一种消声水池俯仰定位伺服控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种消声水池俯仰定位伺服控制装置，属于自动控制领域。该装置包括电气控制箱、电机水密电缆、编码器水密电缆和水下伺服电机；所述的电气控制箱内包括PLC主控制器和伺服驱动器；所述的水下伺服电机转动连接有水下减速机构，水下伺服电机的传动轴上设置有磁绝对式编码器；PLC主控制器与伺服驱动器电连接，伺服驱动器分别通过电机水密电缆和编码器水密电缆与水下伺服电机和磁绝对式编码器电连接；PLC主控制器通过网线与电气控制箱面板上的触摸屏连接。该装置自动精确完成俯仰定位功能，无需人工干预，性能稳定，结构简单，定位精度高，很好地满足了水声测试试验俯仰定位自动化需求。位自动化需求。位自动化需求。

【技术实现步骤摘要】
一种消声水池俯仰定位伺服控制装置


[0001]本专利技术属于自动控制领域，具体涉及一种消声水池俯仰定位伺服控制装置。

技术介绍

[0002]消声水池是一种在所有界面上均敷设能有效吸收声能的吸声材料，使在一定区域内形成自由声场的测量水池。一般采用圆锥型橡胶尖劈板作为消声单元体，单元体等间隔排列在水池六个面上，可吸收入射声波，减少界面反射，形成自由声场，以模拟开放海洋环境，在有限的水域空间达到较大范围的水声测试能力。
[0003]平台回转升降平移装置是消声水池的主体执行机构，主要功能是对挂在其机械部分上的水声装置进行水平移动、垂直升降以及旋转操作，使水声装置在模拟的无限广阔声场条件下，进行有关水声技术的测试、试验、验证。
[0004]利用平台回转升降平移装置可以进行测距、测深、测向自动化水声测试，但是俯仰测试依靠现有设备不能自动完成，因此有些消声水池实验室设计了一种工装，人工水面调整好一个俯仰角度，再放到水下测试，需测试另一个俯仰角度时再升到水面人工调整，不仅费时费力，垂直向下或垂直向上角度亦不能实现。

