Система автоматического управления очистным комбайном в профиле пласта

 

Срдержит: датчик пути, счетчик, датчик пррдощ,ного угла наклона, датчик поперечного угда наклона,, элемент И. блоки обработки сигналов, элемент памяти, блок преобразования координат, блок программного управления, блоки формирования управляющих сигналов, исполнительные элементы. 5 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 35/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4904559/03 (22) 22.01.91 (46) 15.04.93. Бюл. № 14 (71) Донецкий научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации горных машин (72) В.И. Гамалюк, С.А, Поливцев, В,Н, Захаров и B,К. Иванников (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1423738, кл. Е 21 С 35/24, 1986, Изобретение относится к устройствам автоматизации в угольной промышленности.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков прототипа и, как результат, повышение точности системы, Указанные в отличительной части формулы новые элементы и связи позволяют достичь поставленную цель, т.е, за счет измерения угла наклона корпуса комбайна, обработки информации с двух датчиков угла наклона и вычисления приращений пространственных координат по продольному и поперечному углам наклона оказывается возможным отследить пространственное положение исполнительного органа комбайна без датчика, непосредственно изменяющего вертикальную координату положения исполнительного органа и, следовательно, осуществить управление в обе стороны движения комбайна без недостаточно достоверной получаемой информации об этой координате и без использования операций с плавающей запятой, что дополнительно повышает точность из-за сокращения процесса вычислений и исключения влияния погрешности выбора значения начальной точки отсчета,,5U„„1869G43 Al (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОЧИСТНЫМ КОМБАЙНОМ В

ПРОФИЛЕ ПЛАСТА (57) Содержит: датчик пути, счетчик, датчик рродольного угла наклона, датчик поперечного угаа наклона, элемент И, блоки обработки сигналов, элемент памяти, блок преобразования координат, блок программного управления, блоки формирования управляющих сигналов, исполнительные элементы. 5 ил.

I на все последующие координаты исполнительного органа.

На фиг, 1 приведена структурная схема системы автоматического управления очистным комбайном в профиле пласта; на фиг.

2 дано схематическое изображение объекта управления в пространственной системе координат; на фиг. 3 — структурная схема блока обработки сигналов; на фиг. 4 — то же, блока преобразования координат; на фиг. 5 — то же, блока программного управления, Система, как показано на фиг. 1, содержит датчик 1 пути, счетчик 2, датчик 3 продольного угла наклона р корпуса комбайна, датчик 4 поперечного угла наклона корпуса комбайна, элемент И 5, блоки 6, 7 обработки сигналов, элемент памяти 8, блок преобразования координат 9, блок программного управления 10, блоки 11, 12 формирования управляющих сигналов, исполнительные элементы 13, 14 положения режущих органов.

Датчик поперечного угла наклона конструктивно такой же, как и датчик продольного угла наклона, отличие в функции осуществляется установкой на комбайне таким образом, чтобы оси вращения этих датчиков были перпендикулярны.

1809043

Импульсы, поступающие от датчика 1 по мере движения комбайна, подсчитываются счетчиком 2, используемым в качестве делителя частоты. Период импульсов на выходе

1 счетчика определяет дискрету пути системы (высшая частота), на выходе 2 периодичность опроса датчиков угла (промежуточная частота). а на выходе 3 — периодичность записи информации в память или считывания из памяти, 10

Элемент памяти 8 может быть выполнен как ОЗУ, в котором по каждому адресу, поступающему на первый вход, хранится пара чисел; соответствующих углам наклона корпуса комбайна в данной точке забоя, Вход 2 элемента памяти — вход разрешения записи, а первый и второй выходы — это выходы р, и j4 соответственно. Количество адресов и объем ОЗУ определяется длиной лавы так, что с приходом каждого разрешающего запись импульса и адреса, осуществляется через блоки обработки информации 6 и 7 запись текущих р и

