Диагностируемый электрогидравлический силовой следящий привод

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН(51)5 С 05 В 23/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТ Н АВТОРСКОМУ СВИ ый преобразовароаналогов тающий уси ский усили золотника сполнитель тания, ци тель, выч гидравлич положения питания,литель, электро тель с датчиком источник гидро шов,Б,Шатров и гидродвиганский Ф,Их поверхностроение,ед, Б.К,Че 6, кн.2,телеск истема ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ДИАГНОСТИРУН 1 Ь 1 И ЭПЕКТРОГИДРАВШЧВСКИй СШ 10 ВОЙ СЛВДЯЦИй ПРИВ 0 Д(57) Изобретение относится к электрогидравлическим следящим приводам(ЭГСП) общего назначения, имеющимвстроенный автоматизированный контроль и средства диагностирования ипредназначенным для использования.в роботах, манипуляторах, радиотелескопах и других автоматических системах. Цель изобретения - обеспечениеавтоматического поиска неисправностейэлементов ЭГСП, Диягностируемый электрогидравлический силовой следящийпривод содержит цифровой программнозадающий и анализирующий блок с пультом оператора, циАровой блок вычиИзобретение относится к элек гицравлическим следящим привода (ЭГСП) общего няэнячения, имеющ встроенный автомятизировянный к тель с датчиком перепада давления,нагрузку с датчиком скорости и датчиком положения, запоминающий блок,гидравлическое устройство стопорениянагрузки, блок Формирования тест-сигналов, блок согласования и коммутации, аналого-цифровой преобразователь. Привод может использоваться вдвух режимах: в режиме основной работы и в режиме автоматического тестконтроля. В последнем случае по сигналам анализирующего блока вначале проверяется электрическая часть привода,затем при застоиоренном приводе - гидравлическая часть привода и, наконец,путем совершения пробных движенийпри расстопоренной нагрузке бпределяются отдельные динамические характеристики. Контролируемые сигналыс различных элементов привода возвращаются в анализирующий блок и тамсравниваются с эталонными значениями.В случае обнаружения отказа контролируемого на данном шаге элемента ня пульте оператора дается о нем инмация. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. оль и средства диагностирования иредназначенным для использования роботах, мянипуляторях, рад пах и других автомятичс скихЦель изобретения - обеспечениеавтоматического поиска неисправностей элементов ЭГСП,На фиг, 1 приведена структурнаясхема диагностируемого электрогидравлического силового следящего привода;на фиг, 2 - блок-схема алгоритма проведения контроля и диагностированиянеисправных элементов привода, 10Диагностируемый электрогидравлический силовой привод содержит цифровой программно-задающий и анализирующий блок 1 с пультом 2 оператора,цифровой блок 3 вычитания, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, вычитающий усилитель 5 (функциональныевкодные усилители 5556, выходнойусилитель 5 з, элемент 5 о вычитания),электрогидравлический усилитель 6с датчиком положения золотника (усилитель б, датчик 6 положения золотника), источник 7 гщравлического питания,с датчиком давления (электродвигатель 7, гидронасос 7 е, блок 7включения, сеть переменного тока 7,клапан 7 з, датчик 76 давления), исполнительный гидродвигатель 8 с датчиком перепада давления (датчик 8перепада давления, гидродвигатель 8,30нагрузку 9 (объект 9 регулирования,датчик 9 скорости, цифровой датчик9 углового положения), запоминающийблок 10 с регистром 10 дискретныхкоманд и выходными усилителями 10,гидравлическое устройство 11 стопо 35рения нагрузки с двухпозиционным датчиком 11 положения. стопора (гидропривод стопора 11 о, распределитель11 з, электромагнит 11), блок 12 формирования. тест-сигналов (переключатель 12 ключи 12- 12, задатчики 12 -12 уровня сигнала, источники 12- 12 сигналов разного знакаили фазы), блок 13 согласования икоммутации (согласующие усилители 13,ключи 13-138), аналого-циФровой преобразователь (АЦП) 14. Цифровой программно-задающий и . анализирующий блок 1 наиболее удобно 50 реализуется на основе управляющей ЦВМ, которая в,режиме автоматизированного контроля и диагностирования работает по алгоритму, представленному на Фиг, 2. 55Задание режима работы ЦВИ и приво,ца осуществляется с пульта 2 оператором, На пульте располагаются также индикаторы для представления результатов диагностирования,Устройство работает следующим образом.Рассматриваемый электрогидравлический привод с пульта оператора может быть приведен в один из двух режимов - режим основной работы и в режим автоматического контроля.В режиме основной работы задающийсигнал, определяющий положение нагрузки (с необходимым ограничениемскорости его нарастания), задаетсяцифровым программно-задающим и анализирующим блоком 1 блоку 3 и далее через элементы 4,5 и 6 передается к исполнительному гидродвигателю 8, который приводит в движение нагрузку 9.Источник 7 гидравлического питанияпри этом включен (для чего блок 1 врегистр 10 записывает команду Кна включение источника 7), а нагрузкарасстопорена (устройство 11 стопорения аналогичным образом получает ко-.