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智韧并行——基于AC500 PLC的位置闭环控制的振动抑制算法

背景 

ABB运动控制事业部在全球电机和变频器领域具有技术优势,是加速创建更高效和可持续发展未来的核心力量。我们不断创新,拓展技术疆界,为客户、行业和社会提供节能增效、脱碳和循环经济解决方案。通过数字化赋能的变频器、电机和服务,帮助客户和合作伙伴实现更优的产品性能、安全性和可靠性。为了支持全球产业迈向更精益、更清洁的新时代,我们为工业领域的广泛应用提供变频器和电机解决方案。

ABB运动控制AC500系列PLC采用紧凑型设计、支持多种编程语言、模块化扩展、通讯接口丰富,适用于能源与环保、交通与基础设施、装备制造等行业。随着智能制造的发展,控制系统的精度和速度对于提升生产力和竞争力的重要性愈发凸显。 

位置闭环控制是指一种基于PID控制的控制系统,通过反馈来调整位置;而振动抑制则是减少不必要的振动、智能纠偏,消除位置偏差并抑制抖动,二者相结合被广泛应用于需要高精度定位与运动稳定性的系统,如提升系统、立体仓储等,助力解决机械结构的弹性或外部干扰导致的振动,在保证效率的同时显著降低振动风险,为高密度存储与高速作业提供可靠支撑。 

以立体仓储为例,高精度定位与运动稳定性是确保高效、安全运行的核心要素,具体原因如下:

1. 高精度定位的重要性 ‌

  • 立体仓储通过垂直空间叠加存储层级实现空间优化。若定位精度不足,可能导致货物存放位置偏移,造成空间浪费或存取路径冲突,影响整体存储密度 ‌
  • 自动化设备在狭窄通道或密集货架中运行时,毫米级的定位误差可能导致机械臂与货架碰撞,引发设备损坏或货物损毁 


2. 运动稳定性的重要性
  • 立体仓储设备需24小时连续作业,运动稳定性不足易引发机械振动、部件磨损等问题,缩短设备寿命并增加维护成本‌
  • ‌高速运动中,不稳定的加速度或急停可能导致货物倾倒、包装破损、精密仪器损坏等,甚为严重的情况下,货物倾倒会导致人生安全 

如组队参赛,请队长填写注册报名页。队长报名成功后,进入“成员信息”页面添加组员及导师。点击 我要报名或扫描下方二维码报名参赛

 

参赛对象

  • 各高校全日制在校生(大专及以上),及各中、高职全日制在校生。 

  • 参赛者可以个人或团队的方式参加比赛。每支队伍最多3名队员,同时须配备至少1名导师。 

  • 组队参赛者每组须选出一名队长,负责团队报名和提交解决方案。

任务要求及作品交付


1. 参与本次比赛的选手需完成如下任务

1.1 通过仿真工具(如MATLAB/Simulink或者类似工具)建立高效位置闭环控制的抑制振动数学模型及算法

      仿真,仿真模型可以通过或不限于仿真工具或者生成的算法代码展示。

1.2 功能使用Automation Builder编程,开发语言使用ST语言,代码书写可读性强及有合理注释。

1.3 代码可在ABB AC500 PLC运行且运行效率高。 

1.4 自主首次开发,尚未以其他方式公开发表,且不侵犯他人知识产权。 


2. 比赛评分:  

2.1 模型准确性及可行性:60% 

2.2 模型创新型:30% 

2.3 演讲技巧:10%  

3. 主办方提供的资源如下:

3.1 PLC产品:https://new.abb.com/plc/zh

3.2  AC500编程工具 ABB Ability Automation Builder下载: 软件下载 - Automation Builder 平台 | Automation Builder 平台 | ABB 

3.3 AC500系列可编程器应用导航:https://abbdrives.yangben.cn/assets/db4991a2-81b6-4cac-a12e-306640714d0a/d8ad447a-e6cf-  405d-b23a-e55c9e098b3f?title=%E8%B5%84%E6%96%99%E4%B8%8B%E8%BD%BD 

3.4 AC500 指令手册:https://abbdrives.yangben.cn/assets/db4991a2-81b6-4cac-a12e-306640714d0a/e5330c9c-863d-4ecd-ba41-3e2b3900645a?title=%E8%B5%84%E6%96%99%E4%B8%8B%E8%BD%BD 

4. 提交作品要求如下:

4.1 控制模型设计介绍(PPT) 

4.2 控制算法架构设计文档及实验数据报告(WORD)

4.3 算法实现代码(打包zip文件/基于AC500工程代码) 

5. 作品提交邮箱及要求 


5.1 发送到:cn-abb-cup-innovation@abb.com

5.2 邮件主题:题目+队长姓名+学校+电话 (学生信息需与注册信息一致)

5.3 邮件附件:请使用QQ邮箱的文件中转站并从QQ邮箱发出为佳。由于公司安全政策,请务必在发送邮件附件时使用压缩软件(7-zip,win-zip等)加密压缩后再发送,并在邮件正文附上加密密码 

赛程安排

奖项及奖品

1. 大赛设有一、二、三等奖及优秀奖;一、二、三等奖获奖者将获得现金奖励;所有获奖团队及其导师均颁发ABB(中国)有限公司及中国自动化学会联合签发的获奖证书  

2. 一、二、三等奖获奖团队代表将有机会获邀于9月下旬参加在上海举办的中国国际工业博览会现场颁奖并参观ABB展台 

日常答疑及线上培训

1. 加入 ABB杯“智韧并行-基于AC500的位置闭环控制的振动抑制算法”赛题QQ交流群,群号:1034508831 

2. 所有注册参赛选手请按照“姓名+学校名”的格式提交申请加入本赛题QQ群 

3. 赛事信息将通过此网站发布,并通过QQ群告知 

4. 赛事或赛题相关问题请发送至QQ群,主办方技术专家或工作人员将及时解答