Устройство для программного управления многодвигательным гидроприводом

 

. Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для программного управления многодвигательным приводом различных, машин . Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства, что достигается за счет введения в известное устройство (п- 1) блоков синхронизации, 2п элементов И и элемента ИЛИ (п - число исполнительных органов), кЬторые обеспечивают синхронизацию хода всех исполнительных органов, компенсацию возможного самохода отдельных исполнительных органов и перекосы последних . 4 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5п 4 G 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4159620/24-24 (22) 28.10.86 (46) -23.09.88. Вюл. У 35 (71) Государственный проектный и проектно-конструкторский институт

"Электротяжхимпроект" (72) М.Л.Прудков и И.Ф.Хомяченко (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 445025, кл. G 05 В 19700, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Р 394755, кл. С 05 В 19/ОО, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 616611, кл. G 05 В 19/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

И 1300416, ::27.05.86. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫМ ГИДРОПРИВОДОМ (57). Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для программного управления многодвигательным приводом различных.машин. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства, что достигается sa счет введения в известное устройство (и1) блоков синхронизации, 2п элементов И и элемента ИЛИ (a — число исполнительных органов), которые обеспечивают синхронизацию хода всех исполнительных органов, компенсацию возможного самохода отдельных исполнительных органов и перекосы последних. 4 ил.

l4 25605

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для программного управления многодвигательным приводом различных машин ю

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

Иа фиг.! представлека функциональная схема устройства", на фиг.2функциональная схема узла управления; на фиг.3 и 4 — функциональные схемы, соответствекко, первого и второго блоков реьерса. l 5

Устройство содержит, фиг . 1 ) BG= полнительные органы 1.1,. 2.1„..., п.1, узлы 1.2,, 2.2,, n.2 управления, гидроцилиндры 1.3-1:к 1I,3-2, 2.3-1 и 2.3-2,..., и."- l и п.3-2, импульсные датчики 1.4- i и 1.4-2, 2.4-1 и 2.4-2,..., п.4- и п.4-2 перемещения, датчики 1.".:-1 и 1.5-2, 2.5-1 и 2.5-2,..., п.5- I и п.5-2 начального положения, первый б и 25 . второй 7 управляющие входы узлов управления, первые элементы И l.8, 2.8,..., n.8 и вторые элементы

И 1.9, 2,9,...., п.9, первый 1О и второй 11 триггеры, блоки 1.12,..., 3О (п-1).12 синхронизации, блок 13 управления, блок 14 задания программы, счетчик l5 нуль-орган lá, -ретий элемент И 17, элемент ИЛИ. 18,, четвертый элемент И 19е

Блоки синхронизации l,. 12,. „ (n-1) .12 аналогичны и содержат (фиг. 1) раверсивкь>й счетчик 20, задатчик 21 зоны нечувствительности, элемент 22 сравнения, куль-орган 23, первый 24 и второй 35 элементы И, первый 26 и второй 27 триг" åðû, Квход 28 триггеров 26 и 27, первый

29, второй 30 и третий 31 управляющие входы блока, первый 32 и второй

33 управляющие выходы блока, вход

34 сброса блока.

Узлы 1,,2, 2.2,..., n.2 управления (фиг.1 и 2) аналогичны и содержат первый 35, второй 36 и третий

37 установочные входы, реверсивные золотники 38-1 и 38-2, электромагниты 39-1,, 39-2, 40-1 и 40-2, усчлители 41 — 1, 41-2, 42-1 и 42--2, логические блоки 43-1 и 43-2, элемент

ИХИ-НЕ 44, блок 45 компенсации самохода, первый блок 46 реверса, блок

47 устранения перекоса, второй блок

48 реверса, иквертор 49.

Логические блоки 43-1 и 43-2 (фиг.2) аналогичные и содержат первые элементы И 50-1, 50-2, 51-1 и

51-2, элементы ИЛИ 52-1, 52-2, 53-1 и 53-2, вторые элементы И 54-1, 54-2, 55-1 и 55-2.

Блок 45 компенсации самохода (фиг.2) содержит счетчик 56, элемент

57 совпадения, триггер 58, элемент

И 59, задатчик 60 зоны нечувствительности, нуль-орган 61.

Блок 47 устранения перекоса (фиг.2) содержит счетчик 62, элемент

63 совпадения, задатчик 64 зоны нечувствительности, нуль-орган 65, первый 66 и второй 67 элементы И, первый 68 и второй 69 триггеры.

