SU1704665A1 - Устройство дл автоматического регулировани технологического процесса сельхозмашины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскохоз йственному машиностроению, а именно к устройствам регулировани  технологического процесса на мобильных сельскохоз йственных машинах, таких, например, как се лка, почвообрабатывающа  фреза и других машинах , где используютс  датчики параметров технологического процесса, имеющие частотный выход. Цель изобретени  - повышение точности регулировани  и упрощение устройства. Устройство содержит два импульсных датчика 1,2, выход первого датчика 1 подключен к входу блока 5 управлени . Выход второго датчика 2 через триггер 19 соединен с входом формировател  управл ющих сигналов. Счетный вход реверсивного счетчика соединен с выходом блока управлени , а его выход подключен к входу формировател  10 управл ющих сигналов. выходы которого через сигнализатор 21 режима работы подключены к входам исполнительного механизма 22. На вход блока 5 управлени  поступают сигналы с частотой высева сем н, а на вход триггера 14 - с частотой вращени  колеса. С выхода реверсивного счетчика 4 информаци  о соотношении этих параметров поступает на вход сигнализатора 21 режима работы, который воздействует на электродвигатель 24. управл ющий заслонкой магистрали питани  гидромотора вала высевающего аппарата се лки. 3 з.п.ф-лы. 4 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к сельскохоз йственному машиностроению, а именно к устройствам регулировани  технологического процесса на мобильных сельскохоз йственных машинах, таких, например, как почвообрабатывающа  фреза, се лка и других машинах, где используютс  датчики параметров технологического процесса, имеющие частотный выход. Применительно к се лке такими датчиками  вл ютс  датчик высева, частота импульсов на выходе которого пропорциональна количеству высеваемых в единицу времени сем н, и датчик

частоты вращени  колеса се лки, на выходе которого число импульсов в единицу времени характеризует скорость движени  се лки . На почвобрабатывающей фрезе частотными датчиками  вл ютс  датчики оборотов фрезерного барабана и опорного колеса почвообрабатывающего агрегат.-i.

Цель изобретени  - повышение точности регулировани  и упрощение устройства.

На фиг. 1 показана схема устройства автоматического регулировани  (показан пример использовани  предложенного устройства в составе посевного агрегата дл 

vj о о о ел

регулировани  нормы высева); на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу схемы,

Устройство содержит первую входную шину (Вх.1), к которой подключен выход импульсного датчика 1, и вторую входную шину (Вх.2), соединенную с выходом импульсного датчика 2. Датчик 1  вл етс  датчиком высева, например фотоэлектрического типа. Частота импульсов на выходе датчика 1 характеризует число сем н, высе- .вэемых в единицу времени. Датчик 2  вл етс  датчиком оборотов колеса се лки. В состав устройства входит также реверсивный счетчик 3, к входам записи которого (входы Di-Dn) подключен задатчик 4 параллельного кода. На зэдатчике 4 оператор с помощью переключателей (на фиг. 1 не показаны ) устанавливает код в соответствии с требуемой нормой высева. К первому входу счетчика 3 (вход С) подключен выход блока 5 управлени , в состав которого вход т элементы И-НЕ 6-8 и управл емый импульсный генератор 9. К первому входу блока 5 (это вход элемента 8) подключена шина Вх.1. соединенна  с датчиком 1. Второй вход блока 5 (это вход элемента 6) соединен с выходом счетчика 3 и первым входом формировател  управл ющих сигналов 10, в состав которого входит триггер 11, элементы И-НЕ 12 и 13, элементы ИЛИ-НЕ 14, .15 и инверторы 16 и 17.

Второй вход формировател  10 (это вход R триггер 11) и второй вход счетчика 3 (вход V) через дифференцирующую цепь 18 подключен к первому выходу триггера 19 (выход Q). Второй выход триггера 19 (выход Q) соединен с третьим входом формировател  10 (это входы элементов 12,13) и управл ющим входом генератора 9. Первый вход триггера 19 (вход С) соединен с шиной Вх.2. Второй вход триггера 19 (вход S) подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20. входы которого соединены с входами формировател  10.

