基于LabVIEW的永磁悬浮传送装置的控制系统的制作方法
【专利摘要】基于LabVIEW的永磁悬浮传送装置的控制系统,该系统包括上位机、Galil 1886 运动控制卡、五个伺服驱动器、四个电涡流传感器以及悬浮传送装置；悬浮传送装置包括两条平行的轨道、导轨、永磁驱动轮、盘状永磁体及多个伺服电机；以LabVIEW为软件平台建立的永磁悬浮传送装置系统，软件通用性好，方便操作，编程灵活，开发周期短，功能强大，具有良好的应用前景。
【专利说明】
基于LabV IEW的永磁悬浮传送装置的控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及的是一种基于LabVIEW的永磁悬浮传送控制系统，属于机电一体化的技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，在自动化设备中，操作系统大多采用C++语言编写而成，这对开发者的专业要求很高，大大提高了操作系统的开发难度。LabVIEW作为一种框图式的编程语言，开发者不用去记忆复杂的文本程序代码，可以在很短时间内学会并应用LabVIEW，从而降低了系统开发的难度。LabVIEW程序的设置和编辑比较简单，适合这种实验室以及小批量生产的生产。该永磁悬浮传送装置目前还没有比较成熟的控制系统，控制的难度相对较大。
【发明内容】
[0003]实用新型目的:实用新型提供一种基于LabVIEW的永磁悬浮传送装置的控制系统，其目的是。
[0004]技术方案:实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]基于LabVIEW的永磁悬浮传送装置的控制系统，其特征在于:该系统包括上位机、Galil 1886运动控制卡、五个伺服驱动器、四个电涡流传感器以及悬浮传送装置;悬浮传送装置包括两条平行的轨道、导轨、永磁驱动轮、盘状永磁体及多个伺服电机；
[0006]上位机与Galil 1886运动控制卡通过PCI总线相连，Galil 1886运动控制卡通过两块PICM 3900S互联模块分别与五个伺服驱动器和四个电涡流传感器相连，五个伺服驱动器与伺服电机连接用以驱动伺服电机，五个伺服驱动器中的四个伺服驱动器与连接盘状永磁体的四个伺服电机连接，用以驱动与盘状永磁体相连接的四个伺服电机，另一个伺服驱动器与连接永磁驱动轮的伺服电机连接，永磁驱动轮与开有均匀凹槽的导轨正对安装，永磁驱动轮与导轨的凹槽啮合；导轨设置在两条平行的轨道之间；四个电涡流传感器对称安装在悬浮力支撑点附近。
[0007]在两条轨道之间还设置有电机编码器。
[0008]所述的上位机为台式计算机，并且采用触屏输入。
[0009]优点效果:
[0010]基于LabVIEW的永磁悬浮传送装置的控制系统，所述的Galil 1886运动控制卡，接收来自上位机所发出的控制信号，经互联转接模块将信号传送至伺服驱动器乃至于控制电机的转速。LabVIEW人机界面程序包括系统的运行速度、悬浮距离、安全警报等显示控件，运行速度、距离轨道的高度等输入控件。基于LabVIEW的控制器算法包括维持伺服电机内环稳定运行的模糊PID控制算法、对悬浮距离进行控制的模糊控制算法以及对速度进行控制的模糊算法。以LabVIEW为软件平台建立的永磁悬浮传送装置系统，软件通用性好，方便操作，编程灵活，开发周期短，功能强大，具有良好的应用前景。
[0011]【附图说明】:
[0012]图1是本发明的系统硬件结构和总体装置图。
[0013]图2是永磁悬浮传送装置示意图。
[0014]图3是本发明的系统软件结构框图。
[0015]图4是本发明的操作流程框图。
[0016]图5是本发明的系统主界面。
[0017]【具体实施方式】:
[0018]如图1、2所示，本实用新型提供一种基于LabVIEW的永磁悬浮传送装置的控制系统，该系统包括上位机、Gali I 1886运动控制卡、五个伺服驱动器5、四个电涡流传感器7以及悬浮传送装置;悬浮传送装置包括两条平行的轨道1、导轨3、永磁驱动轮4、盘状永磁体6及多个伺服电机和伺服驱动器；
[0019]上位机与Galil 1886运动控制卡通过PCI总线相连，其用于数据的计算和处理，所述的上位机为PC机，Galil 1886运动控制卡通过两块PICM 3900S互联模块分别与五个伺服驱动器5和四个电涡流传感器7相连，提供模拟量输入接口，用于接收和发送来自计算机和四个电涡流位移传感器的信号；五个伺服驱动器与伺服电机连接用以驱动伺服电机，使悬浮装置产生悬浮力和前进驱动力;五个伺服驱动器中的四个伺服驱动器与连接盘状永磁体6的四个伺服电机连接，用以驱动与盘状永磁体6相连接的四个伺服电机，通过改变盘状永磁体的转角可以改变磁路中磁通量大小，从而控制悬浮力，盘状永磁体6设置在轨道I下方;另一个伺服驱动器与连接永磁驱动轮4的伺服电机连接，驱动与均匀镶有条形磁铁的永磁驱动轮4相连接的伺服电机，永磁驱动轮4与开有均匀凹槽的导轨3正对安装，永磁驱动轮4与导轨3的凹槽啮合;通过旋转该驱动轮，控制装置的前进驱动力；导轨3设置在两条平行的轨道I之间；四个电涡流传感器对称安装在悬浮力支撑点附近。用于检测该装置的悬浮高度；
