Устройство для автоматизированного управления электроприводом экскаватора-драглайна
(.УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА, содержащее блок логики, блок достоверности контроля и блок датчиков параметров, о т л ичающееся тем, что, с целью повышенйя точности управления за счет контроля вида и места дефекта в устройстве управления электроприводом в процессе функционирования , оно снабжено последовательно соединенными вторыми выходами блоками контроля изменения параметров регулятора напряжения, регулятора тока, тиристорного преобразователя , датчика тока, датчика напряжения генератора, исполнительного механизма , а блок датчиков параметров включает датчики напряжения генератора, возбуждения генератора, регулятора тока, регулятора напряжения и задатчика интенсивности, блок определения возмущения, к первому и второму - входам которого подключены соотве тственно выходы датчиков оборотов двигателя и датчика тока, первые выходы всех блоков контроля изменения параметров подключены к соответствующим входам блоков логики и достоверности контроля, при этом выход датчика напряжения задатчика интенсивности подключён к первому входу блока контроля.изменения параметров регулятора напряжения, ко второму входу которого и вторым входам остальных блоков контроля изменения параметров подключен выход датчика напряжения регулятора напряжения, к третьi им и четвертьм входам всех блоков (Л контроля изменения параметров подключены выходы датчика напряжения генератора и датчика тока, к пятым входам блоков контроля изменения параметров регулятрра тока тиристорного преобразователя, датчика тока, датчика напряжения генератора и исполнительного механизма подключен выход датчика напряжения регу42i k лятора тока, к шестьм входам блоков контроля изменения параметров СП регулятора тока, датчика напряжео Б ния и исполнительного механизма подключен выход датчика оборотов 09 двигателя, выход датчика напряжения возбуждения генератора подключен к шестым входам блQкoв контроля изменения параметров датчика тока, тиристорного преобразователя и к седьмым входам датчика напряжения и ис: полнительного механизма , к вось ,мому входу последнего подключен выход блока определения возмущения .
(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (53) 621.879(088.8) е
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ
К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3650760/29-,03 (22) 06.10.83 (46) 15.03.85. Бюлле Р 10 (72) С.В.Колодезев и Л.Д.Певзнер (56) 1. Авторское свидетельство СССР
11р 473003, кл . Е 02 F 9/20, 1975.
2.. Авторское свидетельство СССР
У 920128, кл. Е 02 F 9/20, 1975.
3. Авторское свидетельство СССР
11р 981943, кл. G 05 В 23/02, 1981 (прототип)..(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОИ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА, содержащее блок логики, блок достоверности контроля и блок датчиков параметров, о т л.и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности управления за счет контроля вида и места дефекта в устройстве управления электроприводом в процессе функционирования, оно снабжено последовательно соединенными вторыми выходами блоками контроля изменения параметров регулятора напряжения, регулятора тока, тиристорного преобразователя, датчика тока, датчика напряжения генератора, исполнительного механизма, а блок датчиков параметров включает датчики напряжения генератора, возбуждения генератора, регулятора тока, регулятора напряжения и задатчика интенсивности, блок определения возмущения, к первому и второму
- входам которого подключены соотве г- ственно выходы датчиков оборотов двигателя и датчика тока, первые выходы всех блоков контроля изменения параметров подключеHbI к соответствующим входам блоков логики и достоверности контроля, при этом выход датчика напряжения эадатчика интенсивности подключен к первому входу блока контроля. изменения параметров регулятора напряжения, ко второму входу которого и вторым входам остальных блоков контроля изменения параметров подключен выход датчика напряжения регулятора напряжения, к треть-д им и четвертым входам всех блоков контроля изменения параметров подключены выходы датчика напряжения генератора н датчнка"тока, к пятьеч К входам блоков контроля изменения параметров регулятора тока тиристорного преобразователя, датчика тока, датчика напряжения генератора и исполнительного механизма подключен выход датчика напряжения регулятора тока, к шестым входам блоков контроля изменения параметров регулятора тока, датчика напряжения и исполнительного механизма, подключен выход датчика оборотов двигателя, выход датчика напряжения возбуждения генератора подключен к шестым входам блоков контроля изменения параметров датчика тока, тирис- Ф торного преобразователя и к седьмым входам датчика напряжения и исполнительного механизма, к вось,мому входу последнего подключен выход блока определения возмущения, 1145093
2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок определения возмущения выполнен в виде последовательно coepHHeHHblx первого .сумматора, инерционного звена и второго сумматора, выход которого является выходом блока, а второй его вход, соединен с вторым входом первого сумматора, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока.
3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля изменения параметров регулятора напряжения выполнен в виде сумматора, ипвертирующего интегратора, двух инвертирующих сумматоров и компаратора, ко входу которого подключен выход сумматора, к первому входу которого подключен выход инвертирующего интегратора, ко второму входу под— ключен выход первого ннвертирующего сумматора, а третий вход соединен с первым входом второго ипвертирующего сумматора, выход которого подключен к одному из входов инвертирую— шего интегратора, второй вход котороvo является первым входом блока, вторым входом которого является третий вход сумматора, третьим и четвертым входом является второй и первый входы первого инвертирующего сумматора, соединенные соответственно с третьим и вторым входами второго инверти" рующего сумматора, а вьходы компаратора и инвертирующего интЕгратора . являются соответственно первым и вто/ рым выходами блока.