Первый и второй выходы формировател  10 соединены с входами сигнализатора 21 режима работы. Выходы сигнализатора 21  вл ютс  выходами устройства (шины Вых.1 и Вых.2). Шины Вых.1 и Вых.2 соединены со входами исполнительного механизма 22, в состав которого входит ключевой усилитель 23 мощности, нагруженный на электродвигатель 24 с встроенным редуктором (на фиг. 1 редуктор не показан). Вал редуктора поворачивает заслонку в магистрали питани  гидромотора, вращающего вал высевающего аппарата се лки (на фиг, 1 эти элементы не показаны). Исполнительный механизм 22 имеет концевые контакты

25 и 26, срабатывающие при установке регулирующей заслонки в крайние положени . В состав сигнализатора 21 вход т два резисторных делител  на элементах 27-30,

три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 31-33, доа светодиодных индикатора на элементах 34-41 и звуковой излучатель 42. Питание всех узлов устройства осуществл етс  от шин 43 и 44 источника посто нного тока.

0 Устройство работает следующим образом .

На вход блока 5 через шину Вх.1 датчика 1 поступают импульсы с частотой высева сем н (Ui на фиг. 2). На вход с триггера 19

5 через шину Вх.2 поступают импульсы с датчика 2 с частотой вращени  колеса се лки (1/2 на фиг. 2), причем частота на выходе датчика 2 ниже частоты на выходе датчика 1.

0 . Требуемое соотношение частот на выходах датчиксз 1 и 2, которое определ етс  нормой высева, дл  выбранного режима работы се лки, устанавливаетс  оператором на задатчике 4 с помощью переключателей

5 (не показаны).

В результате этого на выходных шинах эадатчика 4 формируетс  код начальной установки счетчика 3 в виде некоторого числа N. При отсутствии сигнала на выходах фор0 мировател  10 сигнал логического нул  через элемент 20 поступает на вход S триггера 19 (U20 на фиг. 2). Поэтому очередным импульсом , приход щим с выхода датчика 2 в момент времени ti на вход триггера 19 от

5 переключател , на его перерм выходе (выход Q) устанавливаетс  сигнал логической единицы (U19 на фиг. 2), которым разрешает прохождение импульсов от датчика 1 через элемент 8. По переднему фронту выходного

0 импульса триггера 19 ма выходе дифференцирующей цепи 18 формируетс  короткий импульс (U18 на фиг. 2), которым в счетчик 3 заноситс  число N, установленное на задатчике 4, а триггер 11 устанавливаетс  в ис5 ходное состо ние. Сигналом логического нул  с второго выхода триггера 19 (Uni на фиг, 2) блокируетс  работа генератора 9 (Ug на фиг. 2) и запрещаетс  прохождение сигналов через элементы 12 и 13. В этом режи0 ме работы сигнал логической единицы с выхода элемента 6 разрешает прохождение импульсов через элемент 7 (Uy на фиг. 2). Поэтому импульсы выхода датчика 1 проход т на вход счетчика 3 и уменьшают его

5 содержимое, так как на управл ющий вход счетчика 3 (вход ± 1)с выхода инвертора 16 поступает уровень логического нул  и счетчик 3 работает в режиме вычитани .

В момент времени t2 триггер 19 вновь перебрасываетс  импульсом с выхода датчика 2. Если соотношение частот на пыходах датчиков 1 и 2 меньше заданного, то за интервал времени ti-t2 в счегчик 3 проходит число импульсов, равное NI. причем NI N

Число NI характеризует отношение часто- ты импульссв на выходе датчика 1 к частоте на выходе датчика 2, С другой стороны это число характеризует текущее значение нормы высева. Таким образом, в счетчике 3 к моменту времени t2 будет зафиксировано число (N-Ni), характеризующее отклонение фактической нормы высева от заданной. В момент времени t2 на управл ющий вход генератора 9 поступает сигнал логической единицы (Uig). поэтому он начинает генери- ровать импульсы с периодом Т (Ug на фиг. 2), которые через элементы б и 7 поступают на счетный вход счетчика 3. При этом элемент 8 дл  импульсов датчика 1 заперт сигналом логического нул  с первого выхода триггера 19 (Dig). Кроме того, в момент времени t2 сигналом Uig открываютс  элементы 12 и 13 дл  прохождени  сигналов с выходов триггера 11 и на выходе элемента 15 устанавливаетс  сигнал логической еди- ницы (U is на фиг. 2). Этот сигнал, пройд  через элемент 20 на вход S триггера 19, удерживает его в состо нии 1. преп тству  тем самым переключению его импульсами с выхода датчика 2. На выходе элемента 14 сохран етс  сигнал логического нул  (U и на фиг. 2).

Когда от генератора 9 в счетчик 3 пройдет (N-Ni) импульсов, он устанавливаетс  в нулевое состо ние и сигналом логического нул  с выхода R (Уз на фиг. 2) прекращает прохождение импульсов от генератора 9 через элемент 6. Этот же сигнал с выхода R счетчика 3 через инвертор 17 воздействует на входы элементов 14 и 15. в результате чего на выходе элемента 15 устанавливаетс  сигнал логического нул  (Uis на фиг. 2).

