RU2623044C2 - Method for controlling process of folding airlock double-leaf gates and device for its implementation - Google Patents

Method for controlling process of folding airlock double-leaf gates and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2623044C2
RU2623044C2 RU2015124189A RU2015124189A RU2623044C2 RU 2623044 C2 RU2623044 C2 RU 2623044C2 RU 2015124189 A RU2015124189 A RU 2015124189A RU 2015124189 A RU2015124189 A RU 2015124189A RU 2623044 C2 RU2623044 C2 RU 2623044C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
leaf
encoder
absolute
gate
encoders
Prior art date
Application number
RU2015124189A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015124189A (en
Inventor
Игорь Львович Павлович
Дмитрий Борисович Красинский
Лев Анатольевич Павлович
Евгений Всевдолович Мельников
Виктор Николаевич Морозов
Игорь Леонидович Краснощеков
Оксана Сергеевна Склез
Андрей Владимирович Бочкарев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет"
Priority to RU2015124189A priority Critical patent/RU2623044C2/en
Publication of RU2015124189A publication Critical patent/RU2015124189A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2623044C2 publication Critical patent/RU2623044C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20Movable barrages; Lock or dry-dock gates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Barrages (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: method for controlling the process of folding the airlock double-leaf gates, includes feeding a signal to the actuators for moving each of the lock gate leaves and controlling the position of each gate leaf by forming a mathematical model in the computing device, the inputs of which are connected to the signal outputs of the encoder. Based on the data from the encoder signal outputs, a spherical coordinate system is formed with the coordinate origin at the center of the vertical leaf rotation. Monitoring the position of each leaf point at its rotation is performed in this coordinate system. The angular position of the inner gate leaf walls against the lock chamber walls is determined by the value of all the encoders, as the azimuthal angle in the coordinate system to the point, which is the connection point of the absolute rotary encoder shaft with the measuring rods of the linear encoders. The position in the space is defined within the same coordinate system by the azimuthal and zenith angles of the same point, the latter of which is calculated on the basis of the data from the signal outputs of the linear encoders and constants, that define the position of the points on the leaf surface against its horizontal rotation axis, obtained empirically during the installation and erection works in relation to the device for implementing the method. The device for controlling the process of folding the airlock double-leaf gates contains an absolute rotary encoder and an absolute linear encoder installed on each leaf, a computing device, the inputs of which are connected to the signal outputs of the encoder, a leaf moving drive. The device contains an additional absolute linear encoder, the measuring rod of which, together with the measuring rod of the established absolute linear encoder, is connected to the absolute angular encoder shaft. The hull of the absolute linear encoders, being on some arbitrarily selected distance from each other, are connected to the lock chamber wall located close thereto. The absolute angular encoder is fixed rigidly on the rod bracket so that the gate leaf rotation axis and the absolute angular encoder shaft rotation axis are aligned. There is a gap between the highest point of the leaf rotation axis and the rod bracket, avoiding the rotation axis friction of the leaf and the mounting, and the rod bracket is rigidly connected to the gate leaf. The signal outputs of the additional encoder are connected to the computing device inputs. The device installation is made with the gates being folded, the measuring rods of the absolute linear encoders must make a right angle to the airlock chamber wall.
EFFECT: improving the accuracy of controlling the position of the hydraulic gate leaves.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к энергетическим и гидротехническим сооружениям, используемым при перепуске больших объемов воды, в частности к устройствам управления приводом затвора гидротехнического сооружения.The invention relates to power and hydraulic structures used for bypassing large volumes of water, in particular to control devices for the drive of the shutter of a hydraulic structure.

Известен способ позиционирования гидротехнического затвора, включающий пуск электродвигателя при плавном повышении частоты вращения, при этом одновременно, в соответствии с заданным законом движения, подают сигнал на изменение рабочего объема насоса и замедленно переключают в правое положение распределитель, что обеспечивает подачу рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра и, как следствие, начало плавного движения гидротехнического затвора, а слив рабочей жидкости производят через гидрозамок, распределитель и гидромотор, обеспечивающий требуемую жесткость привода регулированием нагрузки на электрогенераторе, производимым блоком системы управления в соответствии с величиной и знаком силы сопротивления (см. авторское свидетельство SU 1506015, 07.09.1989).A known method of positioning a hydraulic shutter, including starting the motor with a smooth increase in speed, while at the same time, in accordance with a given law of motion, gives a signal to change the pump’s working volume and slowly switches the distributor to the right position, which ensures the supply of working fluid to the rod cavity of the hydraulic cylinder and, as a result, the beginning of the smooth movement of the hydraulic shutter, and the discharge of the working fluid is carried out through a hydraulic lock, distributor and hydraulic motor, bespechivaet required stiffness adjusting drive load on the power generator, the system control unit produced in accordance with the magnitude and sign of the resistance force (see. Inventor's Certificate SU 1506015, 07/09/1989).