技术实现思路

[0005]为了上述存在的问题，本专利技术提供了一种消声水池俯仰定位伺服控制装置。该装置解决水声测试试验俯仰定位自动化需求。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：一种消声水池俯仰定位伺服控制装置，包括电气控制箱、电机水密电缆、编码器水密电缆和水下伺服电机；所述的电气控制箱内包括PLC主控制器和伺服驱动器；所述的水下伺服电机转动连接有水下减速机构，水下伺服电机的传动轴上设置有磁绝对式编码器；PLC主控制器与伺服驱动器电连接，伺服驱动器分别通过电机水密电缆和编码器水密电缆与水下伺服电机和磁绝对式编码器电连接；PLC主控制器通过网线与电气控制箱面板上的触摸屏连接。
[0007]进一步，所述的电气控制箱内还包括：第一微型断路器、PNP转NPN高速脉冲信号转换板、第一继电器、第二继电器和第三继电器；所述的第一微型断路器上端通过电源转换开关电连接有外部电源，下端分两路，一路依次电连接有第一电源滤波器、第二微型断路器和伺服驱动器，另一路电连接第二电源滤波器上端，第二电源滤波器下端分两路，一路依次电连接有第三微型断路器、第一24V直流电源，另一路依次电连接有第四微型断路器、第二24V直流电源；所述的PNP转NPN高速脉冲信号转换板输入端与PLC主控制器电连接，输出端与伺服驱动器电连接；所述的第二继电器和第三继电器由PLC主控制器直接控制，第一继电器由第二继电器直接控制。
[0008]进一步，所述的PLC主控制器选用SIEMENS的微型可编程逻辑控制器 S7
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200 SMART,CPU型号为ST20；伺服驱动器选用固高中压伺服驱动器 GSHD
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006
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2A
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AP1。
[0009]进一步，所述的PLC主控制器输入按漏型接法，即PLC输入1M接线端子接24V1+，PLC
主控制器的DIa.4、DIa.5、DIa.6接线端子分别电连接有本地 /远程转换旋钮、上伺服带灯按钮、急停按钮；PLC主控制器的DIa.7、DIb.0接线端子分别电连接伺服驱动器的C2
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2、C2
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33接线端子。
[0010]进一步，所述的PLC主控制器输出为源型输出，即2L+接线端子接24V1+， 2M接线端子接24V1
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，PLC主控制器的DQa.3接线端子电连接有蜂鸣器；PLC 主控制器的DQa.4、DQa.5接线端子分别电连接第二继电器和第三继电器的线圈；第二继电器的一个常开触点电连接第一继电器的线圈；第三继电器的一个常开触点电连接伺服驱动器的C2
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14接线端子；PLC主控制器的DQa.6接线端子电连接上伺服带灯按钮的指示灯。
[0011]进一步，所述的PNP转NPN高速脉冲信号转换板的1+接线端子电连接 PLC主控制器的DQa.0接线端子；PNP转NPN高速脉冲信号转换板的O1接线端子电连接伺服驱动器的C2
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32接线端子；PLC主控制器的DQa.2接线端子电连接伺服驱动器的C2
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15接线端子。
[0012]进一步，所述的水下伺服电机选用交流伺服电机带减速机构，磁绝对式编码器选用KIT磁绝对式编码器PAKIT1617
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Q；水下伺服电机配置电机出线4针式水密接头和编码器出线7针式水密接头。
[0013]进一步，所述的水下伺服电机依次通过电机水密电缆和第一继电器的三个常开触点与伺服驱动器的电机接口P2
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U、P2
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V、P2
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W电连接；电机水密电缆一端配置的4孔式水密接头与水下伺服电机配置的电机出线4针式水密接头配套。
[0014]进一步，所述的伺服驱动器的编码器反馈接口C4
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1、C4
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14、C4
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2和C4
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15 通过编码器水密电缆分别与磁绝对式编码器的SSI Data+、SSI Data
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、SSI Clock+ 和SSI Clock
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端电连接；编码器水密电缆一端配置的7孔式水密接头和水下伺服电机配置的编码器出线7针式水密接头配套。
[0015]进一步，采用三种通讯协议：磁绝对式编码器与伺服驱动器之间采用 BISS
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C通讯协议；PLC主控制器与伺服驱动器之间采用MODBUS RTU通讯协议；触摸屏与PLC主控制器之间采用TCP/IP通信协议。
[0016]本专利技术有益效果：
[0017](1)本专利技术通过和消声水池的平台回转升降平移装置配合，对挂在其机械部分上的水声装置可以进行测距、测深、测向、俯仰自动化水声测试；
[0018](2)本专利技术通过伺服驱动器和高精度磁绝对式编码器的使用，伺服驱动器和伺服电机形成电流环、速度环、位置环闭环控制，提高了伺服电机的精确度；
[0019](3)本专利技术通过PLC组态运动轴和伺服电机形成速度和位置开环控制；
[0020](4)本专利技术通过应用PLC控制，可靠性高，扩展性好；
[0021](5)本专利技术经过现场调试，能够满足系统设计要求，能够准确地在消声水池水下将测试设备转动到设定的俯仰位置，自动精确完成俯仰定位功能，无需人工干预。实际应用证明，伺服控制系统性能稳定，结构简单，定位精度高，很好地满足了水声测试试验俯仰定位自动化需求，已投入使用。
[0022]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0024]图1是本专利技术结构示意图；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消声水池俯仰定位伺服控制装置，其特征在于：包括电气控制箱（1）、电机水密电缆（2）、编码器水密电缆（3）和水下伺服电机（4）；所述的电气控制箱（1）内包括PLC主控制器（17）和伺服驱动器（22）；所述的水下伺服电机（4）转动连接有水下减速机构（29），水下伺服电机（4）的传动轴上设置有磁绝对式编码器（30）；PLC主控制器（17）与伺服驱动器（22）电连接，伺服驱动器（22）分别通过电机水密电缆（2）和编码器水密电缆（3）与水下伺服电机（4）和磁绝对式编码器（30）电连接；PLC主控制器（17）通过网线与电气控制箱（1）面板上的触摸屏（5）连接。2.如权利要求1所述的一种消声水池俯仰定位伺服控制装置，其特征在于：所述的电气控制箱（1）内还包括：第一微型断路器（11）、PNP转NPN高速脉冲信号转换板（18）、第一继电器（19）、第二继电器（20）和第三继电器（21）；所述的第一微型断路器（11）上端通过电源转换开关（10）电连接有外部电源，下端分两路，一路依次电连接有第一电源滤波器（15）、第二微型断路器（12）和伺服驱动器（22），另一路电连接第二电源滤波器（16）上端，第二电源滤波器（16）下端分两路，一路依次电连接有第三微型断路器（13）、第一24V直流电源（23），另一路依次电连接有第四微型断路器（14）、第二24V直流电源（24）；所述的PNP转NPN高速脉冲信号转换板（18）输入端与PLC主控制器（17）电连接，输出端与伺服驱动器（22）电连接；所述的第二继电器（20）和第三继电器（21）由PLC主控制器（17）直接控制，第一继电器（19）由第二继电器（20）直接控制。3.如权利要求2所述的一种消声水池俯仰定位伺服控制装置，其特征在于：所述的PLC主控制器（17）选用SIEMENS的微型可编程逻辑控制器S7
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200 SMART，CPU型号为ST20；伺服驱动器（22）选用固高中压伺服驱动器GSHD
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006
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2A
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AP1。4.如权利要求3所述的一种消声水池俯仰定位伺服控制装置，其特征在于：所述的PLC主控制器（17）输入按漏型接法，即PLC输入1M接线端子接24V1+，PLC主控制器（17）的DIa.4、DIa.5、DIa.6接线端子分别电连接有本地/远程转换旋钮（6）、上伺服带灯按钮（7）、急停按钮（9）；PLC主控制器（17）的DIa.7、DIb.0接线端子分别电连接伺服驱动器（22）的C2
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2、C2
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33接线端子。5.如权利要求3所述的一种消声水池俯仰定位伺服控制装置，其特征在于：所述的PLC主控制器（17）输出为源型输出，即2L+接线端子接24V1+，2M接线端子接24V1
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，PLC主控...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫嘉莹，李春恒，高云峰，张元元，
申请(专利权)人：中船重工西安东仪科工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：