Устройство для управления дискретным приводом

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциалнстическикРеспублик(53)М. Кл,С 05 В 11/26 3 ЪеудардиикьВ 1 квеутет СССР аф делам кзеВретеккк к открыткк(71) Заявитель ожныи инс УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИСКРЕТНЫМ ПРИВОДОМ Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах цифрового управления,Известно устройство управлениядискретным абсолютным приводом вдвоичном коде, содержащее последовательно соединенные цифровую управляющую машину (ЦУМ) и распределитель,в котором двоичный код преобразуетсяв двоично-десятичный кодовый сигнал,распределенный по каналам привода,В приводе кодовый сигнал преобразуют в аналоговый в виде перемещениярабочего органа, Задающий сигнал на35привод поступает в параллельном коде,цто исключает задержку по времени 11Недостатком этого устройства является ограниченная точность, обус-ловленная максимально допустимым числом разрядов привода. Уже при 7-8разрядах (128-256) дискретных положений привода распределитель стано-вится громоздким и ненадежным, так как золотник младшего разряда имеет 128-256 поясков. Ори 10- 14 раз. рядах управления приходится переходить к бодее сложному двухотсцетному приводу. Кроме того, при большом числе разрядов требуется много каналов управления приводом, что также является существенным недостатком,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления дискретным приводом, содержащее последова" тельно соединенные задатцик и срав" нивающее устройство и последовательно соединенные устройство сокращения кода и распределитель 123.Однако известное устройство для управления отличается недостаточно быстрой передачей и преобразованием задающего сигнала, Этот недостаток обусловлен тем, что задающий сигнал на привод поступает последовательно (импульс за импульсом), что приводит к значительному запаздыфРаспределитель б,преобразует и- разрядный параллельный кодовый сигнал в двоично-десятичный, распределенный по каналам дискретного привода, Привод преобразует поступивший сигнал управления, соответствующий ограниченному по амплитуде приращения входному сигналу в сокращенном коде, в перемещение своего исполнительного органа на соответствующую величину. 3 93024,ванию по времени нарастания синхронизирующего (крутящего) момента,Так, например,. при двенадцатитактной схеме управления синхронизирующий момент достигает своего максимального значения только через триимпульса. Это приводит к снижениючастоты приемистости, ухудшению дина"мических характеристик. При использовании гидравлического шагового 16привода поступление задающего сигнала в виде последовательности импульсов резко снижает частоту приемис". тости (150 имп/с), так как времякоммутации гидравлических распределителей велико, а следовательно, велик и цикл отработки каждого импульса,Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.20Поставленная цель достигаетсятем что известное устройство содержит последовательно соединенные ограничитель амплитуды приращения, сумматор и запоминающее устройство,выход которого соединен со втоРыми входами сравнивающего устройства и сумматора, выходом . подключенного ко входу устройства и сумматора, выходом подключенного ко входуустройства сокращения кода, а выход сравнивающего устройства подключен ко входу ограничителя амплитудыприращения.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для управления дискретным приводом; на Фиг.2 схема управления дискретным электрогидравлическим приводом,Устройство содержит последовательно соединенные циФровую управляющую4 фмашину (не указана), задатчик 1, сравнивающее устройство 2 (СУ), ограничитель амплитуды приращения 3 (ОАП),сумматор 4, последовательно соединенные устройство сокращения кода 5(УСК) и распределитель б (Р), которыйсоединен с каналами управления дискретного привода, запоминающее устроиство 7 (ЗУ), выход которого соединен со вторыми входами сравнивающего устройства 2 и сумматора 4. ВБ 1 ход сумматора Ч подключен ко входуустройства сокращения кода 5.Работа устройства для управлениязаключается в следующем,55Входной сигнал в данном такте сциФровой управляющей машины в видеи- разрядного параллельного двоич 5 4ного кода поступает в сравнивающееустройство 2, где его сравнивают сограниченным по амплитуде приращения входным сигналом в предыдущемтакте, который поступает с выходазапоминающего устройства 7. Сигналразности с выхода сравнивающегоустройства 2 подают на ограничитель3, где его ограничивают по амплитудедо величины п 1, равной где и 1- число разрядов двоичного кода на входе распределителя б.