SE427393B - Anordning vid fjerrmanovrering av hydrauliska eller pneumatiska maskiner - Google Patents

Description

1908450-5 2 Detsamma gäller om någon komponent störs eller går sönder i förefintliga vippkretsar, avkodare eller förstärkare." Dessa och andra olägenheter elimineras helt medelst föreliggande uppfin- ning. Uppfinningen har vidare mycket låga tillverkningskostnader samtidigt som den angående reglersäkerheten uppfyller mycket högt ställda krav.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till en anordning vid fjärr- manövrering av hydrauliska eller pneumatiska arbetsmaskiner, innefattande en väljar- ventil för olika hydrauliska funktioner försedd med ett antal fjädercentrerade slider och två med varje slid förbundna elektohydrauliska eller elektropneumatíska omvandlare samt innefattande en manöverenhet anordnad att medelst elektriska impuls- er överföra order via en kabel till en mottagarenhet vilken i sin tur är anordnad att i enlighet med nämnda impulser styra nämnda omvandlare, och karakteriseras av att manöverenheten innefattar en av en oscillator styrd ringräknare anordnad att avge en avkänningssignal till var och en av ett antal manuellt exempelvis medelst spakar påverkbara givare, i tur och ordning där var och en av givarna är anordnad att omvandla spakarnas riktning och utslag, där varje givare motsvaras av två av nämnda omvandlare, vilka givare är anordnade att under varaktigheten av nämnda av- känningssignal avge två utsignaler där en motsvarar nämnda riktning och den andra nämnda utslag samt av att en enkoder förefinns anordnad att tilldela utsignalerna en adress samt av att mottagarenheten innefattar en dekoder anordnad att avge en avkodad signal till en därvid adresserad signalomvandlande krets, där två sådana kretsar motsvaras av en givare vilka kretsar är anslutna till var sin förstärkare vilka förstärkare var och en är anordnad att styra en av nämnda omvandlare.

Nedan beskrives uppfinningen närmare i samband med bifogade ritningar där - figur l visar ett blockschema över en manöverenhet, - figur 2 visar ett blockschema över en mottagar-och signalomvandlingsen- het, - figur 3 visar blocken C och D i figur l i detalj, - figur Å visar blocket E i figur l i detalj.

Som exempel beskrives nedan en anordning enligt uppfinningen för styrning av hydraulik i samband med en väljarventil försedd med 6 stycken icke visade kon- ventionella fjädercentrerade slider, var och en med en mot manöverenhetens spakut- slag proportionell lägesändring. Det är dock helt uppenbart att uppfinningen kan tillämpas för ett betydligt större antal slider.

Anordningen kan likaväl användas för pneumatiska kretsar.

Varje slid kan manövreras från det fjädercentrerade mittläget till ett änd- läge medelst elektrohydrauliska eller elektropneumatiska omvandlare N. En omvandlare förskjuter sliden åt ett håll och den andra åt andra hållet från mittläget. Dessa omvandlare, vilket i det nedan angivna exemplet är lZ stycken ersätter eller kom- pletterar väljarenhetens direkta spakmanövrering. 3 '7908li50-5 Omvandlarna kan vara av lämplig känd typ, och kan vana anordnade att om- vandla ett från en styrkrets kommande elektriskt pulståg till ett medeltryck, som genom att balansera mot väljarventilens fjädercentrerade slider åstadkommer ett slidutslag motsvarande pulslängd eller pulshöjd.

Genom användande av pulståg reduceras på känt sätt en mekanisk hysteres i omvandlare och ventil beroende på inre friktion i omvandlare och väljarventil.

Enligt föreliggande uppfinning överföres från en manöverenhet belägen på annan plats än maskinen ifråga medelst ett antal ledare i en styrkabel adresskoder, en i taget och i serie, till en mottagarenhet på maskinen, där varje adress är till- delad ett bestämt utrymme. Adresskoden är så uppbyggd att den överensstämmer med standardiserad s.k. BCD-kod, varför möjlighet finns att istället för att medelst manöverenheten styra mottagarenheten styra denna med en dator. En datorstyrning kan inkopplas samtidigt som en manuell styrning medelst manöverenheten.

Mottagarenheten är anordnad att dekodera erhållen kod och därefter via för- stärkare påverka den adresserade omvandlaren vilken, som nämnts, är anordnad att på- verka väljarventilen.