Первый блок 46 реверса (фиг.3) содержит первый 70 и второй 71 элементы И, элемент ИЛИ 72, Второй блок 48 реверса (фиг.4) содержит первый 73 и второй 74 повторители, первый 75 и второй 76, третий 77 и четвертый 78 элементы И; первый 79 и второи 80 элементы И.

Устройство работает следующим образом.

При программных перемещениях исполнительных органов 1,1 2.1,..., п.1 (опускании или подъеме) подаются команды с первого выхода блока 13 управления (фиг.1) на управляющий вход счетчика 15. По такой команде из блока 14 задания программы в счетчик 15 вводится чисЛо, пропорциональное заданной величине программного перемещения исполнительных органов l 1, - 1, п.1, и по сигналу с инверсного выхода нуль-органа 16 срабатывает триггер 11. По сигналу триггера 11 через элементы

И 1.9, 2.9,..., n.9, входы 7 узлов

1.2, 2 2 п,2 управления, элементы И 51 — 1, 51-2 блоков 43-1 и

43 — 2 (фиг.2) срабатывают усилители

42-1 и 42-2 и электромагниты 39-1 и

39-2 при программном опускании исполнительных органов 1. 1, 2. 1,..., п. 1 илк через элементы ИЛИ 52-1 и

52-2 и элементы И 50-1 и 50-2 срабатывают усилители 41 — 1 и 41-2 и электромагниты 40-1 и 40-2 при программном подъеме исполнительных органов 1.1, 2.1,..., n.1.

При этом гидроциликдры 3-1 и 3-2 начинают опускать ил>л поднимать ис полнительные органы 1.1, 2.1„..., п.1, а в счетчик 15 (Фиг,!) начинают

1425605 поступать импульсы датчика 1.4-1 перемещения исполнительного органа

1.1, списывающие введенное в счетчик

15 число. При списании этого числа до нуля, т.е. при перемещении исполнительных органов 1.1, 2,1,..., п.1 на заданную величину, срабатывает нуль-орган 16, по сигналу которого через элемент И 17 отключается триггер 11 и блокируется счетный вход счетчика 15. При этом отключаются соответствующие электромагниты

39-1, 39-2 либо 40-1 40-2 и исполнительные органы 1,1, 2.1,..., п.1 останавливаются.

В процессе перемещения исполнительных органов 1.1, 2.1,..., п.i (фиг,1) контроль за их синхронным ходом осуществляется блоками 1.12, (n-1).12 синхронизации. При этом блок 1.12 синхронизации контролирует синхронный ход исполнительных органов 1.1 и 2.1, блок 2.12 синхронизации контролирует синхронный ход исполнительных органов 1.1 и 3.1 и т.д., блок (n-1).12 синхронизации контролирует синхронный ход исполнительных органов 1;! и п.1.

Таким образом, блоками C.12 (и-1). 12 синхронизации контролируется синхронный ход исполнительных органов соответственно 2.1,..., п.1 относительно исполнительного органа 1.1.

Рассмотрим при этом работу блоков 1..12. .. (n-1).12 синхронизации на примере блока синхронизации 1.12, так как все остальные функционируют аналогично. Блоки 1. 12,..., (n-1). 12 синхронизащ и начинают функционировать при появлении сигналов на выходе триггеров 10 или 11 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ 18.

Если, например, в процессе перемещения по сигналу от триггера 11 исполнительный орган 2.1 опережает исполнительный орган 1.1, то счетчик 20 в блоке 1.12 (фиг.1) начинает накапливать число со знаком минус, поскольку датчик 2.4-1 подключен к счет ному входу "-" счетчика 20, в то время как датчик 1.4-1 подключен к счетному входу "+" счетчика 20. При выходе числа счетчика 20 за,пределы зоны нечувствительности, определяемой задатчиком 21, срабатывает звено

22 совпадений и через элемент И 25, к второму входу которого присоединен минусовый выход счетчика 20, срабатывает триггер 27. При этом на его инверсном выходе Йсчезает сигнал и соответственно исчезает сигнал на выходе 33 блоха и на входе элемента

И ?.9. Последний перестает пропускат командный сигнал триггера 11 на вход 7 узла ?.2 управления, и ис10 полнительный орган 2.1 останавливается. Прекращение хода исполнительного органа 2.1 продолжается до тех пор, пока датчиком 1.4-1 не будет списано накопленное в счетчике 20 число и не сработает нуль-орган 23, который отключает триггер 27. После этого запрет хода исполнительного органа 2. 1 снимается и последний продолжает движение. синхронное с исполнительным органом 1.1.

