Система автоматизированного управления роторным экскаватором

 

Изобретение относится к автоматизации управления производственными нроцессами на карьерах и является усовершенствованием известной системы автоматизированного управления роторным экскаватором по авт. св. № 1164374. С целью повышения надежности система снабжена блоком фор мирования предельно допустимых ускорений и замедлений (БФУЗ) конвейеров (К) из условия отсутствия пробуксовки ленты (НЛ). К входам БФУЗ подключены преобразователь угла наклона и блок определения текущего значения количества материала на К. Выходы БФУЗ подключены к входам блоков формирования команд на запуск электроприводов и программ остановки К роторной стрелы. Приведенная структура БФУЗ позволяет по сигналам от преобразователя угла наклона и блока определения текущего значения количества материала на К определять величину и направление продольной составляющей веса материала. В зависимости от знака угла наклона и вида нестационарного режима (запуск или остановка) величина продольной составляющей складывается или вычитается из предельного тягового усилия двигателя, определяемого из условия ПЛ, т. е. изменяется полное движущее (тормозсл ное) усилие. Таким образом, БФУЗ автоматически определяются предельное ускорение и замедления К из условия отсутствия ПЛ. В результате при запуске и остаповке К требуемое значение замедления или ускорения К роторной стрелы ограничено донустимой перегрузкой двигателя (определяемой загруженностью конвейера) или условием отсутствия ПЛ. 1 3. п. ф-лы, 7 ил.. 1 табл. N3 О5 Oi ;о 4 ьо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е 02 Г9 20 Р. «Г

«)Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

З?", ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1164374 (21) 3868475/22-03 (22) 18.03.85 (46) 30.10.86. Бюл. № 40 (71) Производственное обьединение «Новокраматорский машиностроительный завод» и Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) Ю. Т. Калашников. В. П. Шолтыш«

К. П. Сахарчук, Л. A. Верещагин и А. В. Чермалых (53) 622.271.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1164374, кл. Е 02 F 9/20, 1983. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ РОТОРНЫМ 3КСКАВАТОРОМ (57) Изобретение относится к автоматизации управления производственными процессами на карьерах и является усовершенствованием известной системы автоматизированного управления роторным экскаватором по авт. св. № 1164374. С целью повышения надежности система снабжена блоком фор мирования предельно допустимых ускорений и замедлений (БФУЗ) конвейеров (К) из условия отсутствия пробуксовки ленты (ПЛ).

„„SU„„1266942 А 2

К входам БФУЗ подключены преобразователь угпа наклона и блок определения текущего значения количества материала на К.

Выходы БФУЗ подключены к входам блоков формирования команд на запуск электроприводов и программ остановки К роторной стрелы. Приведенная структура БФУЗ позволяет по сигналам от преобразователя угла наклона и олока определения текущего значения количества материала на К определять величину и направление продольной составляющей веса материала. В зависимости от знака угла наклона и вида нестационарного режима (запуск или остановка) величина продольной составляющей складывается или вычитается из предельного тягового усилия двигателя, определяемого из условия ПЛ, т. е. изменяется полное движущее (тормозное) усилие. Таким образом. БФУЗ автоматически определяются предельное ускорение и замедления К из условия отсутствия ПЛ.

В резу,л ьтате при запу,ске и остановке К требуемое значение замедления или ускорения К роторной стрелы ограничено lollvcTHмой перегрузкой двигателя (опредсляемой загруженностью конвейера) или условием отсутствия ПЛ. 1 з. п. ф-лы. 7 пл.. 1 табл.

1266942

llзобретепис относится к автоматизации х правления производственными процессами

Il;i карьерах. а именно к управлению режимом работы роторного экскаватора, и может быть использовано как на вскрышных, так и па добычных роторных экскаваторах большой единичной мощности. !

1елью изобретения является повышение надежности за счет исключения пробуксовки конвейерных лент.

llоставленная цель достигается тем. что в известную систему введены блоки формирования редельно допустимых ускорений и замедлений Ië нвейеров, которые iio сигналам от первичного преобразователя угла наклона и блока определения текущего значения количества материала на конвейере роторной стрелы определяют величину продольной составляющей веса материала и с учетом знака угла наклона вычисляют предельно допустимые ускорения и замедления конвейеров из условия отсутствия пробуксовки ленты.

Предлагаемая структура блока формирования предельно дону тимых ускорений и замедлений конвейеров позволяет. автоматически определять предельные ускорения и замедления из условия отсутствия пробуксовки ленты при изменяющихся углах наклона и загруженности конвейера роторной стрелы. Для конвейеров. имеющих постоянный угол наклона. запуск и остановка из условия отсут,твия пробуксовки ленты Ilpoизводятся о жестким программам. рассчитываемым для каждого конкретного

C J I ) × ñ1 ß .