Из этого же авторского свидетельства известно устройство для позиционирования двустворчатых ворот шлюза, содержащее гидросистемы, каждая из которых включает гидронасосы, связанные с двигателями, и горизонтально установленный гидроцилиндр, соединенные сливной и напорной магистралями с системой распределения жидкости, включающей распределитель с электрогидравлическим управлением, а также блок обработки информации и выработки управляющих сигналов, связанный с датчиками контроля перемещения каждой створки ворот, причем блок обработки информации и выработки управляющих сигналов связан с электромоторами и электрогенераторами каждой гидросистемы.From the same copyright certificate, a device is known for positioning a bicuspid gate of a lock containing hydraulic systems, each of which includes hydraulic pumps connected to engines, and a horizontally mounted hydraulic cylinder connected by a drain and pressure lines with a fluid distribution system including a distributor with electro-hydraulic control, as well as a unit processing information and generating control signals associated with sensors controlling the movement of each gate leaf, and the processing unit and information and control signal generation is connected to electric motors and electric generators of each hydraulic system.

Данный способ и устройство для его осуществления позволяют обеспечить перемещение гидротехнического затвора. Однако при данном способе позиционирования отсутствует контроль за положением гидротехнического затвора в процессе его перемещения, что снижает надежность работы гидротехнического сооружения.This method and device for its implementation allow for the movement of the hydraulic shutter. However, with this positioning method, there is no control over the position of the hydraulic shutter during its movement, which reduces the reliability of the hydraulic structure.

Известен также способ контроля позиционирования створки ворот шлюза, включающий подачу управляющего сигнала на привод перемещения створки ворот шлюза и контроль положения створки ворот посредством энкодера, при этом сигнальный выход энкодера подключают к вычислительному устройству (см. патент CN 200946259, 12.09.2007).There is also a method for controlling the positioning of the gate leaf, including the control signal to the drive for moving the gate leaf and the position of the gate via the encoder, while the signal output of the encoder is connected to a computing device (see patent CN 200946259, 09/12/2007).

Из этого же патента известно устройство контроля позиционирования створки ворот шлюза, содержащее привод перемещения створки ворот шлюза и энкодер для контроля положения створки ворот, при этом сигнальный выход энкодера подключен к вычислительному устройству.From the same patent, a control device is known for positioning the gate leaf of the gateway, comprising a drive for moving the gate leaf of the gateway and an encoder for monitoring the position of the gate leaf, while the signal output of the encoder is connected to a computing device.

Данный способ позиционирования и устройство для его осуществления позволяют контролировать положение и перемещение створки ворот шлюза в процессе его перемещения. Однако данные способ и устройство не позволяют контролировать положение створки при имеющих место быть ее наклонах в любое из радиальных, относительно траектории движения всякой точки поверхности створки, направлений, что сужает возможности устройства для позиционирования. Кроме того, данные способ и устройство обеспечивают контроль положения створки с существенными погрешностями, вызванными местом крепления энкодера, в силу чего на показания последнего влияют присущие месту крепления нелинейности типа люфт, сухое трение и пр., влияние которых непредсказуемо растет по мере эксплуатации затвора, вызывая створение с ударами.This positioning method and device for its implementation allow you to control the position and movement of the gate leaf gate during its movement. However, these method and device do not allow you to control the position of the sash with its inclinations in any of the radial directions relative to the trajectory of movement of any point on the surface of the sash, which narrows the capabilities of the device for positioning. In addition, these method and device provide control of the sash position with significant errors caused by the attachment point of the encoder, whereby the indications of the sash are influenced by the non-linearities of the attachment type, such as backlash, dry friction, etc., whose influence increases unpredictably as the shutter is operated, causing swinging with strokes.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза, включающий подачу управляющего сигнала на приводы перемещения каждой из створок ворот шлюза и контроль положения каждой из створок ворот посредством установленных на каждой створке двух абсолютных угловых энкодеров и одного линейного абсолютного энкодера, при этом на внутренней кромке каждой створки ворот жестко закрепляют корпус первого углового энкодера, корпус второго углового энкодера жестко закрепляют на близлежащей стене камеры шлюза, и оба угловых энкодера устанавливают в одной горизонтальной плоскости, каждую створку снабжают пневмоцилиндром со штоком, на каждой створке ворот корпус пневмоцилиндра связывают с валом второго углового энкодера, шток пневмоцилиндра связывают с валом первого углового энкодера, линейный абсолютный энкодер закрепляют на пневмоцилиндре, входы вычислительного устройства соединяют сигнальными выходами всех энкодеров, в котором на основе данных с энкодеров формируют декартову либо полярную систему координат, в которой и осуществляют контроль положения любой точки каждой из створок при повороте последних (см. патент RU 2459033 C1, МПК Е02В 7/20, опубл. 20.08.2012 г., Бюл. №23).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method for controlling the positioning of the gate leaves of a bicuspid gate, comprising supplying a control signal to the actuators for moving each of the gate leafs of the gateway and monitoring the position of each of the gate leaves by means of two absolute angular encoders installed on each leaf and one linear absolute encoder, while on the inner edge of each leaf of the gate the body of the first angular encoder is rigidly fixed, the body of the second corner The new encoder is rigidly fixed on the nearby wall of the gateway chamber, and both angular encoders are installed in one horizontal plane, each leaf is equipped with a pneumatic cylinder with a rod, on each leaf of the gate the pneumatic cylinder body is connected to the shaft of the second angular encoder, the pneumatic cylinder rod is connected to the shaft of the first angular encoder, linear the absolute encoder is fixed on the pneumatic cylinder, the inputs of the computing device are connected by the signal outputs of all encoders, in which, on the basis of data from the encoders, a dec mouths or a polar coordinate system in which position control is performed and any point of each of the doors when the latter is rotated (see. patent RU 2459033 C1, IPC ЕВВ 7/20, publ. 08/20/2012, bull. No. 23).

