CS241012B2

CS241012B2 - Flow rate regulation device

Info

Publication number: CS241012B2
Application number: CS784195A
Authority: CS
Inventors: Barnabas Balogh; Jozsef Erdelyi; Janos Horvath; Vazul Rusz; Andraz Fekete; Laszlo Ladanyi
Original assignee: Mezoegaz Gepkiserleti Intezet
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1978-06-27
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS419578A2; HU175968B; IT7825041A0; DE2827659A1; IT1097085B; AT358860B; ATA443878A; FR2396353A1; FR2396353B1; GB2003296A; DD137286A5; RO75943A

Abstract

A liquid fertilizer or plant protecting liquid is discharged at a specific liquid output rate (amount per unit area) by apparatus carried by a tractor and trailer. A mass flow-meter 6 is arranged in a main pressure conduit leading to a nozzle frame 25. The output of the meter 6 is connected to the write-in input of a counter 10 through a division circuit comprising counting trains 9, 19 and selector switches 20, 21. The erase input of the counter 10 is connected to an odometer 3. The output of the counter 10 is connected to the write-in input of a store 11 having a clock-pulse input connected to the output of the odometer 3. A comparator 12 has one input connected to the output of the store 11 and another input connected to a reference signal unit 13. The comparator output is connected through a three-position switch 14, 15 and a limit switch 22 to the input of a controlling unit 27, consisting of a servo motor 5 controlling a valve 4 in the main pressure conduit. <IMAGE>

Description

Vynález se týká zařízení pro regulaci průtočného množství, zvláště pak zařízení pro nastavení a regulaci množství postřikovači kapaliny vystřikované na jednotku plochy, tekutého umělého hnojivá apod. u přivěšených strojů nebo u strojů s vlastním pohonem. .... * . ......BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a flow control device, and more particularly to a device for adjusting and controlling the amount of spray liquid ejected per unit area, liquid fertilizer or the like in overhead or self propelled machines. .... *. ......

U známých . strojů nemůže být množství kapaliny potřebné na jednotku plochy nastříkáno rovnoměrně, avšak .požadavek rovnoměrnosti se stává stále důležitější. U strojů pro pěstování rostlin se odchyluje množství nastříkávaného prostředku pro ochranu rostlin na jednotku plochy v závislosti na kolísání počtu otáček poháněcího motoru a prokluzování pohonných kol, jakož i změn jízdní rychlosti také až o 30 % od zadané hodnoty. Tato odchylka ovlivňuje výnos úrody a hospodárnost spotřeby prostředku pro ochranu rostlin.For friends. In the case of machines, the amount of liquid required per unit area cannot be sprayed evenly, but the requirement of uniformity becomes increasingly important. In plant cultivation machines, the amount of crop protection agent to be sprayed per unit area varies by up to 30% from the set value depending on the variation of the drive motor speed and the slip of the drive wheels as well as the driving speed changes. This variation affects crop yield and economy of consumption of the plant protection product.

Bylo . navrženo . . použití čerpadla (Systém „Regu-flo“ firmy Dorman Sprayers Co. Ltd., Ely, Cabvs, Anglie), jehož čerpací výkon je úměrný počtu otáček, a tím je odstraňována . nerovnoměrnost postřiku . vyvolaná nestálostí otáček. Nevýhodou tohoto řešení · je, že kolísání vyvolané prokluzováním a změnami rychlosti zůstává nezměněno. Tato chyba je odstraněna firmou TECNOMA tím, ' že .. čerpadlo je . poháněno hydrostatickým pohonem. Pohon čerpadla pro postřikovou kapalinu, popřípadě . hydromotor pohánějící čerpadlo, je řízen elektronickým · regulátorem v závislosti na rychlosti jízdy á počtu otáček hydromotoru.It was. designed. . use of a pump ("Regu-flo" system from Dorman Sprayers Co. Ltd., Ely, Cabvs, England) whose pumping capacity is proportional to the speed and is thus eliminated. spray irregularity. caused by speed volatility. The disadvantage of this solution is that the variations caused by slippage and speed changes remain unchanged. This error is corrected by TECNOMA by the fact that the pump is. powered by hydrostatic drive. Pump drive for spray liquid, if necessary. the hydraulic motor driving the pump is controlled by an electronic controller depending on the driving speed and the rotational speed of the hydraulic motor.