манду К из блока 10).Необходимая динамика работы привода (динамика наведения нагрузки взаданное положение) определяется обратными связями от датчиков 6,89 ,9 к элементам 3,5 в контуре привода. При этом сигналы от блока 1блоку 3, от датчика 9 блоку 3 в данном приводе передаются в цифровой форме, остальные сигналы аналоговые (постоянный ток разной полярности илипеременный ток с фазовым признаком.,Для перехода от цифровых сигналовк аналоговым используется ЦАП 4.В режиме автоматизированного контроля с пульта 2 оператора вводитсякоманда для реализации алгоритма пофиг,2, в соответствии с которым начинается последовательное формированиеблоком 1 команд для блоков 10 и 3 санализом получающегося состояния элементов привода, которое через элементы 13 и 14 передается блоку 1 и сравнивается там с известными эталоннымизначениями.Для получения высокой достоверности контроля он проводится в несколькоэтапов в определенной последовательности. В начале проверяется электронная часть привода без подачи гидравлического питания, затем проверяетсягидравлическая часть привода при застопоренной нагрузке (без ее перемещений) и, наконец, проверяются динд 1539729мические свойства привода путем контрольных движений нагрузки. Вначалеконтролю подвергается цифровой блок 3вычитания совместно с ЦАП 4. Для этого блок 1 в блок 1 О передает командуК, для подключения ЦАП 4 через усилитель 13, ключ 13,2, АЦ 11 14 к своему входу приема контрольных сигналови формирует тестовый код заданнойвеличины перемещения блоку 3. Этотсигнал, возвратившийся назад в блокпо цепи через элементы 3,4,13и 14, контролируется на допуск с эталонным значением, хранящимся в блоке 1 аПри нормальной работе элементов 3и 4 проверяется вычитающий усилитель 5. Вначале проверяется цепь сэлементами 5,5,5, для чего вблок 10 из блока 1 вводится команда К. При этом в блоке 13 срабатывает ключ 13, и выход усилителя(точки а, Б на выходах элемента 5)подключается через бЛок 13 к блоку1 для контроля, При этом в блок 3по-прежнему дается тестовый код заданной величины перемещения.Работоспособность вычитающегоусилителя 5 по входам через элементы 54,5 з,5 ь проверяется путем последовательной подачи на них тестовых сигналов с блока 12 через ключи 12 а, 12.,12, (по командам К,К,Кз от блок 10), Команда Кв для подключения выхода вычитающего усилителя к АЦ 11 14 для анализа сохраняетсявместе с командами КК,Кь, При необходимости изменения полярности илиФазы сигнала (в зависимости от видаусилителя) имеется команда К 4, которая управляет переключателем 12,.В случае положительных результатов предыдущих проверок осуществляется проверка гидравлической частипривода, В блок 10 вводится команда Кь на включение источника 7 гидравлического пити ия и Кт на включение устройства 1 стопорения нагрузки. По команде К(для ключа 13)датчик 7 ь давления подключается через АЦ 11 14 к блоку 1, где проводитсясравнение величины давления с эталонным значением,Затем проверяются датчики положения золотника и перепада давления(бр и 8), для чего на вход блока 3подается тестовый код, а датчйки подключаются для контроля к блоку 110 15 20 25 30 35 40 45 50 55 через блок 13 командами К и КоПри этом вследствие застопоренной нагрузки датчик 8 должен показать рабочее давление источника 7 гидравлического питания, и золотник перемещается (датчик 6) на величину, пропорциональную тестовому коду, поданному на вход блока 3. Последнее свидетельствует и об исправности электрогидравлического усилителя 6 в целом,В заключение проверяются некоторые динамические свойства привода.На вход блока 3 подается код исходного положения (нулевого), а на устройство 11 стопорения - команда Кна освобождение нагрузки (выключениестопорения). Застопоренное или расстопоренное состояние нагрузки контролируется блоком 1 по получении сигнала от контактного датчика 11 через блок 13, на который подается команда Кщ, Вследствие использованияв цепи от датчика 11 я усилителя 131с дифференциальными входами (т.е.один из них инвертирующий) блок 1 че-рез ключ 13 получает положительныйсигнал при расстопоренном положениипривода и отрицат ельный при застопоренном,После получения подтверждения орасстопоренном положении привода блок1 для блка 3 начинает Формироватькоды, соответствующие командам надвижение нагрузки 9 с постоянной скоростью. Величина скорости, измереннаядатчиком 9, через блок 13 (ключ 13)возвращается в блок 1 для сравнения(блоком 10 для блока 13 формируетсякоманда Ка.).Следующим шагом является проверкадинамической ошибки, для чего команда К е сменяется командой К , в результате сигнал рассогласования с выхода ЦАП 4 проводится через блок 1.3,АЦП 14 к блоку 1 и сравнивается тамс эталонным значением,Контроль заканчивается установкойпривода в исходное (нулевое) положение,Если в процессе одной из выше перечисленных проверок обнаруживаетсяотказ или отклонение сверх допускаот контролируемой характеристикидальнейыий контроль прерывается, ана пульте оператора - указание наотказ конкретного блока (например,в виде номера отказа), При нормаль 1539729ном ходе контроля на пульте оператора имеется сообщение "Исправность привода".