Устройство управления гидроприводом затвора шлюза Советский патент 1991 года по МПК E02B7/36 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в гидравлических подъемных механизмах, в частности для гидропривода затвора водопроводных галерей судоходного шлюза.

Цель изобретения - повышение производительности шлюза путем увеличений его пропускной способности путем сокращения времени процесса маневри- рования.

На фиг. 1 изображена схема устройства управления гидроприводом затвора шлюза; на фиг, 2 - схема согласующего устройства; на фиг. 3 - алгоритм работы микропроцессорного контроллера; на фиг. 4 - алгоритм программы управления; на фиг. 5 - алгоритм подпрограммы обработки исходных величин.

Гидропривод затвора шлюза включает гидроподъемник 1, цилиндрический редуктор 2, соединенный тросовой передачей 3 с затвором 4, маслонасосную станцию 5, напорная гидролиния которой через обратный клалан 6, фильтры 7 и 8 соединена с полостями питания 9 и управления 10 электрогидравлического усилителя 11, а через гидроклапан 12 давления - со сливом. Исполнительные полости 13 и 14 электрогидравлического усилителя 11 соответственно соединены со штоковой и поршневой полостями гидроподъемника 1. Между крышками корпуса и торцами золотника электрогидравлчческого усилителя 11 установлены центрирующие пружины 15 и 16. Двухпоэиционный золотник 17 соединяет штоковую полость гидро- подъемника 1 с поршневой через дроссель 18. Обратный клапан 19 подключен параллельно двухпозиционному золотнику так, что сообщает слив с поршневой полостью гидроподъемника 1« Полость

0

0

5

5

0

5

0

питания распределителя 20 с электромагнитным управлением подключена посредством гидролинии к штоковой полости гидроподъемника 1, а полость управления распределителя 20 соединена с одноименной полостью двухпозиционно- го золотника 17 посредством дроссельной плиты 21. Электромеханический преобразователь электрогидравлического усилителя 11 подключен к выходу электронного усилителя 22, вход которого подключен к преобразующему блоку

23,преобразующему широтно-импульсные сигналы управления в непрерывные. Вход олока 23 электрически связан с выходом широ тно-гимпульсного модулятора

24,вход которого подключен к микропроцессорному контроллеру 25. Управление контроллером 25 осуществляется посредством пульта 26, которые электрически связаны между собой. Датчик пути состоит из двух бесконтактных сельсинов 27 и 28, валы которых механически соединены с валами цилиндрического редуктора 2. Трехфазные выходные обмотки сельсинов 27 и 28 подключены к общепромышленной сети через понижающий трансформатор. Однофазная входная обмотка каждого сельсина 27 и 28 подключена к входу измерительного блока 29, выход которого подключён к входу микропроцессорного контроллера 25.Согласующий блок 30 подключен к выходу контроллера 25. Выходы блока 30 электрически связаны с пускателем электродвигателя насоса маслонасосной станции 5 и электромагнитом распределителя 20. К выходу онтроллера 25 подключен также информационный дисплей 31.

Устройство работает следующим образом.

При шлюзовании судов гидропривод затвора галерей выполняет следующие

технологические операции: подъем тат- вора в положение Открыть, опускание затвора в положение Закрыть и экстренное опускание затвора в положение Закрыть.

Подъем затвора в положение Открыть .

На пульте 2ь управления включается клавиша одного из выбранных графиков движения затвора в этой операции, оптимального для данного судна или группы судов. Количество графиков и законы перемещения затвора для различных шлюзов выбираются исходя из конкретных условий. Затем включается ключ Запуск контроллера, в результате чего подается сигнал на контроллер 25, в котором1записаны программы этой технологической операции. В контроллере 15 формируются цифровые сигналы в соответствии с выбран-ным графиком, которые с выхода контроллера 25 поступают на гаиротно-импульсный модуля10

равличрского усилителя 11. Одновременно с пыхода.согласующего блока 30 сигнал напряжения подается на пускатель электродвигателя маслонасосной станции 5. Как только последняя подает ра- Ьочую жидкость в напорную гндролннию и в ней устанавливается давление, определяемое настройкой гидроклапапа 12, часть ее поступит через фильтр 8 в полость 10 управления электрогидравлического усилителя 11, золотник которого переместится влево на величину, пропорциональную сигналу управления,

;5 поступающему от электронного усилителя 22, и рабочая жидкость из напорной гидролинии, через клапан 6 и фильтр 7 поступит в полость 9 питания усилителя 1 1 и через кромку его золотника

20 и исполнительную полость 13 в птоко- вую полость гидроподъемника 1, приводя в движение затвор 4 с начальной заданной скоростью. По мере движения

