Hydrostatické pohony a jejich øízení



Podobné dokumenty
V následující tabulce jsou uvedeny jednotky pro objemový a hmotnostní průtok.

ASYNCHRONNÍ DYNAMOMETRY ØADY ASD DO 1000 kw

Nelineární model pneumatického pohonu


5. Servopohony se synchronními motory s permanentními magnety

Systémové struktury - základní formy spojování systémů


Základy elektrických pohonů, oteplování,ochlazování motorů

Směrová kalibrace pětiotvorové kuželové sondy

Základní konvenční technologie obrábění SOUSTRUŽENÍ

Matematika II Lineární diferenciální rovnice

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 6

Konfigurace řídicího systému technikou Hardware In The Loop


PAH SIGMA PUMPY HRANICE HORIZONTÁLNÍ

NÁVRH A OVĚŘENÍ BETONOVÉ OPŘENÉ PILOTY ZATÍŽENÉ V HLAVĚ KOMBINACÍ SIL

PRŮTOK PLYNU OTVOREM

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

Třetí Dušan Hložanka Název zpracovaného celku: Řetězové převody. Řetězové převody

Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství Energetický ústav Odbor fluidního inženýrství Victora Kaplana

Reproduktor elektroakustický měnič převádějící elektrický signál na akustický signál, převážně zvukový

LABORATORNÍ CVIENÍ Stední prmyslová škola elektrotechnická

Polygrafický prùmysl. Systémy barvového hospodáøství LINCOLN pro ofsetové tiskárny

6. Vliv způsobu provozu uzlu transformátoru na zemní poruchy

:5$ =islv GDW V DOWHUQDFt QHMY\ããtKRELWX


ší ší šířen ší ší ení Modelování Klasifikace modelů podle formy podobnosti Sestavení fyzikálního modelu


perfektní shoda... PŘEHLED ČERPADEL GRUNDFOS UP

Obr. V1.1: Schéma přenosu výkonu hnacího vozidla.

HYDROMECHANICKÉ PROCESY. Doprava tekutin Čerpadla a kompresory (přednáška) Doc. Ing. Tomáš Jirout, Ph.D.

Teplovzdušné motory motory budoucnosti


TECHNICKÝ KATALOG GRUNDFOS. Série 100. Oběhová a cirkulační čerpadla 50 Hz 2.1

Pøestavba naftových motorù na pohon LPG

Trojfázové nízkonapì ové asynchronní motory energeticky úsporné 1LG4, 1LG kw

je pro vás ideální? Série PN Tradièní pneumatická manipulaèní zaøízení Praktická a robustní Manipulaèní zaøízení série PN jsou pneumaticky øízena a js

Základy teorie vozidel a vozidlových motorů

Příklady k přednášce 1. Úvod. Michael Šebek Automatické řízení 2019

Příklady k přednášce 1. Úvod

BH059 Tepelná technika budov Konzultace č. 2

4EK311 Operační výzkum. 7. Modely řízení zásob

ZPA EKOREG s.r.o. Ústí nad Labem. Regulátor TERM 2.8

ADC (ADS) AIR DATA COMPUTER ( AIR DATA SYSTEM ) Aerometrický počítač, Aerometrický systém. V současné době se používá DADC Digital Air data computer

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

GEOMETRICKÉ PROJEKCE. Petra Surynková, Yulianna Tolkunova


4 Ztráty tlaku v trubce s výplní


Regulátory diferenèního tlaku a prùtoku bez pomocné energie. PN 16 do PN 40 DN 15 do DN 250 do 220 C

Podìkování: Výsledkù publikovaných v této knize bylo dosaženo také za podpory projektù GAÈR 101/06/P108 Výzkum simulaèního a experimentálního modelová

Výukové texty. pro předmět. Automatické řízení výrobní techniky (KKS/ARVT) na téma

PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 1, 2

PØÍMOÈARÝ ŠOUPÁTKOVÝ ROZVÁDÌÈ

Obecné informace. Oběhová čerpadla. Typový identifikační klíč. Výkonové křivky GRUNDFOS ALPHA+ GRUNDFOS ALPHA+ Oběhová čerpadla.

