CZ2013495A3 - Kompenzační zařízení pro proporcionální pneumatický rozváděč - Google Patents

Kompenzační zařízení pro proporcionální pneumatický rozváděč Download PDF

Info

Publication number
CZ2013495A3
CZ2013495A3 CZ2013-495A CZ2013495A CZ2013495A3 CZ 2013495 A3 CZ2013495 A3 CZ 2013495A3 CZ 2013495 A CZ2013495 A CZ 2013495A CZ 2013495 A3 CZ2013495 A3 CZ 2013495A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
pneumatic
microprocessor
inlet
compensation unit
distributor
Prior art date
Application number
CZ2013-495A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ305093B6 (cs
Inventor
Michal MouÄŤka
Original Assignee
Technická univerzita v Liberci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technická univerzita v Liberci filed Critical Technická univerzita v Liberci
Priority to CZ2013-495A priority Critical patent/CZ2013495A3/cs
Publication of CZ305093B6 publication Critical patent/CZ305093B6/cs
Publication of CZ2013495A3 publication Critical patent/CZ2013495A3/cs

Links

Landscapes

  • Flow Control (AREA)

Abstract

Kompenzační zařízení pro proporcionální pneumatický rozváděč, který obsahuje vstupní hrdlo (12) pro připojení ke zdroji pracovního média, alespoň jedno výstupní hrdlo (13) pro spojení s pracovním prostorem pneumatického motoru a alespoň jedno výfukové hrdlo (16) a řídicí zařízení (17). Zařízení dále obsahuje mikroprocesorovou kompenzační jednotku (2), která je svými vstupy připojena alespoň k tlakovému čidlu (5) uspořádanému na vstupu do pneumatického rozváděče (1) bezprostředně před vstupem k jeho šoupátku, k tlakovým čidlům (3, 4) uspořádaným ve výstupech z pneumatického rozváděče (1) bezprostředně za výstupem od jeho šoupátka a k teplotnímu čidlu (6) uspořádanému na vstupu do pneumatického rozváděče (1), přičemž výstup mikroprocesorové kompenzační jednotky (2) je připojen ke vstupu řídicího zařízení (17) pneumatického rozváděče (1).