Из данного патента также известно устройство контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза, содержащее привод перемещения каждой из створок ворот шлюза и устройство контроля положения каждой из створок ворот посредством установленных на каждой створке двух абсолютных угловых энкодеров и одного линейного абсолютного энкодера, при этом на каждой створке ворот на ее внутренней по отношению к камере шлюза кромке жестко закреплен корпус первого углового энкодера, корпус второго углового энкодера жестко закреплен на близлежащей стене камеры шлюза, и оба угловых энкодера установлены в одной горизонтальной плоскости, каждая створка снабжена пневмоцилиндром со штоком, корпус которого связан с валом второго углового энкодера, шток пневмоцилиндра связан с валом первого углового энкодера, линейный абсолютный энкодер закреплен на пневмоцилиндре, причем устройство снабжено вычислительным устройством, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров.Also known from this patent is a device for controlling the positioning of the shutter gate leaves, containing a drive for moving each of the gate shutter doors and a control device for the position of each gate leaf by means of two absolute angular encoders and one linear absolute encoder installed on each leaf, and on each gate leaf the housing of the first angular encoder is rigidly fixed to its edge in relation to the lock chamber, the housing of the second angular encoder is rigidly fixed to the near The same wall of the gateway chamber, and both angular encoders are installed in one horizontal plane, each leaf is equipped with a pneumatic cylinder with a rod, the housing of which is connected to the shaft of the second angular encoder, the pneumatic cylinder rod is connected with the shaft of the first angular encoder, the linear absolute encoder is fixed to the pneumatic cylinder, and the device is equipped with a computing device whose inputs are connected to the signal outputs of all encoders.

Недостаток данного способа и устройства состоит в следующем.The disadvantage of this method and device is as follows.

Данный способ и устройство позволяют контролировать смещение оси поворотной створки двустворчатых ворот шлюзового отсека только в направлении оси абсолютного линейного энкодера, что снижает точность контроля положения створок.This method and device allows you to control the offset axis of the rotary shutter of the bivalve gate of the airlock compartment only in the direction of the axis of the absolute linear encoder, which reduces the accuracy of the control of the position of the shutters.

Кроме того, данные способ и устройство сложны в плане установки, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта по причине применения в конструкции пневмоцилиндра. Помимо этого, использование в конструкции пневмоцилиндра увеличивает габариты устройства и снижает его надежность.In addition, these method and device are complex in terms of installation, operation, maintenance and repair due to the use in the design of the pneumatic cylinder. In addition, the use of a pneumatic cylinder in the design increases the dimensions of the device and reduces its reliability.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение точности контроля положения створок ворот гидротехнического затвора во всем рабочем ходе поворотных створок двустворчатых ворот шлюзового отсека с исключением влияния смещения оси створки для обеспечения безударного створения створок ворот, корректируя в режиме реального времени скорость створения ворот.The problem to which the present invention is directed is to increase the accuracy of controlling the position of the gate leafs of the hydraulic shutter in the entire working course of the swing shutters of the bicuspid gate of the airlock compartment with the exception of the influence of the axis axis of the shutter to ensure shock-free shutter of the gate leaf, adjusting the gate shutter speed in real time.

Технический результат заключается в том, что достигается снижение влияния смещения оси створки под нагрузкой при определении положения в пространстве створок ворот шлюза в процессе их перемещения и, как следствие, обеспечивается возможность их плавного, безударного створения.The technical result consists in the fact that the effect of displacement of the axis of the sash under load is achieved when determining the position in the space of the gate leafs of the gateway during their movement and, as a result, the possibility of their smooth, unstressed firing is provided.

В части способа технический результат достигается за счет того, что производится контроль процесса створения двустворчатых ворот шлюзового отсека, включающий подачу управляющего сигнала на приводы перемещения каждой из створок ворот шлюза и контроль положения каждой из створок ворот посредством формирования математической модели в вычислительном устройстве, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров, причем на основе данных с сигнальных выходов всех энкодеров формируется сферическая система координат с началом координат в центре вертикального вращения створки, в данной системе координат и осуществляют контроль положения всякой точки каждой из створок при их повороте, причем угловое положение внутренних стенок створок ворот по отношению к стенам камеры шлюза определяют по показаниям всех энкодеров, как азимутальный угол в используемой системе координат для точки, являющейся точкой соединения вала абсолютного углового энкодера с измерительными штоками линейных энкодеров, а положение в пространстве определяют в рамках тоже системы координат по азимутальному и зенитному углам этой же точки, последний из которых рассчитывается на основании данных с сигнальных выходов линейных энкодеров и констант, определяющих положение точек на поверхности створки относительно оси ее горизонтального вращения, полученных эмпирически при проведении установочно-монтажных работ в отношении устройства для реализации данного способа.In terms of the method, the technical result is achieved due to the fact that the folding process of the bicuspid gate of the airlock compartment is controlled, including the supply of a control signal to the actuators for moving each of the gate leafs of the gateway and the control of the position of each of the gate leaves through the formation of a mathematical model in the computing device whose inputs are connected with the signal outputs of all encoders, and on the basis of data from the signal outputs of all encoders, a spherical coordinate system is formed with the beginning coordinates in the center of the vertical rotation of the leaf, in this coordinate system, they control the position of any point of each leaf when they are rotated, and the angular position of the inner walls of the gate leaf relative to the walls of the gateway chamber is determined by the readings of all encoders, as the azimuthal angle in the coordinate system used for a point that is a point of connection of the shaft of the absolute angular encoder with the measuring rods of linear encoders, and the position in space is determined within the framework of the coordinate system too the azimuthal and zenith angles of the same point, the last of which is calculated based on data from the signal outputs of linear encoders and constants that determine the position of points on the surface of the leaf relative to the axis of its horizontal rotation, obtained empirically during installation and installation work in relation to the device for implementing this way.

