Способ автоматизированного управления рабочим процессом роторного экскаватора и система управления для его осуществления
Изобретение относится к автоматизации производственных процессов на открытых горных разработках. Цель - повышение произв-сти в работе и срока службы роторного экскаватора. Способ основан на непрерывном измерении параметров, характеризующих движение приводов экскаватора и интенсивность их нагрузки (ИН). Значения масштабируют по принципу равенства значений параметров в их номинальных режимах. В процессе отработки каждого реза формируют сигналы, пропорциональные -прогнозируемым значениям произв-сти (П) по массе и объемной П. Для чего запоминают угол поворота роторной стрелы (PC) и текущее значение ИН привода ротора на время транспортного запаздывания , равного суммарному транспортированию породы ротором и конвейером PC до места установки измерителей П по массе и объемной П. Определяют и запоминают отношения текущих значений П по массе и объемной П к соответствующим текущим значениям ИН привода ротора за время одного реза. На следующем резе умножают текущие значения ИН привода ротора на значения отношений, запомненных на предыдущем резе при углах поворота PC , соответствующих углам поворота PC наследующем резе. Затем определяют значение сигнала управления приводом PC путем выбора максимального значения из прогнозируемых сигналов и сигналов, характеризующих ИН привода PC и ИН металлоконструкций экскаватора при заданной скорости поворота PC Определяют требуемую скорость поворота PC с учетом масштабируемого сигнала управления приводом PC. Одновременно формируют сигнал управления приводом ротора-, пропорциональный масштабируемому сигналу ИН привода ротора. При его максимальном значении и при значении ИН привода ротора больше номинального значения получают разностный сигнал между текущим значением ИН привода ротора и заданным его номинл„ным значением. Суммируют разностный сигнал с сигналом управления приводом PC. Способ осуществляется автоматизированной системой управления , реализованной на элементах вычислительной техники и автоматики. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 8 ил. сл с ON 00 О О VI 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 F 3/26
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3957049/03 (22) 13.08.85 (46) 23.10,91. Бюл. М 39 (71) Производственное объединение "Новокраматорский машиностроительный завод" (72) Л.А.Верещагин, B.Â.Çoýóëÿ, Ю.Т.Калашников и В.П.Шолтыш (53) 621.279.38 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1469030, кл. Е 02 F 3/26, 1986.
Авторское свидетельство СССР
М 910942, кл. Е 02 F 3/26, 1982. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ПРОЦЕССОМ
РОТОРНОГО ЭКСКАВАТОРА И СИСТЕМА
УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматизации производственных процессов на открытых горных разработках. Цель — повышение произв-сти в работе и срока службы роторного экскаватора. Способ основан на непрерывном измерении параметров, характеризующих движение приводов экскаватора и интенсивность их нагрузки (ИН).
Значения масштабируют по принципу равенства значений параметров в их номинальных режимах. В процессе отработки каждого реза формируют сигналы, пропорциональные прогнозируемым значениям произв-сти (П) по массе и объемной П. Для чего запоминают угол поворота роторной стрелы(РС) и текущее значение ИН привода ротора на время транспортного запаздывания, равного суммарному транспортировэ„„SU „„1686078 А1 нию породы ротором и конвейером РС до места установки измерителей П по массе и объемной П. Определяют и запоминают отношения текущих значений П по массе и объемной П к соответствующим текущим значениям ИН привода ротора за время одного реза. На следующем резе умножают текущие значения ИН привода ротора на
Значения отношений, запомненных на предыдущем резе при углах поворота РС; соответствующих углам поворота РС на следующем резе. Затем определяют значение сигнала управления приводом РС путем выбора максимального значения из прогнозируемых сигналов и сигналов, характеризующих ИН привода РС и ИН металлоконструкций экскаватора при заданной скорости поворота PC. Определяют требуемую скорость поворота PC с учетом масштабируемого сигнала управления приводом PC. Одновременно формируют сигнал управления приводом ротора, пропорциональный масштабируемому сигналу ИН привода ротора. При его макси- мальном значении и при значении ИН привода ротора больше номинального значения получают раэностный сигнал ме)кду текущим значением VIH привода ротора и заданным его номинальным значением.
Суммируют раэностный сигнал с сигналом управления приводом PC. Способ осуществляется автоматизированной системой управления, реализованной на элементах вычислительной техники и автоматики. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 8 ил.
1686078
tv.
А {зп ) f U<(t)gg к — 1 (2) 50
Изобретение относится к автоматизации производственных процессов на открытых горных разработках, а именно к автоматизации рабочего процесса роторного экскаватора, работающего в условиях сложноструктурн ых забоев.
Цель изобретения — повышение производительности работы и срока службы роторного экскаватора.