Description

Kompenzační zařízení pro proporcionální pneumatický rozváděč
Oblast techniky
Kompenzační zařízení pro proporcionální šoupátkový pneumatický
X rozváděč obsahující vstupní hrdlo pro připojení ke zdroji pracovního média, alespoň jedno výstupní hrdlo pro spojení s pracovním prostorem pneumatického motoru, alespoň jedno výfukové hrdlo, a elektronické řídicí zařízení.
X Dosavadní stav techniky
Řízení pneumatických motorů se provádí prostřednictvím průtokového a/nebo tlakového proporcionálního ventilu, resp. rozváděče, umístěného mezi zdrojem tlakového vzduchu a pneumatickým motorem. Velikostí tohoto signálu je proporcionálně řízen průtočný průřez.
Na rozdíl od hydraulických proporcionálních rozváděčů nebo ventilů existují u zařízení pneumatických komplikace, které souvisejí především se stlačitelností plynů a s jejich teplotou. Množství vzduchu přiváděné z rozváděče do pneumatického motoru není zcela úměrné řídicímu signálu, kterým je obvykle elektrický proud nebo napětí.
Pokud se jedná o ovládací pneumatický rozváděč, který většinou není přesně proporcionální, sloužící například k ovládání hydraulického rozvaděče, nebo který je zpětnovazebně korigován, není přesná proporcionalita důležitá. Takový pneumatický proporcionální rozváděč využívá například
7X?2004jblCW74/A^, který řeší hydraulický proporcionální rozváděč ovládaný ýsp běžným pneumatickým proporcionálním rozváděčem. Tento rozváděč slouží při výrobě polovodičových destiček k ovládání dávkování malých přesně stanovených jednotlivých dávek kapaliny k povlakování těchto destiček. K tomu obsahuje oddělený ovládací pneumatickou část a jí ovládanou část k dávkování kapaliny. Na vstupu kapaliny je první tlakové čidlo, na výstupu kapaliny druhé X tlakové čidlo. Prostory těchto čidel jsou propojeny kanálem, v němž je uložen třecí plovoucí element, přes který protéká celé dávkované množství tekutiny » * ♦ í
PV 2013-495
26.6.2013
PS3907CZ_3
19.9:2014 vystupující z části k dávkování kapaliny. K dávkování kapaliny je řídicí jednotka pneumatické části spřažena s prvním a druhým čidlem tlaku kapaliny. Z hlediska konstrukce ani funkce se zde nejedná o důsledně proporcionální pneumatický rozváděč z oblasti techniky, kterou řeší projednávaná přihláška.
Nedostatkem proporcionálních průtokových pneumatických ventilů nebo rozváděčů známých z dosavadního stavu techniky je navíc jejich v podstatě neregulovatelný tvar statické průtokové charakteristiky, tedy závislosti průtočného množství na velikosti řídicího signálu. Charakteristiky jsou pevně dané a neumožňují uživateli takového ventilu je měnit podle jeho požadavků.
Cílem vynálezu je odstranit nedostatky dosavadního stavu techniky, zvláště zvýšit přesnost množství vzduchu přiváděného rozváděčem do pneumatického motoru a umožnit změnu statické průtokové charakteristiky podle aktuálních požadavků uživatele.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo kompenzačním zařízením pro proporcionální pneumatický rozváděč, jehož podstatou je to, že obsahuje mikroprocesorovou kompenzační jednotku, která je svými vstupy připojena alespoň k tlakovému čidlu uspořádanému na vstupu do pneumatického rozváděče, k tlakovým čidlům uspořádaným ve výstupech z pneumatického rozváděče pro pneumatický motor a k teplotnímu čidlu uspořádanému na vstupu do pneumatického rozváděče, přičemž výstup mikroprocesorové kompenzační jednotky je připojen ke vstupu řídicího zařízení pneumatického rozváděče.
Nadřazený řídicí systém obsahuje regulátor připojený jedním vstupem na snímač skutečné aktuální polohy výstupního členu připojeného pneumatického motoru, přičemž na jeho druhý vstup je připojen ke zdroji informací o aktuální požadované poloze výstupního členu připojeného pneumatického motoru.
Pneumatický rozváděč má dvě výstupní hrdla, v každém z nich je uspořádáno tlakové čidlo spojené samostatně se vstupem mikroprocesorové kompenzační jednotky.
PV 2013-495
26.6.2013
PS3907CZ_ 3
19.9,2014
Vstupy tlakových čidel jsou se signálovým mikroprocesorem mikroprocesorové kompenzační jednotky spojeny prostřednictvím analogově digitálního převodníku.
£ Objasnění výkresů
Příkladné provedení zařízení podle vynálezu jsou znázorněna na výkrese, kde je na obr. 1 schéma proporcionálního rozváděče zapojeného v okruhu s mikroprocesorovou kompenzační jednotkou a na obr. 2 kompenzované a nekompenzované průtokové charakteristiky proporcionálního tó rozváděče.
Příklady uskutečnění vynálezu
