Patent ES-2903552-T3 (ES)
Title: Sistema de control y accionamiento electrohidráulico
Inventor: STENLUND STIG
IPC: E02F9/22
Filed: 2017-05-17
Granted: 2022-04-04
Abstract: Un método para usar un sistema de control y accionamiento electrohidráulico, incluyendo dicho sistema una pluralidad de actuadores (3, 4) controlados simultáneamente, que funcionan en una máquina, los cuales son alimentados con flujos de fluido a presión a partir de un sistema de bomba de alta presión común, teniendo cada actuador (3, 4) un flujo de fluido a través de una válvula (6, 7) de control de accionamiento dispuesta en cada uno de dichos actuadores (3, 4), estando dichas válvulas (6, 7) de control de accionamiento conectadas en paralelo a un conducto (12) de bomba de alta presión común a partir de dicho sistema de bomba de alta presión común y a un conducto (13) de retorno de baja presión común a un tanque (22) y también a un conducto (14a, 14b) de recuperación de energía de alta presión individual que va a partir de cada una de dichas válvulas (6, 7) de control de accionamiento a un motor (16, 25) de recuperación de energía de rotación hidráulica de cada válvula (6, 7) de control de accionamiento, caracterizado porque dicho método comprende las etapas de: a. Alimentar señales de control de entrada externas a partir de una unidad (1) de control de operador externa a una unidad de control electrónico (ECU) (2) para indicar la posición deseada, la velocidad y los valores de aceleración para dichos actuadores (3, 4); b. Suministrar a dicha ECU (2) información sobre la posición instantánea de cada uno de dichos actuadores (3, 4) a partir de sensores (8, 9) de posición que directamente, o después de calcular, dan dicha información de la posición de cada actuador (3, 4); c. Calcular en dicha ECU (2) una velocidad y aceleración instantáneas de cada uno de dichos actuadores (3, 4) con base en dicha información sobre la posición instantánea y de tiempo; d. Calcular en dicha ECU (2) un valor deseado permitido para dirección, posición, velocidad y aceleración que al mismo tiempo es posible y adecuado para la máquina, permitiendo así valores con base en dichas señales de control de entrada externas, y en valores máximos permitidos predeterminados para posición, velocidad y aceleración para cada posición y dirección de cada uno de dichos actuadores (3, 4) dentro de su campo de movimiento, siendo por tanto dicho valor deseado permitido siempre igual o menor que el valor deseado; e. Calcular en la ECU (2) la diferencia entre el valor deseado permitido para posición, velocidad y aceleración y el valor del sensor de posición instantáneo calculado para posición, velocidad y aceleración para cada actuador (3, 4) para obtener un valor de diferencia y una señal de control de salida para que cada actuador (3, 4) aumente o disminuya la velocidad del actuador hasta que la posición, la velocidad y la aceleración instantáneas del actuador alcancen dicho valor deseado permitido; f. Identificar en la ECU (2) qué actuador, de la pluralidad de actuadores, requiere la presión de bomba más alta utilizando información relacionada con los valores de diferencia, excepto las diferencias para los actuadores que están recuperando energía instantáneamente y los actuadores con velocidades por debajo de un límite de velocidad bajo del actuador, e información sobre la acción de recuperación alimentada a la ECU (2) a partir de sensores de presión en conductos (14a, 14b) de recuperación de energía de alta presión comunes individuales; g. Controlar el sistema de bomba de alta presión común para controlar una velocidad del actuador que necesita la presión de bomba más alta, la velocidad del actuador calculada comparando la velocidad deseada permitida para dicho actuador con la velocidad real calculada de dicho actuador, y calculando una señal de control de salida a una bomba (10) principal del sistema de bomba de alta presión común que será de un tipo para disminuir o aumentar el desplazamiento de la bomba (10) principal; h. estando dispuestas las válvulas (6, 7) de control de accionamiento de modo que sean independientes de la ECU (2) y puedan bloquear un flujo de fluido que va a partir del sistema de bomba de alta presión común a un lado de baja presión de los actuadores (3, 4) y para dirigir un flujo de fluido a presión a partir de los actuadores (3, 4) a un sistema de recuperación y almacenamiento de energía; i. El control por parte del accionador y el sistema de control es diferente si: - la velocidad del actuador está por debajo del límite de velocidad bajo del actuador; - la velocidad del actuador está por encima del límite de velocidad bajo del actuador; - la velocidad del actuador no puede, por ningún motivo, controlarse cerca de la velocidad deseada permitida; j. en donde la velocidad deseada del actuador permitida es normalmente controlada por la ECU (2) y también se denomina velocidad principal del actuador; con la excepción de que la ECU controla dos válvulas de las válvulas (6, 0 7) de control de accionamiento, siendo las dos válvulas la válvula del tanque (válvula T 37) y la válvula de la bomba (válvula P 36) la ECU (2) que controla la válvula T (37) ajustando la velocidad principal del actuador a la velocidad principal del actuador + un valor de velocidad pequeño, y la ECU (2) controlando la válvula P (36) ajustando la velocidad principal del actuador a la velocidad principal + un valor de velocidad pequeño pero más alto que para la válvula T, la ECU (2) que controla la válvula T (37) y la válvula P (36) deben estar completamente abiertas para que la velocidad del actuador supere un límite de velocidad bajo del actuador, la válvula P (36) y la válvula T (37) se abrirán para abrirse completamente para una caída de presión baja, las válvulas (6, 7) de control de accionamiento tienen una válvula de recuperación (válvula R 40) la cual no está controlada por la ECU (2) pero la cual está controlada solo por la presión en dos lados de presión del actuador (3, 4), si el flujo de fluido a presión proviene de los actuadores (3, 4) a las válvulas (6, 7) de control de accionamiento la válvula R (40) siempre estará cerrada; k. Controlar la velocidad del actuador por debajo del límite de velocidad bajo del actuador controlando la válvula T (37) con fugas bajas y el motor de recuperación de energía hidráulica individual hasta el desplazamiento máximo y sin recuperación de energía; l. Controlar la velocidad del actuador sobre el límite de velocidad bajo del actuador controlando el desplazamiento de la bomba (10) principal y el desplazamiento de los motores de recuperación de energía giratorios hidráulicos individuales; m. Controlar la velocidad del actuador cuando los actuadores (3, 4) no son lo suficientemente fuertes para seguir la velocidad deseada del actuador permitida haciendo que uno de los actuadores (3, 4) sea el que requiera la presión de bomba más alta, y para impedir el flujo de fluido a través una válvula (21) de seguridad de limitación de alta presión en el caso de que el desplazamiento de la bomba (10) principal descienda hasta que la presión en el conducto (12) de la bomba de alta presión esté por debajo de la presión de abertura de la válvula (21) de seguridad de limitación de alta presión; n. por el cual todos los actuadores (3, 4) simultáneamente pueden trabajar a partir de, velocidad cero, baja velocidad, hasta la velocidad máxima sustancialmente con baja caída de presión sobre las válvulas de control de accionamiento y uso eficiente de la capacidad de la bomba, y con recuperación de toda la energía que pueda ser recuperada y reutilizada y con control de operador admitido que protege automáticamente al operador, el sistema de accionamiento y control, la máquina y el entorno.