Если в процессе перемещения исполнительный орган 2.1 отстает от исполнительного органа 1.1, то счетчик 20 начинает накапливать число со знаком плюс, и при выходе его за пределы зоны нечувствительности сра. батывает через элемент И 24 триггер

26, снимается сигнал с выхода 32 блока, накладывается запрет на про30 хождение командного сигнала триггера

11 через элемент И 1.9 и исполнительный орган 1.1 останавливается, поджидая отставший исполнительный орган .

1 4

Точно так же функционируют блоки

1. 12,..., (n — 1) .1 2 синхронизации при подаче команд на перемещение в начальное положение триггером 10.

Только здесь накладываются запрети на прохожцение командных сигналов

40 через элементы И 1 8, 2.8,... п.8 к входам 6 узлов 1. 2, 2. 2,... и. 2 управления .

Отключение триггера 11 нуль-органом 16 по окончании программных перемещений исполнительных органов 1.1, 2.1,..., n.1 происходит лишь при отсутствии запретов от всех блоков

1.12,..., (n-i).12 синхронизации на входах элемента И 17, т.е. при — 50 равных программных перемещениях всех исполнительных органов 1.1 ° 2.1, ° по 1 в

При установке всех исполнительных органов 1.1, 2.1,..., n.1 в началья ное положение производится гашение счетчиков 20 всех блоков 1.12,..., (п-1).12 синхронизации (фиг.1) и счетчиков 62 блоков 47 устранения нителън3«й орган 1 опускается в нижнее начальное положение при программном подъеме. При срабатывании датчиков 1.5-1 и 1.5-2 начального положения (фиг.1) отключается через элемент И 19 триггер 10 и исполнительные органы 1.1, 2.1,..., n.1 останавливаются в заданном начальном положении. При движении исполнительных органов 1.1, 2.1,..., n.1 в начальное положение (сигнал на входе

6) происходит (фиг.2) гашение счетчика 62 блока 47. После прихода исполнительных органов 1. 1, 2. 1,..., п.1 В заданное начальное положение блок 47 начинает контролировать самопроизвольные опускания исполниТЕЛЬНЫХ oPI ßÍÎB 1 а 1 у 2 т 1 т о ° у Пе 1 сначала.

Если в процессе программных перемещений либо перемещений в начальное положение скорости штоков гидроцилиндров 3-1 и 3-2 (фиг.2j неодинаковы, происходит перекос исполнительного органа 1 и может произойти его заклинивяние. Реверсивный счетчик 62 блока 47 устранения перекоса контролирует разность перемещений штоков гидроцилиндров 3-1 и 3-2 благодаря подключению к его счетным входам "+" и "-" датчиков 4-1 и 4-2 перемещения исполнительного органа 1.

При наличии разности перемещений гидроцилиндров 3-1 и 3-2 ня выходе счетчика 62 появляется число одного или другого знака в зависимости от знака разности перемещения гидроцилиндров 3-1 и 3-2. Если, например, гидроцилиндр 3-1 опережает гидроцилиндр 3-2,. то знак числа в счетчике 62 "+", и наоборот. При достижении числом в счетчике 62 порога нечувствительности, задаваемого задатчиком 64 срабатывает звено 63 сравнения и через элемент И 66 либо 67, в зависимости от знака числа "+" или "-", срабатывает триггер 68 или

69.

Есж срабатывает триггер 68, то на его инверсном выходе исчезает сигнал и соответственно исчезает сигнал на входах элементов И 50-1 и 51 — 1, через которые передается сигнал Включения электромагнитов

39"1 и 40-1 гидропилиндра. При этом гидроцилиндр 3-1 останавливается, а гидропилиндр 3-2 продолжает движение, и число, накопленное В счет5 142560с перекосов (фиг. 2) узлОВ . 2, 2 2, и ° 2 ПО сигнялу с 3: ььхода элемен та И. 19 для иск«гючекня 3«àêoïëeHHH счетчиками 20 и 62 Возможных сигналов помех.