На фиг, 1 показана схема отработки сложноструктурного забоя роторным экскаватором; на фиг, 2 — эпюры, иллюстрирующие принцип формирования пространственных распределений коэффициентов прогноза; на фиг. 3 — структурная схема автоматизированной системы управления рабочим процессом роторного экскаватора, на фиг. 4 — структурная схема формирователя сигнала прогноза; на фиг, 5 — структурная схема корректирующего блока формирователя сигнала прогноза; на фиг. 6 — функциональная схема интегратора формирователя сигнала прогноза; на фиг. 7 — структурная схема блока задержки формирователя сигнала прогноза; на фиг. 8 — эпюры, поясняющие работу блока задержки формирователя сигнала прогноза.
Для отражения сущности способа в качестве параметров, характеризующих интенсивность нагружения экскаватора, выбирают, например, текущие значения нагрузок приводов ротора и поворота, текущие значения производительности по массе, объемной производительности и уровня вибраций металлоконструкций экскаватора. Значения выбранных параметров представляют в масштабах, выбранных по критерию равноинтенсивного воздействия на оборудование, агрегаты и металлоконструкции экскаватора, в соответствии с выражением
K1U (")(т) = К а,(") = Кза,<" =
K4U«< = К50вд (1) где К>, К2, Кз, К4 и K5 — масштабные коэффициенты;
UI, "), 01„(Н1 U,), Оц®, 0цд — сигналы на выходах измерителей текущих значений нагрузки привода ротора, нагрузки привода . поворота, производительности по массе, объемной производительности и уровня вибраций металлоконструкций, соответствующие номинальныи значениям измеряемых параметров.
Обозначим через K>U „(t) =: Uq(t), lQUi (t) =
Uz(t), KgUqgt) = Ug(t), К4Оц (х) = 04(т), Kills(t) =
Щ1) (масштабы выбрайы тек, что при работе всегда U )(t)> Оф) и U2(t)> 01(1) возмож5
45 но только при непредусмотренном режиме поворота) сигналы, соответствующие текущим значениям нагрузки привода ротора, нагрузки привода поворота, производительности по массе, объемной производительности и уровне вибраций металлоконструкций экскаватора.
На резв, предшествующем отрабатываемому, формируют пространственные распределения по углу поворота верхнего строения экскаватора сигналов, пропорциональных отношениям текущих значений производительности по массе и обьемной производительности к значению нагрузки привода ротора, сдвинутому по модели дуги окружности ротора за время, равное времени транспортирования ископаемого от забоя к месту выгрузки из ковшей роторного колеса на конвейер роторной стрелы, определяемому скоростью вращения ротора, и по модели участка конвейера роторной стрелы за время, равное времени транспортирования ископаемого по конвейеру роторной стрелы к участку измерения производительности по массе и объемной производительности, определяемому скоростью движения конвейера роторной стрелы (фиг, 1), Принцип формирования распределений наглядно иллюстрируется графиками на фиг. 2, На графиках а, б и и показаны сформированные импульсные последовательности, периоды следования импульсов которых отражают соответственно скорости ротора, конвейера роторной стрелы и поворота верхнего строения экскаватора, Длине пути транспортирования ископаемого по дуге окружности ротора соответствует, появление определенного количества импульсов формируемой импульсной последовательности по скорости ротора. В каждом межимпульсном интервале формируется интегральный показатель (фиг. 2 г), определяемый выражением
Получаемые таким образом интегральные показатели сдвигаются по модели дуги окружности ротора к точке, соответствующей месту выгрузки ископаемого на конвейер роторной стрелы. Этому моменту соответствует время t (фиг. 2 д). Допустим, что точка тк-1 соответствует началу транспортирования ископаемого в ковшах ротора, Тогда время rp транспортирования ископаемого в ковшах ротора к месту вы1686078
10 (9) и
15 (10) 20
25 стка конвейера к точке, в которой измеряют производительность по массе и объемную производительность, Этому моменту соответствует время t (фиг. 2 ж). Допустим, что точка тлсоотеетсте1 ет началу транслортнро- 30 вания ископаемого по конвейеру роторной стрелы. Тогда время х транспортирования ископаемого по конвейеру роторной стрелы к месту измерения производительности по массе и объемной производительности оп- 35 ределяется из выражения (12) х =с — т/, грузки на конвейер роторной стрелы определится иэ выражения
Хр=tp ty,— 1 (3) ь причем в момент времени ти будет разгружаться ископаемое, выемка которого из забоя происходила в момент времени тк-1.