Ограничение по амплитуде необходимо для того, чтобы одновременное изменение сигнала на привод не превышало щ единиц младшего разряда двоичного кода, В противном случае произойдет сбой в работе привода,Сигнал с выхода ограничителя 3 подают в сумматор 4, где его алгебраически суммируют с сигналом на выходе запоминающего устройства 7. Суммарный сигнал на выходе сумматора Й соответствует входному сигналу, приращение которого по сравнению с сигналом в предыдущем такте ограничено и разница не превышает щ единиц младшего разряда. Сигнал на вы"- ходе сумматора 4 в и-разрядном коде поступает на вход запоминающего устройства 7, в котором он запоминается и который будет для последующего такта сигналом в предыдущем такте. Сигнал с выхода сумматора Ч поступает также на вход устройства сокращения кода 5, который ограничивает число разрядов кода с и 1 до и, путем отбрасывания и- истарших разрядов, Устройство 5 представляет собойлинию, состоящую из п проводников соединенных одними концами с и О младшимй разрядами сумматора 5, а другими концами с п Разрядным входом распределителя б.245 6чее окно 18 с напорной гидролинией.Так как указанные рабочие окна 15перекрыты поясками 12 и 13 золотника 11, то гидролинии 9 и 10 гидро"двигателя 8 перекрыты и последний неподвижен.При поступлении входного сигналас ЦУИ, например сигнала 01000, последний преобразуется в устройстве управления в соответствии с рассмотренным способом следующим образом. Егосравнивает с и-разрядным. сигналомзапоминающего устройства 7 в предыдущем такте, который равен 00000. Полученнцй разностный сигнал 01000 ог И 1раничивают до 2 т 1 единиц млад-шего разряда . В данном случае прип=3 до трех единиц младшего разряда,т.е. до 00011. Ограниченный разностный сигнал 00011 складывают с сигналом в предыдущем такте 00000(00011+00000=0000) и подают в запо"минающее устройство, Полученный сум"марнцй сигнал в 5-ти разрядном коде 00011 поступает также в устройство сокращения кода 5, где его сокращают до 3-ех разрядного, отбрасыванием и - и О старших разрядов,т.е,5-3=2 старших разрядов. Полученныйтаким образом 3-ех разрядный сигналуправления, равный 011, подают наэлектромагниты 22 распределителя.При подаче на вход распределителясигнала О 1 золотники 19 и 20 младшего и среднего разрядов переместятся вправо. При этом со сливной гидролинией соединится четвертое слеварабочее окно 16,соответствующее:окно 15 и гидролиния 9 гидродвигателя. С напорной гидролиниейсоединитсявосьмое слева рабочее окно 16, соответствующее окно15 и гидролиния 10. Двигатель 8 будетповорачиваться, например, по часовойстрелке До тех пор, пока связанный с его рабочим органом 26 золотник ,своими поясками 12 и 13 не перекроет окна 15, сообщенные с напорной исливной гидролиниями, т.е. двигатель повернется на угол, соответствующий трем единицам младшего разряда. Допустим, что в следующем такте работы устройства управления входной сигнам с ЦУИ остался тем же и равен 01000. Этот сигнал сравнивают в сравнивающем устройстве с сигналом в предыдущем такте, равным 00011. Полученный разностный сигнал 01000-00011-;00101 ограничивают по ам 930Схема управления дискретнымэлектрогидравлическим приводом посредством предлагаемого устройствапредставлена на Фиг, 2. Схема состоит из привода и распределителя , 5на вход которого поступает сигналуправления в п- разрядном параллельном коде, с выхода устройства сокращения кода (устройство управления,кроме распределителя, не показано). 1 ОПримером управления предлагаемым устройством служит схема управления электрогидравлическим дискретным приводом (фиг. 2),Привод содержит гидродвигатель 8 5вращательного движения, сообщенныйгидролиниями 9 и 10 с поворотнымдросселирующим гидрораспределителем.Дросселирующий гидрораспределитель 20содержит золотник 11 с поясками 12и 13 и втулку 14 с рабочими окнами15, которые гидролиниями (каналами управления привода) сообщены с рабочими окнами 16 электрогидравлического распределителя 17 управляюще"го устройства, который, в свою.очередь, сообщен со сливной 18 гидролинией и через рабочее окно 19 .с напорной 20 гидролиней.Распределитель 17 щсодержит золотник 21 младшего разряда, золотник 22 среднего разряда,зо"лотник 23 старшего разряда. Золотники 21-23 .управляются электромагнитами 24, Золотник 11 кинематическисвязан связью 25 с рабочим органом26 гидродвигателя. Электромагниты 24распределителя соединены с в (в данном случае у 3) разрядами устройст"ва сокращения кода 5 (фиг. 1.). 4 вСистема работает следующим образом.