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемой системы автоматизированного управления роторным экскаватором; на фиг. 2— схема блока формирования команд запуска электропривода; на фиг. 3 — схема блока формирования программы запуска конвейеров; на фиг. 4 — — блок-схема блока формирования программ остановки конвейера роторной стрелы; на фиг. 5 — схема блока определения модуля; на фиг. 6 — схема блока определения знака угла наклона конвейера роторной стрелы: на фиг. 7 схема блоков определения текущего значения материала на конвейере роторной стрелы нижней рамы и разгрузочной консоли.

Система автоматизированного управления роторным экскаватором содержит электроприводы 1, 2, 3, 4 и 5 соответственно роторного колеса 6, механизма поворота роторной стрелы, конвейеров роторной стрелы 7, нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9, соединенных с соответствующими блоками 10, 11, 12, 13 и 14 управления, измеритель 15 интенсивности потока материала на конвейере 7 роторной стрелы, выполненный на первичных преобразователях погонной нагрузки 16, скорости движения 17 и угла наклона конвейера 18«соединенных

1О

ЗО

50 с блоком 19 определения текугцего значения интенсивности потока материала. выход которого подключен к третьему входу блока управления электроприводом механизма поворота и к основному входу секционированного блока 20 моделирования движения потока, секции 21 — 25 которого выполнены в виде последовательно-параллельных сдвиговых регистров. Основные входы и выходы секций соединены последовательно. сдвиговые входы секций 21, 23 и 25 подключены соответственно к первичным преобразователям 17, 26 и 27 скорости движения конвейеров роторной стрелы, нижней рамы и разгрузочной консоли. Выходы секций 21, 23 и 25 блока моделирования движения потока подключены к блокам 28, 29 и 30 определения текущего значения количества материала на конвейерах роторной стрелы. нижней рамы и разгрузочной консоли. а выходы секций 22 и 24 — соответственно с блоками 31 и 32 интегрального усреднения интенсивности потока в зонах перегрузки конвейеров. Указанные блоки выполнены в виде сумматоров состояний последовательно-параллельных сдвиговых регистров. Выходы блоков 28, 29 и 30 определения текущего значения количества материала на конвейерах подключены к соответствующим входам блока 33 формирования программ запуска конвейеров в фс: ;и.::; чх за руженности, выполненно. : .:, немых пороговых элементов. R,!,, . 33 формирования прог!.;:i« : ...«йеров IIoj,— ключены t(б,!oi« . !,,1 oп «l I.. " :« ия коман 1 запуска электроприводо, которого соединены < первы и вхо.п;, ветствующих блоков 10, 1,, !2, !«...: равления.

Выходы задатчика 35 коман, на остановку электропрп гядов соединены соответственно с вторымп: ходами бло ; i)), 11, 12, 13 и 14 управл"::! «:. Выходы блоков 31 и 32 интегрального усреднения интенсивности потока в зонах перегрузки соединены с третьими входами блоков 13 и 14 управления электроприводами 4 и 5 конвейеров нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9. Выход блока 28 определения текущего значения количества материала на конвейере роторной стрелы соединен с первым входом блока 36 формирования программ остановки конвейера роторной стрелы в функции его загруженности. выход которого подключен к третьему входу блока 12 управления электроприводом 3 конвейера 7 роторной стрелы. Выходы первичных преобразователей 17, 26 и 27 скорости движения конвейеров соединены соответственно с четвертыми входами блоков 12.

13 и 14 управления.

Система автоматизированного управления роторным экскаватором дополнительно содержит блок 37 формирования предельно допустимых ускорений и замедлений конвейеров из условия отсутствия пробуксовки

1266942

55 запуск; (гр). буемые величины ускорений), задаваемые указанными блоками, рассчитываются заводом-изготовителем и являются неизменными для конкретного оборудования роторных экскаваторов.

Таким образом, по внешнему сигналу, подаваемому машинистом-оператором, в блоке 34 формируются следующие выходные сигналы: команда на запуск электропривода 1 роторного колеса 6 по программе. поступающей из блока 58 в блок 10 управления; команда на запуск электропривода 2 поворота роторной стрелы по программе, поступающей из блока 59 в блок 11 управления; команда на запуск электроприводов 3, 4 и 5 соответственно конвейеров роторной стрелы 7, нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9 с ускорением. величина которого поступает из блока 57 в блоки 12, 13 и 14 управления.