Длине пути транспортирования ископаемого по конвейеру роторной стрелы к участку измерения производительности по массе и объемной производительности соответствует появление определенного количества формируемой импульсной последовательности по скорости конвейера роторной стрелы. В каждом межимпульсном интервале формируется интегральный показатель (фиг. 2 е), определяемый выражением
Получаемые таким образом интегральные показатели сдвигаются по модели учапричем в момент времени t при определении производительности по массе и объемной производительности учитываются соответствующие параметры ископаемого. которые разгрузили на конвейер роторной стрелы в момент времени
Затем в каждом межимпульсном интервале формируемой импульсной последовательности по скорости поворота верхнего строения экскаватора формируются интегральные показатели, определяемые выражениями
tr+1 (сч ) А1р(Р+1) = f А р (t) 0t, (6) tp
tr+1
Aq (Р+1) = f Ug(t)dt
1у
tó+1 и Аяч(у>+1) = f U4(t) dt (0) сг (фиг. 2 ж, к), после чего определяются значения коэффициентов прогноза К1,. и К,>, соответственно по объемной производительности и производительности по массе, исходя из выражений
К, („+„)= „— —-ь которые записывают в память. На графиках показано формирование коэффициента прогноза Кqm(ó+1) . Коэффициент кч (уц формируется аналогично.
На отрабатываемом участке текущего реза из памяти извлекаются значения коэффициентов прогноза, соответствующих текущему значению угла поворота, которые используют для получения сигналов, препорциональных прогнозируемым значениям производительности по массе Uq,"„(t) и объемной производительности Uq<(t), определяемых из выражений
Uq,"Ä(t) = KqU1(t) и . < («) где Kq„, и К 1„— коэффициенты прогноза, со(4) и.) ответствующие текущему значению угла поворота роторной стрелы экскаватора;
U1(t) — текущее значение нагрузки привода ротора; — текущий момент времени, Затем из сигналов /Uz(t)/, Uq (t), Uq"„(1) и Us(t) выбирают максимальный, описываемый выражением
0макс(т)=
=МАХ(/02(к)/, Uq »(t), 0я (t), Ua(t)j, (13) после чего формируется сигнал, пропорциональный отношению текущего значе- ния сигнала задания скорости привода повоРота к сигналУ UMaxc(t) и масштаб представления сформированного таким образом сигнала выбира.ется, исходя из выражения
1686078 (14) 0эп(т) . К ц ( н еп t t1
Омекс Я (15) треб (21) (17) 0зр(1) 0н Кр = 0зр® (18) где U3p(t) — текущее значение сигнала задания скорости привода роторной стрелы;
UH — номинальное значение параметров режимов нагружения;
Кп — масштабный коэффициент.
Требуемый сигнал задания скорости привода роторной стрелы на отрабатываемом участке реза определяется из выражения
Затем формируется скорректированный по косинусу угла поворота требуемый сигнал
0зп р (t) задания скорости привода роторной стрелы для компенсации серповидности реза в соответствии с выражением
Одновременно с формированием сигнала U (t) формируется требуемый сигнал задания скорости привода ротора, определяемый как произведение текущих значений сигнала нагрузки привода ротора и текущего сигнала задания скорости привода ротора, а.масштаб представления сформированного таким образом сигнала выбирается, исходя из выражения где Ugp(t) — текущее значение сигнала задания скорости привода ротора;
Кр — масштабный коэффициент.
Требуемый сигнал Up (t) задания треб скорости привода ротора на отрабатываемом участке реза определяется из выражения
U» "(t)=U. () U1() К.
Учитывая, что сигналы задания скоростей приводов ротора и роторной стрелы должны измениться со скоростями не выше допу. стимых для каждого из названных приводов ввиду их инерционности, сигналы
0зп P (t) и Озр P (t) пРеобРазУютсЯ в соответствии с выражениями
*т еб 1 тРеб
ИЗП (1)= — 1-+-1-— -U3p (t) (19) Ip треб и,"р р"(т) = „„" — цер (т ), (20)
1+ Т2, 5
Гдв Ц,п" реб(С) И Ц,р реб(т) — ИТОГОВЫЕ СИГНаЛЫ задания скоростей ротора и роторной стрелы;
Tt u Tg — постоянные времени соответственно приводов роторной,стрелы и ротора (например, для роторных экскаваторов типа ЭРШРД-5000 производительностью
5000 мз чТ =5с и Тг=Тс): р — оператор Лапласа.
В случае, когда при наибольшей скорости ротора иртекс сигнал нагрузки его привода U<(t) превышает номинальное значение U< параметров режима нагружения экскаватора, т,е, 0ф)> UH, разностный
20 сигнал между текущим значением сигнала нагрузки привода ротора U>(t) и номинальным значением параметров режима нагружения экскаватора UH суммируют с максимальным сигналом
UM>«(t), обеспечивая тем самым снижение скорости поворота до тех пор, пока сигнал не станет равным UH.
