Цифровое устройство для автоматического управления движением шахтной подъемной машины

 

О п и с Ацн ::Фие::е 1(TI) 476336

ИЗОБРЕТЕК ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) 3 аявлено 17.11.69 (21) 1378042i24-7 с присоединением заявки Хе (32) Приоритет

Опубликовано 30.06.75. Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 10.10.75 (51) М. Кл. В 66Ь 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 62!.316.718.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. А. Шойхет, В. И. Каплан и В. М. Варежников

Институт автоматики (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ

МАШИНЫ

Настоящее изобретение относится к области автоматизации шахтных подъемных машин.

Известные цифровые устройства, содержащие датчик загрузки сосуда, датчик пути с 5 формирователем импульсов, блок измерения скорости, генератор эталонной частоты, усилитель мощности, блок преобразователей

«Код-аналог», блок управления с генератором тактовых импульсов на входе, блок задания 10 программы, блок коррекции программы, блок постоянных коэффициентов, блок регистров оперативной памяти, ячейки формирования сигналов рабочего и предохранительного торможения и источники питания, не обеспечи- 15 вают требуемой точности регулирования скорости хода машины и операционной надежности работы управляющих блоков вследствие того, что измерение и регулирование скорости производятся в одном масштабе пути. 20

Предложенное устройство не имеет указанных недостатков благодаря тому, что оно снабжено путевым датчиком коррекции программы, подключенным к блоку управления, реле времени, соединенным входом с форми- 25 рователем импульсов, а выходом с блоком управления, блоком масштаба длины участков программы скорости в функции пути, подсоединенным своими входами к формирователю импульсов, блоку управления и бло- 30 ку коррекции программы, а выходами — к блоку задания программы и блоку управления, причем блок коррекции программы выполнен в виде схем совпадения, одни входы которых через переключатели подсоединены к шине источника питания, другие — к логической схеме блока управления, а выходы— ко входам блока масштаба. Блок масштаба выполнен в виде двух двоичных счетчиков и двух наборов комбинацион схем совпадения и разделения, число которых соответственно пропорционально номеру границы переключения текущего участка программы и ее длине.

На фиг. 1 представлена общая структурная схема описываемого устройства; на фиг.

2 — структурная схема блока масштаба устройства; на фиг, 3 — структурная схема блока задания программы устройства; на фиг.

4 — структурная схема блока коррекции программы устройства.

Описываемое устройство состоит из датчика пути Д, связанного с валом подъемной машины ПМ, формирователя импульсов ФИ, генератора эталонной частоты ГЭЧ, соединенного с блоком измерения скорости БИС, блока масштаба БМ.

Программно-арифметическая часть устройства содержит блок задания программы БЗП, блок управления БУ, блок регистров опера

475336

3 тинной памяти БРОП, сумматор Х и блок постоянных коэффициентов БПК, Блок задания программы БЗП имеет наборное поле 1-111, клеммы 1, 2... п которого соед шены с выходами соответствующих и- еск «И»;; формирования номера граиицы иереклю ения участков в блоке

;масштаба ЬМ и посредством перемычек и клемм 1, 2... т соединены с ячейками «И. 1И» на входе триггерного регистра ТР. Одновременно (см. фиг. 2) выходы ячеек «И»>- соединены через ячейки разделения «ИЛИ» с входами ячеек совпадения

«И» формирования сигнала длины участка программы, выходы которых через элемент

«ИЛИ» соединены с блоком управления БУ и дополнительно через элемент задержки сш нала — с входом сброса счетчика длины участка Сь счетный вход которого соединен рормирователем импульсов ФИ от датчика Д. Это позволяет формировать сигнал окончания участка программы в зависимости от его номера и автоматически сбрасывать счстчик С1 в исходное состояние.