4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля изменения параметров регулятора тока выполнен в виде двух сумматоров, инвертора, интегратора, инвертирующего сумматора и компаратора, ко входу которого подключен выход первого сумматора, к первому входу которого подключен выход интегратора, ко второму входу подключен выход инвертора, третий вход соединен с третьим входом второго сумматора и является вторым входом блока, второй вход второго сумматора является шестым входом блока, первый вход второго сумматора соединен с выходом второго инвертирующего сумматора, первый и второй входы которого являются третьим и четвертым входами блока, пятым входом которого является третий вход второго инвертирующего сумматора, соединенный с входом инвертора, вьгходы компаратора и интегратора являются соответственно первым и вторым выходами блока.
5. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок контроля изменения параметров тиристорного преобразователя выполнен в виде инвертирующего интегратора, инвертирующего сумматора, инвертора, компаратора и трех сумматоров, первый вход первого сумматора является четвертым входом блока, второй вход первого сумматора соединен с первым входом инвертирующего интегратора и является третьим входом блока, второй вход инвертирующего интегратора соединен с входом инвертора и является пятым входом блока, выходы первого сумматора и инвертирующего интегратора подключены соответственно к первому и второму входам инвертирующего сумматора, выход которого подключен ко второму входу второго сугжатора, первый вход которого является первым входом блока, а выход соединен с первым входом третьего сумматора и является вторым выходом блока, ко второму входу третьего сумматора подключен выход инвертора, третий и четвертый входы являются соответственно вторым и шестым входами блока, выход третьего сумматора подключен ко входу компаратора, выход которого является первым выходом блока.
6. Устройство по и. t, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля изменения параметров датчика тока виполнен в вице компаратора, двух сумматоров, инвертирующего интегратора и трех инвертирующих сумматоров, вход первого из них соединен с первыми входами инвертирующего интегратора и первого сумматора и является четвертым входом блока, второй вход первого сумматора соединен с третьим входом второго сумматора и является шестым входом блока, выход первого сумматора соединен с вторым входом инвертирующего интегратора, выход которого и выход первого инвертирующего сумматора подключены ко второму и третьему входам второго инвертирующего сумматора, первый вход которого является первым входом блока, а выход соеди-.
11 нен с первым входом второго сумматора и является вторым выходом блока, второй вход второго сумматора соединен с выходом третьего инвертирующего сумматора, первый и второй входы которого и четвертый выход второго сумматора являются соответственно третьим, пятым и вторым входами блока, первым выходом которого является выход компаратора, соединенного с выходом второго сумматора.
7. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е. е с я тем, что блок контv роля изменения параметров датчика напряжения выполнен в виде компаратора, сумматора, инвертирующего интегратор= и трех инвертирующих сумматоров, первый вход первого из них является шестым входом блока, второй вход соединен с третьим входом сумматора и является четвертым входом блока, выход первого инвертирующего сумматора подключен к первому входу инвертирующего интегратора, второй вход которого соединен с первым входом второго инвертирующего сумматора и является третьим входом блока, второй вход второго инвертирующего сумматора и первый вход третьего иивертирующего сумматора являются соответственно пятым и первым входами блока, выход инвертирующего интегратора подключен ко второму входу третьего инвертирующего сумматора, выВ ход которого подключен к первому входу сумматора и является вторым выходом блока, ко второму входу сумI матора подключен выход второго инвертирующего сумматора, четвертый и пятый входы сумматора являются соответственно вторым и седьмым входами блока,,первым выходом которого является выход компаратора, вход которого соединен с выходом сумматора.
8. Устройство по п. 1, о т л ич ающе е с я тем, что блок конт45093 роля изменения параметров исполнительного механизма выполнен в виде первого инвертирующего сумма гора и последовательно соединенных второго инвертирующего сумматора, инвертирующего интегратора, третьего инвертирующего сумматора, сумматора и компаратора, выход которого являет".я выходом блока, первые входы третьего инвертирующего сумматора, инвертирующего интегратора, первый, второй и третий входы первого инвертирующего сумматора и четвертый и пятый входы сумматора являются соответственно первым, восьмым пятым, третыс1, шестым, вторым и седьмым входами блока, вход второго инвертирующего сумматора соединен с третьим входом сумматора и является четвертым входом блока, а выход первого инвертирующего сумматора соединен с вторым входом сумматора.
9. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок логики выполнен в виде последовательно соединенных узлов определения неисправности в исполнительном механизме, датчика тока, датчика напряжения, тиристорного преооразователя, реГулятора тока и регулятора напряжения, выходы каждого из которых подключены к соответствующим индикаторам изменения параметров, а входы являются соответственно шестым, пятым,.четвертым, третьим, вторьм и первым входами блока.
10. Устройство по п. I о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок достоверности контроля,RblIIoJIHeH в виде последовательно соединенных пяти ло— гических узлов, первые входы которьгх и второй вход пятого логического узла являются соответственно шестым, пятым, четвертым, третьим, вторым и первым входами блока, а выходы всех логических узлов подключены ко входу индикатора ошибок.
Изобретение относится к горной автоматике и. может быть использовано для определения работоспособI ности систем управления экскаваторов-драглайнов в процессе их функционирования.
3 11450
Известно устройство оперативного дистанционного контроля работы землеройных машин, содержащее измерители мощности механизмов, выполненные в виде вибрационных датчиков. генератора импульсов, накопители времени работы вхолостую, накопитель времени работы под нагрузкой (1) .