Весь цикл автоматического контроля укладывается в единицы минут, при высокой достоверности, что существенно повышает производительность работы обслуживающего персонала.10формула из о бр ет ения 1. Диагностируемый электрогидравлический силовой следящий привод, содержащий цифровой программно-задающий и анализирующий блок, с пультомоператора, цифровой блок вычитания,цифроаналоговый преобразователь,вычитающий усилитель, электрогидравлический усилитель с датчиком положения золотника, источник гидравлического питания с датчиком давления иисполнительный гидродвигатель с датчиком Перепада давления, выходноезвено исполнительного гидродвигателя 25соединено с нагрузкой, а также с входами датчика скорости и цифровогодатчика углового положения, выход которого подключен к входу вычитаемогоцифрового блока вычитания, вход умень-З 0шаемого которого подключен к выходууправляющего сигнала цифрового программно-задающего и анализирующегоблока, а выход через цифроаналоговыйпреобразователь - к вхоу уменьшаемо 35го вычитающего усилителя, двухполюсный выход вычитающего усилителя соединен с входом электрогидравлического усилителя, дифференциальный гидравлический выход которого связан 40трубопроводами с управляющим входомисполнительного гидродвигателя, выходы датчика положения золотника, датчика скорости и датчика. перепада давления подключены к соответствующимпервым вычитающим входам вычитающегоусилителя, выход источника гидравлического питания связан трубопроводомс входом гидропитания электрогидравлического усилителя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения автоматического поиска неисправностей, в электрогидравлическийсиловой следящий привод введены запоминающий блок, блок Формирования55тест-сигналов, блок согласованияи коммутации, аналого-цифровой преобразователь и гидравлическое устройство стопорения нагрузки с двухпозиционным датчиком положения стопора,вход запоминающего блока подключенк выходу дискретных команд цифровогопрограммно-задающего и анализирующего блока, выходы разрядов запоминающего блока подключены соответственно к входу включения источника гидравлического питания, входам включения и выключения гидравлического устройства стопорения нагрузки, к входамзапуска с первого по четвертый блока формирования тест-сигналов и с первого по седьмой коммутирующим входам блока согласования и коммутации, выход которого через аналого-циФровой преобразователь соединен с входом приема контрольных сигналов цифрового программно-задающего и анализирующего блока, сигнальные выходы блока формирования тест-сигналов подключены к соответствующим вторым вычитающим входам вычитающего усилителя, информационные первый - пятый входыблока согласования и коммутации связаны соответственно с выходом цифроаналогового преобразователя, выходом датчика положения золотника, выходомдатчика перепада давления, выходомдатчика скорости и выходом датчикадавления источника гидравлическогопитания, а информационные первый ивторой дифференциальные входы блокасогласования и коммутации подключенысоответственно к двухполюсному выходу электронного усилителя-сумматора и двум выходам двухпозиционного датчика положения стопора гидравлического устройства стопорения нагрузки, питающий вход которого соединен трубопроводом с выходом источника гидравлического питания.2. Привод по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок формирования тест-сигналов содержит три ключа, переключатель, три задатчика уровня сигнала и два источника сигналов, выходы которых подключены соответственно к информационным входам переключателя, соединенного выходом с входами задатчиков уровня сигналов, выходы которых подключены .соответственно к информационным входам первого - третьего ключей, выходы которых образуют сигнальные выходы блока, а управляющие входы переключателя и первого - третьего ключей образуют соответственно с первого по четвертый входы запуска блока.3. Привод по и. 1, о т л и ч а ю-, щ и й с я тем, что блок согласования и коммутации содержит семь входных усилителей, два из которых имеют дифференциальные входы, образующие информационные первый и второй дифференциальные входы блока, входы остальных усилителей образуют информационные первый - пятый входы блока,выходы усилителей связаны с соответствующим информационным входом семи ключей, выходы которых объединеныи подключены к выходу блока, а управляющие .входы ключейобразуют соответственно семь управляющих входовблока.1539729 йюиееиаа 6 праут аиЮиюи юыаи аю моррюдеав араЬЮцеи гюле Юи кианг, идут аа ВР юа ЗЕЮ,1 ь В.Ивановлийнык остави ехред Л едакто Кравцо Киитулин орре тиям при ГКНТ СССР4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Заказ 217 ВНИИПИ Государственного 113035, Тираж б 48 Подписи митета по изобретениям и отк сква, Ж, Раушская наб., д