Установка для регулирования положения сооружений

 

Использование: строительство, в частности для подъема, опускания и горизонтального перемещения сооружений, содержит; программное устройство 5, источник 4 питания, гидравлические домкраты с каналами 1 управления, каждый из которых включает датчик перемещения сооружения, задатчик, регулятор, датчик неисправности, датчик Давления, Двухпозиционный переключатель , гидроусилители, гидрозатвор, блок защиты, входной и выходной сливные позиционные гидрокраны, анализатор 6, блок 3 включения, блок 7 общей защиты и датчики 8 контроля состояния Сооружений. 1 з.п. ф-лы, 8.ил.. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1 (21) 4927573/33/031627 (22) 16,04.91 (46) 15.02.93. Бюл. И 6 (71) Научно-исследовательский институт строительных конструкций Госстроя СССР

° (72) В.И.Литвак (56) Методические указания по выравниванию бескаркасных зданий на подрабатываемых территориях с помощью домкратов.

Киев, НИИСК; 1984. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ (57) Использование: строительство, в част-. ности для подъема, опускания и горизонИзобретение относится к строительству и предназначено для подъема и опускания, а также горизонтального перемещения соо. ружений.

Известна установка для выравнивания соору>кений,. содержащая подъемные устройства а ввиде плоских гидродомкратов, которые размещаются в специальных проемах между опорной и поднимаемой частями здания и с помощью магистралей высокого давления и гидрокранов позиционного типа подключены через краны-демпферы к маслонасосной станции и связаны с системой дистанционного управления и контроля за процессом выравнивания, включающей в себя пульт управления, датчики линейных перемещений для измерения смещения поднимаемой части здания относительно опорной. датчики давления, „„5U;„1795GOG А1 (я>5 Е 02 027/34, 35/00 тального перемещения сооружений, содержит: программное устройство 5, источник 4 питания, гидравлические домкраты с каналами 1 управления, каждый из которых включает датчик перемещения сооружения, задатчик, регулятор. датчик неисправности, датчик давления, двухпозиционный переключатель, гидроусилители, гидрозатвор, блок защиты, входной и выходной сливные позиционные гидрокраны, анализатор 6, блок 3 включения, блок 7 общей защиты и датчики 8 контроля состояния сооружений.

1 з.п. ф-лы,.8.ил. контрольные манометры, соединительные линии I.

Однако в атой установе согласование (синхронизация) работы домкратов, необходимое для исключения повреждений сооружения в процессе его выравнивания за счет несогласованной работы домкратов, осуществляется весьма несовершенным методом — методом равного давления в.гидравлических параллельно включенных домкратах

Этот метод предполагает использование домкратов с определенными соотношениями грузоподъемностей и (или) равнодействующих грузовых площадей от веса вышележащих конструкций, приходящегося на домкраты (при использовании одинаковых домкратов должно соблюдаться условие равенства указанных равнодействующих).

1795000

3 4

Метод равного давления не позволяет ния, датчик неисправности домкрата соедиобеспечить достаточно высокую точность нен с первым входом блока защиты, второй работы домкратов. вход которого соединен с первым выходом

Кроме того, недостатками известной ус- датчика давления, третий вход блока защитнаовки являются: . 5 ты подключен к первому входу датчика пе- — использование позиционного регули- ремещения сооружения, второй вход рования в каналах,для которого характерны которого и второй вход датчика давления значительные погрешности, удары при пе- подключены к соответствующим входам реключений гйдрокранов; склонность сис- двухпозиционного переключателя, выход темы регулирования к автоколебаниям; "0 которого соединен с вторым входом регуля— непригодность для программного yri-- . тора и с пятым входом программного устравления перемещениями; .. ройства, первый выход регулятора — отсутствие автоматической аварийной подключен к шестому входу программного защиты; .. -: . . устройства, одни датчйки контроля состоя-управление процессом выравнивания: "5 ния сооружения подключены к одним соотбез учета состояния выравниваемого соару- ветствующим входам блока общей защиты и жения и его основания; .. к остальным входам программйого устрой— низкая степень универсальности ripin- ства, другие датчики контроля — к другим менения (трудности исйользования уста-: .. соответствующим входам блока общей за-. новки для выравниваггия крупных и 20 щиты,.третий выход программного устройсложных объектов, требующих применения ства Соединен с источником питания, больших количеств домкратов при обеспе- второй выходблока вкл1очения подключен к чении согласованной(синхронной) их рабо-: . первому. входу гйдроусйлителя,-к входам ты с высокой точностью, неприменимость - входного и сливного гидрокранов и к гидродлягоризонтальныхперемещенийсооруже-. 25. затвору, который гидравлически связан с ний).:: : -::-:::-: гидроусилителем и сливным гидрокраном, Цельюнастоящегойзобретенйяявляет- первый вход блока общей защиты подклюся повышение надежности работы установ-: чен к выходу блока защиты, второй выход ки., ::.: ..:: -,:.: . - . - - . . регулятора соединен с вторым входом гидЭта цель достигается тем, что устайовка 0 роусилителя, а третий выход регулятора содля регулирования положения сооружений, едигей с четвертым входом блока защиты и содержащая программное устройство, ис-" с входом анализатора, при этом анализатор . точник питания и гидравлические домкраты выполнен в виде и-ого количества формиросканаламиуправления, каждый из которых, вателей ймпульсов, первого, второго и включает датчик перемещения сооружения, 5 третьего элементов И, схемы ИЛИ; генеразадатчик, регулятор и входной и сливной торимпульсовиреверсивногосчетчика, Dbl позиционные гидрокранй; причем первый ход которого является выходом

