Устройство управления гидроприводом затвора шлюза

 

Изобретение может быть использовано в гидравлических подъемных механизмах судоходных шлюзов. Устройство содержит программатор, управляющий перемещением двух гидроподъемников с помощью двух насосных станций управляемой производительности через систему электронных и электрогидравлических элементов по временным программам. Информация о перемещении щтоков гидроподъемников поступает через сельсинные датчики. Использование щиротно-импульсной модуляции сигналов управления повыщает надежность устройства в работе. Выбор типа насосных станций уменьшает потребляемую мощность. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1282081

Ш 4 Ci 05 В 11/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3943250/24-24 (22) 29.07.85 (46) 07.01.87. Бюл. № 1 (71) Винницкий политехнический институт (72) И. В. Кузьмин, И. А. Немировский, Н. И. Иванов, Р. Б. Лобанов, В. А. Черный и Н. Г. Антонов (53) 621-540 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1208130, кл. Е 02 В 7/36, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1234515, кл. Е 02 В 7/36, 1984. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОПРИВОДОМ ЗАТВОРА ШЛЮЗА (57) Изобретение может быть использовано в гидравлических подъемных механизмах судоходных шлюзов. Устройство содержит программатор, управляющий перемещением двух гидроподъемников с помощью двух насосных станций управляемой производительности через систему электронных и электрогидравлических элементов по временным программам. Информация о перемещении штоков гидроподъемников поступает через сельсинные датчики. Использование широтно-импульсной модуляции сигналов управления повышает надежность устройства в работе. Выбор типа насосных станций уменьшает потребляемую мощность. 1 ил

128208!

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в гидравлических подъемных механизмах судоходных шлюзов.

Цель изобретения — повышение надежности в работе и снижение потребляемой мощности.

На чертеже изображена схема устройства управления гидроприводом затвора шлюза.

Гидропри вод затвора шлюза включает 1п два гидроподъемника 1 и 2. Блок управления каждым гидроподъемником содержит обратный управляемый клапан 3, надклапанная полость 4 которого соединена гидролинией со штоковой полостью 5 гидроподъемника. Подклапанная полость 6 обратного управляемого клапана 3 соединена гидролиниями с полостями питания 7 и управления 8 электрогидравлического усилителя 9, предохранительным клапаном 10 и напорной гидролинией регулируемого насоса

11 с регулятором 12 мощности. В напорную гидролинию регулируемого насоса 11 подключены обратный клапан 13 и фильтр

14. Управляющая полость 15 обратного управляемого клапана 3 подключена гидролинией к распределителю 16 с электромаг- 25 нитным управлением, к которому подводится рабочая жидкость от штоковой полости

5 гидроподъемника 1 и 2. На одном валу с регулируемым насосом 11 установлен управляющий насос 17. Питание насосов 11 и 17 осуществляется от баков 18. В напорной гидролинии управляющего насоса 17 установлен предохранительный клапан 19 и регулируемый дроссель 20, ограничивающий расход рабочей жидкости, поступающей в . рабочую полость регулятора 12 мощности.

К напорной гидролинии управляющего насоса 17 подключена полость 21 управления электрогидравлического усилителя 22, а полость 23 питания электрогидравлического усилителя 22 подключена гидролинией к рабочей полости регулятора 12 мощности. Три 4р другие полости электрогидравлического усилителя 22 со сливом. Полости 24 — 26 электрогидравлического усилителя 9 объединены и соединены гидролинией с поршневой полостью 27 гидроподъемника 1 (2), которая посредством гидролинии 28 соеди- 4 иена со сливом. Электромеханический преобразователь 29 электрогидравлического усилителя 9 электрически подключен к выходу электронного усилителя 30, а электромеханический преобразователь 31 электрогидравлического усилителя 22 подключен к выходу электронного усилителя 32. Входы электронных усилителей 30 и 32 подключены к выходам преобразователей 33 и 34 широтноимпульсных сигналов в непрерывные. Входы преобразователей 33 и 34 подключены к выходу широтно-импульсного модулятора 35, вход которого подключен к микропроцессорному контролеру 36. Датчик пути состоит

2 из двух бесконтактных сельсинов 37 и 38, валы которых механически соединены с валами цилиндрического редуктора 39, который посредством троссовой передачи 40 связан со штоком 41 гидроподъемника 1 и 2.

Трехфазные выходные обмотки сельсинов

37 и 38 подключены к промышленной сети через понижающий трансформатор. Однофазная входная обмотка каждого сельсина

37 и 38 подключена к входу измерительного узла 42, выход которого подключен к входу микропроцессорного контролера 36, выход которого также подключен к входу узла 43 согласования. Выход узла 43 согласования подключен к электромагниту распределителя 16 и пускателю электродвигателя регулируемого насоса 11 гидроподъемникка 1 (2). Вход микропроцессорного контролера 36 подключен к пульту 44 управления.