Для устранения ошибки по пути, возникающеи за с ст износа футеровки и деформации барабана, а также из-за погрешности изготовления датчика пути Д, и учета влияния вытяжки подъемных канатов на точность ос аиовки сосудов у приемных площадок в схему оиисыиасмого устройства включен блок коррекции программы БКП (фиг. 1, 4), состоящий из управляемого регистра Р двухвходовых схем совпадения «И», число которых соответствует числу разрядов п в двоичном коде, равном расстоянию от точки начала движения машины до точки коррекции программы, где устанавливается путевой датчик ПД.

Один вход каждой схемы «И» регистра P через ламель переключателя соединен с шиной источника питания ИП, а вторые входы всех схем «И» этого же регистра подключены к общей шине подачи потенциала управления с выхода логической схемы блока управления БУ. Выход каждой схемы «И» регистра P (фиг. 4) соединен с триггерным входом соответствующего разряда счетчика числа участков С> блока масштаба БМ. Это значит, что выход схемы «И1» соединен с триггерным входом первого разряда счетчика С>, выход схемы «И2» соединен с триггерным входом второго разряда того же счетчика и т. д. Счетный вход счетчика С2 соединен с блоком управления БУ, а на выходе этого счетчика (фиг. 2) включены ячейки совпадения «H»iv>". «И» „формирования номера границы переключения участков программы и ячейка «И»т, формирующая сигнал начала рабочего торможения, выход которой также соединен с блоком управления БУ.

Вход блока управления БУ (фиг. 1) соединен также с датчиком загрузки сосуда

ДЗС, путевым датчиком ПД коррекции программы, генератором тактовых импульсов

ГТИ и реле времени РВ, которое контроли5

60 б5

4 рует наличие импульсов от формирователя

ФИ. Выход блока управления БУ соединен с блоком задания программы БЗП, блоком регистров оперативной памяти БРОП, сумматором Х, блоком масштаба БМ, блоком коррекции программы БКП и ячейками формирования сигналов рабочего ЯТР и предохранительного ЯТП торможения, а также с блоком, преобразователей «Код-аналог>.

БПКА, выход которого через усилитель мощности УМ соединен с исполнительным двигателем

ИД, Триггерный регистр TP (фиг. 3) соединен по каналам «Управление» и «Сброс» с блоком управления БУ, а выходы регистра

TP соединены с блоком преобразователей

«Код-аналог» БПКА.

По сигналу окончания загрузки сосуда, поступающему с датчика загрузки ДЗС, блок управления БУ посылает на вход счетчика числа участков С2 блока масштаба БМ (фиг.

2) импульс, по которому с выхода ячейки совпадения «И» ь соответствующей начальному участку программы, снимается сигнал, который подается на первую из клемм 1,2, .... и наборного поля НП блока задания программы БЗП (фиг. 3). В зависимости от сое-. динения этой клеммы с клеммами .1, 2 ... m на входе ячеек «ИЛИ» на выходе последних формируется двоичный,код напряжения задания (задающее воздействие), который через триггерный регистр TP по команде «Управление», поступающей с блока управления

БУ, подается в блок преобразователей «Коданалог» БПКА. Очистка регистра TP ocy. ществляется блоком управления БУ по каналу «Сброс» перед каждой перезаписью кода задания. Сигнал с выхода блока преобразователей БПКА через усилитель мощности

УМ поступает на исполнительный двигатель

ИД, который приводит в движение подъемную машину ПМ и связанный с ее валом датчик Д. Выходное напряжение датчика пути Д в виде серии импульсов, снимаемых с формирователя ФИ, поступает на блок измерения скорости БИС и блок масштаба БМ.

Одновременно блок управления БУ посредством реле времени PB контролирует наличие этих импульсов. В блоке измерения скорости

БИС с помощью известной схемы и генератора эталонной частоты ГЭЧ формируется код числа, пропорционального интервалу времени между двумя соседними импульсами формирователя ФИ, т. е. измеряется величина, ооратно пропорциональная действительной скорости машины на элементарном участке пути.

