Способ автоматического управления процессом драгирования и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и 968 1 96 л 1„

/ =.-. т- =-, г с. „ .> (61) Дополнительное к авт . свид-ву

I (22) Заявлено 08. 0 4. 81 (21) 3271517/29-0 3

Р М К з с присоединением заявки ¹â€”

Е 02 F 3/16

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 622.271. .5 (088.8) Опубликовано231082. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 231082 (72) Авторы изобретения

M.Ë.СУэдальницкий и A.Цнрер

Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ДРАГИРОВАНИЯ.

И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к управлению процессами отработки россыпных месторождений открытым способом и может быть использовано, в частности, для управления процессом черпания многочерпаковых драг и плаву« чих многочерпаковых снарядов.

Известен способ автоматического управления процессом драгирования, заключающийся в том, что скорость бокового перемещения драги (v ) регулируют при отработке крепких пород

<по нагрузке привода черпаковой це- пи, а при отработке легкодрагируемых пород — по нагрузке привода носовых лебедок, для чего стопорную ветвь механической характеристики привода носовых лебедок формируют в зоне длительно допустимых нагрузок.

Скорость черпания (v„) при этом устанавливается драгером вручную в зависимости от крепости отрабатываемых пород, которая определяется им визу ально, и заданной производительности (1 ).

Однако изменение скорости черпания осуществляется периодически, после того как для драгера становится очевидной нецелесообразность ранее установленной скорости в непрерывно меняющихся условиях драгирования. Это обуславливает низкую степень оптимизации скорости черпания и приводит либо к потере производительности (если скорость занижена), либо к неоправданному износу элементов черпающего агрегата (если скорость завышена) .

Известен способ автоматического управления процессом драгирования, применяемый при внедрении средств механизации и автоматизации Драга-1 и заключающийся в следующем: измерение производительности добычного комплекса ведут по нагрузке привода бочки. Измеренную производительность сравнивают с заданной и при превышении ею заданной снижают скорости черпания и бокового перемещения, а при снижении ее относительно заданной производительности скорости черпания и бокового перемещения увеличивают.

При этом регулирование этих скоростей (v< . v ) ведут так, что отноше6

vs ние их остается неизменным (—

l. vg

C0llSt) t, 2).

Недостаток этого способа заключается в том, что поддержание постоян9б8196 ства соотношения - - обеспечивает ч оптимальную скорость черпания (у ) для пород каждого класса крепости лишь прн определенной величине продольного сечения стружки (произве-, 5 дение уходки на толщину стружки).

Отклонение толщины стружки в сторону ее уменьшения ведет к повышению скорости черпания и как следствие, к увеличению износа элементов черпа- fg ющего- агрегата. Отклонение толщины стружки в .сторону ее увеличения при-. водит к переполнению черпаков, нака- . пливанию неоттранспортированной чер панами породы перед черпаковой рамой, стопорению привода носовых ле бедок, т.е. к нарушению технологич. ного процесса.

Известен также способ автоматического управления процессом драгирования, основанный на регулирова-. нии скорости черпания по нагрузке привода бочки и скорости бокового перемещения по нагрузкам приводов черпаковой цепи и носовых. лебедок, и устройстэо для автоматического управления процессом драгирования, содер, жащее датчики нагрузок приводов боЧки, черпаковой цепи и носовых лебе. док., регулятор скорости черпания и регулятор скорости бокового перемеще«- ( ния f 3).

Недостатки способа и устройства . заключаются в том, что при грубой ошибке .драгера в выборе толщины стру» жки в сторону ее уменьшения или при 35 выборе малой толщины стружки по тех" нологическим соображениям, например

-при отработке валунистых месторождений (когда недостаточная толщина . стружки не может быть скомпенсирова- Щ иа увеличением скорости бокового пе. ремещения), способ обуславливает чер. пание на верхнем пределе скорости (v®+ при пониженной производительМости. Это ведет к неоправданно быс.трому взносу дорогостоящей черпаковой цепи. Пониженная производитель. ность в данном случае имеет место по .причине низкого коэффициента.наполнения черпаков. Эта же величйна про.изводительности может быть достигнута при меньшей величине скррости черпаНия и большем коэффициенте найолнения .черпаков.

Целью изобретения является повышение эффективности управления за счет исключения работы на высоких скоростях черпания, когда это не вызвано технологической необходимостью.

Поставленная цель достигается тем, что задают пороговые значения нагру- 60 зок приводов бочки, черпаковой цепи и носовых лебедок и скорость черпания снижают при одновременных значениях текущих .нагрузок ниже пороговых значений. 65

Кроме того, устройство для автоматического управления процессом драгирования снабжено тремя пороговыми элементами и блоком умножения, к входам которого подключены выходы пороговых элементов, входы которых соединены соответственно с датчиками нагрузок приводов бочки., черпаковой. цепи и носовых лебедок, а выход блока умножения подключен к входу регулятора скорости черпания.

Сущность способа заключается .в следующем.

