Устройство для управления роторным экскаватором

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАвЛЕНИЯ РОТОРНЫМ ЭКСКАВАТОРОМ; содержащее датчик и задатчик производительности , подключенные к первому блоку сравнения , выход которого соединен с блоком коррекции производительности и привода поворота и подъема роторной стрелы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности управления экскаватором путем , демпфирования колебаний приводов и конструктивных элементов, в устройство введены датчики виброускорений роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, формирователи си17нала среднего значения, сумматор , формирователь порога отсечки, ключевые элементя, задатчик положения привода подъема, второй, третий и четвертый блоки сравнения, блок коррекции положения, блок коррекции скорости поворота, датчики скорости и положения привода подъема, компараторы , блоки дифференцирования, элемент ИЛИ, датчик скорости привода поворота, блок коррекции скорости -привода подъема, при этом задатчик производительности соединен через последовательно соединенные первые блок дифференцирования и компаратор с первым входом элемента ИЛИ, выход датчика производительности через последовательно соединенные вторые блок дифференцирования и компаратор соединены с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого и второго ключевых элементов, выходы датчиков виброускореуий роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях соединены соответственно с вторым входом первого ключевого элемента и с первым входом третьего ключевого элемента непосредственно и через соответствующий форлдарователь сигнала среднего значения подключены к I входам сумматора, выход которого чеО ) рез формирователь порога отсечки под;ключей к управляющим входам первого, JBToporo и третьего ключевых элементов и блока коррекции скорости привода подъема, причем задатчик положения привода подъема подключен через последовательно соединенные второй блок сравнения, блок коррекции положения к первому входу третьего :л блока сравнения, второй вход кото- ; X) рого соединен с выходом третьего ключевого элемента, третий вход о третьего блока сравнения соединен с выходом датчика скорости привода подъема, а выход третьего блока :о сравнения соединен с входом блока коррекции скорости привода подъема, выход которого соединен с приводом подъема роторной стрелы, выход которого соединен с датчиками скорости привода подъема и положения привода подъема выход последнего соединен с другим входом второго блока сравнения , выход блока коррекции .прюизводи тел ьности соединен с первым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, а выход через последовательно соединенные

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕС(ЪБЛИН

3(51) Е 02 Р 3/26 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3393488/29-03 (22) 04,02. 82 (46) 07.12.83. Бюл. М 45 (72) Д.Н.Шапаренко и Л.И.Балагуров (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности (53) 622.022 ° 74 (088. 8) (56) 1. Акутин Г. К. и др. Автоматизация технологических процессов на карьерах. М., Недра, 1977,,с. 153.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 304333, кл. Е 02 Р 3/26, 1964.

3. Авторское свидетельство СССР

В 302444, кл .. Е 0 2 F 3/26, 1969 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

РОТОРНЫМ ЭКСКАВАТОРОМ, содержащее датчик и задатчик производительности, подключенные к первому блоку сравнения, выход которого соединен с блоком коррекции производительности и привода поворота и подъема роторной стрелы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности управления экскаватором путем, демпфирования колебаний приводов и конструктивных элементов, в устройство введены датчики виброускорений роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, формирователи сигнала среднего значения, сумматор, формирователь порога отсечки, ключевые элементя, задатчик положения привода подъема, второй, третий и четвертый блоки сравнения, блок коррекции положения, блок коррекции скорости поворота, датчики скорости и положения привода подъема, компараторы, блоки дифференцирования, элемент ИЛИ, датчик скорости привода поворота, блок коррекции скорости

-привода подъема, при этом задатчик производительности соединен через последовательно соединенные первые блок дифференцирования и компаратор с первым входом элемента ИЛИ, выход датчика производительности через последовательно соединенные вторые блок дифференцирования и компаратор соединены с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого и второго ключевых элементов, выходы датчиков виброускорений роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях соединены соответственно с вторым входом первог о ключевого элемента и с первым входом третьего ключевого элемента непосредственно и через соответствующий формирователь сигнала среднего значения подключены к Е

Ф входам сумматора, выход которого через формирователь порога отсечки подключен к управляющим входам первого, второго и третьего ключевых элементов и блока коррекции скорости привода подъема, причем зацатчик положе- Я ния привода подъема подключен через последовательно соединенные второй блок сравнения, блок коррекции положения к первому входу третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом третьего ключевого элемента, третий вход третвего блока сравнения соединен с выходом датчика скорости привода подъема, а выход третьего блока сравнения соединен с входом блока коррекции скорости привода подъема, выход которого соединен с приводом подъема роторной стрелы, выход которого соединен с датчиками скорости привода подъема и положения привода подъема, выход последнего соединен с другим входом, второго блока сравнения, выход блока коррекции .производительности соединен с первым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, а выход через последовательно соединенные

1059073 блок коррекции скорости привода поворота и датчик скорости привода пово- рота соединен со своим третьим вхоИзобретение относится к автоматизации производственных процессов на карьерах.