В части устройства технический результат достигается за счет того, что для контроля процесса створения двустворчатых ворот шлюзового отсека производится установка устройства, содержащего установленные на каждой створке абсолютный угловой энкодер и линейный абсолютный энкодер, вычислительное устройство, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров, привод перемещения створки, причем установлен дополнительный абсолютный линейный энкодер, измерительный шток которого, вместе с измерительным штоком уже установленного абсолютного линейного энкодера, соединен с валом абсолютного углового энкодера, а корпусные части абсолютных линейных энкодеров, находясь на некотором, произвольно выбранном расстоянии друг от друга, соединены с близкорасположенной стеной камеры шлюза, а также тем, что абсолютный угловой энкодер закреплен жестко на штанговом креплении таким образом, чтобы ось вращения створки ворот и ось вращения вала абсолютного углового энкодера оказались совмещены, между верхней точкой оси вращения створки и штанговым креплением существует зазор, позволяющий избежать трения оси вращения створки и крепления, а штанговое крепление жестко соединено со створкой ворот, и сигнальные выходы дополнительного энкодера соединены со входами вычислительного устройства, при этом установка устройства производится в створенном состоянии ворот, измерительные штоки абсолютных линейных энкодеров должны составлять со стеной камеры шлюза прямой угол.In terms of the device, the technical result is achieved due to the fact that to control the folding process of the bicuspid gate of the airlock compartment, a device is installed that contains the absolute angular encoder and the linear absolute encoder installed on each leaf, a computing device whose inputs are connected to the signal outputs of all encoders, and a movement drive sash, and an additional absolute linear encoder is installed, the measuring rod of which, together with the measuring rod is already installed about the absolute linear encoder is connected to the shaft of the absolute angular encoder, and the body parts of the absolute linear encoders, being at some arbitrarily selected distance from each other, are connected to the nearby wall of the gateway chamber, as well as the fact that the absolute angular encoder is rigidly fixed to the rod mount so that the axis of rotation of the gate leaf and the axis of rotation of the shaft of the absolute angular encoder are aligned, there is a gap between the upper point of the axis of rotation of the leaf and the rod mount to avoid friction of the axis of rotation of the leaf and the fastener, and the rod mount is rigidly connected to the gate leaf, and the signal outputs of the additional encoder are connected to the inputs of the computing device, while the device is installed in the locked state of the gate, the measuring rods of absolute linear encoders must be with the camera wall gateway right angle.

Сущность способа показана на фиг. 1, 2, 3 и 4. На фиг. 1 - показана установка устройства, вид сверху, на фиг. 2 - установка устройства, вид слева, на фиг. 3 отображено графическое пояснение для некоторых констант, используемых в способе, а также некоторые неупомянутые ранее части устройства, на фиг. 4 - изометрия устройства.The essence of the method is shown in FIG. 1, 2, 3 and 4. In FIG. 1 - shows the installation of the device, a top view, in FIG. 2 - installation of the device, left view, in FIG. 3 shows a graphical explanation for some constants used in the method, as well as some previously mentioned parts of the device, FIG. 4 - isometry of the device.

На фиг. 1, 2, 3 для реализации способа контроля процесса створения двустворчатых ворот шлюзового отсека створка 1 с помощью гальсбанта 2 установлена подвижно на неподвижную ось 3. Штанговое крепление 4 устанавливается таким образом, чтобы место, предназначенное для установки абсолютного углового энкодера, находилось строго над неподвижной осью 3. На штанговом креплении 4, жестко закрепленном на створке 1, установлен корпус 5 абсолютного углового энкодера 6, при этом собственная ось вращения вала 7 абсолютного углового энкодера 6 и неподвижная ось 3 вращения створки 1 должны быть совмещены. Измерительные штоки 8 абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 шарнирно соединены между собой и с валом 7 абсолютного углового энкодера 6. Корпусы 11 абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 шарнирно закреплены на близлежащей к створке ворот стене камеры шлюза 12, причем точки крепления корпусов 11 образуют горизонтальную прямую. Вал 7 абсолютного углового энкодера 6 направлен вверх. Створка ворот 1 приводится в движение с подачей управляющего сигнала на привод перемещения 13. Сигнальные выходы абсолютного углового энкодера 6 и абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 соединены с входами вычислительного устройства 14, управляющие сигналы которого поступают на привод перемещения 13.In FIG. 1, 2, 3 to implement a method for controlling the folding process of a bicuspid gate of the airlock compartment, the sash 1 is mounted movably on a fixed axis 3 using a gantry belt 2. The rod mount 4 is installed so that the place intended for installation of the absolute angular encoder is located strictly above the fixed axis 3. On the rod mount 4, rigidly mounted on the leaf 1, the housing 5 of the absolute angular encoder 6 is installed, while the own axis of rotation of the shaft 7 of the absolute angular encoder 6 and the fixed axis 3 of the rot eniya sash 1 should be combined. The measuring rods 8 of the absolute linear encoders 9 and 10 are pivotally connected to each other and to the shaft 7 of the absolute angular encoder 6. The housings 11 of the absolute linear encoders 9 and 10 are pivotally mounted on the wall of the airlock chamber 12 adjacent to the gate leaf, and the attachment points of the housings 11 form a horizontal line . The shaft 7 of the absolute angular encoder 6 is directed upwards. The door leaf 1 is driven by a control signal to the displacement drive 13. The signal outputs of the absolute angular encoder 6 and the absolute linear encoders 9 and 10 are connected to the inputs of the computing device 14, the control signals of which are fed to the displacement drive 13.

