Система автоматизированного управления роторным экскаватором

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ РОТОРНЫМ ЭКСКАВАТОРОМ , содержащая три канала управления конвейером роторной стрелы, конвейеромнижней рамы и конвейером разгрузочной консоли, первый из которых включает измеритель интенсивности потока материала, вьтолнеиный на первичных преобразователях погонной нагрузки, угла наклона и скорости движения потока материала, соединенных с блоком определения текущего значения интенсивности.потока материала, выход которого соединен с первьо входом одного из блоков управления электроприводом, а выход первичного преобразователя скорости движения потока материала измерителя иитенсивности потока материала соеди йен с первым входом другого блока управления электроприводом, каналы управления конвейерами нижней рамы и разгрузки консоли включают первичные преобразователи скорости движения потока на конвейер.ах, соединенные с первыми входами блоков управления электроприводами, вторые входы которых соединены с соответствзпощими выходами блока формирования команд запуска элек-. троприводов, последний выход которого соединен с первым входом блока управления электроприводом роторного колеса экскаватора, второй вход которого соединен с первым выходом задатчика команд на остановку электроприводов, второй и третий выходы которого подключены к третьим входам блоков управления электроприводами канала управления конвейером роторной стрелы, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности системы за счет сокращения потери времени в нестационарных режимах работы и (Л уменьшения износа оборудования, в систему введен блок формирования команд запуска конвейеров, а каждый из каналов управления конвейерами роторной стрелы и нижней рамы снабжен преобразователем частота-напряжение , блоком суммирования, послеа довательно соединенными блоком мо4 делирования движения потока матери00 ала, выполненным на сдвиговых ре гистрах, блоком определения текущего 4;i значения количества материала на конвейере и блоком интегрального усреднения интенсивности потока на отрезках , предшествующих зонам перегрузки , и последовательно соединенными задатчикагл допустимого значения количества материала в струе, блоком сравнения и блоком временной задержки , причем в канале управления конвейером роторной стрелы первичный преобразователь скорости движения потока материала соединен с информационными входами блока моделирования

„„SU„„116437

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) Е 02 F 9 20

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3571255/22-03 (22) 01 .04.83 (46) 30.06.85. Бюл. Ф 24 (72) Л.А.верещагин и А.В.Чермапых (71) Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (53) 622.271.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 899763, кл. E 02 F 3/26, 1979.

Авторское свидетельство СССР

11 487989, кл . Е 02 Е 9/20, 1971 . (54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ РОТОРНЫМ ЭКСКАВАТОРОМ, содержащая три канала управления конвейером роторной стрелы, конвейером. нижней рамы и конвейером разгрузочной консоли, первый из которых включает измеритель интенсивности потока материала, выполненный на первичных преоб.разователях погонной нагрузки, угла наклона и скорости движения потока материала, соединенных с блоком определения текущего значения интенсивности. потока материала, выход которого соединен с первым входом одного из блоков управленйя электроприводом, а выход первичного преобразователя скорости движения потока материала измерителя интенсивности потока материала соеди— нен с первым входом другого блока управления электроприводом, каналы управления конвейерами нижней рамы и разгрузки консоли включают первичные преобразователи скорости движения потока на конвейерах, соединенные с первыми входами блоков управления электроприводами, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока формирования команд запуска элек-. троприводов, последний выход которого соединен с первым входом блока управления электроприводом роторного колеса экскаватора, второй вход которого соединен с первым выходом задатчика команд на остановку электроприводов, второй и третий выходы которого подключены к третьим входам блоков управления электроприводами канала управления конвейером роторной стрелы, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения производительнрсти системы за счет сокращения потери времени в нестационарных режимах работы и уменьшения износа оборудования, в систему введеч блок формирования команд запуска конвейеров, а каждый из канапов управления конвейерами роторной стрелы и нижней рамы снабжен преобразователем частота-напряжение, блоком уммирования, последовательно соединенными блоком моделирования движения потока материала, выполненным на сдвиговых регистрах, блоком определения текущего значения количества материала на кон. вейере и блоком интегрального усреднения интенсивности потока на отрезках, предшествующих зонам перегрузки, и последовательно соединенными задатчиками допустимого значения количества материала в струе, блоком сравнения и блоком временной задержки, причем в канале управления конвейером роторной стрелы первичный преобразователь скорости движения потока материала соединен с информационными входами блока моделирования

