基于PLC的挖掘机司机用减震座椅模糊控制系统.pdfVIP

学兔兔 第3期(总第166期) 机 械 工程 与 自动 化 No．3 2011年6月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMAT10N Jun． 文章编号：1672-6413(2011)03—0153—02 基于PLC的挖掘机司机用减震座椅模糊控制系统 薄钟沛 ，梁慧杰 ，杨淑敏 ，庞建峰 (1．天津市无缝钢管厂，天津 300220；2．山西蓝海鑫科技有限公司，山西 太原 030006；3．北方自动控 制研究所，山西 太原 030006) 摘要：利用可编程序控制器s7—200作为主控制器，以加速度作为输入信号，通过对气体回路实施模糊控 制，实现挖掘机司机座椅的减震。实践证明，这是一种简便可靠、经济实用的控制系统。 关键词：PLC；模糊控制；减震；挖掘机 中图分类号：TP273 ．4：TD422．2 文献标识码：A 0 引言 气比例阀lO，气泵停止工作。加速度较小时，打开 现有的座椅减震技术普遍使用机械弹簧的方式进 电磁换向阀12并将电气比例阀10打开较小的角度； 行减震，由于弹簧刚度固定，无法兼顾各种不同震动 加速度较大时，打开电磁换向阀12并将电气比例阀 强度下的减震需求，减震效果并不理想。为解决这一 10打开较大的角度；加速度很大时，打开电磁换向 问题，本文设计了一套模糊控制系统，该系统利用 阀l2并将电气比例阀10打开很大的角度，从而实现 PLC作为模糊控制器，对座椅震动情况进行判断并对 减震功能 气路实施控制。 1 减震座椅控制系统构成 减震座椅控制系统构成如图1所示。由气缸组件 和活塞杆组件共同承受来自座椅及驾驶员的压力，封 入气缸上部的气体起到气体弹簧的作用。气缸组件3 通过螺钉组2与座椅l固连；活塞杆组件4通过螺钉 组5与驾驶室地板固连；行程开关6用于确定活塞位 置；加速度传感器7用于采集座椅所承受的震动；气 路接头8连接气缸上腔与气路；可编程控制器9接收 来自加速度传感器7的信号，并且控制电气比例阀 10、电磁换向阀l2以及气泵14的工作状态。 6 ， 8 9 l0 ll l2 l3 l4 1一座椅；2，5～螺钉组；3～气缸组件；4一活塞杆组件； 开始工作后，可编程控制器9发出控制命令，气 6～行程开关；7一加速度传感器；8～气路接头； 泵14开始工作，电磁换向阀l2关闭，电气比例阀 9一可编程控制器；10一电气比例阀；l1一排气回路； 10全部打开，气体进入气缸组件 3的上腔，在气压 l2一电磁换向阀；13～进气回路；14一气泵 作用下座椅1连同气缸组件3向上位移，直到行程开 图1 减震座椅控制系统构成原理图 关6被压下并将信号送入可编程控制器9后，气泵停 2 模糊控制原理及实现 止工作。控制器采集加速度信号，根据加速度信号的 由于模糊控制不需精确建立被控对象的数学模 大小进行模糊控制。加速度很小时，如果行程开关6 型，只需将操作、工艺技术人员的控制经验归纳总 没有信号，则说明活塞杆组件4没有到达气缸底部， 结，整理成多条控制规则，由模糊控制器进行处理， 此时电磁换向阀12关闭，电气比例阀lO开启至最 因此这种控制方法对于存在滞后或随机干扰的系统具 大，气泵 l4工作，直至行程开关6送出信号至可编 有良好的控制效果。模糊控制系统的各个组成部分如 程控制器