Устройство управления добычным комплексом драги

 

УСТРОЙСТВО УПР.АВЛР:НИЯ ДОБЫЧНЬИ КОМПЛЕКСОМ ДРАГИ, содержап(ее датчик и чадатчик нагрузки привода бочки , подключенные к входам первого сумматора, выход которого подключен через первый усилитель к первому входу суммирующего усилителя, к второму входу которого подключены через второй сумматор датчик и задатчик. нагрузки привода черпаковой цепи, a выход суммирующего усилителя подключен к приводу черпаковой цепи и первому входу множительно-делительного устройства, второй вход которого подключен к датчику угла поворота драги, a выход подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого подключен к датчику угловой скорости драги, a выход через второй усилитель - к приводу лебедки носовых канатов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления, оно снабжено задатчиком максимального разбаланса нагрузки привода бочки, который подключен к третьему входу первого сумматора, a задатчик }1агрузки привода бочки выполнен г (Л в виде последовательно соединенных сумматора, усилителя и интегратора, причем первый вход сумматора задатчика .нагрузки привода бочки подключен к выходу датчика нагрузки привода бочки, a выход интегратора является § выходом задатчика нагрузки привода бочки и подключен к второму входу своего сумматора. 4 4 сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И ЛФ

РЕСПУБЛИК

И9) 01) .

3{511 E F 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3511104/22-03 (22) 16.11.82 (46) 23.09.84,Бюл. {{ 35 (72) Н.Б.Лыков и Е.Н.Гуков (71) Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" (53) 622.271.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

{{ 494427, кл. Е 02 F 3/16,,1981.

2. Авторское свидетельство СССР

У 876862, кл. E 02 F 3/16, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДОБЫ {НЫИ КО{{ПЛЕКСОМ ДРАГИ, содержащее датчик и задатчик нагру3YH привода бочки, подключенные к входам первого сумматора, выход которого подключен через первый усилитель к первому входу суммирующего усилителя, к второму входу которого подключены через второй сумматор датчик и задатчик. нагрузки привода черпаковой цепи, а выход суммирующего усилителя подключен к приводу черпаковой цепи и первому входу множительно-делительного устройства, второй вход которого подключен к датчику угла поворота драги, а выход подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого подключен к датчику угловой скорости драги, а выход через второй усилитель — к приводу лебедки носовых канатов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления, оно снабжено задатчиком максимального разбаланса нагрузки привода бочки, который подключен к третьему входу первого сумматора, а эадатчик нагрузки привода бочки выполнен в виде последовательно соединенных Я сумматора, усилителя и интегратора, причем первый вход сумматора задатчика,нагрузки привода бочки подключен к выходу датчика нагрузки привода бочки, а выход интегратора является { выходом задатчика нагрузки привода

С бочки и подключен к второму входу своего сумматора.

3314745 . 3

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых и может найти применение для автоматизации процесса драгирования.

Известно устройство управления добычным комплексом драги, содержащее контур регулирования нагрузки бочки, включающий датчик и задатчик нагрузки привода бочки, подключенные к сумматору, дифференцирующий усили- 10 тель, вход которого соединен с датчиком нагрузки привода бочки, а выход подключен к сумматору, и усилитель, подключенный к суммирующему усилителю контура регулирования скорости черпания, включающего датчик и эадатчик нагрузки привода черпаковой цепи, подключенные к сумматору, соединенному с суммирующим усилителем, выход которого подключен к тиристорному приводу черпаковой цепи и к входу множительно-делительного устройства контура регулирования скорости боковой подачи, включающего датчика угла поворота драги, датчик угловой ско- 25 рости драги, сумматор и усилитель, выход которого подключен к тиристор) ному приводу лебедок носовых канатов

Устройство регулирует скорости приводов черпаковой цепи и боковой подачи одновременно и пропорционально в зависимости от нагрузки привода черпаковой цепи или от нагрузки привода бочки, причем дифференцирующий усилитель ограничивает темп нараста" ния нагрузки бочки при подходе нагрузки к заданному значению.

Наиболее близким к изобретению является устройство управления добыч- 4О ным комплексом драги, содержещее датчик и эадатчик нагрузки привода бочки, подключенные к входам первого сумматора, выход которого подключен через первый усилитель к первому вхо- ду суммирующего усилителя, к второму входу которого подключены через второй сумматор датчик и задатчик нагрузки привода черпаковой цепи, а к выходу суммирующего усилителя подключены о привод черпаковой цепи и первый вход множительно-делительного устройства, второй вход которого подключен к датчику угла поворота драги, а выход подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого подключен к датчику угловой скорости драги, а выход подключен через второй усилитель к приводу лебедки носовых канатов, кроме того устройство содержит дифференциальный усилитель, вход которого прдключен к датчику нагрузки привода бочки, а выход подключен к третьему входу первого сумматора и к первому входу второго суммирующего усилителя, другой вход которого подключен к задатчику опорного сигнала скорости изменения нагрузки бочки„ а выход - к четвертому входу первого сумматора f23 .

