Устройство контроля положения исполнительного органа горной машины относительно границы уголь-порода

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

/ (22) Заявлено 09.03.81 (21) 3258164/22-03 (51) М Кл з

Е 21 С 35/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Геауддретееллмй кемлтет

СССР (53) УДК 622.232.. 72 (088.8) M делам лзебретенлй и еткрмтий

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 17.10.82. (овцев

О (72) Авторы изобретения

А. Д. Игнатьев, А. В. Ильюша, В. И. Силаев и В

Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знаме 1 институт горного дела им. А. А. Скочинского (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ

ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ГОРНОЙ МАП1ИН Ы

ОТНОСИТЕЛЬНО ГРАНИЦЫ УГОЛЬ-ПОРОДА

Изобретение относится к автоматизации . производственных процессов в угольной промышленности, а более конкретно к устройствам для контроля положения исполнительного органа относительно границы уголь-порода.

Известен способ контроля положения исполнительного органа горной машины относительно границы уголь-порода, основанный на различии прочностных характеристик угля и породы, и устройство, реализующее этот способ, содержащее чувствительный элемент и электронный блок (1).

Эти способ и устройство обладают низкой надежностью и точностью контроля ввиду близости прочностных характеристик угля и породы.

Известно устройство контроля положения исполнительного органа горной машины относительно границы уголь-порода, содержащее датчик давления с усилителем, генератор импульсов, коррелятор, второй датчик давления с усилителем и устройство задания временного интервала, в котором выходы обоих датчиков давления с усилителями соединены с входами коррелятора (2).

Недостатками известного устройства являются его низкое быстродействие и необходимость использования второго датчика давления с усилителем и сложного коррелятора.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение.

Указанная цель достигается тем, что уст1О ройство снабжено четырьмя схемами И, двумя схемами НЕ, блоком памяти, тремя пороговыми элементами, блоком индикации, и дополнительным генератором импульсов, причем выход усилителя соединен с входами первого и второго пороговых элементов, выходы которых соединены с входами первой и второй схем И, к другим входам которых подключены выходы генераторов импульсов, выход третьего порогового элемента и выходы схем НЕ, при этом выходы первой и второй схем И соединены с входами реверсивного счетчика, выходы которого через третью и четвертую схемы И соединены соответственно с входами схем

964133

1(Е и блока памяти, выход которого соединен с блоком индикации.

На фиг. 1 показана функциональная блок-схема устройства; на фиг. 2 — зависимость сигнала с датчика давления (P, атм) от времени t при работе исполнительного органа горной машины по углю и в случае присечки породы; на фиг. 3 — зависимость сигнала на выходе усилителя (с интегратором, сглаживающим случайные колебания сигнала) (P, атм) от времени аналогично при работе исполнительного органа горной машины по углю и в случае присечки породы.

Устройство состоит из датчика 1 давления с усилителем 2, выход которого соединен с входами первого и второго пороговых элементов 3 и 4, с другими входами которых соединены задатчики угля и породы, подающие на эти входы сигналы «уровень угля» и «Уровень породы» (фиг. 1).

Выходы генераторов 5 и 6 заполняющих 20 импульсов и выходы пороговых элементов

3 и 4 соединены соответственно с первыми и вторыми входами четырех входовых схем

И 7 и 8, выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика 9 импульсов.

Выходы счетчика 9 импульсов соединены с входами восьмивходовых схем И 10 и 11, с входами схем НЕ 12 и 13 и с входом элемента 14 памяти, выход которого соединен с блоком 15 индикации. Ко входу третьего порогового элемента 16 подключен датчик зо скорости подачи, а выход элемента 16 соединен с третьими входами схем И 7 и 8, к четвертым входам которых подключены выходы элементов НЕ 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

С датчика 1 давления сигнал поступает в усилитель 2 сигнала и, уже усиленный, идет на пороговые элементы 3 и 4. Каждое пороговое устройство настроено на свой 40 уровень срабатывания. Причем пороговый элемент 3 реагирует на превышение входного сигнала над заданным уровнем, а пороговый элемент 4 — на понижение входного сигнала ниже заданного уровня. Если сигнал с датчика 1 давления и усилителя 2 45 сигнала приводит к срабатыванию пороговый элемент 3, то с выхода элемента И 7 серия импульсов, идущих с генератора 5 заполняющих импульсов, поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 9.

Когда сумма импульсов в счетчике достиг-5О нет определенной величины, на входе элемента И 10 появится сигнал «1».

Далее сигнал с выхода этого элемента через элемент НЕ 12 заблокирует подачу импльсов с элемента И 7, а элемент 14 памяти перейдет в состояние «1», а блок 15 индикации укажет, что исполнительный орган вышел за пределы границы уголь-порода в породу. Если сигнал с датчика давления и усилителя 2 сигнала приведет к срабатыванию порогового элемента 4, то с выхода элемента И 8 серия импульсов от генератора 6 заполняющих импульсов начнет поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 9. Когда количество импульсов в счетчике достигнет определенной величины, заданной настройкой на входе элемента И 11, тогда сигнал с его выхода через элемент НЕ 13 заблокирует подачу в счетчик импульсов с элемента И 8, а элемент 14 памяти перейдет в состояние

«О» и блок 15 индикации будет указывать, что исполнительный орган находится в угле.