Manöverenheten kan ha vilket som helst lämpligt utförande men utföres lämp- ligen så att i detta exempel 6 spakar förefínns vilka från ett fjädercentrerat neu- tralläge är förskjutbara åt två håll. Varje spak motsvarar härvid en slid i väljar- ventilen. Vid rörelse av en spak åt ett håll påverkar en omvandlare en slid och vid rörelse av spaken åt andra hållet påverkar den andra av de två omvandlarna sistnämnda slid.

Ett väsentligt särdrag hos föreliggande uppfinning är att för manövrering av varje slid erhålles från manöverenheten två signaler, en signal utvisande riktningen av förskjutningen av en spak och en signal utvisande storleken av spakens utslag, vilka signaler bibehålles ända fram till respektive förstärkare för respektive om- vandlare.

Vid det kända omnämnda tidsmultiplexsystemet förefinns ingen sådan signal- kontinuitet varför systemet är känsligt för elektriska störningar med adressändringar och/eller förändringar av storleken av nämnda utslag som följd, vilket i sin tur leder till okontrollerade manövrer hos maskinen.

Vidare innebär nämnda särdrag att s.k. BCD-kod kan tillämpas på nedan an- givet sätt, varvid kabeln mellan manöverenhet och mottagarenhet, trots den höga säk- erhet som ernås, endast innehåller fyra ledare för överföring av signalspänning, varvid kabeln är lika lätt att handha som en kabel som används vid ett tidsmulti- plexsystem.

Det i figur l visade blockschemat över manöverenheten innefattar en oscilla- tor A vilken är anordnad att styra en ringräknare B vilken är anordnad att avge av- känningspulser i tur och ordning till givare betecknade Cl till C6, vilka givare är av differenstyp. Exempelvis arbetar oscillatorn A med en frekvens av 300Hz varvid ge- nom den 6-kanaliga ringräknare det erhålles 50H2 triggsignaler till var och en av dif- ferensgivarna. veosßso-5 i Varje givare styrs av en spak 1-6. Givarna C1-C6 är anordnade, på nedan angivet sätt, att avge två utsignaler x och y vilka är lika långa då den mekaniska spaken 1-6 är i neutralläge. Föres spaken 1-6 i en riktning minskar pulslängden x medan pulslängden y ökar. Det omvända förhållandet råder då spaken 1-6 föres i mot- satt riktning.

Differensen i pulslängd är propotionell mot spakutslaget. Differensen de- tekteras liksom riktningen i detektorn D1-D6 vilka är anordnade att avge en signal z utvisande differensen i pulslängd och en signal y för det fall pulslängden y är större än pulslängden x.

I figur 3 visas blocken C och D i figur 1 i detalj. Varje block C är ident- iska liksom varje block D.

Blocket C i figur 1 innefattar två Smith-triggrar 7,8. På blockets C ingång 9 uppträder avkänningssignalen från ringräknaren B.

Avkänningssignalen, eller triggpulsen, laddar ur två kondensatorer 10,11 varvid två dioder 12,13 var och en i serie med ' var sin kondensator leder överspänning till en mellan dioderna 12,13 förefintlig positiv potentialpunkt lä.

Kondensatorerna 10,11 uppladdas därvid efter det att den positiva avkänningssignalen slutat genom en variabel potentiometer P till dessde båda, var och enli serie med kondensatorerna 10,11 förefintliga Smith-triggrarna 7,8 slår om. Smith-triggrarnas 7,8 utsignals pulslängd beror således av den variabla potentiometerns P läge.

K Potentiometern P förskjutes mekaniskt medelst nämnda spak 1-6.

Detektorerna D1-D6 innefattar en exklusiv-eller-grind 15 och en och-grind 16 anslutna på i figur 3 visat sätt.

Härvid erhålles således en utsignal z från grinden 15 med en pulslängd som beror av potentiometerns P och därmed spakens 1-6 utslag.

En utsignal y från grinden 16 erhålles endast om pulslängden i signalen ut från Smith-triggern betecknad 8 är längre än pulslängden i siggalen ut från Smith- triggern betecknad 7.

Mycket hög noggrannhet uppnås avseende spakutslagets översättning genom att de två lika kondensatorerna 10,11 är monterade bredvid varandra och samma potentiometer P används till båda Smith-triggrarna, där båda Smith-triggrarna är placerade i samma IC-kapsel.

De sålunda erhållna utsignalerna z från detektorerna D1-D6 omvandlas i en encoder E, visad i detalj i figur Å, till s.k. BCD-kod. 1 det visade exemplet används endast tre bitar, nämligen bitarna 1,2 och Ä.