Если производительность драги меньше заданной, то увеличивают скорость черпания „.. Увеличение ч приводит к уменьшению нагрузок приводов черпаковой цепи и носовых лебедок. Для достижения равенства этих нагрузок заданным, значением увеличивают скорость бокового перемещения, что и приводит к увеличению произво-,дительности, т.е, .к увеличению объе". ма срезаемях пород..Процесс регулирования ведут-до равенства производительности заданному значению.

Для понимания сути процесса управления отметим, что хотя способ и предусматривает регулирование производительности изменением v», одно изменение производительности не изменяет. С увеличением v< при прочих равных условиях уменьшается объем пород, срезаевых одним черпаком, т.е. уменьшается коэффициент наполнения черпаков К . Чтобы увеличить производительность, нужно при увеличенной ч. соответственно сохранить . на прежнем уровне (или на новом йредельно . возможном, если изменился класс крепости пород) коэффициент наполнения, а для этого необходимо увеличить ч, т.е; увеличить общий объем срезаемюх пород.

Критерием оценки Кн при регулировании приводов по системе постоянного момента является нагрузка приводов черпаковой цепи (на крепких породах) и носовых лебедок (на легких породах). По этим параметрам и регулируется v

Однако, при грубой ошибке драгера в выборе толщины стружки в сторону ее уменьшения или при выборе малой толщины стружки по технологическим соображениям увеличение ч. до максимального значения не приводит к достижению равенства I„ = 1ц,ц, д или

1„„ = 1„„ . Равенство хотя бы одного из этйх параметров. заданным значениям означало бы, что драгирование ведется в рациональном режиме, т.е. коэффициент наполнения черпаков предельный для данных условий, а следовательно, н максимальное значение ц,. при такой (заниженной относительно заданной) производительности оправдано.

968196 черпаковой цепи в этом случае. также уменьшается на 49%.

На чертеже приведена блок-схема устройства автоматического управле ния, процессом драгирования. устройство состоит из трех дат-. чиков: датчика 1 нагрузки .привода, бочки (датчик производительности), . датчика 2 нагрузки привода черпако-,. вой цепи, датчика 3 нагрузки призо» да носовых лебедок. Выход датчика 1 соединен с одним входом элемента 4 сравнения, на другой вход которого подают сигнал задания нагрузки привода бочки (Iz „„ ) ° Выход элемент

4 сравнения связан с одним входом регулятора .5 скорости черпания, а второй его вход — с выходом блока 6 умножения. Три входа блока умножения соединены с выходами трех пороговых устройств 7-9, входи которых соответственно соединены с датчиками

1-3.Два .входа регулятора 10 скорости бокового перемещения связаны с датчиком нагрузок приводов черпаковой germ 2 и носовых лебедок 3 через элементы 11 н 12 сравнения.

Устройство работает следующим об разом.

Если величины уходки и толщины

4гтружки выбраны драгером правильно, „.то при отработке крепких пород производительность всегда ниже заданной (О < О „ поскольку предельный коэффициейт наполнения черпаков К„ на этих породах очень низок, порядка

0,3). Регулятор 5 скорости ферпьния поддерживает при этом v„ на верхнем пределе. Регулятор 10 скорости боко« вого перемещения, поддерживая заданное значение нагрузки привода черпаковой цепи (I „), регулирует чз .

Нагрузка привода носовых лебедок на крепких породах ниже заданной. Сиг" нал на выходе блока умножения 6 равен н лю, так как сигнал на одном из его входов, а именно на входе, связан»

Одновременное занижение величин

Ц, и I oòíoñèòåëüíî заданных величин свйдетельствует о том, что драгирование ведется с коэффициентом наполнения меньшим предельного, а следовательно, фактическая производительность может быть обеспечена при меньшей скорости черпания. Черпание с завышенной скоростью означает неоправданный износ черпаковой цени.

В этом случае снижают ve до тех пор, 10 пока или I„, или I „„ не станет равным заданному значению; производительность (О) при этом не уменьшится, а коэффициент наполнения черпаковых (K„) увеличится. Драгирование с постоянной производительностью, но при меньшей скорости черпания и увеличенном до предельно возможного значения коэффициенте наполнения черпаков, снижает удельййй износ элементов черпа» >О ющего агрегата, Способ осуществляется следующим образом.

Измеряют текущие значения производительности драги (Щ (по нагруз-. . ке привода бочки), нагрузки привода

25 черпаковой цепи I<+ и нагрузки приводов носовых лебедок I Скорость черпания регулируют по известному способу, снижая ее при g > О З, и увеличивая при 0< ()y, Скорость бокового перемещения регулируют, снижая при „ I„ (что имеет место при от- работке крепких пород) или при

I „> I „(что характерно для легких пород и увеличивая ее при ?ц, с 1„3S или, соответственно, при Iíë к 1ил

В случае, когда одновременно все три параметра Я, Iöö и I» ) оказываются меньше заданйых значений v„ снижают до достижения равенства I„ 40

1цмил ли пл пл ъод

Реализация способа может быть рассмотрена на примере работы 250- литровой драги.