"выход задатчика подключен к первому вхо- анализатора, причем входы формироватеду регулятора, второй выход задатчика под- лей импульсов являются выходом регулятоклвчен к первому входу программного 40. ра канала управления, выход каждого устройства, а вход задатчика подключен к формирователяимпульсовподключенквхопервому выходу программного устройства, дам соответствующих первых и вторых комснабжена анализатором, блоком включе- параторов, выходы первых компараторов ния, блоком общей защиты идатчиками кой- - подключены к соответствующим входам троля состояния сооружения, а в каждый "5 первого элементаИ,выходкоторогосоеди" каналуправления введены гйдроусилитель, нен с первым входом второго элемента И, гидрозатвор, датчик неисправности домк- выходы вторых компараторов подключены к рата, датчик давления, датчик перемещения соответствующим входам схемы ИЛИ, высооружения, двухпозиционный переключа- ход которой соединен с первым входом тель и блок защиты, причем выход анализа- 50 третьего элемента И, генератор импульсовтора . подключен к втором входу подключенквторымвходамвторогоитретьпрограммногоустройства, третий вход кото- его элементов И, выходы которого подклюрого соединен с первым выходом блока чены .к соответствующим входам включения, первый вход которого подклю- реверсивного счетчика. чен к второму выходу программного устрой- 55 Введение многоканального анализатоства; четвертый вход которого подключен к ра процесса регулирования, соединенного первому выходу блока общей защиты, вто- входамис выходами схем сравнения регулярой выход которого подключен к второму торов всех каналов, а выходом — с командвходу блока включения, первый вход блока ным входом программного устройства и общей защиты соединен с источником пита- содержащего многовходовые схемы И или

1795000

ИЛИ, две двухвходовые схемы И, генератор и реверсивный счетчик импульсов, компараторы, попарно подключенные к выходам схем сравнения регуляторов каналов управления через формирователи сигналов позволяет обеспечить автоматическое управление скоростью перемещения регулируемого обьекта путем корректировки параметров (скорости изменения) сигналов задания для всех каналов в зависимости от величин сигналов рассогласования в каналах, определяемых техническими возможностями, режимов работы, состоянием регуляторов перемещений и использумых источников энергии. Благодаря этому система управления установки выполняет дополнительные функции по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения, что повышает точность синхронизации работы домкратов и ее надежность (в частности, позволяет своевременно и безаварийно отреагировать на изменения режимов работы, неисправности и другие факторы, определяющие возможности регуляторов и используемых источников энергии, а также на изменения в поведении регулируемого обьекта).

Связь программного устройства с датчиками состояния регулируемого объекта (в частности, с датчиками кренов) позволяет автоматически корректировать для каждого йз каналов заданные значения перемещений не только в соответствии с изменением общего наклона здания (при выравнивании), но также с учетам просадки грунта, деформаций основания и т.п„что способствует повышению точности работы установки, влияющей на состояние регулируемого объекта, и повышению ее надежности даже в неблагоприятных условиях, которые могут возникнуть в процессе регулирования.

Повышение надежности работы установки достигается также за счет следующих ее особенностей, позволяющих своевременно обнаружить неисправности и поломки элементов, отклонения от номинальных параметров процесса регулирования и тем самым снижать вероятность опасных ситуа. ций, ведущих к повреждению сооружения, положение которого регулируется; — введение датчиков повреждения домкратов (что особенно эффективно при использовании домкратов с небольшим ресурсом): — включение дифференцирующих и интегрирующих элементов в цепь контроля сигнала рассогласования с выхода схемы сравнения регуляторов для обнаружения опасных ситуаций по увеличению скорости изменения сигнала рассогласования и инпользуемых домкратов, массы, размеров и

30. конструктивных особенностей перемещае35 устройствами связи с обьектом управления

40 - (УСО) для выдачи команд блоку 3 включения

5

25 теграла от этого сигнала еще до того, как величина собственно сигнала рассогласования достигнет предельного уровня; — многовариантность реакции системы аварийной защиты с элементами адаптации, достигаемая, в частности, за счет выполнения блока канальной защиты с несколькими связанными между собой индикаторами опасных ситуаций на базе пороговых элементов, реагирующих на различные проявления неисправностей, отклонений от номинальных режимов и т.п.

На фиг. 1 изображена структурная схема установки в целом; на фиг. 2 — структурная схема канала управления домкратов; на фиг. 3 — электронная схема блока включения; на фиг. 4 — структурная схема блока канальной защиты; на фиг. 5 — электрическая схема блока общей защиты; на фиг. 6— структурная схема мнгогоканального анализатора процесса регулирования, на фиг. 7— структурная схема программного устройства; на фиг. 8 — блок-схема алгоритма работы программного устройства.

Установка для регулирования положения сооружений содержит: однотипные каналы 1 управления с домкратами, число которых зависит ат грузоподъемности исмых или нагружаемых (регулируемых) конструкций 2 (на фиг. 1 показаны два канала); блок 3 включения каналов; источник 4 питания (маслонасосную станцию) для питания гидросистем установки с устройствами включения, регулирования давления, контролл и аварийной защиты; программное устройство 5 с пультом оператора и каналам, устройствам управления маслонасосной станцией 4, вычисления по введенным исходным данным (c учетом состояния обьекта управления) и выдачи сигналов задания по каждому из каналов 1 управления; контроля работы каждого из каналов; вывода текущей информации о программных и фактических значениях перемещений и (или) нагрузок в каждом канале; представления информации в виде, удобном для восприятия обслуживающим персоналом, ведения протокола процесса регулирования положения перемещаемого объекта или нагрузок, прикладывамых к испытуемому обьекту, выдачи оператору рекомендаций по управлению и др.; многоканальный анализатор 6 процесса регулирования во всех каналах 1; блок 7 общей защиты, реагирующий на опасные ситуации, связанные с нарушением функционирования кана1795000

50 лов 1 и источник 4 питания недопустимыми изменениями состояния регулиремого обьекта 2 и (или) его основания, коппекс 8 датчиков 9, 10, состояния регулируемо э объекта и (или) его основания (датчики 9 представляют информацию для блока 7 общей защиты и программного устройства 5, датчики 10 — только для блка 7 общей защиты; информация датчиков 9, 10 может также использоваться для указателей состояния объекта управления, условно не показанных на фиг. 1} и гидравлический домкрат 11.

