Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к энергетическим и гидротехническим сооружениям при перепуске больших количеств воды, в частности к устройствам управления приводом затвора гидротехнического сооружения, и может быть использовано для управления движением штока силового гидроцилиндра либо иного исполнительного механизма, соединенного с гидротехническим затвором.
Известен способ позиционирования гидротехнического затвора, включающий пуск электродвигателя при плавном повышении частоты вращения, при этом одновременно, в соответствии с требуемым законом движения, подают сигнал на изменение рабочего объема насоса и замедленно переключают в правое положение распределитель, что обеспечивает подачу рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра и, как следствие, начало плавного движения гидротехнического затвора, а слив рабочей жидкости производят через гидрозамок, распределитель и гидромотор, обеспечивающий требуемую жесткость привода регулированием нагрузки на электрогенераторе, производимым блоком системы управления в соответствии с величиной и знаком силы сопротивления (см. авторское свидетельство SU №1506015, 07.09.1989).
Из этого же авторского свидетельства известно устройство для позиционирования двустворчатых ворот шлюза, содержащее гидросистемы, каждая из которых включает гидронасосы, связанные с двигателями, и горизонтально установленный гидроцилиндр, соединенные сливной и напорной магистралями с системой распределения жидкости, включающей распределитель с электрогидравлическим управлением, а также блок обработки информации и выработки управляющих сигналов, связанный с датчиками контроля перемещения каждой створки ворот, причем блок обработки информации и выработки управляющих сигналов связан с электромоторами и электрогенераторами каждой гидросистемы.
Данный способ и устройство для его осуществления позволяют обеспечить перемещение гидротехнического затвора. Однако при данном способе позиционирования отсутствует контроль за положением гидротехнического затвора в процессе его перемещения, что снижает надежность работы гидротехнического сооружения.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля позиционирования створки ворот шлюза, включающий подачу управляющего сигнала на привод перемещения створки ворот шлюза и контроль положения створки ворот посредством энкодера, при этом сигнальный выход энкодера подключают к вычислительному устройству (см. патент CN №200946259, 12.09.2007).
Из этого же патента известно устройство контроля позиционирования створки ворот шлюза, содержащее привод перемещения створки ворот шлюза и энкодер для контроля положения створки ворот, при этом сигнальный выход энкодера подключен к вычислительному устройству.
Данный способ позиционирования и устройство для его осуществления позволяют контролировать положение и перемещение створки ворот шлюза в процессе его перемещения. Однако данные способ и устройство позволяют контролировать положение створки при ее продольном перемещении, что сужает возможности устройства для позиционирования. Кроме того, данные способ и устройство обеспечивают контроль положения створки с существенными погрешностями, вызванными местом крепления энкодера, в силу чего на показания последнего влияют присущие месту крепления нелинейности типа люфт, сухое трение и пр., влияние которых непредсказуемо растет по мере эксплуатации затвора, вызывая створение с ударами.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение контроля положения створок ворот гидротехнического затвора во всем рабочем ходе створок ворот шлюза и исключение влияния погрешностей измерений для обеспечения безударного створения створок ворот.
Технический результат заключается в том, что достигается повышение точности позиционирования створок ворот шлюза при их перемещении и, как следствие, возможность их плавного безударного створения.
В части способа как объекта изобретения указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза включает подачу управляющего сигнала на приводы перемещения каждой из створок ворот шлюза и контроль положения каждой из створок ворот посредством установленных на каждой створке двух абсолютных угловых энкодеров и одного линейного абсолютного энкодера, при этом на каждой створке ворот на внутренней по отношению к камере шлюза кромке створки ворот жестко закрепляют корпус первого углового энкодера, корпус второго углового энкодера жестко закрепляют на близлежащей стенке камеры шлюза, и оба угловых энкодера устанавливают в одной горизонтальной плоскости, каждую створку снабжают пневмоцилиндром со штоком, на каждой створке ворот корпус пневмоцилиндра жестко по координате вращения связывают с валом второго углового энкодера, шток пневмоцилиндра жестко по координате вращения связывают с валом первого углового энкодера, линейный абсолютный энкодер закрепляют на пневмоцилиндре с возможностью измерения им хода штока пневмоцилиндра, а также вычислительным устройством, входы которого соединяют с сигнальными выходами всех энкодеров, причем перед началом контроля позиционирования внутреннюю стенку каждой из створок ворот устанавливают параллельно соответствующей стенке камеры шлюза, для каждой створки ворот в обоих абсолютных угловых энкодерах выставляют равные значения угла, в абсолютном линейном энкодере устанавливают фиксированную величину линейного размера, данные со всех энкодеров передают в вычислительное устройство, и в нем на основе этих данных формируют декартову либо полярную систему координат, в которой и осуществляют контроль положения любой точки каждой из створок при повороте последних, причем угловое положение внутренних стенок створок ворот по отношению к стенкам камеры шлюза определяют по разнице показаний углов поворота валов абсолютных угловых энкодеров, формируемой в вычислительном устройстве, а линейные координаты определяют по линейному перемещению штока пневмоцилиндра по сигналам в вычислительное устройство от линейного абсолютного энкодера.