Nevýhodou tohoto řešení je, že hydrostatický pohon je velmi nákladný, ale množství · efektivně nastříkané na jednotku plochy není měřeno, a toto množství závisí na typu, stavu, ucpání a opotřebení stříkacích trysek. Známá řešení nezaručují . nastříkávání tekutiny při dodržení daných podmínek za největší možné rychlosti.The disadvantage of this solution is that the hydrostatic drive is very expensive, but the amount sprayed effectively per unit area is not measured, and this amount depends on the type, condition, blockage and wear of the spray nozzles. Known solutions do not guarantee. spraying the fluid under the specified conditions at the highest possible speed.

Účelem vynálezu je odstranit výše zmíněné nedostatky známých řešení.The purpose of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks of the known solutions.

Vynález spočívá na úloze řešit průtočné množství regulací průtočného množství a ' jízdní rychlosti prováděné na základě měření dráhy a průtočného množství.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the task of solving the flow rate by controlling the flow rate and the driving speed based on the measurement of the path and the flow rate.

Podle vynálezu je úloha řešena tím, že k hlavnímu tlakovému vedení, které vede přímo k postřikovému ramenu, · a náleží ke kapalinovému obvodu, je připojen měřič průtočného množství, jehož výstup je přes jednotku děliče spojen s počítacím vstupem čítače. Výstup čítače je připojen na zapisovací vstup paměťového obvodu. Nulovací vstup čítače a taktovací vstup paměti jsou, spojeny s výstupem čidla dráhy. Jeden vstup komparátoru je spojen s výstupem generátoru požadované hodnoty, . druhý vstup komparátoru je spojen s výstupem paměti. Výstup komparátoru je přes třípolohový spínač spojen se vstupem nastavovací jednotky napojení na kapalinový okruh stroje.According to the invention, the problem is solved by connecting a flow meter to the main pressure line, which leads directly to the spray arm and belongs to the liquid circuit, the output of which is connected to the counting input of the counter via the divider unit. The counter output is connected to the write input of the memory circuit. The reset input of the counter and the clock input of the memory are connected to the output of the travel sensor. One comparator input is connected to the setpoint generator output,. the second input of the comparator is connected to the memory output. The comparator output is connected to the fluid circuit of the machine via a three-position switch.

U vhodné formy . provedení vynálezu je třípolohový spínač připojen přes koncový spínač na vstup · nastavovací jednotky. Výhodné je, když třípolohový spínač obsahuje dvoupolohový spínač a s ním v sérii zapojený přepínač. . Výstup dvoupolohového spínače je spojen s prvým vstupem přepínače a přes proudové čidlo se vstupem druhého komparátoru. Výstup prvého komparátoru je spojen s druhým vstupem druhého komparátoru, vstupem dvoupolohového spínače a s druhým vstupem přepínače. . Výstup druhého komparátoru je přes signální měnič spojen s druhou nastavovací jednotkou. Dělicí jednotka je s výhodou sestavena z počítacích článků a spínačů předvolby. · Prvá nastavovací jednotka obsahuje ventil, který je řízen nastavovacím motorem.In a suitable form. In an embodiment of the invention, a three-position switch is connected via an end switch to the input of the adjusting unit. Preferably, the three-position switch comprises a two-position switch and a switch connected in series with it. . The output of the on / off switch is connected to the first input of the switch and through the current sensor to the input of the second comparator. The output of the first comparator is coupled to the second input of the second comparator, the input of the on / off switch, and the second input of the switch. . The output of the second comparator is connected to the second adjustment unit via a signal converter. The dividing unit is preferably composed of counting cells and preselection switches. · The first setting unit contains a valve that is controlled by the setting motor.