Каждый из каналов 1 включает в себя: датчик 12 неисправности домкрата 11; датчик 13 перемещений регулируемой конструкции 2 на участке размещения дс;. <рата

11; датчик 14 давления в рабочей полости домкрата или нагрузки (силы), создаваемой домкратом (датчики 13 и 14 обычно снаб>каются нармирующими усилителями-преобразователями, на фиг. 2 условно не показанными); двухпозиционный переключатель 15 датчиков 13 и 14, положение которога определяет вид регулируемого параметра; задатчик 16, формирующий по командам программного устройства 5 сигнал задания для регулируемой величины канала; схему 17 сравнения заданного и фактического значений регулируемой величины, один из входов которой подключен либо к датчику 13, либо к датчику 14 в зависимости от положения переключателя 15, а вторал вход — K задатчику 16; формирователь 18 управляющего сигнала (например, по ПИД-закону) из сигнала рассогласования между заданным и фактическим значениями регулируемой величины (схема 17 и формирователь 18 являются составными элементами регулятора 19); гидроусилитель (сервоклапан) 20 дпя управления расходом жидкости через рабочую полость домкрата

11 в соответствии с управляющим сигналом, сформированным в регуляторе 19; входной и сливной гидроклапаны 21 и 22 с электромагнитным управлением, связанные с Gnoком 3 включения каналов и установленные на магистралях гидравлического питания домкрата 11; гидроэатвор 23 с электромагнитным управлением на входной магистрали домкрата, позволяющий зафиксировать ("заморозить") его состояние путем перекрытия этой магистрали (сервоклапан 20, гидрокраны 21, 22, имеющие значительные утечки в закрытом состоянии не могут обеспечить длительное надежное "замораживание" домкрата; кроме того, спивная магистраль серваклапана 20 краном 22 во- обще не перекрывается); блок 24 канальной защиты, входы которого соединены с выходами схемы 17 сравнения и датчиков 12, 13, 14, а выход — со входом блока 7 общей защиты.

В каждом канале 1 дополнительные (вторые) аналоговые выходы регулятора 19 (формирователя 18), задатчика 16, переключателя 15 подключены к программному устройству 5 для контроля соответственно управляющего сигнала и сигналов, пропорциональных заданному и фактическому значениям регулируемого параметра, Основные (первые) аналоговые выходы задатчика 16, переключателя 15 и формирователя 18 связаны со входами соответственно схемы сравнения 17 регулятора и сервоклапана 20, воздействующего на домкрат. . Блок 3 вкл очения, схема одного из вариантов которого приведена на фиг, 3, со- с сит из однотипных ячеек 2: вк ;очения по

:.::;слу каналов 1, каждая из ко >ых содеря.ит транзистор 26 с выходными ",еле 27 в каллектарной цепи, управляеь" и о сигналам от программного устройства 5 Контакты этого реле 28, 29, 30, 31, 32 используются соатв::.ственно для включения лампы (или светоди: да} 33, сигнализирующей включении канала, подачи дискретного сигнала в программное устройство 5 о вкл ачении канала(обратная связь), управления гидрозатвором 24 и гидрокранами 21 и 22 канала. В общую цепь питания ячеек 25 введен контакт 34 выходного элемента (реле) блока общей защиты, обеспечивающий при необходимости отключение всех ячеек (а следовательно, и отключение всех каналов

1) в аварийных ситуациях.

Блок канальной защиты включает: индикатор превышения предельно допустимого значения ошибки регулирования регулятора

19 на базе порогового элемента 35 и сумматора 36, на входы которо о поступает сигнал рассогласования ат схемы 17 сравнения непосредственно, а также через дифференцирующий и интегриру1ощий элеметы 37 и 36; индикатор превышения предельного значения перемещения, создаваемого домкратом, на базе порогового элемента 39, подключенного к выходу датчика 13 перемещений: индикатор предельного значения скорости изменения перемещения, создаваемого домкратом 11 после срабатывания порогового элемента 35, на базе дифференцирующего элемента 40, подключенного к выходу датчика 13, и порогового элемента

41; индикатор превышения предельного значения интеграла от перемещения, создаваемого домкратом, зависящего от величины изменения перемещения и длительности его действия после срабатывания пороговаго элемента 35, на базе интегрирующего элемета 42, подключенного к выходу датчи1795000 ка 13, и порогового элемента 32; индикатор превышения нагрузки, создаваемой домкратом 11, на базе порогового элемента 44, соединенного с выходом датчика 14; индикатор повреждения домкрата на базе порогового элемента 45, соединенного с выходом датчика 12; индикатор нарушений в работе канала, проявляющихся в изменении соотношения между перемещением и нагрузкой, создаваемыми домкратами 11, на базе элемента сравнения 47, соединенного с выходами датчиков 13 и 14, и порогового элемента 46; многовходовые логические элементы ИЛИ 48 и 49 с релейными усилителями мощности (например, в виде электромагнитных или электронных реле) 50 и 51. Число логических элементов

ИЛИ(а следовательно, и усилителей мощности) определяется количеством способов реагирования на аварийные ситуации. Так, в показанном на фиг. 4 варианте схемы блока 24 канальной защиты предусмотрено.два вида реагирования на аварийные ситуации — "замораживание" домкратов (при срабатывании пороговых элементов 35, 39. 44) и разгрузки домкратов (при срабатывании пороговых элементов 41, 43, 46, 47). Необходимое количество входов в элементах ИЛИ определяется числом подключаемых к ним пороговых элеметов индикаторов аварийных ситуаций. Выходы усилителей мощности 50, 51 подключены ко входу блока 7 общей защиты. Дифференцирующий и интегрирующий элеметы 40 и 42 выполнены с командными (включающими) входами, к которым подключен дополнительный выход (например, дополнительный контакт выходного реле) порогового элемента 35.