Základní konvenční technologie obrábění SOUSTRUŽENÍ

4x kombinovaný analogový vstup s vysokou pøesností (0..10V, R, C)

Matematika II Urèitý integrál

3/ %,1'(& 83'1 &( &3 )XQNFH. + ; ; ; ; / ; ; + ; EH]H]PuQ\

Propojení regulátorů RDG a Synco 700 do systému

ELEKTROMAGNETICKÁ KOMPATIBILITA,

Vnitřní odpínače H 27. trojpólové provedení jmenovité napětí 12 a 25 kv jmenovitý proud 630 A

PRM7-04. Popis konstrukce a funkce HC /2012. Proporcionální rozváděč. Nahrazuje HC /2009. D n 04 p max 320 bar Q max 20 dm 3 min -1

Předpjatý beton Přednáška 6

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

Centrální mazání øetìzù

HYDROPNEUMATICKÝ VAKOVÝ AKUMULÁTOR

Senzor teploty. Katalogový list SMT

Frekvenèní mìniè MICROMASTER 410 0,12 až 0,75 kw

MĚŘENÍ VÝKONU V SOUSTAVĚ MĚNIČ - MOTOR. Petr BERNAT VŠB - TU Ostrava, katedra elektrických strojů a přístrojů


ELEKTRICKÉ POHONY S KULIČKOVÝM ŠROUBEM, MOTOREM A ŘÍZENÍM ŘADY METSC

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

Dvoucestný elektromagnetický ventil 2/2 NC Typ G

Numerické výpočty proudění v kanále stálého průřezu při ucpání kanálu válcovou sondou


definovat pojmy: PI člen, vnější a vnitřní omezení, přenos PI členu popsat činnost PI regulátoru samostatně změřit zadanou úlohu

RÁDIOVÉ URČOVÁNÍ POLOHY

Sada pro automatické ovládání ZSS/

Praktické pomůcky a tabulky pro elektrotechniky

Standardní signál video 1Vpp

Bc. Martin Sládek, Chudenín 31, Nýrsko Česká republika




TST. Požadovaná teplota bazénu se nastavuje pouhým otoèením kodéru v základní obrazovce. Kontrolka topení Kontrolka prùtoku Kontrolka snímaèù teploty

pístové dávkovací čerpadlo FEDOS E / DX Dávkovací čerpadlo FEDOS E / DX

VLASTNOSTI PARAMETRY SVÍTIDLA VÝHODY NA PØÁNÍ


POJISTNÉ VENTILY. P VP pružinový normální plynotìsný X X X X X X

David Matoušek ÈÍSLICOVÁ TECHNIKA základy konstruktérské praxe Bez pøedchozího písemného svolení nakladatelství nesmí být kterákoli èást kopírována ne

Konstrukce 250 Pneumatický regulaèní ventil typ a typ Vysokotlaký ventil typ 3252

7. VÝROBNÍ ČINNOST PODNIKU

SPA 01. Popis konstrukce a funkce HC /2014. Hydraulický agregát s ponořeným motorem. Nahrazuje HC /2009

Obvodové rovnice v časové oblasti a v operátorovém (i frekvenčním) tvaru

SPA 01. Popis konstrukce a funkce HYDRAULICKÝ AGREGÁT S PONOŘENÝM MOTOREM HC /99. pmax 25 MPa Qmax 17 dm 3. min -1 Nahrazuje HC /98

2. BUDIČE. Experimentální metody přednáška 2 Budiče

Metody zlepšení PI regulace

NEKOVÉ PØEVODOVKY ØADA X

Transkript:

