CS228999B1 - Zapojení pro seřizování a nastavováni elektrohydraulických dvoustupňových a třístupňových převodníků - Google Patents

Abstract

Zapojení pro seřizováni a nastavováni elektrohydraulických dvoustupňových a třístupňových převodníků při jejich vývoji, výrobě a přezkušování. Účelem vynálezu je umožnit zjištování dynamického chováni elektrohydraulických převodníků při seřizováni a nastavováni, zrychlit operace a centralizovat systém měření všech sledovaných veličin. Zapojení obsahuje blok žádané hodnoty, obvod regulační odchylky, volbu zpětné vazby,blok nastaveni konstant, součtový člen, blok volby buzeni, proudový budič, zesilovač polohy šoupátka a blok měřeni. Informace o velikosti budícího proudu, o poloze šoupátka a všech hodnotách tlaku oleje, informace o velikosti signálu žádané hodnoty a regulační odchylky se soustřeďují a vyhodnocují v bloku měřeni. Signál polohy šoupátka z bloku měření se zesiluje a po úpravě volitelným proporcionálním nastavením a derivačni konstantou se vede na volbu zpětné vyzby. Zapojení podle vynálezu je použitelně v oboru elektrohydraulických regulačních systémů zvláště u elektrohydraulických zatěžovacich strojů.

Description

Vynález se týká zapojení pro seřizování a nastavování elektrohydraulických dvoustupňových a třístupňových převodníků při jejich vývoji, výrobě a přezkušování.

Elektrohydraulické převodníky uskutečňují transformaci elektrického signálu na přímo úměrný průtok, resp. tlak pracovní hydraulické kapaliny. Děje se tak pomocí elektromagnetizovaného polarizovaného relé, které ovládá klapku zesilovače ”Klapkařryska” v 1.' stupni elektrohydraulického převodníku. Druhý stupeň EH převodníku tvoří čtyřhranové válcové šoupátko, kterým jsou bezprostředně řízeny parametry, t.j. průtok a tlak pracovní kapaliny.

Pro řízení velkých průtoků se používají třístupňové EH převodníky. 3. stupeň je opět vytvořen válcovým šoupátkem, jehož poloha je snímána snímačem polohy šoupátka, jehož signál je přímo úměrný poloze šoupátka.

Tyto převodníky se používají k řízení průtoku hydraulické provozní kapaliny do hydraulických motorů, které tvoří výkonový člen elektrohydraulické soustavy.

Popsané funkční stupně EH převodníku představují konstrukč ně a výrobně velmi náročné mechanismy. Kvalita výroby a zejména seřízení těchto stupňů přímo ovlivňují kvalitu dosažených parametrů elektrohydraulického převodníku. I při dodržení předepsaných výrobních tolerancí je třeba při nastavování EH převodníku jeho funkci průběžně kontrolovat, hlavní parametry opakovaně měřit a seřízení funkčních stupňů opravovat, případně některé nevyhovující součásti vyměňovat.

Kvalita nastavení a kontroly parametrů se přímo projevují v provozní spolehlivosti a životnosti EH převodníku.

V procesu seřizování a nastavování se zejména kontroluje: symetrie kladné a záporné výchylky klapky, hystereze klapky

228 999 v okolí nuly, nastavení výchylky klapky do mezí předepsaných pro jmenovitý řídící proud, dynamické chování, frekvenční charakteris tiky, stálost parametrů po cyklickém zatěžování, velikost proudu a tlak v jednotlivých kanálech.

Dosavadní zapojení používaných přístrojů pro seřizování a nastavování elektrohydraulického převodníku neumožňují mimo jiné provedení volitelné zpětné vazby odvozené od signálu polohy šoupátka, a tím neumožňují zjiátovat dynamické chování elektrohydraulického převodníku, dále neumožňují generaci vstupních signálů tvaru jednotkových skoků při výzkumu přechodových charakteristik, a dále např. zpracování diagnostických měřených signálů tlaku. Registrace charakteristických parametrů elektrohydraulických převodníků se provádí improvizovaně s použitím více jednoúčelových přístrojů, jejichž zapojení je však nepřehledné, méně spolehlivé a vyhodnocování zdlouhavé.