Способ контроля процесса створения двустворчатых ворот шлюзового отсека заключается в том, что створка 1 приводится в движение с подачей управляющего сигнала на привод перемещения 13. Сигнальные выходы абсолютного углового энкодера 6 и абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 соединены с входами вычислительного устройства 14, управляющие сигналы которого поступают на привод перемещения 13. Выходные сигналы на сигнальных выходах абсолютного углового энкодера 6 и абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 претерпевают функциональные преобразования, в результате которых точка соединения вала 7 абсолютного углового энкодера 6 и измерительных штоков 8 абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 определяется в пространстве в сферической системе координат, что дает представление как о текущем состоянии протекающего процесса створения, так и об отклонении створки 1 от нормального положения.A method of controlling the folding process of the bicuspid gate of the airlock compartment is that the sash 1 is driven by a control signal to the displacement drive 13. The signal outputs of the absolute angular encoder 6 and the absolute linear encoders 9 and 10 are connected to the inputs of the computing device 14, the control signals of which arrive at the displacement drive 13. The output signals at the signal outputs of the absolute angular encoder 6 and the absolute linear encoders 9 and 10 undergo functional transformations, into p As a result, the connection point of the shaft 7 of the absolute angular encoder 6 and the measuring rods 8 of the absolute linear encoders 9 and 10 is determined in space in a spherical coordinate system, which gives an idea of both the current state of the ongoing folding process and the deviation of the shutter 1 from its normal position.

Основываясь на данных о взаимном положении составляющих частей устройства, приведенных на фиг. 1, 2 и 3, а также графическом пояснении некоторых задействованных констант на фиг. 3, можно сказать, что в сформированной сферической системе координат точка соединения вала 7 абсолютного углового энкодера 6 и измерительных штоков 8 абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 имеет следующие параметры: азимутальный угол ϕ, совпадающий по знаку и модулю с углом γ поворота створки 1 относительно створенного положения, зенитный угол θ, для нахождения которого используются данные с абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 в створенном положении ворот, а также еще один параметр - расстояние от центра оси вертикального вращения створки до места соединения измерительных штоков 8 абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 с валом 7 абсолютного углового энкодера 6 в створенном состоянии ворот, обозначенное на фиг. 3 как R, представляющую собой сумму длин двух отрезков - расстояния от центра сферы, частью которой является подпятник 15, до верхней точки неподвижной оси 3 и расстояния от верхней точки неподвижной оси 3 до места соединения измерительных штоков 8 абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 и вала 7 абсолютного углового энкодера 6. Эти расстояния, а также расстояние между местами крепления со стеной камеры шлюза корпусов абсолютных линейных энкодеров находятся во время проведения установочно-монтажных работ в отношении устройства для реализации данного способа. Также для контроля положения некоторых точек створки требуется знать ее радиус-вектор относительно сформированной сферической системы координат. Для произвольно выбранной на фиг. 3 точки K такой радиус-вектор обозначен как rK и вычисляется, как гипотенуза OK треугольника OPK. Отрезки OP, PK определяются эмпирически при проведении установочно-монтажных работ в отношении устройства для реализации данного способа.Based on the relative position of the component parts of the device shown in FIG. 1, 2 and 3, as well as a graphical explanation of some of the constants involved in FIG. 3, we can say that in the formed spherical coordinate system, the connection point of the shaft 7 of the absolute angular encoder 6 and the measuring rods 8 of the absolute linear encoders 9 and 10 has the following parameters: azimuth angle ϕ, coinciding in sign and modulus with the angle γ of rotation of the leaf 1 relative to the winged position, zenith angle θ, for finding which data from absolute linear encoders 9 and 10 in the locked position of the gate are used, as well as another parameter - the distance from the center of the axis of vertical rotation of the leaf to is the compound of measuring rods 8 absolute linear encoders 9 and 10 to the shaft 7 of the absolute angular encoder 6 stvorennom state gates, indicated in FIG. 3 as R, which is the sum of the lengths of two segments - the distance from the center of the sphere, of which the thrust bearing 15 is a part, to the upper point of the fixed axis 3 and the distance from the upper point of the fixed axis 3 to the junction of the measuring rods 8 of the absolute linear encoders 9 and 10 and the shaft 7 of the absolute angular encoder 6. These distances, as well as the distance between the attachment points with the chamber wall of the lock of the enclosures of the absolute linear encoders, are during installation and installation work in relation to the device for realizing this wow way. Also, to control the position of some points of the sash, it is necessary to know its radius vector relative to the formed spherical coordinate system. For arbitrarily selected in FIG. 3 points of K such a radius vector is designated as r K and is calculated as the hypotenuse OK of the triangle OPK. The segments OP, PK are determined empirically during installation and installation work in relation to the device for implementing this method.

