Способ управления роторным комплексом и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горной автоматике и предназначено для управления роторными комплексами (РК). Цель - повышение надежности управления РК. Перед началом работы машин РК предварительно задают допустимое предельное пороговое значение интегрального параметра (ИП) ПОТОКА ГОРНОЙ МАССЫ КОМПАРАТОРОМ 12 И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СТУПЕНИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПОРОГОВОГО КОНТРОЛЯ ИП потока горной массы блоком 15 компараторов. В процессе экскавации измеритель 1 интенсивности потока горной массы, установленный в начальной зоне конвейера 4 РК, измеряет текущее значение ИП потока. Частотный сигнал с выхода измерителя 1 и информация о скорости движения ленты конвейера с блока 5 контроля движения лент конвейеров поступает на входы блока 8 упреждения вычисления ИП потока. Сигнал с блока 8, характеризующий линейное распределение массы отрезка потока вдоль длины конвейера, сравнивается в компараторе 12 и блоке 15 компараторов. При превышении текущим значением упрежденно контролируемого ИП пороговых значений блок 15 формирует сигнал на снижение скорости поворота роторной стрелы (РС) экскаватора, осуществляемое блоком 22 задания скорости поворота РС. Блок 22 состоит из задатчика 23 скорости поворота РС, управляемых ключей 24 и делителя 25 напряжения. При превышении допустимой ступени порогового контроля и срабатывании компаратора 12 блок 13 аварийной защиты производит остановку оборудования РК. Изменение фактической скорости поворота роторной стрелы экскаватора из-за обязательных демпф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ)(РЕСПУБЛИН

09) (11) А1 (51) 5 Е 02 F 9/20

IlPH ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н втогскоьм свидаткпьстви

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

1 (21) 4326161/29-03 (22) 10.11.87 (46) 23.01.90. Бюл. N - 3 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) Н.В. Тихонрук и В.Ф, Тихонрук (53) 622.235(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 386098, кл. Е 02 F 9/26, 1973.

Авторское свидетельство СССР

9,977622, кл. Е 02 F 9/20, 1980.

2 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РОТОРНЫМ КОМПЛЕКСОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной автоматике и предназначено для управления роторными комплексами (РК) .

Цель — повышение надежности управления PK. Перед началом работы машины PK предварительно задают допустимое предельное пороговое значение интегрального параметра (ИП) потока

1537776

45 горной массы компаратором 12 и дополнительные ступени предварительного порогового контроля ИП потока горной массы блоком 15 ком. В процессе экскавации измеритель 1 интен-, сивности потока горной массы, уста-. новленный в начальной зоне конвейера 4 РК, измеряет текущее значение .ИП потока. Частотный сигнал с выхода измерителя 1 и информация о скорости движения ленты конвейера с блока 5 контроля движения лент конвейеров посту« пает на входы блока 8 упреждения вычисления ИП потока. Сигнал с блока 8, ха рактеризующий линейное распределение массы отрезка потока вдоль длины (,конвейера, сравнивается в компара.торе 12 и блоке 15 компараторов. ,При превышении текущим значением 20, упрежденно контролируемого ИП пороИзобретение относится к горной автоматике и может быть использовано в предохранительных устройствах для управления роторными комплексами.

Целью изобретения является повышение надежности управления роторным комплексом.

На фиг. 1 изображены временные диаграммы, поясняющие предлагаемый способ управления роторным комплексом; на фиг. 2 — зависимость масштабного коэффициента снижения задаваемого сигнала скорости поворота роторной стрелы; на фиг. 3 — структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство управления роторным комплексом содержит измеритель 1 интенсивности потока горной массы, включающий датчик 2 погонной нагрузки и частотный преобразователь 3, конвейер 4 роторного комплекса, блок

5 контроля движения лент. конвейеров, выход 6 которого соединен с входом 7 блоха 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока, включающего сдвигающий регистр 9 и сумматор

10 по весовой функции, выход 11 которого соединен с компаратором 12 предельного значения интегрального пара55 метра, блок 1 3 аварийной защиты, вход 14 блока 15 компараторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока, включаюговых значений блок 15 формирует сигнал на снижение скорости поворота роторной стрелы (РС) экскаватора, осуществляемое блоком 22 задания скорости поворота РС. Блок 22 состоит из задатчика 23 скорости поворота РС, управляемых ключей 24 и делителя 25 напряжения ° При превышении допустимой ступени порогового контроля и срабатывании компаратора 12 блок 13 аварийной защиты производит остановку оборудования PK. Изменение фактической скорости поворота роторной стрелы экскаватора из-sa обязательных демпфирующих свойств блока

29 управления приводом поворота и инерционности работы самого привода происходит плавно без резких скачков.

1 зиппо ф лы> 3 ила щий компараторы 16, и 17, соединенные с выходом 11 блока 8, выходы 18 и 19 блока компараторов 15 соединены с входами 20 и 21 блока 22 задания скорости поворота роторной стрелы, включающего задатчик 23 скорости поворота роторной стрелы, управляемые ключи 24 и делитель 25 напряжения, соединенные управляемыми ключами, управляющие входы 26 и 27 которых являются входами 20 и 21 блока 22, выход 28 делителя напряжения соединен с б.поком 29 управления приводом.