Uvedeným nedostatkům čelí zapojení pro seřizování a nastavení elektrohydraulických dvoustupňových a třístupňových převodníků podle vynálezu. Zapojení obsahuje blok žádané hodnoty, obvod regulační odchylky, volbu zpětné vazby, blok nastavení konstant, součtový člen, blok volby buzení, proudový budič, zesilovač polohy šoupátka, elektrohydraulický převodník a blok měření. Podstata vynálezu spočívá v tom, že první skupinový výstup bloku žádané hodnoty je spojen s druhým skupinovým vstupem obvodu regulační odchylky, jehož první vstup je spojen s prvním výstupem volby zpětné vazby, jejíž vstup je spojen s prvním výstupem bloku nastavení konstant, jehož první vstup je spojen s prvním výstupem obvodu regulační odchylky, jehož druhý skupinový výstup je spojen s třetím skupinovým vstupem bloku měření a druhý výstup volby zpětné vazby je spojen s prvním vstupem součtového členu, jehož druhý vstup je spojen s druhým výstupem bloku nastavení konstant, jehož druhý vstup je spojen s výstupem zesilovače polohy šoupátka. Výstup součtového členu je spojen s prvním vstupem bloku volby buzení, jehož druhý skupinový vstup je spojen s druhým skupinovým výstupem bloku žádané hodnoty. Výstup bloku buzení je spojen se vstupem proudového budiče, jehož druhý výstup je spojen se vstupem elektrohydraulického převodníku, jehož skupinový výstup je spojen s prvním skupinovým vstupem bloku měření, jehož druhý vstup je spojen s prvním výstupem proudového budiče a výstup bloku měření je spojen se vstupem zesilovače polohy šoupátka.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že umožňuje zjišťovat dynamické chování elektrohydíjůlických převodníků při seřizování a nastavování, a tím odstranit předem závady, které by za provozu mohly způsobit nespolehlivost a omezenou aplikovatelnoet ▼ elektrohydraulických systémech s vysokými dynamickými .nároky. Dále zařízení zjednodušuje a zrychluje seřizování a nastavování zabudovanou rychle volitelnou generací vstupních signálů. Centralizovaný systém měření všech sledovaných veličin činí sledování měřených hodnot kompletní, přehledne a spolehlivé. Zapojení umožňuje měřit dvoustupňové i třístupňové elektrohydraulické převodníky s různými jmenovitými budicími proudy a tím redukuje počet potřebných specielních zařízení pro seřizování a nastavování různých typů elektrohydraulických převodníků.

Zapojení přispívá k racionalizaci výroby elektrohydraulických převodníků. >

Příklad uspořádání podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu v blokovém schématu. Jednotlivé bloky zapojení je možno charakterizovat takto:

Blok 1 žádané hodnoty obsahuje referenční obvody pro řízení EH převodníku.

Řízení je možno provádět třemi způsoby:

a) interní řízení statické a dynamické složky žádané hodnoty s možností plynulého nezávislého nastavení statické složky a plynulého nezávislého nastavení dynamické složky v rozsahu 0,03 - 300 Hz,

b) interní řízení ad a) se superponovaným externím vstupem,

c) skokové nastavení maximálního, minimálního a nulového budicího proudu s vyloučením interního a externího řízení.

V obvodu £ regulační odchylky se vytváří signál, který vzniká součtem signálů statiky, dynamiky, externího signálu a alternativního rozdílového signálu polohy šoupátka.

Volba 2 zpětné vazby umožňuje volit místo připojení rozdílového signálu polohy šoupátka do regulačního obvodu, a to bučí do obvodu 2 regulační odchylky před nastavením konstant, nebo do diferenčního členu 2, kde již je signál s nastavenou složkou P1D.

V bloku £ nastavení konstant je možjo^volit plynule velikost proporcionální konstanty P, po skocích\derivacní konstanty D a integrační konstanty I v signálu regulační odchylky a v signálu polohy šoupátka.