Задатчик 35 команд на остановку электроприводов предназначен для обеспечения остановки электроприводов роторного экскаватора в определенной последовательности. определяемой технологическим процессом.

Задатчик 35 команд на остановку электроприводов содержит три блока временных задержек и ключ, снимающий управляющий сигнал с входа задающих устройсгв блоков 10--14 управления.

При подаче машинистом-оператором внешнего сигнала на остановку электроприводов с выходов задатчика 35 команды на снятие управляющего сигнала поступают с первого выхода с задержкой во времени т) в блок 10 управления электроприводом 1 роторного колеса 6; с второго выхода без задержки времени в блок 1! управления электроприводом 2 механизма поворота роторной стрелы; с третьего выхода с задержкой времени т в блок 12 управления электроприводом 3 конвейера 7 роторной стрелы; с четвертого выхода с задержкой времени тз в блоки 13 и 14 управления электроприводами 4 и 5 конвейеров и нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9. Необходимо отметить, что т (т <тз.

В результате такой организации обеспечивается остановка электроприводов роторного экскаватора в последовательности: электропривод 2 механизма поворота роторной стрелы, электропривод 1 роторного колеса, электропривод 3 конвейера роторной стрелы, электроприводы 4 и 5 конвейеров нижней рамы и разгрузочной консоли.

Блок 36 предназначен для формирования программы остановки конвейера 7 роторной стрелы и состоит из преобразователя 60 аналог — позиционный код, блока 61 задания величины замедления конвейера и блока 62 выделения меньшего из двух входных воздействийй.

На вход преобразовател я 60 подается аналоговый сигнал, пропорциональный теку10

l5

45 щему значению количества материал» на конвейере 7 роторной стрелы, поступаюцп и с выхода блока 28. На выходе преобр i»o»»теля 60 получаем позиционный код. соответствующий входной величине. 11реобр)2» )ватель 60 аналогичен прсобразовзте, I « iI 52.

53 и 54 блока 33 (фиг. 3). поэтом принципы формирования кодов и алгоритмы их р»б)<)) ы идентичны (cM. таблицу ), С выхода и )елб— разовател я 60 код I I ðîãðà ìM»I оста попки поступает в блок 61 (аналоп«)ный лллку 56, фиг. 3). где в соответствии с этим кодом выбирается требуемое значение замедления, вычисленное из условия допустимой нагрузки двигателя. определяемой загруженностью конвейера. С выхода блока 61 сиги»л, пропорциональныйй требуемому зна !ению заме. )аеННа, поступает Ha первый вход б.)n» ()2 выделения меньн)его из двух вход )ых си-.,:,— лов (аналогично блоку 57, ср))г. 3). На I)Togo! вход блока 62 с выхо,)а блок» 49 сравнс«н)я

HoCTVÏ2ÑT сигнал. )1()0)) О()!,I! o I-:H. I i Ill I:.) вс, i liчине требуемого предельнлгл з»мед;;c!!",: из условия ОТс jpтcTВи л I! 1)ллмкслвк» . )сl)Tы.

С выхода блока 62 сигнал. проплj)цилtl»лный меньшему из двух входных в .-,I«чиь возможных замедлений, постуlià T н блок управления электроприводом 3 конвейера 7 роторной стрелы. Таким образом, треб2усмлс значение замедления для конвейера роторной стрелы ограничено допустимой перегрузкой двигателя или условием отсутствия пробуксовки ленты.

Блок 38 определения модуля уг, »:, »Ic она конвейера ротлрной стрелы: фиг.:)) ci":держит два операционных усиди-.....я л,-::; ()1. охваченные отрицательной лбр»т).лй св..зь)л.

Инвертирующий вход операциош)огл уi и.,;— теля 63 и пеинвертирующий (синфазнь й) вход операционного усилителя 64 че1)е:.;IIo ды соединены с выходом пе)ni«II!oi. и; елб)разователя 18 угла наклон», » вь .м)дь) л) срационных усилителей 63 и 64 след цнь; с первым входом блока -10 <)пределс)ь«c .»тической составляющеи )вижу)цегл х си,;ия.

