Brevet FR2493556A1 — publié le 19820507

L'invention a trait à un prodédé et un dispositif pour la régulation d'un mécanisme de positionnement, en par- ticulier pour cabines de transport, avec l'aide d'un afficheur de la valeur de consigne. Dans de telles installations de transport à régu- lation, on s'efforce de parcourir le trajet entre départ et arrivée sans à-coups et en un temps aussi réduit que possible, tandis qu'en ce qui concerne l'accélération, la vitesse finale et la décélération, des valeurs résultant du mécanisme d'en- trainement ou des conditions de service ne doivent, ou ne peuvent pas ttre dépassées. En même temps, on a pour objectif d'obtenir une optimisation du temps de trajet par des moyens économiquement justifiables. C'est pourquoi cela ne doit par exemple pas conduire à un surdimensionnement du mécanisme d'entraînement. De plus, le réglage du mécanisme d'entraî- nement lors de la mise en service et l'entretien doivent requérir le moins d'exigences possible du personnel. C'est là que l'afficheur de la valeur de consigne a son importance particulière pour l'évolution de la vitesse. Des procédés d'exploitation et des afficheurs de la valeur de consigne connus (cf. par exemple DE-PS 26 54 327) permettent le réglage de l'accélération, de la vitesse et de la décélération. Ce dispositif est exploité de telle manière qu'à la phase de décélération suive une période pendant la- quelle on circule à vitesse réduite, appelée vitesse de posi- tionnement, jusqu'à ce qu'on atteigne l'arrêt. La transition de la marche à vitesse finale vers la décélération est antorc*e quand le produit à transporter, par exemple une cabine pour le transport de personnes, passe devant un repère sur le tr;-- jet, situé à une distance déterminée du point d'arrêt. Y.- durée de trajet la plus courte possible est alors obteril. a pratiquement plus de chemin à parcourir en vitesse de posi- tionnement. Ces dispositifs présentent cependant un iitconné- nient majeur en ce sens qu'un tel réglage de la décélération ne laisse plus aucune marge à d'éventuels facteurs de pertur- bation. Cela signifie que le mécanisme d'entraînement doit être conçu de manière à pouvoir suivre de façon précise la valeur de consigne même en cas de charge la plus défavora- ble, ce qui conduit à un surdimensionnement de ce mécanisme. C'est pourquoi dans la pratique, bien que ce ne soit pas fa- vorable, on effectue quand même une certaine partie du trajet en vitesse de positionnement, pour avoir ainsi une marge de sécurité en compensation d'éventuelles différences de tem- pérature et du vieillissement d'éléments constitutifs. Un autre inconvénient se présente lors des trajets courts, lorsque le point de départ ne se situe pas assez loin du repère prévu pour qu'au passage du repère on ait atteint la vitesse finale, parce qu'alors la décélération est déjà terminée bien avant le point d'arrêt, et qu'il faut donc effectuer un long trajet en vitesse de positionnement. Pour éviter ce dernier inconvénient, différents procédés ont été proposés pour décaler le point de décelration par rapport au repère sur le trajet. Déjà dans le DE-PS 26 54 327 et le DE-PS 26 41 983, on indique comment on peut calculer une pë- riode à partir de laquelle le but de la décélération doit être décalé en cas de trajets courts. Malgré cette améliora- tion, les inconvénients cites plus haut des installations connues subsistent intégralement; même le dispositif décrit dans le DE-PS 26 14 386 n'apporte qu'un remède insuffisant. Il y est proposé de prévoir sur le trajet entre le repère initial et le point d'arrêt,un repère complémentaire qui, à.décélération optimale, Uoit être franchi à une vitesse de consigne déterminée. L'écart constaté entre la vitesse réelle et la vitesse de consigne est traité comme grandeur de correc- tion par l'afficheur de la valeur de consigne. Là pourtent, des facteurs de perturbation apparaissant après le passage du second repère, ne peuvent plus être pris en considération, et de plus une correction ne peut s'effectuer que lors d'une évolution déterminée de la vitesse entre le premier et le second repère. On peut certes, d'après le DE-PS 21 02 583, trouver un remède en disposant encore d'autres repères sur le trajet de décélération, à l'aide desquels une bonne con- duite de