De erhållna utsignalerna y från detektorerna D1-D6 samlas i en multigrind F för att tjänstgöra som BCD-kodens fjärde bit, nämligen biten 8. Grinden F kan ut- göras av en s.k. 8-input-or grind. l figur Å betecknar Z1-26 Z-utgångarna från D1-D6 och (1), (2) och (3) be- tecknar utsignalerna från encoderns E tre grindar 17,18,19, och i figur 1 betecknar Y -Y I 6 Y-utgångarna från D1-D6. s '7908450-5 Om prioritetsfunktion önskas kan encodern E utgöras av en s.k. ßbit- priority-encoder.

Utgångarna 20, Zl, 22, 23 från encodern E och multigrinden F kopplas till en förstärkare, s.k. line-driver, vars utgångar 24,25,26,27 via nämnda kabel ansluts till mottagarenhetens ingångar 28,29,30,3l.

Med denna anordning kan alltså lä proportionella adresseringar göras, näm- ligen l-7 samt då F aktiveras 9-l5. Utökas systemet till fem ledare i kabeln kan 30 adresser erhållas, med 6 ledare 62 adresser o.s.v.

Mottagarenheten innefattas av en linjemottagare H vilken är anordnad att ínmata inkommande adresskoder till en dekoder K, vilken är en s.k. Å/16-dekoder.

I dekodern K avkodas BCD-koden på sedvanligt sätt och dekodern är anordnad att på dess utgångar K]-K6 avge en signal motsvarande respektive givares Cl-C6 ut- signal X då respektive dekoders utsignal y är noll, och anordnad att på dess utgångar K9-Klä avge en signal motsvarande respektive givares Cl-C6 utsignal X då respektive dekoders utsignal y är skild från noll.

Utgångarna Kl-K6 och K9-Klä ansluts var och en till sin signalomvandlare L och förstärkare M där var och en av förstärkarna är ansluten till en av nämnda l2 omvandlare N. I figur 2 visas dock endast en signlaomvandlare L, en förstärkare M och en omvandlare N.

Signalomvandlaren L är enligt en utföringsform en pulsförlängare. De pulser som uppträder på respektive utgång K]-K6, K9-Klä har ju en varaktighet som i exemplet ovan maximalt är l/300-dels sekund och upprepas 50 gånger per sekund. Enligt en ut- föringsform är signalomvandlaren L utförd att förlänga pulserna så att vid fullt ut- slag hos en spak l-6 en kontinuerlig signal ut ur signalomvandlaren erhålls. Utsigna- len från signalomvandlaren är insignal i förstärkaren H som i sin tur styr respektive omvandlare N så att den därtill hörande sliden i väljarvenülen förskjutes.

Signalomvandlaren kan istället för att förlänga pulserna vara anordnad att_ avge en kontinuerlig signal, vars spänningsnivå beror av pulslängden vid dekodern Kzs respektive utgång eller vara anordnad att omvandla pulslängden i ett lämpligt pulståg.

Således kan med endast konstruktiva detaljändringar en utsignal från signal- omvandlaren med fast frekvens, fast pulsförhållande och variabel pulshöjd eller en utsignal med fast frekvens, fast spänning och varierande pulsförhållande erhållas.

Linjemottagaren H innefattar företrädesvis en i och för sig känd pulslängds- jämförelsekrets anordnad att jämföra inkomna pulser med en avsedd pulslängd och där- vid vidarebefordra inkomna pulser till dekodern k endast under förutsättning att pulserna har rätt längd. Är pulserna för korta är linjemottagaren anordnad att ej ge motsvarande ut- signal och är pulserna för långa är den anordnad att blockera respektive berörd ut- gång. Är pulserna felaktiga spärras således respektive utgång varför ett effektivt skydd mot kortslutningar och andra fel i manöverenhet eller kabel erhålles. 7908450-5 6 l figur 2 visas även en noll-detektor P.

Noll-detektorn P är ansluten till samtliga förstärkare M via ledare 32 (endast en ledare av tolv visas i figur 2) och är ansluten till linjemottagarens H utgångar som motsvarar givarnas nämnda utslag. Nolldetektorn P är anordnad att efter en viss förutbestämd tid från noll-detektering, d.v.s. att ingen signal finns på någon av linjemottagarens utgångar, detektera om utsignal finns från respektive förstärkare M eller ej. Nämnda tid utgör den maximala pulsförlängningstiden i den signalomvandlande kretsen L. Om utsignal från en förstärkare M förefinns efter den förutbestämda tiden trots att en motsvarande signal inte förefinns på linjemottag- arens H utgångar är nolldetektorn C anordnad att bryta manöverströmmen till ett relä Q vilket därvid bryter spänningsmatningen till förstärkarna M via ledare 33.

