ЖУРНАЛ СТА 4/2014

расхода воздуха, при котором начинает- ся движение штока из состояния покоя, может быть объяснено наличием перете- каний через зазор между поршнем и по- верхностью скольжения пневмоцилинд- ра, приводящих к скачкообразным из- менениям скорости перемещения што- ка при малых расходах воздуха, подавае- мого в полость нагнетания [1]. Мини- мальное пороговое значение расхода воздуха через золотник, соответствую- щее началу движения штока ПП, яв- ляется оценкой сверху величины этих перетеканий. Построение таблицы соответствия вы- лета штока показаниям датчика положе- ния S8 было выполнено программой TABLEPOS . Измерения проводились для выдвижения штока из исходного по- ложения «Полностью втянут». Смеще- ние золотника равнялось положитель- ному значению Δ U min , то есть +500 мВ. Время, в течение которого поддержива- лось заданное смещение золотника, рав- нялось 500 мс. Напряжение на датчике S8 измерялось с помощью вольтметра, значение этого же напряжения, считан- ное модулем ADAM-5017 с входов V2–, V2+, выводилось на экран компьютера. Вылет штока измерялся с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1 мм и округлялся до целых значений. На- грузка на шток в виде присоединённой массы или сухого трения отсутствовала. Результаты экспериментов и их обработ- ка приведены на рис. 6 и 7. Программа TABLEPOS также исполь- зовалась для экспериментального опре- деления скорости движения штока ПП при различных значениях смещения зо- лотника. При фиксированном значении смещения золотника шток ПП выдви- гался (втягивался) в течение одногошага по времени, равному 1000 мс, после чего снималось показание датчика S8. Затем выполнялся следующий шаг. Показание датчика S8 в виде напряжения, счи- танного модулем ADAM-5017, выводилось на экран компью- тера. Каждому значению сме- щения золотника соответ- ствовало два прохода: выдвижение штока из положения «Полностью втянут» в положение «Полностью выдвинут»; втягивание штока из поло- жения «Полностью выдви- нут» в положение «Полностью втянут». Проходы выполнялись при смещениях золотника ±1000, ±2000, ±3000, ±4000, ±5000 мВ. К штоку была присоединена инерцион- ная нагрузка массой 30 кг, перемещение которой происходило с сухим трением (рис. 8). Для пересчёта выдвиженияшто- ка по показаниям датчика положения штока S8 использовалась следующая формула (с округлением до 1 мм): S = 0,04 U –2,622 (1) где S – выдвижение штока от исходно- го положения «Полностью втянут» в мм; U – показания датчика положе- ния S8 в мВ. Результаты экспериментов и их обработка в виде диаграмм для смещения золотника ±1000 мВ приве- дены в таблице 1. С помощью программ FOLOWUP и HANDRIVE были отработаны алгорит- мы точного позиционирования штока в заданное положение, указываемое с клавиатуры компьютера (программа FOLOWUP ) или с помощью ручного за- датчика (программа HANDRIVE ). Обе программы обеспечивают позициони- рование штока в окрестность ±10 мВ около точки произвольно заданного по- ложения и удержание штока внутри этой окрестности при наличии возму- щающих нагрузок. Из формулы (1) сле- дует, что протяжённость окрестности в 20 мВ фактически означает, что по- грешность позиционирования штока не превышает 1 мм. Кроме этого, про- грамма HANDRIVE реализует режим позиционирования штока при динами- чески изменяющемся задании требуе- мого положения. С помощью программы TABTIMER были выполнены эксперименты для смещений золотника ±500 и ±1000 мВ с целью определения абсолютного и от- носительного изменения мгновенной скорости штока в зависимости от вре- мени его перемещения. На рис. 9 при- 58 СТА 4/2014 РАЗ РА БОТ КИ / КОН Т РОЛ Ь НО - ИЗМЕ Р И Т Е Л Ь НЫЕ СИС Т ЕМЫ www.cta.ru 0 0 500 1000 2000 3000 4000 2500 3500 4500 1500 25 50 75 100 125 150 Вылет штока S , мм Напряжение на датчике U , мВ Плата Линейная (плата) S = 0,04 U – 2,6229 0 0 500 1000 2000 3000 4000 2500 3500 4500 1500 25 50 75 100 125 150 Вылет штока S , мм Напряжение на датчике U , мВ Вольтметр Плата Линейная (плата) U = 24,974 S + 65,597 Рис. 6. График зависимости между вылетом штока S и напряжением U на резистивном датчике положения штока пневмоцилиндра-позиционера Рис. 7. График зависимости между напряжением U на резистивном датчике положения штока пневмоцилиндра-позиционера и вылетом штока S Рис. 8. Инерционная нагрузка массой 30 кг с сухим трением, присоединённая к штоку пневмоцилиндра-позиционера