la décélération est rendue possible, même à vitesse quelconque de passage devant le premier repère;cependant ceci est lié à d'importantes dépenses pour l'installation et l'interrogation des repères, ce qui rend le procédé non rentable, notamment lorsque plusieurs arrêts sont prévus sur le trajet. Finalement on sait encore par le DE-PS 25 16 448 qu'on peut calculer le début de décélération comme point d'intervention entre départ et arrivée, à la condition seulement que le chemin nécessaire à l'accélération respec- tivement à la décélération se situe dans une relation fixe. Mais là aussi l'apparition d'éventuelles perturbations ne peut être suffisamment prise en considération. L'invention part du principe que pour l'accéléra- tion, est affichée une valeur maximale, résultant par exemple de l'adhérence entre roue et rail ou de l'adhérence entre cable et poulie ou, en cas de transport de personnes, de points -de vue physiologique mais o il n'est pas assuré dans chaque cas que le mécanisme d'entraînement puisse réellement suivre cette accélération à pleine charge. En outre, il faut tenir compte que le vitesse finale réglée ne peut pas être atteinte avec chaque charge. Par conséquent, pour cette raison, on ne peut pas supposer qu'au passage de l'unique repère devant suffizepour des raisons de coût, on ait pour la décélération des conditions de service reproductibles. Ainsi, aucun calcul du point d'intervention de la décélération n'est possible à partir des conditions de service avant le passage du repère, d'autant plus que pendant le déroulement de la décélération, il faut aussi compter avec l'apparition de perturbations. La seule condition préalable,quid'après l'invention est pos4e à l'installation de transport, consiste dans le fait mue le repère sur le trajet est placé à une distance telle du point d'arrêt que le mécanisme d'entraînement, même dans des condi- tions les plus défavorables, puisse freiner à partir d'une vitesse, au moins aussi grande que la vitesse maximale pos- sible de translation. Il doit également être pris en consid6- ration qu'il n'y a pas toujours un repère sur le trajet, c'est- à-dire que le point de départ peut se situer entre le repère et le point d'arrêt. L'invention a donc pour but d'éviter les inconvé- nients connus des régulations, des mécanismes de positionne- ment et de proposer un procédé et un dispositif, qui assurent, dans un cadre de dépenses économiquement justifiable, une très grande sécurité de fonctionnement A capacité optimale de transport. Ceci est obtenu dans un procédé du type décrit au début par le fait qu'un signal auxiliaire déterminé, cor- respondant au moins à la vitesse maximum de marche et à la décélération maximum, est réduit sensiblement de manière proportionnelle au trajet, est comparé au signal de sortie asservi de l'afficheur de la valeur de consigne, et que le signal de sortie est ainsi diminue au fur et à mesure de l'évolution du signal auxiliaire. Pour la réalisation du procédé, on se sert d'un afficheur de valeur de consigne, se caractérisant par une installation pour la production d'un signal auxiliaire H sensiblement proportionnel au trajet, par un dispositif servant à comparer le signal auxiliaire H au signal de sor- tie A de l'afficheur de la valeur de consigne et pour la production d'un signal de sortie x pour E>A, provoquant au plus l'accélération maximum affichée, et d'un signal de sortie y pour H mum affichée, par un intégrateur pour la formation du signal de sortie A à partir des signaux x respectivement y, de même que par une installation d'asservissement. La grandeur auxiliaire H peut être réduite de telle manière qu'elle soit descendue à zéro à la fin du parcours ou qu'elle atteigne peu avant la fin du parcours une valeur correspondant à la vitesse de positionnement. Dans le cas o un repère est disposé sur le trajet et o le point de départ se situe avant le repère, la réduction de la grandeur;Iu-: i- liaire H ne s'effectue qu'après le passage du repère. La grandeur auxiliaire H représente une limite inférieure, en dessous de laquelle la valeur de consigne ne doit pas descendre en plage de décélération, pour que le mécanisme d'entraine- ment ne stoppe pas avant l'atteinte du point d'arrêt ou pour qu'une plus grande partie du trajet ne s'effectue pas