Автоматизированная система управления рабочим процессом роторного экскаватора (фиг. 3) содержит измеритель 1 уровня вибраций, измеритель 2 нагрузки привода
35 роторной стрелы, датчик 3 скорости поворота роторной стрелы, датчик 4 скорости роторного колеса, датчик 5 скорости конвейера роторной стрелы, измеритель 6 текущего значения производительности по массе, измеритель 7 текущего значения объемной производительности, измеритель 8 текущего значения нагрузки привода ротора, блоки 9 — 13 установки масштаба, формирователь 14 абсолютного значения аналогового сигнала, формирователь 15 сигнала прогноза, блок 16 селектирования аналоговых сигналов, фильтры 17 и 18, задатчик
19 номинального значения параметров режима нагружения, сумматоры 20 и 21, выпрямитель 22, коммутатор 23, пороговый элемент 24, блок 25 деления, блок 26 установки масштаба, коммутатор 27, корректирующий блок 28, индикатор 29, коммутатор
30, задатчик 31 режима работы привода рп55 торной стрелы, ручной задатчик 32, индикатор 33, датчик 34 угла поворота, формирователь 35 косинуса угла поворота, блок 36 деления, блок 37 включения привода, коммутатор 38, сумматор 39, интегратор
1686078
20
40, блок 41 умножения. блок 42 установки масштаба, корректирующий блок 43, блок
44 включения привода, коммутатор 45, сумматор 46, интегратор 47 и элемент И 48.
Выход интегратора 47 является выходом задания с. Орости привода ротора.
Фо,-;мирователь 15 сигнала прогноза (фиг, 4) содержит преобразователи 49-51 напряжения в частоту, блоки 52 — 56 задержки, интегратор 57, блоки 58 и 59 деления, формирователи 60 и 61 длительности тактовых импульсов, блоки 62 и 63 памяти, адресный счетчик 64 коммутатор 65, формирователь 66 длительности тактовых импульсов, регистры 67 и 68, цифроаналоговые преобразователи 69 и 70, регулируемый блок 71 опорного напряжения, блоки 72 и 73 умножения, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами формировагеля сигнала прогноза.
Каждый из корректирующих блоков содержит пороговый элемент 74, регулируемый источник 75 опорного сигнала, коммутатор 76, блок 77 масштаба и селектор
78 максимального сигнала, выход которого является первым выходом корректирующего блока. Вторым выходом корректирующеro блока является выход блока масштаба.
Интегратор формирователя сигнала прогноза содержит счетчики 79-81 и регистры 82 — 84.
Каждый из блоков 52 — 55 задержки включает в себя 0-триггер 85, элемент 86 задержки фронта импульса, элемент И 87, формирователи 88 и 89 коротких импульсов, инвертор 90, узел 91 оперативной памяти, адресный счетчик 92 и узел 93 предустановки. Выход узла 91 оперативной памяти является выходом блока, адресный вход соединен с выходом адресного счетчика 92, выход предустановки которого соединен с выходом узла 93 предустановки и счетный вход соединен с тактовым входом блока и с входом элемента 86 задержки фронта импульсов, выход которого соединен первым входом элемента И 87, второй вход которого соединен с неинвертирующим выходом 0триггера 85 и с информационным входом узла 91 оперативной памяти, вход считывания (записи) которого соединен с выходом первого формирователя 88 коротких импульсов, вход которого соединен с выходом элемента И 87 и с входом инвертора 90, выход которого соединен с входом второго формирователя 89 коротких импульсов, выход которого соединен с входом установки в " 0" D-григгера 85, тактовый вход которого является информационным входом блока и
f3-Вход соединен с выходом источника сиг
Hä"",,ãä " 1, Автоматизированная система управления рабочим процессом роторного экскаватора работает следующим образом.
Сигналы с выходов датчика 1. 2, 6, 7 и 8 масштабируются в соответствии с выражением (1) блоками 9-13 установки масштабов. Формирователем 14 формируется абсолютное значение сигнала U2(t), пропорционального текущему значению нагрузки привода р0Т00Н0А стрелы с BblxGда 6floKB 10 установки масштаба, так как в зависимосп1 от направления поворо — à си нал Uz(t) имеет положительное или отрицательное значение, Сигналы с выходов датчиков 3-5 соответствующих скоростей и с выходов блоков
11 — 13 установки масштабов поступают нэ входы формирователя 15 сигнала прогноза. в котором формируются сигна lbl прогнозируемых значений производительности по массе и обьемной производительности, Сигналы Uqm (t) и Uqv (t), сформированные в соответствии с выражениями (11) и (12} с первого и второго выходов формирователя
15 сигнала прогноза, с выходов блока 9 установки масштаба и формирователя 14 абсолютного значения сигнала, поступают на вход блока 16 селектирования аналоговых сигналов, с выхода которого сигнал UMsxc(t), определяемый в соответствии с выражением (13), через фильтр 17 и сумматор 20 поступает на вход порогового элемента 24 и на вход делителя блока 25 деления, на вход дел„ :мого которого поступает сигнал U;>(t) текущего задания скорости привода ротор.Ой стрелы с выхода корректирующего блока 28 через коммутатор 30 и в режиме ручного управления с выхода ручного задатчика 32 через коммутатор 30, Сигналы "0" и
"1" с выхода задатчика 31 режима работы привода роторной стрелы на вход управления коммутатора 30 обеспечивают подключение на его выход сигналов с выходоз корректирующего блока 28 или ручного задатчика 32 скорости привода роторной стрелы.