1164374 движения потока материала непосред-., ственно, а через преобразователь частоты в напряжение - с управляющим входом блока интегрального усреднения интенсивности потока на отрезках, предшествующих зонам перегрузки, выход которого соединен с первым входом блока суммирования, второй вход которого соединен с другим входом блока сравнения, а выход блока определения текущего значения интенсивности потока материала соединен с управляющим входом блока моделирования движения потока материала, причем в каждый иэ каналов управления конвейерами нижней рамы и разгрузочной консоли введены генератор сдвига и интегратор, при этом канал управления конвейером разгрузочной консоли снабжен также соединенными между собой блоками моделирования движения потока материала и определения текущего значения количества материала на конвейере, в указанном канале первичный преобразователь скорости движения потока материала подключен к информационным входам блока моделирования движения потока материала, другие входы которого соединены с выходами генератора сдвига, а другие выходы блока моделирования движения потока материала соединены с входами интегратора, в канале управления конвейером нижней рамы первичный преобразователь скорости движения потока на конвейере соединен с информационными входами блока моделиро ания движения потока материала непосредственно и через преобразователь частоты в напряжение к управляющему входу блока интегрального усреднения интенсивности потока на отрезках, предшествующих зонам перегрузки, выход которого соединен с первым входом блока суммирования, выходы

Изобретение о носится к автоматизации управления производственными процессами,на карьерах, а именно к управлению режимом работы роторного экскаватора, и может быть использовгно как на вскрьллных, так генератора сдвига соединены с другими входами блока моделирования движения потока материала, другие выходы которого соединены с входами интегратора, выход которого подключен к второму входу блока суммирования канала управления конвейером роторной стрелы, выход которого подключен к второму входу блока управления конвейером нижней рамы, при этом четвертый выход задатчика команд на остановку электроприводов::одключен к другому входу . блока временной задержки канала управления конвейером нижней рамы, выход которого подключен к третьему входу блока управления и к другому входу блока временной задержки канала управления конвейером нижней рамы, последний подключен к второму входу блока управления канала управления конвей-ером разгрузочной консоли, третий вход которого соединен с выходом блока суммирования канала управления конвейером нижней рамы, второй вход которого и второй вход блока сравнения того же канала управления подключены к выходу интегратора канала управления конвейером разгрузочной консоли, причем блоки моделирования движения потока материала всех каналов соединены последовательно, а выход блока определения текущего значения количества материала на конвейере подключен к соответствующим входам блока формирования команд запуска конвейеров, выходы которого подключены к входам блока формирования команд запуска электроприводов, выход блока суммирования канала управления конвейером нижней рамы подключен к третьему входу блока управления электро приводом канала управления конвейером разгрузочной консоли. и на добычных ротсрных экскаваторах большой единичной мощности, Цель изобретения — повышение производительности системы за счет

5 сокращения потерь времени в нестандартных режимах работы и уменьшение ..1164374 износа оборудования вследствие неравномерности распределения "материала в потоке.

На чертеже приведена схема системы автоматизированного управления роторным экскаватором.

Система содержит, электроприводы

I-5 соответственно роторного колеса 6, механизма поворота роторной стрелы, конвейеров роторной стрелы

7, нижней рамы 8 и разгрузочной конооли 9 с блокаии .10-14 управления, измеритель 1.5 интенсивности потока не конвейере роторной стрелы, содержащей первичные преобразователи погонной нагрузки 16, скорости движения потока 17, угла наклона 18 и блок 19 определения текущего значения интенсивности потока материала, выход которого соединен с блоком управления ll электроприводом механизма поворота роторной стрелы и с основным входом блока 20 моделирова-. ния движения потока материала, секции которого выполнены в виде последовательно-параллельных сдвиговых регистров. Основные входы и выходы секций блока 20 соединены последовательно, сдвиговые входы секций подключены соответственно к первичным преобразователям 17, 21 и 22 скорости движения потока на конвейерах роторной стрелы, нижней рамы, разгрузочной консоли и к генераторам