Na obr. 1 je přerušovanou čarou znázorněn komerční proporcionální pneumatický rozváděč £ 5/3 se schematicky znázorněným třípolohovým šoupátkem 11 a s pěti vývody. Vstupním hrdlem 12 je připojen napájecí přívod od neznázorněného zdroje tlakového vzduchu, ke dvěma pracovním hrdlům 13, 14 jsou připojeny dva neznázorněné jednočinné pneumatické motory (nebo jeden dvojčinný pneumatický motor), dvě další hrdla £5, 16 jsou výfuková, přičemž jsou k nim připojeny tlumiče 151, 161 výfuku. Zařízení podle vynálezu lze použít i pro jiná schémata rozváděčů. Například pro připojení jednočinného pneumatického válce, jehož pracovní píst je trvale jednostranně zatížen, lze použít rozváděč 3/2, přičemž při vyprazdňování válce účinkem vnější síly je vstup tlakového media šoupátkem připojen společně s výstupem z válce do výfuku. Základním znakem komerčního proporcionálního pneumatického 25^ rozváděče je přímá úměrnost výstupního průtočného průřezu, který je otevírán například šoupátkem tohoto rozváděče, velikosti řídicího signálu. A právě proporcionalita průřezu k řídicímu signálu neznamená, vzhledem k charakteru pracovního média, proporcionální průtok.
Základní součástí kompenzačního zařízení podle vynálezu je
X mikroprocesorová kompenzační jednotka 2 obsahující signálový mikroprocesor
2£. Ten představuje známé zařízení pro digitalizací analogových signálů, digitální zpracování těchto signálů a následné převedení výsledků do analogové ' .i ♦ 5 * ’ ’ i > i>
' » * J>
1 · '» « t<
5 > * T» » *« f♦ -H
PV 2013-495 PS3907CZ_3
26.6.2013 19.9:2014 — 4 podoby. Výhodou tohoto zpracování digitálním signálovým procesorem je velká rychlost zpracování velkého množství dat.
Součástí mikroprocesorové kompenzační jednotky 2 je dále analogově digitální převodník 22 k vyhodnocování signálů tlaku vzduchu přiváděných od '5 tlakových čidel 3, 4 umístěných ve výstupech pracovních hrdel 13, 14 a od tlakového čidla 5 umístěného ve vstupu do vstupního hrdla 12 proporcionálního pneumatického rozváděče X Tlaková čidla 3, 4, 5 jsou spojena se zařízením 22 k vyhodnocování signálů tlaku vzduchu sdělovacími vedeními 31, 41, 51.
V neznázorněném provedení jsou tlaková čidla 3, 4, 5 přímo součástí kompenzační jednotky 2, přičemž jsou namísto sdělovacích vedení 31, 41, 51 připojena k hrdlům 12, 13, 14 proporcionálního pneumatického rozváděče 1 vzduchová potrubí. Ve schématu rozváděče jsou písmeny označeny jednotlivé přípoje: X - vstup, C, D - výstupy do neznázorněného dvojčinného pneumatického motoru, A, B - výfuky od neznázorněného dvojčinného pneumatického motoru.
Ve vstupu do vstupního hrdla 12 proporcionálního pneumatického rozváděče 1 je dále umístěno teplotní čidlo 6, jehož výstup je sdělovacím vedením 61 připojen do signálového mikroprocesoru 21 mikroprocesorové kompenzační jednotky 2.
Na vstup 23 signálového procesoru 21 je připojen nadřazený řídicí systém 7 (např. PLC). Součástí nadřazeného řídicího systému 7 je regulátor 71. na jehož vstup 24 je přiváděn signál neznázorněného snímače polohy výstupního členu připojeného přímočarého pneumatického motoru. Vstupem 25 přijímá regulátor 71 informaci o aktuální požadované poloze výstupního členu ŽS, připojeného přímočarého pneumatického motoru. Výstup mikroprocesorové kompenzační jednotky 2 je připojen komunikačním vedení 26 do řídicího zařízení 17 pneumatického rozváděče X Komunikační vedení 27 připojené k mikroprocesorové kompenzační jednotce 2 slouží k nahrání parametrů popisujících průtokové vlastnosti pneumatického rozváděče 1. a parametrů popisujících požadovaný tvar průtokové charakteristiky z běžného personálního počítače (PC).
PV 2013-495
26.6.2013
PS3907CZ_ 3
19.9.2014
Postup měření vychází ze statické průtokové charakteristiky, která je pro daný proporcionální pneumatický rozváděč 1. známa.
Na obr. 2 je znázorněna statická charakteristika ventilu, tedy závislost průtoku Q vzduchu (osa Y) na velikosti řídicího signálu, kterým je elektrické napětí U (osa X). V neznázorněném provedení je řídicím signálem elektrický proud. První kvadrant souřadnicového systému přísluší výstupu D do prvního pracovního prostoru pneumatického motoru, čtvrtý kvadrant souřadnicového systému přísluší výstupu C do druhého pracovního prostoru pneumatického motoru, třetí kvadrant souřadnicového systému přísluší výfuku A z prvního pracovního prostoru pneumatického motoru a druhý kvadrant souřadnicového systému přísluší výfuku B z druhého pracovního prostoru pneumatického motoru. Nekompenzované křivkové průběhy jsou statickými charakteristikami pneumatického rozváděče bez mikroprocesorové kompenzační jednotky 2.