Сигнал с выхода блока 25 деления масштабируется в соответствии с выражением (14) для того, чтобы при равенстве сигнала
U Очакс(т) > Он снижение сигнала задания скорости и при Омакс(т) < Он его увеличение. Сигнал с выхода блока 26 установки масштаба через коммутатор 27 поступает на вход корректирующего блока 28, с помощью которого устанавливаются пределы изменения сигнала U> Р (t). Пороговый элемент 24 служит для того, чтобы до начала взаимо1686078 12 действия ротора с забоем сигнал с выхода блока 26 установки масштаба не поступал на вход корректирующего блока 28, так как сигнал V,ò (t) задания скорости до этого еб момента будет максимальным иэ-за очень малой величины VMaxc(t) ввиду работы экскаватора беэ нагрузки. Как только величина UMagc(t) становится равной или больше заданному пороговому значению, разрешающий сигнал с выхода порогового элемента замыкае цепь коммутатора 27, обеспечивая прохождение сигнала с выхода блока 26 установки масштаба на вход корректирующего блока 28. Выход блока 28, связанный с выходом блока 77 масштаба, не используется. В режиме ручного управления значения си -налов 0 (t) и 0ее Р (t) индицируются соответственно на индикаторах 33 и 29, Задачей машиниста является установление показаний индикатора 33 равными показаниям индикатора 29, т.е. установление рекомендуе ой скорости поворота. Сигнал Оеп (t) поступает на треб вход делимого блока 36 деления, на вход делителя которого поступает сигнал с выхода формирователя 35 косинуса угла поворота, входным сигналом которого является сигнал с выхода датчика 34 угла поворота. На выходе блока 36 деления получают сигнал, определяемый вы,ражением (16), который через коммутатор 38 поступает на вход замкнутой цепочки автоматического регулирования, состоящей из сумматора 39 и интегратора 40, на выходе которого формируется сигнал, определяемый выражением (19) и являющийся итоговым сигналом задания скорост л привода роторной стрелы, Сигнал задания на привод ротора формируется следующим образом. Сигнал с выхода блока 13 установки масштаба через фильтр 18 поступает на второй вход блока 41 умножения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода корректирующего блока 43, который масштабируется блоком 42 установки масштаба в соответствии с выражением (17) для того, чтобы при равенстве сигнала 0ер(т) значению 0 сигнал 0ерт" е (т), определяемый выражением (18), был равен сигналу 0эр(), Это обеспечивает при 01(т)> UH увеличение сигнала задания скорости ротора и при Uq(t) < UH — его снижение. Сигнал 0зр Р (с) чеРез коммУтатоР 45 постУпает на вход замкнутой цепочки автоматического регулирования, состоящей из сумматора 46 и интегратора 47, на выходе которого формируется сигнал, определяемый выражением (20) и являющийся итоговым сигналом задания скорости привода ротора. Если при максимальном значении 15 вается с сигналом 0»«(t), чем достигается снижение скорости поворота до значения, 20 55 скорости 0Qavс ротора сигнал 0,(т) станет больше сигнала UH, поступающего с выхода задатчика 19 номинального значения параметров нагружения на инвертирующий вход сумматора 21, на неинвертирующий вход которого поступает сигнал с выхода сумматора 21, определяемый выражением (21), череэ выпрямитель 22 и коммутатор 23 поступает на второй неинвертирующий вход сумматора 20, так как в этом время с второго выхода корректирующего блока 43 поступает сигнал "1" на вход управления коммутатора 23. В сумматоре 20 сигнал U (t), определяемый выражением (21), складыпока сигнал 0<(t) не станет равным сигналу 0,,, Блоки 37 и 44 используются для включения соответственно приводов роторной стрелы и ротора путем выдачи сигналов "1" на входы управления коммутаторов 38 и 45, Исключение включения привода роторной стрелы при выключенном приводе ротора достигается введением элемента И 48, так как, пока не будет включен прлвод ротора, сигнал "1" с выхода блока 37 включения привода поворота не поступит через элемент И 48 на вход коммутатора 38. Формирователь 15 сигнала прогноза работает следующим образом (фиг. 4), Сигналы, поступающие на его входы, преобразуются в преобразователях 49 — 51 в частотно-импульсные сигналы. Сигнал с выхода преобразователя 51, пропорциональный нагрузке привода ротора, и частотно-импульсный сигнал, пропорциональный текущему значению скорости привода поворота, сдвигаются соответственно в блоках 54 и 52 задержки импульсами, поступающими на один вход формирователя 15 сигнала прогноза, частота которых соответствует текущему значению скорости ротора, и затем соответственно в блоках 55 и 53 задержки импульсами, поступающими на другой вход формирователя 15 сигнала прогноза, частота следования которых соответствует текущему значению скорости конвейера роторной стрелы, т,е. блоки 5255 задержки имитируют транспортный тракт перемещения ископаемого от забоя к месту установки измерителей производительности по массе и обьемной производительности, Сигналы с выходов преобразователей 49 и 50 и с выхода блока 55 задержки поступают