SU1157182A1

SU1157182A1 - Monitoring apparatus for automatic control system of earth-moving machine

Info

Publication number: SU1157182A1
Application number: SU833581889A
Authority: SU
Inventors: Семен Семенович Ройтерштейн; Юрий Степанович Козлов; Игорь Иванович Копашевидзе; Ирина Николаевна Смирнова; Юрий Алексеевич Усов
Original assignee: Ленинградское Научно-Производственное Объединение Землеройного Машиностроения
Priority date: 1983-04-18
Filing date: 1983-04-18
Publication date: 1985-05-23

Abstract

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНОЙ, включаюш.ее индикатор и переключатели каналов управлени , каждый из которых выполнен из последовательно соединенных датчика регулируемой величины, регул тора , электрогидравлического золотника и исполнительного механизма, отличающеес тем, что, с целью повышени точности настройки системы управлени путем учета времени задержки сигнала, устройство снабжено источником стабильного напр жени , соединенным с делителем напр жени бортовой сети, и последовательно соединенными логическим блоком сложени . переключаюш.им элементом и генератором пилообразного напр жени , при этом выход регул тора каждого канала управлени через первый переключатель каналов соединен с входом логического блока сложени , а вход регул тора через второй переключатель каналов - с делителем напр жени бортовой сети, причем переключаюший элемент соединен с источником стабильного напр жени , а генератор пилообразного напр жени - с вторым переключателем каналов и индикатором. сд 00 toCONTROL DEVICE OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE DIGGING MACHINE, includes an indicator and switches of control channels, each of which is made of series-connected variable-value sensor, regulator, electro-hydraulic spool and actuator, which is different in that taking into account the time delay of the signal, the device is supplied with a source of stable voltage, connected to the voltage divider of the onboard network, and consistently connected logical unit addition. switch the element and the sawtooth generator, with the regulator output of each control channel through the first channel switch connected to the input of the logic addition unit, and the controller input through the second channel switch with the voltage divider of the on-board network, and the switching element a source of stable voltage, and a sawtooth generator with a second channel selector and indicator. sd 00 to