Р . Отсутствием импульса разрешения записи разрешается считывание из памяти, При вынимаемой мощности пласта Н и изменении продольного угла наклона р корпуса комбайна, движение исполнительного органа комбайна определяется движением точки С, расположенной на верхней плоскости исполнительного органа, как показано на фиг. 2, где для наглядности начальный угол изображен равным нулю. Векторы АВ и BC отражают жесткие связи комбайна с режущим органом, Поворотом плоскости этих век-. торов на угол Р вокруг неподвижной оси АВ за счет управления домкратами 13 и 14, находящимися со стороны забоя, системы управления вернет точку С в ту же горизонтальную плоскость, что и при @=0. В результате, как изображено на фиг. 2, исполнительный орган опустится и на следующем цикле положение корпуса и исполнительного органа относительно почвы станет таким же, как при начальном угле р.

Запомненные ро и Р с выходов эле45 мента 8 в режиме воспроизведения сравниваются с текущим для данной точки лавы в блоке 9, где вычисляется знак и значение корректировки угла поперечного наклона комбайна. Значение корректировки с учетом знака складывается в блоке 10 с записанным для данного положения комбайна значением угла поперечного наклона, в результате в блоке 10 образуется значение которое необходимо достичь. Блок программного управления 10 будет управлять исполнительными элементами 13 и 14 до тех пор. пока система не отработает требуемое значение.

На фиг. 3 представлена структурная схема одного из двух идентичных блоков обработки информации. В его состав входят широтноимпульсный модулятор 15, элемент

16 И, задатчик 17, сумматор 18, делитель 19, первый вход элемента 16 соединен со вторым входом счетчика 2, второй вход соединен через блок 15 с датчиком поперечного угла наклона, а выход со входом схемы усреднения, Так как элементы 17, 18 и 19 являются схемой усреднения, то на выходе блока обработки информации по команде от счетчика 2 образуется среднее арифметическое из и значений угла наклона.

На фиг, 4 изображена структурная схема блока преобразования координат 9. Блок

9 состоит из элемента 20 НЕ, элементов

21...24 И и компаратора 25. причем выход блока 10 подключен к входу элемента 20 и объединенным вторым входом элементов 21 и 23; выход элемента 20 подключен к объединенным вторым входам элементов 22 и.

24, первые входы элементов 21...24 соединены соответственно с первым, вторым выходами элемента памяти 8, выходами блоков 6, 7, а их выходы — с соответствующими входами компаратора 25, Функционирование блока 9 происходит следующим образом.

Из-за включения через элемент 20 вторых входов элементов 21, 23 и 22, 24 при одновременном наличий сигналов от блоков

6 и 7 на входы компаратора будут пропущены значения текущего и запомненного углов либо продольного либо поперечного наклона. Компаратор 25 работает по следующим соотношениям для кодов переменных:

-(F6 F8) дляФ6 о F8

DF=

+(F8 — F6) для Рб< F8

-(В7 — В8) для В7 В8

DB= т(В8 — В7) для В7< В8

DBo=DB+DF где В6 — измеренный угол поперечного наклона корпуса комбайна, F7 — измеренный угол продольного наклона корпуса комбайна, В8, F8 — заданные углы поперечного и продольного наклонов корпуса. комбайна, поступающие с элемента памяти 8, DB — разница между заданным и измеренным углами поперечного наклона корпуса комбайна, 1809043

DF — разница между заданным и измеренным углами продольного наклона корпуса комбайна, ОВΠ— величина корректировки поперечного угла наклона корпуса комбайна.

На фиг. 5 представлена структурная схема блока программного управления 10.