В блок 24 могут вводиться дополнительные индикаторы аварийных ситуаций, не показанные на фиг. 4, в частности, индикатор нарушения процесса выравнивания, проявляющегося в несоответствии между изменением общего наклона выравниваемого здания и перемещениями, создаваемыми домкратами 11 канала, выполненный на базе элемента сравнения, подобного 45, и сойоставлящего сигналы дат:.. ка 13 и датчика крена, входящего в состав комплекса датчиков 9 и 10, и порогового элемента.

Благодаря использованию дифференцирующего и интегрирующего элементов 37 и 38 и суммированию на входе в пороговый элемент 35 собственно си нала рассогласования и сигналов, пропорциональных скорости изменения рассогласования и интегралу от рассогласования (сумматор 36 включает в себя элементы настройки необходимых пропорций между суммируемыми сигналами), индикатор срабатывает, не дожидаясь, пока величина рассогласования в результате накопления ошибки регулирования существенно возрастает, а сразу после возникновения тенденции к отклонению

5 темпов изменения регулируемого пара ";етра по QTHQLUGHMIQ к TOMJlBM, определяю..ым задатчиком 16, или (и) при наличии рассогласованйя, хотя и не превышающего по величине допустимого значения, но

10 сохраняющегося значительное время.

Представленный на фиг. 5 вариант выполнения блока 7 общей защиты содержит: несколько индикаторов аварийных ситуаций на базе выходных контактов датчиков 9

15 и 10 (Датчики 9 и 10 наряду с дискретным (релейным) выходом для использования в системе защиты могут иметь также цифровой или аналоговый выход для ввода в программное устройство 5 и использования в

20 указателях состояния обьекта управления) состояния регулируемого обаекта и его основания (на фиг, 5 показано два индикатора), каждый из которых снабжен реле 52 с

".oí àêTàMè 53, осуществляющими самобло25 кировку реле, и 54, 55, включающими то или иное исполнительное реле блока 7, лампочкой (или светодиодом) 56, сигнал изи рующей о срабатывании соответствующего индикатора; исполнительное реле 57 включения

30 режима "замораживания" с контактами 58, 59 для управления гидрокранами 21, 22 и гидрозатвором 23 каналов 1 и для подачи сигналов в программное устройство 5; мно- . говходовой логический элемент ИЛИ, вклю35 ченный в цепь обмотки реле 57, в виде параллельно соединенных замыкающих контактов 54 реле 52 и выходных контактов

60 релейных усилителей мощности 50 блоков 24 защиты каждого из каналов 1; испол40 нительное реле 61 включения режима разгрузки с контактами 34 для выключения каналов (см. фиг. 3), 62, 63 для управления гидрокранами 21, 22 и гидрозамком 23 каналов 1 и для подачи сигналов в программ45 ное устройство 5; многовходовой логический элемент ИЛИ, включенный в цепь обмотки реле 61, в виде параллельно соединенных замыкающих контактов 64 выходного релейного элемента системы защи50 ты маслонасосной станции 4, контактов 55 реле 52 и выходных контактов 65 релейных усилителей мощности 51 блоков 24 защиты каждого из каналов 1; лампы (или светодиоды) 66, 67, сигнализирующие соответствен55 но о включении режимов "замораживания" и разгрузки; сирена (или звонок) 68, сигнализирующая о срабатывании аварийной защиты и включаемая от контактов 69 или.70 соответственно реле 57 и 61; кнопка 71 (" возврат" ) для приведения индикаторов на

1795000

12 реле 52 в исходное состояние после выяснения и устранения (при возможности) причин, вызвавших их срабатывание.

Многоканальный анализатор 6 процесса регулирования (см, фиг. 6) содер>кит: многовходовую схему И 72; многовходовую схему ИЛИ 73 (количество входов в схемах

72 и 73 определяется количеством каналов

1 s установке); генератор 74 импульсов; реверсивный счетчик 75 импульсов, подключенный ко входу программного устройства

5 (непосредственно или через дополнительные, условно не показанные на фиг. 6 эле. менты, дешифрирующие и преобразующие сигналы счетчика таким образом, чтобы они могли быть восприняты элементами утсройства 5 при коррекции параметров задающих сигналов, определяющих скорость переме-. щения или нагружения и поступающих к задатчикам 16 в зависимости от величин сигналов рассогласования на выходе схем сравнения 17, зависящих оттого, как справляются со своими задачами регуляторы 19, достаточна ли производительность питающей маслонасосной станции 4 и др.); две двухвходовые схемы И 76 и 77, первые входы которых соединены с выходом генератора 74, вторые входы — соответственно с выходами многовходовых схем 72 и 73, а выходы — соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика 75; двухполюсные компараторы 78 и 79, попарно подключенные к выходам схем сравнения 17 регуляторов 19 каналов 1 через входные формирователи 80; причем в каждой паре компараторов один настроен на максимально допустимый уровень входного сигнала (сигнала рассогласования регулятора) и соединен выходом со входом схемы ИЛИ 73, а второй — на минимально достаточный уровень входного сигнала и соединен выходом со входом многовходовой схемы И 72, Показанный на фиг; 7 вариант программного устройства 5, выполненный на базе двухпроцессорной микро-3ВМ (например, типа СМ 1810), содержит следующие стандартные модули и устройства: 81 — модуль центрального процесса для арифметической и логической обработки информации, . определяемой системой команд микропроцессора К1810М86, управления устройствами ввода и вывода, памяти, хранения программ и промежуточных данных; 82— модуль центрального процессора на базе микропроцессора КР580ИК80А для логической и арифметической обработки информации,. управления устройствами ввода-вывода и памяти; 83 — интерфейс;

84 — модули оперативные запоминающие;

85- накопители на магнитных дисках с кон50 зом

Непосредственно процессу регулирования положения здания или сооружения предшествуют подготовительные этапы.