ЕСЗП3 При О ТКЛЮЧ«т1«3 ig" ГндООцилиндрах .3-1 3-2 (фиг. 2) исполнительный орган 1 самопроизвольно опус" кается под действием собственного .Веса из-за неплотностей «з т идроцилиндрах 3-1 3-2 или золотника - 38-1, 38-2: реверсивный счетчик 56 бло-<а

45 компенсации самохода суммирует импульсы датчика 4-1 перемещения, подаваем .е ня счет«п3й Вход + через элемент И 70 блока 46 реверса. KGI"- да число в счетчике 56 сраьняется

Чт«1СЛОМ В Задат«ЧИКд 60 ЗОНЫ НЕ««уВСТ.» вительности, срабатывае3 звенО 57 сравне3В1я и триггер 58. Hpè этом

TGK кяк имеется сигнал и HB Втором

ВХодЕ ЭЛЕМЕНТЯ И 54 П;:КВЛНЕТСя С«ЯГнал ня el О прямом вьмоде; пО кото

poKQ«через элементы И 53-1 ч 55-2, элементы ИЛИ 52-1 и 52"2 элемент3т

И 50-1 и 50-2 логически-;. блоков 43-1 и 43 2 срабать«вают ус13ли т ели 4; - 1 и

41-2 и электромагниты,0-.1 и 40-2.

«ИДООцИЛИНДОЯМИ 3-) И 3» «т«СПОЛИИ$p тельный opI BH 1 BGBBpBIilee" cH B BBданное положение, элемен"". И 7 1 (фиг. 3) блокЯ 46 ревер Я про11ускает импульсь3 дЯтчика 4-1 и 3 счетнмй

Вход "-" счетчикЯ 56 бл IKH 45 и ООдержимОВ счетчика. 56 списывяе гся до -" з нуля. При этом срабатывает нуль--орГЯн 61 и сбрасьиается триггер 58 *

Соответственно отключаются электрО магниты 40-1 и 40-2 и исполнительнь3й орган 1 останавливается в заданном положении.

При программном перемещении исполнительного органа 1 сигналы датчиRB. 4-1 He IlpoxopRT H8 счетный Bxog счетчика 56, -"àê как отсутствует сиг- <5 нал на инверсном Выходе инвертора

49 и на входах элементов II 70 и 71 блока 46 реверса„ Если по Входу 6

ВЫДЯЕТСЯ СИГНЯЛ ВОЗВРЯТЯ тнст« ОЛНИТЕЛЬ ного органа 1 в начальное положение, M то через элементы ИЛИ 52-1 и 52-2.„

И 50-1 и 50-2 срабатывают усилители

41-1 и 41-2 и гидроцилиндрами 3-1 и

3-2 испОлнительный Орган 1 подни-" мается в Верхнее начальное положе- 55 ние при программном опускании, либо через элементы 51-2 и 51-2 срабатывают усилители 42-1 и 42-2 и нспол14256С5 чике 62, списывается до нуля. При нуле счетчика 62 срабатывает нульорган 65 и отключает триггер 68, движение обоих гидроцилиндров восстанавливается. Точно так же при сра. батывании триггера 69 останавливается гидроципиндр 3-2, а гидроцилиндр

3-1 продолжает движение до полного списания числа в счетчике 62. После этого движение обоих гидроцилиндров

3-2 и 3-1 восстанавливается.

Если перекос возникает при самопроизвольных опусканиях исполнитель" ного органа 1, т.е. при отсутствии командных сигналов на входах 6 и 7, то при срабатывании триггера 68 через элемент И 54-1 передается сигнал включения подъема гидроцилиндра 3-1, опередившего гидроцилиндр 3-2 в процессе самопроизвольного опускания.

Одновременно подается сигнал (фиг.4) к повторителю 73 блока 48 реверса, по которому сигналы датчика 4-1 переключаются со счетного входа "+" к счетному входу "-" счетчика 62 для списания накопленного в нем числа.

Кроме того, запрещается передача включающего сигнала через элемент

И 59 блока 45 для компенсации самопроизвольного опускания исполнительного органа 1 до полного списания накопившейся разности в счетчике 62 блока 47, чем исключается возможность заклинивания исполнительного органа 1.

При срабатывании триггера 69 блока 47 в процессе самопроизвольных опусканий исполнительного органа 1 (т.е., при перекосах противоположного знака) через элемент И 54-2 логического блока 43-2 передается . сигнал включения подъема гидроцилиндра 3-2, опередившего гидроцилиндр 3-1. Одновременно подается сигнал к повторителю 74 блока 48 реверса, по которому сигналы датчика 4-2 переключаются со счетного входа "-" к счетному входу "+" счетчика 62 для списания накопленного в нем числа. Кроме того, запрещается передача включающего сигнала через элемент И 59 блока 45 для компенсации самопроизвольного опускания исполнительного органа 1 до полного списания накопившейся разности в счетчике 62 блока 47, чем, как и в предыдущем случае, исключается возЛишь при выходе отклонений за пределы допусков, регламентируемых эадатчиками 60 и 64 соответственно, узлы

1.2, 2.2,..., п.2 управления автоматически выдают команды на возврат исполнительных органов 1. 1, 2.1,... ° п.1 в заданном положении или компенсацию их перекоса.