Nekompenzovanou křivkovou závislost c1 resp. d1 průtoku do pracovního prostoru pneumatického motoru lze popsat rovnicí této změřené křivky nebo řadou bodů polynomu. V této formě je informace uložena do mikroprocesorové kompenzační jednotky 2. Požadovaný příslušný lineární průběh c2 resp. d2 kompenzované charakteristiky se do mikroprocesorové kompenzační jednotky 2 vloží pomocí směrnice lineárního průběhu c2 resp. d2.
Do analogově digitálního převodníku 22 mikroprocesorové kompenzační jednotky 2 se přivádí signál teplotního čidla 6, tedy hodnota okamžité teploty vzduchu ve vstupním hrdle 12 pneumatického rozváděče 1 a signály tlakových čidel 3 a 4 umístěné ve výstupech pneumatického rozváděče 1. Po zpracování analogově digitálním převodníkem 22 jsou tyto signály předány do mikroprocesorové kompenzační jednotky 2, která z nich na pomocí normy ISO6358 počítá hodnotu řídicího napěťového signálu, který se předává do řídicího zařízení 17 pneumatického rozváděče 1. Ten odpovídá požadované, obvykle lineární, charakteristice průtoku média do pracovního prostoru pneumatického motoru.
Běžný proporcionální pneumatický rozváděč nebo ventil, jehož charakteristika není vzhledem ke stlačitelnosti a závislosti na teplotě ideální, má v kombinaci s mikroprocesorovou kompenzační jednotkou 2 podle vynálezu statickou charakteristiku velmi blízkou přímce.
í J » } .
» * » = ♦ · « í > ·»
PS3907CZ_ 3* ’
19.9.2014
PV 2013-495
26.6.2013 — 6
Pomocí nadřazeného řídicího systému 7 lze využít mikroprocesorové kompenzační jednotky 2 podle vynálezu ke změně sklonu výsledné přímkové charakteristiky podle požadavků uživatele a tím ke změně chování připojeného neznázorněného pneumatického motoru. Ktomu se do regulátoru 71 nadřazeného řídicího systému 7 přivádí na vstup 24 signál snímače polohy výstupního členu tohoto pneumatického motoru a na vstup 25 informace o aktuální požadované poloze výstupního členu tohoto pneumatického motoru. Příslušný výstup 23 regulátoru 71 je po zpracování v signálovém procesoru 21 předáván komunikačním vedením 26 do řídicího zařízení 17 pneumatického rozváděče 1, přičemž výsledkem odesílaného signálu je požadovaný nový sklon l ~ přímkové charakteristiky závislosti korigované změny průtočného průřezu ve výstupu rozváděče na velikosti řídicího signálu, kterým je v příkladném provedení řídicí napětí.
Prostřednictvím mikroprocesorové kompenzační jednotky 2 podle vynálezu lze dosáhnout přímkové charakteristiky závislosti korigovaného výstupního průtočného průřezu na velikosti řídicího signálu, navíc je pomocí známého zdvihu připojeného pneumatického motoru měnit sklon výsledné přímkové charakteristiky. Rovněž je možné doplnit elektricky ovládaný rozváděč s vhodným uspořádáním šoupátka a jím řízených průtočných průřezů zařízením odpovídajícím mikroprocesorové kompenzační jednotce 2.
* ř í 3 ’ ’ * 1 3 » ♦
PV 2013-495 26.6.2013 7 ** - í A « ' ’ 9 PS3907CZ 3 19.9.2014
Seznam vztahových značek
pneumatický rozváděč šoupátko
12 vstupní hrdlo pracovní hrdlo pracovní hrdlo hrdlo (výfukové)
151 tlumič výfuku iq 16 hrdlo (výfukové)
161 tlumič výfuku řídicí zařízení (pneumatického rozvaděče) mikroprocesorová kompenzační jednotka , 21 signálový mikroprocesor
M 22 zařízení k vyhodnocování signálů vstup signálového procesoru (od regulátoru) vstup regulátoru (od snímače výstupního členu motoru) vstup regulátoru (s informací o aktuální žádané poloze v.č.motoru) komunikační vedení (z kompenzační jednotky do řídicího zařízení rozváděče) komunikační vedení (nahrávání parametrů průtokových vlastností) tlakové čidlo (v pracovním hrdle 13) sdělovací vedení (čidla 3) z 4 tlakové čidlo (v pracovním hrdle 14)
41 sdělovací vedení (čidla 4) tlakové čidlo (ve vstupním hrdle 12) sdělovací vedení (čidla 5) teplotní čidlo z 61 sdělovací vedení (čidla 6) ?3Ó 7 nadřazený řídicí systém regulátor (nadřazeného řídicího systému)
A výfuk
B výfuk
C výstup (do prvního pracovního prostoru pneumatického motoru)
35^ D výstup (do druhého pracovního prostoru pneumatického motoru)
Q průtočné množství
U elektrické napětí
X vstup (do rozváděče) c1 nekompenzovaná křivková závislost (pro výstup C) c2 lineární průběh kompenzované charakteristiky (pro výstup C) d1 nekompenzovaná křivková závislost (pro výstup D) d2 lineární průběh kompenzované charakteristiky (pro výstup D)