Description

Изобретение относитс к контролю работы строительных, дорожных и других машин , в частности к их автоматизации. В особенности оно относитс к контролю автоматических систем управлени бестраншейными дреноукладчиками. Известно устройство встроенного контрол состо ни системы автоматического управлени типа «Профиль-2. Это устройство вл етс неотъемлемой частью системы управлени , в частности ее пульта управлени , и представл ет собой комплект индикаторных лампочек, размещенных на передней панели пульта управлени . Лампочки выполн ют функции контрол состо ни системы: подачу питани , оценку зоны нечувствительности, качественную оценку прохождени сигнала управлени через пульт и по всей системе, оценку работоспособности гидравлических золотников 1. Таким образом в системе «Профиль-2 имеютс элементы встроенного контрол , позвол ющие по зажиганию лампочек судить как о состо нии системы, так и величине ее зоны нечувствительности. Кроме того, они позвол ют судить, поступило напр жение на электромагниты или нет. Недостатком данного устройства контрол вл етс отсутствие возможности измерени времени задержки на прохождение сигнала. Это врем складываетс из суммы задержки сигнала в последовательно соединенных элементах системы. Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устройство контрол управлени землеройной машиной, содержащее потенциометрический задатчик положени , индикатор и переключатели каналов , каждый из которых выполнен из последовательно соединенных датчика регулируемой величины, регул тора, электрогидравлического золотника и исполнительного механизма 2. Применение известного устройства позвол ет сократить на 30-40% врем поиска неисправностей и их устранение при наладке автоматизированных землеройно-планировочных машин непосредственно на месте работ. Достижение этого эффекта происходит благодар тому, что с помощью этого устройства оператор получает возможность , не выход из кабины, коммутировать элементы системы на режим контрол или работы и, следовательно, локализовать неисправный участок. Однако известное устройство не дает возможности измерить врем задержки прохождени сигнала в отдельных звень х системы , что снижает точность настройки. Целью изобретени вл етс повышение точности настройки системы управлени путем учета времени задержки сигнала. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство контрол системы автоматического управлени землеройной машиной, вклю82 чающее индикатор и пере; лючатели каналов управлени , каждый из которых выполнен , из последовательно соединенных датчика регулируемой величины, регул тора, электрогидравлического золотника и исполнительного механизма, снабжено источником стабильного напр жени , соединенным с делителем напр жени бортовой сети, и последовательно соединенными логическим блоком сложени , переключающим элементрм и генератором пилообразного напр жени , при этом выход регул тора каждого канала управлени через первый переключатель каналов соединен с входом блока логического сложени , а вход регул тора через второй переключатель каналов - с делителем напр жени бортовой сети, причем переключающий элемент соединен с источником стабильного напр жени , а генератор пилообразного напр жени - с вторым переключателем каналов и индикатором. На фиг. 1 представлена функциональна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пример исполнени его принципиальной схемы. Устройство автоматического управлени землеройной машиной включает канал 1 управлени угловым положением рабочего органа (фиг. 1), включающий датчик 2 регулируемой величины, соединенный с одним из входов усилител 3, выход которого соединен со входом регул тора 4, св занного через электрогидравлйческий исполнительный механизм 5 с исполнительным механизмом углового положени 6 рабочего органа 7, а также канал 8 управлени положени 6 рабочего органа 7, а также канал 8 управлени высотным положением рабочего органа 7, включающий аналогичные элементы 2-6 с аналогичными св з ми . Контуры управлени высотным и угловым положением каналов 1 и 8 св заны с измерителем 9 времени задержки сигнала управлени , который включает в себ источник 10 стабильного питани , соединенный через делитель 11 напр жени бортовой сети с переключателем 12 каналов, который соединен также с выходами каждого сравнивающего усилител 3 каналов 1 и 8, переключатель 13 каналов, соединенный с выходом регул тора 4 каждого из каналов 1 и 8 и с входами блока 14 сложени , выход которого соединен с входом переключающего элемента 15, второй вход которого также соединен с источником 10 стабильного питани . Выход переключающего элемента 15 соединен с входом генератора 16 пилообразного напр жени , к выходу которого подсоединен индикатор 17 напр жени . На фиг. 2 приведен пример исполнени принципиальной электрической схемы измерител 9 времени задержки. Напр жение бортовой сети поступает на источник 10 стабильного питани , например параметрический стабилизатор напр жени , и делитель 11 напр жени . Переключатель 12 своим средним контактом соединен с делителем 11 напр жени , а крайними контактами - с каналами. 1 и 8. Переключатель 13 соединен, с каналами 1 и 8 и через блок 14 логического сложени (например , диодную логическую цепочку) - с входом переключающего элемента 15 (реле). Переключающий элемент 15 подает питание от источника 10 стабильного питани на генератор 16 пилообразного напр жени , к выходу которого подсоединен индикатор напр жени 17 (например, вольтметр).The invention relates to the control of the operation of construction, road and other machines, in particular to their automation. In particular, it relates to the control of automatic control systems for trenchless grading machines. A device is known for the built-in monitoring of the state of an automatic control system such as Profile-2. This device is an integral part of the control system, in particular its control panel, and is a set of indicator lights located on the front panel of the control panel. The lamps perform the functions of monitoring the state of the system: power supply, evaluation of the deadband, quality assessment of the control signal passing through the console and throughout the system, evaluation of the hydraulic spools 1. Thus, in the "Profile-2" system there are built-in control elements that allow ignition of bulbs to judge both the state of the system and the size of its dead zone. In addition, they allow judging whether voltage is applied to electromagnets or not. The disadvantage of this monitoring device is the inability to measure the signal delay time. This time is the sum of the signal delay in the series-connected elements of the system. The closest technical solution to the invention is the control device of the earth-moving machine, which contains a potentiometric position setter, an indicator and channel switches, each of which is made of series-connected variable-value sensors, a regulator, an electro-hydraulic slide valve and an actuator 2. The use of a known device allows shorten by 30-40% the time of troubleshooting and their elimination when setting up automated earth-planning ma Institute directly on site. Achieving this effect is due to the fact that with the help of this device, the operator gets the opportunity, not exit from the cab, to switch elements of the system to the control or operation mode and, therefore, localize the faulty area. However, the known device does not make it possible to measure the delay time of a signal in individual components of the system, which reduces the tuning accuracy. The aim of the invention is to improve the accuracy of tuning the control system by taking into account the signal delay time. This goal is achieved by the fact that the control device of the automatic control system of the earth-moving machine, including an indicator and a trans; The control channel switches, each made of series-connected variable-value sensors, a regulator, an electro-hydraulic slide valve and an actuator, are provided with a stable voltage source connected to the on-board network voltage divider and series-connected addition logic unit, switching elements and generator a sawtooth voltage, wherein the regulator output of each control channel is connected via a first channel switch to the input of a logic block th adder and the input of the regulator via the second channel switch - a voltage divider network board, wherein the switching element is connected to a source of stable voltage and the sawtooth generator - a second channel selector and indicator. FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device; in fig. 2 shows an example of its concept. The automatic control device of the earthmoving machine includes a channel 1 controlling the angular position of the working body (Fig. 1), which includes an adjustable sensor 2 connected to one of the inputs of the amplifier 3, the output of which is connected to the input of the regulator 4 connected through an electrohydraulic actuator 5 the actuator of the angular position 6 of the working body 7, as well as the channel 8 controlling the position 6 of the working body 7, as well as the channel 8 controlling the elevation position of the working body 7, including similar items 2-6 with similar links. The control loops for the high and angular positions of channels 1 and 8 are connected to a control signal delay meter 9, which includes a stable power supply 10 connected to the on-board network switch 12, which is also connected to the outputs of each comparison amplifier through a voltage divider 11. 3 channels 1 and 8, a switch 13 channels connected to the output of the controller 4 of each of the channels 1 and 8 and to the inputs of the adding unit 14, the output of which is connected to the input of the switching element 15, the second input of which is also It is connected to a stable power source 10. The output of the switching element 15 is connected to the input of the sawtooth voltage generator 16, to the output of which the voltage indicator 17 is connected. FIG. 2 shows an example of the implementation of the electrical circuit diagram of the delay time meter 9. The voltage of the on-board network is fed to a stable power supply 10, for example, a parametric voltage regulator, and a voltage divider 11. The switch 12 is connected to the voltage divider 11 with its middle contact, and the extreme contacts to the channels. 1 and 8. Switch 13 is connected, with channels 1 and 8, and through block 14 of logic addition (for example, a diode logic circuit) to the input of switching element 15 (relay). The switching element 15 supplies power from a stable power source 10 to a sawtooth voltage generator 16, to the output of which a voltage indicator 17 is connected (for example, a voltmeter).