PNEUATICKÉ A HYDAULICKÉ SYSTÉY PO AUTOATIZACI Hdrostatické ohon a jejich øízení Hdrostatické ohon zajímají významné místo v konstrkci strojních zaøízení ro výrob, dorav a manilaci s materiálem, stavebních strojù, zaøízení ro divadelní technik a zábavní rùmsl atd., a to i øes rostocí konkrenci elektrických ohonù. V èlánk jso shrnt rinci èinnosti hdrostatických ohonù, øioment jejich øednosti a kázán soèasné možnosti jejich øízení.. Základní rinci. Konstrkèní soøádání Pohon vžívající k øenos energie racovní kaalin se nazývají hdralické. Dìlí se na ohon hdrodnamické (hdrodnamické mìnièe, sojk), které vžívají kineticko energii kaalin, a hdrostatické, založené na vžití tlakové energie kaalin [8]. Základní strktra hdralického obvod hdrostatického ohon, kterého lze, odle zùsob øízení (odvozování øídicí velièin ), øídit oloh x a rchlost ohb v ístnice a vvozeno síl, je kázána na obr.. Pracovní kaalina získává energii v hdrogenerátor, øemìòjícím mechanicko energii z motor na tlakovo energii kaalin. Zdrojem mechanické energie stacionárních zaøízení jso nejèastìji asnchronní elektro- T obvod Základní vztah P H = Qm ax = Q ax = Qz Q m s - z = 38 % P H = Qs = Qz = Q( - ) s z = 67 % motor. U mobilních strojù bagrù, nakládaèù aod. je hdrogenerátor nejèastìji ohánìn vznìtovým motorem. Pracovní tlak v obvod se nastaví na ojiš ovacím ventil. Tlakový filtr zajiš je èistot racovní kaalin nezbtno ro srávno èinnost rvkù hdralického obvod, zejména øídicích ventilù jako rvkù možòjících lnle øídit rùtok racovní kaalin od zdroje ke sotøebièi. Velikost otevøení øídicího ventil je rèena sojitým øídicím signálem, zravidla naìtím v rozsah ± V. Kaalina rodící øízeným zùsobem se dostává øívodním vedením ke sotøebièi, kterým mùže být hdromotor øímoèarý (odle obr. ), rotaèní nebo kvný. Hdromotor je sojen s ohbjící se èástí konstrkce stroje øímo, oø. rostøednictvím více èi ménì složitého mechanism. Z hlediska dimenzování vlastního ohon je ntné srávnì rèit statické a dnamické úèink ùsobící na nìj od zatìžovacího mechanism. K výhodným vlastnostem hdrostatických ohonù atøí snadná realizace øímoèarého ohb a možnost øídit všechn jeho velièin s lnlým øízením rchlosti od nlové hodnot i øi zatížení ohon (i maximálním) a snadná ochrana ohon øed øetížením (omocí ojiš ovacího ventil). ozmìr hdromotor jako akèního èlen jso, vzhledem k øenášeném výkon, omìrnì malé. Tab.. Základní t hdralických obvodù hdrostatických ohonù sstém s konstantním růtokem sstém s konstantním tlakem load-sensing sstém s reglačním hdrogenerátorem až = Q( - ) z L S P H = Qz = QL S > 67 % Princiiální schéma LS -EG Energetická bilance Q Q max Q Q max max Q Q max ùže ted být zabdováván do konstrkce stroje nejrùznìjšími zùsob. Tlakovo kaalin lze otrbím a hadicemi snadno rozvádìt i na šatnì øístná místa a na ohblivé èásti strojù. římočarý motor řídicí ventil filtr hdrogenerátor motor x, v m zátěž ohon řívodní otrbí ojišťovací ventil Obr.. Základní strktra hdrostatického obvod (význam smbolù je veden v text) Skteèností však zùstává, že racovní kaalina získává energii øedcházející øemìno jiné energie (naø. elektrické) na mechanicko. Pro dosažení øimìøené úèinnosti je ntné srávnì volit hdrogenerátor a zùsob jeho øízení. Únik racovní kaalin, ktero je nejèastìji minerální olej nebo nehoølavá kaalina na bázi vod, mùže øi orše tìsnosti hdralického ohon zùsobit roblém, kterým se øedchází konstrkèním oatøením zajiš jícím vhovjící ekologické vlastnosti konstrkce. V øíadech, b mohlo únikem kaalin z ohon být ohroženo životní rostøedí, lze ožít biologick odboratelné racovní kaalin (rostlinné oleje, naø. øekový olej)..2 Pøenos energie v hdralickém ohon Energii øenášeno v hdralickém obvod je možné vjádøit výkonem P jako soèinem objemového rùtok Q a tlak racovní kaalin, ted P = Q () á-li být množství øenášené energie øízeno, msí být možné mìnit alesoò jedn z velièin nacházejících se na ravé stranì vztah (). Je ted tøeba mít k disozici rvk možòjící mìnit rùtok a oø. tlak kaalin reglaèní hdrogenerátor, ventil ro sojité øízení rùtok, ventil ro øízení tlak atd. Øídit lze množství energie dodané racovní kaalinì (mlvíme o rimárním øízení) a množství energie odebrané sotøebièem z hdralického obvod (sekndární øízení). ozdíl mezi energií dodano do hdralického obvod a sotøebovano hdromotorem 8 (22) èíslo AUTOA

