[发明专利]三自由度异步电机运动平台的PLC电控系统

说明书

技术领域

本发明属于三自由度电动运动平台互动控制技术领域，具体的发明专利涉及一种三自由度异步电机运动平台的PLC电控系统。

背景技术

随着虚拟现实技术的发展，多自由度运动平台越来越多地应用于各种运动仿真系统中，并且从军事领域逐渐侵透到民用娱乐领域。目前，国内已有的三自由度运动平台，其类型主要有伺服(液压缸、电动缸、气动缸)三种类型，上述三种类型的三自由度运动平台具有功耗高、使用寿命短的技术缺陷，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三自由度异步电机运动平台的PLC电控系统，以解决上述问题。

本发明提供了一种三自由度异步电机运动平台的PLC电控系统，包括：三轴角度反馈传感器、PLC控制单元、变频器及三相交流异步减速电机，三轴角度反馈传感器用于采集三自由角度值，PLC控制单元用于接收上位机发送的控制数据，对三自由角度值进行PID算法处理，及基于PID算法处理的结果控制变频器驱动三相交流异步减速电机完成三个自由度方向的动作；其中，三个自由度方向分别定义为航向、俯仰及横滚。

进一步地，三轴角度反馈传感器包括航向反馈传感器、俯仰角度传感器及横滚角度传感器，PLC控制单元包括PLC主控器、以太网通信模块、AD输入模块及DA输出模块，变频器包括航向变频器、俯仰变频器及横滚变频器，三相交流异步减速电机包括三相交流异步减速电机一、三相交流异步减速电机二、及三相交流异步减速电机三；航向反馈传感器、俯仰角度传感器及横滚角度传感器通过AD输入模块与PLC主控器进行通信；PLC主控器通过以太网通信模块与上位机进行通信；PLC主控器通过DA输出模块与航向变频器、俯仰变频器及横滚变频器通信；航向变频器与三相交流异步减速电机一连接，俯仰变频器与三相交流异步减速电机二连接，横滚变频器与三相交流异步减速电机三连接。

进一步地，该系统还包括与PLC主控器连接的航向左、右限位接近开关，横滚上、下限位接近开关及俯仰上、下限位接近开关；航向左、右限位接近开关用于限定航向左右摆动角度，横滚上、下限位接近开关用于限定横滚上下摆动角度，俯仰上、下限位接近开关用于限定俯仰上下摆动角度。

进一步地，该系统还包括与PLC主控器连接的航向光电开关，航向光电开关用于在航向位置左右运动范围内，探测障碍物信息，当探测到障碍物信息时，关停PLC电控系统。

进一步地，该系统还包括与PLC主控器进行通信的手动控制盒，手动控制盒用于调试和测试三自由度异步电机运动平台的运动能力和性能。

进一步地，该系统还包括与PLC控制单元连接的24V直流开关电源。

进一步地，该系统还包括与PLC控制单元连接的急停开关，急停开关用于在意外情况发生时切断电源。

进一步地，该系统还包括与PLC主控器连接的故障指示灯，故障指示灯用于指示故障状态信息。

进一步地，该系统还包括分别与三个自由度方向的运动轴连接随动的第一精密旋转反馈电位器、第二精密旋转反馈电位器及第三精密旋转反馈电位器，第一精密旋转反馈电位器、第二精密旋转反馈电位器及第三精密旋转反馈电位器分别用于测量航向、俯仰及横滚的角度变化量。

与现有技术相比本发明的有益效果是：本发明的PLC电控系统首次实现了由异步电机直接来驱动三自由度模拟器运动平台，该电控系统在同样载荷的条件下，超越了目前三种运动平台在功耗、使用寿命方面的性能，不仅调试维护简单，而且对供电要求简单，只需普通单相220V电源供电即可，就可以使此电控系统不间断的长时间运行念。该PLC电控制系统性能稳定优良、调试简单、安全可靠。

附图说明

图1是本发明三自由度异步电机运动平台的PLC电控系统一实施例的结构框图；

图2是本发明三自由度异步电机运动平台的PLC电控系统外部设备连接示意图；

图3是本发明三自由度异步电机运动平台的PLC电控系统手动控制盒的布局图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。