В процессе нормальйой эксплуатации системы происходит изменение параметров элементов системы и вследствие этого изменение качественных показателей ее работы. В частности, происходит изменение времени задержки прохождени сигналов управлени по цепи: датчик регулируемой величины - исполнительный механизм. При необходимости измерить врем задержки в регул торе необходимо переключатели 12 и 13 поставить в положение, при котором измеритель времени присоединен к входу и выходу регул тора 4 провер емого канала.In the process of normal operation of the system, the parameters of the system elements change and, consequently, the quality indicators of its operation change. In particular, there is a change in the delay time of the passage of control signals through the circuit: the variable-value sensor is an actuator. If it is necessary to measure the delay time in the controller, the switches 12 and 13 should be placed in a position in which the time meter is connected to the input and output of the controller 4 of the channel being tested.

Принцип действи системы угловой стабилизации канала 1 и высотной стабилизации канала 8 аналогичен - при отклонении системы от положени равновеси датчик 2 выдает сигнал, пропорциональный этому отклонению, который преобразуетс в регул торе 4 в релейньш сигнал необходимого знака и мощности и включает электрогидравлический золотник 5, который, в свою очередь, включает исполнительный механизм 6. Когда оба канала включены и наход тс в положении равновеси , посто нное напр жение подаетс на вход регул тора 4 через переключатель 12 одного из каналов и одновременно на вход генератора 16 пилообразного напр жени через переключающий элемент 15. После по влени на входе генератора посто нного напр жени на его выходе по вл етс линейно нарастающее напр жение , причем скорость изменени этого напр жени пропорциональна времени.The principle of the system of angular stabilization of channel 1 and altitude stabilization of channel 8 is similar - when the system deviates from the equilibrium position, sensor 2 outputs a signal proportional to this deviation, which is converted in controller 4 into a relay signal of the required sign and power and includes an electro-hydraulic slide 5, in turn, turns on the actuator 6. When both channels are turned on and in the equilibrium position, a constant voltage is applied to the input of the regulator 4 through the switch 12 From the channels and at the same time to the input of the sawtooth voltage generator 16 through the switching element 15. A linear voltage increases at the input voltage of the dc generator at its output, and the rate of change of this voltage is proportional to time.

Напр жение, поданное на вход регул тора 4, по вл етс на его выходе не сразу , а после определенного времени, характеризующего задержку на включение. Как только на выходе регул тора 4 по витс напр жение, оно через переключатель 13 и блок логического сложени включает переключающий а1емент 15, который размыкает переключатель, и тем самым прекращаетс рост напр жени на выходе генератора. Величина напр жени на выходе генератора характеризует врем , прощедщее от момента по влени сигнала на входе регул тора 4 до момента по влени сигнала на его выходе.The voltage applied to the input of the controller 4 appears at its output not immediately, but after a certain time characterizing the turn-on delay. As soon as the output of the regulator 4 by Vits voltage, it switches the switching element 15 through the switch 13 and the logic addition unit, which opens the switch, and thus the voltage growth at the generator output stops. The magnitude of the voltage at the output of the generator characterizes the time that is generous from the time the signal appears at the input of the regulator 4 to the time the signal appears at its output.