Так как углы α и γ, при наличии прецессии неподвижной оси 3, не совпадают, на фиг. 4 обозначена разница между этими углами.Since the angles α and γ, in the presence of a precession of the fixed axis 3, do not coincide, in FIG. 4 shows the difference between these angles.

Работа устройства заключается в следующем.The operation of the device is as follows.

При повороте створки 1 с гальсбантом 2 абсолютный угловой энкодер 6 измеряет угол α во время процесса открытия или закрытия ворот, совпадающий с углом γ поворота створки 1 относительно начального, створенного, состояния створки 1 при отсутствии наклона на угол θ створки 1. Под углом θ стоит понимать зенитный угол, используемый в полярной системе координат с началом координат в центре вертикального вращения створки для точки, являющейся местом соединения измерительных штоков 8 абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 с валом 7 абсолютного углового энкодера 5. Если же наклон на некоторый угол θ имеет место быть, абсолютные линейные энкодеры 9 и 10 совершают точкой, в которой их измерительные штоки 8 соединены с валом абсолютного углового энкодера 7, движение по окружности радиуса R, а соответственно наклон в вертикальной и разворот в горизонтальной плоскостях. Разворот в горизонтальной плоскости линейных энкодеров 9 и 10 приводит к изменению угла α на некоторую величину, которая вычисляется на основании начальных и текущих значений длины абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 и значения поворота абсолютного углового энкодера 6 относительно начального состояния каждого из них (ворота закрыты), поэтому действительный угол поворота γ створки ворот 1 не всегда совпадает с α. Угол θ наклона створки 1 в вертикальной плоскости также вычисляется на основании начальных и текущих значений длины абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 и значения поворота абсолютного углового энкодера 6 относительно начального их состояния (ворота закрыты). Исходя из этого получаем возможность оценить отклонение створки 1 от нормального положения в режиме реального времени и скомпенсировать его с помощью подачи управляющего сигнала с вычислительного устройства 14 на привод перемещения 13.When the leaf 1 is rotated with the galsant 2, the absolute angular encoder 6 measures the angle α during the opening or closing of the gate, which coincides with the angle γ of the leaf 1 turning relative to the initial, leafed, state of the leaf 1 in the absence of inclination by the angle θ of the leaf 1. The angle θ stands understand the zenith angle used in the polar coordinate system with the origin at the center of vertical rotation of the leaf for the point that is the junction of the measuring rods 8 of the absolute linear encoders 9 and 10 with the shaft 7 of the absolute angular encoder 5. If, however, there is a slope at a certain angle θ, the absolute linear encoders 9 and 10 make a point at which their measuring rods 8 are connected to the shaft of the absolute angular encoder 7, move along a circle of radius R, and therefore the vertical inclination and turn in horizontal planes. Turning in the horizontal plane of linear encoders 9 and 10 leads to a change in the angle α by a certain amount, which is calculated based on the initial and current values of the length of the absolute linear encoders 9 and 10 and the rotation value of the absolute angular encoder 6 relative to the initial state of each of them (gates are closed) therefore, the actual angle of rotation γ of the gate wing 1 does not always coincide with α. The angle θ of the slope of the leaf 1 in the vertical plane is also calculated based on the initial and current values of the length of the absolute linear encoders 9 and 10 and the rotation value of the absolute angular encoder 6 relative to their initial state (the gate is closed). Based on this, we get the opportunity to evaluate the deviation of the sash 1 from the normal position in real time and compensate for it by applying a control signal from the computing device 14 to the displacement drive 13.

Таким образом, в условиях реальной эксплуатации способа и устройства для его реализации, во время процесса створения (закрытия) ворот с сигнальных выходов абсолютного углового энкодера 6 и абсолютных линейных энкодеров 9 и 10 на вычислительное устройство 14 поступают данные о перемещении измерительных штоков 8 абсолютных линейных энкодеров 9 и 10, а также о угле поворота вала 7 абсолютного углового энкодера 6 относительно начального положения, на основе этих данных вычислительное устройство 14 формирует сферическую систему координат, в которой, при появлении отклонения от заданной, как нормальная, траектории, вычислительное устройство 14 компенсирует вызванные прецессией неподвижной оси 3 створки 1 разности в движении створок 1 друг относительно друга путем подачи выходного управляющего сигнала к приводу перемещения 13, регулируя тем самым скорость движения створки 1 относительно другой такой же створки 1, исключая створение с ударами и аварийные ситуации, связанные с отклонением створки наклоном створки 1.Thus, in the actual operation of the method and device for its implementation, during the gate folding (closing) process, the signal outputs of the measuring rods 8 of the absolute linear encoders are received from the signal outputs of the absolute angular encoder 6 and the absolute linear encoders 9 and 10 9 and 10, as well as the angle of rotation of the shaft 7 of the absolute angular encoder 6 relative to the initial position, based on these data, the computing device 14 forms a spherical coordinate system in which d, when a deviation from the predetermined normal trajectory occurs, the computing device 14 compensates for the differences in the movement of the leaves 1 relative to each other caused by the precession of the fixed axis 3 of the leaf 1 relative to each other by supplying an output control signal to the movement actuator 13, thereby adjusting the speed of the leaf 1 relative to another of the same sash 1, excluding winging with impacts and emergency situations associated with the deflection of the sash by tilting the sash 1.