Перед началом работы машин роторного комплекса предварительно задают допустимое предельное пороговое значение Н интегрального параметра потока, а акже задают дополнительные ступени (например, Н, и Н < на фиг. 1 и 2) предварительного порогового контроля.

При нормальном процессе экскавации с безопасной для оборудования комплекса (отвальной консоли отвалообраэователя) интенсивностью потока

H(t) (Н „ скорость поворота роторной стрелы экскаватора не корректируется.

Приближение предаварийной ситуации при н(с) Н„ вызывает тем большее снижение скорости поворота роторной стрелы экскаватора (и интенсивности потока), чем ближе H(t) к Н (фиг.1 и 2), и в общем виде снижение задаваемогс сигнала скорости поворота

7776 6

153 может осуществляться по кривой АВСД (фиг. 2, К Н,; К Н; =, Н ), а в простейшем случае — ступенчато. В частности, скорректированный сигнал

Ч скорости поворота, поступающий на вход штатного блока управления приводом поворота, формируется путем деления задаваемого сигнала Ч скорости поворота с масштабными коэффициентами, соответствующими превышенной ступени порогового контроля.

V К при H(H(t) < Н

VK при Н <Н() (H

На временных диаграммах фиг. 1а, б, в представлены три возможных случая: первый во времени — для удаления от предаварийной ситуации оказалось достаточным кратковременное срабатывание (Y, на фиг ° 1в) снижения скорости V поворота (и интенсивности потока) при превышении только первой дополнительной ступени порогового контроля, во втором случае для компенсации нестабильности в значительной степени случайно изменяющегося потока потребовалось подключение также второй ступени У для более глубокого снижения; а третий вариант — нежелательная аварийная остановка оборудования — возможен в редчайших случаях для безусловной защить1 оборудования даже при аварийном сбое программного регулятора или грубейшей ошибке оператора-машиниста экскаватора.

Использование все более глубокого защитного снижения при нескольких дополнительных ступенях порогового контроля дает определенную свободу выбора значений масштабного коэффициента

К(Н), а обязательные демпфирующие свойства штатного блока управления приводом поворота роторной стрелы и значительная инерционность работы самого привода поворота стрелы позволяют получать плавное изменение фактической скорости V поворота даже при простейшем (ступенчатом) снижении входного сигнала V блока управ1 ления приводом поворота путем деления (с соответствующим машстабным коэффициентОм К и Кс ) задаваемого сигнала V скорости поворота роторной стрелы экскаватора.

Измеритель 1 интенсивности потока установлен в начальной зоне конвейера 4 роторного экскаватора вблизи роторного колеса. Движение лент конвейерной магHcòpàëè контролируется блоком 5 контроля движения лент конвейеров, выполненным, например, в виде тахогенератора или блок-контакта привода конвейера.

Блок 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока выполнен, например, в виде модели на последовательном сдвигающем регистре 9, которая выходом соединена с входом сумматора 10 по весовой функции.

Задатчик 23, например, представляет собой штатный регулятор скорости поворота роторной стрелы, которым оператор-машинист роторного экскаватора управляет производительностью и интенсивностью потока в ручном режиме управления комплексом, а также может представлять собой разновидность автоматического регулятора скорости поворота. Делитель 25 напряжения может быть выполнен, например (фиг.3), в виде резистивного делителя входного напряжения (на резисторах R<, К

R)), коэффициент Деления которого дискретно изменяется управляемыми ключами К 1, и К по сигналам на управляющих входах 26 и 27.

Устройство работает следующим образом.

При работе роторного комплекса в измерителе 1 интенсивности потока датчиком 2 измеряется погонная нагрузка на конвейер 4, которая, поступая в частотный преобразователь 3, преобразуется в сигнал "0" фактической интенсивности потока в начальной зоне конвейерной линии роторного комплекса. Этот сигнал с выхода 6 измери еля 1 поступает на первый вход 7 регистра 9 блока 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока, на второй вход которого одновременно поступает сигнал О движении грузопотока по конвейерам с блока 5 контроля движения лент конвейера.

Записанные в первую ячейку регистра 9 импульсы переносятся в последующие ячейки регистра 9 со скоростью, пропорциональной скорости движения грузопотока на контролируемом участке зашищаемого Оборудования — отвальной консоли Отвалообразователя. Потому линейное распределение возбужденш.ж ячеек модели в данный момент времени соответствует линейному распределинк веса горной

1537776 массы в моделируемом отрезке потока, который загружает отдельную консоль через интервал времени, за который этот отрезок потока перемещается по конвейерной линии всего роторного комплекса и полностью загружает консоль отвалообразователя.

Содержащаяся в регистре 9 информация о будущем линейном распределении веса отрезка потока вдоль длины защищаемой отвальной консоли отвалообразователя позволяет упрежденно определять интегральные параметры силового режима отвальной консоли, например, путем суммирования в сумматоре 10 по весовой функции состояния регистра 9.

Для конкретности в дальнейшем будем рассматривать вычисление загруженности грузопотоком отвальной консоли по всей длине.

