Способ автоматического учета основных показателей работы драглайна

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УЧЕТА ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДРАГЛАЙНА , основанный на измерении тока якорной цепи двигателя механизма, подъема ковша и определении цикла экскавации путем контроля последовательного выполнения операций черпания , транспортировки груженого и порожнето ковша, отличающийjс я тем, что, с целью упрощения и повьшения точности учета, измеряют нагрузку привода механизма поворота, фиксируют наличие или отсутствие ее, фиксируют .работу привода механизма тяги на внешней характеристике, фиксируют направление вращения вала двигателя тяги и определяют операцию черпания как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с, выполнение услдвий sign НПП 0 sign РТВ 1 sign РТЛН 1, определяют операцию транспортировки груженого ковша как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с, выполнение условий л 1уст/р sign НПП 1 sign РТВ 1 sign РТЛС 1, определяют операцию транспортировки порожнего ковша как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с, выполнение условий In . 1 iC:, пор, I sign sign , (Л где sign НПП О - сигнал, .характеризующий отсутствие нагрузки привода механизма поворота, sign - сигнал, характеризу ющий нагрузку привода механизма поворота . sign ющий работу приводао механизма тяги на внешней характерисСП тике. 00 sign (sign РТЛС 1) . зующий вращение вала двигателя тяги при наматывании (сматывании ) каната с барабана лебедки, фактический ток якоря двигателя механизма подъема.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИИ (19) (11) 058 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ n - Т с1д

sign НПП = 1

sign РТВ = 1

sign РТЛС = 1, sign PTJIH=1 (sign РТЛС=

=1) сигнал, характеризующий вращение вала двигателя тяги прй наматывании (сматывании) каната с барабана лебедки, фактический ток якоря двигателя механизма подъема, „8 НПП =0

sign РТВ = 1

sign РТЛН = I, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

П() ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3664047/29-03 (22) 14. 11. 83 (46) 30.07.85. Бюл. № 28 (72) Н.Б.Бирман, И.Г.Котлубовский, А.С.Перминов и А.И.Филиппенко (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности Гипроуглеавтоматизация (53) 621.879.32(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 759670, кл. Е 02 F 9/20, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 343043, кл. Е 21 С 47/00, 1969 (прототип), (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УЧЕТА

ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДРАГЛАЙНА, основанный на измерении тока якорной цепи двигателя механизма. подъема ковша и определении цикла экскавации путем контроля последовательного выполнения операций черпания, транспортировки груженого и порожнего ковша, о т л и ч а ю щ и й; с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности учета, измеряют нагрузку привода механизма поворота, фиксируют наличие или отсутствие ее, фиксируют, работу привода механизма тяги на внешней характеристике, фиксируют направление вращения вала двигателя тяги и определяют операцию черпания как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с, выполнение условий (51)4 Е 02 F 3/48; С 07 С 5/08. определяют операцию транспортировки груженого ковша как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с, выполнение условий определяют операцию транспортировки порожнего ковша как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с, выполнение условий

Тп - 19ст, поР, sign НПП=1

sign РТВ=О; где sign НПП = Π— сигнал, .характеризующий отсутствие нагрузки привода механизма поворота, sign НПП=1 — сигнал, характеризу- ющий нагрузку привода механизма поворо- та, sign РТВ=! — сигнал, характеризу- . ющий работу привода: механизма тяги на внешней характеристике, 1170058

TQci

40 груженого ковша как одновременное в течение не менее, чем 2 — 5 с, выполнение условий — токи якоря двигателя механизма подъема при установленной минимальной загрузке ковша (при максимально допустимой

Изобретение относится к измерению параметров выполненной работы при проведении горных работ открытым способом с применением экскаваторадраглайна, более точно при выполнении вскрышных бестранспортных работ, и, в частности, предназначается для учета количества выполненной работы (подсчет числа циклов экскавации) и длительности прбстоя.

Известны способы, обеспечивающие автоматический учет основных показателей работы драглайна: измерение величины загрузки ковша по току якорной цепи двигателя механизма подъема, контроль выполнения цикла экскавации, измерение длительности полноценного цикла экскавации, операции заполнения ковша и определение подготовленности горной массы к экскавации по отношению средних длительностей операций черпания и цикла экскавации (1) .

Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического учета .основных показателей работы драглайна, в котором предусматривается изменение тока якорной цепи двигателя ме ханизма подъема ковша, угла поворота платформы, определение элементов цикла экскавации путем контроля последовательности выполнения операций черпания, транспортировки груженого и порожнего ковша, измерение фактических длин свисающих частей тягового и подъемного канатов, определение и фиксация объема выполненной работы в перемещенных ковшах установленной загрузки (2) .

Однако в известном способе недостаточно надежно определяются основные операции цикла экскавации, вследствие чего возможны ошибки при определении величине налипания горной массы к ковшу), а простой экскаватора определяют как одновременное отсутствие выполнения операции черпания и отсутствие нагрузки привода механизма подъема. цикла экскавации: возможна имитация цикла экскавации с порожним ковшом, который будет засчитан как полноценный (за счет искусственного создания

5 переходных режимов работы главных приводов экскаватора), кроме того необходимо измерять относительно большое число переменных (ток якорной цепи привода механизма подъема ковша, угол поворота платформы, длины свешивающихся частей тягового и подъемного канатов), что в итоге усложняет практическое использование способа.

Цель изобретения — упрощение и по15 вышение точности учета основных показателей работы драглайна.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического учета основных показателей работы драглайна, основанному на измерении тока якорной цепи двигателя механизма подъема ковша и определении цикла экскавации путем контроля последовательного выполнения операций черлания, транспортировки груженого и порожнего ковша, измеряют нагрузку привода механизма поворота,:фиксируют наличие или отсутствие ее, фиксируют работу привода механизма тяги на внешней характеристике, фиксируют направление вращения вала двигателя тяги и определяют операцию черпания как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с, выполнение условий:

sign НПП =. 0

sign PTB = 1

sign РТЛИ = 1, 1170058

I и 3 Igct гр.

sign НПП = 1

sign PTB = 1

sign РТЛС = 1 определяют операцию транспортировки порожнего ковша как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с, выполнение. условий

Т 0- 1. ycr.stop.

sign НПП = 1

sign PTB = 0 где sign НПП = 0 — сигнал, характеризующий отсутствие нагрузки привода с механизма поворота 15

sign НПП = 1 — сигнал, характеризующий нагрузку привода механизма

10 поворота, sign РТВ = 1 — сигнал, характери- 20 зующий работу привода механизма тяги на внешней характеристике, 25

s ign РТЛН

=1 (sign

РТЛС = 1) сигнал, характе- ризующий вращение вала двигателя тяги при наматыванииЗО (сматывании) каната,с барабана лебедки, фактический ток якоря двигателя 35 механизма подъема, токи якоря двига?и с . гр, сьqc теля механизма

Действительно, реализация опера. ции черпания sigh 4 = 1 определяется как одновременное в течение 2 — 5 с, выполнение условий

sign НПП = 0

sign PTB = 1

sign РТЛН = 1 подъема при установленной минималь40 ной загрузке ковша (при максимально допустимой величине налипания горной массы к ков- 45 шу), а простой экскаватора определяют как одновременное отсутствие выполнения операции черпания и отсутствие нагрузки привода механизма подъема. SO где з gn НПП вЂ” сигнал, характеризующий нагрузку привода мехакччзма поворота (нагрузка есть — sign НПП вЂ” 1, нагрузка отсутствует

sign НПП = О), sign PTB = 1 — сигнал, характеризующий работу привода механизма тяги на внешней характеристике, sign РТЛН

1 вия

Tn - чст, rp.

sign НПП = 1

sign PTB = 1

sign РТЛС = 1 (2) — фактический ток якоря двигателя механизма

rpe I„ подъема, ток якоря двигателя механизма подъема при установленной минимальной загрузке ковша, sign РТЛС=

1 сигнал, характеризующий вращение вала двигателя тяги при сматывании с барабана лебедки.

При, определении и контроле выполнения операции транспортировки посигнал, характеризующий вращение вала двигателя тяги при наматывании каната.

