浅谈自动控制中的行程控制

行程控制在自动控制中，是极其普通和多见的。在实现运动控制范围内，行程控制又可分为直线和曲线、进退与上下，如果将其细分并观察其特点，就有了：直线——平面上的前后左右、曲线——规则的曲线和不规则的曲线、进退——在平面内界定方向后，前后就成为进退、上下——在垂直方向上的进退则成为上下，这样的划分可能与教科书上的定义有所不同，但这些从实际应用中归纳出来的描述是通俗易懂、便于交流的。

从行程控制的本质上看，它是一种运动控制，既然是运动控制就必然会涉及到运动和控制的概念。运动有匀速运动、匀变速运动、加速运动，在这些运动方式中，又存在不同荷载下的不同控制，为了便于讨论，这里仅从电路控制的角度谈谈行程的控制。当控制单元接收到运动指令后，按照要求通过一定的驱动方式给电机供电，电机的高速旋转经过变速箱变速，驱动行走机构动作实现了运动，在运动过程中反馈有关信息给控制单元，控制单元在处理反馈信息后发出新的驱动指令，使运动过程得以继续或停止(见框图)。

在行走程序正常建立的前提下，首先要解决的是行程限位，这一点不论是对在水平运动还是在垂直运动的控制对象，都是非常重要的，因为它直接关系到系统的安全。最常用也是最可靠的办法就是在行走路程的两端，各设置一个限位开关XW1和XW2。

该限位开关是一个两端元件，与接触器线包串联后接入控制回路，其外壳上有一个曲柄，当行走机构运行到限制位时，就会推动曲柄转动，限位开关就会切断接触器线包的电源，使行走电机断电，此时行走电机只能反转启动(详见控制示意图)

电机正反向控制示意图

从上面的控制示意图可见，AN1按下时正向启动，J1吸合，J1-1闭合使J1在AN1松开时保持通电，J1-2常开点闭合，接通电机的电源、J1-3常闭点打开，B点失电使反向按钮不能动作，AN2按下时J1-1断开，正向运行停止，若正向行程限位开关XW1被撞开，也会使正向控制回路断电，J1-2断开后电机失电停止运行且不能进行正向的继续操作;当按下AN3时反向启动时，J2吸合，J2-1闭合使J2在AN3松开时保持通电，J2-2常开点闭合，接通电机的电源、J2-3常闭点打开、XW1在弹簧力作用下重新闭合，正向按钮不能动作，这样形成了正反向运行时的互锁。同理，AN4按下时J2-2断开，反向运行停止，若反向行程限位开关XW2被撞开，也会使反向控制回路断电。所以，不论切断哪个行走方向上的供电，都不应断开反方向行走的供电，这样就保证了行走机构运行到某个极限位置时，不至于陷于“不能自拔”的状态，限位开关在系统中起到的是一种极限位置的保护作用。行程的控制在大多数情况下还是需要人为操作启动、停止或程序设计时考虑启停，如在匀速运动的系统中，可以按照公式：路程=速度*时间，从时间上控制;在非匀速的运动环境下，则要根据系统运行的要求，控制行程或编制相应的控制程序，在这种场合多数采取的还是定点位置控制，如垂直运行的电梯就有“平层控制”。随着技术的进步，现在的磁感应式定点控制开关或磁感应式限位开关，比机械式的控制、限位开关反应更灵敏、动作更快捷。