Při řešení úlohy podle vynálezu je regulační zařízení opatřeno čidly — · čidlem dráhy a měřičem průtočného množství. Na základě signálů těchto čidel může být provedena žádaná změna průtočného množství prvou nastavovací jednotkou a . v . nutném případě změna rychlosti jízdy pomocí druhé nastavovací jednotky. Podle vynálezu je množství kapaliny vystřikované na jednotku plochy regulováno se zřetelem na počet otáček motoru,. prokluzování ' pohonných kol, · a dále vzhledem k změnám, které vznikají v důsledku opotřebení a ucpání trysek. . . . Regulační .zařízení podle vynálezu umožňuje nejen jednoduché ruční nastavení a automatickou regulaci žádaného průtočného . množství · na jednotku · plochy, · to je specifické průtočné množství, ale také výhodnou oblast přepravy kapaliny a optimální pracovní kvalitu. Tímto způsobem je možné dosáhnout vedle optimální kvality práce, největší možnou jízdní rychlost. Jestliže stroj eventuálně vyběhne z této oblasti kvality práce, změní regulátor rychlost.In order to solve the problem according to the invention, the control device is provided with a travel sensor and a flow meter. On the basis of the signals of these sensors, the desired flow rate change can be made by the first adjustment unit a. v. if necessary, change the driving speed using the second adjustment unit. According to the invention, the amount of liquid ejected per unit area is controlled with respect to the engine speed. slipping of the drive wheels, and further due to changes resulting from wear and clogging of the nozzles. . . . The control device according to the invention not only allows simple manual adjustment and automatic regulation of the desired flow rate. quantity · per unit · area, · this is a specific flow rate, but also a convenient liquid transport area and optimum working quality. In this way, in addition to optimum work quality, the highest possible driving speed can be achieved. If the machine eventually runs out of this area of work quality, the controller changes the speed.

Průtočné množství, které je ručně programováno pomocí spínače předvolby, je srovnáváno s efektivním průtočným · množstvím. Jsou-li tyto · hodnoty odlišné, je buzen.' povelový signál pro · prvou nastavovací jednotku za . účelem · změny - · průtočného množství. Nemůže-li být · žádaná hodnota specifického průtočného množství dosažena touto změnou . průtočného množství, je buzen povelový signál pro druhou nastavovací jednotku, která řídí pohon stroje s vlastním pohonem nebo pohon tahače, za účelem odpovídající změny rychlosti a tím i zaručení žádaného specifického průtočného množství.The flow rate, which is manually programmed using the preselection switch, is compared with the effective flow rate. If these values are different, it is excited. command signal for the first setting unit after. change · flow rate. If the specific flow rate setpoint cannot be achieved by this change. flow rate, the command signal for the second adjustment unit, which controls the drive of the self-propelled machine or the drive of the tractor, is actuated in order to change the speed accordingly and thereby guarantee the desired specific flow rate.

Množství kapaliny efektivně nastříkané na jednotku plochy je určeno pomocí signálů měřiče průtočného množství, který je zabudován v hlavním tlakovém potrubí stroje, a pomocí čidla dráhy v centrální jednotce. Čidlo dráhy je spojeno přímo nebo · přes měřicí kolo dráhy s volně se· pohybujícím, tj. nehnaným, kolem stroje. Centrální jednotka určuje množství kapaliny nastříkané na jednotku plochy na · základě jjrů· točného množství a ujeté dráhy, · přičemž šířka pracovního záběru, to je šířka stříkaného pásu půdy, může být udána pomocí spínače předvolby.The amount of liquid efficiently sprayed per unit area is determined by the flow meter signals built into the machine's main pressure line and by the travel sensor in the central unit. The travel sensor is coupled directly or through the travel measuring wheel to a freely moving, ie non-driven, wheel around the machine. The central unit determines the amount of liquid sprayed per unit area based on the yoke volume and the distance traveled, and the width of the working width, that is the width of the sprayed soil strip, can be indicated by the preselection switch.

Regulátor se vyznačuje digitálním způsobem práce. Šířka pracovního záběru stroje a žádané specifické průtočné množství .. mohou být nastaveny pomocí ovládacích orgánů.The controller is characterized by a digital way of working. The working width of the machine and the required specific flow rate can be adjusted by means of the operating elements.