Допустим, что в исходном положе"нии входной сигнал с циФровой управляющей машины равен нулю. При этомна всех и разрядах будут нули, Примем для конкретности п=5, т.е. сигнал с ЦУМ равен 00000. Тогда входнойсигнал на электромагниты 24 отсутствует, что в параллельном двоичномкоде записывается при п=3 как 000,(как показано на Фиг. 2). Все золотники распределители 17 находятся влевом положении, При этом первое слева рабочее окно 16, а вместе с ним инижнее рабочее окно 15 соединены со55сливной гидролинией. Пятое слева окно 16 и верхнее окно 15 соединены чеоаз золотники распределителя и рабо 7 9302плитуде до 00011 ,как и раньше, исуммируют с сигналом управления впредыдущем такте, Суммарный сигнал,равный 000 11+000 11=00 110. сокращают по числу разрядов до трехразрядного, равного 110. Сигнал 11 Оподают на электромагниты 24 распределителя,При поступлении сигнала 11 О нараспределитель золотник 21 переме 10щается влево, а золотник 23 старшегоразряда перемещается вправо. Золотник 22 остается неподвижным в пра -вом положении. Со сливной гидролинией.,соединится седьмое слева окно 16, 15соответствующее окно 15 и гидролиния9 гидродвигателя, С напорной гидролинией соединится третье слева окно16, соответствующее окно 15 и гидролиния 10. Гидродвигатель 8 повернется в ту же сторону еще на три единицы младшего разряда.В следующем такте работы, еслисигнал с ЦУМ остался прежним, равным01000, то разностнцй сигнал будет равен 01000-00110=00010, т.е. двум единицам младшего разряда. Это приращение меньше максимальнодопустимого,равного 00011. В связи с этим разностный сигнал не ограничивается, а сум- зОмируется с сигналом управления в предыдущем такте Суммарный сигнал00110+00010=О 000 ограничивается дотрехразрядного, равного 000, и подается на электромагниты 15, Золотники 21;з22, 23 занимают исходное нулевоеположение (как показано на Фиг.2),Гидродвигатель поворачивается вместе с золотником 11 в ту же сторонуна угол, соответствующий двум младшим разрядам. Золотник 11 занимаетисходное положение,Таким образом, все золотники заняли исходное нулевое положение.Гидродвигатель 8, если принять чтокинематическая связь 25 является единичной, также займет исходное положение.Отличие от исходного состоит втом, что двигатель 8 повернулся вмес 50те с золотником 11 по часовой стрелке на один оборот, а следовательно,"запомнил" входнойсигнал, равный1000.При дальнейшем увеличении сигнала55происходит поворот двигателя по часовой стрелке, как описано выше. Приуменьшении сигнала с ЦУМ сигнал разности будет иметь отрицательный знак,и двигатель будет поворачиваться вобратную сторону.Предлагаемое устройство управления может быть использовано для управления гидравлическими и электрическими шаговыми двигателями с числом каналов управления -4,8,16,32 и т.д. Оно расширяет функциональные возможности дискретных приводов, так как обеспечивает возможность .последовательно-параллельной подачи входного сигнала управления на привод,в отличие от последовательной в шаговых приводах и от параллельной вабсолютных приводах.Изобретение позволяет упростить устройствэ согласования с цифровой управляющей машиной, что приведет к уменьшению в два раза числа гидрораспределителей, исключению их схемы одного следящего привода и сложной кинематической пары.Указанные преимущества позволяют повысить надежность, упростить изготовление и снизить себестоимость привода,Формула изобретенияУстройство для управления дискретным приводом, содержащее последовательно соединенные задатчик и сравнивающее устройство и последовательносоединеннце устройство сокращения кода и распределитель, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство содержит последовательно соединенные ограничитель амплитуды приращения 1 сумматор и запоминающее устройство,выход которого соединен со вторыми входами сравнивающего устройстваи сумматора, выходом подключенногоко входу устройства сокращения кода, а выход сравнивающего устройства подключен ко входу ограничителя амплитуды приращения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лещенко В. А, Гидравлическиеследящие приводы станков с програмным .управлением, М., "Машиностроение". 1975, с, 76-792. Дискретный электропривод с шаговым двигателем. Под ред. М, Г, Чиликина., М., нЗнергия", 1971, с. 49930245 Составитель АЛащевРедактор Н. Лазаренко ТехредЛ, Пекарь Корректор Н. Швыдкщ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна ае аказ 3469/62 Тираж 9 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, И8 Подписого комитета СССРний и открытийРаушская наб.,