Таким же образом провер етс врем задержки на включение регул тора 4 другого канала. Измен етс при этом только положение переключателей 12 и 13 каналов . Врем задержки сигнала в цепи регул тора используетс затем дл проверки времени прохождени сигнала по цепи датчик - исполнительный механизм. Дл осуществлени этой проверки переключатель необходимо подключить к выходу регул тора 4 канала 1, а переключатель 12 - к входу регул тора канала 8. После того как сигнал будет подан на вход регул тора 4 канала 8, через определенное врем задержки включаетс исполнительный механизм канала 8 и вследствие этого измен етс высотное положение рабочего органа. Так как изменение высотного положени в данном устройстве неизбежно приводит к изменению его углового положени , то через определенное врем , равное времени прохода обеими системами зоны нечувствительности, по вл етс сигнал на выходе датчика 2 канала 1, и следовательно , на выходе регул тора 4 канала I. Сигнал на выходе регул тора 4 канала 1 через переключатель 13, блок 14 логического сложени разомкнет и переключающий элемент 15, и на выходе генератора 16 фиксируетс линейно нарастающее напр жение , которое по вл етс на его входе в момент подачи напр жени на в.ход регул тора 4 канала 8. Это напр жение пропорционально времени задержки сигнала в цепи регул тор - исполнительный механизм канала 8 - перемещение рабочего органа по высоте и углу - регул тор 1 канала.In the same way, the delay time for switching on the regulator 4 of another channel is checked. Only the position of the switches 12 and 13 channels changes. The delay time of the signal in the regulator circuit is then used to check the signal transit time through the sensor-actuator circuit. To perform this test, the switch must be connected to the output of controller 4 of channel 1, and switch 12 to the input of channel regulator 8. After the signal is fed to the input of controller 4 of channel 8, after a certain delay time, the actuator of channel 8 is turned on as a result, the elevation position of the implement is changed. Since a change in the height position in this device inevitably leads to a change in its angular position, after a certain time, equal to the time of passage of the deadband by both systems, a signal appears at the output of the sensor 2 of channel 1, and therefore at the output of the regulator 4 of channel I The signal at the output of the regulator 4 of channel 1 through the switch 13, the logic addition unit 14 will open the switching element 15, and at the output of the generator 16 the ramp voltage that is detected at its input at the moment of voltage is applied to the input of the regulator 4 channel 8. This voltage is proportional to the signal delay time in the circuit controller - channel 8 actuator - movement of the working body in height and angle - channel 1 controller.

Врем задержки регул тора 1 канала известно из предыдущих измерений. Врем прохождени рабочим органом зоны нечувствительности измер етс секундомером или вычисл етс аналитически по известной скорости перемещени исполнительного механизма (заранее), тогда врем задержки по цепи датчик - исполнительный механизм равно измеренному времени минус .врем задержки регул тора 4 канала 1 и минус врем прохождени рабочим органом зоны нечувствительности из положени равновеси .The delay time of the channel 1 controller is known from previous measurements. The transit time of the deadband is measured by a stopwatch or calculated analytically from the known speed of the actuator (in advance), then the delay time in the sensor-actuator circuit is equal to the measured time minus the delay time of the regulator 4 of channel 1 and minus the transit time of the operating member deadband from equilibrium position.

Если измеренные значени величины задержки не соответствуют требуемым, то это свидетельствует о необходимости настройки системы путем настройки или ремонта того элемента, задержка сигнала в котором не соответствует норме.If the measured values of the delay value do not correspond to the required ones, then this indicates the need to tune the system by adjusting or repairing that element, the signal delay in which is not normal.

Экономический эффект изобретени определ етс тем, что применение предлагаемого устройства позвол ет оперативно реагировать на изменение точности работы системы и тем самым уменьшать количество бракованных дрен.The economic effect of the invention is determined by the fact that the use of the proposed device allows us to quickly respond to changes in the accuracy of the system and thereby reduce the number of rejected drains.

Claims

CONTROL DEVICE FOR THE AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE EARTHING MACHINE, including an indicator and control channel switches, each of which is made of series-connected sensors of adjustable size, a regulator, an electro-hydraulic spool and an actuator, characterized in that, in order to increase the accuracy of tuning the control system by taking into account the delay time signal, the device is equipped with a stable voltage source connected to the voltage divider of the onboard network, and a follower but connected by a logical addition unit, a switching element and a sawtooth voltage generator, while the output of the controller of each control channel through the first channel switch is connected to the input of the logical addition unit,. and the controller input through the second channel selector is connected to the voltage divider of the on-board network, the switching element being connected to a stable voltage source, and the sawtooth generator to the second channel switch and indicator.