PL186056B1

PL186056B1 - Positioner pneumatic system

Info

Publication number: PL186056B1
Application number: PL98326241A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Rogalski; Andrzej Łasiński; Jerzy Horecki; Witold Bujnowski; Grzegorz Walicki; Marek Szymkiewicz
Original assignee: Festo Sp Z Oo; Lasinski Andrzej; Perczynski Tomasz
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2003-09-30
Also published as: PL326241A1

Abstract

1. Układ pneumatyczny ustawnika pozycyjnego do kontroli położenia elementu wykonawczego, przykładowo wysięgnika, siłownika, klapy, zaworu zaopatrzonego w zespół pomiarowy położenia elementu wykonawczego, znamienny tym, że ma zespół śledzący (2) położenia wskazówki (1) zespołu pomiarowego określająca wartość zadaną przesuwu elementu wykonawczego którego pozycja jest sterowana zaworem (10) trójpołożeniowym pneumatycznym, przy czym do osi (12) wskazówki (1) jest zamocowana jednym końcem sprężyna (8), korzystnie spiralna, sprzężenia zwrotnego, a drugi koniec sprężyny (7) swobodny, stanowi przysłoną sterującą wyjściami (9, 9a) zespołu śledzącego (2).1. Pneumatic system of the positioner to control the position of the actuator, for example boom, cylinder, clapper, valve provided with assembly measuring the position of the actuator, characterized by having a tracking team (2) the position of the pointer (1) of the measuring unit specifying the set value of the travel the actuator whose position is operated by the three-position valve (10) pneumatic, with pointer to the axis (12) (1) is attached with one end a spring (8), preferably helical, of the coupling return and the other end of the spring (7) is free, it is a diaphragm that controls the outputs (9, 9a) of the tracking unit (2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ pneumatyczny ustawnika pozycyjnego, do kontroli położenia elementu wykonawczego takiego jak wysięgnika, siłownika, klapy zaworu.The subject of the invention is a pneumatic system of a positioner for controlling the position of an actuator such as a boom, actuator, valve flap.

Znany jest układ pneumatyczny pozycjonera ze zgłoszenia PL 311857 zawiera on element wykonawczy dwustronnego działania w postaci siłownika, który jest połączony z dwoma jednakowo zbudowanymi i działającymi zespołami elektromagnetycznymi. Zespoły te są połączone z obu stron do cylindra siłownika z którym każdy jest połączony przewodami pneumatycznymi do źródła sprężonego powietrza połączonego z atmosferą. Każdy zespół elektromagnetyczny jest utworzony z elektrozaworu napełniania. Układ pneumatyczny jest zaopatrzony w zespół pomiarowy wielkości przesuwu elementu wykonawczego.The positioner pneumatic system is known from the application PL 311857, it comprises a double-acting actuator in the form of an actuator, which is connected to two equally constructed and operating electromagnetic units. These units are connected on both sides to the cylinder of the actuator, each of which is connected by pneumatic lines to a source of compressed air connected to the atmosphere. Each solenoid assembly is formed of a filling solenoid valve. The pneumatic system is equipped with a unit for measuring the amount of actuator travel.

Znany jest także układ pozycjonera do kontroli i regulacji położenia elementu wykonawczego w postaci siłownika, którego tłoczysko jest sprzężone mechanicznie z czujnikiem pomiarowym z którym współpracuje tarcza wirująca, zaopatrzona w element magnetyczny. Tarcza obraca się za pomocą pneumatycznej dyszla w obszarze działania nieruchomego czujnika bazowego. Obrót tarczy wyzwala w czujniku impulsy elektryczne, które w znany sposób są doprowadzane do mikroprocesorowego regulatora. Regulator porównuje informacje o rzeczywistym położeniu tłoczyska siłownika z wielkością zadaną i z chwilą zaistnienia różnicy wysyła sygnał sterujący poprzez trójdrożny elektropneumatyczny zawór do siłownika, przez co jego tłoczysko powraca do swojego zadanego położenia.There is also known a positioner system for controlling and regulating the position of an actuator in the form of an actuator, the piston rod of which is mechanically coupled to a measuring sensor with which the rotating disk cooperates with a magnetic element. The disc rotates by means of a pneumatic drawbar in the area of operation of the stationary base sensor. The rotation of the dial triggers electrical pulses in the sensor, which are fed in a known manner to the microprocessor controller. The controller compares the information about the actual position of the actuator's piston rod with the set value and when the difference occurs, it sends a control signal through a three-way electropneumatic valve to the actuator, so that its piston rod returns to its set position.