соответственно на входы интегратора 57, в котором по фронту импульсов с выхода блока 53, поступающлх на первый тактовый вход интегратора 57, 13 1686078 формируются интегральные показатели, определяемые выражениями (6) — (8). Импульсом с выхода блока 56 задержка фронта импульса, на вход которого поступает сиг- . нал с выхода блока 53 задержки, поступаю- 5 щим на второй тактовый вход интегратора 57 и входы синхронизации блоков 58 и 59 деления, измерительная часть интегратора 57 устанавливается в "0" и в блоках 58 и 59 деления, на входы делимых которых посту- 10 пают сигналы соответственно с первого и второго выходов интегратора 57 и на объединенные входы делителей поступает сигнал с третьего выхода интегратора 57, начинается определение коэффициентов 15 прогноза в соответствии с выражениями (9) и (10). Одновременно осуществляется считывание информации из заданных адоесным счетчиком 64 ячеек памяти блоков 62 и 63 20 памяти, которая по сигналу с выхода формирователя 66 длительности тактовых импульсов записывается в регистры 67 и 68, с выходов которых коды, соответствующие коэффициентам прогноза на данном участ- 25 ке реза, полученным на предыдущем резе, поступают на входы цифроаналоговых преобразователей 69 и 70, с выходов которых сигналы поступают на вторые входы блоков . 72 и 73 умножения. Сигналы на выходах 30 блоков 72 и 73 умножения будут соответствовать прогнозируемым значениям производительности по массе и объемной производительности, определяемым согласно выражениям (11) и (12). После окон- 35 чания определения коэффициентов прогноза в блоках 58 и 59 деления сигналы с их логических выходов готовности результата поступают на входы формирователей 60 и 61 длительности тактовых импульсов, 40 которые формируют импульсы записи, поступающие на входы записи (считывания) блоков 62 и 63 памяти. Записанные на данном участке отрабатываемого реза коэффициенты прогноза бу- 45 дут использоваться на том же участке последующего реза. Регулируемый блок 71 опорного напряжения используется для установки масштаоа преобразования цифроаналоговых 50 преобразователей 69 и 70. Коммутатор 65 направления поворота переключается резервными контактами командоаппэрата управления реверсом, входящим в состав оборудования роторного экскаватора, и on- 55 ределяет режим работы адресного счетчика 64 (сложение или вычитание посгупающих нэ его счетный. вход импульсов), определяя наличие сигнала "0" или "1" на входе разрешения сложения (вычитания) счетчика 64. Каждый из корректирующих блоков 28 и 43 работает следующим образом (фиг. 5). Сигнал, поступающий на первый вход селектора 78 максимального сигнала с выхода регулируемого источника 75 опорного сигнала, соответствует нижнему пределу cHI нала задания скорости. Пака сигнал на входе блока не превышает заданного порогового уровня, соответствующего моменту достижения максимальной скорости, сигнал "0" с выхода порогового элемента 74 обеспечивает замкнутое состояние коммутатора 76, и сигнал с входа блока проходит на второй вход селектора 78 максимальнога c«гнала, При достижении входным сигналом порогового уровня срабатывает пороговый элемент 71 обеспечивая размыкание цепи коммутатора 76 и выдачу сигнала через блок 77 масштаба на третий вход селектора 78, на вход котсраго поступает наибольший из сигналов, поступающих на ега входы, Сигнал с выхода порогового элемента при наличии "1" на выходе блока 77 масштаба равен сигналу заданного порогового значения. Таким образом, данный нелинейный блок обеспечивает прохождение его входного сигнала, когда последний. находится в эа. данных пределах его изменения. Интегратор 57 работает следующим образом (фиг. 6). Импульсы, поступающие на входы блока, накапливаются в счетчиках 7981. При поступлении тактового сигнала на первый тактовый вход блока информация с выходов счетчиков записывается в регист;;.,л 82 — 84, с выходов которых ана поступает на выходы блока. При поступлении тактового сигнала на второй тактовый вход блока счетчики 79 — 81 срабатываются в ноль, Работу блоков задержки (фиг. 7) удобна рассматривать, используя импульсные временные диаграммы его работы (фиг. 8), Сигнал, поступающий на информационный вход блока, переводит D-триггер 85 в единичное состояние и единица с его неинверснога выхода (з) поступает на информационный вход узла 91 оперативной памяти и на второй вход элемента И 87, При поступлении сигнала на тактовый вход блока ((;) на выходе адресного счетчика 92 устанавливается адрес необходимой ячейки памяти, из которой считывается ранее записанная информация, которая поступает на выход блока. По истечении времени задержки элемента 86 задержки фронта импуль- са, которое равно по величине(т,„), сигнал с ега выхода (Q) поступает нэ первый вход элемента И 87, с выхода которого сигнал поступает на вход формирователя 88 коротких импульсов, сигнал с выхода которого(4) 1686078 поступает на вход записи (считывания) узла 91 Оперативной памяти, обеспечивая запись информации, пос1-упаюгцей на его информационный вход и . а вход инвертара 90, С ВЫХОДа КОТОРОГО СИГНВЛ (P5) ПОСтУПа81 На вход формирователя 89., который формирует короткий импульс (ф ), устанавливающий О-триггер 85 в исходное состояние, переводя его в ре>ким Ожидания. Адресный счетчик 92 работает в режима Вычитания поступающих HB 8I G счетный вход импульсов из предварительна установленного с помощью узла 93 предустановки значения, пропорционального длине коделиру811ОГО участка (па кол ичес гву импульсОВ соответствующеГО датчика G, .