Два широтно-импульсных модулятора 35, микропроцессорный контролер 36, измерительный узел 42, узел 43 согласования и пульт 44 управления объединены в общий узел — программатор 45. Штоки 41 гидроподъемников 1 и 2 шарнирно соединены с затвором 46.

Устройство управления гидроприводом затвора шлюза работает следующим образом. При шлюзовании судов привод выполняет три технологические операции: подъем затвора в положение «Закрыть», подъем затвора в положение «Наполнение» и опускание затвора в положение «Открыть».

Подъем затвора в положение «Закрыть».

Эта операция осуществляется по скоростному графику-программе. На пульте 44 управления включается ключ операции «Закрыть», в результате чего подается сигнал на микропроцессорный контролер 36, в котором записана программа этой технологической операции. Затем включается ключ «Запуск контролера» 36. В контролере 36 формируются цифровые сигналы в соответствии с включенной программой, которые с выхода контролера поступают на входы широтно-импульсных модуляторов 35 обоих гидроподъемников 1 и 2, где преобразовываются в широтно-импульсные сигналы и через электронные ключи, установленные в широтно-импульсных модуляторах 35, поступают на электронные усилители 32 через преобразователь 34. С выхода электронных усилителей 32 непрерывные сигналы управления поступают на электромеханические преобразователи 31 электрогидравлических усилителей 22. Одновременно, с выхода контролера 36 сигнал поступает на узел 43 согласования, включающий тиристорные пускатели электродвигателей регулируемых насосов 11, которые начинают разворачиваться при нулевой подаче, так как в рабочих полостях регуляторов 12 мощности давление управления равно нулю за счет того, что как только встроенные насосы 17 управления подают рабочую жидкость в по1282081

3 лости 21 управления электрогидравлических усилителей 22, поток рабочей жидкости от управляющих насосов 17, проходя через дроссели 20 в регуляторы 12 мощности, сливаются в баки 18 через полости 23 питания усилителей 22.

Сигнал управления, выдаваемый микропроцессорным контролером 36, непрерывно изменяется в функции времени, пропорционально запрограммированному закону перемещения затвора 46. Соответственно изменятся и положение золотников в электрогидравлических усилителях 22; золотники начинают прикрывать полости 23 питания, давление рабочей жидкости в регуляторах

12 мощности начинает повышаться, расход

10 в регулируемых насосах 11 начинает увеличиваться пропорционально повышению давления жидкости в рабочих полостях регуляторов 12 мощности. Рабочая жидкость из напорных гидролиний регулируемых насосов 11 начинает поступать через обратные клапаны 13 и фильтры 14 в напорную гидролинию системы. Полости 7 питания электрогидравлических усилителей закрыты, так как их электромеханические преобразователи 29 обесточены. Предохранительные клапаны 10 закрыты. Рабочая жидкость от 25 регулируемых насосов 11 проходит через автоматически открывающиеся обратные управляемые клапаны 3 и поступает в штоковые полости 5 гидроподъемников 1 и 2, приводя в движение затвор 46. По мере движения затвора 46 микропроцессорный ЗО контролер 36, получая информацию от сельсинов 37 и 38, механически связанных со штоками гидроподъемников, сравнивает ее с заданной программой в функции времени и корректирует выходной сигнал управления.

В результате электродгидравлические усилители 22 регулируют расходы насосов 11 для обеспечения заданного графика движения затвора 46.

При достижении затвора конечного положения «Закрыть» микропроцесорный контро- 4п лер 36 прекращает выдавать выходные сигналы на широтно-импульсные модуляторы 35 и узел 43 согласования. Электродвигатели регулируемых насосов 11 отключаются, насосы останавливаются, золотники электрогидравлических усилителей 22 устанавливаются 45 в среднее положение. Обратные управляемые клапаны 3 под действием пружин и давления рабочей жидкости в штоковых полостях гидроподъемников 1 и 2 закрываются и устройство управления гидроприводом затвора шлюза приходит в исходное положение.

Подъем затвора в положение «Наполнение». На пульте 44 включается один из ключей «Наполнение» в зависимости от выбранного графика движения затвора, оптимального для данного судна или группы

55 судов. Количество графиков и законы перемещения затвора для разных шлюзов выбираются исходя из конкретных условий.

Затем включается ключ «Запуск контролера» 36. В остальном принципе работы системы управления такой же как и при технологической операции «Закрыть», за тем исключением, что реализуются другие законы . перемещения затвора 46, обеспечивающие максимальную допустимую скорость затвора в данной технологической операции.

Опускание затвора в положение «Открыть». Эта операция осуществляется по оптимальному скоростному графику-программе. На пульте 44 управления включается ключ операции «Открыть», в результате чего подается сигнал на микропроцессорный контролер 36, в котором записана программа этой технологической операции. Затем включается ключ запуска контролера 36.