Драгером пРи отработке Участка полигона, состоящего в основном из пород П класса крепости, задается производительность 400 м /ч. При драгировании на верхнем пределе скорости бокового перемещения „ при выбранных величинах толщины стружки и уходки производительность оказалась 300 м /ч. Дпя данных условий эта величина является максимально возможной. Измеренный ток нагрузки привода черпаковой цепи - 300 A (I„„= 660A); 55 измеренный ток нагрузки привода носовы» лебедок - 40-л (I 100A).

При регулировании по известному способу при ()eA скорость черпания в этом случае устанавливают равной верхнему 60 пределу vö„ = 43 черпака/мнн. Коэффициент наполнения черпаков при этом оказывается равным

° р 300 ° 1 2 где О - производительность драги, м 3/zr

- коэффициент разрыхления

3..

6 — емкость черпака, м

v„.-,скорость черпания, черпак/мнн.

В соответствии с предлагаеьим способом при указанных условиях скорость черпания снижают до равенства тока нагрузки привода носовых лебедок номинальному значению. Коэффициент наполнения черпаков при этом растет до значения близкого к прЕдель.ному - 1,1, а скорость черпания снижается до величины

A-:5 300 ° 1 2

Г 2Ъ ТЖЗФ пака/ржн„ т.е на — - — = 49%. ИзнОс.

43 22

Гз

968196

Формула изобретения

О ном с пороговым устройством 8, сравнивающим сигнал нагрузки черпаковой цепи (Iчц ) с заданным значением, равен О.

При отработке легких пород устройство работает аналогичным образом с . 5 той только разницей, что нагрузка . привода черпаковой цепи всегда меньше заданного значения (в силу малых усилий резания), регулятор 10 скорости бокового перемещения, поддер- 10 живая заданное значение нагрузки привода носовых лебедок (I, изменяет скорость бокового перемецения у ..

Сигнал, поступающий с порогового устройства 9 на вход блока 6 умножения, равен 0. Поэтому на выходе блока умножения сигнал то><е равен О.

Если величины толщины стружки или уходки драгером занижены, то даже при максимальной скорости бокового перемещения ч (а чз определяет производительность) все три параметра (О, Ц

I „ ) оказываются ниже заданных значенйй и регулятор 5 (работая по первому входу) устанавливает скорость черпания максимальной, и регулятор 10 .(работая также по первому входу) устанавливает скорость бокового пере.мещения максимальной.

На все три входа блока умножения

6 поступают в этом случае сигналы с пороговых устройств 7-9, а сигнал с выхода блока умножения - на второй вход регулятора 5 скорости черпания.

Этот сигнал не меняет сигнала на первом входе, а алгебраически суммирует-35 ся регулятором с ним, понижая скорость черпания. При этом увеличивается ширина стружки, растут нагрузки приводов черпаковой цепи и носовых лебедок (при крепких породах — интенсив- 40 нее на приводе черпаковой цепи, а при легких .- на приводе носовых лебедок) до заданного значения. Производительность Q при этом не меняется, так как у сохраняет свое макси- 45

6 мальное значение, поэтому и не изменяется сигнал на первом входе регулятора 5.

Использование способа управления процессом драгирования и устройства, tro реализующего, позволяет снизить скорость черпания без потери производительности на 49%, что означает уменьшение износа на такую же величину.

В среднем, учитывая реальную вероятность возникновения ситуации, когда способ может быть применен, величину уменьшения скорости черпания можно принять 10%.

1. Способ автоматического управления процессом драгирования, основанный на регулировании скорости черпания по нагрузке привода бочки и скорости бокового перемещения по нагрузкам приводов черпаковой цепи и носовых лебедок, о т л и ч а ю щ и й» с я тем, что, с целью повышения эффективности управления за счет исключения работы на высоких скоростях черпания, задают пороговые значения нагрузок приводов бочки, черпаковой цепи и носовых лебедок и скорость черпания снижают при .одновременных значениях этих нагрузок ниже пороговых значений.

2. Устройство автоматического управления процессом драгирования, содержащее датчики нагрузок приводов бочки, черпаковой цепи и носовых лебедок, регулятор скорости черпания и регулятор скорости. бокового перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено тремя пороговыми элементами и блоком умножения, к входам которого подключены выходй пороговых элементов, входы которых соединены соответственно с датчиками нагрузок приводов бочки, черпаковой цепи и носовых лебедок, а выход блока умножения подключен к входу регулятора скорости черпания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 723040, кл. Е 02 F 3/00, 1974.

2. Лыков Н.Б. и др. Опыт работы системы автоматического регулирования добычного комплекса драги

CAP AC-250-1м с приводом черпаковой цепи повышенной .мощности. -"Колыма", 1976, Р 6, с.30-32.

3 . Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2831388, кл. E 02 F 3f16, 1979 (прототип) .

968196

Составитель Р. Гладун

Редактор P.ßþöèêà Техред З.палий корректор Г. Огар

Закаэ 8056/46 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытия

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /

4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4