Блок 39 опьеделсния зн»к» мгла н»клоп» конвейера роторной стрелы (фпг. 6i сл,цржит операционный усилитель 65 с разлей)гой характеристикой типа «насыгдение». ох:)»ченный через диоды двойной отриц»телыьлй ооратной связью, инвертирую:ций ья)д которого соединен с входом блок» 38 о))редсления модуля угла наклона и с вь:xo.)оч первичного преобразователя 18 у;,i;! »клона. Выходы операционного ус)»1ите, IIl 65 подсоединены соответственно к входам унр»в»ения ключами коммутаторов 48 и 50

Блок 40 определения статической оставляющей движущего усилия по входi!»!i! гшналам реализует зависимость где Г,. (/) — статическая cост»вля;оiii;)) . движущего усилия. опрс )елhc",»>I

1266942

l0 продольной составляющей веса материала на ленте; т (/) — текущее значение количества материала на конвейере роторной стрелы (поступает с выхода блока 28);

g — ускорение свободного падения; a(t)(— абсолютное значение (модуль) угла наклона конвейера роторной стрелы (поступает с выхода блока 38) .

Блоки 28, 29 и 30 (фиг. 7) предназначены для определения текущего значения количества материала на конвейерах роторной стрелы 7, нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9 и являются сумматорами состояний ячеек соответствующих секций 21, 23 и 25.

С выхода каждой ячейки секций 21, 23 и 25 сигналы погонной нагрузки поступают на базы транзисторов 661 — 66„. Количество транзисторов и равно числу ячеек соответствующей секции блока 20. Суммарный ток, протекающий через резистор 67, определяется количеством открытых транзисторов и, следовательно, количеством возбужденных ячеек секций 21, 23 и 25. Таким образом, напряжение U x(t) пропорционально текущему значению количества материала тф) на соответствующем конвейере. Величина резистора 67 определяется выбором масштаба.

Система срабатывает следующим образом.

В стационарном режиме регулирование производительности роторного экскаватора осуществляется изменением скорости электропривода 2 механизма поворота в функции интенсивности потока материала. Частотный сигнал, пропорциональный интенсивности потока, с выхода блока 19 измерителя 15 интенсивности потока поступает на третий вход блока 11 управления электроприводом 2 механизма поворота и на основной вход секции 21 блока 20 моделирования движения потока. На сдвиговые входы секций 21, 23 и 25 подается частотный сигнал от первичных преобразователей 17, 26 и 27 скорости движения соответственно конвейеров роторной стрелы 7, нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9. С выходов ячеек секций 21, 23 и 25 сигналы поступают на входы блоков 28, 29 и 30 определения текущего значения количества материала на конвейерах, а с выходов ячеек секций 22 и 24 — на входы соответствующих блоков 31 и 32 интегрального усреднения интенсивности потока в зонах перегрузки. С выходов блоков 28, 29 и 30 определения текущего значения количества материала на конвейерах сигналы поступают на соответствующие входы блока 33 формирования программ запуска конвейеров в функции их загруженности, с выходов которого коды программ запуска подаются в

55 блок 34 формирования команд запуска электроприводов, где выделяется меньшее из трех входных воздействий. В соответствии с выбранным наименьшим кодом в блоке 34 выбирается требуемое значение ускорения, являющееся меньшим из трех допустимых из условия перегрузки двигателя. В блоке 34 формируются также программы запуска электропривода 1 роторного колеса 6 и электропривода 2 механизма поворота роторной стрелы, которые рассчитываются заводомизготовителем и являются неизменными для конкретных типов роторных экскаваторов. С выхода блока 28 определения текущего значения количества материала на конвейере 7 роторной стрелы сигнал поступает на первый вход блока 36 формирования программ остановки конвейера роторной стрелы в функции его загруженности, где в соответствии с этим сигналом выбирается требуемое значение замедления. Выходные сигналы блоков 31 и 32 интегрального усреднения интенсивности потока в зонах перегрузки конвейеров поступают соответственно на третьи входы задания скорости блоков 13 и 14 управления электроприводами 4 и 5 конвейеров нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9, где в функции усредненной интенсивности потока с упреждением, учитывающим инертность элсктроприводов, формируются тормозные режимы.

Сигнал от первичного преобразователя 18 угла наклона конвейера роторной стрелы поступает на вход блока 38 определения модуля угла наклона и на вход блока 39 определения знака угла наклона. В случае верхнего положения роторной стрелы (а)0) сигнал положительной полярности поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 53 (фиг. 3), с выхода которого снимается сигнал той же полярности. Если роторная стрела находится в нижнем положении (а(0) сигнал отрицательной полярности поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 52, с выхода которого снимается сигнал той же величины. но положительной полярности. Таким образом, с выхода блока 38 всегда снимается сигнал положительной полярности, пропорциональный величине угла наклона конвейера роторной стрелы, т. е. Io). В блоке 39 определения знака угла наклона сигнал от первичного преобразователя 18 угла наклона поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 54. В случае а)0 на вход операционного усилителя 54 поступает сигнал положительной полярности. С выхода операционного усилителя сигнал отрицательной полярности. равный по величине напряжению насыщения усилителя, через соответствующий диод поступает на выход блока 39, который подключен к входу управления ключами коммутатора 50. В случае а(0 на вход операционного усилителя 54

1266942

10 !