23 и 24 сдвига по закону движения потока в форме струи в зонах перегрузки, выполненных в виде генераторов 25 и 26 импульсов, подключенных о к делителям 27 и 28 частоты. Выходы секций блока моделирования движения потока материала подключены к блокам 29, 30 и 31 определения текущего значения количества материала на конвейерах роторной стрелы, нижней рамы и разгрузочной консоли, к интеграторам 32 и 33 (интегрального усреднения интенсивности потока в струе в зонах перегрузки конвейеров) . и к блокам 34 и 35 скользящего интегрального усреднения интенсивности потока на отрезках, предшествующих зонам перегрузки конвейеров. Все указанные блоки выполнены в виде сумматоров состояний последовательнопараллельных сдвиговых регистров.

Входы питания интеграторов 32 и 33 соединены со средней точкой делителей

27 и 28 частоты, соответствующей .средней скорости движения иатериала

55 в струе, а выходы питания 34 и 35 скользящего интегрального усреднения интенсивности потока через преобразователи 36 и 37 частота-напряжение соединены с первичными преобразователями 17 и 21 скорости движения соответствующих конвейеров.

Выходы блоков 29, 30 и 31 определения текущего значения количества материала на конвейерах подключены к блоку 38 формирования программ запуска конвейеров в функции их загруженности, выполненного в виде управляемых пороговых элементов. Выход блока 38 формирования команд запуска конвейеров подключен к блоку

39 формирования команд на запуск электроприводов, выходы которого соединены с блоками 10-14 управления. Выходы задатчика 40 команд на остановку электроприводов соединены с блоками 10-12 управления и через блоки 41 и 42 временной задержки с блоками 13 и 14 управления. Управляющие входы блоков 41. и 42 временной задержки соединены с соответствующими блоками 43 и 44 сравнения, входы которых подключены к блокам

45 и 46 формирования сигнала максимально допустимого значения количестна материала s струе в зонах перегрузки при неподвижных конвейерах и к интеграторам 32 и 33. Выходы интеграторов 32 и 33 и выходы блоков 34 и 35 скользящего интегрального усреднения интенсивности потока на отрезках, предшествующих зонам перегр..зки, через соответствующие блоки 47 и 4b суммирования соединены с блоками 13 и 14 управления электропригодаии 4 и 5 конвейеров нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9. Выход блока 29 вычисления текущего значения количества материапа на конвейере роторной стрелы через блох 49 формирования программ остановки конвейера роторной стрелы в функции его загруженности, выполненный в виде управляемых пороговых элементов, подключен к блоку 12 управления электроприводом 3 конвейера 7 роторной стрелы.

Выходы первичных преобразователей

17, 21 и 22 скорости движения потока материала на конвейерах соединены с блоками 12-14 управления соответствующими электроприводаии.

Система работает следующим образом.

1164374

1„(, 1t) — dR, (5)

Ч, (11

I-L1

Ч(Ф) ср 2 нотр втр т(),1

Ч(Ц

Р ()= !е

j(t, Я)

Ч,(1) )

t-L

В стационарном режиме работы регулирование производительности роторного экскаватора осуществляется изменением скорости злектропривода

3 механизма поворота в функции интенсивности потока материала на конвейере 7 роторной стрелы. Частотный сигнал, пропорциональный интенсивности потока, с выхода блока 19 определения текущего значения интенсив— ности потока материала, измерителя

15 интенсивности потока поступает на блок 11 управления электроприводом

2 механизма поворота и на основной вход секционированного блока 20 моде- t5 ,лирования потока. На сдвиговые входы, секций подается частотный сигнал с первичных преобразователей !7, 2! и

22 скорости движения потока соответственно конвейеров роторной стрелы 20

7, нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9. Для моделирования потока в форме струи в зонах перегрузки кон— вейеров на сдвиговые входы соответствующих секций блока 20 моделирова— ния потока подается сигнал от генератора 25 и 2б импульсов через .делители 27 и 28 частоты. С выхода каж- дой ячейки секций снимается сигнал, пропорциональный погонной нагрузке вх Г р.>) - v() где Р (t) — погонная нагрузка на отрезке конвейерной линии, соответствующем К-ой ячейке;

1 „(+-(К-1)М)- интенсивность потока на входе К-ой ячейки; К 1, 2, 3 ... 1 — номер ячейки; аФ вЂ” время прохождения материала на отрезке пути, соответствующем одной ячейке, определяемое параметрами конвейера и масшта- 45 бом моделироваж я

V(t,) — скорость потока материала на соответствующем участке транспортного тракта.