Сумматор 10 суммирует состояние .,ячеек. регистра 9 с постоянными масштабными коэффициентами и на выходе 11 блока 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока, в частности, загруженности консоли, после измерения фактической интенсивности потока в начальной зоне конвейерной линии роторного комплекса с временным упреждением вычисляется текущее значение контролируемого интегрального параметра потока. Сигнал об упрежденно вычисляемой загруженности отвальной консоли с выхода 11 блока 8 поступает на вход компаратора 12 предельного значения интегрального параметра и на вход 14 блока 15 ком,параторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока, например, Н, Н и Н .

Пока оператор ручным задатчиком 23 регулирует скорость поворота роторной стрелы экскаватора, обеспечивая безопасную для оборудования производительность, напряжение сигнала задат45 чика 23, поступая на вход 24 задания делителя 25 напряжения, без изменений доходит до выхода 28 и поступает в блок 29 управления приводом поворота роторной стрелы. 50

Превышение текущим значением упрежденно контролируемого интегрального параметра потока наименьшей дополнительной ступени порогового контроля (ла фиг. 1, Н Н „) означает нежелательное приближейие к предаварийной.ситуации и вызывает срабатывание компаратора 16 в блоке 15. Одновременно на выходе 18 блока 15 формируе ся сигнал (Y, на фиг. 1в), который поступает на управляющий вход

26 управляемого ключа 24, вызывает замыкание ключа Ки„ и соответственно подбору резисторов R < и R сниЕ жает сигнал на выходе 28 блока 22 задания скорости поворота роторной стрелы.

Штатный блок 29 управления приводом поворота роторной стрелы на время существования сигнала У (фиг. t) снижает задаваемую оператором скорость поворота стрелы и интенсивность потока. При незначительной перегрузке конвейеров происходит незначительное снижение контролируемого интегрального параметра потока, удаление от предаварийной ситуации и быстрое восстановление нормального режима управления (первый вариант на фиг. 1е), При более опасной загрузке конвейеров для удаления от предаварийной ситуации потребуется использование нескольких ступеней снижения скорости поворота (второй вариант на фиг. 1): сначала компаратор 16 выдает сигнал У на выходе 18> производя перво» снижение сигнала на выходе

28 относительно задаваемого задатчиком 23 сигнала, затем компаратор 17 выдает сигнал У на выход 19, производя бол»е значительное снижение сигнала на выходе 28, которое затем приводит к удалению от предаварийной ситуации и отключению сначала сигнала У< а затем и сигнала Y„ Изменение фактической скорости поворота роторной стрелы экскаватора из-за обязательных демпфирующих свойств штатного блока 29 управления приводом поворота и инерционности работы самого привода происходит плавно без резких скачков, На третьем варианте фиг . 1 показан редчайший случай аварийной остановки оборудования, осуществляемой блоком 13 аварийной защиты по сигналу У при превышении допустимой ступени порогового контроля Н и срабатывании порогового элемента 12 в редчайших случаях из-за неисправности программного задатчика 23 прн автоматическом управлении экскаватором либо в случае грубейшей ошибки оператора-машиниста при ручном управлении.

9 15377

Формула изобретения

1. Способ управления роторным комплексом, включающий измерение текущего значения интегрального па5 раметра потока горной массы, сравнение его с заданным предельным пороговым значением и аварийную остановку оборудования комплекса.при

1О превьпйении значения интегрального параметра потока предельного порогового значения, отлич ающий— с я тем; что, с целью повышения надежности управления роторным комплек- 1 сом, задают дополнительные ступени предварительного порогового контроля интегрального параметра потока горной массы, затем в процессе экскавации дополнительно сравнивают 20 текущее значение интегрального параметра потока горной массы с дополнительными ступенями предварительного порогового контроля, и на время их превышения производят соответствующее 25 снижение скорости поворота роторной стрелы экскаватора.

2. Устройство управления роторным комплексом, содержащее измеритель интенсивности потока горной массы, выход которого соединен с первым входом блока упрежденного вычисления интегрального параметра потока, выход которого через компаратор предельного

76 )О значения интегрального параметра потока соединен с блоком аварийной защиты, блок контроля движения линий конвейеров, выход которого соединен с вторым входом блока упрежденного вычисления интегрального параметра потока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности управления роторным комплексом, в него введены блок задания скорости поворота роторной стрелы и блок компараторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания скорости поворота роторной стрелы, выход блока упрежденного вычисления интегрального параметра потока соединен с входом блока компараторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока.

3. Устройство по и. 2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок задания скорости поворота роторной стрелы содержит управляемые ключи, делитель напряжения и задатчик скорости поворота роторной стрелы, выход которого соединен с первым входом делителя напряжения, остальные входы которого подключены к выходам управляемых ключей, управляющие входы которых являются входами блока задания скорости поворота роторной стрелы.

1537776

P){e pg

gg(H Hg

Й(0>h

"сг

Состанитель Б. Барбарин

Редактор Н. Лазаренко Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий

Тираж 523

Заказ 150

Подписное

ВНИИПИ Государстненного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101