PNEUATICKÉ A HYDAULICKÉ SYSTÉY PO AUTOATIZACI reglace (øevedeno na mechanicko ráci vkonano ohonem) se na hdralických odorech øemìní v telo, øièemž je snaho tom bránit vhodným návrhem strktr a dimenzováním rvkù hdralického obvod..3 Hdralické obvod nožství energie dodané hdrogenerátorem do obvod lze na základì () vjádøit vztahem P = Q HG = n V t (2) V t je objem hdrogenerátor (objem kaalin dodaný hdrogenerátorem bìhem jeho jedné otáèk øi zanedbání ztrát), n otáèk hdrogenerátor, tlak kaalin dodávané do sstém. Podle toho, která z velièin na ravé stranì (2) se mìní, se rozlišjí rùzné t hdrogenerátorù a hdralických obvodù. Jejich øehled s vedením energetické bilance a dosažitelné úèinnosti je veden v tab. [3]. šoátko těleso ventil měnič frekvence 3 x 4V/5 Hz f Obr. 3. Promìnný hdralický odor Sstém s konstantním rùtokem vžívá hdrogenerátor s konstantním objemem V t (tzv. konstantní hdrogenerátor, naø. zbové èeradlo), konstantními otáèkami a evnì nastaveným tlakem. nožství energie dodávané do obvod je konstantní a je v ravém krajním sloci tab. znázornìno obdélníkem o stranách Q max a. Energie odebraná z obvod je dána aktálním rùtokem Q a tlakem v hdromotor z (res. jimi vmezeno locho v grafech v tab. ). ozdíl øedstavje ztrátový výkon øemìnìný v telo v øídicím a v ojiš ovacím ventil. Sstém má maximální úèinnost 38 % a je vhodný tam, jde naø. jen o obèasné ožití, a nikoliv o trvalý rovoz. Obr. 2. Schéma hdralického agregát øízeného otáèkami střídavý motor max ω, Q Sstém s konstantním tlakem vžívá hdrogenerátor s romìnným objemem, možòjícím lnle mìnit množství racovní kaalin dodávané do obvod: objem V t ve vztah (2) je romìnný. Hdrogenerátor obsahje hdralicko-mechanický nebo elektronický reglátor tlak, který je držován konstantní. Vzroste-li odbìr Q, dodává hdrogenerátor vìtší množství kaalin. Pøi zastavení sotøebièe dodávka klesne k nle a okrývají se oze odové rostnosti. Energetická bilance sstém je leší a úèinnost mùže dosáhnot až 67 %. Sstém øízené odle zatížení (Load Sensing LS) se vznaèjí romìnným tlakem, jehož hodnota se nastavje odle aktálního zatížení ohon. ìní se tlak i množství Q kaalin dodávané do obvod, ted dva ze tøí arametrù na ravé stranì vztah (2). Úèinnost ohon mùže být i vìtší než 67 %. Sstém LS se realizje hdralicko-mechanick a je velmi rozšíøen zejména mobilních strojù, dobrá energetická bilance znamená øímo úsor ohonných hmot. V oslední dobì se zaèíná realizovat i elektrohdralický sstém LS, který vžívá elektronicko reglaci s vhodnocováním tlak od zátìže. U vedených tù reglaèních hdrogenerátorù se øedokládá, že otáèk n ve vztah (2) jso konstantní. ozvoj mìnièù frekvence nabízí možnost mìnit dodávané množství øízením otáèek asnchronního elektromotor ohánìjícího konstantní hdrogenerátor. Tímto zùsobem je možné realizovat obvod s elektronicko reglací tlak i øi ožití konstantního (naø. zbového) hdrogenerátor, jak kazje obr. 2. Takovýto hdralický agregát lze ožít i ro realizaci elektrohdralického sstém LS []. Alikace elektronik a reglaèní technik zde do øízení hdralických agregátù jednoznaènì øináší nové možnosti a øisívá ke zlešení jejich dnamických vlastností a energetické úèinnosti. 