Znany jest też z opisu patentu PL 159566 układ do badania elementów hydraulicznych, zawierający układ zasilania włączony szeregowo w obwód badanego elementu hydraulicznego poprzez element wykonawczy i elementy sterujące. Tłok elementu wykonawczego o zamiennym skoku jest sterowany sygnałem pulsującym z układu intensyfikatora sprzężonego z elementami sterującymi do otwierania i zamykania układu na dopływie z układu zasilania i na odpływie medium roboczego z badanego hydraulicznego elementu przewodem odpływowym w zależności od fazy cyklu pulsacji ciśnienia.Also known from the patent description PL 159566 is a system for testing hydraulic elements, which comprises a power supply system connected in series to the circuit of the tested hydraulic element through an actuator and control elements. The actuator piston with an interchangeable stroke is controlled by a pulsating signal from the intensifier system coupled with the control elements for opening and closing the system at the inflow from the supply system and at the outflow of the working medium from the tested hydraulic element through the outflow conduit, depending on the phase of the pressure pulsation cycle.

Układ pneumatyczny ustawnika pozycyjnego według wynalazku, służący do kontroli położenia elementu wykonawczego, przykładowo wysięgnika, siłownika, klapy, zaworu, zaopatrzonego w zespół pomiarowy położenia elementu wykonawczego, charakteryzuje się, tym, że ma zespół śledzący położenie wskazówki zespołu pomiarowego który określa wartości zadane przesuwu elementu wykonawczego którego pozycja jest sterowana zaworem trój186 056 położeniowym pneumatycznym. Do osi wskazówki zespołu pomiarowego jest zamocowana jednym końcem sprężyna, korzystnie spiralna, sprzężenia zwrotnego, a drugim koniec sprężyny swobodny stanowi przysłonę sterującą wyjściami zespołu śledzącego. W osi zespołu śledzącego jest osadzony czujnik blokujący ruch wskazówki gdy jej koniec przysłania czujnik. Ponadto ma zawór trój położeniowy pneumatyczny, połączony z dwóch stron z siłownikiem, sterowany dwoma wyjściami zespołu śledzącego.The pneumatic system of the positioner according to the invention for controlling the position of an actuator, for example a boom, an actuator, a flap, a valve, provided with an actuator position measuring unit, is characterized by the fact that it has a position tracking device of the measuring set which determines the set point values of the element travel. an actuator whose position is controlled by a pneumatic three-position valve. A spring, preferably a spiral, feedback spring is attached to the pointer axis of the measuring unit at one end, and the free end of the spring constitutes a diaphragm controlling the tracking unit outputs. In the axis of the tracking unit there is a sensor which blocks the movement of the pointer when its end covers the sensor. In addition, it has a pneumatic three-position valve, connected on two sides to the actuator, controlled by two outputs of the tracking unit.

Zaletą układu pneumatycznego ustawnika pozycyjnego według wynalazku jest to, że pozycjonuje się element wykonawczy na zasadzie poszukiwania położenia, a jest to możliwe dzięki temu, że układ sterowania jest niezależny od układu pozycjonowania przez zastosowanie zaworu pneumatycznego trój położeniowego. Można więc sterować siłowniki dużymi ciśnieniami, zapewniając im odpowiednią dynamikę.An advantage of the pneumatic positioner system according to the invention is that the actuator is positioned on the basis of a position search, which is made possible by the fact that the control system is independent of the positioning system by using a three-position pneumatic valve. Therefore, high pressure cylinders can be controlled, ensuring their appropriate dynamics.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na schematycznym rysunku na którym fig. 1 przedstawia widok układu z boku a fig. 2 pokazuje jego widok z góry.The subject of the invention is shown in the embodiment on the schematic drawing in which Fig. 1 shows a side view of the system and Fig. 2 shows its top view.