Claims (5)

1. Kompenzační zařízení pro proporcionální šoupátkový pneumatický rozváděč, který obsahuje vstupní hrdlo (12) pro připojení ke zdroji pracovního s média, alespoň jedno výstupní hrdlo (13) pro spojení s pracovním prostorem pneumatického motoru, a alespoň jedno výfukové hrdlo (16), a řídicí zařízení (17), vyznačující se tím, že obsahuje mikroprocesorovou kompenzační jednotku (2), která je svými vstupy připojena alespoň k tlakovému čidlu (5) uspořádanému na vstupu do pneumatického rozváděče (1) bezprostředně před vstupem k jeho šoupátku, k tlakovým čidlům (3, 4) uspořádaným ve výstupech z pneumatického rozváděče (1) bezprostředně za výstupem od jeho šoupátka a k teplotnímu čidlu (6) uspořádanému na vstupu do pneumatického rozváděče (1), přičemž výstup mikroprocesorové kompenzační jednotky (2) je připojen ke vstupu řídicího zařízení (17) pneumatického rozváděče (1).
2. Kompenzační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že mikroprocesorová kompenzační jednotka (2) je prostřednictvím nadřazeného řídicího systému (7) připojena k snímači polohy výstupního členu připojeného pneumatického motoru, přičemž k nadřazenému řídicímu systému (7) je také připojen zdroj informací o aktuální požadované poloze výstupního členu
2ťú- připojeného pneumatického motoru.
3. Kompenzační zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že mikroprocesorová kompenzační jednotka (2) obsahuje signálový mikroprocesor (21), přičemž výstupní signál regulátoru (71) nadřazeného řídicího systému (7) je přiváděn přímo na vstup (23) tohoto signálového mikroprocesoru (21).
4. Kompenzační zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že pneumatický rozváděč (1) má dvě výstupní hrdla (13, 14), v každém z nich je uspořádáno tlakové čidlo (3, 4) spojené samostatně se vstupem mikroprocesorové kompenzační jednotky (2).
5. Kompenzační zařízení podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že vstupy tlakových čidel (3, 4, 5) jsou se signálovým mikroprocesorem (21) mikroprocesorové kompenzační jednotky (2) spojeny prostřednictvím analogově digitálního převodníku (22) pro zpracování tlakových signálů.
CZ2013-495A 2013-06-26 2013-06-26 Kompenzační zařízení pro proporcionální pneumatický rozváděč CZ2013495A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-495A CZ2013495A3 (cs) 2013-06-26 2013-06-26 Kompenzační zařízení pro proporcionální pneumatický rozváděč