В блоке масштаба БМ (фиг. 2) импульсы с формирователя ФИ подаются на счетный вход счетчика длины участка Сь на выходе которого включены ячейки совпадения «И»ь в количестве, соответствующем числу участков программы с разной длиной пути. На входы этих ячеек поступают с одной стороны двоичные коды всех длин участков, с другой с выхода ячеек разделения «ИЛИ» позиционные коды номеров участков программы, 475336

5 имеющие одинаковую длину, формируемые на выходе ячеек совпадения «И» .

Таким образом, когда на счетный вход счетчика С1 поступит число импульсов с формирователя ФИ, соответствующее, например, ллине начального (первого) участка программы, на выходе ячейки совпадения «И» 1 появится сигнал «Конец участка», который через элемент «ИЛИ» поступает в блок управлепия БУ и параллельно через элемент задержки 3 сигнала сбрасывает счетчик С1 в исходное состояние, подготавливая его для формирования длины следующего участка программы. Время задержки элементом 3 определяется длительностью переходного процесса при выполнении операций в блоке измерения скорости БИС. По сигналу «Конец участка» блок управления БУ посылает в сумматор Х команду, по которой вычисляется действительная скорость подъемной маши11ы ПМ путем деления кода постоянного числа, содержащегося в блоке постоянных коэффициентов БПК и равного расстоянию между соседними импульсами формирователя ФИ с учетом масштаба скорости, на число, пропорциональное интервалу, времени между этими импульсами, в двоичном счетчике блока измерения скорости БИС. Промежуточные результаты вычислений заносятся в блок регистров оперативной памяти БРОП, с которым сумматор Z обменивается информацией по командам блока управления БУ. Код вычисленной действительной скорости также хранится в блоке регистров оперативной памяти

ЬРОП. После этого по команде блока управления БУ в сумматоре Х вычисляется величина рассогласования между программной и действительной скоростями движения подъемной машины ПМ, причем код программной скорости формируется в блоке задания программы БЗП посредством наборного поля и триггерного регистра аналогично рассмотренному выше формированию кода напряжения задания и отличается от последнего на величину коэффициента форсировки. Величина кода рассогласования скоростей со своим знаком пересылается по команде блока управления БУ из блока регистров оперативной памяти БРОП в блок БПКА, где преобразуется в значение постоянного напряжения и алгебраически суммируется с напряжением задания, код которого поступает с блока задания программы БЗП, а затем суммарный сигнал через усилитель мощности УМ поступает на исполнительный двигатель ИД для отраоотки.

После этого блок управления БУ вновь посылает в счетчик числа участков С2 (фиг. 2) блока масштаба БМ счетный импульс, в результате чего в блоке задания программы

БЗП формируется код напряжения задания и программной скорости на конец второго участка программы и т. д. Далее цикл работы устройства повторяется.

5

6

Работа блока управления БУ синхронизчруется серией тактовых импульсов, выра б1тываемых генератором тактовых пмпул ..сов

ГТИ. Блок БКП работает следующим образом.

Предварительно на входе схем говпалсипя

«И» регистра P (фиг. 4) посрелством ламелей переключателя набирается лвоич;1ый кол, соответствующий расстоянию от точки иячяла движения ло точки коррекции прогп;-ммы. Пусть, няпримеп. это расстояние в .111оичном коде равно «10101», тогля вхол1.1 пгпвп11. третьей и пятой схем «И» поспелгтвом лямелей переключателя соелпня1отся г и1п11ой, ня которой присутствует «плюс» ня11пяжг11ия источника питания ИП. Входы втопой. четвертой схем совпадения «И» остя1отгя пязпмкнутыми. На вторых вхолях всех схем «И . соединенных с tllttltnlt блока упоявлс 1ия БУ. потенциал управления oTcYTcTBvpt. пп тпмт и на выходе схем «И» сигналы пепебпогя т 11геров разрядов счетчика С. также отг тгтв ют.