Формула изобретения

Устройство для программного уп» . равления многодвигательным гидроприводом, содержащее и исполнительных органов, и узлов управления, п первых и и вторых гидроцилиндров, п первых и п вторых импульсных датчиков перемещения, и первых и и вторых датчиков начального положения, и первых и и вторых элементов И, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И, счетчик, нуль-орган, блок управления и блок задания программы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены и-1 блоков синхронизации, элемент

55 можность заклинивания исполнительно" го органа 1.

При срабатывании триггера 68

5 для компенсации опережения гидроцилиндра 3-1 и перекоса в процессе самопроизвольных опусканий исполнительного органа 1 сигнала датчика 4-1 переключаются блоком 46 реверса со счетного входа "+" на счетный вход

"-" счетчика 56 блока 45 для уменьше" ния накопленного в нем числа при подъеме гидроцилиндра 3-1 в процессе компенсации перекоса. Этим исключается погрешность при учете самопроизвольных опусканий исполнительного органа 1, контролируемых с помощью датчика 4-1 гидроцилиндра 3-1. Перекосы исполнительных органов 1.1 °

2 1,..., n.l компенсируются и при их перемещении в начальное положение,благодаря отключению триггера

10 (фиг.l) при одновременном срабатывании датчиков 1.5-1, 1.5-2, 2.5-1, 2.5-2,..., п..5-l, п.5-2 начального положения всех исполнительных органов 1а1у 2в1рае ° е Ilo l °

В режиме программных перемещений измеряемые счетчиками 56 и 62 (фиг. 2)

ЗО самопроизвольные опускания и перекосы исполнительных органов 1.1, 2.1 ° п,1 во всех циклах складываются.

9 i425605 о

ИЛИ, группу и первых и r. вторых элементов И, причем первый и второй входы элемента ИЛИ подключены к выходам соответственно первого и второго триггеров, а выход — к первым управляющим входам всех блоков синхронизации, вторые управляющие входы которых соединены с выходом первого датчика перемещения первого исполнительного органа, третьи управляю. щие входы соединены с выходами соот-. ветствующих первых датчиков перемещения остальных исполни":.ельных органов, а входы сброса соединены с выходом первого элемента И, первые управляющие выходы узлов синхронизации подключены к соответствующим входам первого и второго элементов

И группы первого исполнительного органа и к соответстсвующим входам второго элемента И, а вторые управляющие выходы соединены с одними входами соответствующих первых и вторых элементов И группы остальных исполнительных органов к с соответствующими входами второго элемента

И, последний вход которого подключен к прямому выходу нуль-органа, инвер сный выход которого соединен с пер"вым входом второго триггера и вхо-. дом выборки кристалла счетчика, а вход - c выходом счетчика, синхро-! 6-2 g f""3 вход которого подключен к первому выходу блока управления, информационный вход — к выходу блока задания программы, а инкрементный вход— к выходу первого датчика перемещения первого исполнительного органа, вторые входы первых элементов И группы соединены с выходом первого триггера, а вторые входы вторых элементов И группы " с выходом второго триггера, выходы первых и вторых элементов И группы соединены соответственно с первьжи и вторыми управляющими входами соответствующих узлов управления, первые, вторые и третьи установочные входы которых соединены соответственно с выходами вторых датчиков перемещения, с выходом первого элемента И, с выходами первых датчиков перемещения, а выходы соединены с соответствующими первыми и вторыми гид-. роцилиндрами, выход второго элемента И соединен с R-входом второго триггера, S-вход которого соединен с инверсным выходом нуль-органа

S-вход первого триггера соединен с вторым выходом блока управления, ЗО

R-вход — с выходом первого элемента

И, входы которого соединены с выходами первых и вторых датчиков начального положения.

8.М йХ.

1425б!)э

1425605

Составитель Ю. Бельских

Техред М.Ходанич Корректор М.Васильева

Редактор Н.Тупица

Заказ 4766/43 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4