Устройство оценивает общую производительность экскаватора за проме- 10 жуток времени, что является косвенной общей оценкой работы системы управления электроприводом поворота.
Недостатком данного устройства является косвенная оценка работоспособности системы управления электроприводом поворота, невозможность определения появления неисправности в системе управления электроприводом поворота экскавато- 20 ра..
Известно также устройство контроля системы управления электроприводом поворота экскаватора-драглайна, включающее тахогенератор, датчик оборотов двигателя j2) .
В устройстве оценкой работоспособности системы угравления электроприводом поворота является сравнение средней потребляемой мощности привода поворота с заданной, т.е. недостатком этого устройства является косвенный контроль работоспособности системы управления, а также невозможность определения неисправ- З ности, вида и места возникновения в системе управления.
Известно устройство для автоматизированного управления электроприводом экскаватора-драглайна, содержа- 40 щее блок логики, блок достоверности контроля и блок датчиков параметров (3) .
Однако известное устройство обладает невысокой точностью управления, 45 так как оно лишь фиксирует факт неисправности и срабатЫвает при достижении аварийных значений выходных сигналов, определяя при этом только причины уже происшедших ава- 50 рий в объекте контроля.
Цель изобретения — повышение точности управления за счет контроля вида и места дефекта в устройстве управления электроприводом в процес- 55 се функционирования.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматизи93 4 рованного управления электроприводом экскаватором-драглайном, содержащее блок логики, блок достоверности контроля и блок датчиков параметров, снабжено последовательно соединенными вторыми выходами блока конт.— роля изменения параметров регулято-, ра напряжения, регулятора тока, тиристорного преобразователя, датчика тока, датчика напряжения генератора, исполнительного механизма, а блок датчиков параметров включает датчики напряжения генератора, возбужпения генератора, регулятора тока, регулятора напряжения и задатчика интенсивности, блок определения возмущения, к первому и второму входам которого подключены соот/ ветственно выходы датчика оборотов двигателя и датчика тока, первые выходы всех блоков контроля изменения параметров подключены к соответствующим входам блоков логики и достоверности контроля, при этом выход датчика напряжения задатчика интенсивности подключен к первому входу блока контроля изменения параметров регулятора напряжения, ко второму входу которого и вторым входам остальных блоков контроля изменения параметров подключен вы/ ход датчика напряжения регулятора напряжения, к третьим и четвертым входам всех блоков контроля изменения параметров подключены выходы датчика напряжения генератора и датчика тока, к пятым входам блоков контроля изменения параметров регулятора тока, тиристорного преобразователя, датчика тока, датчика напряжения генератора и исполнительного механизма подключен выход датчика напряжения регулятора тока, к шестым входам блоков контроля изменения параметров регулятора тока, датчика напряжения и исполнительного механизма .подключен выход датчика оборотов двигателя, выход датчика напряжения возбуждения генератора подключен к шестым входам блоков контроля изменения параметров датчика тока, тиристорного преобразователя и к седь— мым входам датчика напряжения и исполнительного механизма, к восьмому входу последнего подключен выход блока определения возмущения.
При этом, блок определения возмущения выполнен в виде последователь1 145093 6 нен в виде инвертирующего интегратора, инвертирующе го сумматора, инвертора, компаратора и трех сумматоров, первый вход первого сумматора является четвертым входом блока, второй вход первого сумматора соединен с первым входом инвертирующего интегратора и является третьим входом блока, второй вход инвертирующего
10 интегратора соединен с входом Пнвер" тора и является пятым входом блока, выходы первого сумматора и инвертирующего интегратора подключены соотр- ветственно к первому и второму вхо15 дам инвертирующего сумматора, выход которого подключен ко второму входу второго сумматора, первый вход которого яВляется первым входом блока, а выход соединен с первым входом
30 третьего сумматора и является вторым выходом блока, ко второму входу третьего сумматора подключен выход инвертора, третий и четвертый входы .являются соответственно вторым и
-25 шестрым входами блока, выход третьего сумматора подключен ко входу компаратора, выход которого является первым выходом блока. но соединенных первого сумматора, инерционного звена и второго суммато ра, выход которого является выходом блока, а второй его вход соединен с вторым входом первого сумматора, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока.
Блок контроля изменения параметров регулятора напряжения выполнен в виде сумматора, инвертирующего интегратора, двух инвертирующих сумматоров и компаратора, ко входу которого подключен выход сумматора, к пе вому входу которого подключен выход .инвертирующего интегратора, ко второ му входу подключен выход инвертирующего сумматора, а третий вход соединен с первым входом второго инвертирующего сумматора, выход которого подключен к одному из входов инверти рующего интегратора, второй вход которого является первым входом блока, вторым входом которого является третий вход сумматора, третьим и четвер тым входом является второй и первый входы первого инвертирующего суммато ра, соединенные соответственно с третьим и вторым входами второго инвертирующего сумматора, а выходы компаратора и инвертирующего интегратора являются соответственно первым и вторым выходами блока.