1

55 ленты, входы которого подключены к первичному преобразователю 18 угла наклона и к входу блока 28 определения текущего значения количества материала на конвейере роторной стрелы, а выходы соединены соответственно с четвертым входом блока 34 формирования команд запуска электроприВодов и с вторым входом блока 36 формирования программ ос" ановки конвейера роторной стрелы. Блок 37 формирования предельно допустимых ускорений и замедлений конвейеров состоит из блока 38 определения модуля у гла наклона коивей(р." роторной стрелы. вход которого соединен с входом блока 39 определения знака угла наклоня и с выходом первичного преобразователя 18 угла наклона, а выход — с первым входом

6;loK3 40 опрсделения статической состав. !Яio!1(сй дВижУI!LСГО x сил иЯ, ВТОРОЙ Вход которого соединен с первым входом блока 41 сравнении и с выходом блока 28 определения текуilli .ãо значения количества материала

1i3 конвейере роторной стрелы. Блок 40 опредслс ния статической составляющей движу:цсго усилия выполнен «а двух блоках умножсния аналоговых сигналов и одном аппроксиматоре, реализующем функцию синуса.

Выход о10K3 40 подклк>чен к первым входам блоков 42 и 43 сравнения, вторые входы которых соединены с выходом задатчика 44 предельного тягового усилия. Выходы блоков 42 и 43 сравнения подключены соотвегственно к первым входам блоков 45 и 46 определения предельно допустимых ускорений (замедлений). Выполне!шых в виде олок0l3 дел" liHH аналоговых сигналов. вторые вхо Li>1 которых соединены с выходом блока 41 сравнения, второй вход которого подкл)очен к задатчику 47 приве:(енной массы порожнего конвейера роторной стрелы. Выход блока 45 через первый ключ коммутаторы 48 подклк>чен к первому входу блока 49 сравнения и через первый ключ коммутатора 50 к первому входу блока 51 сравнения.

Выход блока 46 через Второй ключ коммутатора 48 подключен и вгоро (у входу блока 51 сравнения. 3 через второй ключ коммутатора 50 к второму Bxo 1у блока 49 сравнения.

Каждый из KQMMóò3òîðîâ 48 и 50 выполнен на двух транзисторных ключах, причем вхо, управления ключами коммутатора 50 иод— ключсн к первому Выходу блока 39 Определения знака угла наклона. а вход управления клк>чами коммутатора 48 с(>(динсн с Вторым выхо:!Ом блока 39 определения знака угла наклона. Выход блока 49 соеTLHIIpII с вторым входом блока 36 формирования программ остановки конвейера роторной стрелы, а выхо;l, блока 51 сравнения — с четвертым входом блока 34 формирования команд заIIV(K3 3;lOKT1)0II РИВОДОВ.

Огсутствие в пре.ьлагаемой системе таких блоков основной системы. как генераторы

СДВИ Гс! П 0 За КОН>>> ДВИ ж(Н И и IIOT(>K3 И фОРМС струи в зонах перегрузки, блоки скользящего интегрального усреднения интенсивности потока на отрезках, пре(п(естнуюцсHx зонам перегрузки конвейеров. преобразователь частота- напряже1(ие. блоки временной задержки. соеди:!енныс с соответс) вуi0111HMH блоками сравнения, Bxo+I! которых IIO>(ключены к блокам формирования сигны.l(1 xiI)и я KО, Il÷ (.(1 вы материала в струе в зонах пер(грхзки при неподвижных конвейерах. и суммыторы, об>ьясняется TcM(. что система-прототип учитываPT наиболее общий случай функционирования роторного комплекса. ы именно рыьчюускоренное движение потока материала в струе в зонах перегрузки конвейеров. Однако на последних типах мощных роторных экскаваторов в зонах перегрузки конвейеров установлены щиты. гасящие скорость потока при свободном падении. При этом скорость твижения потока в зонах перегрузки с достаточной точностью можно считать постоянной и равной скорости потока в начале .«)Иы перегрузки. В этом случае указанные блоки могут отсутствовать.

Блок 20 моделирования движс потока материала состоит из пяти последовательно соединенных секций 21, 22, 23. 24 и 5. с.скции 21, 23 и 25 соответствуют конвейерам роторной стрелы 7. нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9. а секции 22 и 24 — вертикальным участкам потока материалil В струе в зонах перегрузки конвейеров. (Скции выполнены в виде последовательно-параллельных сдвиговых регистров.