Как ТОЧЬ1СО ПОgbe IIÍblII ГПГС т Пл тпт

МЕСту уСтаНОВКИ П тЕВОгО ЛятЧИ.я Г1.Ч ледний посылает сигнал на логи 1ег ттс1 cхему блока управления БУ. в пез ьльтяте ч"гп

На ШИНЕ, СОЕЛИИЕННОй CO ВтОРЬ1З1И Вкс11ЯМИ схем совпаления «И» регистра Р, появляетгя управляю1ций потенциал, cnoTIICTcTII .1сш1ий

«плюсу» напряжения питания Тякиз1 обпязом, на обоих входах тех схем «И».. у которых ламели переключателя зам1сжты, F, этот момент времени присутств ет «п I1oг» няппяжения питания, т. е. су1ц cTBTCT совчл че11ис сигналов. Указанные схемы «11» откпь1ваются, и сигна Ibl с их выходов поступают 11я входы соответствуtolltttx пазпялов ппелвяп11тельно очищенного счетчика числя i чягткп 1

С, переводя эти разрялы в елчн111нпг гпгтояние. Следовательно, в точке коррекч11и ппограммы вначале счетчик числя 1ягтков Сочищается по команле «Сбпос». погт .п",Iotllctt с блока управления БУ, от лвои11гго коля, соответствующего расстояни1о (числ х 1астКОВ ПРОГРаММЫ), ПРОйЛЕ11НОМ . Пп.т "ЕМ11П11 машиной. вместе с накопленной оп1ибкпй. я затем в этот счетчик занoсится лво111н1-.1й кп, соответств ю1пий истинно 1у по.ложг11и1о поттемных сосулов, т. е. осуп1егтвляется коррекция программь1 по пути.

При подходе подъемного сосула к мегт останова у приемной площадки г вызволи ячейки совпаления «И»т (фиг. 2) в б. ок масштаба БМ на блок управлення БУ пост пает сигнал рабочего топможения, котопьш через ячейку ЯТР включает исполнитс,1h 1ы11 механизм рабочего топмоза. В с.÷ó÷1c 3131рийной ситуации (затяисной псс1с, отг тгтвип импульсов с формирователя Ф1Л) реле вр"мени PB выдает сигнал в блок уппавления

БУ, который через ячейку ЯТП включает предохранительный тормоз.

475336

Предмет изобретения

1. Цифровое устройство:IJIH автоматического управления движением шахтной подьемной мацкины, содержащее датчик загрузки сосуда, датчик пути с формирователем импульсов, блок измерения скорости, генератор эталонной частоты, усилители мощности, блок преобразователей «Код-аналог», олок управления с генератором тактовых импульсов на входе, блок задания программы, блок коррекции программы, блок постоянных коэффициентов, блок регистров оперативной памяти, ячейки формирования сигналов рабочего и предохранительного торможения и источники питания, отлича ющееся тем, что, с целью по вышения точности регулирования скорости машины и увеличения операционной надежности, оно снабжено путевым датчиком коррекции программы, подключенным к блоку управления, реле времени, соединенным входом с формирователем импульсов, а выходом с блоком управления, блоком масштаба длины участков программы скорости в функции пути, подсоединенным своими входами к формирователю импульсов, блоку уп5 равления и блоку коррекции программы, а выходами — к блоку задания программы и блоку управления, причем блок коррекции программы выполнен в виде схем совпадения, одни входы которых через переключатели

10 подсоединены к шине источника питания, другие — к логической схеме блока управления, а выходы — ко входам блока масштаба.

2. Устройство по п. 1 отл и ч а ю щее с я

l5 тем, что, с целью разделения масштаба длины участков регулирования и измерения скорости машины, блок масштаба выполнен в виде двух двоичных счетчиков и двух наборов комбинационных схем совпадения и раз2О деления, число которых соответственно пропорционально номеру границы переключения текущего участка программы и ее длине.

475336

Г

1 ькп ! ! ! ! ! !

L от ИП

Составитель А. Ферштман

Техред Е. Подурушина

Редактор В. Левитов

Корректоры: В. Петрова и О. Данишева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2266/3 Изд. № 1574 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5