затвора 4 микропроцессорный контрол- тор 24, согласующий блок 30 и информа-25 лер 25, получая информацию от датчика ционный дисплей 31. В качестве широт- пути (сельсинов 27 и 28 и измерительного блока 29), сравнивает ее с заданной программой в функции времени и выдает откорректированный сигнал 30 управления на эпектромеханический преобразователь электрогидравлического усилителя 11, вызывая смещение его зоно-импульсного модулятора используется микросхема КР580ВИ53, в которой один канал таймера программируется в режим управляемого одновибратора, а другой - в режим делителя частоты. Согласующий блок 30 состоит из микросхем КР580ВВ55, К155ЛНЗ, транзисторных ключей КТ814Г. Цифровые сигналы от контроллера 25 поступают на микро- -, схему КР580ВВ55, в которой они записываются, а затем усиливаются в микросхемах К155ЛНЗ и транзисторах КТ814Г и в виде релейных сигналов напряжения подаются на транзисторный оптрон АОТ110В и тиристорные оптроны Т0125- 12,5. Транзисторный оптрон АОТ110Б управляет работой тиристорного пускателя НТ40 электродвигателя насоса насосной станции 5. Тиристорные оптроны Т0125-12,5 управляют работой электромагнита распределителя 20

В качестве информационного дисплея 31 можно использовать дисплей , типа АП-7063Э.

лотника, в результате чего регулируется расход рабочей жидкости, поступающей в штоковую полость гидроподъемника 1 и обеспечивается реализация запрограммированного закона перемещения затвора 4. При этом рабочая жидкость, вытесняемая из поршневой полос40 ти гидроподъемника 1, через исполнительную полость 14 усилителя 11 и кромку среднего поршня его золотника сливается в бак. При достижении затвором ч конечного положения по сигна45 лу датчика пути (сельсинов 27 и 28) снимается питание с контроллера 25, который прекращает выдавать сигналы на широтно-импульсный модулятор 24, согласующий блок 30 и информационный

50 дисплей 31. В результате электромеханический преобразователь усилителя 11 и электродвигатель насосной станции 5 обесточиваются, насос останавливаВ модуляторе 24 цифровые сигналы преобразовываются в широтно-импульс

равличрского усилителя 11. Одновременно с пыхода.согласующего блока 30 сигнал напряжения подается на пускатель электродвигателя маслонасосной станции 5. Как только последняя подает ра- Ьочую жидкость в напорную гндролннию и в ней устанавливается давление, определяемое настройкой гидроклапапа 12, часть ее поступит через фильтр 8 в полость 10 управления электрогидравлического усилителя 11, золотник которого переместится влево на величину, пропорциональную сигналу управления,

5 поступающему от электронного усилителя 22, и рабочая жидкость из напорной гидролинии, через клапан 6 и фильтр 7 поступит в полость 9 питания усилителя 1 1 и через кромку его золотника

0 и исполнительную полость 13 в птоко- вую полость гидроподъемника 1, приводя в движение затвор 4 с начальной заданной скоростью. По мере движения

лотника, в результате чего регулиру

ется расход рабочей жидкости, поступающей в штоковую полость гидроподъемника 1 и обеспечивается реализация запрограммированного закона перемещения затвора 4. При этом рабочая жидкость, вытесняемая из поршневой полости гидроподъемника 1, через исполнительную полость 14 усилителя 11 и кромку среднего поршня его золотника сливается в бак. При достижении затвором ч конечного положения по сигналу датчика пути (сельсинов 27 и 28) снимается питание с контроллера 25, который прекращает выдавать сигналы на широтно-импульсный модулятор 24, согласующий блок 30 и информационный

дисплей 31. В результате электромеханический преобразователь усилителя 11 и электродвигатель насосной станции 5 обесточиваются, насос останавлива

Изобретение относятся к гидроавтоматике и может быть использовано в гидравлических подъемных механизмах, в частности для гидропривода затвора водопроводных галереи судоходного шлюза. Цель изобретения - повышение производительности путем увеличения его пропускной способности путем сокращения времени процесса маневрирования. Гидропривод затвора шлюза включает гидроподъемник 1, цилиндрический редуктор 2, соединенный тросовой передачей 3 с затвором 4, маслонасосную станцию 5, напорная линия которой через обратный клапан 6, фильтры 7 и 8 соединена с полостями питания 9 и управления 10 электрогидравлического усилителя 11, а через гидроклапан 12 - со сливом. Исполнительные полости 13 (О

ные и поступают на вход блока 23, где ется, золотник усилителя 11 устанав- преобраэуются в аналоговые и поступа- 55 ливается в среднее положение под воз- ют на вход электронного усилителя 22. , действием пружин 15 и 16. Затвор 4 С выхода усилителя 22 непрерывный сиг- останавливается и удерживается мас- нал управления поступает на электроме- - ллной подушкой в штоковой полости ханический преобразователь электрогид- гидроподъемника 1.