Oproti známým regulátorům je prováděna změna programování žádaných hodnot změnou dělicích poměrů dělicích jednotek, které jsou umístěny ve zpětnovazebním obvodu regulačního okruhu, místo změny žádaných hodnot, to je regulačních veličin. Konstantní binární hodnota žádané veličiny určuje pouze šířku oblasti necitlivosti regulátoru. -Pomocí navrženého řešení mohou být náklady, zvláště náklady na elektronické konstrukční prvky, udrženy ve výhodných mezích.In contrast to known controllers, a change in setpoint programming is performed by changing the split ratios of the split units located in the feedback circuit of the control circuit instead of changing the setpoints, i.e. the control variables. The constant binary value of the setpoint only determines the width of the regulator dead zone. By means of the proposed solution, the cost, especially the cost of electronic components, can be kept within favorable limits.

Vynález bude blíže vysvětlen na příkladě jeho provedení, znázorněném na výkrese, kde značí obr. 1 uspořádání regulačního zařízení, obr. 2 blokové schéma zapojení regulačního zařízení. Obr. 1 znázorňuje zařízení pro regulaci průtočného množství ve skupině strojů tvořené traktorem a taženým strojem pro ochranu rostlin. Měřič ' dráhy je poháněn pomocí volně se - pohybujícího kola 1 stroje pro ochranu rostlin. S kolem 2 měřiče dráhy je spojeno čidlo 3 dráhy. Prvá nastavovací jednotka 27 sestává z ventilu 4, který řídí průtočné množství, a z nastavovacího motoru 5, který - ventil ovládá. Vystřikované množství kapaliny je měřeno pomocí měřiče 6 průtočného množství. Centrální jednotka 7 je umístěna v kabině traktoru. Centrální jednotka 7 -je opatřena spínači předvolby pro nastavení šířky pracovního záběru a žádaného specifického průtočného množství. Druhá nastavovací jednotka 8 je spojena s řídicím ústrojím pohonu traktoru.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawing, in which: FIG. Giant. 1 shows a flow control device in a group of machines comprising a tractor and a trailed plant protection machine. The track meter is driven by a free-moving wheel 1 of the plant protection machine. A track sensor 3 is connected to the wheel 2 of the travel meter. The first adjusting unit 27 consists of a valve 4 which controls the flow rate and an adjusting motor 5 which controls the valve. The quantity of liquid ejected is measured by means of a flow meter 6. The central unit 7 is located in the tractor cab. The central unit 7 is provided with preselection switches for adjusting the working width and the desired specific flow rate. The second adjustment unit 8 is connected to the tractor drive control device.

Obr. 2 znázorňuje blokové schéma zapojení regulačního okruhu. C^in^irální jednotka 7 sestává z hlavního okruhu a podřízené smyčky. Hlavní okruh obsahuje binární počítací články 19, 9 spínače 20, 21 předvolby, čítač 10, paměť 11, komparátor 12, generátor žádané hodnoty 13, elektronický dvoupolohový spínač 14 a přepínač 15. Podřízená smyčka obsahuje proudové čidlo 16, druhý komparátor 17 a signální měnič - - 18. Regulátor je pomocí nastavovacího motoru a měniče 6 - průtočného množství spojen s kapalinovým okruhem. Kapalinový okruh obsahuje ventil 4, nádrž 23 postřikovači kapaliny, energetický zdroj 24, stříkací rameno 25 a čerpadlo 26.Giant. 2 shows a block diagram of a control circuit. The core unit 7 consists of a main circuit and a slave loop. The main circuit comprises binary counting cells 19, 9 of the preset switch 20, 21, counter 10, memory 11, comparator 12, setpoint generator 13, electronic two-position switch 14 and switch 15. The slave loop comprises a current sensor 16, a second comparator 17 and a signal converter - - 18. The regulator is connected to the fluid circuit by means of an adjusting motor and a 6-volume flow converter. The fluid circuit comprises a valve 4, a spray liquid tank 23, an energy source 24, a spray arm 25, and a pump 26.