en vi- tesse de positionnement. On obtient de cette façon un posi- tionnement rapide et sûr en même temps. La grandeur auxi- liaire H est mise en début de parcours à une valeur qui est égale ou supérieure à la valeur de consigne pour la vitesse maximum et qui correspond à la vitesse, à partir de laquel- le le mécanisme d'entraînement peut ralentir dans les con- ditions les plus défavorbles sur le trajet entre départ et point d'arrêt, respectivement entre repère et point d'arrêt. Il est particulièrement avantageux de pouvoir ob- tenir la grandeur auxiliaire H par décharge d'un condensateur. La tension au début de la décharge, qui peut légèrement être modifiée, correspond à la valeur de départ à ajuster de la grandeur auxiliaire H. La décharge du condensateur proportion- nelle au trajet et par là la décroissance proportionnelle corres- pondante du signal auxiliaire H peut être obtenue, soit en accouplant au moteur d'entraînement une dynamo tachymétrique, à laquelle est connecté en aval un élément d'intégration dont la tension de sortie veille à une décharge continue du condensateur, soit aussi en accouplant un générateur d'im- pulsions au moteur d'entraînement, étant entendu que ces impulsions servent à la décharge du condensateur. La dé- croissance du signal auxiliaire H s'effectue alors comme une fonction échelonnée, mais est pourtant en moyenne pro- portionnelle au trajet. Le comparateur peut aussi être conçu de telle sorte que pour une petite différence entre les grandeurs A et H, il y ait production de grandeurs de sortie entre x et y, l'in- tégrateur étant alors conçu de telle façon que la vitesse de changement de sa sortie A admet des valeurs entre l'acc$lera- tion maximum et la décélération maximum. D'autres caractéristiques de l'invention apparai- tront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins ci-joints, et qui montrera bien comment l'invention peut être réalisée. Les dessins représentent: Fig. 1: une représentation graphique du signal auxiliaire H en fonction du trajet S avec utilisation d'un générateur d'impulsions pour la production du signal auxiliaire H; Fig. 2: la même représentation que sur la figure 1, avec disposition d'un repère M le long du trajet; Fig. 3: une représentation graphique de la dépendance des grandeurs H, A, x et y en fonction du trajet S; Fig. 4 et 5: une représentation correspondaht à la figure 3 avec utilisation d'un repère M le long du trajet; Fig. 6: la dépendance des grandeurs A, H, v, conformément à la figure 5, tracée en fonction du temps de par- cours t; Fig. 7: la dépendance des grandeurs H, A et du signal de sortie du comparateur en fonction du temps de par- cours, la disposition ayant été choisie de telle manière que des grandeurs de sortie entre x (maxi) et y (maxi) soient également produites, en se basant sur les conditions de fonctionnnement représentées sur la figure 6; Fig. 8: une représentation graphique des grandeurs H et k en fonction du trajet S, avec les conditions de fonc- tionnement représentées en figure 7; Fig. 9: une représentation graphique correspondant a la figure 8, tracée en fonction du temps de parcours t; Fig. 10: une représentation graphique de la dépendance du signal de sortie A du temps de parcours t lors du démarrage; Fig. 11: un schéma de connexion de l'afficheur de la valeur de consigne selon l'invention, et Fig. 12: un schéma de connexion d'une autre forme d'exécution de l'afficheur de la valeur de consigne selon l''n- vention. L'afficheur de la valeur de consigne représenté sur la figure 11 comporte comme principaux éléments constitu- tifs le dispositif i pour la production du signal auxiliaire H, le comparateur 2 et l'intégrateur 3. Les ensembles corres- pondants sont séparés par des lignes verticales en trait in- terrompu. Le dispositif 1 pour la production du signal auxi- laire H présente dans l'exemple d'exécution un générateur d'impulsions 4, accouplé à l'arbre moteur 5 représenté de façon schématique. Le signal auxiliaire H est affiché par l'intermédiaire d'un potentiomètre 6, ce qui charge le con- densateur CA. Dès que l'interrupteur 7 est ouvert, la ten- sion au condensateur Cl diminue par paliers au fur et à me- sure de l'avance du moyen de transport sur son trajet. Le comparateur 2 présente un amplificateur dif- férentiel