Блок контроля изменения.параметров регулятора тока выполнен в виде 35 двух сумматоров,; инвертора, интегратора, инвертирующего сумматора и компаратора, ко входу которого подключен выход первого сумматора, к первому входу которого подключен выход 40 интегратора, ко. второму входу подключен выход инвертора, третий вход соединен с третьим входом второго сумматора и является вторым входом блока, второй вход второго сумматора 45 является шестыь1 входом блока, первый вход второго сумматора соединен с выходом второго инвертирующего сумматора, первый и второй входы которого являются третьим и четвертым M входами блока, пятым входом которого является третий вход инвертирующего сумматора, соединенный с входом инвертора, выходы компаратора и интегратора являются соответственно 55 первым и вторым выходами блока.
Блок контроля изменения параметров тирнсторного прЕобразователя выполБлок контроля изменения параметров датчика тока выполнен в виде компаратора, двух сумматоров, инвертирующего интегратора и трех инвертирующих сумматоров, вход первого из них соединен с первыми входами инвертирующего интегратора и первого сумматора и является четвертым входом блока, второй вход первого сумматора соединен с третьим входом с второго сумматора и является шестым входом блока, выход первого сумматора соединен с вторым входом инвертирующего интегратора, выход которого и выход первого инвертирующего сумматора подключены ко второму и третьему входам второго интертирующего сумматора, первый вход которого является первым входом блока, а выход сое динен.с первым входом второго сумматора и является вторым выходом блока, второй вход второго сумматора соединен с выходом третьего инвертирующего сумматора, первый и второй входы которого и четвертый выход второго сумматора являются соответственно третьим, пятым и вторым входами блока, первым выходом которого является выход компаратора, соединенного.с выходом второго сумматора.
Блок контроля изменения параметров датчика напряжения выполнен в виде компаратора, сумматора, инвертирующега интегратора и трех инвертирующих сумматоров, первый вход первого из них.является шестым входам блока, второй вход соединен с третьим входом сумматора и является четвертым входом блока, выход первого инвертирующего сумматора подключен 1О к первому входу инвертирующега интегратора, второй вход которого соединен с первым входом второго инвертирующего сумматора и является третьим входом блока, вторай. вход второго I5
«нвертпрующего сумматора. и первый вха,г, третьего инвертирующего сумматора являются соответственно пятым и первым входами блока, выход инвертирующего интегратора подключен ка Вто- 20 рому входу третьего инвертирующего сумматора, выход которого подключен к первому входу сумматора и является вторым выходом блока, ко второму входу сумматора подключен выход вто- 25 рого инвертирующега сумматора, чет— вертый и пятый входы сумматора являются соответственно вторым и седьмым входами блока, первым вьжодом которого является выход компаратора, 3п вход которого,. соединен с выходом сумматора, Блок контроля изменения параметров исполнительного механизма выполнен в виде первого инвертирующего сумматора и последовательна соединенных второго инвертирующего сумматора, инвертирующего интегратора, третьего ипвертирующего сумматора, сумматора и компаратора, выход которого является выходом блока, первые входы третьего инвертирующега сумматора, инвертирующего интегратора, первый, второй и третий входы первбго инвертирующего . сумматора и четвертый и пятый входы сумматора являются соответственно первым, восьмым, пятым, третьим, шестым, вторым и седьмым входами блока, вход второго инвертирующего суммата- < ра соединен с третьим .входом сумматора и является четвертым входом блока, а выход первого инвертирующего сумматора соединен с вторым входам сумматора. 55
Блок логики выполнен в виде последовательно соединенньгх узлов определения неисправности в исполнитель93 ном механизме, датчика тока, датчика напряжения, тиристорного преобразователя, регулятора тока и регулятора напряжения, выходы каждого из ко— торых подключены к соответствующим индикаторам изменения параметров, а входы являются соответственно шестым, пятым, четвертым, третьим, вторым и первым входами блока.
Блок достоверности контроля выполнен в виде последовательно соединенных пя и логических узлов, первые входы которых и второй вход пятого логического узла являются соответственно шестым, пятым, четвертым, третьим, вторым и первым входами блока, а выходы всех логических узлов подключены ко входу индикатора ашибок.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема блока определения возмущения; на фиг. 3 схема блока контроля работоспособности; на фиг. 4 — схема блока контроля изменения параметров напряжения; на фиг. 5 — схема блока контроля изменения параметров регулятора тока; на фиг. 6 — схема блока контроля изменения параметров тиристорнога преобразователя; на фиг. 7 — схема блока контроля изменения параметров датчика тока; на фиг. 8 — схема блока контроля изменения. параметров датчика напряжения генератора; на фиг. 9 — схема блока контроля измене— ния параметров в исполнительном механизме; на фиг. 10 — вариант блока логики; на фиг. 11 — вариант блока достоверности контроля.
Устройство для автоматизированного управления электроприводом поворота экскаватора-драглайна (фиг. 1) содержит блок напряжения датчиков параметров.1, включающий в себя датчик 2 напряжения возбуждения генератора, датчик 3 оборотов двигателя, подключенный.к первому входу блока 4 определения возмущенйя, ко второму входу которого подключен датчик тока 5, а также датчики напряжения генераpo ра б, регулятора тока 7, регулятора напряжения 8 и задатчика интенсивности 9. Устройство включает также блок 10 контроля работоспособности, блок 11 логики, блок 12 достоверности контроля.