В контролере 36 формируются цифровые сигналы в соответствии с включенной программой, которые с выхода контролера 36 поступают на входы широтно-импульсных модуляторов 35 обоих гидроподъемников 1 и 2, где преобразовываются в широтноимпульсные сигналы и через электронные ключи, установленные в широтно-импульсных модуляторах, поступают на электронные усилители 30 через преобразователь 33.

С выхода электронных усилителей 30 непрерывные сигналы управления поступают на электромеханические преобразователи 29 электрогидравлических усилителей 9. Одновременно с выхода контролера 36 сигнал поступает на узел 43 согласования, который включает электромагниты распределителей

16, при этом рабочая жидкость из штоковых полостей гидроподъемников 1 и 2 поступает в полости 15 управления обратных управляемых клапанов 3, которые принудительно открываются и жидкость, вытесняемая под действием веса затвора 46 из штоковых полостей 5 гидроподъемников, поступает в напорные гидролинии системы и полости 8 управления электрогидравлических усилителей 9, золотники которых открываются на величину, пропорциональную сигнналам, поступившим от электронных усилителей 30.

Рабочая жидкость из штоковых полостей

5 гидроподъемников 1 и 2 перетекает в поршневые полости 27, проходя через обратные управляемые клапаны 3 и полости 7 питания электрогидравлических усилителей 9.

Затвор 46 под действием собственного веса начинает опускаться. Так как при опускании затвора увеличивающийся объем поршневых полостей 27 гидроподъемников и 2 больше, чем объем жидкости, вытесняемый из штоковых полостей 5. Для полного заполнения поршневых полостей к ним подключены вторые гидролинии 28, по которым производится подсос рабочей жидкости из баков 18. По мере опускания затвора 46 микропроцессорный контролер 36, получая информацию от сельсинов 37 и 38. сравни1282081

5 вает ее с заданной программой в функции времени и корректирует выходной сигнал управления. В результате электрогидравлические усилители 9 регулируют расходы жидкости, перетекающей из штоковых полостей 5 гидроподъемников 1 и 2 в поршневые полости 27 через полости 7 питания.

При достижении затвором конечного положения «Открыть» контролер 36 прекращает выдавать выходные сигналы на широтно-импульсные модуляторы 35 и узел 43 согласования. Золотники электрогидравлических усилителей 9 под действием давления рабочей жидкости в полостях 8 управления устанавливаются в среднее положение, перекрывая полости 7 питания от напорных гидролиний гидроподъемников 1 и 2. При снятии питания с электромагнитов распределителей 16 они сообщают полости 15 обратных управляемых клапанов 3 со сливом.

При этом обратные управляемые клапаны 3 под действием пружин и давления рабочей жидкости в штоковых полостях 5 гидроподьемников 1 и 2 закрываются.

Формула изобретения

Устройство управления гидроприводом затвора шлюза, содержащее программатор с контролером, соединенным с пультом управления и узлом согласования, два однотипных узла обратной связи и два однотипных блока управления первым и вторым гидроподъемниками, каждый из которых состоит из насосной станции, напорная линия которой через обратный клапан и фильтр соединена с предохранительным клапаном, полостями питания и управления первого электрогидроусилителя и подклапанной полостью обратного управляемого клапана, надклапанная полость которого соединена со штоковой полостью гидроподъемника и через распределитель — с управляющей полостью обратного управляемого клапана, причем вход электрогидроусилителя соединен с выходом первого электронного усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе и снижения потребляемой мощности, программатор содержит два широтно-импульсных модулятора и измерительный узел, соединенные, первые — своими входами, а последний — своим выходом с контролером, каждый блок управления содержит второй электронный усилитель и два преобразователя широтно-импульсного сигнала в аналоговый сигнал, каждый широтно-импульсный модулятор программатора через преобразователи широтно-импульсного сигнала в аналоговый сигнал соединены с входами электронных усилителей своего блока управления гидроподъемником, насосная станция каждого из которых содержит регулируемый и управляемый насосы и второй электрогидравлический усилитель, вход которого соединен с выходом второго электр ронного усилителя, полость управления — на порной гидролинией управляющего насоса, а полость питания — с рабочей полостью регулятора мощности регулируемого насоса, вход регулятора мощности регулируемого насоса соединен с выходом узла соглаЗО сования программатора, каждый узел обратной связи содержит два бесконтактных сельсина, валы которых соединены посредством механических передач со штоком своего гидроподъемника, а выходы всех сельсинов соединены с входами измерительного узла программатора.

1282081

Составитель Б. Шевченко

Редактор И. Яербак Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 7178/45 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам пзо6р.тоний н открытий

113035, Москва, + — 35, Рву гения най..;i. 4 5

Производственно-полиграфическое предпрпят;:.i, l. Ужгопод, у,l. Hpocl.тнан. 4