CS274009B1 - Digital electropneumatical converter - Google Patents

Description

1 CS 274 009 B1

Vynález sa týká digitálneho elektropneumatického prevodníka na priame číslicové riade-nie prietoku alebo tlaku tlakového média v pneumatických sústavách a mechanizmoch.

Doteraz sa na spojité reguláciu prietoku alebo tlaku plynov pomocou elektrického sig-nála používajú proporcionálně prietokováalebo tlakové elektromagnetické ventily. Tieto po-zostávajú z proporcionálneho elektromagnetu, ktorého kotva vyvodzuje silu alebo dráhu, kto-rá je lineárně úměrná prúdu pretekajúcemu cez cievku proporcionálneho elektromagnetu. Kot-vou sa přestavuje posúvač alebo tanierový ventil, ktorý riadi prietok plynu cez štrbiny po-súvača alebo prostredníctvom vyrovnania pósobiacich sil tlaku na výstupe tanierového ven-tilu. Prietok alebo tlak plynu je proporcionálně úměrný prúdu pretekajúcemu cez elektromag-net ventilu. Používajú sa tiež regulátory tlaku pracujúsl m principe dýza-klapka, pričom po-loha klapky je ovládaná piezoelektrickým členom. Nevýhodou je, že tieto elektropneumaticképřevodníky sa vyznačujú určitou nelinearitou a hysterézou. Přesnost funkcie je ovplyvnenátřením posúvača, resp. tanierového ventilu v uložení, parazitnými prietokmi a nečistotamiv plyne. Na priame číslicové riadenie vyžadujú číslicovo-analogový převodník a v případe pro-porcionálneho elektromagnetu ešte převodník napatia na prúd.

Uvedené nedostatky odstraňuje digitálny elektropneumatický převodník s vstupom tlako-vého média a výstupom tlakového média a s riadiacim elektrickým vstupom podía vynálezu,ktorého podstata spočívá v tom, že medzi vstup tlakového média a výstup tlakového média súparalelné zaradené najmenej dve vetve pozostávajúce z dvojcestných dvojpolohových elektro-magnetických ventilov alebo z trojcestných dvojpolohových ventilov s jedným vstupom zasle-peným a z kalibrovaných cloniek alebo obojsmerných škrtiacich ventilov, pričom prietokovépoměry cez jednotlivé kalibrované clonky, resp. obojsmerné škrtiace ventily v uvedenom po-radí sú v pomere 2θ : 21 : : .....: 2^.

Vynález digitálneho elektropneumatického prevodníka umožňuje priame číslicové ovládanielogickým signálom bez potřeby dalších prevodníkov.

Usporiadanie digitálneho elektropneumatického prevodníka podía vynálezu je schematickyznázorněné na připojených výkresoch, kde na obr. 1 je schematicky znázorněný digitálnyelektropneumatický převodník s dvojcestnými dvojpolohovými elektromagnetickými ventilmi akalibrovanými clonkami a na obr. 2 je schematicky znázorněný digitálny elektropneumatickýpřevodník s trojcestnými dvojpolohovými elektromagnetickými ventilmi s jedným vstupom za-slepeným a s obojsmernými škrtiacimi ventilmi.

Digitálny elektropneumatický převodník pozostáva z dvojcestných dvojpolohových elek-tromagnetických ventilov 30, 2k> 32,....3k, alebo trojcestných dvojpolohových elektromagne-tických ventilov £0, 61, 62......£k s jedným vstupom zaslepeným, ktoré sú zapojené do série s kalibrovanými clonkami 40, 41, 42......4k alebo obojsmernými škrtiacimi ventilmi 70, 71. 72......7k a vytvára rad najmenej dvoch paralelných vetiev ID, 11. 12......lk. Vetve 10, 11, 12.....lk sú zapojené paralelné medzi vstup 1. tlakového média a výstup Ϊ tlakového média. Kalibrované clonky 40, 41, 42......4k resp. obojsmerné škrtiace ventily 70, 71', 72, .....7k sú nastavené tak, aby prietoky cez paralelné vetve 10, 11, 12,.....lk v uvedenom 0 12 k poradí boli v pomere 2 : 2 : 2 :...:2, kde k je počet paralelných vetiev. Oigi- tálny elektropneumatický převodník je ovládaný elektrickým signálom připojeným na riadiacíelektrický vstup 2 digitálneho elektropneumatického prevodníka prostredníctvom vstupnýchsvoriek 50, 51, 52,...,Sk. Riadiaci elektrický signál je kódovaný v paralelnom k-bitovombinárnom kóde, pričom elektrický signál zodpovedajúci bitu s najvačšou váhou je připojenýk vstupnej svorke 50 paralelnej vetve .10., elektrický signál s najbližšou nižšou váhou jepřipojený k vstupnej svorke 51 paralelnej vetve 11 prietok ktorou je presne polovičný ý po-rovnaní s prietokom cez predošlú paralelnú vetvu 10 atď,, kým sa nevyčerpá všetkých k paralel-ných větví, t.j. najmenej dve paralelné vetve. Teda signál s najmenšou váhou je připojenýna vstupnú svorku 5k paralelnej vetve lk cez ktorú je prietok 2 -krát menší ako prietok cezparalelné vetvu 10.