Известно устройство для управления роторным экскаватором, содержащее объект управления, задатчик нагрузки, блок сравнения контура стабилизации нагрузки, блок коррекции нагрузки, датчик нагрузки f3), Известно также устройство, содер- жащее объект управления, задатчик производительности, блок коррекции производительности, блок сравнения контура регулирования производительности, датчик производительности |2),.

Однако указанные устройства, под-. держивая на заданном уровне производи тельность или нагрузку привода роторного рабочего органа, не снижают динамических нагрузок в приводах и конструктивных элементах роторного Я экскаватора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления роторным экскаватором, содержащее датчик и задатчик производительности, подключенные к первому блоку сравнения, выход которого соединен с блоком коррекции нроизводительности и привода поворота и подъема роторной стрелы (3) . Зп

Известное устройство, ие использует демпфирующих свойств приводов поворота и подъема роторной стрелы для снижения динамических нагрузок в приводах и конструктивных элементах роторного экскаватора. Снятие укаэанных выше нагрузок позволяет существенно увеличить производитель ность и срок службы экскаватора.

Демпфирующие свойства приводов поворота и подъема роторной стрелы могут изменяться в процессе работы за счет изменения динамических и статистических характеристик блоков коррекции контуров регулирования ско 45 ростей поворота и подъема роторной стрелы, особенно за счет регулирования коэффициентов передачи этих блоков, т.е. коэффициентов жесткос« ти механических характеристик приво- 5О дов, в функции сигналов, пропорциональных динамическим, нагрузкам, например, виброускорения роторной стре4Щ, дом, при э том выход второго ключевого элемента подключен к другому входу блока коррекции скорости привода поворота.

Целью и з обре тени я являе тся повышение надеж ности управления э кскаватором путем демпфирования колебаний приводов и конструктивных элементов экскаватора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления роторным экскаватором, содержащее датчик и задатчик производительности, подключенные к первому блоку сравнения, выход которого соединен с блоком коррекции производительности и привода поворота и подъема роторной стрелы, введены датчики виброускорений роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, формирователи сигнала среднего значения, сумматор, формирователь порога отсечки, ключевые элементы, задатчик положения привода подъема, второй, третий и четвертый блоки сравнения, блок коррекции положения, блок кор-= рекции сксрости привода поворота, датчики скорости и положения привода подъема, компараторы, блоки дифференцирования, элемент ИЛИ, датчик скорости привода поворота, блока коррекции скорости привода подъема, нри этом эадатчик производительнбсти соединен через последовательно соединенные первые блок дифференцирования и компаратор с первым входом элемента ИЛИ, выход датчика производительности через последовательно соединенные вторые блок дифференцирования и компаратор соединены с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого и второго ключевых элементов, выходы датчиков виброускорений роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях соединены соответст.» венно.с вторым входом первого ключевого элемента и первым входом третьего ключевого элемента непосредственно и через соответствующий формирователь сигнала среднего значения подключены к входам сумматора, выход которого через формирователь порога, отсечки подключен к управляющим вхо» дам первого, второго и третьего ключевых элементов и блока коррекции скорости привода подъема, причем задатчик положения привода подъема поди ключен через последовательно соединенные второй блок сравнения, блок

10.59073 коррекции положения к первому входу третьего блока сравнения, второй

I вход которого соединен с выходом третьего ключевого элемента, третий вход третьего блока сравнения соединен с выходом датчика скорости приво" 5 да подъема, а выход третьего блока сравнения соединен с входом блока коррекции скорости привода подъема, выход которого соединен с приводом подъема роторной стрелы, выход которого соединен с датчиками скорости привода подъема и положения привода подъема, выход последнего соединен с другим входом второго блока сравнения, выход блока коррекции 15 производительности соединен с первым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, а выход через последовательно соединен- ные блок коррекции скорости привода поворота, привод поворота и датчик скорости привода поворота соединен со своим третьим входом, при этом выход- второго ключевого элемента 25 подключен к другому входу блока коррекции скорости привода поворота.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит эадатчик 1 производительности, блок 2 сравнения, блок 3 коррекции производительности, блок 4 сравнения, блок 5 коррекции скорости привода поворота, привод 6 поворота роторной стрелы, объект 7 управления (роторный экскаватор), датчик 8 производительности, датчик 9 скорости привода поворота, блок 10 дифференцирования, компаратор 11,.элемент ИЛИ.12, компаратор 13 блок 14 .дифференцирования, ключевые 40 элементы 15 и 16, датчик 17 виброус корения роторной стрелы в горизонтальной плоскости, формирователь 18 сигнала среднего значения, сумматор 19, формирователь 20 порога от- 45 сечки, датчик 21 виброускорения ро" торной стрелы в вертикальной плоскости, формирователь 22 сигнала среднего значения, ключевой эле мент 23, задатчик 24 положенйя привода подъема, блок 25 сравнения, блок 26 коррекции положения, блок 27 сравнення, блок 28 коррекции скорости привода подъема, привод 29 подъема роторной стрелы, датчик 30 скорости привода подъема, датчик 31 положения привода подъема.