С выходов -чеек секций блока 20 моделирования потока сигнал поступает на блоки 29-31 определения текущего значения количества материала на о конвейерах, реализующих зависимость

55 где L — длина соответствующего конвейера;

Р (t) — текущее значение количества

L материала на соответствующем конвейере;

i(t,М) — интенсивность потока материала на выходе конвейеров;

V (t) — скорость соответствующего

L конвейера; — текущее значение перемещения материала; на блоки 32 и 33 инт грального усреднения интенсивности потока в струе в зонах перегрузки конвейеров, реализующих зависимость

V (ÿ) м= " ср1

1 где 1 (t) — усредненная интенсивсР1 ность потока в зонах перегрузки;

V (1) — средняя скорость движеср ния материала в струе; !..„ — длина участка перегрузки, i„(t,2) — интенсивность потока на входе участка перегрузки;

Ч1(ь) — скорость движения материала в струе у зонах перегрузки на блоки 34 и 35 скользящего интегрального усреднения интенсивности потока на отрезках, предшествующих зонам перегрузки конвейеров, реализующих зависимость где 1 (t ) - усредненная интенсивср ность потока н отрезках, предшествующих зонам перегрузки;

V(t) — скорость соответствующих конвейеров;

L, — длина отрезка усреднения;

i (t,2,) — интенсивность потока на входе отрезка усреднения.

С выходов блока 29-31 определения текущего значения количества материала на конвейерах сигнал поступает на вход блока 38 формирования программ запуска конвейеров в функции их загруженности, с вы1! 64374

35 где V (t) (С) (+ ь.)— ср

55 е хода которого программа запуска поступает в блок ° 39 формирования команд на запуск электроприводов.

Выхопной сигнал с блока 29 вычисления текущего значения количества материала на конвейере 7 роторной стрелы через блок 49 формирования программ остановки конвейера роторной стрелы в функции его загруженности поступает в блок 12 управления электроприводом 3 конвейера 7 роторной стрелы. Выходной сигнал с блоков 32 и 33 интегрального усреднения интенсивности потока в струе в зонах перегрузки конвейеров и с блоков 34 и 35 скользящего интегрального усреднения интенсивности потока на отрезках, предшествующих зонам перегрузки, через соответствующие блоки 47 и 48 суммирования поступает на вход задания скорости блоков !3 и 14 управления электроприводами 4 и 5 конвейеров нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9, где в функции усредненной интенсивности пэтока с упреждением, учитывающим инерционность электроприводов, формируются тормозные режимы укаэанных электроприводов

V (1) = V, (f! =k;Ä(t;), (5) скорость,)-го конвейера; ф заданная скорость g-го конвейера; коэффициент пропорциональност ; усредненная интенсивность потока материала:

I » 1 отр

1. 1, — — время упреждения ч1,(1 (t1- скорость (J-1)-го кон1- вейера.

Так как на -ом конвейере по- . гонная нагрузка (С, )- " (Ь)

1вх(и aj Ч (С}

J где Р (t,Ð) — погонная нагрузка на

-ом конвейере; „(С,Х) — интенсивность потока материала, поступающего на 1-й конвейер, то путем формирования заданной скорости Ч. (С) )-го конвейера в функ1ЗаД ции усредненной интенсивности потока (С+ ") на отрезке.(J-1)-го конвейера, предшествующем зоне перегрузки, и в струе осуществляется стабилизация погонной нагрузки (сглаживание неравномерности распределения материала в потоке j íà j-ом конвейере. Это очевидно при подстановке

V,. (С) из (5) в (6 ).

