淺談自動(dòng)控制中的行程控制

　　行程控制在自動(dòng)控制中，是極其普通和多見(jiàn)的。在實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制范圍內(nèi)，行程控制又可分為直線和曲線、進(jìn)退與上下，如果將其細(xì)分并觀察其特點(diǎn)，就有了：直線——平面上的前后左右、曲線——規(guī)則的曲線和不規(guī)則的曲線、進(jìn)退——在平面內(nèi)界定方向后，前后就成為進(jìn)退、上下——在垂直方向上的進(jìn)退則成為上下，這樣的劃分可能與教科書(shū)上的定義有所不同，但這些從實(shí)際應(yīng)用中歸納出來(lái)的描述是通俗易懂、便于交流的。

　　從行程控制的本質(zhì)上看，它是一種運(yùn)動(dòng)控制，既然是運(yùn)動(dòng)控制就必然會(huì)涉及到運(yùn)動(dòng)和控制的概念。運(yùn)動(dòng)有勻速運(yùn)動(dòng)、勻變速運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng)，在這些運(yùn)動(dòng)方式中，又存在不同荷載下的不同控制，為了便于討論，這里僅從電路控制的角度談?wù)勑谐痰目刂啤．?dāng)控制單元接收到運(yùn)動(dòng)指令后，按照要求通過(guò)一定的驅(qū)動(dòng)方式給電機(jī)供電，電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)變速箱變速，驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中反饋有關(guān)信息給控制單元，控制單元在處理反饋信息后發(fā)出新的驅(qū)動(dòng)指令，使運(yùn)動(dòng)過(guò)程得以繼續(xù)或停止(見(jiàn)框圖)。

　　在行走程序正常建立的前提下，首先要解決的是行程限位，這一點(diǎn)不論是對(duì)在水平運(yùn)動(dòng)還是在垂直運(yùn)動(dòng)的控制對(duì)象，都是非常重要的，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到系統(tǒng)的安全。最常用也是最可靠的辦法就是在行走路程的兩端，各設(shè)置一個(gè)限位開(kāi)關(guān)XW1和XW2。

　　該限位開(kāi)關(guān)是一個(gè)兩端元件，與接觸器線包串聯(lián)后接入控制回路，其外殼上有一個(gè)曲柄，當(dāng)行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行到限制位時(shí)，就會(huì)推動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，限位開(kāi)關(guān)就會(huì)切斷接觸器線包的電源，使行走電機(jī)斷電，此時(shí)行走電機(jī)只能反轉(zhuǎn)啟動(dòng)(詳見(jiàn)控制示意圖)

　　電機(jī)正反向控制示意圖

　　從上面的控制示意圖可見(jiàn)，AN1按下時(shí)正向啟動(dòng)，J1吸合，J1-1閉合使J1在AN1松開(kāi)時(shí)保持通電，J1-2常開(kāi)點(diǎn)閉合，接通電機(jī)的電源、J1-3常閉點(diǎn)打開(kāi)，B點(diǎn)失電使反向按鈕不能動(dòng)作，AN2按下時(shí)J1-1斷開(kāi)，正向運(yùn)行停止，若正向行程限位開(kāi)關(guān)XW1被撞開(kāi)，也會(huì)使正向控制回路斷電，J1-2斷開(kāi)后電機(jī)失電停止運(yùn)行且不能進(jìn)行正向的繼續(xù)操作;當(dāng)按下AN3時(shí)反向啟動(dòng)時(shí)，J2吸合，J2-1閉合使J2在AN3松開(kāi)時(shí)保持通電，J2-2常開(kāi)點(diǎn)閉合，接通電機(jī)的電源、J2-3常閉點(diǎn)打開(kāi)、XW1在彈簧力作用下重新閉合，正向按鈕不能動(dòng)作，這樣形成了正反向運(yùn)行時(shí)的互鎖。同理，AN4按下時(shí)J2-2斷開(kāi)，反向運(yùn)行停止，若反向行程限位開(kāi)關(guān)XW2被撞開(kāi)，也會(huì)使反向控制回路斷電。所以，不論切斷哪個(gè)行走方向上的供電，都不應(yīng)斷開(kāi)反方向行走的供電，這樣就保證了行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行到某個(gè)極限位置時(shí)，不至于陷于“不能自拔”的狀態(tài)，限位開(kāi)關(guān)在系統(tǒng)中起到的是一種極限位置的保護(hù)作用。行程的控制在大多數(shù)情況下還是需要人為操作啟動(dòng)、停止或程序設(shè)計(jì)時(shí)考慮啟停，如在勻速運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中，可以按照公式：路程=速度*時(shí)間，從時(shí)間上控制;在非勻速的運(yùn)動(dòng)環(huán)境下，則要根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的要求，控制行程或編制相應(yīng)的控制程序，在這種場(chǎng)合多數(shù)采取的還是定點(diǎn)位置控制，如垂直運(yùn)行的電梯就有“平層控制”。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在的磁感應(yīng)式定點(diǎn)控制開(kāi)關(guān)或磁感應(yīng)式限位開(kāi)關(guān)，比機(jī)械式的控制、限位開(kāi)關(guān)反應(yīng)更靈敏、動(dòng)作更快捷。