В части устройства как объекта изобретения указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза содержит привод перемещения каждой из створок ворот шлюза и устройство контроля положения каждой из створок ворот посредством установленных на каждой створке двух абсолютных угловых энкодеров и одного линейного абсолютного энкодера, при этом на каждой створке ворот на ее внутренней по отношению к камере шлюза кромке жестко закреплен корпус первого углового энкодера, корпус второго углового энкодера жестко закреплен на близлежащей стенке камеры шлюза, и оба угловых энкодера установлены в одной горизонтальной плоскости, каждая створка снабжена пневмоцилиндром со штоком, на каждой створке ворот корпус пневмоцилиндра жестко по координате вращения связан с валом второго углового энкодера, шток пневмоцилиндра жестко по координате вращения связан с валом первого углового энкодера, линейный абсолютный энкодер закреплен на пневмоцилиндре с возможностью измерения им хода штока пневмоцилиндра, причем устройство снабжено вычислительным устройством, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров, перед началом контроля позиционирования внутренняя стенка каждой из створок ворот установлена параллельно соответствующей стенке камеры шлюза, предварительно в обоих абсолютных угловых энкодерах для каждой створки ворот выставлены равные значения угла, а в абсолютном линейном энкодере установлена фиксированная величина линейного размера.
На чертеже схематически представлено устройство контроля позиционирования створок двустворчатых ворот шлюза на примере одной из створок ворот шлюза.
Устройство контроля позиционирования створок 1 двустворчатых ворот шлюза содержит для каждой створки 1 привод перемещения 9, связанный с осью вращения створки 1 ворот шлюза, и устройство контроля положения каждой из створок 1 ворот посредством установленных на каждой створке 1 двух абсолютных угловых энкодеров 4 и 5 и одного линейного абсолютного энкодера 6. На каждой створке 1 ворот на ее внутренней по отношению к камере шлюза кромке жестко закреплен корпус первого углового энкодера 4. Корпус второго углового энкодера 5 жестко закреплен на близлежащей стенке 7 камеры шлюза, и оба угловых энкодера 4 и 5 установлены в одной горизонтальной плоскости. Каждая створка 1 снабжена пневмоцилиндром 2 со штоком 3. На каждой створке 1 ворот корпус пневмоцилиндра 2 жестко по координате вращения связан с валом второго углового энкодера 5, шток 3 пневмоцилиндра 2 жестко по координате вращения связан с валом первого углового энкодера 4. Линейный абсолютный энкодер 6 закреплен на пневмоцилиндре 2 с возможностью измерения им хода штока 3 пневмоцилиндра 2. Устройство снабжено вычислительным устройством 8, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров 4, 5 и 6, перед началом контроля позиционирования внутренняя стенка каждой из створок 1 ворот установлена параллельно соответствующей стенке 7 камеры шлюза. Предварительно в обоих абсолютных угловых энкодерах 4 и 5 для каждой створки 1 ворот выставлены равные значения угла, а в абсолютном линейном энкодере 6 установлена фиксированная величина линейного размера.
Способ контроля позиционирования створок 1 двустворчатых ворот шлюза реализуют следующим образом.
Включают подачу управляющего сигнала на приводы перемещения 9 каждой из створок 1 ворот шлюза и контроль положения каждой из створок 1 ворот осуществляют посредством двух абсолютных угловых энкодеров 4 и 5 и одного линейного абсолютного энкодера 6. Входы вычислительного устройства 8 соединяют с сигнальными выходами всех энкодеров 4, 5 и 6, причем перед началом контроля позиционирования внутреннюю стенку каждой из створок 1 ворот устанавливают параллельно соответствующей стенке камеры шлюза, для каждой створки 1 ворот в обоих абсолютных угловых энкодерах 4 и 5 выставляют равные значения угла, а в абсолютном линейном энкодере 6 устанавливают фиксированную величину линейного размера. Данные со всех экодеров 4, 5 и 6 передают в вычислительное устройство 8, и в нем на основе этих данных формируют декартову либо полярную систему координат, в которой и осуществляют контроль положения любой точки каждой из створок 1 при повороте последних. Угловое положение (γ) внутренних стенок створок 1 ворот по отношению к близлежащей стенке 7 камеры шлюза определяют по разнице показаний углов поворота (γ=α-β) валов абсолютных угловых энкодеров 4 и 5, формируемой в вычислительном устройстве 8, а линейные координаты определяют по линейному перемещению штока 3 пневмоцилиндра 2 по сигналам в вычислительное устройство 8 от линейного абсолютного энкодера 6.
Настоящее изобретение может быть использовано на различного рода энергетических и гидротехнических сооружениях при перепуске больших количеств воды.