Сигнал с выходов блоков 32 и 33 интегрального усреднения интенсивности потока в. струе в зонах перегрузки конвейеров вычитается в блоках 43 и 44 сравнения с выходным сигналом блоков 45 и 46 формирования сигнала максимально допустимого значения количества материала в струе при неподвижных конвейерах.

Результирующий сигнал поступает на входы управления блоков 41 и 42 временной задержки. Частотный сигнал с первичных преобразователей 17, 21 и 22 скорости движения потока материала на конвейерах поступает в блоки 12-14 управления электроприводами 3-5 как сигнал обратной связи.

При остановке электроприводов сигналы с задатчика 40 формирования команд на остановку поступают в блоки 10-12 управления, в блок 13 управления через блок 41 временной задержки, и в блок 14 управления через блоки 41 и 42 временной задержки.

В результате обеспечивается остановка электроприводов в последовательности. электропривод 2 механизма поворота роторной стрелы, электропривод 1 роторного колеса б,электропривод 3 конвейера 7 розорной стре. лы в функции загруженности по сигналу с блока 49 формирования программ остановки, электроприводов 4 и 5 конвейеров нижней рамы 8 и раэгрузочной консоли 9 с соответствующими выдержками времени, формируемыми блоками 41 и .42 временной задержки в функции усредненной интенсивности потока по сигналам с соогветствующих блоков 47 и 48 суммирования.

При запуске электроприводов cHI налы с блока 39 формирования команд на запуск поступают в блоки 10-14 управления, обеспечивая последовательный запуск электроприводов 5-3 конвейеров разгрузочной консоли

9, нижней рамы Ы и роторной стрелы

7, эпектропривода I роторного колеса 6 и электропривода 2 механизма поворота роторной стрелы, причем запу к конвейеров осуществляется в функ9 Il

:ции их загруженности по сигнапам с блока 38 формирования программ запуска.

Таким образом, техническая реализация предлагаемой системы автоматизированного управления роторным экскаватором позволяет исключить возрастание погонной нагрузки на конвейерах нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9 и возникновение завалов в зонах перегрузки при остановке конвейеров эа счет использования регулируемых выдержек времени в подаче команд на остановку ука:занных конвейеров; сократить вре-. мя остановки конвейеров в результате формирования тормозных режимов электроприводов конвейера роторной

64374 10 стрелы в функции его загруженности, сгладить неравномерность распределения потока материала на конвейерах

sa счет формирования тормозных ре- мимов электроприводов, конвейеров нижней раьы и разгрузочной консоли в функции усредненной интенсивности потока на отрезках, предшествующих зонам перегрузки конвейеров, и в

1б струе; обеспечить минимальное время запуска и уменьшить динамические нагрузки на оборудование в результате запуска конвейеров в функции их загруженности, 1 За счет сокращения потерь времени в нестационарных режимах работы производительность роторного экскаватора увеличивается на З,ОХ.

1164374

Система автоматизированного управления роторным экскаватором Система автоматизированного управления роторным экскаватором Система автоматизированного управления роторным экскаватором Система автоматизированного управления роторным экскаватором Система автоматизированного управления роторным экскаватором Система автоматизированного управления роторным экскаватором Система автоматизированного управления роторным экскаватором 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к управлению электроприводом механизма поворота экскаватора-лопаты

Изобретение относится к дорожно-строительной технике, в частности к автогрейдерам

Изобретение относится к строительному производству и предназначено для определения местоположения рабочего органа, например пневмопробойника, в грунте при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для управления рабочим оборудованием экскаватора-драглайна

Изобретение относится к землеройной технике, используемой для рытья траншей и т.п

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам и позволяет автоматизировать процесс разработки грунта ими

Изобретение относится к управлению рабочими машинами, используемыми для земляных работ, в частности экскаваторами

Изобретение относится к устройствам управления копанием экскаватора и предназначено для автоматического контроля приближения ковша к массивным металлическим изделиям, в частности к поверхности трубопровода

Изобретение относится к экскаваторам, подъемным кранам, перегрузчикам и другим подобным устройствам с электрическим приводом, совершающим в процессе работы поворот вокруг своей вертикальной оси

 

Наверх