Недостатком известного регулятора является низкая точность.

Действительно нагрузка бочки имеет в установившемся режиме колебательный характер, обусловленный

1 неравномерностью перекатывания породы в бочке. Когда сегмент породы поднимается вместе с бочкой, момент нагрузки ее увеличивается, когда порода скатывается из верхнего положения вниз — момент нагрузки падает. Амплитуда этих колебаний может достигать до 207 от среднего значения нагрузки, а частота составляет доли герца.

Возмущения от колебания нагрузки бочки снижают динамические качества системы управления добычным комплексом, так как, если увеличивать постоянную времени сглаживающего фильтра датчика нагрузки бочки, то снижается эффект от применения дифференцирующего усилителя (опоздание регулирующего воздействия при изменении нагрузки).

Если постоянная времени фильтра небольшая, то система управления добычным комплексом драги входит в автоколебательный режим с частотой изменения нагрузки бочки.

Все это не позволяет достигать точного управления режимом работы драги.

Целью изобретения является повышение точности управления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство управления добычным комплексом драги, содержащее датчик и задатчик нагрузки привода бочки, подключенные к входам первого сумматора, выход которого подключен через первый усилитель к первому входу суммирующего усилителя, к второму входу которого подключены через второй сумматор датчик и задатчик нагрузки привода черпаковой цепи, а выход суммирующего усилителя подключен к приводу черпаковой цепи и первому

1114745 венно; входу множительно-делительного уст.ройства, второй вход которого подклюl чен к датчику угла поворота драги, а выход подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход кото- 5 рого подключен к датчику угловой скорости драги, а выход через второй усилитель — к приводу лебедки носовых канатов, снабжено задатчиком максимального разбаланса нагрузки при- 1О вода бочки, который подключен к третьему входу первого сумматора, а задатчик нагрузки привода бочки выполнен в виде последовательно соединенных сумматора, усилителя и интегратора, причем первый вход сумматора задатчика нагрузки привода бочку подключен к выходу датчика нагрузки привода бочки, а выход интегратора является выходом задатчика нагрузки 2б привода бочки и подключен к второму входу своего сумматора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — графики, поясняю- 25 щие работу устройства.

Устройство содержит датчик нагрузки привода бочки (фиг. 1), подключенный к первому входу первого сумматора 2, к другому входу которого подключен эадатчик 3 максимального раэбаланса нагрузки привода бочки, а выход последовательно через первый усилитель 4 подключен к суммирующему усилителю 5.

Задатчик нагрузки привода бочки содержит четвертый сумматор 6, один вход которого соединен с датчиком 1 нагрузки привода бочки, а выход сое40 динен последовательно через третий усилитель 7 с входом интегратора 8.

Выход интегратора 8 (сигнал I Q) соединен с вторым входом четвертого сумматора 6 и с вторым входом первого

45 сумматора 2.

К второму входу суммирующего усилителя 5 подключен выход второго сумматора 9, к входам которого подключены датчик 10 .нагрузки привода черпаковой цепи и эадатчик 11 нагрузки привода черпаковой цепи (например потенциометрический). Выход суммирующего усилителя 5 соединен с приводом

12 черпаковой цепи и с первым входом 55 множительно-делительного устройства

13, второй вход которого соединен с датчиком 14 угла поворота драги 15.

В качестве датчика 14 угла поворота драги 15 может быть использован гидроскопический указатель поворота объекта. Выход 13 соединен с первым входом третьего сумматора !6 и является сигналом задания боковой скорости драги 15,,0в . Второй вход третьего сумматора 16 соединен с датчиком

17 угловой скорости драги 15, в качестве которого может быть использован гидроскопический тахометр. Выход третьего сумматора 16 соединен последовательно через второй усилитель 18 с приводом 19 лебедки носовых канатов драги 15.

Устройство работает следующим,образом.

В исходном состоянии при пуске драги нагрузка привода бочки соответствует режиму холостого хода, следовательно, сигналы с датчика и задатчика (3 и З ъ соответственно) нагрузки привода бочки равны и компенсируют друг. друга, а так как величина сигнала АЗУ выбирается из расчета

1 где И ы,„„„„, — максимальное значе1 ние выходного сигнала первого усилителя 3;

К вЂ” коэффициент усиления

Ч иервого усилителя 4, то Ug -Ug что приводит к увеличению до максимума скоростей привода черпаковой цепи 12 (U ) и привода 19 лебедкок носовых канатов (U ).