Такое определение и последующий контроль исполнения надежно фиксирует выполнение операции черпания в процессе экскавации, поскольку элементы операции являются необходимыми и достаточными признаками данной операции, которые учитываются лишь при их фактической длительности не менее установленной величины, что практически не позволяет имитировать огерацию черпания без ее практического выпол не ния .

Аналогичный принцип использован при определении и контроле выполнения операции транспортировки груженого ковша sign ТГК = 1, если одновременно в течение 2-5 с выполняются усло1170058 рожнего. ковша sign ТПК = 1, если одновременно в течение 2-5 с выполняются условия 11 I)cT.no(sign НПП = 1

sign PTB 1 (3) где Х „,т „ — ток якоря двигателя механизма подъема при максимально допустимой величине налипания (намерзания горной массы к ковшу).

При определении простоя также f5 обеспечивается надежность контроля фактического состояния экскаватора, поскольку при этом используются ранее определенные операции процесса экскавации. Сигнал простоя sign П=1, 20 если одновременно выполняются условия

sign 4 0

sign HII = 0 (4) где sign НП вЂ” сигнал„ характеризующий нагрузку привода механизма подъема ковша (нагрузка есть—

sign НП = 1, нагрузка отсутствует— 30

sign НИ = О}.

Таким образом, надежное определение выполнения основных операций цикла экскавации обуславливает надежный контроль исполнения цикла экскавации с заданными параметрами загрузки и разгрузки ковша. Кратковременные возмущения, являющиеся следствием переходных процессов в главных приводах, управляемых машинистом экскаватора, 4п которые удовлетворяют одному или всем условиям 1-3 не оказывают влияния на точность определения числа циклов экскавации, поскольку их длительность значительно меньше 2-5 с, в течение 45 которых определяются операции цикла экскавации.

На фиг ° 1 приведена структурная схема устройства, реализующего способ, на фиг.2- 9 — функциональные схемы блоков устройства, Предлагаемый способ включает следующие основные операции: — в процессе экскавации измеряют ток якорной цепи двигателя механизма подъема ковша, измеряют нагрузку привода мех»ни яма 1н1)торота — фиксируют наличие или отсутствие нагрузки привода механизма поворота, — фиксируют работу привода механизма тяги на внешней характеристике, — фиксируют направление вращения вала двигателя тяги, — определяют операцию черпания как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с выполнение условий

sign НПП = 0

sign PTB = 1

sign РТЛН = 1 определяют операцию транспортировки груженого ковша как одновременное в течение не менее 2-5 с выполнение условий

Iï Тийт.л

sign НПП = 1 р

sign PTB = 1

sign РТЛС = 1 определяют операцию транспортировки порожнего ковша как одновремен. ное в течение не менее, чем 2-5 с выполнение условий

I и 6 I ycz, пор.

sign НПП = 1

sign PTB = 0 определяют выполнение цикла экскавации как последовательное выполнение операций черпания (sign 4=1), транспортировки груженого ковша (sign ТГК = 1), транспортировки порожнего ковша (sign ТПК = 1), определяют простой экскаватора как одновременное выполнение условий

sign 4 = 0

sign НП = 0

В предлагаемом способе обеспечивается при минимальном объеме входной информации надежное определение выполнения основных операций цикла экскавации и тем самым простыми средствами обеспечивается надежное определение выполнения каждого цикла экскавации.

Кроме того, обеспечивается надежно и простыми средствами определение длительности простоя экскаватора по различным причинам, при этом простои фиксируются как внутри циклов экскавации (т. е. между любьwv операциями цикла), так и между циклами экскавации.

1170058

Техническая реализация способа существенно упрощается за счет измерения только одного параметра, характеризующего состояние экскаватора — величины тока якорной цепи привода механизма подъема ковша и контроля параметров, характеризующих положение ко- . мандоаппаратов управления главными приводами экскаватора (sign НПП, 1О

sign РТВ, sign РТЛН, sign РТЛС).

