[發明專利]一種平移道岔直線運動精確定位的控制方法及系統

有效

• 申請號: 201410802309.2
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104460677A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張耀紅;牛均寬;毛豫生;仵叔強
• 申請（專利權）人: 中鐵寶橋集團有限公司;中國中鐵股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京精金石專利代理事務所(普通合伙) 11470
• 代理人: 強紅剛

技術領域

本發明涉及軌道交通設備技術領域，尤其涉及一種平移道岔直線運動精確定位的控制方法及系統。

背景技術

平移道岔是一種軌道交通設備，用于車輛進出庫和換線一種重要設備。一般由主動走行梁和從動走行梁將和線路相配的道岔梁(通常設置兩到三個)連成一體，采用一臺固定在地面上的電機減速機驅動，經齒輪齒條傳動帶動道岔直線位移，道岔的4個車輪在兩條方鋼軌道上滾動，使道岔梁互換和線路對接，完成車輛進出庫和換線。主動走行梁下設有導向輪，夾在軌道兩側防止道岔走偏；在與道岔對接的固定梁底板上安裝有電動推桿，帶動鎖舌將道岔鎖定。

在平移道岔的轉轍過程中，道岔直線運動具有轉動慣量大、運動平穩性和定位精度高的特點，平穩走行和準確定位是道岔轉轍中的關鍵，是保證鎖定機構的動作的前提條件。

目前平移道岔直線運動的控制采用繼電器邏輯控制，限位開關判斷道岔平移動作是否到位的方法，具有起停時沖擊大，定位精度低(不大于10mm)，無中間過程監控等缺點。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種構思巧妙、合理，可提高道岔轉轍過程中的定位精度，降低道岔大慣量起動停止時對傳動機構的沖擊，延長設備使用壽命，實現對備的實時故障保護的平移道岔直線運動精確定位的控制方法及系統。

本發明的技術方案如下：

上述的平移道岔直線運動精確定位的控制方法，包括以下步驟：(1)先確定道岔各個岔位之間脈沖計數的目標值(即與滿足道岔平移運動距離的脈沖計數值)，通過道岔運轉實測，將道岔各個岔位之間的直線運動距離轉換為轉轍控制時的脈沖計數目標數值以及脈沖計數值和目標數值的允許差值，以消除傳動機構的積累誤差影響；(2)在道岔解鎖到位的情況下，使變頻器控制電機處于零速大轉矩輸出狀態，以防止制動器打開后道岔滑移；(3)由可編程邏輯控制器通過中間繼電器打開制動器；(4)再由可編程邏輯控制器根據道岔當前位置和目標位置確定電機驅動方向和脈沖計數目標值；(5)接著由可編程邏輯控制器通過計數模塊讀入轉轍過程中的脈沖計數值；(6)緊接著，通過可編程邏輯控制器將脈沖計數值和其目標數值比較，根據差值的大小確定相應參數并傳送給變頻器；(7)最后由變頻器根據可編程邏輯控制器的指令，控制電動機轉動并通過傳動機構使道岔梁沿軌道作直線運動，最終實現道岔的定位控制。

所述平移道岔直線運動精確定位的方法，其中：所述步驟(6)中的相應參數包括起動、停止指令以及運行過程中速度給定值。

一種平移道岔直線運動精確定位的控制系統，包括可編程邏輯控制器、變頻器、電動機、脈沖分配器和傳動機構；所述可編程邏輯控制器接收上位信號控制系統給出的目標位置給定信號，其一端雙向電連接所述變頻器，另一端控制連接有制動器并通過所述制動器連接所述電動機；所述變頻器與所述電動機雙向電連接，以控制所述電動機的速度，使所述電動機以零速大轉矩輸出；所述電動機的動力輸出端連接所述傳動機構連接，后輸出軸上裝設有編碼器；所述編碼器與所述脈沖分配器連接并將反饋信號傳給所述脈沖分配器；所述脈沖分配器分別電連接所述可編程邏輯控制器和變頻器；所述傳動機構分別連接固定所述電動機和沿軌道直線運動的道岔走形部分，以實現道岔直線運動。

所述平移道岔直線運動精確定位的控制系統，其中：所述變頻器、電動機和編碼器構成速度控制閉環，以完成平移道岔直線運動過程中精確的速度控制。

所述平移道岔直線運動精確定位的控制系統，其中：所述可編程邏輯控制器、變頻器、電動機和編碼器構成位置控制閉環，以完成平移道岔直線運動過程中的定位控制和檢測，并作為所述速度控制閉環的指令源，使平移道岔直線運動的起動和停止階段運行平穩。

所述平移道岔直線運動精確定位的控制系統，其中：所述可編程邏輯控制器與變頻器之間采用總線通訊連接。

所述平移道岔直線運動精確定位的控制系統，其中：所述可編程邏輯控制器通過中間繼電器連接所述制動器，以實現對所述制動器的控制。

所述平移道岔直線運動精確定位的控制系統，其中：所述電動機采用的是三相異步電動機。

所述平移道岔直線運動精確定位的控制系統，其中；所述傳動機構采用的是齒輪-齒條傳動機構。

有益效果：

本發明平移道岔直線運動精確定位的控制方法構思巧妙、合理，平移道岔直線運動采用齒輪-齒條傳動方式，機構的運動精度高，因此采用一個編碼器安裝于驅動電機后出軸處，即可滿足平移道岔直線運動的定位檢測要求，降低機構設計的復雜性。