|
Автоматизацию в строительстве
можно применить для управления машинами, регулировки режима и учета их
использования, а также для контроля качества и обеспечения безопасности
работ. Средствами автоматизации являются специальные устройства и приборы,
позволяющие оператору только контролировать ход процесса.
Автоматизация управления строительными машинами
осуществляется при помощи автоматических систем регулирования скоростей
движения, кнопочно-дистанционного и программного управления рабочими
органами, регулирования работы приводных силовых установок на оптимальном
режиме. Автоматизация учета выполнения объемов работ и использования машин
осуществляется при помощи автоматических работоизмерительных приборов,
регистрирующих количество циклов, время чистой работы, производительность.
Для автоматизации процессов, обеспечивающих безопасность работы машины,
используются системы автоматического отключения и сигнализации при наличии
напряжения на корпусе машины, сигнализации об опасном угле крена машины,
остановки машины при ее приближении к подземным кабельным линиям и другим
подземным коммуникациям, а также к воздушным линиям электропередач.
Некоторые технологические процессы на крупных
гидростроительствах СССР полностью автоматизированы, например, приготовление
бетонной смеси на автоматизированных заводах и заводах-автоматах;
изготовление железобетонных изделий методом вибропроката на прокатных станах;
разработка, перемещение и укладка грунта средствами гидромеханизации с
использованием автоматического устройства и др В области автоматизации
управления механизмами строительных кранов примером может быть
программно-дистанционное управление башенными кранами,.разработанное
совместно Институтом автоматики и телемеханики АН СССР, ВНИИСтройдормашем и
НИИМосстроем.
Вместе с тем следует подчеркнуть, что практически
автоматическое управление строительными машинами может быть осуществлено лишь
в том случае, если сам процесс производства строительных работ будет
соответствующим образом подготовлен и подчинен определенным закономерностям.
Специфические и разнообразные условия технологических
процессов производства строительных работ в настоящее время еще не позволяют
выдвигать вопрос о создании таких систем управления машинами, которые
полностью исключили бы участие оператора. Поэтому работы по автоматизации
управления механизмами строительных машин носят пока еще поисковый характер с
целью уточнения условий, определяющих в дальнейшем возможность ее
практической реализации и широкого применения в практике строительства.
Создание полностью автоматической системы управления при
современной технологии производства строительных работ было бы связано с
преодолением больших технологических трудностей и вряд ли в настоящее время
экономически оправдано. Частичная же автоматизация производственного процесса
некоторых машин является вполне назревшей и выполнимой.
В этом аспекте практический интерес представляют
разработанные советскими учеными и конструкторами принципы автоматизации
некоторых землеройных и землеройно-транспортных машин, созда: ние систем
автоматического регулирования поперечного угла наклона отвала планировочных и
профилирующих машин, а также системы дистанционного управления крановыми
механизмами.
Ниже рассмотрены некоторые практически осуществляемые
системы автоматизации. х
Автоматическое ведение рабочего органа по заданной
траектории. В гидротехническом строительстве при разработке котлована под
бетонное сооружение по технологическим сбображениям котлован не углубляют на
проектную отметку, а оставляют защитный слой грунта толщиной 0,5—0,7 м. Этот
слой перед бетонированием разрабатывается бульдозерами или специальными
зачистными машинами, а последние 20—30 см толщины слоя снимаются обычно
вручную. На зачистку дна котлованов и траншей, планирование откосов и берм
затрачивается большое количество ручного труда. Это объясняется
несовершенством машин для земляных работ и их систем управления, которые не
обеспечивают разработку грунта под заданную отметку с достаточной степенью
точности.
Наиболее эффективны для этой цели специальные машины,
оборудованные следящим приводом.
Следящие системы управления представляют собой копирный
агрегат, в котором траектория рукоятки управления копируется в определенном
масштабе рабочим органом. Этот метод дает возможность обеспечить качественное
выполнение рабочим органом любых заданных профилей поверхности при
сравнительно несложном дополнительном оборудовании.
Следящая система имеет управляемый источник энергии и
обратную связь. Выходное перемещение подается обратной связью на вход системы
и автоматически сравнивается со значением входного сигнала, т. е. с желаемой
величиной выходного перемещения. От разности между входной и выходной
величинами, т. е. положениями входного и выходного звеньев зависит скорость
выхода. Эту разность называют ошибкой (рассогласованием) или погрешностью
системы.