Блок 4 определения возмущения выполнен в ниде последовательно соеди093 10 к входу которого подключен выход сумматора 22, к первому входу которого подключен выход первого инвертирующего интегратора 23, к второму входу подключен выход первого инвертирующего сумматора 24, а третий вход соединен с первым входом инвертирую 1цего сумматора 25, выход которого подключен к одному из входов инвертиру:ощего интегратора 23, второй вход которого является первым входом блока, вторым входом которого является третий вход сумматора 22, третьим и четвертым входом является второй и первый входы первого инвертирующего сумматора 24, соединенные соответственно с третьим и вторым входами второго инвертирующего сумматора 25, а выходы компаратора 26 и ик.вертирующего интегратора 23 являются соответственно первым и вторым выходами блока.
Блок 17 контроля изменения параметров регулятора тока выполнен в виде двух сумматоров 27 и 28, инвертора 29, интегратора 30, инвертирующего сумматора 31 и компаратора 32, ко входу которого подключен выход первого сумматора 27, к первому входу которого подключен выход интегратора 30, к второму входу подключен выход инвертора 29, третий вход соединен с третьим входом второго сумматора 31 и является вторым входом блока, второй вход второго сумматора 28 является шестым входом блока, первый вход второго сумматора 28 соединен с выходом второго инвертирующего сумматора 3 1, первый и второй вход которого является третьим и четвертьм входами блока, пятым входом которого является третий вход второго инвертнрующего сумматора 31, соединенный с входом инвертора 29, выходы компаратора. 32 и интегратора 30 являются соответственно первым и вторым выходами блока.
9 1145 ненньгх первого сумматора 13, инерционного звена 1.4 и второго сумматора 15, выход которого является выходом блока, а второй его вход соединен с вторым входом первого сумматора, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входом блока.
Блок 10 контроля работоспособности состоит из последовательно соеди- 10 ненных одними из входов блоками контроля изменения параметров регулятора напряжения 16, регулятора тока 17, тиристорного преобразователя 18, датчика тока 19, датчика напряжения 15 генератора 20, исполнительного механизма 2 1, первые выходы которых подключены к соответствующим входам блоков логики 11 и достоверности к5)нтроля 12à При этОм выход датчи 20 ка 9 напряжения задатчика интенсивности подключен к перво: у входу бло-. ка 16 контроля изменения параметров регулятора напряжения, к второму входу которого и вторым входам осталь-25 ных блоков контроля изменения. параметров подключен выход датчика 8 напряжения регулятора напряжения, к третьим и четвертым входам всех блоков контроля изменения параметров подключены выходы датчиков 6 напряжения генератора и датчика 5 тока, к пятым входам блоков контроля изменения параметров регулятора тока 17, тиристорного преобразователя 18, датчика тока 19, датчика напряжения
35 генератора 20 и исполнительного механизма 21 подключен выход датчика 7напряжения регулятора тока, к шестым входам блоков контроля изменения
40 параметров регулятора тока 17, датчика напряжения 20 и исполнительного механизма 21 подключен выход датчика 3 оборотов двигателя, выход датчика 2 напряжения возбуждения генера45 тора подключен к шестым входам блоков контроля изменения параметров датчика тока 17, тиристорного преобразователя и к седьмым входам датчика напряжения 20 и исполнительного механ 2 изма 21, к восьмому входу последне50 го подключен выход блока 4 определе- ния возмущения.
Блок 18 контроля изменения параметров тиристорного преобразователя выполнен в виде инвертирующего интегратора 33, инвертирующего сумматора 34, инвертора 35, компаратора 36 и трех сумматоров 37, 38 и 39, перБлок 16 контроля изменения параметров регулятора напряжения выполнен 55 в виде сумматора 22, инвертирующего интегратора 23, двух инвертирующих сумматоров 24 и 25 и компаратора 26, вый вход первого сумматора 37. является четвертым входом блока, второй вход первого сумматора 37 соединен с первым входом инвертирующего инте-гратора 33 и является третьим входом
1145093
12 блока, второй вход инвертирующего интегратора 33 соединен с входом инвертора 35 и является пятым входом ,блока, выходы первого сумматора 37 и инвертирующего интегратора 33 5 подключены соответственно к первому и второму входам инвертирующего сумматора 34, выход которого подключен к второму входу второго сумматора 38, первый вход которого 10 является первым входом блока, а выход соединен с первым входом третьего сумматора-39 и является вторым выходом блока, к второму входу третьего сумматора 39 подключен 15 выход иниертора 35, третий и четвертый входы являются соответственно вторым и шестым входами блока, выход третьего сумматора 39 подключен к входу компаратора 36, выход кото- 20 рога является первым выходом блока.
Блок контроля 19 изменения пара— метров датчика тока выполнен в виде компаратора 40, двух сумматоров 41 и 42, инвертирующего интегратора 43 25 и трех инвертирующих сумматоров 44—
46, вход первого 44 из них соединен с первыми входами инвертирующего интегратора 43 и перво" î сумматора 41
1i является четвертым входом блока, З0
>второй вход первого сумматора 41 соедпнен с третьим входом второго сумматора 42 и является шестым вхо.дом блока, выход первого сумматора 41 соединен с вторым входом инвертирую- З5 щего интегратора 43, выход которого и пыход первого инвертирующего сумматора 44 подключены к второму и третьему входам второго инвертирующего сумматора 45, первый вход которо1 о является первым входом блока, а выход соединен с первым входом второго сумматора 42 и является вторым выходом блока, второй вход второго су".1матора 42 соединен с выходом тре- 45 тьего инвертирующего сумматора 46, первый и второй входы которого и четвертый выход второго сумматора 42 являются соответственно третьим, пятым и вторым входами блока, первым выхо- 50 дом которого является выход компаратора 40, соединенного с выходом второго сумматора 42.