P1 servant à la comparaison entre le signal auxi- laire H et le signal de sortie A de l'intégrateur 3. Lorsque la grandeur auxiliaire H est supérieure au signal de sortie A (accélération), l'amplificateur différentiel P1 passe à sa tension négative de saturation. Le courant de sortie x du comparateur 2 peut être réglé par la résistance R1 (accélé- ration maximum). Lorsque le signal auxiliaire H est inférieur au signal de sortie A (décélération), la décélération maxi- mum, c'est-à-dire le courant de sortie y peut être réglé par la résistance R2. L'intégrateur 3, connecté en aval du comparateur 2 et formant le signal de sortie A correspondant à la grandeur de la valeur de consigne, se compose de l'am- plificateur P2 et du condensateur C2. Un autre exemple d'exécution de l'afficheur de la valeur de consigne conforme à l'invention est représenté sur la figure 12. Là aussi, les principaux éléments constitutifs sont le dispositif 1' pour la production du signal auxiliaire H, le comparateur 2' et l'intégrateur 3'. En plus, y est pré- vu un amplificateur opérationnel P5 dans le comparateur 2', qui présente un asservissement R3 grâce auquel on peut ob- tenir des valeurs plus petites de sortie en cas de faible écart entre le signal de sortie K et le signal de sortie A, que les valeurs maxima x (maxi) et y (maxi) pour acceleration de départ, respectivement décélération. Quand A et K sont. égaux, la sortie se situe au niveau du comparateur 2'. L'as- servissement R4 de l'intégrateur 3' permet que la vitesse de montée en régime du signal de sortie A croisse pour drs valeurs de K croissantes. L'influence de cet asservissement n'est cependant efficace que grâce aux diodes N1 et N2 aussi longtemps que la sortie de P5 est inférieure à zéro, c'est- à-dire donc seulement pendant l'accélération, pendant laquelle K est supérieur à A. Pour la production du signal auxiliaire H, on se sert ici d'une dynamo tachymétrlque 9, accouplée au mécanisme d'entraînement 5, non représenté en détail. Les représentations graphiques des figures 1 à 6 se réfèrent à l'utilisation d'un afficheur de valeur de consigne, comme représenté sur la figure il, alors que les représentations graphiques des figures 7 à 10 expli- quent les conditions qu'on arrive à tenir avec un affi- cheur de valeur de consigne, tel que représenté sur la figure 12. La figure 1 montre l'allure du signal auxiliaire H en fonction du trajet avec utilisation d'un générateur d'impulsions 4 accouplé au mécanisme d'entraînement 5. Quoi- que la structure fine s'établisse de manière échelonnée, on obtient pour H une allure lin4aire, c'est-à-dire donc in- versement proportionnelle au trajet S. Lorsque l'interrupteur 7 n'est pas encore fermé en début de parcours, et donc lors- que la tension déterminant la hauteur du signal auxiliaire H, constituée par le potentiomètre 6, n'est pas éliminée, la fermeture de l'interrupteur 7 est provoquée par un repère M disposé le long du parcours S,et on obtient l'allure re- prOsentée sur la figure 2. Si les pas du parcours sont suffisamment petits ou si on travaille avec une tension tachymétrique continuel- lement intégrée, la courbe échelonnée des figures 1 et 2 se transforme en une ligne droite. Dans la suite de l'explica- tion, on part de ce principe, bien que ce qui est dit s'en- tend de la même façon aussi pour l'allure en forme 4chelonnee. La valeur de consigne de la vitesse est for- par l'intégrateur 3, dont l'allure du signal de sortie A correspond à l'accélération maximum admissible, si à l'"n- trée de l'intégrateur 3 le signal de sortie x du comparateur 2 est présent, tandis qu'il revient conformément à la décé- lération maximum admissible, si à l'entrée le signal de sortie y est présent. La commutation de l'entrée de l'inté- grateur 3 entre les valeurs x et y est effectuée par le comparateur 2, qui fait la comparaison entre le signal de sortie A de l'intégrateur 3 et le signal auxiliaire Il. Si H est supérieur à A, le comparateur 2 délivre le signal de sortie x, tandis que si H est inférieur à A, le compara- teur 2 délivre le signal y. L'allure des grandeurs H, A, x et y, ensemble avec la vitesse de marche v, est repré- sentée sur les figures 3 à 5 en fonction du trajet S. La figure 3 tient compte du cas ou aucun re- père n'est utilisé sur le