По мере загрузки бочки сигнала I увеличивается, соответственно выходной сигнал Е@5 интегратора 8 также увеличивается, а после того как Ь

>sq, начинает снижаться до момента наступления установившегося режима, который характериэуется (на фиг. 2 время от 0 до tI) следующим состоянием:, Б ВЗ 43 НОм (2), 4ы с =О ьы» 4ъ h 63 Б)к" 11 ихмАю

У

У где I — ток датчика нагрузки привода бочки;

Iz< I > ц м Выходной сигнал эа датчика нагрузки привода бочки промежуточный и номинальный соответст-

1114745

U — сигнал выхода. третьего усилителя 7 (вход интегратора 8);

Ue сигнал выхода первого усилителя 4; — сигнал задатчика максимального разбаланса нагрузки привода 3 бочки.

Производительность добычного комплекса драги определяется из выражения 12 9, м у (3) где q - емкость черпака;

K> — коэффициент наполнения черпака;

V — скорость черпания.

В процессе нарастания нагрузки привода бочки (например при появлении мягких грунтов) T. >I «a выходе усилителя 7 сигнал Us>ii= xc на выходе интегратора 8 сигнал 1 + нарастает с заданным темпом (момент времени с 4, по t> ).

Если темп возрастания нагрузки бочки идет быстрее, чем зь;;анный, то разница между (16 +416 ) и 1 в уменьшается, сигнал U6t„ также уменьшается и соответственно снижаются V< и V6.

Таким образом темпы нарастания

16 и I6 выреживаются одинаковыми.

Темп нарастания сигнала зада-, ется настройкой постоянной времени интегратора 8 и подбирается опытным путем при наладке устройства для режима с максимальной горизонтальностью добычного комплекса.

С момента времени С по t наблюдается снова установившийся режим достояния добычного комплекса. При этом интегратор 8 находится в насыщении, сигна д„„.. При дальнейшем росте нагрузки бочки разность сигналов (16 +ьлбз) -1- может уменьшаться вплоть до 0 (также и скорости

V> и V,,).

В процессе спада нагрузки бочки (момент времени с t5 по t<) коэффициент наполнения черпаков К„уменьшается, производительность Q снижаетI ся Xs g t63 а сигнал .U X=MAI(c и ме няет свой знак на обратный. При этом

I6 начинает уменьшаться с заданным темпом, скоросги V> и V6 увеличивается до тех пор, пока не прекратится ! снижение ?6

Таким образом, назначение усовершенствованного,эадатчика нагрузки привода бочки сводится к поддержанию равенства темпов нарастания сигналов задания 16 и нагрузки привода бочКИ IB

Для драг 250 л с временем прохождения породы по длине бочки порядка

IO

50 с, постоянная времени интегратора 8 примерно этой же величины, поэтому колебания сигнала U » иэ-эа колебаний 16, связанных с перекатыванием породы в бочке, незначительны. Мало того, сигнал )6 в предлагае15 мом устройстве может быть задемпфирован сглаживающим фильтром с небольшой постоянной времени (порядка 1-5с) что недопустимо в известных устройствах с дифференцирующим усилителем, где для устранения режима автоколебания скоростей Чг и Ч постоянная времени такого демпфера должна быть несколько десятков секунд.

При постоянстве сигнала (1> > раУ5 бота элементов регулирования скоростей черпания и боковой подачи таких же, как у аналогичных элементов известных устройств. Например, при увеличении крепости грунта сигнал с датчика 10 нагрузки черпаковой цепи увеличится и при значении 1 1 сигнала на выходе суммирующего усйлителя

5 пропорционально снизился, что вызовет понижение скорости привода черпа- .

35 ковой цепи LIt. . Одновременно снижается сигнал на выходе ИЛУ 13, в результате чего происходит снижение скорости привода 19 лебедки носовых канатов Чк . Снижение скоростей Чт и Чв

40 происходит до момента равенства 1 =1

При снижении тока нагрузки привода 1 черпаковой цепи ниже заданнсго, происходит соответственное увеличение скоростей V> и Ч6.

45 На выходе ИДУ 13 формируется сигнал задания скорости боковой псдачи

V Q, который сравнивается с сигналом обратной связи V6pq -, поступаю. щим с датчика 17 угла поворота. Ре50 гулирующее воздействие с выхода сумматора 16, усиленное. усилителем 18, поступает на вход привода 19 лебедок носовых канатов. Скорость 06 поддерживается автономно постоянной в соотвествии с заданием.

В сравнении с известным,предлагаемое устройство позволит повысить производительность добычногр комплекса

7 11 в среднем на 1-2Х, что для драг с емкостью ковша 250 л с годовой средней производительностью 850 тыс.м состаs вит прирост переработки горной массы

8,5 -17 0 тыс.м в год, что при стоимости I. м горной массы 0,57руб. составит 4, 8 — 10 тыс. pyd. в год.!!)4745

Составитель Н.Иванов

Редактор А.Шандор Техред И.Асталош Корректор М.Шароши

Заказ 6742/20. Тираш 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент"., r.Óëòîðîä, ул.Проектная, 4