指出的是我们从控制表中得到的控制量，并不是变频器的最终输出值，而是变频器输出的调节比例因子。
　　我们采取增量式的形式，来获得变频器最后的电压输出值，有在这里是变频器的电压输出值，和分别是控制表中的比例因子与比例因子的修正值。电压的调节基量，即变频器输出电压的最小变化率。通过这种调节形式，可使压力的变化趋势比较稳定，而且可减少调节过程的时间。系统在进行稳态测试时，还要对流量计进行切换选择，目的在于使流量计在测试过程中，既要满足量程的要求，又要满足测量精度的要求。考虑到对它的控制结果是以开关量的形式输出，而不是以数值形式，因此，我们则通过模糊控制规则表，来对流量计做出选择。
PLC加变频器控制起重机成为一种最佳的电气传动方案，并且可以完成许多复杂的工艺要求和动作，大大地减轻工人的操作劳动强度，并可为起重机的故障诊断提供直观的信息，为操作人员和维护人员提供可靠的帮助。CC-LINK现场总线具有数字化的信号传输，全开放性、可操作性、可互换性，可靠性高、可维护性好等特点。其数据容量大，通信速度多级可选择，而且它是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统，能够适应于从较高的管理层网络到较低的传感器网络的不同范围。CC-LINK是一个以设备层为主的网络，一般情况下，CC-LINK整个一层网络可由一个主站和64个从站组成，它采用总线方式通过屏蔽双绞线进行连接。网络中的主站由PLC担当，从站可以是远程I模块、特殊功能模块、带有CPU的PLC本地站、人机界面、变频器、伺服系统、机器人以及各种测量仪表、阀门等现场仪表设备。如果需要增强系统的可靠性，还可以采用主站和备用主站冗余备份的系统构成方式。
　　CC-LINK的底层通信协议遵循RS485，屏蔽双绞线是按一定扭矩相互绞合在一起的2条铜质导线，带有屏蔽层。数据传输率最高可达1Mbps，最大传输距离可达12m.起重机控制系统概况某飞机制造厂使用的起重机主、副起升机构、大、小车、司机室等机构均采用了变频控制，其控制重点有2点：（1）起升机构要求低速输出额定转矩，且起制动平稳，不允许出现溜钩现象；（2）由于起重机跨度达65m，其大车采用3台电机驱动，由于跨度较大，运行中会出现偏斜，造成严重的啃轨现象，设计中必须有完善的纠偏措施。
　　针对上述控制重点，采用具有矢量控制、力矩检测功能的三菱变频器，其顺控功能可以确保启动时先建立足够的启动转矩，然后打开机械制动器，停车时制动器先制动，电机后停止工作，这样可以很好地完成起升机构的要求，并且由于先电气制动，后机械制动，延长了制动器的寿命。针对大车的纠偏，采用直接检测2侧的实际运行速度，将之送到PLC进行处理，根据2侧的实际运行情况，分别给出不同的给定值，控制2侧的变频器输出不同的频率，从而保证2侧电机的适时比较和校正，确保了大车电机的同步运行。
　　系统构成系统中采用三菱公司的Fx2nPLC作为控制中心，每台变频器作为1个从站，通过CC-LINK网络进行通讯，主令控制器的控制点直接输入给PLC，由PLC处理后通过网络进行通讯控制。
　这种通讯控制方案需要在PLC上加装1个CC装1个FR-A5NC变频器从站模块，其最大的好处是工作可靠，避免了由用户程序来保证通讯，而其数据的具体收发工作均由硬件电路来完成，只要对模块进行了正常的设置后，就可以自动进行通讯，而且其兼容性好，可以兼容SIEMENS、安川、三菱等变频器，最多可连接8台。
　　由于大车检测PG距离主站较远，最远达到15m，信号衰减较大，而3台大车变频器在走台上，故设计中采用了远程PLC作为本地PLC的从站，接收主站的指令，由远程PLC根据主站命令和大车运行检测的脉冲进行处理，对3台大车变频器进行同步控制。
　　起重运输机械6212CC-LINK现场总线配置（1）主站采用三菱小型高性能PLC系列Fx2n-48MR（系统版本V212或以上），其主要特点是通讯功能强，运行速度快（其基本指令执行时间为18Ls，比一般的中型PLC运算速度还快），用在该机中作为主站，可以胜任工作要求。
　　CC-主站设置开关：站号设置，主站设为；模式选择在线；根据本机的传输距离，选择传输速度为215设置操作环境；设置各个站信息，通过程序设置在主站模块缓存中。
　　（2）从站采用三菱A54变频器加FR-A5NC变频器从站模块，每个变频器占用一个设备站，其接收主站信息，对信息予以执行，并送主站要求的信息。
　　变频器设置：选择PC连接操作方式：参数97设置为或连接启动方式：参数34设置为1或2；à操作方式中的功能设置；警报发生时的操作；操作和速度命令写入。
　　（3）工作过程1对CC-LINK从站进行参数设定，在通讯前，检查设定的参数信息。
　　执行调试程序，初始化CC-LINK系统，将各个从站储存在模块的缓存#2#25中。测试各个从站的状态，根据故障指示情况予以处理。对每个从站进行通讯操作，观察动作情况，对动作情况作好记录。进行通讯操作，同时对多个机构进行操作，作好记录。实际操作。
　　CC-LINK主站和从站之间的数据交换是靠Fx2n-16CCL-M的缓存区进行的，每个站的接收和发送缓存地址均由特定的地址指定，PLC主站通过FRM和T指令与主站模块进行交换信息，由CC-LINK主站模块与从站模块自动交换信息。
　　通过网络，主站可以读取从站的运行和频率以及工作、参数各种状态，全面掌握各个从站的实际情况；根据主令控制器的操作，PLC对相关从站发出控制信号和频率信号。
　　该系统中的大车3台电机同步运行，在设计编程时，采用的PLC高速计数以及脉冲密度检测2种比较，用软件进行比较和同步控制。调试时，首先让同步控制回路不投入，观察大车的偏斜情况，发现当负载处于一端时（即最恶劣的工况），由于电动机的机械特性以及中间摩擦传动的原因，偏斜较为严重，瞬时的速度差达到1%（脉冲密度检测值），出现了明显的啃轨现象；然后将纠偏系统投入，观察发现无论负载在任何一端，没有出现啃轨，基本上消除了偏斜现象。证明系统设计是正确的、合理的。

　经过1年多的实际运行，各种指标均达到了预期的目标，将现场网络技术应用到起重机上，给现场安装、调试和维护工作带来了很大的方便，大大地减少了故障率，提高了运行的可靠性。

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10：GE FANUC(GE发那科)：模块、卡件、驱动器等各类备件。

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