2. Prvk ro øízení hdromotor Z hlediska øízení ohb hdromotor mají nejvìtší význam øídicí ventil, možòjící lnle øídit rùtok, a tdíž rchlost ohb a tlak (øítlaèno síl). Ventil ro lnlé øízení rùtok vžívají romìnné hdralické odor nejèastìji realizované s ožitím šoátka místìného v tìlese ventil (obr. 3). Pøestavením šoátka se zmìní rùtoèný rùøez ventil a tím i jeho hdralický odor = (). Závislost mezi rùtokem Q a tlakovým sádem na ventil je nelineární = = ()Q 2 (3) Jde ted o zásadní rozdíl oroti elektrickým obvodùm, latí lineární Ohmùv zákon. K øesném nastavení oloh šoátka se ožívají rùzné rinci, od nichž bla v rùbìh vývoje odvozena ojmenování jednotlivých rovedení ventilù ro sojité øízení rùtok. Servoventil jso dvostòové ventil, nichž je jako rvní steò øízení ožit elektromechanický øevodník t trska-klaka, který øídí tlak na èelech šoátka a tím jeho oloh. Servoventil mají mechanicko nebo elektricko zìtno vazb, odvozeno z oloh šoátka. Proorcionální ventil ožívají ro øízení ohb šoátka roorcionální tlakové ventil se zìtno vazbo, realizovano ržino nebo elektronick s mìøením oloh šoátka. Jako reglaèní ventil se zravidla oznaèjí ventil, nichž se šoátkem ohbje øímo rostøednictvím lineárního motor (roorcionálního elektromagnet). Jednotlivá rovedení øídicích ventilù moho vžívat rùzné kombinace vedených rinciù a konstrkèních øešení. k k síla ržin rovnováha sil síla magnet Obr. 4. Pøímé øízení oloh šoátka I Q, Na obr. 4 je kázán rinci reglaèního ventil s øímým øízením oloh šoátka. Síla I elektromagnet úmìrná øídicím rod I vede šoátko do ohb roti ržinì, která øi stlaèení vvozje síl oaèného smìr. Šoátko se zastaví v bodì, ve kterém nastane rovnováha sil. Velikostí bdicího rod tak lze øídit otevøení ventil. Jde však o øímé øízení, tj. bez zìtné vazb. Vloèit vliv hdrodnamických sil ùsobících na šoátko øi rodìní kaalin a vlešit dnamické vlastnosti ventil naomáhá zìtnovazební øízení oloh šoátka odle rinci na obr. 5. Poloha šoátka, jehož zdvih je ve skteènosti asi mm, se mìøí indkèním snímaèem oloh. Pro živatele jso dùležité výsledné statické a dnamické vlastnosti ventil, vádìné v katalog v odobì rùtokových charakteristik Q = Q() ro rùzné tlakové sád a frekvenèních charakteristik, ze kterých lze stanovit vlastní frekvenci ventil f. Kvalit øízení ovlivòjí také další arametr, jako je Q, Obr. 5. Zìtnovazební øízení oloh šoátka I reglace w I I I I I AUTOA (22) èíslo 9