Устройство работает следующим образом.

Управляемой координатой роторного экскаватора (объекта 7 управления) бО является производительность (может быть нагрузка), которая измеряется датчиком 8 производительности. Текущее значение производительности в блоке 2 сравнения сравнивается с у заданным, формируемым эадатчиком 1 производительности. Отклонение производительности, выявленное блоком 2, преобразуется блоком 3 коррекции производи тельности в сигнал управления следящим приводом поворота, включающим блок 4 сравнения, блок 5 коррекции скорости привода поворота (с регулируемым коэффициентом передачи), привод 6 поворота роторной стрелы и датчик 9 скорости привода поворота. Сигнал упраЪления, изменяя скорость поворота роторной стрелы, компенсирует возникшее отклонение производительности за счет изменения ширины стружки.

Следящим приводом подъема Роторной стрелы (угол подъема стрелы), включающим эадатчик 24 положения привода подъема, блок 25 сравнения, блок 26 коррекции положения, блок 27 сравнения, блок 28 коррекции скорости привода подъема. (с регулируемым коэффициентом передачи), привод 29 подъема роторной стрелы, датчик 30 скорости привода подъема, регулируется высота стружки.

Датчиками 17 и 21 измеряется соответственно виброускорение роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскости, . Сигнал, пропорциональный виброускорению, усредняется формирователями 18 и 22, Выходные сигналы формирователей суммируются и их сумма с сумматора 19 подается на вход формирователя 20 порога отсечки, Сигнал на выходе формирователя 20 будет появляться TQJIbKQ в том случае, если .уровень вибрации достигнет заданного значения, определяемого порогом отсечки. Выходной сигнал формирователя 20 подается на вход блока 28 и через ключевой элемент 15 на вход блока 5, изменяя коэффициенты передачи этих блоков. Чем выше выходной сигнал формирователя 20, тем меньшими должны быть коэффициенты передачи блоков 5 и 28. Таким же образом будут изменяться коэффициенты жесткости механических характеристик следящих приводов поворота и подъема роторной стрелы, обуславливая повышение демпфирующих свойств приводов и снижение динамических нагрузок в роторной стреле.

После появления сигнала на выходе формирователя 20 сработают ключевые элементы 16 и 23, которые подключат сигналы датчиков виброускорения непосредственно на входы блоков 4 и 27 сравнения, вводя в контуры Регулирования скорости обратную связь по ускорению, также обеспечивающую демпфирование колебаний в роторной стреле, а, следовательно, во всех элементах экскаватора.

Введенные демпфирующие связи снижают быстродействие системы регули1059073

Составитель И.Назаркина

Редактор В.Иванова Техред С.Легеза Корректор В.Бутяга

Заказ 9730/28 Тираж 673 Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 рования производительности при отработкее з адающего сигнала илн рез ки х изменениях производительности. Для устранения этого недостатка в устройство введены блоки 10 и 14 дифференцирования и компараторы ll и 13. 5 при изменении сигнала задатчика на выходе блока 10 появится сигнал производной. Если этот сигнал превысит порог срабатывания компаратора 11, то через элемент ИЛИ 12 клю- l0 чевые элемен 1ы 15 и lб закроются, отключая контуры демпфирования. Таким же образом будет работать устройство при резких изменениях выходного сигнала датчика производитель- 35 ности, Современные роторные экскаваторы оснащаются устройствами стабилизации нагрузки привода ротора или их.производите тьности. Эти устройства не обеспечивают снижение динамических нагрузок в приводах и конструктивных элементах. роторного экскаватора, что снижает срок их службы.. В связи с этим источником экономической эффективности предлагаемого устройства по сравнению с известным устройством является повышение эксплуатационной производительности роторного экскаватора за счет повышения надежности

его работы. Рост производительности при этом =îñòàâèò не менее ЗВ на один экскаватор. При средней годовой производительности роторного экскаватора 3 10 т дополнительный прирост добычи составит не менее 90 1ыс. т. угля в год. Экономический эффект от внедрения изобретения составит йе менее 90 тыс. руб. в год.