Опускание затвора в положение Закрыть.

На пульте 26 управления включается клавиша этой технологической операции Затем включается ключ Запуск контроллера, в результате чего подается сигнал на контроллер 25, в котором записана программа этой технологической операции. В контроллере 25 формируются цифровые сигналы в соответствии с включенной программой, которые поступают на согласующий блок 30 и информационный дисплей 31. С выхода блока 30 сигнал напряжения поступает на электромагнит распределителя 20, при этом золотник распределителя 20, перемещаясь вниз, сообщит штоковую полость гидроподъемника 1 через дроссельную плиту 21 с полостью управления двух- позиционного золотника 17, который переместится вправо и соединит штоковую полость гидроподъемника 1 с поршневой. Рабочая жидкость, находящаяся в штоковой полости гидроподъемника 1, под действием веса затвора 4 перетекает в поршневую полость гидроподъемника 1, проходя через дроссель 18 и открытый золотник 17. Затвор 4 опускается под действием собственного веса. Необходимая скорость опускания затвора 4 обеспечивается подбором необходимого сечения дросселя 18, плавный разгон и остановка затвора осуществляются путем выбора времени открытия и закрытия двухпозиционного золотника 17, что достигается путем установки дроссельной плиты 21 между распределителем 20 и двухпозиционным золотником 17. Дефицит рабочей жидкости в поршневой полости гидроподъемника 1, возникающий в результате- разницы в объемах полостей, наполняется за счет подпитки поршневой полости рабочей жидкостью из бака через обратный клапан 19.

При достижении затвором 4 конечного положения в операции Закрыть по сигналу датчика пути (сельсинов 27 и 28) снимается питание с контроллера 25, который прекращает выдавать сигналы на согласующий блок 30 и дисплей 31. В результате обесточивается электромагнит распределителя 20, золотник которого под действием пружины перемещается вверх, запирая штоковую полость гидроподъемника 1, а полость управления двухпозиционного золотника 17 сообщая со сливом, Золотник 17 под действием пружины перемещается влево и отключит штоковую полость гидроподъемника 1 от поршневой. - Затвор 4 остановится и удерживается на масляной подушке в штоковой полости гидроподъемника 1.

I

Экстренное опускание затвора в

положение Закрыть.

На пульте 26 управления включается клавиша этой технологической операции. Затем включается ключ Запуск контроллера. В контроллере 2Ь форми5 руются цифровые сигналы в соответствии с включенной программой, которые поступают на широтно-импульсный модулятор 24, согласующий блок 30 и информационный дисплей 31. В модуляторе

0 24 цифровые сигналы преобразовываются в широтно-импульсные и поступают на вход блока 23, где преобразуются в аналоговые и поступают на вход электронного усилителя 22. С выхода усили5 теля 22 непрерывный сигнал управления поступает на электромеханический преобразователь электрогидравлического усилителя 11ь Одновременно с выхода согласующего блока 30 сигнал нап0 ряжения подается на пускатель электродвигателя насос-а маслонасосной станции 5. Как только последняя подает рабочую жидкость в напорную гидролинию и в ней устанавливаться давление,

5 определенное настройкой гидроклапана 12, часть рабочей жидкости через фильтр 8 поступит в полость 10 управления электрогидравлического усилителя 11, золотник которого переместит0 ся вправо на величину, пропорциональную сигналу управления, поступающему от электронного усилителя 22. Рабочая жидкость из напорной гидролинии через обратный клапан 6 и фильтр 7 поступит

5 в полость 9 питания усилителя 11 и через кромку его золотника и исполнительную полость 14 в поршневую полость гидроподъемника 1, приводя в движение затвор 4 с начальной заданной ско0 ростью. Но мере движения затвора 4 микропроцессорный контроллер 25, получая информацию от сельсинов 27 и 28 и измерительного лока 29, сравнивает ее с заданной программой в функции

g времени и выдает откорректированный сигнал управления на электромеханический преобразователь электрогидравлического усилителя 11, вызывая смещение его золотника, в результате чего регулируется расход /жидкости, поступающей в поршневую полость гидроподъемника 1 и обеспечивается реализация запрограммированного закона пе- ремещения затвора ц. Рабочая жидкость вытесняемая из штоковой полости гидроподъемника 1, через исполнительную полость 13 усилителя 11 и кромку среднего поршня его золотника сливается в бак. При достижении затвором 4 конечного положения по сигналу сельсинов 27 и 28 снимается питание с контроллера 25, который прекращает выда- рать сигналы на широтно-импульсный модулятор 24, согласующий блок 30 и информационный дисплей 31. В результате электромеханический преобразователь усилителя 11 и электродвигатель насосной станции 5 обесточиваются, насос останавливается, золотник усилителя 11 устанавливается в среднее положение под воздействием пружин 15 и 1Ь. Затвор 4 останавливается и удерживается на масляной подушке в штоковой полости гидроподъемника 1.