Частотный сигнал, пропорциональный интенсивности потока. с выходы блока 1!) измерителя 15 интенсивности потока постхпает на основной вход первой секции блока 20. соответствующей конвс йеру 7 роторной стрелы. На сдвиговыс входы рсгисгров этой секции подается частотный си! Иыл с первичного преобразователя 17 скорости движения потока 1!а конвейере 7 роторной стрелы. 11ри этом импульсы, характсризук>щие интенсивность потока в месте v(T(I!IOBKH первичного преобразователя 16 погонной нагрузки. сдвигаются из ячейки B ячейку вправо согласно посту(!лс111110 импульсов от первичного прсобразовытсля 17 скоросги двliженllя нотОкы м()T(. 1>1!!1, )i! I! K()i!!>(. 11(. 1)(. .

В резу;п тате такой органи l!! Ililll первичный преобр(lзоватс.il> 16 llo! о;)ной н,)грх:BK11 только В начале конвейер;1 7 рси01)li(>li OT1)(лы, -- получас м модель свижcHHÿ потокы материалы по всей длине ко:(всйсры.

ОСТЗ.I I>ilhIO 0(. KILH H блок:1 0 » (T1)00 ы аналоги 1 lo и !IР(. LHBB I!3>I(III>1;L Iя мО. ((. .! Ii1)0

В !) и И Я L B H >K B Н И Я ПОТОКИ М Ы 1 (. Р И 3 Л Ы 11 Ы K O l iвейерах и (жней рамы 8 и разгрузо(ной консолH 9. а также и «трус l3 зон;)х II(рс рузки

K0Í В(И(>ров. 111) И I(. (I Il;l (.LBII! ()В!>1с В.,О,)ь! регистров секций 23 и 25 под;(ст(H ",:I(.".От>!ый с и Гнал скОрос ти дв ижс н и Я пот()K;I ()1 !1(1> !311 l

IIbIx преобразователей 26 и 2, ск()ро("1 и IBII1266942

Выходной позиционный код преооразсТекущее значение количества материала m (t) на конвейере 7 роторной стрелы (1оступает с выхода блока 28 по -каналу KI) вателя

D1 D2 D3 D4

О (mz(t) Ñ, 0,25 m"è

1 О О G

0,25m„(m (t) 4 0,5m„

0,5m„:m>(t) . 0,75m„

0,75 тв(гп (t) (m„

Î 1 О О

О О 1 0

О О О 1 п1" — номинальное значение количества материала на конвейере раторной стрелы. жения потока материала на конвейерах нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9.

Выходом каждой ячейки секций блока 20 является сигнал погонной нагрузки»а определенном отрезке транспортного тракта. длина этого отрезка определяется количеством ячеек в каждой секции.

Таким образом, в каждый момент времени имеется точное соответствие между пространственным распределением потока материала по длине транспортного тракта роторного экскаватора и состоянием ячеек секций блока 20.

Блок 33 предназначен для формирования программ запуска конвейеров в функции их загруженности (фиг. 3). Алгоритм его

В общем случае количество программ запуска. а следовательно, и число выходов каждого из преобразователей 52, 53 и 54 определяются кол ичеством выбранных уровней т ® и соответствующих им рабочих ускорений для каждого из конвейеров экскаватора.

Таким образом, с выхода преобразователей 52, 53 и 54 в блок 34 формирования команд запуска электроприводов поступают коды программ запуска соответственно конвейеров роторной стрелы 7, нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9.

В блоке 34 коды программ запуска подаются на вход блока 55 выделения меньшего из трех входных воздействий. Выделенный в блоке 55 код поступает в блок 56 задания величин ускорений конвейеров. где в соответствии с этим кодом выбирается требуемое значение ускорения, являюгцееся меньшим из трех, вычисленное из условия допустимой перегрузки двигателя, опредсляемой загруженностью конвейеров. В результате такой организации процесс запуска конвейерной функционирования может быть реализован с помощью преобразователей 52, 53 и 54 аналог — позиционный код. Входными являются аналоговые сигналы текущего значения количества материала на конвейерах, поступающие по каналам соответственно от блоков 28, 29 и 30 определения текущего значения количества материала на конвейерах.

Принцип формирования кодов программ запуска по всем трем каналам одинаков. Например, рассмотрим канал, по которому поступает аналоговый сигнал с блока 28 о загруженности конвейера 7 роторной стрелы.