Okamžitá hodnota je získávána měřičem průtočného množství v podobě posloupnosti impulsů. Frekvence - posloupnosti impulsů je úměrná rychlosti proudící kapaliny. Posloupnost impulsů se dostává přes binární počítací články 19, 9 na zapisovací vstup čítače 10. čidlo 3 dráhy, čítač 10 a paměť 11 zajišťují binární číslo úměrné množství kapaliny stříkané na jednotku plochy tím způsobem, že čidlo 3 dráhy budí po projetí jednotky dráhy impuls přiváděný na nulovací vstup čítače 10 a na taktovací vstup paměti 11, čímž dojde k přepsání okamžitého obsahu čítače 10 do paměti 11 a čítač 10 je vynulován. Binární číslo na výstupu paměti 11 — okamžitá hodnota x<. regulačního okruhu — zůstává až do dalšího vzorkování nezměněno. Tato hodnota je pomocí digitálního- komparátoru 12 srovnávána s žádanou hodnotou x_a. Žádaná hodnota je dodávána generátorem 13 žádané hodnoty. Na výstupu komparátoru 12 vzniká chybový signál x_r, který může nabývat tří možných hodnot: Xe < x_a; x_c = x_a; x_e > x_a. Nastavovací signál x_bi je buzen pomocí dvoupolohového spínače 14 a přepínače 15. Spínač 14 budí ze signálu, který je v binárním kódu na výstupu komparátoru 12, proudový signál, který může mít dvě různé hodnoty: i -= 0 a i = I_Mi. Ve vypnutém stavu je proudová hodnota rovna 0 - (v tomto případě x_c - - x_a) a Im1 je provozní proud - nastavovacího motoru 5 (x_c. # - x_a). Směr nastavovacího signálu Xbí, tj. směr proudu a otáček nastavovacího motoru 5, je určen přepínačem 15 na základě dodávané binární okamžité hodnoty Xe z komparátoru 12. Mechanická ochrana ventilu 4 a nastavovacího motoru 5 je zaručena koncovým spínačem 22, který v hraniční poloze uzávěru ventilu - vypíná proud motoru. Koncový spínač 22 je uváděn do provozu, jestliže komparátor 12 vybudí - v odpovídající hraniční poloze ventiiu signál k dalšímu zvýšení nebo snížení průtočného množství. Tento případ nastává, je-li jízdní rychlost skupiny strojů příliš velká nebo příliš malá, a žádané množství kapaliny leží mimo regulační oblast ventilu. Výskyt tohoto stavu je zjišťován proudovým čidlem 16 a dalším k-omparátorem 17. Jestliže se vyskytne signál pro zvýšení nebo snížení průtočného množství na výstupu komparátoru- 12 a výstup spínače 14 je bez proudu, je jízdní rychlost skupiny strojů příslušným způsobem ovlivněna pomocí komparátoru 17 přes měnič 18 signálu a druhou nastavovací jednotku 8. Podřízená smyčka, která sestává z nastavovací jednotky 8, proudového čidla 16, komparátoru 17 a - měniče 18 signálu, je v provozu tak dlouho, dokud se nedostane velikost průtočného množství, která je charakterizována okamžitou hodnotou hlavního okruhu, opět do regulační oblasti ventilu 4.The instantaneous value is obtained by the flow meter in the form of a pulse sequence. The frequency - the pulse sequence is proportional to the velocity of the flowing liquid. The pulse train passes through the binary counting cells 19, 9 to the write input of the counter 10. The track sensor 3, the counter 10 and the memory 11 provide a binary number proportional to the amount of liquid sprayed per unit area. to the reset input of the counter 10 and to the clock input of the memory 11, thereby overwriting the instant contents of the counter 10 into the memory 11 and the counter 10 being reset. Memory binary number 11 - instantaneous value x <. control circuit - remains unchanged until the next sampling. This value is digitálního- means of the comparator 12 is compared with a setpoint value _and x. The setpoint is supplied by the setpoint generator 13. At the output of the comparator 12 an error signal x _r is generated which can have three possible values: Xe <x _a ; x _c = x _a ; x _e > x _a . The setting signal x _b i is actuated by a two-position switch 14 and a switch 15. The switch 14 excites a current signal which can have two different values from the binary code output of comparator 12: i - = 0 and i = I _M i In the off state, the current value is 0 - (in this case x _c - - x _a ) and Im1 is the operating current of the setting motor 5 (x _c . # - x _a ). The direction of the setting signal XBi, i.e. the direction of current and speed of the setting motor 5, is determined by the switch 15 based on the supplied binary instantaneous value Xe from the comparator 12. The mechanical protection of the valve 4 and the setting motor 5 is ensured by a limit switch 22 which - switches off the motor current. The limit switch 22 is actuated when the comparator 12 energizes the valve at a corresponding vent limit to further increase or decrease the flow rate. This is the case if the driving speed of the group of machines is too high or too low, and the desired amount of liquid lies outside the valve control range. The occurrence of this condition is detected by the current sensor 16 and the other k-comparator 17. If there is a signal to increase or decrease the flow rate at the comparator output 12 and the switch output 14 is de-energized, the driving speed of the machine group is appropriately affected by comparator 17 via the signal converter 18 and the second adjusting unit 8. The slave loop, which consists of the adjusting unit 8, the current sensor 16, the comparator 17 and the signal converter 18, is operated until a flow rate is obtained which is characterized by the instantaneous value of the main circuit, again to the control region of valve 4.