орасти), При jjcTBH0BK8 показаний счетчика в 9 автоматически Осуществляется п,аеду<,Tàíавка., т.е. при прохождении ьсей длины моделируемоII3 участка из памяти NBB>18Kаэтся сигнал, который был записан в начал;:, -.ОделируеМОГО участка В ячейку памя1и,: G! >- .;p которой соответствует значени а с выхода узла 93 предустановки, и в ту же ячейку записывается сигнал, GGGTBeтствующий значению моделируемой величины в начале участка моделирования в текущий момент времени. Формула изобре Bíèÿ 1, Способ автоматизираванногс управления рабочим процессом ротарного экскаватора, включающий непрерывное измерение параметров, характеризующих интенсивность нагружения раторнаго экскаватора, масшабирование значений измеренных параметров па принципу равенства значений параметров в их номинальных режимах, .непрерывное измерение параметров, характеризующих движение приво,цав роторнога экскаватора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности работы и срока службы ротарнаго экскаватора, в процессе отработки каждого реза формируют сигналы, прапорцианальНые прогнозируемым значениям праизвод,ительности по массе ll абьемнай производительности, путем запоминания угла поворота ротарнай стрелы и текущего значения интенсивности нагрузки привода ротора на время транспортнага запаздываЙия, равного суммарному транспортирава" нию породы роторам и конвейерам роторной стрелы до места установки измерителей по массе и абьемной производительности, определения и запоминания отношений текущих значений производительности по массе и абъемнс и производительности к соответствуюьцим текущим згначениям интенсивности нагрузки привода ротора за время однагс реза, умножения Я 15 >9 ;>5 5 на следующем резе текущих значений интенсивности нагрузки привода ротора на эна- ения отношений эамамненных на предыдущем реэе при углах поворота ратарнай стрелы, соответствующих углам поворота раторнай стрелы на следующем резе, определяют знз;8HH8 сигнала управления привадОм ООтОрнай стрелы путем Выбора максимальнаг<> значения из прогнозируемых сигналов и сигналов, характеризу:агцих интенсивность нагрузки привода ратарнай стрелы и интенсивность нагрузки металлоконструкций раторнага экскаватора при заданной скорости павара, а раторнай стрелы, апределяк>т требуему а скорость ее поворота с учетам масштабируемага сигнала управления: приводам pGTGpI! СТР8Л 6I. 2. Система автоматизированного управления рабочим процессом ратарнага экскаватора, содержащая измеритель уровня вибрации, выход которого соединен с BxG дом первого блока установки масштаба, выход катоааго соединен с первым входом блока селектиравания аналоговых сигналов, выхац которого соединен с входом первого фильтра, измеритель текушего значения производительности па массе, выход l 1686078 20 тора. 40 45 coåäèíåí с первым входом блока задержки, выход которого соедине;", с первым входом интегратора, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго блоков деления соответственно, 50 первые выходы которых соединены с первыми входами первого и второго блоков памяти, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго регистров соответственно, выходы которых соединены с привода роторной стрелы, датчик угла поворота, два блока деления, пороговый элемент, блок умножения, два корректирующих блока, элемент И, два ин- . тегратора, двэ блока включения приводов, 5 два индикатора и измеритель текущего значения обьемной производительности, выход которого соединен с входом четвертого блока установки масштаба, выход которого соединен с первым входом формирователя сигнала прогноза, первый и второй выходы которого соединены с вторым и третьим входами блока селектировэния аналоговых сигналов, выход первого фильтра соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом порогового элемента и входом первого блока деления, выход которого соединен с входом первого индикатора, пеовым входом в-.