Так, при выравнивании зданий предусмэтривается: подготовка здания, включающая выполнение ниш (проемов) между основанием и подъемной частью для установки домкратов 11 (ниши могут быть предусмотрены еще при строительстве здания); размещение, монта>к, подключение составных

40 тролле рами; 86- модуль системного контроля для арбитража запросов интерфейса, обработки аварийных. ситуаций в системе электропитания, сопряжения с органами управления и индикации; 87 — печатающее устройство; 88 — алфавитно-цифровой видеотерминал с клавиатурой; 89 — устройства связи с объектом управления (УСО); 90 — модули ввода аналоговых сигналов с коммутатором; 91 — модули вывода аналоговых сигналов; 92- модули ввода дискретных сигналов; 93 — модули вывода дискретных сигналов. Видеотерминал с клавиатурой 88 и печатающее устройство 87 являются основными элементами пульта оператора

Алгоритм функционирования программного устройства 5, определяющий последовательность действий установки в целом (см. фиг. 8), содержит следующие блоки: 94 — начало; 95 — компоновочный тест (проверка состава комплекса технических средств);

96-тестирование работоспособности и элеметов системы управления; 97 — выбор участвующих каналов 1; 98 — ввод исходных данных для каждого из участвующих каналов 1; 99 — ввод количества сегметов программы выравнивания (нагружения); 100— запрос: начать выравнивание? 101 — сегмент номер N=1; 102 — загрузить в задатчики

16 N-й сегмент программы выравнивания (нагружения); 103 — подача команды на начало обработки сегмента: 104- получить от системы (в частности, от датчиков 9, каналов

1, анализатора 6, блока 7 общей защиты) информацию о текущем моменте выравнивания или нагружения (для ведения протокола, корректировки исходных данных, индикации); 105 — запрос. авария? Корректировать скорость выравнивания (нагружения)? 106 — отработка аварийной ситуации;

107- корректировка сегмента N программы по данным датчиков 9, анализатора 6 и др„

108 — запрос: N-й сегмент отработан? 109— сообщение оператору; 110- запрос: N-й сегмет последний? 111 — сегмент N+1; 112— сохранение информации в базе данных и вывод протокола; 113 — запрос: окончить работу установки? 114 — конец.

Установка работает следующим обра14

13 элементов установки; сбор и обработка исходных данных, формирование программы выравнивания и ввод ее в программное устройство 5;.установка переключателя 15 в положение; соответствующее характеру предполагаемого использования установки (в правое по схеме фиг. 2 положение — при использовании установки для перемещений объектов, а левое — при.использовании для нагружения объектов, подвергаемых прочностным испытаниям); настройка элементов, в частности, предварительная установка значений ПИД-коэффициентов в формирователях 18 регуляторов 19, установка уровней срабатывания индикаторов аварийных ситуаций блоков 7 и 24, установка частоты импульсов генератора 74; опробование элементов и установки в целом, в частности, проверка работы каждого из каналов 1 в режиме ручного управления..

После завершения подготовительных операций программное устройство 5 начинает работу с проверки состава комплекса технических средств (компоновочного теста) и тестирования работоспособности установленных элементов. По результатам тестирования определяется количество работоспособных каналов 1 (блоки 94, 95), после чего установка переходит в состояние . команды оператора. Допустимыми командами в этот момент являются ввод и редактирование исходных данных (в частности, ввод количества и номеров задействованных каналов 1, включаемых через блок 3 по командам, поступающим от модуля 93 вывода дискретных сигналов) и количества сегментов программы выравнивания или нагружения (М сегметов) (блоки 97, 98, 99).

Включение каналов должно быть безударным, для его в момент запуска во всех каналах заданные начальные значения регулируемого параметра должны соответствовать фактическим значениям, зависящим от начальной настройки. После запуска каналов и ввода исходных данных начинается инициация непосредственно процесса выравнивания (нагружения). Первый сегмент загружается в задатчики 16 (блок 102) и выполняются блоки 103-107 (получение информации о текущем моменте вырвнивания или нагружения для ведения протокола, корректировки исходных данных и информации, анализ аварийной ситуации и обслуживание ее). Если сегмент отработан, то по данным датчиков 9, нализатора 6 и исходным данным корректируется следующий сегмент и цикл повторяется со следующим сегментом. Если отработан последний сегмент, то выводится протокол выравнивания (нагружения) и информация о текущем процессе Сохраняется в базе данных (блок 112).