Žádané průtočné množství a zadaná šířka pracovního záběru stroje mohou být nastavovány pomocí spínačů 21, 20 předvolby, přičemž uvedené spínače předvolby ovlivňují dělicí poměr binárních počítacích článků 9, 19. Při nastavení je brána v úvahu i přístrojová konstanta měřiče 6 průtočného množství a žádaná hodnota. Velikost žádané hodnoty určuje šířku oblasti necitlivosti regulátoru. Jestliže například je žá241012The desired flow rate and the specified working width of the machine can be adjusted by means of the preselection switches 21, 20, said preselection switches affecting the dividing ratio of the binary counting cells 9, 19. The instrumentation constant of the flow meter 6 and the setpoint are also taken into account. The setpoint value determines the width of the regulator dead zone. For example, if it is 221012

daná hodnota 20, činí šířka oblasti necitlivosti 5 °/o. Vyskytne-li se na výstupu paměti 11 binární číslo x_e = x_a = 20, regulátor nezasahuje. Zásah je proveden jen v tom pří padě, jestliže je okamžitá hodnota nejméně o 5 %! větší (x_e = 21) nebo menší (x_e = 19) než hodnota žádaná.given the value of 20, the width of the dead zone is 5 ° / o. If a binary number x _e = x _a = 20 occurs at the memory output 11, the controller does not intervene. The intervention is only performed if the instantaneous value is at least 5%! greater (x _e = 21) or less (x _e = 19) than the setpoint.

Claims

SUBJECT

Apparatus for controlling the flow rate, in particular for pendant or self-propelled machines, for adjusting and controlling the amount of liquid required per unit area, said machines having a fluid circuit with a spray arm and an adjustment unit connected to a fluid circuit, characterized by by providing a flow meter (6) in the main pressure line of the fluid circuit that leads directly to the spray arm (25), the flow meter (6) outlet being connected via a separating unit (9, 21, 19, 20) to counter input (10), counter reset (10) is connected to the output of the track sensor (3), counter output (10) is connected to the memory input (11), memory clock input (11) is connected to the sensor output ( 3) paths, the memory output (11) is connected to the comparator input (12), the second comparator input (12) is connected to the output of the setpoint generator (13), and the comparator output (12) is connected via a three-position switch (14, 15) to the input of the setting unit (27).

Control device according to claim 1, characterized in that the output is three-position

The switch (14, 15) is connected to the input of the adjustment unit (27) via the limit switch (22).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the three-position switch (14, 15) comprises a two-position switch (14) and a switch (15), the output of the two-position switch (14) being connected to the first input of the switch (15). on the one hand through a current sensor (16) with one input of the second comparator (17), the output of the first comparator (12) is connected to the second input of the second comparator (17), the input of the on / off switch (14) and the second input of the switch (15); The output of the second comparator (17) is connected to a signal converter (18) whose output is connected to the input of the second adjustment unit (8).

Control device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the separating unit (9, 21, 19, 20) comprises counting elements (9, 19) and a preselection switch (20, 21).

Control device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the first adjusting unit (27) comprises a valve (4) controlled by the adjusting motor (5).