В состав устройства, реализующего способ,. входят следующие функциональные узлы (фиг.1): узел 1 измерения загрузки ковша, узел 2 контроля 15 операции.черпания, узел 3 контроля операции транспортирования груженого ковша, узел 4 контроля операции транспортирования порожнего ковша, узел

5 контроля последовательности выпол- 20 нения операций цикла экскавации, узел 6 сигналов времени, узел 7 памяти, узел 8 управления и выходной индикатор 9. Узел 1 соответствующими выходами связан с узлами 3 — 5. Выходы 25 узлов 2-4 подключены к соответствующим входам узла 5, другие входы ко-- торого связаны с выходами узла 6.

:Выходы узла 5 подключены к входам узла 7, другие входы которого связа- 30 ны с выходами узлов 6,8. Входы выходного индикатора 9 подключены к соответствующим выходам узлов 7,8.

Вход узла 1 по цепи 10 подключен к якорной цепи-двигателя механизма подъема ковша. Входы узлов 2-4 по цепям 11-13 подключены к выходам станции управления главными приводами экскаватора, вырабатывающим сигналы sign НПП, зцп РТВ sign РТЛН 40

sign РТЛС.

Узел 1 содержит (фиг.2) усилитель постоянного тока 14 и подключенные к его выходам пороговые элемецты 15, 16.

Узел 2 содержит (фиг.3) инвертор 45

17 и подключенный к его выходу логический элемент И 18.

Узел 3 содержит (фиг.4) пороговый элемент 19 и подключенный к его выходу логический элемент И 20.

Узел 4 содержит (фиг.5) инверторы

21, 22, пороговый элемент 23 и логический элемент И 24. Выходы элементов 21-23 подключены к соответствующим входам элемента 24.

Узел 5 содержит (фиг.6) триггеры

25-28, логические элементы И 29-33, инверторы 34, 35, логический элемент ИЛИ-НЕ 36, триггер 37 и дешифратор 38. Соответствующие входы элементов 26, 30, 31, 32, 34, 36 подключены параллельно, выход триггера 25 подключен к входу элемента И 29, выход триггера 26 подключен к соответствующему входу элемента И 30, другой вход триггера 26 подключен параллельно входам элементов 25, 27, 28, 33 и к выходу дешифратора 38. Выход эле-. мента И 30 подключен к входу триггера 27, выход которого через элемент И 31 .связан с входом триггера

28 ° Выход инвертора 34 через элемент И 32.подключен к входу триггера

25. Другой вход элемента И 32 подключен к выходу инвертора 35.

Входы счетчика 37 подключены к выходам элементов 33, 36, а выходы его связаны с входами дешифратора 38.

Узел 6 содержит (фиг.7) генератор импульсов 39, счетчики 40, 41. Один вход счетчика 40 подключен к выходу генератора 39, а выход его подключен к входу счетчика 41. Другие входы счетчиков 40, 41 подключены параллельно.

Узел 7 содержит (фиг.8) логические схемы И 42-47 и триггерные счетчики

48-57. Выходы схем И 42-43 через соответствующие схемы И 44-47 подключены к входам счетчиков 49-53, выходы которых подключены. к входам счетчиков 54-57. Соответствующие входы счетчика 48.и схем И 42, 43 подключены параллельно.

Узел 8 управления содержит (фиг.9) переключатель 58 режима работы "экскавация", "переэкскавация", ключ 59 включения выходного индикатора 9, переключатель 60 бригад и кнопку 61 установки счетчиков узла 6 в нулевое положение.

Устройство работает следующим образом.

В процессе экскавации (переэкскавации) на выходах узла 1 (фиг.1) формируются сигналы, характеризующие загрузку ковша (груженый — выход d порожний — с, холостой ход приводного двигателя механизма подъема в, которые поступают соответственно на входы узлов 3, 4 и 5. При выполнении условий (1) в течение t на выходе узла 2 формируется sign 4=1, который постугй ет на соответствующий вход узла 5. После заполнения ковша до

1170058

35 установленного уровня в процессе его транспортировки в место разгрузки на выходе узла 3 при выполнении условий (2) в течение tд формируется сигнал sign ТГК = 1, который поступает на вход узла 5 и характеризует.выполнение операции транспортировки груженого ковша. После разгрузки при соблюдении условий (3) в те- 10 чение t> на выходе узла 4 формируется сигнал sign ТПК = 1, который поступает на соответствующий вход узла