В процессе реализации программы устройство 5 выдает команды (с учетом показа5 ний датчиков просадки основания из комплекса 8) для задатчиков 16 задействованных каналов, формирующих аналоговые сигналы задания (в случае использования аналоговых регуляторов 19), которые изме10 няются по закону, обеспечивающему вре- . менной график процесса выравнивания, принимаемый в качестве исходного. В схеме 17 сравнения каждого из каналов 1 непрерывно вырабатывается сигнал, пропорциональный разности между фактическим (определяемым по сигналам дэтчиков 13 или 14) и заданным значениями регулируемого параметра; из сигнала рассогласования в формирователе 18 в соответ-

20 ствии с принятым законом вырабатывается управляющий сигнал, который после усиления по мощности поступает на вход сервоклэпана 20. В зависимости от параметров управляющего сигнала сервоклапан 20 воздействует на расход жидкости, направляемой в домкрат 11, таким образом, чтобы рассогласование убывало до нуля, и в каждый момент времени фактическое значение регулируемого параметра равнялось задан30 ному

Анализатор 6 обеспечивает возможность автоматической корректировки скоро- сти изменения регулируемого параметра (в определенном диапазоне, установленной условиями конкретного применения установки) в зависимости от величин сигнала рассогласования в регуляторах 19; Алгоритм работы системы коррекции.скоростй" изменения регулируемого параметра на барассогласования регуляторов в каждом из каналов 1 управления меньше минимально го уровня, определяющего выбранную минимальную погрешность управлейия, нивой которой нецелесообразно работать, то вы. дается команда на увеличение скорости; еСли хотя бы в одном из каналов сигнал рассогласования превышает максимальный уровень, определяющий максиМально допустимую погрешность, то выдается команда на уменьшение скорости изменения регулй руемого параметра, Анализатор 6 по схеме фиг. 6 работай следующим образом.

Сигналы рассоголасовэния с выхода схем .17 сравнения регуляторов 19 через формирователи 80 поступают на компэраторы 78, 79. Выходы компараторов 78, настроенных на минимально достаточный уровейь величины сигналов рассогласования, соеди 40 зе анализатора 6 следующий: если сигналы

1795000 нены со входами многовходовой схемы И

72, а выходы компараторов 79, настроенных на максимально допустимый уровень величины сигналов рассогласования, — со входами схемы ИЛИ 73.

При номинальном значении скорости изменения регулируемого параметра величины сигналов рассогласования в каналах 1 управления находятся в допустимых пределах, на выходах компараторов 78 и 79 присутствуют низкие уровни напряжений, которые создают на выходе элементов от генератора 74;

При уменьшении величин сигналов рассогласования во всех каналах 1 ниже минимально достаточной величины на выходах всех компараторов 78 появляются высокие уровни напряжения, которые при совпадении создают на выходе элемента 72 логическую единицу, открывающую элемент 76 для прохождения через него импульсов от генератора 74. Эти импульсы поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика

75, и число, записанное в нем,.на:инает увеличиваться, обеспечивая тем самым воздействие на.программное устройство 5, при котором скорость изменения сигнала задания регулирующего параметры по всем каналам корректируется в сторону увеличения (частота импульсов генератора 74 выбирается в соответствии с динамическими характеристиками регулятора и регулируемого объекта таким образом, чтобы длительность пауз между импульсами обеспечивала возможность завершения переходных процессов в системе управления скоростью изменения регулируемого параметра до поступления в счетчик 75 следующего импульса). Процесс этот длится до тех пор; пока скорость изменения регулируемого параметра не повысится до уровня, при котором величина сигнала. рассогласования одного или нескольких каналов достигает предельно допустимых пределов.

Если при достижении максимально возможного значения скорости изменения регулируемого параметра величины рассогласований в каналах 1 не достигнут допустимого уровня, сигнал прямого переноса с выхода счетчика 75 после его переполнения используется для перекрытия доступа импульсов от генератора 74 к выходу счетчика (например, с помощью условно не показанной на фиг. 6 двухвходовой схемы И, включаемой между элементами 72 и

76) и будет поддерживаться максимально возможное значение скорости до тех пор, пока по тем или иным причинам не сформируется сигнал нэ уменьшение скорости, При достижении хотя бы одним из сигналов рассогласования максимально допустимой величины на выходе соответствующего компаратора 79 появля5 ется высокий уровень напряжения. На выходе элемента 73 возникет логическая единица, открывающая элемент 77 для прохождения через него импульсов с генератора 74. Эти импульсы поступают на

10 вычитающий вход реверсиного счетчика 75 и число, записанное в нем, начинает убывать, обеспечивая тем самым воздействие на программное устройство 5, при котором скорость изменения сигнала задания регу15 лируемого параметра по всем каналам корректируется в сторону уменьшения, Как только скорость изменения регулируемого параметра достигает уровня; при котором величины сигнала рассогласования во всех

20 каналах войдут в допустимые пределы, элемент 77 закроется и импульсы с генератора

74 перестанут поступать на вычитающий вход счетчика 75.

Если при уменьшении скорости измене25 ния регулируемого параметра достигается принятое из условий конкретного применения установки минимальное значение скорости, а рассогласование хотя бы в одном из каналов 1 больше допустимого (что является

30 признаком нарушения нормального режима работы), то по сигналу обратного переноса с выхода счетчика 75, направляемому в программное устройство 5 или в блок 7 общей защиты, установка прекращает осуществ35 лять регулирование (цепи для использования сигналов прямого и обратного переноса с выхода счетчика 75 на фиг. 6 условно не показаны).

Идентификация опасных (предаварий40 ных) ситуаций в процессе выравнивания осуществляется индикаторами, входящими в состав блока 7 общей защиты и блоков 24 канальной защиты.

Блок 7 обнаруживает превышение пре45 дельных значений просадки и деформаций основания, параметров, характеризующих состояние выравниваемого (или испытуемого) сооружения, в частности, появление трещин, опасных перераспределений

50 напряжений и др.:

Блоки 24 обнарух<ивают для каналов 1 превышение установленных предельных значений параметров сигналов рассогласования (собственно сигнала рассогласова55 ния, его производной и интеграла) в регуляторе 19, перемещений на участке установки домкрата 11 канала, давления в рабочей полости домкрата (или нагрузки, .развиваемой домкратом), повреждения домкрата, несоответствия мжедудавлением

1795000

18 в рабочей полости домкрата и создаваемым им перемещением, свидетельствующего, в частности, о повреждении домкрата, несоответствия между изменением общего наклона выравниваемого, здания и перемещением на участке установки домкрата, свидетельствующего о нарушении нормативного хода выравнивания.