[0020]在两条轨道I之间还设置有电机编码器2。在装置运动过程中，电机编码器2记录在两轨道I之间的装置所运动的脉冲数，作为反馈信号传送至上位机中，用于检测运动速度；所述的上位机为台式计算机，便于安装和控制Galil 1886运动控制卡，并且采用触屏输入。
[0021 ] LabVIEW人机界面程序通过访问Gali I 1886控制卡的动态链接库相接于运动控制卡，通过人机界面监测和输入控制参数，通过Galil 1886运动控制卡改变发出的控制信号来控制电机驱动器乃至于控制电机的速度，通过电机编码器的反馈信号传送至上位机，基于LabVIEW的控制器算法程序，用以保证系统的悬浮距离以及运行速度的稳定。
[0022]具体的说，其中一个PICM 3900s互联模块将信号传输至四个伺服驱动器，用以驱动与盘状永磁体相连接的四个伺服电机;另一个PICM 3900s互联模块将控制信号传输至另一个伺服驱动器，用以驱动与驱动轮所连接的伺服电机；同时，另一个伺服电机给永磁驱动轮以前进的驱动力;通过控制四个永磁体的悬浮力大小来控制永磁驱动轮与铁质导轨之间的距离，以便控制前进驱动力的大小；四个电涡流传感器分别与PICM 3900S互联模块的模拟量输入口相连，四个传感器正对轨道安装，用以检测悬浮距离，并通过基于LabVIEW编写的控制模糊控制算法对信号进行处理，使传送装置稳定悬浮;在装置运动过程中，电机编码器对运行速度进行检测，以作为反馈信号传送至上位机中；LabVIEW人机界面程序通过访问Galil 1886控制卡的动态链接库相接于运动控制卡，通过人机界面监测和输入控制参数，通过Galil 1886运动控制卡发送控制信号来控制电机驱动器乃至于控制电机的速度，通过电机编码器的反馈信号传送至上位机，基于LabVIEW的控制器算法程序，用以保证系统的悬浮距离以及运行速度的稳定。
[0023]如图3、图4、图5所示，人机控制界面是整个悬浮系统的操作监视平台，登录系统后，首先选择控制方式，控制方式的选择分为手动选择和自动选择，手动选择可以直接设置所需的运行速度和悬浮高度，自动选择则可按照默认设置初始化的运行速度和悬浮高度；其次，运行系统，由基本功能操作按钮来实现，如图4所示;再次，检查监测界面所显示的数据以及报警指示灯的显示，来检测工作状态是否正常，如工作状态报警，则做相应处理;如工作状态正常，则可完成运输。如图4所示，速度表，通过电机编码器的脉冲信号来计算速度，通过检测传感器信号的频率和形状来识别运动方向，从而计算位置;高度表的数值通过图1中四个传感器5的信号得到;位置表的数值是由传送装置起始点到此刻测得位置的水平距离;速度、高度、位置输入窗口与三者的控制程序相连接，达到控制的目的；电机转角和转速信号来自于伺服电机的编码器;开关指示灯用来显示各种开关信号的工作状态;报警指示灯与各自的表盘相连接，当装置中任何一个电机的旋转角度、角速度、位置以及悬浮距离任何超过阈值，指示灯开启，系统将自动调整。
【主权项】
1.基于LabVIEW的永磁悬浮传送装置的控制系统，其特征在于:该系统包括上位机、Galil 1886运动控制卡、五个伺服驱动器(5)、四个电涡流传感器(7)以及悬浮传送装置；悬浮传送装置包括两条平行的轨道(I)、导轨(3)、永磁驱动轮(4)、盘状永磁体(6)及多个伺服电机； 上位机与Galil 1886运动控制卡通过PCI总线相连，Galil 1886运动控制卡通过两块PICM 3900S互联模块分别与五个伺服驱动器(5)和四个电涡流传感器(7)相连，五个伺服驱动器与伺服电机连接用以驱动伺服电机，五个伺服驱动器中的四个伺服驱动器与连接盘状永磁体(6)的四个伺服电机连接，用以驱动与盘状永磁体(6)相连接的四个伺服电机，另一个伺服驱动器与连接永磁驱动轮(4)的伺服电机连接，永磁驱动轮(4)与开有均匀凹槽的导轨(3)正对安装，永磁驱动轮(4)与导轨(3)的凹槽啮合;导轨(3)设置在两条平行的轨道(I)之间；四个电涡流传感器对称安装在悬浮力支撑点附近。2.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的永磁悬浮传送装置的控制系统，其特征在于:在两条轨道(I)之间还设置有电机编码器(2)。3.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的永磁悬浮传送装置的控制系统，其特征在于:所述的上位机为台式计算机，并且采用触屏输入。
【文档编号】B65G54/02GK205589922SQ201521067974
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年12月17日
【发明人】孙凤, 韦伟, 吴利平, 董小微, 陆鹤
【申请人】沈阳工业大学