8 состав блока 10 входят: эадатчик 26 приращения пути, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения 27, второй вход которого соединен с третьим выходом счетчика 2, а выход — с первым входом элемента 28 И, выход которого подключен к блоку 5. сумматор 29, задатчик режима 30, первый выход которого подсоединен ко входу элемента 28, второй выход — к объединенным первым входам элемента 31 И и регистра 32, третий выход — к первому входу компаратора 33, выходы которого соединены с соответствующими входами блоков 11 и 12, второй вход элемента 31 И соединен с вторым выходом элемента памяти 8, выход элемента 31 — с первым входом сумматора

34, второй вход которого соединен с выходом блока 9. а выход блока 34 подключен к второму входу регистра 32, выход которого соединен с вторым входом компаратора 33, третий вход которого соединен с выходом элемента 34 И, первый вход которого соединен с объединенными выходом мультивибратора 35, вторым входом сумматора 29 и пятым входом блока 9, а второй вход — с выходом блока 7, первый вход блока 29 обьединен с вторым входом компаратора 27 и подключен к третьему выходу счетчика 2, а выход соединен с первым входом блока 8, Функционирование блока программного управления инициализируется приходом от счетчика 2 сигнала, кратного уставке приращения элемента 26, На выходе элемента

27 сравнения образуется сигнал высокого уровня, поступающий на первый вход элемента 28 И. Если задатчиком режима 30 задан режим записи, то на выходе элемента

28 образуется сигнал разрешения записи.

Элемент сравнения может быть выполнен как счетчик импульсов со сбросом по достижении их числа значения hl. Если элементом 29 задан режим воспроизведения, то через элемент 26 И подается код угла с элемента памяти, записанного для этого местоположения комбайна. Сумматор 34 складывает с учетом знака записанное значение поперечного угла наклона со значением величины коррекции, поступающей из блока

9, и результат записывается в регистр 32.

Если элементом 29 задан режим регулирования, то компаратору 33 разрешается сравнение углов поперечного наклона, заданного в регистре и поступающего через

Система автоматического управления

25 очистным комбайном в профиле пласта, 30

55 элемент 31 И от датчика, и выдача сигналов управления при несовпадении этих углов.

Адрес для блока 8 образуется сумматором

29 из двух составляющих; местоположения комбайна, идущего от счетчика 2 и сигнала мультивибратора 35, задающего продольный или поперечный угол. Частота сигнала мультивибратора выбирается из расчета, чтобы минимальное значение суммы на выходе элемента 29 было большим максимального значения сигнала от счетчика 2.

Изобретение позволяет повысить точность за счет сокращения процесса вычислений и исключения влияния погрешности выбора значения начальной точки отсчета на все последующие координаты исполнительного органа.

Изобретение предполагается использовать в аппаратуре автоматизации комбайнов для калийных рудников.

Формула изобретения включающая датчик продольного наклона корпуса комбайна, датчик пути, соединенный со счетчиком, первый выход которого подключен к первому входу блока программного управления, первые два выхода которого подключены соответственно через первый и второй блоки формирования управляющих сигналов к первому и второму исполнительным элементам положения режущих органов, соответствующие первый и второй входы элемента памяти и блока преобразования координат объединены, а выход блока преобразования координат подключен к второму входу блока программногоуправления, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, она снабжена датчиком поперечного угла наклона корпуса комбайна, элементом И и двумя блоками обработки сигнала, причем второй выход счетчика подключен к первым входам блоков обработки сигналов, а выходы датчиков продольного и поперечного углов наклона корпуса комбайна подключены к соответствующим вторым входам первого и второго блоков обработки сигналов, выход первого блока обработки сигналов подключен к объединенным первым входам элемента памяти и блока преобразования координат, а выход второго блока обработки сигнала подключен к вторым входам элемента памяти и блока преобразования координат и к третьему входу блока программного управления, третий выход которого подключен к третьему входу элемента памяти, четвертый — к третьему входу блока

1809043 преобразования координат, а пятый — к первому входу элемента И, выход которого подключен к четвертому входу элемента памяти, первый выход которого подключен к четвертому входу блока преобразования 5 координат. а второй — к пятому входу блока преобразования координат и к четвертому входу блока программного управления. при этом третий выход счетчике подключен к второму входу элемента И, 1B09043

Составитель В. Гамалюк

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Самборская

Редактор

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

Заказ 1266 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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