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-495A CZ2013495A3 (cs) 2013-06-26 2013-06-26 Kompenzační zařízení pro proporcionální pneumatický rozváděč

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ305093B6 CZ305093B6 (cs) 2015-04-29
CZ2013495A3 true CZ2013495A3 (cs) 2015-04-29

Family

ID=53266547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2013-495A CZ2013495A3 (cs) 2013-06-26 2013-06-26 Kompenzační zařízení pro proporcionální pneumatický rozváděč

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2013495A3 (cs)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2909628C2 (de) * 1979-03-12 1984-11-15 Hagenuk GmbH, 2300 Kiel Vorrichtung zur Regelung des KATA-Wertes
US5006227A (en) * 1989-06-26 1991-04-09 Msp Corporation Volumetric flow controller for aerosol classifier
DE19505915A1 (de) * 1995-02-21 1996-08-22 Porsche Ag Luftmassenregler für eine turboaufgeladene Brennkraftmaschine mit angepaßtem I-Anteil
EP1540705A4 (en) * 2002-07-19 2009-12-16 Entegris Inc LIQUID FLOW CONTROL AND PRECISION DELIVERY DEVICE AND SYSTEM
FR2897985A1 (fr) * 2006-02-27 2007-08-31 Renault Sas Systeme et procede de commande d'un module de puissance a pile a combustible.
CN202522931U (zh) * 2011-12-01 2012-11-07 北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司 气体流量控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
CZ305093B6 (cs) 2015-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102206932B1 (ko) 액추에이터 제어기 및 액추에이터의 이동을 제어하는 방법
US20130025715A1 (en) Gas supply system
US20140263708A1 (en) Multi-section applicator with variable-rate sections
CN109716257A (zh) 流量比率控制装置、流量比率控制装置用程序及流量比率控制方法
WO2015000718A3 (en) Electro-pneumatic parking brake
JP2012033188A (ja) 流量レンジ可変型流量制御装置
CN108266358A (zh) 一种变量泵操作手柄全行程控制装置及其复合控制方法
US20190017855A1 (en) Gas supply device capable of measuring flow rate, flowmeter, and flow rate measuring method
CN101603556A (zh) 电动气动阀的操作方法
CZ2013495A3 (cs) Kompenzační zařízení pro proporcionální pneumatický rozváděč
US10352634B2 (en) Cooling apparatus for power electronic components
KR20120041136A (ko) 유체 계측 시스템, 기기, 및 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능 매체
CN104699148A (zh) 培养箱内气体的控制装置及方法
CN104375529A (zh) 一种发动机喷嘴试验的压力控制系统
CN105067155A (zh) 一种流量试验装置的压力和流速双闭环控制系统
JPH11513768A (ja) 加圧、流量測定および流量配分を行う複合弁
CN114088146B (zh) 一种气体流量检测控制集成阀岛装置
CN101603557A (zh) 电动气动阀
CN204429119U (zh) 一种动态配气仪
CN103511376A (zh) 一种高频响比例方向阀
RU133296U1 (ru) Измерительный преобразователь вращающего момента
US11561560B2 (en) Flow controller, valve arrangement and method
CN102620786B (zh) 一种阶梯式双孔板差压流体流量测量装置及其测量方法
CN207777145U (zh) 一种变量泵操作手柄全行程控制装置
CN102985225A (zh) 用于操作扭矩扳手或类似装置的电路布置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20170626