Алгоритм работы преобразователя 52 аналог — позиционный код на примере реали15 зации и четырех программ запуска представлен в таблице. линии роторного экскаватора будет оптимальным по быстродействию при ограничениях динамических нагрузок на электропри4О воды. С выхода блока 56 сигнал. пропорциональный требуемому значению ускорения поступает на первый вход блока 57 выделения меньшего из двух входных воздействий.

На второй вход блока 57 поступает сигнал с выхода блока 51 сравнения, пропорцио45 нальный величине требуемого предельного ускорения из условия отсутствия пробуксовки ленты. С выхода блока 57 сигнал. пропорциональный меньшему из двух входных величин возможных ускорений, поступает по каналам в блоки 12, !3 и 14 управления электроприводами 2, 3 и 4. Таким образом, требуемое =,íà÷åíèå ускорения для конвейеров ограничено допустимой нагрузкой двигателей или условием отсутствия пробуксовки ленты. В состав блока 34 входят также блок 58 задания программы запуска электропривода 1 роторного колеса 6 и блок 59 задания программы запуска электропривода 2 поворота роторной стрелы. Программы

1266942

У"т = К Е (е — 1), где F. — предельно допустимое из условия отсутствия пробуксовки ленты тяговое усилие;

К вЂ” коэффициент запаса; нат — натяжен ие ленты;

)г — коэффициент трения ленты о барабанн;

P — угол обхвата барабана конвейерной лентой.

Блок 40 определения статической составляющей движущего усилия по входным сигналам реализует зависимость

F„(t) = пгг(г) д.sin/cx(t)!, (2) где F„(t) — статическая составляющая движущего усилия, определяемая продольной составляющей веса материала на ленте;

m$t) — текущее значение количества материала на конвейере роторной стрелы (поступает с выхода блока 28); д — ускорение свободного падения;

I cc® — — абсолютное значение (модуль) угла наклона конвейера роторной стрелы (поступает с выхода блока 38) .

По сигналу, пропорциональному приведенной массе m() порожнего конвейера роторной стрелы, поступающему с выхода задатчика 47, и сигналу, пропорциональному текущему значению количества материала на конвейере роторной стрелы туг), поступающему с выхода блока 28, блок 41 сравнения реализует зависимость (3) т р"(/) = то + т ), где тч».(1) полная приведенная масса системыы.

В зависимости от вида нестационарного режима (запуск или остановка) и положения роторной стрелы (а)0 или а(0) требуемое поступает сигнал отрицательной полярности.

С выхода операционного усилителя сигнал положительной полярности, равный напряжению насыщения усилителя, через соответствующий диод в обратной связи поступает на другой выход блока 39, который подключен к входу управления ключами коммутатора 48. Таким образом, в зависимости от знака угла наклона (а)0, а(0) работает один или другой выход блока 39 определения знака угла наклона конвейера роторной стрелы.

Задатчик 47 выдает сигнал, пропорциональный приведенной массе mp порожнего конвейера роторной стрелы. определяемой параметрами конкретного типа конвейера.

Задатчик 44 предельного тягового усилия реализует уравнение Эйлера предельное значение ускорения (замедления) a(t) из условия отсутствия пробуксовки ленты определяется уравнениями:

F sgt Р .+ F„+f)

5 тпр"(t) т р (t) 10 запуске и а)0

flPH остановке и сс(0 (4) запуске и п<0 при остановке и а)0! и где F (t), F (t) — полные предельно допустимые движущие (тормозные)

20 усилия.

В соответствии с уравнениями (4) по сигналам, поступающим с выходов блоков 40 и 44, блок 42 сравнения реализует зависимость

F s(t) = F + F„(t), (5) а блок 43 сравнения — зависимость—

F."(t) = FT — F„(t), (6) по сигналам, поступающим с выходов блоков 41 и 42, блок 45 определения предельно допустимых ускорений (замедлений) реализует зависимость ( (7) по сигналам. поступающим с выходов блоков 41 и 43, блок 46 определения предельно допустимых ускорений (замедлений) реализует зависимость а"(t) = — — - - . (8)

По сигналам, определяемым знаком угла наклона конвейера роторной стрелы (сс)0, я(0), поступающим с выходов блока 39

45 определения знака угла наклона на входы управления ключами коммутаторов 48 и 50, открываются соответствующие пары ключей и выходы блоков 45 и 46 определения предельно допустимых ускорений (замедлений) подключаются к соответствующим входам блоков 49 и 51 сравнения. С выхода блока 51 сравнения сигнал, пропорциональный требуемому предельному ускорению. поступает на четвертый вход блока 34 формирования программ запуска электроприводов. где сравнивается с определенным ранее зпачснием ускорения из условия допустимой перегрузки двигателя (определяемым загруженностью конвейерной линии) . Выбирает я

1266942

Формула изобретения меньшее из этих двух значений, т. е. требуемое значение ускорения для конвейеров ограничено допустимой перегрузкой двигателей или условием отсутствия пробуксовки ленты.