En mycket stor säkerhetsgrad uppnås således, dels genom att varje givares signaler bibehålles ända fram till respektive förstärkare för styrning av respektive omvandlare, dels genom att linjemottagaren är programmerad att ej acceptera andra än korrekta pulser och att noll-detektorn P är anordnad att bryta spänningsmatningen till förstärkarna M om utsignal från dessa inte överensstämmer med utsignalen från linjemottagaren H.

Vidare är systemet enkelt i sin uppbyggnad och utnyttjar BCD-kod varför kostnaderna för systemet blir låga.

Systemet är vidare mycket okänsligt för temperaturändringar, då kabelresi- stansen inte alls påverkar pulslängden, samt att de differensbestämmande gívarna Cl-C6 är mycket stabila, som nämnts ovan. Övriga block i manöverenheten har inget in- flytande alls på pulstider orsakat av temperaturvaríationer, vid dessa låga frekvenser.

Deavde ovan angivna kretsarna,vilkaintevisats idetalj är kommersiellt till- gängliga standardkretsar.

Uppfinningen skall inte anses begränsad till ovan angivna utföringsformer och detaljlösningar utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (4)

7 7908450-5 Patentkrav
1. l. Anordning vid fjärrmanövreríng av hydrauliska eller pneumatiska arbetsmaskiner, innefattande en väljarventil för olika hydrauliska funktioner försedd med ett antal fjädercentrerade slider och två med varje slid förbundna elektrohydrauliska eller elektropneumatiska omvandlare samt innefattande en manöverenhet anordnad att medelst elektriska mpulser överföra order via en kabel till en mottagarenhet vilken i sin tur är anordnad att i enlighet med nämnda impulser styra nämnda omvandlare, k ä n - n e t e c k n a d av, att manöverenheten innefattar en av en oscillator (A) styrd ringräknare (B) anordnad att avge en avkänningssígnal till var och en av ett antal manuellt exempelvis medelst spakar (l-6) påverkbara givare (Cl-C6) i tur och ordning där var och en av givarna är anordnad att omvandla spakarnas (l-6) riktning och ut- slag där varje givare motsvaras av två av nämnda omvandlare (N), vilka givare (Cl-C6) är anordnade att under varaktigheten av nämnda avkänningssignal avge två utsignaler där en (Y) motsvarar nämnda riktning och den andra (z) nämnda utslag samt av att en enkoder (E) förefinns anordnad att tilldela utsignalerna en adress samt av att mot- tagarenheten innefattar en dekoder (k) anordnad att avge en avkodad signal till en därvid adresserad signalomvandlande krets (L) där två sådana kretsar (L) motsvaras av en givare (Cl-C6) vilka kretsar (L) är anslutna till var sin förstärkare (M), vilka förstärkare var och en är anordnad att styra en av nämnda omvandlare (N).
2. 2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e ck n a d av, att nämnda enkoder (E) är anordnad att tilldela nämnda utsignaler en adress i s.k. BCD-kod där nämnda utsig- naler (y) avseende nämnda riktning hos spakarna' (l-6) sammanföres i en multigrind (F) till en av BCD-kodens bitar i enkodern (E) och utsignalerna (z) avseende spak- arnas (l-6) nämnda utslag inmatas på ett med hänsyn till antalet givare (Cl-C6) nöd- vändigt antal av BCD-kodens övriga bitar.
3. 3. Anordning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av, att nämnda mot- tagarenhet innefattar en linjemottagare (H) anordnad att ej avge utsignal till nämnda dekoder (k) om till linjemottagaren (H) inkommande puls från manöverenheten är för kort, och anordnad att blockera respektive berörd utgång till *dekodern (k) om in- kommande puls från manöverenheten är för lång.
4. 4. Anordning enligt krav l, Z eller 3, k ä n n e t e c k n a d av, att till nämnda linjemottagares (H) utgångar åtminstone avseende spakarnas (l-6) nämnda utslag är en nolldetektor (P) ansluten, vilken nolldetektor (P) är anordnad att efter en viss förutbestämd tid från noll-detektering detektera om utsignal finns eller ej från re- spektive förstärkare (H) och anordnad att om utsignal finns från respektive förstärk- are (M) trots att en nmtsvarando signal inte förefinns på linjemottagarens H utgångar bryta strömförsörjningen till ett relä (Q) vilket därvid är anordnat att bryta ström- men till nämnda förstärkare (M).