Техническая эффективность использования данного способа позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза и устройство для его осуществления заключается в повышении точности контроля положения створки ворот, уменьшении влияния на позиционирование створок смещения оси вращения в горизонтальной плоскости створки двустворчатых ворот под нагрузкой при их перемещении, снижаются материальные затраты на обслуживание реализаций такого способа, повышается безотказность системы - в случае отсутствия выходного сигнала на одном из абсолютных линейных энкодеров 6 либо 7, угловой энкодеры 5 и оставшийся линейный энкодер 7 либо 6 будут определять приближенно угол поворота и наклон створки 1 по принципу существующих на данный момент методов. Дополнительно, снижение материальных затрат на установку и эксплуатацию достигается посредством того, что в состав устройства для реализации способа входит только типовое стандартное оборудование. Данный способ обеспечивает существенную минимизацию вероятности створения поворотных створок двустворчатых ворот шлюзового отсека с ударами.The technical efficiency of using this method of positioning the gate leafs of a gateway gate and the device for its implementation is to increase the accuracy of controlling the position of the gate gate, reducing the influence on the positioning of the gate leaves the axis of rotation in the horizontal plane of the gate gate under load when moving them, reducing material costs for servicing implementations of this method, the system failsafe - in the absence of an output signal at one of the absolute linear encoders 6 or 7, angular encoders 5 and the remaining linear encoder 7 or 6 will determine approximately the angle of rotation and inclination of the leaf 1 according to the principle of the currently existing methods. Additionally, the reduction of material costs for installation and operation is achieved by the fact that the structure of the device for implementing the method includes only standard standard equipment. This method provides a significant minimization of the likelihood of turning the swing doors of the double-leaf gate of the airlock compartment with impacts.

Claims (2)

1. Способ контроля процесса створения двустворчатых ворот шлюзового отсека, включающий подачу сигнала на приводы перемещения каждой из створок ворот шлюза и контроль положения каждой из створок ворот посредством формирования математической модели в вычислительном устройстве, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров, отличающийся тем, что на основе данных с сигнальных выходов всех энкодеров формируется сферическая система координат с началом координат в центре вертикального вращения створки, в данной системе координат и осуществляют контроль положения всякой точки каждой из створок при их повороте, причем угловое положение внутренних стенок створок ворот по отношению к стенкам камеры шлюза определяют по показаниям всех энкодеров, как азимутальный угол в используемой системе координат для точки, являющейся точкой соединения вала абсолютного углового энкодера с измерительными штоками линейных энкодеров, а положение в пространстве определяют в рамках то же системы координат по азимутальному и зенитному углам этой же точки, последний из которых рассчитывается на основании данных с сигнальных выходов линейных энкодеров и констант, определяющих положение точек на поверхности створки относительно оси ее горизонтального вращения, полученных эмпирически при проведении установочно-монтажных работ в отношении устройства для реализации данного способа.1. A method of controlling the folding process of a bicuspid gate of the airlock compartment, comprising supplying a signal to the movement drives of each of the gate leafs of the gateway and controlling the position of each of the gate leafs by forming a mathematical model in a computing device, the inputs of which are connected to the signal outputs of all encoders, characterized in that based on the data from the signal outputs of all encoders, a spherical coordinate system is formed with the origin at the center of vertical rotation of the leaf, in this system they adjust and control the position of any point of each leaf when they are rotated, and the angular position of the inner walls of the gate leaf relative to the walls of the gateway chamber is determined by the readings of all encoders, as the azimuthal angle in the coordinate system used for the point that is the connection point of the shaft of the absolute angular encoder with measuring rods of linear encoders, and the position in space is determined within the same coordinate system at the azimuth and zenith angles of the same point, the last of which It is calculated based on data from the signal outputs of linear encoders and the constants determining the position of points on the surface of the sash with respect to its horizontal axis of rotation, obtained empirically during mounting and installation work to the device for implementing the method. 2. Устройство для контроля процесса створения двустворчатых ворот шлюзового отсека, содержащее установленные на каждой створке абсолютный угловой энкодер и абсолютный линейный энкодер, вычислительное устройство, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров, привод перемещения створки, отличающееся тем, что установлен дополнительный абсолютный линейный энкодер, измерительный шток которого, вместе с измерительным штоком уже установленного абсолютного линейного энкодера, соединен с валом абсолютного углового энкодера, а корпусные части абсолютных линейных энкодеров, находясь на некотором произвольно выбранном расстоянии друг от друга, соединены с близкорасположенной стеной камеры шлюза, а также тем, что абсолютный угловой энкодер закреплен жестко на штанговом креплении таким образом, чтобы ось вращения створки ворот и ось вращения вала абсолютного углового энкодера оказались совмещены; между верхней точкой оси вращения створки и штанговым креплением существует зазор, позволяющий избежать трения оси вращения створки и крепления, а штанговое крепление жестко соединено со створкой ворот, и сигнальные выходы дополнительного энкодера соединены со входами вычислительного устройства, при этом установку устройства производят в створенном состоянии ворот, измерительные штоки абсолютных линейных энкодеров должны составлять со стеной камеры шлюза прямой угол.2. A device for monitoring the folding process of the bicuspid gate of the airlock compartment, comprising an absolute angular encoder and an absolute linear encoder installed on each leaf, a computing device whose inputs are connected to the signal outputs of all encoders, a leaf movement drive, characterized in that an additional absolute linear encoder is installed whose measuring rod, together with the measuring rod of an already installed absolute linear encoder, is connected to the shaft of the absolute angular encoder a, and the body parts of the absolute linear encoders, being at some arbitrarily chosen distance from each other, are connected to the nearby wall of the gateway chamber, and also by the fact that the absolute angular encoder is fixed rigidly to the rod mount so that the axis of rotation of the gate leaf and the axis of rotation shaft absolute angular encoder were combined; there is a gap between the top point of the leaf rotation axis and the rod mount to avoid friction of the leaf rotation axis and the mount, and the rod mount is rigidly connected to the gate leaf, and the signal outputs of the additional encoder are connected to the inputs of the computing device, while the device is installed in the gate state , the measuring rods of the absolute linear encoders should make a right angle with the wall of the lock chamber.
RU2015124189A 2015-06-22 2015-06-22 Method for controlling process of folding airlock double-leaf gates and device for its implementation RU2623044C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124189A RU2623044C2 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Method for controlling process of folding airlock double-leaf gates and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124189A RU2623044C2 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Method for controlling process of folding airlock double-leaf gates and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015124189A RU2015124189A (en) 2017-01-10
RU2623044C2 true RU2623044C2 (en) 2017-06-21

