Система «Профиль-30»
1. Система «Профиль-30» является системой автоматического регулирования.
Система позволяет автоматически стабилизировать положение рабочего органа (РО) по
высотным отметкам, задаваемым направляющими (шнуром; обработанной полосой;
опорной плоскостью, образованной лучом лазера) и по углу установки РО в
поперечной плоскости. Система «Профиль-30» предназначена для автоматизации
автогрейдеров и других строительных дорожных машин (СДМ). Система может
устанавливаться на дреноукладчики, планировщики, асфальтоукладчики и другие
дорожные и мелиоративные машины.
Система «Профиль-30» позволяет обеспечивать высокое качество работ при
планировке хлопковых полей и рисовых чеков, нарезании кюветов с заданными
продольными уклонами, планировке верха дорожного полотна и слоев дорожной
одежды, оснований взлетно-посадочных полос, точном разравнивании верха и
балластных слоев железнодорожного полотна. Использование систем «Профиль-30»
сокращает время на производство работ, психофизиологические нагрузки на оператора.
2. Состав системы «Профиль-30»
В состав системы в зависимости от модификации входят: -пульт
управления;
-датчик угла для контроля углового положения РО относительно гравитационной
вертикали;
-датчик высоты щуповой для контроля высотного положения РО по отношению к
реперу (шнуру, проволоке, бордюру и т.п.);
-устройство перемещения фотоприемного устройства (ФПУ), предназначенное
для подъема и опускания фотоприемника лазерной системы;
-щуп для передачи информации от репера к чувствительному элементу датчика
высоты;
-два гидрораспределителя с электроуправлением (электрогидро-распределителя
ЭГР).
Общая электрическая схема системы «Профиль-30» с датчиком угла и датчиком
высоты приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема электрическая общая системы «Профиль-30»: А1 -
пульт управления; А2, A3 - электрогидрораспределители; А4 -
датчик угла маятниковый; А5 - датчик высоты щуповой
Пульт управления предназначен для формирования команд управления исполнительными
Механизмами гидропривода системы и содержит два канала управления.
На лицевой панели пульта (рис. 2) расположены:
- тумблеры включения питания каналов стабилизации высотного 8 и углового 14
положения РО;
- задатчики высотного 1 и углового 6 положения РО;
- кнопки 2 и 5 ручного управления ЭГР;
- кнопки 7 подъема и опускания устройства перемещения
ФПУ;
- регуляторы чувствительности каналов стабилизации высотного 9 и углового 13
положения РО;
- тумблеры «Настройка-Работа» каналов стабилизации высотного 10 и углового
12 положения РО;
- переключатель 11 режимов работы системы;
- предохранители (на рис. 2 не показаны);
- индикаторы 3 и 4 включения ЭГР.
Устройство перемещения ФПУ предназначено для подъема и опускания
фотоприемника лазерной системы. Пульт устанавливается на кронштейне около рабочего
места оператора. «Профиль-30» позволяет работать с лазерной системой. Все элементы
системы «Профиль-30» и лазерной системы соединяются между собой посредством
кабелей.
Датчик высоты щуповой (рис. 3) является прибором, преобразующим высотное
положение корпуса 1 относительно жёсткой направляющей, являющейся репером (троса,
опорной поверхности), в электрический сигнал. В качестве чувствительного элемента
используется специальный съемный щуп 2, укреплённый на валу с опорой на двух
шарикоподшипниках. На другом конце вала укреплён экран, взаимодействующий с
катушками индуктивности трансформаторного преобразователя. В результате
взаимодействия на выходе преобразователя появляется сигнал, пропорциональный углу
поворота вала датчика.
Датчик угла маятниковый (рис. 4) является прибором, преобразующим угловые
положения корпуса 1 относительно гравитационной вертикали в электрический сигнал.
Чувствительным элементом датчика является коромысло 2, подвешенное на валу на
шарикоподшипниках. На валу коромысла укреплён экран, взаимодействующий с ка-
тушками преобразователя. При повороте корпуса датчика относительно коромысла
изменяется взаимное положение экрана и катушек, что приводит к пропорциональному
изменению выходного сигнала преобразовательного блока.
3. Режимы работы системы «Профиль-30»
Переключателем на лицевой панели пульта управления системой обеспечивается 4
режима автоматического управления РО:
1) с двумя датчиками высоты по двум жестким направляющим, расположенным по
обе стороны машины;
2) с датчиком угла и датчиком высоты по жесткой направляющей, расположенной
с правой стороны машины;
3) с датчиком угла и датчиком высоты по жесткой направляющей, расположенной
с левой стороны машины;
4) с датчиком угла и лазерной системой.
4. Принцип работы системы «Профиль-30»
Принцип работы каналов высотной и угловой стабилизации положения РО одинаков
и наглядно иллюстрируется упрощенной функциональной схемой на рис. 5.
Рис. 5. Функциональная схема канала высотной
(угловой) стабилизации положения РО
На схеме обозначено: с -сумматор; У - усилитель;
ЭГР - электрогидрораспределитель;
ГЦ - гидроцилиндр;
h - высотное положение РО;
у - угловое положение РО;
U3 - напряжение задатчика, пропорциональное заданной высоте или углу наклона
РО;
ид - напряжение датчика, пропорциональное фактической высоте или углу
наклона РО в поперечной плоскости.
Для формирования регулирующего воздействия сравниваются заданное высотное
(угловое) положение РО с фактическим высотным (угловым) положением, т.е.
сравниваются напряжения на выходе за-датчика и датчика.
Для сравнения напряжений U3 и ид сумматором пульта управления определяется
их разность:
Ли= U3-UM.
(1)
Напряжение Ли может быть как положительным, так и отрицательным в
зависимости от соотношения между U3 и ид. Далее это напряжение усиливается
усилителем У и поступает на ЭГР, имеющий золотник с тремя фиксированными
положениями, две обмотки и два диода. Электрическая схема ЭГР представлена на рис.
6.
При A U=0 золотник находится в нейтральном положении, ЭГР закрыт. В этом случае
Фактическое положение РО соответствует заданному, поэтому регулирующее
Воздействие не AU' формируется.
При AUi=0 учитывается полярность этого напряжения. В зависимости от полярности AU' ток
протекает по одной из обмоток ЭГР (см. рис. 6), при этом золотник в ЭГР занимает
такое рабочее положение, при котором гидроцилиндры перемещают РО в направлении
уменьшения рассогласования A U.
Работа каналов угловой и высотной стабилизации РО отличается тем, что при
стабилизации высотного положения работают два ЭГР,
Рис. 6. Электрическая схема
управляя обоими гидроцилиндрами, а при стабилизации
электрогидрораспределителя углового положения работает только один ЭГР, управляющий одним гидроцилиндром. Каждый канал содержит регулятор чувствительности
(см. рис.2).
Чувствительность канала будет максимальной, если регулятор повернут против часовой стрелки до упора. При такой чувствительности ширина зоны нечувствительности минимальна, что обеспечивает наибольшую точность. Однако вследствие значительной массы отвал и рама, с помощью которой он крепится к машине, обладают инерционными свойствами, что при определенных h<t свойствах грунта может привести к возникновению
колебаний (рис. 7). Чтобы избавиться от колебаний, чувствительность следует уменьшить.
Но при этом увеличится ширина зоны нечувствительности и уменьшится точность.