Блок 20 контроля изменения параметров датчика напряжения выполнен в виде компаратора 47, сумматора 48, инвертирующего интегратора 49 и трех инвертирующих.сумматоров 50, 51 и 52, первый вход первого из них является шестым входом блока, второй вход соединен с третьим входом сумматора 48 и является четвертым входом блока, выход первого инвертирующего сумматора 50 подключен к первому входу инвертирующего интегратора 49, второй вход которого соединен с первым входом второго инвертирующего сумматора 51 и является третьим входом блока, второй вход второго инвертирующего суммат ра 51 и первый вход третьего инвертирующего сумматора 52 являются соответственно пятым и первым входами блока, выход инвертирующего интегратора 49 подключен к второму входу третьего инвертирующего сумматора 52, выход которого подключен к первому входу сумматора 48 и является вторым выходом блока, к второму входу сумматора 48 подключен выход второго инвертирующего сумматора 51, четвертый и пятый входы сумматора 48 являются соответственно вторым и седьмьж входами блока, первым выходом которого является выход компаратора 47, вход которого соединен с выходом сумматора 48. Блок 21 контроля изменения параметров исполнительного механизма выполнен в виде первого инвертирующего сумматора 53 и последовательно соединенных второго инвертирующего сумматора 54, инвертирующего интегратора 55, третьего инвертирующего сумматора 56, сумматора 57 и компаратора 58, выход которого является выходом блока, первые входы третьего инвертирующего сумматора 56, инвертирующего интегратора 55, первый, второй и третий входы первого инвертирующего сумматора 59 и четвертый и пятый входы сумматора 57 являются соответственно первым, восьмым, пятым, третьим, шестым, вторым и седьмым входами блока, вход второго инвертирующего сумматора 54 соединен с третьим входом сумматора 57 и является четвертым входом блока, а выход первого инвертирующего сумматора 53 .соединен с вторым входом сумматора 57.
Блок логики 11 выполнен в виде последовательно соединенных узлов определения неисправности в исполнительном механизме 59, датчика тока 60, датчика напряжения 61, тиристорного преобразователя 62, регуля, 1145093
13 тора тока 63 и регулятора напряжения 64, выходы каждого из которых подключены к соответствующим индикаторам 65 — 70 изменения параметров, а входы являются соответственно 5 шестым, пятым, четвертым, третьим, вторым и первым входами блока.
Блок 12 достоверности контроля выполнен в виде последовательно соединенных пяти логических узлов 71
75, первые входы которых и второй вход пятого логического узла 75 являются соответственно шестым, пятым, четвертым, третьим, вторым и первым входами блока, а выходы всех логических узлов подключены". к входу индикатора ошибок 76.
Устройство для автоматизированного управления электроприводом экскаватора-драглайна работает 20 следующим образом.
При подаче управляют., о сигнала на привод поворота на выходах датчи-. ков тока 5, .Оборотов двигателя 3, напряжения генератора 6, датчиков конт- 25 роля напряжения возбуждения генератора 2, регулятора тока 7, регулятора напряжения 8, задатчика интенсивности 10 появляются сигналы, непрерывно и одновременно поступающие в блок 10 контроля работоспособности„ куда также поступает сигнал с выхода блока 4 определения возбуж- дения, на входы которого поступают сигналы с датчиков 3 и 6. При появлении сигналов на входе блока 10 сиг35 налы в необходимой комбинации непрерывно и одновременно поступают на входы блока 16 контроля изменения параметров регулятора напряжения, 40 блока 17 контроля изменения параметрОВ регулятора тока, блока 18 контроля изменения параметров тиристорного-преобразователя, блока 19 контроля изменения параметров датчика тока, блока 20 определения изменения параметров датчика напряжения генератора, блока 21 контроля изменения параметров исполнительного механизма. !
При отсутствии неисправности 50 в системе управления приводом поворота экскаватора-драглайна, при любом изменении входных сигналов блока 10 с выходов датчиков и блока 4, « на выходе блока 10 определения неис- 55 правности присутствует сигнал логического нуля (низкий уровень), не вызывающий работу блоков t1 и 12.
При возникновении неисправности в системе управления электроприводом поворота экскаватора выходное напряжение бЛоков 16 — 20 может принимать значения либо логического нуля, либо единицы, возникает шестиразрядная комбинация на выходе блока 10, состоящая из логических нулей и единиц (высокий уровень), которые непрерывно поступают на вход блока 11 логики и блока 12 достоверности контроля. При появлении шестиразрядного кода на входе блока 11 происходит распознавание неисправности и ее фиксация в соответствующем блоке индикации. Анализирование шестиразрядного кода в блоке 11 происходит по алгоритму
U„= (U„, 11„); (u„n unnj л (uлл л u„); и„= (и„л и„)л (и„л и„) л
1 и„= (и„" v«) (v " и„);
П = )Uл, Л 1Л ) л (П< h U<<) U&y = U()4U, U (A U(z + U)q4 U(q
Где U>s П О Ue
П67 э П&3 в П& л1 ВхОДнОЙ ЛО ги ческий сигнал соответственно индикаторов изменения параметров 65 - 70;
Пс л U(Q э лп
U U 1, U q л.— выходной логический сигнал блока 10 контроля работоспособнос"
TH °
В случае появления логической единицы на входе определенного блока индикации соответствующей неисправности индицируется данная неисправность.