Выходной сигнал блока 49 сравнения, пропорциональный требуемому предельному значению замедления. поступает на второй вход блока 36 формирования программ остановки конвейера роторной стрелы, где сравнивается с величной замедления конвейера, определенной из условия допустимой перегрузки двигателя (определяемой загруженностью конвейера) . Выбирается меньшее из двух величин, т. е. требуемое значение замедления конвейера роторной стрелы ограничено допустимой перегрузкой двигателя или условием отсутствия пробуксовки ленты.

Сигналы от первичных преобразователей 17, 26 и 27 скорости движения конвейеров поступают на четвертые входы соответствующих блоков 12, 13 и 14 управления электроириводами 3, 4 и 5 как сигналы обратных связей.

При запуске электроприводов сигналы с выходов блока 34 формирования команд запуска электроприводов поступают на первые входы блоков 10. 11, 12, 13 и 14 управления, обеспечивая последовательный запуск электроприводов 5, 4 и 3 конвейеров разгрузочной консоли 9, нижней рамы 8. роторной стрелы 7, электроириво,1ы 1 роторного колеса 6 и электропривода 2 механизма поворота роторной стрелы.

При остановке электроприводов сигналы с выходов задатчика 35 команд иа остановку поступают на вторые входы соответствующих блоков 10, 11, 12, 13 и 14 управления.

В результате обеспечивается остановка электроприводов в следующей последовательности: электропривода 2 механизма поворота роторной стрелы и электроиривода 1 роторного колеса 6 по жестким программам; электропривода 3 конвейера 7 роторной стрелы по сигналу с выхода блока 36 формирования программ остановки конвейера роторной стрелы; электроприводов 4 и 5 конвейеров нижней рамы 8 и разгрузочной консоли 9 по сигналам с выходов соответствующих блоков 31 и 32 интегрального ускорения интенсивности потока в зонах перегрузки конвейеров.

1. Система автоматизированного управления роторным экскаватором по авт. св. № 1164374, отличающаяся тем. что, с целью

IS

Зо

50 повышения надежности за счет исключения пробуксовки конвейерных 1cHT, система снабжена блоком формирования предельно допустимых ускорений и замедлений конвейеров, первый вход которого соединен с выходом первичного преобразователя хч ла наклона, второй вход — с выходом блока определения текущего значения количества материала на конвейере роторной стрелы. первый выход блока формирования предельно допустимых ускорений и замедлений конвейеров подключен к дополнительному входу блока формирования команд на запуск электроприводов. а второй выход — к другому входу блока формирования программ оста новки конвейера роториой стрелы.

2. Система ио и. 1. отлачающачся тем. что блок формироваHèÿ ирсдсльн0 допулимых ускорений и замедлений коивейерои содержит блок определения модуля угла наклона конвейера роторной сз релы. блок определения знака угла наклона. блок определения статической составляющей движущего усилия, блоки сравнения. задатчик предельного тягового усилия. блоки предельного допустимого ускорения и замедления. задатчик приведенной массы порожнего конвейера роторной стрелы и ком мутытор. выполненный на ключах. при этом выходы блока определения модуля угла наклона конвейера роторной стрелы подключены к входам коммутатора, а вход объединен с входом блока определения статическои составляющей движущего усилия и является первым входом блока. выход задытчика приведенной массы порожнего конвейеры роторной стрелы соединен с первым входом первого блока сравнения. выход которого подключен к первым входам блоков определения допустимых ускорений и замедлений. выходы которых через первые ключи коммутатора подключены к первым входам второго и третьего блоков сравнения. а через вторые ключи коммутатора — к вторым входам этих же блоков сравнения. выходы второго и третьего блоков сравнения являются соответственно первым и вторым BblxoJ,àìè блока, выход блока определения знака угла наклона соединен с первым входом блока определения статической составляющей. второй вход которого объединен с входом первого блока сравнения и является вторым входом блока. а выход — с первыми входами четвертого и пятого блоков сравнения, вторые входы которых подключены к задатчику предельного тягового усилия. а выходы соединены с вторыми входами блоков определения допустимых ускорений и замедлений.!

26б942

134

1266942

Фиг. 5

Редактор A. Лежнина

Заказ 5732/24

Составитель И. Назаркин 1 ехред И. Верес Корректор М, Максичишинец

Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4