parcours, alors que sur les figures 4 et 5, l'effacement du signal auxiliaire H n'est opérationnel qu'après passage devant un repère M. En ce qui concerne l'allure de la vitesse v sur les figures 3 à 5, on a pris le cas le plus défavo- rable o le mécanisme d'entraînement 5 n'arrive pas à reproduire les valeursmaxima pour l'accélération et la décélération, prévues par l'afficheur de la valeur de consigne. Les conditions représentées sur la figure 5 sont reprises sur la figure 6 en vue d'une meilleure compréhension, en fonction du temps de parcours t. On reconnaît la valeur de consigne A croissant de façon li- néaire, et la vitesse v, suivant à accélération plus ré- duite. Dans la zone de la décélération, la partie de courbe Hi représente l'allure du signal auxiliaire H, que l'on obtiendrait si la vitesse v pouvait suivre et si la valeur de consigne A de la décélération maximum était réglée de telle sorte qu'elle puisse de son côté suivre le signal auxi- liaire H. Mais comme la décélération de la valeur de con- signe A est inférieureà l'inclinaison initiale de la gran- deur auxiliaire H, la véritable allure du signal auxl.iliaire H estplus raide à cause de la vitesse encore plus éU vJle- au départ. Le point d'inversion pour la transition df 1- valeur de consigne A de la phase montée (phase d'acci;lera- tion) à la phase retour (phase de décélération) est donn6e au moment o H devient plus petit que A. Ceci n'a lieu ni à un moment précis, ni à un point de trajet précis, mais représente cependant pour chaque condition de fonctionne- ment le point le plus favorable, o la décélération se met en action au plus tôt. Le début effectif de la décélé- 1l ration dépend de la valeur de la vitesse réelle au moment de l'inversion de la valeur de consigne, respectivement au moment o la valeur réelle devient supérieure à la va- leur de consigne. Comme on peut le voir sur la figure 6, il est sans importance pour l'évolution de la décélération,que le mécanisme d'entraînement arrive à suivre la décélération maximum affichée par le retour de l'intégrateur 3. Dans la partie plus plate de la courbe de valeur de consigne, c'est-à-dire dans la plage o le signal de sortie A de l'in- tégrateur suit le signal auxiliaire H, au plus tard cepen- dant au point d'arrêt, la vitesse aura rejoint la valeur de consigne et donc l'écart par rapport au comportement régulier sera de zéro. Ceci résulte de la condition initiale, que le signal auxiliaire H soit au début du trajet placé à une va- leur égale ou supérieure à la valeur de consigne pour la vi- tesse maximum et qu'il corresponde a la vitesse à laquelle le mécanisme d'entraînement, dans les conditions les plus défavorables, puisse ralentir avec la décélération maximum admissible sur le parcours,ou sur le parcours restant entre le repère M et le point d'arrêt. En cas de charge sensible., notamment dans le cas de transport de personnes, on exige que l'allure de marche s'effectue sans à-coups. Cela signifie pour l'afficheur de la valeur de consigne que les transitions entre accélération et vitesse finale, respectivement vitesse finale et décélé- ration se fassent de façon progressive. Ceci est possible, comme dans les autres configurations décrites ci-après, grece à un afficheur de valeur de consigne du type représente sur la figure 12. Là,le comparateur 2' est conçu de telle Tnr %r. que pour des petites différences entre les grandeurs A e il des valeurs de sortie entre x (maxi) et y (maxi) sont égale- ment produites. L'intégrateur 3' est réalisé de telle facon que pour des grandeurs d'entrée situées entre x (maxi) et y (maxi), la vitesse de changement du signal de sortie A pren- ne des valeurs situées entre accélération maximum et cVc&- lération maximum. Cette mesure est représentée sur la figure 7, en se basant sur les conditions de fonctionnement repré- il sentées sur la figure 6. L'arrondissement de la courbe de consigne conduit à ce que la première partie du trajet de décélération s'effectue à vitesse plus élevée, ce qui con- duit à une linéarisation de l'allure dans le temps du signal auxiliaire H dans la plage de décélération. Lorsqu'il est question de temps de parcours ex- trêmement courts, il peut être avantageux de lindariser l'al- lure de la courbe H sur une plage plus grande du trajet de