5 и характеризует выполнение операции транспортировки порожнего ковша 15 и косвенно — выполнение операции разгрузки груженого ковша. Узел 5 (фиг.б) контролирует поступление сигналов sign 4 = 1 (вход в), sign ТГК = 1 (вход с), sign ТПК = 1 . 20 (вход Й) в указанной последовательности и при ее соблюдении формирует на выходе сигнал цикла экскавации

sign Ц = 1 (выход f), который поступает в узел 7 и фиксируется в соот- 25 ветствующих счетчиках: в общем суммарном 48, в одном из счетчиков 5057 (в зависимости от вида работы

"экскавация" или "переэкскавация" и номера работающей бригады). В ЗО счетчиках 50-53 фиксируется выполнение сменных объемов работ, в счетчиках 54-57 — выполнение объема работ каждой бригады нарастающим итогом до месяца включительно..

Если же в процессе экскавации .: (переэкскавации) наблюдается -простой экскаватора по различным причинам, то на соответствующем выходе узла 5 (выход к фиг.б) формируются импульсы 4О определенной длительности, которые поступают в узел 7 и фиксируются в счетчике 49, т.е. состояние этого счетчика характеризует длительность простоя экскаватора. 45

Узлы 1-4 (фиг. 2-5) выполняют простейшие логические функции и не требуют подробных пояснений их функционирования.

Узел 5 работает следующим образом 5О (фиг.б). При поступлении sign 4=1 на вход в переключается триггер 26, фиксируя выполнение данной операции, с выхода триггера 26 поступает сигнал на вход элемента И 30 и подготавлива-55 ет его работу. После поступления

sign ТГК = I на вход с переключается триггер ?7, фиксируя тем самым выполнение операции транспортировки груженого ковша, переключение триггера 27 подготавливает к работе элемент И 31. После выполнения очередной операции — транспортировки порожнего ковша — на вход с поступает

sign ТПК = 1, и на выходе триггера

28 формируется сигнал выполнения цикла экскавации sign Ц = 1 (выход f) °

Сигналы sign 4=1, sign ТГК = 1, sign ТПК 1 и инвертированный сигнал холостого хода двигателя (по цепи: вход а, инвертор 35) поступают на входы логического элемента ИПИ-НЕ 36 и счетчик 37, выполняющий функцию реле времени, начинает подсчитывать импульсы, поступающие íà его вход с выхода элемента И 33. Частота выход-: ных импульсов элемента Vi 33 определяется частотой входных импульсов, поступающих по входу е. Если длительность любой контролируемой операции превышает установленную,то на выходе дешифратора 38 формируется сигнал, поступающий на входы триггеров 25-28 и элемента 33..Если в этот момент на входе D-триггера 28 имеет место единичный сигнал, т.е. выполнена операция транспортировки порожнего ковша, го на выходе f формируется sign Ц =

1, s противном случае sign Ц = О, так как все операции цикла не выполнены и цикл не засчитывается. Если при этом соблюдается условия sign 4 =

=0 и загрузка двигателя подъема отсутствует (в якорной цепи ток холос-. того хода), то на выходе элемента И 29 (выход к) формируются импульсы, число которых характеризует длительность простоя (частота импульсов определяется частотой входных импульсов, поступающих по входу f).

В узле 6 (фиг.7) формируются временные сигналы: на выходе а импульсы с периодом следования 1 с, а на выходе в импульсы с периодом 1 мин.

В узле 7 (фиг.8) обеспечивается фиксация общего объема выполненной работы в циклах — счетчик 48, общая длительность простоя — счетчик 49, объемы выполненной работы по видам работы (экскавация, переэкскавация), за смену и нарастающим итогом до месяца по каждой бригаде — счетчики

50-57.

Предлагаемый способ обеспечивает надежное определение количества выполненной работы.

11.70058

Фиа /

Фаей

1170058

1170058

Составитель И.Назаркина

Редактор A.Долинич Техред Л.Микеш Корректор В.Синицкая

Заказ 4678/26 Тираж 649 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", r.Óærîðoä, ул.Проектная, 4