Таким образом, когда соотношение частот на выходах датчиков 1 и 2 меньше заданного , на входе элемента Сформируетс  управл ющий импульс длительностью г. Длительность управл ющего импульса пропорциональна отклонению фактического отношени  входных частот от заданного, установленного на задатчике 4. так как г -()T. Управл ющий импульс с выхода элемента 15 через резистор 27 и контакт 26 поступает на вход усилител  23. Вследствие этого двигатель 24 воздействует на регулирующую заслонку, и скорость вращени  гидромотора и вала высевающего аппарата се лки увеличиваетс , благодар  чему устран етс  отклонение нормы высева от заданного значени , установленного на

задатчике 4. В момент оремени 1з приходит следующий импульс и процессы продолжаютс  аналогичным образом.

Если соотношение частот на выходах датчиков 1 и 2 больше, чем установленное на задатчике 4 число N, то за врем  между двум  входными импульсами (интервал 14- 1б) в счетчике 3 проходит N2 импульсов, причем N2 N (фиг, 3). В этом случае в момент времени ts содержимое счетчика 3 становитс  равным нулю. Поэтому на его выходе R формируетс  импульс (Ua на фиг. 3), передним фронтом которого в триггер 11 записываетс  сигнал логической единицы. В момент времени te входным импульсом датчика 2 переключаетс  триггер 19 и счет импульсов от датчика 1 прекращаетс . На интервале времени в счетчик 3 прошло () импульсов. В тот же момент tf, на выходе элемента 14 и выходе инвертора 16 устанавливаетс  сигнал логической единицы , которым счетчик 3 переводитс  в режим суммировани  импульсов, поступающих на его вход С. На интервале te-t идет счет импульсов от генератора 9. Когда в счетчик 3 пройдет (N2-N) импульсов, он устанавливаетс  в нулевое состо ние (Уз на фиг. 3) и элемент б прекращает пропускать импульсы от генератора 9. Поэтому счет импульсов прекращаетс , а на выходе элемента 14 заканчиваетс  формирование импульса длительностью г ()T.

Когда соотношение частот на выходах датчиков 1 и 2 равно заданному, переключение триггера 19 происходит в момент, когда на выходе счетчика 3 есть сигнал логического нул . В этом случае на выходах формировател  10 также сохран етс  сигнал логического нул , что соответствует работе се лки в номинальном режиме (фиг. 4).

При работе устройства в описанных режимах на выходе элемента 31 сохран етс  сигнал логического нул  и звуковой излучатель 42 включен. Наличие управл ющих сиг- налов на выходах формировател  10 контролируетс  по светодиодам 34 и 38.

Если под воздействием возмущающих факторов отклонение нормы высева достигает таких больших значений, что регулирующа  заслонка достигает одного из ограничительных упоров, то сработает один из концевых контактов 25 или 26. В этом случае управл ющий сигнал отключитс  от входа усилител  23, двигател  24 остановитс  и автоматическое регулирование нормы высева прекратитс . Дл  по снени  работы устройства в таком режиме рассмотрим конкретную ситуацию.

Пусть, например, из-за увеличени  скорости движени  се лки норма высева

уменьшилась настолько, что регулирующа  заслонка достигла левого упора и сработал концевой контакт 26, который отключает управл ющий сигнал от входа усилител  23 и закорачивает резистор 28. В этом случае на выходе элемента 32 формируетс  логический ноль, а на выходе элемента 31 - логическа  единица, которой включаетс  звуковой излучатель 42. Звуковой сигнал информирует механизатора о том, что исполнительный механизм находитс  на упоре и процесс автоматического регулировани  нормы высева нарушен. В этом случае требуетс  срочное вмешательство механизатора дл  устранени  причин, вызвавших нарушение процесса автоматического регулировани  нормы высева. Включенный светодиод 34 указывает на то, что необходимо уменьшить скорость движени  се лки, чтобы возобновилс  процесс автоматического регулировани  нормы высева.

При возникновении аналогичной ситуации , обусловленной существенным увеличением нормы высева, срабатывает концевой контакт 25, вследствие чего включаетс  звуковой излучатель и светодиод 38, указывающий на то, что необходимо увеличить скорость движени  се лки. После изменени  скорости се лки в соответствии с указанием светодиодных индикаторов устройство вновь переходит в режим автоматического регулировани  нормы высева без участи  механизатора. Таким образом, введение сигнализатора режима работы обеспечивает повышение точности поддержани  нормы высева благодар  своевременному информированию механизатора о нарушени х в работе устройства регулировани , кроме того, формируютс  световые сигналы, позвол ющие оперативно устранить возникшие нарушени .