228 999 £

Součtový člen % umožňuje alternativní přičtení rozdílového signálu polohy šoupátka k signálu regulační odchylky.

V bloků 6 volby buzení se provádí výběr vstupního signálu a pomocí přepínače se vybraný signál připojuje k výstupu.

Proudový budič ]_ je tvořen výkonovým zesilovačem, který převádí vstupní signál přímo úměrně na budicí proud.

Zesilovač 8 polohy šoupátka je tvořen zesilovačem, který napětově zesiluje signál snímače polohy šoupátka třístupňových EH převodníků.

Elektrohydraulický převodník 2 může být dvoustupňový nebo třístupňóvý typ EH převodníku. Pouze třístupňový převodník má však snímač polohy šoupátka a tím i jeho signál.

Blok 10 měření soustřeďuje následující měření: velikost signálu žádané hodnoty, regulační odchylky signálu PID, velikost převodního tlaku oleje, tlaku v pracovních kanálech v odpadním kanále.

První skupinový výstup 11 bloku 1 žádané hodnoty je spojen s druhým skupinovým vstupem 22 obvodu 2 regulační odchylky.

Druhý skupinový výstup 12 bloku 1, žádané hodnoty je spojen s druhým skupinovým vstupem 62 bloku 6 volby buzení. První vstup 21 obvodu 2 regulační odchylky je spojen sprvním výstupem 31 volby 2 zpětné vazby. První výstup 23 obvodu 2 regulační odchylky je spojen s prvním vstupem 43 bloku £ nastavení konstant. Druhý skupinový výstup 24 obvodu 2 regulační odchylky je spojen se třetím skupinovým vstupem 103 bloku 10 měření. Druhý výstup 32 volby 2 zpětné vazby je spojen s prvním vstupem 51 součtového členu 2· Druhý výstup 42 bloku £ nastavení konstant je spojen s druhým vstupem 52 součtového členu 2* Druhý vstup 44 bloku & nastavení konstant je spojen s výstupem 81 zesilovače 8 polohy šoupátka. Výstup 53 součtového členu 2 3^e spojen s prvním vstupem 61 bloku volby buzení. Výstup 63 bloku 6 volby buzení je spojen se vstupem 71 proudového budiče χ.

První výstup 72 proudového budiče 2 je spojen s druhým vstupem 102 bloku 10 měření. Druhý výstup 73 proudového budiče 2 je spojen se vstupem 91 EH převodníku 2· Skupinový výstup 92 elektrohydraulického převodníku 2 3^e spojen s prvním skupinovým vstupem 101 bloku^Sěření. Výstup 104 bloku 10 měření je spojen se vstupem 82 zesilovače 8 polohy šoupátka

Zapojení funguje takto: 228 999

V bloku 1 žádané hodnoty se nastaví frekvence a tvar signálu interního generátoru, nastaví se amplitudové úrovně statické a dynamické složky žádané hodnoty a případně se připojí signál z externího zdroje. Uvedené signály se při^vedou z prvního skupinového výstupu 11 bloku 1 žádané hodnoty na druhý skupinový vstup 22 obvodu 2 regulační odchylky, kde spolu s alternativně připojeným zpětnovazebním signálem z volby 2 zpětné vazby se vytvoří signál regulační odchylky, který se z prvního výstupu 23 obvodu 2 regulační odchylky přivádí na první vstup 43 bloku 4, nastavení konstant, kde se pro přivedený signál nastavují požadované konstanty:

proporcionální, derivační a integrační a vytváří se tak signál PID. Tento signál se z druhého výstupu 42 bloku £ nastavení konstant vede na druhý vstup 52 součtového členu kde se může alternativně přičíst zpětnovazební signál z druhého výstupu 32 volby 2 zpětné vazby přivedením přes první vstup 51 součtového členu 2·

V bloku 6 volby buzení je možno volit čtyři.druhy budicího signálu. Buď nastavitelný signál regulační odchylky přivedený z výstupu 53 součtového členu 2 na první vstup 61 bloku 6 volby buzení, nebo jeden ze tří pevně nastavených signálů přivedených z druhého skupinového výstupu 12 bloku 1 žádané hodnoty na druhý skupinový vstup 62 bloku 6 volby buzení.