В системах управления следящим приводом машины входным
звеном является орган управления, а выходным звеном — рабочий орган машины
или управляемое устройство (ковш экскаватора, направляющее колесо и т. п.).
Особое значение имеет обратная связь следящих систем, непрерывно устраняющая
рассогласование и согласующая положение входа и выхода. Она является одним из
основных элементов следящей системы, оказывающих значительное влияние на
точность и устойчивость ее работы.
разработанная ВНИИ- Стройдормашем схема управления
обратной лопатой гидравлического экскаватора с использованием принципа
слежения. Рычаг 3 имитирует рукоять с ковшом и образует вместе с тягой 6,
стрелой и рукоятью параллелограмм ABCD. Имеющийся на конце рычага ползун
перемещается в направляющем шаблоне, укрепленном на штоке датчика 2
корректировки движения стрелы. Датчик движения стрелы связан с золотником
следящего распределителя.
Ползун, перемещаясь в направляющем шаблоне, передвигает
его в вертикальном направлении и через датчик включает распределитель,
который обеспечивает координирующее движение стрелы. Корректировка движения
позволяет обеспечить движение зуба ковша по траектории, близкой к профилю
шаблона. Для движения ковша по радиусу при неподвижной стреле распределитель
стрелы отключается.
Исследования показали, что траектория копания,
осуществляемая ковшом экскаватора, оборудованного следящей системой
управления, имеет отклонение от заданной траектории в пределах ±25 мм.
Автоматическое управление машинами при помощи оптического
луча. Конструкция прибора для автоматического управления машиной при помощи
оптического луча (ПУЛ-3) разработана в Ленинградском институте точной
механики и оптики. Систему автоматического управления с. использованием ПУЛ-3
Применяют при прокладке каналов, рытье траншей с заданным уклоном дна, на
планировочных работах, в железнодорожном и дорожном строительстве и т. п.
схема системы управления оптическим лучом многоковшового
экскаватора продольного копания. Система состоит из передающего прожектора,
где генерируется оптический луч с углом раствора около 1,5°, модулированный
двумя частотами — 900 и 1500 Гц с явно выраженной разносигналь- ной зоной, и
приемного устройства, представляющего собой фотообъектив с полем зрения 6е,
где формируется сигнал рассогласования. Усиленный сигнал рассогласования
подается на пульт управления
При управлении машиной для земляных работ в горизонтальной
плоскости луч с помощью светофильтров окрашивается в синий и красный цвета.
Машинист, наблюдая в зеркало границу раздела цветов, может ориентировать
машину в горизонтальной плоскости.
Перед началом работы устанавливают прожектор таким
образом, чтобы разносигнальная зона луча была параллельна дну будущей,
траншеи, а граница раздела красного и синего цветов проходила вдоль оси
траншеи. На расстоянии 15—20 м от излучателя ставится машина и рабочий орган
заглубляется при помощи ручного управления до тех пор, пока фотообъектив
приемного устройства, жестко закрепленный на рабочем органе, не достигнет
разносигнальной зоны (РСЗ) луча. Затем включается автоматическое управление.
В фотоприемнике прибора формируется сигнал рассогласования
«На опускание», который затем передается на усилитель. Усиленный сигнал
подается на реле, управляющее питанием электромагнитов золотника
гидравлического привода установки рабочего органа. Золотник перемещается в
положение «На опускание», и гидропривод заглубляет рабочий орган. Вместе с
рабочим органом опускается и объектив фотоприемника. Когда фотоприемник
достигнет разносигнальной зоны, сигнал рассогласования становится равным
нулю. Реле, питающее обмотку электромагнита золотника, размыкается, и
золотник возвращается в нейтральное положение.
Если приемное устройство переместится вниз от
разносигнальной зоны, то объектив в большей степени будет засвечиваться
лучом, модулированным частотой 1500 Гц, и меньше — лучом, модулированным
частотой 900 Гц. В этом случае фотоприемник формирует сигнал рассогласования
«На подъем» и гидропривод переставляет рабочий орган.
Эта система дистанционного управления (на расстоянии до 600 м) автоматически выдерживает заданный уклон траншеи, регулируя положение рабочего органа около
разносигнальной зоны модулирования оптического луча.
Величина ошибки укладывается в нормы.
|