décélération. Cela est rendu possible dans une configuration complémentaire de l'invention en amenant la grandeur auxi- liaire H au comparateur 2' par l'intermédiaire d'un élément 8 non linéaire.L'élément non linéaire comprend un amplifica- teur P6 et un asservissement 8' non linéaire. L'élément 8' non linéaire est utilement conçu de telle sorte que son signal de sortie K, pour des petites valeurs de H, soit su- périeur à H, et pour lesgrandes valeurs de H, se rapproche de la valeur H. Cette mesure est représentée sur la figure 8, en se basant sur les conditions de fonctionnement de la figure 7. La figure 9 montre l'allure dans le temps corres- pondant à la figure 8. Une autre variante de l'afficheur de la valeur de consigne conforme à l'invention se réfère à l'accélération. Pour éviter un à-coup lors du démarrage, il est opportun de démarrer avec une faible accélération et de l'accroître par la suite.Ceci peutd'après l'invention être obtenu en mainte- nant basse la vitesse de croissance du signal de sortie A de l'intégrateur 2', suscitée par le signal x, et, en plus, la sortie de l'intégrateur 3' est asservie de telle manière à son entrée que la vitesse de croissance du signal de sortic- A augmente en fonction croisssante de A, comme représerilh sur la figure 10. Pour que cet asservissement ne perturbe pa.s l'arrondissement de la courbe de la valeur de consigne lors de la transition en vitesse finale, respectivement en décé- lération, il peut être déconnecté lorsque A est supérieur à H. REVENDICATIONS: 1.- Procédé pour la régulation d'un mécanisme de positionnement, en particulier pour cabine de transport, à l'aide d'un afficheur de valeur de consigne, caractérisé par le fait qu'un signal auxiliaire (H) déterminé, correspondant au moins à la vitesse maximum de marche et a la décélération maximum, est réduit sensiblement de manière proportionnelle au trajet (S), est comparé au signal de sortie (A) asservi de l'afficheur de la valeur de consigne et que le signal de sortie (A) est ainsi diminué au fur et à mesure de l'évolu- tion du signal auxiliaire (H). 2.- Afficheur de valeur de consigne pour la réa- lisation du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (1) pour la production d'un signal auxiliaire (H) sensiblement proportionnel au trajet (S); un comparateur (2) pour la comparaison entre le signal auxiliaire (H) et le signal de sortie (A) de l'af- ficheur de la valeur de consigne et pour la production d'un signal de sortie (x) provoquant au plus l'accélération maxi- mum affichée pour (H) >(A), et d'un signal de sortie (y) pro- voquant au plus la décélération maximum affichée pour (E) ) et un intégrateur (3,3') pour la formation du signal de sor- tie (A) à partir des signaux (x), respectivement (y), et par une installation d'asservissement (4). 3.- Afficheur de valeur de consigne selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'installation (1) pour la production du signal auxiliaire (H) comprend un condensateur (CI), respectivement (C3), une dynamo tach? métrique (9) accouplée au mécanisme d'entraînement (5) ct un élément d'intégration (10) pour intégrer sa tension dW- sortie. 4.- Afficheur de valeur de consigne selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'installation (1) pour la production du signal auxiliaire (H) comprend un condensateur (Ci), respectivement (C3), et un générateur d'impulsions (4) accouplé au mécanisme d'entrainement (C). 5.- Afficheur de valeur de consigne selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que le 249355E6 signal auxiliaire (H) est amené au comparateur (2') par un élément (8) non linéaire. 6.- Afficheur de valeur de consigne selon la re- vendication 5, caractérisé par le fait que le signal de sortie (K) de l'élément (8') non linéaire pour les petites valeurs de valeurs de (11) se rapproche de la valeur de (A). 7.- Afficheur de valeur de consigne selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que le signal de sortie (A) de l'intégrateur (3') est asservi de telle manière à l'entrée de ce dernier que la vitesse de croissance du signal auxiliaire (H) augmente en fonction croissante de (A). 8.- Afficheur de valeur de consigne selon la re- vendication 7, caractérisé par le fait que l'asservissement n'est effectif que tant cue (H) est supérieur à (A).