В соответствии с алгоритмом работы устройств аварийной защиты, предусмотренным особенностями программы, определяемой утройством 5 и схемой выходных логических элементов 48, 49, в зависимости от характера обнаруженной опасной ситуации путем воздействия на блок 3 включения каналов, краны 21, 22, гидрозатворы 23, сервоклапаны 20, программное устройство 5 и др. принципиально возможна реализация одного из следующих противоаварийных режимов: включение предупредительной сигнализации, замораживание состояния, достигнутого к момету возникновения опасной ситуации, управляемая (от программного устройства 5 и задатчиков 16) и неуправляемая разгрузка отдельных либо всех домкратов, включение резервных домкратов с соответствующими каналами 1 управления (элементы, обеспечивающие включение резервных каналов, в частности, электроуправляемые переключатели гидравлических и электрических линий, условно не показаны), корректировка скорости изменения сигнала задания перемещений для каналов, отключение маслонасосной станции и др. Так, по сигналу . порогового элемента 47, срабатывающего при повреждении домкрата, целесообразно разгрузить этот домкрат и включить вместо него резервный домкрат, предварительно подготовленный и размещенный вблизи от вышедшего из строя; по сигналу порогового элемента 39, срабатывающего при достижении предельных значений перемещений, может включаться режим замораживания; . по сигналу порогового элемента 35, срабатывающего при значительных величинах сигнала рассогласования и (или) производных от него, следует проводить программноуправляемую разгрузку до уровня, при котором параметры рассогласования уменьшаются и приобретают допустимые значения. В блоке 24 предусмотрена возможность адаптации, т.е, автоматического переключения режима аварийной защиты, если предварительно включенный режим не обеспечивает необходимой степени безопасности для регулируемого объекта и (или) установки. Так, если после срабатывания порогового элемента 39. включающего режим замораживания, перемещения продолжают расти (например, из-за просадки основания при выравнивании здания или из-за уменьшения жидкости нагружаемой конструкции при испытаниях на прочность), то это свидетельствует о неэффективности режима замора>кивания и обнаруживается по изменению сигнала с выхода датчика 13, фиксируемому по наличи,о сигнала на выходе дифференцирующего и интегрирующего элементов 40 и 42 (подготовленных к работе

10 лри срабатывании порошкового элемента 35) и при достаточно большой скорости перемещения или при наличии медленного, но продолжительного перемещения срабатывают пороговые элементы 41 ипи 43 и включают, например, неуправляемую разгрузку всех каналов как более эф фективный с точки зрения дости:кения безопасности режим (ре>ким замора>:.ивания в качестве предварительного с точки зрения удобства.

20 эксплуатации установки предпочтительней, чем режим разгрузки,так как из него легче и быстр"=-е выходить после ликвидации лричины опасной ситуации).

Показанный на фиг. 4 вариант схемы блока 24 предусматривает только два вида резгирования на аварийные ситуации, являющиеся основными — "замораживние" домкратов и неуправляемая их разгрузка ные органы (21, 22, 23) каналов 1 через блок

7 общей защиты, так как при аварийной ситуации в одном канале необходимо воздействовать(в частности, выключать) все каналы, В зависимости от того, какой из

35 логических элементов 48 или 49 сработал, контактами 60 или 65-соответственно репейных усилителей 50 ипи 51 включаются реле

57 или 61, которые своими контактами 58, 59

40. ипи 62, 63 производят соответствующие переключения исполнительных органов каналов, подают соответствующие сигналы в программное устройство 5, а контактами 69 или 70 включают звуковую сигнализацию.

В приводимой ниже таблице показан один из возможных вариантов работы ис-, полнительных органов (21, 22, 23) каналов 1 в режимах нормального функционирования установки, разгрузки и "замораживания" домкратов. Знак "+" соответствует включенному состоянию исполнительных органов, знак "-" — отключенному (обесточенному электромагниту управления кранов).

Блок 7 общей защиты реагирует не только на аварийные ситуации, воспринимаемые блокамй 24 канальной защиты, но также на ситуации, связанные с нарушением работы маслонасосной станции 4 (замыкаются контакты 64), состоянием регулируемого объекта и контролируемые

30 Блоки 24 воздействуют на исполнитель1795000

20.

19 жет при этом отключаться по сигналам программного устройства 5, инициированным при замыкании контактов 62 реле 61. индикаторами на реле 52, испольующими сигналы датчиков комплекса 8. Прои этом некоторые из этих индикаторов при срабатывании обеспечивают включение разгрузки (при замыкании контактов 54 реле 52), а 5: .некоторые — включение "замораживания" (при замыкании контактов 55 реле 52). llpui включении режима аварийной разгрузки . контакты 34 реле 61 могут отключать все каналы (см. фиг. 3). Насосная станция 4 мо- 10

Использование изобретения повышает. надежность работы автоматизированной системы управления выравниванием сооружений, размещенных нэ-просэдочных, неравномерно сжимаемых грунтах и подрабатываемых территориях. устройства, одни датчики контроля состояФормула изобретения

1. Установка для регулирования положения сооружений, содержащая программное устройство, источник питания, гидравлические домкраты с каналами управления. каждйй из которых включает датния сооружения подключены к одним соот, ветствующим входам блока общей защиты и к остальным входам программного устройства, другие датчики контроля — к другим