PNEUATICKÉ A HYDAULICKÉ SYSTÉY PO AUTOATIZACI øekrtí hran šoátka, linearita ventil a jeho citlivost na zmìn signál aj. Dnamické vlastnosti øídicího ventil [2] odovídají vlastnostem roorcionálního èlen se setrvaèností 2. øád, osaného diferenciální rovnicí T 2 x.. + 2ξ T x. + x = K (4) x je relativní oloha šoátka (x [-; ]) a význam ostatních smbolù je veden v ois k obr. 7. Q A S A Závislost rùtok øes jednotlivé øídicí hran šoátka na aktálních tlakových sádech lze vjádøit omocí nelineárních vztahù, ve kterých vstjí relativní oloha šoátka, soèinitel rùtok øes hran ventil a øíslšný tlakový sád. 3. Hdromotor x, v S B Obr. 6. Schéma øímoèarého hdromotor s jednostranno ístnicí V hdromotor se tlaková otenciální energie øivádìné racovní kaalin mìní na mechanicko ráci. Zde se omezíme oze na øímoèaré hdromotor, které moho být s jednostranno nebo obostranno ístnicí. Dnamické vlastnosti øímoèarého hdromotor s jednostranno ístnicí odle obr. 6 lze osat omocí ohbové rovnice ístnice [2] mẍ + bxÿ = S A S B B T sgn(xÿ ) (5) B x je oloha ístnice, m hmotnost bøemene (ístnice), Q B, T b soèinitel tlmení, S A, S B èinné loch íst,, B tlak v racovních rostorech A a B hdromotor, zatìžjící síla, T síla tøení, a diferenciálních rovnic ro tlak, B d d d d A = ( QA SAv QLA QL ) t C (6) A B = ( SBv + QB QLA + QL ) t C (7) B C A = V A /K, C B = V B /K jso hdralické kaacit racovních rostorù A a B, t je èas, K objemový modl ržnosti kaalin, v rchlost ohb ístnice, Q L, Q LA, Q LB rùtok vlivem rùsakù v rostorech A a B (interní a externí odová rostnost). Pøi návrh hdralických ohonù je srovnávacím údajem vovídajícím o dnamických vlastnostech ohon vlastní frekvence hdromotor f, která se v øíadì obostranné ístnice a její oloh rostøed zdvih rèí odle vztah 2 2KS f = (8) 2π mv V je objem racovního rostor hdromotor ro støední oloh ístnice, S locha íst. Pro reglované ohon (servomechanism) se ožívají øímoèaré hdromotor, tzv. servokvalit. ají minimální tøení a øedstavjí málo tlmený sstém (soèinitel ξ v rozsah asi,5 až,2). 4. Hdralická osa, servomechanism Hdralická osa je ojem oznaèjící sériové zaojení øídicího ventil a hdromotor. Pøidáním snímaèe øízené velièin a reglátor vznikne olohový, rchlostní nebo tlakový servomechanisms. V raxi se lineárních ohonù nejèastìji realizjí servomechanism olohové a tlakové. Øízení rchlosti lze øevést na úloh sledování oloh. Blokové schéma úlného reglaèního obvod elektrohdralického olohového servomechanism je na obr. 7. K krit /ω m PDT,9,8 PT,7 P,6,5,4,3,2,,5,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 κ Obr. 8. Závislost kritického zesílení reglaèního obvod s reglátor tù P, PT, PDT na omìr f /f Analtické rozbor dnamických vlastností zìtnovazebního øízení olohového servomechanism kazjí, že ro výsledno kvalit reglaèního obvod odle obr. 7 je rozhodjící omìr vlastních frekvencí servoventil a hdromotor f κ = f (9) Na základì znalosti omìr κ lze doorèit ožití a výchozí nastavení reglátorù oloh t P, PT, PDT a stavového reglátor. Kvalitativnì lze vhodnost reglátor osodit vhodnocením kritického zesílení reglaèního obvod [4], [5]. Výsledná závislost normovaného kritického zesílení na omìr vlastní frekvence servoventil a hdromotor je ro vedené tøi t reglátorù kázána na obr. 8, hvìzdièkami vznaèená obálka køivek kazje maximální hodnot kritického zesílení reglaèního obvod K ( T s + ) snímač oloh reglátor řídicí ventil hdromotor Q w e e KKQ Q Q K sn G (s) 2 2 Ts + 2ξTs + x 2 2 s T K 2 + ξ T s + V s X Obr. 7. Blokové schéma olohového servomechanism (e, e odchlk øízené velièin; síla; G (s) øenos reglátor; K, K, K Q, K sn, K zesílení zatìžjící síl, zesílení hdromotor, rùtokové zesílení servoventil, zesílení snímaèe oloh, zesílení servoventil; Q, Q, Q rùtok do hdromotor, rùtok vlivem zatìžjící síl, rùtok servoventilem; T, T, T èasová konstanta ùsobení zatìžjící síl, èasová konstanta hdromotor, èasová konstanta servoventil; øídicí naìtí servoventil; v rchlost, w žádaná oloha; x oloha ístnice; ξ, ξ soèinitel omìrného tlmení hdromotor, servoventilù; s komlexní romìnná) (22) èíslo AUTOA