Описанное устройство не содержит аналоговых блоков, что обеспечивает высокую стабильность и точность его работы в услови х изменени  окружающей температуры и других дестабилизирующих факторов, снижающих точность работы устройства автоматического регулировани .

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  автоматического регулировани  технологического процесса сельхозмашины , содержащее первую и вторую входные шины, реверсивный счетчик, выход которого подключен к первому входу формировател  управл ющих сигналов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  и упрощение устройства , в него введены элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, триггер, дифференцирующа  цепь, сигнализатор режима работы и блок управлени , выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика,

   первый вход упом нутого блока соединен с первой входной шиной, второй вход - с выходом реверсивного счетчика, третий вход - с первым выходом триггера и входом дифференцирующей цепи, выход которой под0 ключей к вторым входам счетчика и формировател  управл ющих сигналов, первый вход триггера соединен с второй входной шиной, а второй вход - с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй

   5 выход триггера соединен с четвертым входом блока управлени  и третьим входом формировател  управл ющих сигналов, первый и второй выходы упом нутого формировател  соединены с входами элемента

   0 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и входами сигнализатора режима работы, выходы которого  вл ютс  выходами устройства, при этом третий выход формировател  управл ющих сигналов подключен к третьему входу ре5 версивного счетчика.
2. 2. Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что блок управлени  содержит три элемента И-НЕ и управл емый генератор импульсов, выход которого соединен с пер0 вым входом первого элемента И-НЕ. выход упом нутого элемента соединен с первым входом второго элемента И-НЕ. а второй вход второго элемента И-НЕ подключен к выходу третьего элемента И-НЕ. при этом

   5 первый вход третьего элемента И-НЕ  вл етс  первым входом, а второй вход первого элемента И-НЕ - вторым входом блока управлени , второй вход третьего элемента И-НЕ  вл етс  третьим входом, а управл ю0 щий вход генератора импульсов - четвертым входом блока управлени , выход второго элемента И-НЕ  вл етс  выходом блока управлени .
3. 3. Устройство по п. 1,отличающее- 5 с   тем, что формирователь управл ющих сигналов содержит два элемента И-НЕ, два элемента ИЛИ-НЕ, два инвертора и триггер, выходы которого соединены с первыми входами элементов И-НЕ, выходы упом нутых 0 элементов подключены к первым входам элементов ИЛ И-НЕ, вторые входы которых соединены с выходом первого инвертора, а вход второго инвертора подключен к выходу первого элемента И-НЕ, при этом тактовый 5 вход триггера, объединенный с входом первого инвертора,  вл етс  первым входом, а установленный вход триггера - вторым входом формировател  управл ющих сигналов, вторые входы элементов И-НЕ объединены и  вл ютс  третьим входом, а выход второго

   инвертора служит выходом формировател  управл ющих сигналов.
4. 4. Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что сигнализатор режима работы содержит два резисторных делител , три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. два светодиодных индикатора и звуковой излучатель , вход которого через первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выхо0

   дам второго и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. а входы этих элементов подключены соответственно к входам и еы- ходам реэисторных делителей, при этом светодиодные индикаторы подключены к входам реэистивных делителей, которые  вл ютс  входами сигнализатора режима работы , а выходы реэистивных делителей служат выходами устройства.

   .al

   J

   ;in «ii

   3L

   | Г1 щ/1|П1111П1П1цщШ{|-и-MI

   . r --..--(.... ..

   ML..... Ш1Г п

   ™1ЛШШ/IfUlfl/ ШШ1ППГ rn inniii jiiiiiiiiimiiiiL -9f . ...J rTp----4i-ri

   ......j; L... . i;n

   .. J 6 n in: . „ „. .in -in

   ......Jl...y.JL.. .. n

   шш шшш

   и m

   in.

   /jn

   П i H

   ;in «ii

   |МФ

   J

   I

   ;

   svri

   UQ

   n rT Пдшгтт--Ln/lJUITU Jn

   81П П1

   бП

   0rj

   ITn

   15tf

   огп

   Tn n

   ma

   шш

   jinnr

   ИШЯППГ

   1

   L.:ui

   .1

   Ue

   1Г

   uzjuum

   UiJUlT

   Jdr JTlUUUUliiiiiiiiiiiiiiii

   u u«i

   Ui

   UAA Uis

   Фиг.Т

   Ґ

   ллллллш