При появлении шестиразрядн кода на входе блока l2 достоверности контроля происходит анализ определенного порядка в -последовательности логических единиц и нулей в шестиразрядом коде, и в случае нарушения определенной последовательности логических единиц и нулей . шестиразрядном входном коде индицируется неправильная работа блока 10 контl5
1145093 роля работоспособности. Анализ шестиразрядного кода с целью выявления неправильности работы блока 10 конт-. роля работоспособности в блоке 12 происходит по следующему алгоритму:
U7g =(U9nU
V(U« П„)v(U, U,„)
v(U >л U ), где U — входной логический сигнал индикатора ошибок 76 рабо- 1р ты блока 10 контроля рабо— тоспособности.
Если U76 принимает значения логической единицы, в индикаторе ошибок 76 индицируется неправильная работа блока 10.
Плок 10 контроля работоспособности работает следующим образом.
Поступающие сигналы с выходов датчиков на вход блока 16 контроля изменения параметров регулятора напряжения преобразуются на решающих усилителях блока 16 непрерывно и одновременно. Выходной логический сигнал блока 16 является результатом сравнения на компараторе 26 сигнала U22 и опорного напряжения П „ . При параметрах регулятора напряжения, равных расчетному, вы— числяемое значение напряжения U22 30 меньше или равно U ù, и в этом случае выходное напряжение U9 блока 16 равно логическому нулю. Входной сигнал 1А компаратора 26 вычисляется по алгоритму
U22 =U2+U 4 +U2
35 где 1
29 3 1 2S
P (К " +К 5 "6+К 6 "2 )
21 5 2
U22 73
i 14, 025 выходные сигналы coot ветствующих усилителей блока 16, К, К
4 5 6 — коэффициенты передачи входов решающих усилителей блока 16.
Коэффициенты передачи входов решающих усилителей равны
50 х ° шз, i х2 Тн к =- -"- -, 2 хг Тн х К„
V. 9=, Т„
55 х- К m х .Т„
1
К х.Т и
z где х| х2, х, х6 — коэффициенты передачи соответственно датчи28 (91 1 1Кг 2)
ПЗ> (К Пь К "5+K5" э)
29 Ъ
U27 U28 U29
П <>, Б9 — выходные сигналы решающих усилителей блока 17;
1 3
9 коэффициенты передачи входов решающих усилителей блока 17.
Коэффициенты передачи входов решаюших усилителей блока равны
2 С.х, Ki— м 2 т ков напряжения задатчика интенсивности и регулятора напряжения, датчиков напряжения генератора и тока;
m,,m — коэффициент передачи, пропорциональный гибкой обратной связи по напряжению генератора;
К <,Т„ — коэффициент усиления и постоянная времени регулятора напряжения.
Поступающие сигналы с выходов датчиков на вход блока 17 контроля изменения параметров регулятора тока преобразуются на решающих усилителях блока 17 непрерывно и одновременно. Выходной сигнал блока 17 является результатом сравнения на компараторе 32 сигнала U27 и опорного напряжения U < . При параметрах регулятора тока, равных расчетному, вычисляемое значение напряжения U27 меньше или равно Upii, и в этом случае выходное напряжение блока 17 равно логическому нулю. Входной сигнал. U21 компаратора 32 вычисляется по зависимости
27 2 29 где 1 р ie 28
1145093
35 м=
1 Э 2 5)
П38 = "34+" 24 34 (33 32)
U31 3 5 4 6 где U33, 034, 11, И, U3 - выходные сигналы решающих усилителей 18;
К „,К,К,К 4 — коэффициенты передачи входов решающих усилителей блока 18. 5О
Коэффициенты передачи входов решающих усилителей блока 18 равны х3 К„
К х, Тд
К х щь.
55 х4 Т„ х4. m+
x„ Т„ х2 К1К
2 х3 TT
xg mz К
К
3 х3- TT !
/ х5 Кт
К 5 х.m3 Tr ° К Т
К
Т э где х3, x> — коэффициент передачи соответственно датчика напряжения регулятора тока и датчика оборотов двигателя;
m — коэффициент передачи
3 гибкой обратной связи по току;
Кт,ТТ вЂ” коэффициент усиления и постоянная времени регулятора тока °
Поступающие сигналы с выходов датчиков на вход блока 18 контроля изменения параметров тиристорного преобразователя преобразуют я на решающих усилителях блока 18 непрерывно и одновременно. Выходной сигнал блока 18 является результатом сравнения на компараторе 36 сигнала U36 и VII . При параметрах тиристорного преобразователя возбуждения герератора, равных расчетному, вычисляе30 мое значение напряжения U36 меньшее или равно Бы1, и в этом случае выходное напряжение 011 блока 18 равно значению логического нуля. Входной сигнал П 33 компаратора 36 вычисляется по алгоритму
Я 2 4 36 38
Хь К4 m4
К х4 Т11 где х — коэффициенты передачи датчика контроля напряжения возбуждения генератора; ш3,тп4 — коэффициенты передачи соот,ветственно положительной об-, ратной связи по напряжению генератора и гибкой обратной связи по ЭДС генератора;
К11,Тп — коэффициент усиления и постоянная времени регулятора напряжения.