Claims (2)

1. CS 274 009 B1 Digitálny elektropneumatický převodník je vstupom 2 tlakového média připojený k zdrojůtlakovej energie a k výstupu 2 tlakového média je připojené zariadenie, v ktorom sa má regu-lovat tlak alebo prietok. Riadiaci elektrický vstup 2 je připojený k výstupu číslicovéhozariadenia, napr. k výstupnému portu mikropočítača, v ktorom sa generuje paralelný binárnykód. Hodnotou kódového slova je riadená požadovaná hodnota výstupnej veličiny z digitálehoelektropneumatického prevodníka, napr. prietok. Podía hodnoty kódového slova z číslicovéhozariadenia je na jednotlivých vstupných svorkách 50, 51, 52,.....5k přítomný alebo nepřítom- ný elektrický signál. Podía toho příslušný dvojcestný dvojpolohový elektromagnetický ventil 30, 31, 32,...3k, resp. trojcestný dvojpolohový elektromagnetický ventil 60, 61, 62,...6ks jedným vstupom zaslepeným prepušía alebo neprepúšía cez kalibrovánu clonku 40, Alt ^2, ..., 4k resp. obojsmerný škrtiaci ventil 70, Zit 72,...7k tlakové médium. Prietoky cez jed-notlivé paralelné vetve 10, 11, 12,...lk sú odstupňované v pomere 2θ : 2^ : 2^ ; ...
2. 2^, » . L· čo umožňuje vytvořit spolu 2 roznych hodnůt, t.j. najmenej štyn různé hodnoty, vrátane stavukeď cez digitálny elektropneumatický převodník tlakové médium neprechádza. Cez digitálnyelektropneumatický převodník prúdi tlakové médium zo vstupu 2tlakovéhó média na výstup 2tlakového média s prietokom, ktorého veíkosí je daná hodnotou kódového slova vydaného z čís-licového zariadenia. Ak v určitom okamihu vydá číslicové zariadenie nové kódové slovo, zmeniasa hodnoty elektrických signálov na jednotlivých vstupných svorkách 50, Zit 52....5k a změ-ní sa otvorenie jednotlivých dvojcestných dvojpolohových elektromagnetických ventilov 30, 31, 22,...3k, resp. trojcestných dvojpolohových elektromagnetických ventilov 60, 61, 62, ...,6k s jedným vstupom zaslepeným. Změní sa prietok média cez jednotlivé paralelné vetve10, 11, 12,...lk. Cez digitálny elektropneumatický převodník prúdi tlakové médium zo vstupu2 tlakového média na výstup Ϊ tlakového média s hodnotou, ktorá je daná novým kódovým slovomvydaným z číslicového zariadenia. Digitálny elektropneumatický převodník možno využit při priamom číslicovom riadení tlakualebo prietoku v pneumatických sústavách, kde sa požaduje v čase spojité menií tlak aleboprietok tlakového média a nie sú kladené veíké nároky na rozlišovaciu schopnost. Možno hopoužit v pneumatických sústavách na riadenie, reguláciu a automatizáciu v různých odvetviachpriemyslu a dopravy ako aj v robotike. Osobitne ho možno použit na priame číslicové elektro-nické riadenie dynamických pneumatických sústav a mechanizmov . PREOMET VYNÁLEZU Digitálny elektropneumatický převodník s vstupom a výstupom tlakového média a s ria-diacim elektrickým vstupom vyznačujúci sa tým, že medzi vstup (1) tlakového média a výstup(2) tlakového média sú paralelné zaradené najmenej dve vetve (10,11,12,...lk), pozostávajú-ce z dvojcestných dvojpolohových elektromagnetických ventilov(30,31,32.....3k) alebo z troj- cestných dvojpolohových elektromagentických ventilov (60,61,62,...,6k) s jedným vstupomzaslepeným a z kalibrovaných cloniek (40,41,42.....4k) alebo obojsmerných škrtiacich ven- tilov (70,71,72,... ,7k), pričom prietokové poměry cez jednotlivé kalibrované clonky (40,41, 42,...,4k), resp. obojsmerné škrtiace ventily (70,71,72,...,7k) v uvedenom poradí sú v po- 2 výkresy