Информационный дисплей включается во всех технологических режимах, при этом на его экране высвечивается название операции и изображается запро- граммированный график движения затвор в этой операции. Но мере движения затвора маркер на экране дисплея 31 показывает истинное положение затвора в каждый момент ьремени. По маркеру диспетчер визуально может контролировать качество работы привода и точность реализации заданной программы. В случае сбоя в работе устройства дисплей извещает об этом диспетчера звуковым сигналом и на экране его высвечивается причина сбоя и необходимые действия по его устранению. После устранения неисправностей и повторения диспетчером команды, на экране дисплея вновь появляется изображение графика движения затвора в данной технологической операции. Но окончании операции дисплей отключается. Посредством клавиатуры дисплея можно вводит изменения в графики движения затвора. Эта операция осуществляется при помощи специального сопрягающего устройства и выполняется программистом.

„Формула изо-бретения

t

Устройство управления гидроприводом затвора шлюза, содержащее

, ю15 20

30 3540 45 бО

5

микропроцессорный контроллер, пульт управления, измерительный согласующий и преобразующий блоки, электронный и электрогидравлический усилители, широтно-импульсный модулятор, дроссельную плиту, маслонасосную станцию,напорную гидролинию с первым обратным клапаном, первым и вторым фильтрами, два бесконтактных сельсина, гидроподъемник затвора со штоком, при этом микропроцессорный контроллер первым и вторым выходами подключен соответственно к входам согласующего блока иширотпо-импульсного модулятора,а первым и вторым входами связан с выходом пульта управления и выходом измерительного блока, первый и второй входы которого подключены к выходам бесконтактных сельсинов, валы которых кинематически соединены посредством механической передачи с затвором, при этом своим выходом широтно- импульсныи модулятор связан через преобразующий блок с входом электронного усилителя, а вторым входом - с первым выходом согласующего блока, причем напорная гидролиния маслонасосной станции через первый ооратный клапан и первый фильтр соединена с полостью питания электрогидравлического усилителя, исполнительные полости которого связаны соответственно со штоковой и поршневой полостями гидроподъемника, при этом электромеханический пре- ооразователь электрогидравлического усилителя своим входом соединен с выходом электронного усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности шлюза путем увеличения его пропускной способности, оно снабжено двухпозиционным трехлинейным золотником, дросселем, вторым обратным клапаном, двухпозиционным трехлинейным электромагнитным распределителем, гидроклапаном давления, информационным дисплеем, а электрогидравлический усилитель оснащен двумя центрирующими пружинами, при этом первая линия двухпозиционного трехходового золотника связана через второй обратный клапан со сливом и поршневой полостью гидроподъемника затвора, а вторая линия через дроссель - со штоковой полостью гидроподъемника затвора, причем в первой позиции первая и вторая линии изолированы одна от другой, а во второй сообг щены между собой, при этом перsag линия двухпозиционного трехлинейного электромагнитного распределителя соединена со штоковой полостью гидроподъемника затвора, вторая - со сливом, а третья через дроссельную плиту- с полостью управления двухпозиционного трехлинейного золотника, причем в первой позиции первая, вторая и третья линии изолированы одна от другой, во второй позиции- первая линия со1

( Havcti io )

VVeptnur.b омыт Ь О еоати н// о

I nafjsrno

Гррл омсние. J Фиг З

общена с третьей, а вторая - со сливом, кроме того, ВЫРОДЫ обмотки электромагнита двухпозиционного трехлинейного электромагнитного распределителя подключены к второму выходу согласующего блока, а информационный дисплей входом связан с третьим выходом микропроцессорного контроллера, при этом гидроклапан давления включен параллельно маслонасосной станции.

PutZ

KonrnpO/tb fnOKUpolKU

Запись исиодньи дйнньи д/itt btiSfuH- ной технологической операции

Запись кода, индикации на. nytitme tbiHo pa., програии и Stitod. :-оо&щения поденной камлнЪы но. дисплеи

fibido.ua. сигна/юб цпраЬлении б соотбепп и/с/ с оыЪрйнной е/гер&циа

Коитроль Ьлоииройк1

Ссииохонгт рояь

Сравнение координаты samdofu. с конечным положением

Нет

фиг 4

( Hn.va.flo )

УпраИление постоянной и мигающей индикации

Ла nfuHQ Uerri -- юихвния затёс -

Расчет скорости и координаты з&тдорс.

Со а Ьнвние скоро ctnu

коораин&ты затбори. с псиа-заииши дапино. пути и Ьыдо.ча. crrxoaptx тироЬ СигнО/10. упр-Я наЩ&

ды$од индикации положение зо,тЬоро. на дисплей

(Выход us поЪпрогро/Ь

Put J