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。中国科技信息２００８年第１７期

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如图２，在ＶＢ中首先创建０ＰＣｓｅｎｒｅｒ

０ｂｊｅｃｔ，并使用ｓ７２００．ＯＰＣｓｅｒｖｅｒ进行初始

化。这样就可以在内存中建立一个与ＰＬＣ

连接起来的０ＰＣｓｅｒｖｅｒ，然后建立群组和
初始化群组的Ｉｔｅｍｓ，使得Ｉｔｅｍｓ中的数据

与ＰＬＣ中的变量相互对应起来，再使用

ＲＥＡＤ或Ｗｒｉｔｅ函数进行单个变量的读写

操作，也可以使用￥ｍｃＲｅａｄ、Ｓｙｎｃｗｒｎｅ

函数进行多个数据的同步读写。

表２轴承压装系统控制指令

分析表

序号

攮

作

ｌ

电

源

２

总

停

３

液压泵开

４

基本操作

加

载

５

卸

菏

６

急

簿

７

液压泵关

８

项轮对

９

倬引套

１０

压装

手动压装

ｌｌ

傈压

１２

退回

１３

落轮对

１４

自动压装

从压装缸工进开始，ＰＣ程序实时的从

ＰＬＣ中读取压装缸压力和位移的数值，并

绘制成压装曲线。如图３中曲线，初期压力
随时间缓慢上升，当轴承与轮对边缘完全
贴合时，压力开始陡升，并在最高压力处保

持３～５秒后回落。压装力在７８．卜—‘弭５ＫＮ

之间，贴合压力高于压装力１９６ＫＮ以上，则

压装结果为合格，并将实时数据完全存人

数据库，以备将来查询压装曲线与参数。

ＰＬＣ程序包括指令译码程序、控制程

序、状态编码程序等。译码程序主要是应用

ＰＬＣ散转指令将从ＰＣ接收的控制指令中的

操作玛进行散转，分解成多个中间继电器，

图３时间、位移一压力曲线

作为主控指令继电器。控制程序根据丰控
指令继电器实现相应的基本控制、手动控

制、自动控制。状态编码程序运用中间继电

器和ＡＩＤ模块监测ＰＬＣ和被控设备的状

态，适时对各中间继电器和ＡＤ模块的测量
值进行编码，以备ＰＣ程序读取。

４．结论

通过该轴承压装系统在车辆段的使用

证明，本文建立的ＰＣ—ＰＬＣ控制模型能很

好地实现联机控制，对可靠性要求高的传

统机电设备改造和新机电设备设计有重要
意义。

骖考文徽”捕‰辫澎嬲㈣翌零零警濑

【１】张克强．计算机控制系鲥Ｍ】．北京：

清华大学出版社．ｊ９９７

【２】ｓ７—２００系列可编程序控制器说明手
册．２００４

【５】史斌星，史佳．Ｖ两ａＪ Ｂａｓｉｃ贯通教程．北
京：清华大学出版社．２００３

［４】陈善富．铁道轮对轴承压装杌液压系统
设计．１９９｛

掌＃者简介

‘４

Ｊ”“１－＋…”扎”＿‘。““１“ｍ：Ｆ。溺

李丹，沈阳铁路局苏家屯车辆段技术科工程

师。

嚆磷上接第１５４页

工作台、工件等的惯量可按下式计算

Ｊ＝Ｗ（Ｌ／２丌）２

式中ｗ——沿轴线移动物体的质量，

ｋｇ

ｔ

Ｌ——伺服电机轴每转沿轴线方向的

位移量，锄。

（３）相对于电机轴进行机械变速时的

惯量

如图３所示的惯量Ｊ，折算到电机轴的

方法如下

Ｊ＝（Ｚ，／Ｚ，）２・Ｊ。

式中Ｚ．、Ｚ，——齿轮齿数。

（４）圆柱体围绕旋转中心旋转时的惯

量计算（如图４）

侪

～一茶＝

图４绕旋转中心回转圆柱体

的惯量折算

Ｊ２Ｊｏ＋ＭＲ２

式中Ｊ。——圆柱体环绕其中心线的惯

量，ｌ【ｇ－ｃｍ２

Ｍ——圆柱体的质量，ｌ（ｇ
Ｒ——旋转半径，ｃｍ

上述公式常在计算大直径齿轮的转动

惯量时使用。为减少大直径齿轮惯量和质
量，在离中心线一定距离的圆周上镗一些

孔。

５．伺服电机的选择

一般在选择伺服电机时，应使负载转

矩小于或等于伺服电机的额度转矩；负载

转矩加上加速转矩应等于伺服电机的最大

转矩；加速转矩等于最大转矩减去负载转

矩（空载时等于最大转矩减去摩擦转矩），

加速转矩应考虑负载惯量与电机惯量的匹

＾岱９

ｏｍ２）

１．２

ｌ Ｏ

仉８

ｎ ６

Ｏ．ｔ

Ｏ．２

图５改变Ｊ。响应曲线

一１３６一

配。

直流伺服电机ｌ／３≤Ｊ．／Ｊ．。≤ｌ／２．２５
交流伺服电机２／３≤Ｊ．／Ｊ．．≤２

小惯量直流伺服电机２／３≤ＪＩ／Ｊ．．≤

１．３

。

“‘

大惯量直流伺服电机１／４．５≤ＪＩ／Ｊ、．

≤１／３

这里需要注意的是，加速转矩和加速

时间是不能任意选择的。例如：ｓＩＥＭＥＮｓ

交流伺服电机最大限流为两倍额定电流，

而在两倍额定电流时，加速时间应在
２００ｍｓ内；直流伺服电机过载能力虽强，但

最大过载能力也有限制。

图５表明系统机械传动部分的等效惯

量Ｊ，对系统响应特性的影响。Ｊ．增大时，
响应趋缓，且出现超调；当Ｊ．减小时，系

统响应加快，且稳忘为保证系统稳定和减

少现场调整，目前多采用大惯量伺服电动

机。一般电动机惯量Ｊ。≥ｊ，，故常取范围

值是Ｊ．≤（Ｏ．２５～０．５）Ｊ。

６．结束语

在数控机床设计工程中，伺服电机选

择的合适与否直接影响到整个数控机床的
加工性能，在数控机床的设计中占有很重

要的位置，通过上述计算负载转矩和负载
惯量的方法可以很轻松地完成伺服电机的

选择，在实际的机床设计中应用非常广泛。

　

万方数据