Family

ID=57955663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015124189A RU2623044C2 (en) 2015-06-22 2015-06-22 Method for controlling process of folding airlock double-leaf gates and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2623044C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1404580A1 (en) * 1986-12-08 1988-06-23 Московский институт инженеров водного транспорта Apparatus for automatic timining of ship lock gate drives
JP2001279649A (en) * 2000-03-29 2001-10-10 Seibu Electric & Mach Co Ltd Gate position detecting system
RU2459033C1 (en) * 2011-03-03 2012-08-20 Вячеслав Борисович Самойлов Method to monitor positioning of folds of lock chamber double-leaf gate and device for its realisation
RU2496940C1 (en) * 2012-05-17 2013-10-27 Вячеслав Борисович Самойлов Electric hydraulic system of ship lock double-leaf gate drive
US8602686B2 (en) * 2009-02-05 2013-12-10 Rubicon Research Pty Ltd. Undershot sluice gate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1404580A1 (en) * 1986-12-08 1988-06-23 Московский институт инженеров водного транспорта Apparatus for automatic timining of ship lock gate drives
JP2001279649A (en) * 2000-03-29 2001-10-10 Seibu Electric & Mach Co Ltd Gate position detecting system
US8602686B2 (en) * 2009-02-05 2013-12-10 Rubicon Research Pty Ltd. Undershot sluice gate
RU2459033C1 (en) * 2011-03-03 2012-08-20 Вячеслав Борисович Самойлов Method to monitor positioning of folds of lock chamber double-leaf gate and device for its realisation
RU2496940C1 (en) * 2012-05-17 2013-10-27 Вячеслав Борисович Самойлов Electric hydraulic system of ship lock double-leaf gate drive

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015124189A (en) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107327126B (en) Plastering robot
WO2015137525A1 (en) Construction machine control system, construciton machine, and method for controlling construction machine
CN103889828B (en) For opening and closing the device of construction machinery hood
RU2019103008A (en) ROTARY STEERING DRILLING ASSEMBLY WITH ROTATING STEERING UNIT FOR DRILLING INCLINED DIRECTIONAL WELLS
CN102529784B (en) Automatic discharge system and concrete mixing vehicle
US11255311B2 (en) Rotor rotation control system and control method for wind turbine
CN105353776A (en) System, method and device for controlling arm frame and engineering machinery
RU2623044C2 (en) Method for controlling process of folding airlock double-leaf gates and device for its implementation
RU2016111941A (en) BOTTOM DRILLING MOTOR WITH MOUNTING UNIT
CN102278065A (en) Rotating steering tool, deflection mechanism thereof and control method for deflection mechanism
CN106593234A (en) Flood gate used for subway curved section
RU2459033C1 (en) Method to monitor positioning of folds of lock chamber double-leaf gate and device for its realisation
CN106988354A (en) A kind of foundation pile avoidance maintaining robot under water
ITUB20155551A1 (en) TURRET WITH PROTECTION FOR AMMO RIDING DEVICE.
US20150376928A1 (en) Hydraulically operated overhead tilt-up door
KR200431559Y1 (en) Shotcrete injection machine for a tunnel
CN116189524B (en) Earthquake-resistant simulation platform and simulation method for building design
WO2020248385A1 (en) Dust suppression vehicle boom system, and control method and control system therefor
RU2496940C1 (en) Electric hydraulic system of ship lock double-leaf gate drive
CN203915064U (en) The locating platform of sight positioner
CN209258327U (en) A kind of externally swing shipping lateral thruster capping assembly
KR20230007112A (en) Drone for Structure Maintenance
CN202142830U (en) Cable guiding device for submarine power cable burying
CN208921100U (en) A kind of gates of segmental shape openness measuring device
CN104929166B (en) Excavator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170708