本發(fā)明涉及一種電控系統(tǒng)，尤其是系留艇收放裝置的電控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

飛艇是一種輕于空氣的航空器，它與熱氣球最大的區(qū)別在于具有推進(jìn)和控制飛行狀態(tài)的裝置。飛艇由巨大的流線型艇體、位于艇體下面的吊艙、起穩(wěn)定控制作用的尾面和推進(jìn)裝置組成。艇體的氣囊內(nèi)充以密度比空氣小的浮升氣體(有氫氣或氦氣)借以產(chǎn)生浮力使飛艇升空。吊艙供人員乘坐和裝載貨物。尾面用來(lái)控制和保持航向、俯仰的穩(wěn)定。大型民用飛艇還可以用于交通、運(yùn)輸、娛樂(lè)、賑災(zāi)、影視拍攝、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等等。比如，發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，通訊中斷就可以迅速發(fā)射一個(gè)浮空器，通過(guò)浮空氣球搭載通訊轉(zhuǎn)發(fā)器，就能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)整個(gè)災(zāi)區(qū)的移動(dòng)通訊恢復(fù)。

而飛艇中系留艇是應(yīng)用較為廣泛的，系留艇作為信息平臺(tái)有著諸多的優(yōu)點(diǎn)被看好，收放裝置關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，而收放裝置電控系統(tǒng)又是重中之重，之前的電控系統(tǒng)存在不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種系留艇收放裝置的電控系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種系留艇收放裝置的電控系統(tǒng)，包括：

上位機(jī)；

下位機(jī)，與上位機(jī)相連，用于輸出模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)控制變頻器輸與變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向；

伺服驅(qū)動(dòng)器，連接在下位機(jī)，用于控制排線機(jī)構(gòu)；

變頻器，連接在下位機(jī)，用于調(diào)整改變絞盤(pán)機(jī)構(gòu)的速度；

力矩電機(jī)控制器，連接在下位機(jī)，用于控制儲(chǔ)纜桶與絞盤(pán)間的隨動(dòng)恒張力。

進(jìn)一步地，還包括傳感器，傳感器連接在下位機(jī)，用于采集數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果：

總體方案設(shè)計(jì)合理，特別首次在排線控制上采用了伺服控制，是一個(gè)創(chuàng)新與突破，不但有效的解決了問(wèn)題，還使整個(gè)系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)一步提高有著實(shí)際的意義和推廣價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明系留艇收放裝置的電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架圖；

圖2為本發(fā)明變頻器的電路示意圖；

圖3為本發(fā)明力矩電機(jī)控制器的電路示意圖；

圖4為本發(fā)明傳感器的采樣一示意圖；

圖5為本發(fā)明傳感器的采樣二示意圖；

圖6為本發(fā)明傳感器的采樣三示意圖。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

此電控系統(tǒng)以觸摸屏(HMI)為上位機(jī)，可編程序控制器(PLC)為核心下位機(jī)，伺服、變頻器及力矩電機(jī)為電力驅(qū)動(dòng)組成。通過(guò)矢量變頻器調(diào)速改變減力裝置(絞盤(pán)機(jī)構(gòu))速度，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的穩(wěn)定性和較高的精度；力矩電機(jī)控制儲(chǔ)纜桶與減力裝置間的隨動(dòng)，實(shí)現(xiàn)恒張力調(diào)整；排線機(jī)構(gòu)首次采用伺服控制，有效解決儲(chǔ)纜桶排線節(jié)距的準(zhǔn)確與可靠，使這一困擾業(yè)內(nèi)依舊的問(wèn)題的解決。圖1為電控系統(tǒng)控制原理圖。

所有操控在操控臺(tái)完成，上位機(jī)(HMI)不但能進(jìn)行相關(guān)指令的操作，還可以進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，并通過(guò)上位機(jī)完成設(shè)備各種性能的狀態(tài)指示及發(fā)生故障時(shí)的報(bào)警顯示。

核心控制由下位機(jī)(PLC)完成，PLC輸出模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)控制變頻器輸與變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向，帶動(dòng)減力裝置上的絞盤(pán)完成纜繩收放控制，纜繩的張力由絞盤(pán)與線纜間的摩擦力平衡釋放；通過(guò)裝在絞盤(pán)附近的傳感器完成計(jì)米及線速度的采集，并通過(guò)高速計(jì)數(shù)器傳輸?shù)絇LC，再進(jìn)過(guò)PLC程序處理通過(guò)總線由HMI顯示(見(jiàn)圖2)。儲(chǔ)纜桶與絞盤(pán)間的隨動(dòng)恒張力控制由力矩電機(jī)控制器給定，能自動(dòng)完成速度的匹配與張力調(diào)整(見(jiàn)圖3)。

排線機(jī)構(gòu)排線節(jié)距與換向是控制的重點(diǎn)，先前系留艇的排線機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式采用雙導(dǎo)桿導(dǎo)向和雙向螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于完全靠機(jī)械完成排線與換向，因此控制電路簡(jiǎn)單，但穩(wěn)定性很差，經(jīng)常發(fā)生排亂線，不能可靠換向的情況，后來(lái)采用電腦排線儀加變頻器的模擬量控制方式有一定改善，但始終不能解決上述問(wèn)題，本控制系統(tǒng)首次在排線機(jī)構(gòu)中采用伺服控制成功解決了這些問(wèn)題，其控制原理是在儲(chǔ)纜桶上加裝編碼器采集滾筒的轉(zhuǎn)速和頻率，再將這些高頻脈沖信號(hào)送入PLC 高速計(jì)數(shù)器端口采樣，由PLC編寫(xiě)的內(nèi)部程序處理后，從脈沖輸出口輸出高速脈沖，送至伺服驅(qū)動(dòng)器。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)排線機(jī)構(gòu)進(jìn)行排線，在排線的中間段采用速度隨動(dòng)跟蹤方式。使排線節(jié)距與儲(chǔ)纜桶始終同步動(dòng)作，不會(huì)發(fā)生亂扣現(xiàn)象。而在左右兩端換向時(shí)，由于采用了高精度的換向開(kāi)關(guān)，使換向起始點(diǎn)的位置始終不變，在排線絲桿的軸端加光電編碼器進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)反饋到PLC高速計(jì)數(shù)器，經(jīng)過(guò)程序中的算法處理后，再由PLC高速脈沖輸出口輸出高速脈沖，此時(shí)在兩端換向的過(guò)程不再是速度同步控制了，改為位置控制，在這個(gè)過(guò)程中不斷要進(jìn)行速度控制，還要完成高速脈沖的計(jì)數(shù)，程序一旦判斷換向完成，自動(dòng)再轉(zhuǎn)入速度同步控制，由于是高速脈沖信號(hào)，所以同步實(shí)時(shí)響應(yīng)速度特別快，且伺服系統(tǒng)不但響應(yīng)頻率高，調(diào)速范圍寬，特別是在低速時(shí)保持力矩性能，遠(yuǎn)比變頻器性能好的多，再加上有合理的算法支持，較好解決了先前排線不可靠問(wèn)題，效果比較好(見(jiàn)圖4-6)。

這套控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)合理，特別首次在排線控制上采用了伺服控制，是一個(gè)創(chuàng)新與突破，不但有效的解決了問(wèn)題，還使整個(gè)系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)一步提高有著實(shí)際的意義和推廣價(jià)值。

上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。