Vybraný budicí napětový signál z výstupu 63 bloku 6 volby buzení je přímo úměrně zesilován v proudovém budiči 7 převedením na jeho vstup 71. Proudový výkonový signál z druhého výstupu 73 proudového budiče £ napájí vstup 91 elektrohydraulického převodníku 2·

V bloku měření 10 se soustřeďují, zesilují a vyhodnocují veškerá měření. Jsou to informace o velikosti budicího proudu z prvního výstupu 72 proudového budiče 7 přivedené na druhý vstup 102 bloku 10 měření, informace o poloze šoupátka a všech hodnotách tlaku oleje ze skupinového výstupu 92 elektrohydraulického převodníku 2 přivedené na první skupinovývstup 101 bloku 10 měření a dále informace o velikosti signálu žádané hodnoty a regulační odchylky z druhého skupinového výstupu 24 obvodu 2 regulační odchylky přivedené na třetí skupinový vstup 103 bloku 10 mereni.

228 988

Z výstupu 104 bloku 10 měření je veden signál polohy šoupátka na vstup 82 zesilovače 8 polohy šoupátka. Araplitudně upravený signál je z výstupu 81 zesilovače 8 polohy šoupátka převeden na druhý vstup 44 bloku 4. nastavení konstant 4» káe ^se upravuje volitelným proporcionálním nastavením a derivační konstantou. Takto upravený signál polohy šoupátka je z prvního výstupu 41 bloku 4 nastavení konstant přiveden na vstup 33 volby 2 zpětné vazby.

Oblastí použití zapojení podle vynálezu jsou elektrohydraulické regulační systémy zvláště elektrohydraulické převodníky používané v elektrohydraulických zatěžovacích strojích pro zkoušení materiálu a konstrukcí.

Claims (1)

1. Zapojení pro seřizování a nastavování elektrohydraulických dvoustupňových a třístupňových převodníků, obsahující blok žádané hodnoty, obvod' regulační odchylky, volbu zpětné vazby, blok nastavení konstant, součtový člen, blok volby buzení, proudový budič, zesilovač polohy šoupátka, elektrohydraulický převodník a blok měření, vyznačující se tím, že první skupinový výstup (11) bloku (1) žádané hodnoty je spojen s druhým skupinovým vstupem (22) obvodu (2) regulační odchylky, jehož první vstup (21) je spojen s prvním výstupem (31) volby (3) zpětné vazby,jejíž vstup (33) je spojen s prvním výstupem (41) bloku (4) nastavení konstant, jehož první vstup (43) je spojen s prvním výstupem (23) obvodu (2) regulační odchylky, jehož druhý skupinový výstup (24) je spojen s třetím skupinovým vstupem (103) bloku (10) měření a druhý výstup (32) volby (3) zpětné vazby je spojen s prvním vstupem (51) součtového členu (5), jehož druhý vstup (52) je spojen s druhým výstupem·(42) bloku (4) nastavení konstant, jehož druhý vstup (44) je spojen s výstupem (81) zesilovače (8) polohy šoupátka a výstup (53) součtového členu (5) je spojen s prvním vstupem (6l) bloku (6) volby buzení, jehož druhý skupinový vstup (62) je spojen s druhým skupinovým výstupem (12) bloku (1) žádané hodnoty (1) a výstup (63) bloku (6) volby buzení je spojen se vstupem (71) proudového budiče (7), jehož druhý výstup (73) je spojen se vstupem (91) elektrohydraulického převodníku (9), jehož skupinový výstup (92) je spojen s prvním skupinovým vstupem (101) bloku (10) měření, jehož druhý vstup (102) je spojen s prvním výstupem (72) proudového budiče (7) a výstup (104) bloku (10) měření je spojen se vstupem (82) zesilovače (8) polohy šoupátka.