PNEUATICKÉ A HYDAULICKÉ SYSTÉY PO AUTOATIZACI dosažitelné øi ožití rùzných reglátorù v závislosti na omìr κ. Z graf lze vèíst doorèení ro volb vhodného t reglátor, které je shrnto v tab. 2. aximální hodnota zesílení reglátor K krit se rèí z hodnot normovaného zesílení K krit /ω øeètené z graf na obr. 8 odle vztah K krit = 2 f K krit π ω KOK () sn K O je zesílení otevøeného reglaèního obvod. 5. Dnamická analýza a simlace chování ohon Srávný návrh a dimenzování elektrohdralického servomechanism se neobejdo bez osození dnamických vlastností ohon. Úèinným nástrojem ro dnamicko analýz sstém je oèítaèová simlace [2]. S vžitím rùzných simlaèních rogramù lze s ožitím již naznaèených vztahù sestavit simlaèní model ohon a ovìøit úèink rùzných reglátorù, vliv rozmìrù ventilù na kvalit reglace, schonost ohon dosáhnot ožadované rchlosti ohb i øi zatížení aod. (naø. zanedbání závislosti výsledné rchlosti ohon na jeho zatížení mùže zùsobit rodložení racovního ckl stroje a tím neslnìní zadání). Na obr. 9 jso kázán simlaènì všetøené rùbìh romìnných olohového servomechanism v rùbìh øechodového dìje øi ùsobení zatìžjící síl N a bez zatìžjící síl. Z rùbìh oloh ístnice x je zøejmé rodložení dob ohb vlivem zatížení. Pøestože øídicí ventil je v obo øíadech na oèátk otevøen na % (x = ), je rchlost ístnice bez zatížení témìø dvojnásobná. Pøíèino je nelineární závislost rùtok øídicím ventilem na tlakovém sád. Na obr. jso kázán rùbìh omìrné rchlosti ohon ro rùzná otevøení ventil na Poměr vlastních frekvencí k f f = / až,4 T D G ( s) = K = 2πf omìrném zatížení ohon, které jso navíc hdromotor s jednostranno ístnicí nesmetrické ro jednotlivé smìr ohb a zatížení (tahová nebo tlaková síla). 6. Øídicí sstém Øídit servoohon s ožadovano øesností lze oze øi krátké eriodì vzorkování nezávislé na dalších fnkcích øídicího sstém. Proto vznikl inteligentní eriferie rogramovatelných atomatù (Programmable Logic Controller PLC) možòjící øiojit signál o oloze v rùzném tvar a øídit akèní èlen biolárním naì ovým signálem. V rùzných obdobách je nabízí vìtšina výrobcù PLC. Jako øíklad lze zmínit øešení firm exroth [9], založené na inteligentní eriferii IP252mH z rodin PLC Simatic firm Siemens. Inteligentní eriferie je vbavena vstnì-výstními obvod ro ètøi servomechanism. Lze s ní rogramovì realizovat rùzné reglátor s reglací nejen oloh, ale i rchlosti, tlak (res. síl) a s kontrolo hodnot tlak øi nastavování oloh. Pøi øízení nìkolika os je možné zajistit také jejich snchronizaci. Pracovat nezávisle na t PLC a realizovat servomechanism i s ménì výkonnými øídicími sstém možòjí atonomní èíslicové reglátor. Pøíkladem takového øešení je t HNC ([9], obr. ). Jeho hardware a rogramové vbavení odorjí vše otøebné ro øízení jedné hdralické os a komnikaci s nadøazeným øídicím sstémem omocí sériového rozhraní, sí ové komnikace o sbìrnici CAN nebo s vžitím dvohodnotových signálù. K disozici je i obdobný reglátor v rovedení ro dvì hdralické os. ostocí oèet alikací sbìrnice CAN vede také k vývoji øídicích ventilù s integrovaným èíslicovým reglátorem a komnikací o sbìrnici CAN. Pro èíslicové reglátor hdralických ohonù je charakteristické, že je k nim možné øiojit snímaèe absoltní oloh s analogovým výstním signálem až V nebo Tab. 2. Doorèená volba reglátorù olohového servomechanism T reglátor PDT P PT TDs + Ts +, T =, T D stavový reglátor s èíslicovým výstem a snchronnì sériovým øenosem dat odle standard SSI (Serial Snchronos Interface). Požití snímaèù oloh s rozhraním SSI je odmínko øi ožadavk na øesné øízení oloh servoohonù s velkým zdvihem. Snímaè absoltní oloh øitom mùže být integrovaný do tlakového rostor hdromotor, rotaèní naø. s lankovým øevodem, tèový v rofilovém rovedení nebo laserový, místìný vnì hdromotor. Programové vbavení reglátorù odorje ožití reglaèních algoritmù vedených w, x (m) v (m/s), B ( 6 Pa) x (-),5,4,3,2,,,9,6,5,4,3,2, -, 8 6 4 2,2,,8,6 žádaná hodnota, oloha ístnice = N = N,,2,3,4,5 = N rchlost ístnice = N,,2,3,4,5 B B tlak, B = N = N = N = N,,2,3,4,5 oloha šoátka ventil = N,4 až,85,85 až 2,5 > 2,5 K G ( s) = K T = πf T s + = w Kx K2v K3a,4,2 -,2 = N,,2,3,4,5 Obr. 9. Výsledk simlace chování ohon øi rùzných zatíženích AUTOA (22) èíslo