срого блока деления и первым входом второго коммутатора, выход которого. соединен с вторым входом первого блока деления и входом второго индикатора, выход третьего блока установки масштаба соединен с вторым входом формирователя сигнала прогноза и входом 25 второго фильтра, выход которого соединен с первым входом первого сумматора и первым входом блока умножения, выход которого соединен с входом шестого блока . установки масштаба, выход которого соединен с входом второго корректирующего блока, первый выход которого соединен с вторым входом блока умножения и первым входом третьего коммутатора, выход которого соединен с первым входом третьего 35 сумматора, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора и приводом ротора, выход эадатчика режима работы привода роторной стрелы соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом вы-прямителя, выход которого соединен с первым входом четвертого коммутатора, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход датчика угла поворота соединен с входом формирователя косинуса угла поворота, выход которого соединен с вторым входом второго блока деления, выход которого соединен с первым входом пятого коммутатора, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора, выход которого соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора 5 и приводом роторной стрелы,.выход измерителя нагрузки привода роторной стрелы соединен с входом седьмого блока установки масштаба, выход которого соединен с входом формирователя абсолютного знэчения аналогового сигнала, выход которого соединен с четвертым входом блока селектирования аналоговых сигналов, выходы датчиков скоростей поворота роторной стрелы, роторного колеса и конвейера роторной стрелы соединены с третьим, четвертым и пятым входами соответственно формирователя сигнала прогноза, выход второго блока установки масштаба соединен с седьмым входом формирователя сигнала прогноза, второй выход второго корректирующего блока соединен с вторым входом четвертого коммутатора, выходы ручного ээдатчика и задатчика режима работы привода роторной стрелы соединены с вторым и третьим =:ходами второго коммутатора, выход порогового элемента соединен с вторым входом первого коммутатора, выходы первого и второго блоков включения приводов соединены с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с вторым входом пятого коммутатора, выход первого блока включения привода соединен с вторым входом третьего коммута3. Система по п.2, отличающаяся тем, что формирователь сигнала прогноза содержит три преобразователя напряжения в частоту, пять блоков задержки, интегратор, два блока деления, два блока памяти, два регистра, два цифроаналоговых преобразователя, два блока умножения, три формирователя длительности тактового импульса, коммутатор, адресный счетчик и :.гулируемый блок опорного напряжения, выход которого соединен с первыми входами первогО и второго цифроаналоговых и реобразовэтелей, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго бло-, ков умножения соответственно, вторые входы которых обьединены и подключены к второму входу формирователя сигнала прогноза и входу первого преобразователя напряжения в частоту, выход которого вторыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей соответственно, выход третьего блока задержки соединен с первым входом четвертого блока задержки, выход которого соединен с входом первого формирователя длительности 1686078 20 тактовых импульсов, первым входом адресного счетчика, первым входом пятого блока задержки и вторым входом интегратора, третий выход которого соединен с вторыми входами первого и второго блоков деления, вторые выходы которых через второй и третий формирователи длительности тактовых импульсов соединены с вторыми входами блоков памяти соответственно, выход коммутатора соединен с вторым входом адресного счетчика, выход которого соединен с третьими входами первого и второго блоков памяти, выход первого формирователя длительности тактовых импульсов соединен с вторыми входами первого и второго регистров соответственно, выход пятого элемента задержки соединен с третьими выходами интегратора, первого и второго блоковделения, выходы второго и третьего преобразователей напряжения s частоту соединены с чвтвертым и пятым входами интегратора, а их входы подключены к первому;:. седьмому входам формирователя сигнала прогноза, тре ий вход которого подключен к пеовому входу третьего блока задержки и подключен к четвертому входу формирователя сигнала прогноза, пятый вход которого подключен к вторым входам второго и четвертого блоков задержки, выходы формирователя сигнала прогноза подключены к выходам первого и второго блоков умножения. 4. Система по п,2„отличающаяся тем, что корректирующий блок содержит регулируемый источник опорного сигнала, коммутатор„блок масштаба, селектор максимального сигнала и пороговый элемент. выход которого соединен с первым входом коммутатора и первый входом блока масштаба, выход которого подключен к второму выходу корректирующего блока и перЬому входу селектора максимального сигнала, выход которого подключен к выходу корректирующего блока, вход которого соединен с входом порогового элемента и вторым входом коммутатора, выход которого соединен с вторым входом селектора максимального сигнала, третий вход которого подсоединен к выходу регулируемого источника опорного сигнала. 1686078 сжалим 1686078 1686078 Составитель Б.Барбараш Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Редактор H.Òóïèöà Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3580 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