Заданные комбинации чисел в реверсивном счетчике на выходах элементов И 10 и 11 выбираются из условий времени обработки сигналов. Как показано на фиг. 2, сигналы при работе исполнительного органа по углю и при присечке породы имеют разный спектр составляющих частот. Время обработки сигнала равно длительности периода первой гармоники спектра сигнала на выходе усилителя сигнала по углю (Ту) и по породе (Тп) (фиг. 3), а длительность превышения или понижения сигнала от заданного уровня должна быть не менее 0,5 от времени обработки сигнала, чтобы избежать ложных срабатываний устройства.

Если сигнал не превышает заданный уровень в пороговом элементе 3 и не понижается до заданного уровня в пороговом элементе 4, то элемент памяти находится в том положении, в какое он был установлен во время последнего превышения или понижения сигнала от заданных уровней в пороговых элементах, т. е. процесс обработки сигнала продолжается без изменения выходного сигнала устройства.

Если горная машина по каким-либо причинам внезапно остановилась, т. е. скорость подачи стала равной нулю, то пороговое устройство 16 через элементы И 7 и 8 заблокирует подачу импульсов в реверсивный счетчик 9, а блок 15 индикации будет указывать положение исполнительного органа, в котором тот остановился.

Прежде чем включить устройство в режим автоматического контроля, настраивают пороговые элементы на заданные уровни срабатывания. Визуально определение движения исполнительного органа в угле регулируют уровень срабатывания. порогового элемента 4 до появления в блоке индикации сигнала, соответствующего положению исполнительного органа в угле.

Затем, визуально определяя движение исполнительного органа по углю с присечкой породы, например, на 2 см, регулируют уровень срабатывания порогового элемента 3 до появления в блоке индикации сигнала, соответствующего положению исполнительного органа в породе.

964133

Предположим, что в процессе работы исполнительный орган движется в угле с присечкой породы на 2 см. Устройство включают в режим автоматического контроля. Сигнал с усилителя 2 сигнала имеет вид, показанный на фиг. 3. После того, как он превысит уровень срабатывания порогового элемента 3, на суммирующий вход реверсивного счетчика 9 начнут поступать импульсы от генератора 5 заполняющих импульсов через элемент И 8.

Пусть частота импульсов с генератора

5 заполняющих импульсов х ц — — 500 Гц, а частота самой низкочастотной составляющей спектра сигнала с усилителя сигнала при работе по породе Хс — — 2 Гц. Тогда необходимое время обработки сигнала определяют в виде

tc= - - = 025 с

Следовательно, элемент И 10 должен выдать сигнал на выходе при подаче на суммирующий вход счетчика около 125 импульсов.

После этого подача импульсов блокируется через элемент HE 12 и элемент И 7, элемент 14 памяти выдает на выходе сигнал

«1», а блок 15 индикации указывает, что исполнительный орган находится в породе.

Предположим, в процессе работы испол- л нительный орган находится в угле. Устройство включают в режим автоматического контроля. Сигнал с усилителя сигнала 2 имеет вид, показанный на фиг. 3. После того, как он понизится от заданного уровня срабатывания порогового элемента 4, на вычитающий вход реверсивного счетчика 9 начнут поступать импульсы от генератора заполняющих импульсов 6 через элемент

И 8.

Пусть частота импульсов с генератора

6 заполняющих импульсов хц — — 250 Гц, а частота самой низкочастотной составляющей спектра сигнала с усилителя сигнала при работе по углю хс = 1 Гц. Тогда необходимое время обработки сигнала определяют ввие 40 д

= 0,5с

2хс

Следовательно, элемент И 11 должен выдать сигнал на выходе при подаче на вход величины

b,= 125 — 125 = 0

Но в этом случае возможны ложные сра- 45 батывания устройства, поэтому элемент

И 11 должен срабатывать при подаче на вычитающий ° вход счетчика такого числа импульсов, чтобы в счетчике осталось некоторое число, большее нуля, например

10. После этого подача импульсов блокируется через элемент НЕ 13. Элемент !4 памяти выдает на выходе «О» и блок 15 индикации указывает, что исполнительный орган находится в угле.

Основными преимуществами устройства являются высокие быстродействйе и точность определения момента перехода исполнительного органа из угля в породу, использование в качестве источника сигнала самого исполнительного органа горной машины, который получают от него через датчик давления в домкрате подъемаопх скания исполнительного органа. возможность использовать только один датчик и обходиться без сложного дорогого коррелятора.

Формула изобретения

Устройство контроля положения исполнительного органа горной машины относительно границы уголь-порода, содержащее датчик давления с усилителем и генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено реверсивным счетчиком, четырьмя схемами И, двумя схемами НЕ, блоком памяти, тремя пороговыми элементами, блоком индикации и дополнительным- генератором импульсов, причем выход усилителя соединен с входами первого и второго пороговых элементов, выходы которых соединены с входами первой и второй схем И, к другим входам которых подключены выходы генераторов импульсов, выход третьего порогового элемента и выходы cxpM HE, при этом выходы первой и второй схем И соединены с входами реверсивного счетчика, выходы которого через третью и четвертую схемы И соединены соответственно с входами схем НЕ и блока памяти, выход которого соединен с блоком индикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 234303, кл. Е 21 С 35/08, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2903270/22-03, кл. E 2! (35/24, 1980 (прототип).

964133

РаА mu по углю

Пригечка породы

Як&ока по углю

Уро/екь поюды

Составитель А . Онищенко

Редактор Н. Безродная Техред И. Верес Корректор М. Коста

Заказ 7165/4 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4