Сигналы, поступающие с выходов датчиков на вход блока 19 контроля изменения параметров датчика. тока, . преобразуются на решающих усилителях блока 19 непрерывно и одновременно.
Выходной сигнал блока 19 является результатом сравнения на компараторе 40 сигнала U4 и UIIII . При параметрах датчика тока, равных расчетному, вычисляемое значение Uq> меньше 1: 11, и в этом случае выходное напряжение блока 19 равно значению логического нуля. Входной сигнал компаратора 40 вычисляется по алгоритму
42 2 4 46 46
U« =-(U,+U,);
U45 (U3+U4i Ц43 )»»
+К1U6 ) э
41 (2 4 3 6)
4 6 где U41, U44, U4 043 Ц46 выходные сигналы решающих усилителей блока 19;
К1, K2,К 3 Ê 4 — коэффициенты передачи входов решающих усилителей блока 19.
Коэффициенты передачи входов решающих усилителей блока 19 равны
Хь К
6 х . Т, х1 Кг х5 Tl
К
3=ТГ х, Rz
К х5
К„, Тг — коэффициент передачи и постоянная времени генератора;
R — сопротивление якорной цепи двигателя поворота.
Поступающие сигналы с выходов датчиков на вход блока 20 контроля изме19
1145 нения параметров датчика напряжения генератора преобразуются на решающих усилителях блока 20 непрерывно и одновременно. Выходной сигнал блока 20 является результатам сравнения на компараторе 47 сигнала U4> и U . При параметрах обратной связи. по напряжению, равных расчетному, вычисляемое значение U48 меньше Б „, и в этом случае выходное !О напряжение блока 20 равно значению логического нуля. Входной сигнал U4 компаратара 47 вычисляется по алгоритму
48 2 4 6 9 у 1151 15 i! < =-(U +Ug)
92 (049 36 )
49 р(1 9 9о)
"5р =-(KgU +K 9 " ) э 20 гДе .У9., Б4
092,Ц5л — выход Ф!е сигналы решаю- . щих усилителей блока 20;
K,К,К вЂ” коэффициенты передачи входов решакнцих усили- 25 телей блока 20;
Коэффициенты передачи входов решающих усилителеи блока равны х;
6 39
-Ra+Ra
К °
2С
3 Rg где R — сопротивление участка якор6 35 най цепи, с которого снима-. ется напряжение обратной связи.
Поступающие сигналы с выходов датчиков на вход блока 21 контроля изме- 4, нения параметров.в исполнительном механизме преобразуются на решающих усилителях блока 2 1 непрерывно и одновременно. Выходной сигнал блока 21 является результатом сравнения на компараторе 58 сигна1 и 0<щ ° При расчетных парамет/ рах мехайизмов поворота вычисляемое значение U57 меньше Uð, и в этом случае выходное напряжение блока 21 равно значению логического нуля.
Входной сигнал Ц кампаратора 58 вычисляется по алгоритму
Я 2 4 6 $3 56
Пр =-(Ug+Uq+U 7)
96 (лЪ 99)
U5$ р(М+ 1 8)»
093 20
j Ug4 =-K U где U<>
U 9 9, 096 — выходные сигналы решающих усилителей блока 21
Кл,К вЂ” коэффициенты передачи входов решающих усилителей блока 21.
Коэффициент передачи входов решающих усилителей блока 21 равен х,С
К =K х J
1 где J — момент инерции механизма поворота;
С вЂ” электромагнитная постоянная двигателя поворота.
Для пояснения принципа работы устройства контроля системы управления электроприводом поворота экскаватора-драглайна предположим, что произошла изменение параметра регулятора тока системй .управления электроприводом поворота. В этом случае на вь оде блоков 17 - 21 возникает логическая единица,. а на выходе блока 16 — логический ноль, так как при вычислении сигнала U>< параметры регулятора тока "не входят в коэффициенты решающих усилителей блока 16.
Тогда логические сигналы в. блоке 11, поступающие на блоки индикации, принимают значения .0 9 =1 1=0;
U6р = (1 л1) п (1 л1)=0
U — {< л1) лРл1)-0;
U6g.= 9 л1) Ар АЦ=Оу
U69 =)0 A1) л Ц «1)=1;
u,4=0n1«1 1nin1 =0.
Логическая единица (U6 ) поступает на вход блока 69 (фиг. 10) индикации изменения параметров регулятора тока. Логический сигнал в блоке 12 (фиг, 11) в этом случае равен
1 .<-(0л1) (1 и1)v (1л1) v(1n1)v (1 И)=
-0
На вход блока 76 индикации ошибок работы блока 10 контроля работоспособности поступает логический ноль.
В этом случае нет индикации о неправильной рабате блока 10.
Из описания работы устройства видно, что в процессе работы привода поворота постоянно происходит оценка работоспособности системы управления.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет мгновенно определить вид неисправности и место
2l ее возникновения в процессе работы приводов экскаватора, что повышает точность контроля, сокращает время простоев при поиске неисправностей
1145093 22 в системе управления и способствует поддержанию оптимальных динамических характеристик приводов, т.е. увеличивает производительность экскаватора.
Фиг. f 1145093
Фй 2.Z
1145093
1145093
1145093
Фиг.7
1145093
1145093
Фаг. 10
1! 45093
12
Составитель P. Гладун
Редактор К.Волощук Техред А.Бабинец . Корректор В.Бутяга
Заказ 1129/23 Тираж 649 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал IHIII "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 г !