PNEUATICKÉ A HYDAULICKÉ SYSTÉY PO AUTOATIZACI v tab. 2, vèetnì stavového reglátor, ro který jso otøebné stavové romìnné získáván nmericko derivací signál o oloze. ìnit zesílení i èasové konstant reglátor lze za bìh øídicího rogram. Je-li øiojen snímaè tlak, je možné øi nastavování oloh omezit maximální síl vvinto hdromotorem a omezením maximální velikosti naìtí øídícího servoventil rèit maximální øístno rchlost ohon. K øesném nastavení oloh lze ožít integraèní složk reglátor, vádìno v èinnost rostøednictvím øídavné logik. jejich možnosti, vèetnì øíkladù technické realizace øídicích sstémù. Dík alikacím moderní øídicí technik si hdrostatické ohon držjí stále schonost konkrence, a to i øes silný konkrenèní tlak z oblasti reglovaných elektrických ohonù. Podìkování Pøísìvek vznikl v rámci øešení výzkmného zámìr CEZ:J7/98: 2723 odelování, simlace a øízení složitých dnamických sstémù výrobnì-doravních komlexù. v/v Závislost rchlosti na oměrném zatížení PH,5 relativní otevření ventil x, :,2;,4;,6;,8;,,5 -,5 -, -,5 relativní otevření ventil x -2, : -,2; -,4; -,6; -,8; -, -2,5-2 3 4 5 6 7 8 / Obr.. Závislost omìrné rchlosti ohon na jeho omìrném zatížení øi rùzných otevøeních øídicího ventil eglace tlak øedokládá mìøení tlak nebo síl. Pro reglaci tlak ve dvojèinném lineárním hdromotor lze ožít dva snímaèe tlak, øièemž reglaèní algoritms vhodnocje jako hodnot skteèného tlak rozdíl jejich údajù. eglátor tlak obsahje zvláštní logik ro øiojování a odojování integraèní složk. 7. Závìr Èlánek shrnje základní rinci fnkce a øízení hdrostatických ohonù a kazje Literatra: [] AÒÁSEK,.: Simlation of Electrohdralic Load-Sensing Sstem with AC otor and reqenc Changer. In: Proceedings of the st PNI-PhD Smosim, Hambrg 2, s. 3 323, ISBN 3--65-5. [2] NOSKIEVIÈ, P.: odelování a identifikace sstémù.. vd., Ostrava, ontanex, a. s., 999, ISBN 8-7225-3-2. [3] NOSKIEVIÈ, P.: Elektrohdralický load-sensing sstém teoretické øešení. Závìreèná zráva rojekt /95/ 9, GAÈ, leden 997. [4] NOSKIEVIÈ, P.: Aswahlkriterim der eglerstrktr eines lagegeregelten elektrohdralischen Antriebes. Ölhdralik nd Pnematik, 39, 995, è., s. 49-5, ISSN34-266. [5] NOSKIEVIÈ, P.: Klasifikace reglátorù elektrohdralických servoohonù. In: Sborník øednášek 6. mezinárodní konference Hdralika a nematika 98. Brno, 998, s. 227 233, ISBN 8-8622-23-9. [6] NOVÁK, P. NOSKIEVIÈ, P.: Zabezeèení solehlivosti øízení ódiových stolù v Obecním domì v Praze. AUTOA, 6, 2, è. 2, s. 4 5, ISSN2-9592. Obr.. Atonomní èíslicový reglátor HNC [7] NOVÁK, P.: Prùmslové øídicí sstém. Skrita, S VŠB-TU Ostrava, 2. ISBN 8-778- -733-3. [8] PIVOÒKA, J. a kol.: Tektinové mechanism. Praha, SNTL 987. [9] Katalogové odklad firm exroth. rof. Ing. Petr Noskieviè, CSc., katedra atomatizaèní technik a øízení, aklta strojní, VŠB-TU Ostrava etr.noskievic@vsb.cz 2 (22) èíslo AUTOA