Układ pneumatyczny ustawnika pozycyjnego składa się z zespołu pomiarowego którego wskazówka 1 pokazuje wielkość zadaną manometru i z zespołu śledzącego 2 położenia wskazówki 1 oraz z tarczy 3 nośnej zespołu śledzącego. Na tarczy 3 nawinięta jest napięta linka 4 przenoszenia ruchu obrotowego na ruch liniowy, umieszczona w osłonie 5, korzystnie sztywnej, do której jednym końcem jest trwale przymocowana za pomocą sprężynki 13 kompensacyjnej, zaś drugim końcem jest przymocowana za pomocą osłony 5 do tłoczyska tłoka 6 siłownika. Do siłownika podłączony jest przewodami pneumatycznymi dwustronnie, zawór 10 trój położeniowy pneumatyczny sterowania. Zespół śledzący 2 połączony jest ze wskazówką 1 monometru poprzez przysłonę 1, którą stanowi swobodny koniec sprężyny 8 spiralnej, zamocowanej trwale drugim końcem do osi 12 wskazówki 1 monometru.The positioner pneumatic system consists of a measuring unit whose pointer 1 shows the set value of the manometer, and a tracking unit 2 of the pointer position 1 and a carrier disk 3 of the tracking unit. A taut cable 4 for transmitting the rotary motion to a linear motion is wound on the disc 3, placed in a casing 5, preferably rigid, to which it is permanently attached with one end by means of a compensation spring, and with the other end it is fastened with a cover 5 to the piston rod 6 of the actuator . A three-position pneumatic control valve is connected to the actuator with pneumatic lines on both sides. The tracking unit 2 is connected with the pointer 1 of the monometer through the diaphragm 1, which is the free end of the spiral spring 8, fixed with its other end to the axis 12 of the pointer 1 of the monometer.

Zespół śledzący 2 położenia wskazówki 1 zespołu pomiarowego wielkości przesuwu, składa się z dwóch kaskadowych wzmacniaczy 9, 9a, które sterują trój położeniowym zaworem 10 pneumatycznym i z czujnika 11 blokującego ruch zespołu śledzącego 2 w określonym położeniu.The pointer position tracker 2 1 of the displacement measuring unit consists of two cascade amplifiers 9, 9a which control the three-position pneumatic valve 10 and a sensor 11 blocking the movement of the tracking unit 2 in a specific position.

Działanie układu pneumatycznego ustawnika pozycyjnego według wynalazku jest następujące:The operation of the pneumatic system of the positioner according to the invention is as follows:

Sprężone powietrze pod określonym ciśnieniem wyjściowym, podaje się na manometr, którego położenie wskazówki 1 pokazuje wartość zadaną. Na skutek obrotu wskazówki 1 przysłona 1 stanowiąca wolny koniec sprężynki 8 spiralnej, przysłania alternatywnie wyjście 9 lub 9a zespołu śledzącego. Równocześnie podaje się sprężone powietrze do zaworu 10 trójpołożeniowego pneumatycznego sterowania. W wyniku przemieszczania się przysłony 7, następuje zasilanie przemienne komór siłownika za pomocą sterowania zaworem 10 trójpołożeniowym pneumatycznym, co powoduje przesunięcie tłoka 6 z tłoczyskiem siłownika i przeniesienie ruchu liniowego a następnie, przez układ linka 4 tarcza 3 na ruch obrotowy zespołu śledzącego 2 połączenia wskazówki 1. W pozycji neutralnej wskazówki 1 czujnik 11 blokuje ruch zespołu śledzącego 2.Compressed air at a defined output pressure is fed to the pressure gauge whose pointer position 1 shows the set value. Due to the rotation of the pointer 1, the aperture 1, which is the free end of the spiral spring 8, alternatively obstructs the output 9 or 9a of the tracking unit. At the same time, compressed air is supplied to the valve 10 of the three-position pneumatic control. As a result of the displacement of the diaphragm 7, the actuator chambers are alternately powered by controlling the three-position pneumatic valve 10, which causes the piston 6 to move with the actuator piston rod and the linear movement is transferred, and then, through the cable system 4 the target 3, to the rotational movement of the tracking unit 2 pointer connections 1 In the neutral position of the pointer 1, sensor 11 blocks the movement of the tracking device 2.

186 056186 056

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. Pneumatic system of the positioner for controlling the position of an actuator, for example a boom, an actuator, a flap, a valve provided with an actuator position measuring unit, characterized by the fact that it has a tracking unit (2) of the position of the pointer (1) of the measuring unit, which determines the set value of the element travel an actuator whose position is controlled by a three-position pneumatic valve (10), where the axis (12) of the pointer (1) is fitted with one end of the feedback spring (8), preferably spiral, and the other end of the free spring (7) constitutes the control diaphragm outputs (9, 9a) of the tracking unit (2).

2. The system according to claim The method of claim 1, characterized in that in the axis (12) of the pointer (1) of the tracking unit (2) there is mounted a sensor (11) that blocks the movement of the pointer (1) when its end covers the sensor (11).

The system according to p. 2. A method as claimed in claim 2, characterized in that the three-position pneumatic valve (10) connected on two sides to the actuator is controlled by the outputs (9, 9a) of the tracking unit (2).