Соответствующим входам блока общей за-, чик перемещения. сооружения, задатчик, щиты, третий выход программного устройрегулятор и входной и сливной позицион-. ства соединен с источйиком питания, второй выход блока включения подключен к первому входу гидроусилителя, к входам входного и сливного гидрокранов и к гидроные гидрокраны, причем первый выход задатчика подключен к первому входу регулятора,.второй выход задатчика — к первому входу программного устройства, э вход затвору, который гидравлически связан с задатчика- к первому.выходу программного гидроусилителем и сливным гидрокраном, устройства, о t л и ч а ю щ а я с я тем, что, с первый вход блока общей защиты подклюцельюповышениянадежностиработыуста- чен к выходу блока защиты. второй выход.новки, она снабжена анализатором,.блоком регулятора соединен с вторым входом гидвключения, блоком общей защиты и датчи-.. роусилителя, а третий выход регулятора соками контроля состояния сооружения. а в едйнен с четвертым входом блока защиты и каждый канал управления введены гидро.усилитель,гидрозатвор,датчикнеисправнос входом анализатора, 2. Установка по и. 1, отличающаяся сти домкрата; датчик давления, датчик тем, что анализатор выполнен в виде n-ro перемещения сооружения, двухпозицйон- количества формирователей импульсов. ный переключатель и блок защиты, причем двух компараторов на каждый формировавыход анализатора подключен к второму входу программного устройства,. третий вход которого соединен с первым выходом тель импульсов, первого; второго и третьего элементов И, схемы ИЛИ, генератора имйульсов и реверсивного счетчика, выход коблока включения, первый вход которого торого является выходом анализатора, причем входы формирователей имйульсов являются выходом регулятора канала управления, выход каждого формирователя имподключен к второму выходу программного устройства, четвертый вход которого подключен к первому выходу блока общей зэщиты, второй выход которого подключен к пульсов подключен к входам второму входу блока включения. первый соответствующих первых и вторых компаравходблока общей защиты соединен с источ- торов, выходы первйх компараторов подникомпитания,датчик неисправности дом- ключены к соответствующим входам крэта соединен с йервым входом блока первого элемента И, выход которого соедизащиты; второй вход которого соедйнен с нен с первым входом второго элемента И, первым вйходом датчика давления, третий выходы вторых компараторов подключены к вход блока защиты подключен к первому соответствующим входам схемы ИЛИ, вывходу датчика перемещения сооружения, ход которой соединен с первым входом второй вход которого и второй вход датчика третьего элемента И. генератор импульсов давления подключены к соответствующим подключен к вторым входам второго и третьвходам двухпозиционного переключателя. его элементов И, выходы которого подклювыход которого соединен с вторым входом чены к соответствующим входам

: регулятора и с пятым входом программного реверсивного счетчика.

22

Таблица работы исполнительных органов каналов

1795000:

0/Ю Г к5

@74 Рог. Л

И-80Як9ОЯ 12-90%ции неиспровиости дОЩЖЯЦ 1Ь-дотцук пеаелпфеайЯ; К4-дамМм иог,оизКи, Раэдйдаеаой» УолжЮкц; Й-ъодйтчик-47-иана аробнеиий; Т - рорт робаяВяь чеЬкио цаипитеюь (сер окпитн);2 1-Йодиа и кран;22-ся8 ной крцК;2Ъ-аифозатбоР;24-Блок конавьноц ЬащОтч. !

° Ф ° Ф

1 юю 5(.Я) Риг.з и с 28 52 KotliF7c7A1 7Б/ ОГ 7и Г7 З5- . юг/(ЯюськЯФ NRrtft Щ

N коймакт реке дУ

1795000 .от t2

Фиг. Ч

35,39, Ч1ЧЗ, ЧЧ, ЧБ, У7- порогабые элементы; 38» сумматор; 37. ЧО- ди ереицирунхц е мемель); ЗВ, ЧЯ- цнпз8м0)Омющ е б снщи 9$ уйемеййг сяйипенуя

Чв, 9g-многа ходоЬыИ логические злеиенп ы„ИЛИ;

50, 51- уснлители юои носгпи

a)s юг. Г

8@ ВОжи Ц Ж 59, 69-коиаокЯы ДереЯ ВО-кцущдддрурщр ущо т О Я иоЩноти50;62,63,7034-контакты юею 6 Я-кон-.

1

z5

Ðèã. б

7Z-мносоВтдоЕаа тема .И 75-ииогабхададаа схема.ими

7Ö-сене влзр имтоьсоб 75-ре8етибний ветяк итцлыо8

76,77 n хоысЫьФ аоЬрь|„и,МлУ-комлараторММ- ор" мир Аъмтеми arri лсмажМ

Оъ

Ь Я ° ОУ»-" ч Ч) юг < ej

Фиа 7

Е

81Я - процессоры, ВЗ-v mepipeuc; 8Ч-гвадуль операгп иоУ р 4о, - . / чмя

ыи запоиинанкции 85- сЯопигпель йа иагмигпных исках с конгпролле3ом, 86-модуь исл еун го конгп Й 4 б ; . б б М аю В7- учап ающее гп ucm3o; М-ьиоеогперюиал („клаЬиа п ou ; B9- ст цстба связи с объятою упя пения. (ус ° 9g-мо цл . бала аналоао8ых сиама =

I лоб; 9tg41 oQQ4U ыбада аналоаобь!х.сигиалоб 92- моцйн Б одй дискрегпных Сиарсйоб; 93- юодуяи Ов)0оа скрегпных сигнал об

1795000

Ю

Уиг.8. щ - тд фб-щто сбочньщ алеся; 96-щеещи а5аное рабовосиоайиосеи з е.., " еип7аб; 97-Выбор учасмбующих тнапо6;83-Вбод ииодных дцнных;99-ббод копиче юв Ьа сегиеи поб ирогртиы; 100-заирое; иаццаь Вырабнибаиие? 101- сегменщ И=1 102-3агруьйщь 8 я удущю4-лоиучение иарорыации о леюдщею иокент;105-запрос; абория 106-оарабаякс аЬориййо0 сивухи 401-кодаеитиСоставитель В.Литвак

Техред M.Моргентал Корректор 3 Салко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 409 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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