Способ управления двухбарабанным ленточным конвейером

 

Изобретение относится к области конвейерного транспорта и позволяет с высокой точностью управлять конвейерной установкой во время протекания динамических режимов . Для этого осуществляют компенсацию колебаний (К) бегового органа, обусловленных взаимовлиянием приводов конвейера . В зависимости от изменения грузопотока изменяют частоту вращения (ЧВ) электродвигателей (ЭД) приводных барабанов. При этом компенсируются инерционности и К по главным каналам. Для компенсации взаимовлияния ЭД приводов конвейера для каждого ЭД формируют корректирующий сигнал . Сначала находят сумму инвертированного сигнала ЧВ одного ЭД и сигналов, обусловленных статическим и тяговым усилиями . Затем определяют откощение этой суммы к сигналу составляющей ЧВ другого ЭД, обусловленной его тяговым усилием. Сформированные корректирующие сигналы создают в главных каналах К, находящиеся в противофазе с К, вызванными взаимоа влиянием приводов. Выходные величины (ЧВ приводов) каждого полученного независимо го канала управления приводом каждого приводного барабана прямо пропорциональны управляющим сигналом. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1286474 (5D 4 В 65 G 43/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

»О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ м

Р (21) 3829827/27-03 (22) 25.12.84 (46) 30.01.87. Бюл. № 4 (71) Криворожский горнорудный институт (72) В. М. Назаренко и Н. Д. Мицная (53) 621.867.2 (088.8) (56) Запенин И. В., Бельфор В. Е. и др.

Моделирование переходных процессов ленточных конвейеров. М.: Недра, 1976, с. 4.

Назаренко В. М. Построение оптимизированных на динамичность систем управления ленточными конвейерами.— Известия

ВУЗов. Горный журнал, 1980, № 3, с. 89 — 92. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХБАРАБАННЫМ ЛЕНТОЧНЫМ КОНВЕЙЕРОМ (57) Изобретение относится к области конвейерного транспорта и позволяет с высокой точностью управлять конвейерной установкой во время протекания динамических режимов. Для этого осуществляют компенсацию колебаний (К) бегового органа, обусловленных взаимовлиянием приводов конвейера. В зависимости от изменения грузопотока изменяют частоту вращения (ЧВ) электродвигателей (ЭД) приводных барабанов.

При этом компенсируются инерционности и

К по главным каналам. Для компенсации взаимовлияния ЭД приводов конвейера для каждого ЭД формируют корректирующий сиг нал. Сначала находят сумму инвертированного сигнала ЧВ одного ЭД и сигналов, обусловленных статическим и тяговым усилиями. Затем определяют отношение этой суммы к сигналу составляющей ЧВ другого

ЭД, обусловленной его тяговым усилием.

Сформированные корректирующие сигналы создают в главных каналах К, находящиеся в противофазе с К, вызванными взаимо- д влиянием приводов. Выходные величины (ЧВ ® приводов) каждого полученного независимо у р го канала управления приводом каждого %ф ф приводного барабана прямо пропорциональ- С ны управляющим сигналом. 3 ил.

1286474

Частоты вращения приводных барабанов, выраженные через передаточные функции структурной схемы конвейера, могут быть представлены в общем виде так (см. фиг. 1): (P) Я>> „(Р) + Ест> (Р) -WcT (P) Wq(P) > Wgg (1 ) >

% (Р), % (Р) Б состав блока 4 регуляторов входят последовательно соединенные адаптивный регулятор тока 8, сумматор 9, к которому подключен датчик 10 тока, образующие узел

11 компенсации инерционности и колебаний гибкого тягового органа в главном канале два пропорционально-интегральных (ПИ) регулятора скорости 12 и 13 и сумматор 14.

Блок 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных влиянием соседнего приводного барабана, состоит из усилителя 15, сумматора 16, делителя 17 и интегратора 18. Усилитель 15 подключен к сумматору 16 и к второму входу (знаменатель) делителя 17, 1

Изобретение относится к области автоматического управления двухбарабанными ленточными конвейерами.

Целью изобретения является повышение точности управления конвейерной установкой во время протекания динамических режимов путем компенсации колебаний тягового органа.

Эта цель достигается тем, что компенсируют колебания, обусловленные взаимовлиянием приводов конвейера, путем формирования на входе САУ корректирующих сигналов, создающих в главных каналах ь! (Р) = Fi (Р) Wg (P) + Fg ж(Р) = Fg (P) Wga(P) + Fg где F (Р), F (Р) — приложенные усилия со стороны приводных двигателей; статические усилия со стороны нагрузки на приводных барабанах;

% .,(Р), W (P) -- передаточные функции, описывающие колебания в гибком тяговом органе при ступенчатом приложении статической нагрузки; передаточные функции, описывающие колебания в ленте по главным каналам и в перекрестных связях, выражающих взаимовлияние приводов при изменении управляющих воздействий;

Xi(P), Xq(P) — - перемещения в соотствующих точках.

Устройство, реализующИе способ управления двухбарабанным конвейером 1, включает системы автоматического управления электроприводами двух приводных барабанов, на каждом из которых последовательно подключены двигатель 2, преобразователь 3, блок 4 регуляторов и соединенный с ним через сумматор 5 блок 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных влиянием соседнего приводного барабана, а также задатчик 7 интенсивности (фиг. 3). структурной схемы конвейера колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями в перекрестных связях.

На фиг. 1 представлена структурная схема конвейера как объекта регулирования; на фиг. 2 — структурная схема устройства, реализующего способ; фиг. 3 — функциональная схема этого устройства. (Р) Wg) (P) + Рст>(Р) %стг(Р), который находится в аналогичном блоке 6 системы управления приводом соседнего барабана. Интегратор 18 также подключен к сумматору 16, выход последнего соединен с первым входом (числитель) делителя 17, с помощью которого весь блок 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных влиянием соседнего приводного барабана, соединен с сумматором 5.

Датчик 19 частоты вращения подключен к сумматорам 5, 9, 14 и 16 и к задатчику 7 интенсивности, выход которого соединен с усилителем 15 и сумматором 5.

Кроме того, устройство снабжено блоками и датчиками, общими для систем управления приводами обоих барабанов.

Датчик 20 момента инерции подсоединен к сумматорам 5 и 14 каждого приводного барабана. К сумматорам 5 подключены также блок 21 перераспределения нагрузки между приводными барабанами и блок 22 выделения статического усилия, который, кроме того, соединен с блоками 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных взаимовлиянием приводных барабанов, путем подключения к интеграторам 18.

Конвейерные весы 23 подключены к задатчикам 7 интенсивности.

40 Способ осуществляется следующим образом.

Сигнал, снимаемый с конвейерных весов

23 и пропорциональный количеству поступающего на конвейер 1 грузопотока, является величиной задания скорости ленты кон4 вейера 1 и подается на входы систем управления приводами каждого барабана через задатчики 7 интенсивности, что позволяет производить формирование задающего сигнала согласно требованиям технологии и с учетом предельно допустимых значе50 нии ускорении транспортных установок.

Двукратное применение видоизмененного принципа подчиненного регулирования .на каждом приводном барабане (блоки 4 регуляторов) позволяет свести передаточные функции электрической части системы, состоящей из приводных двигателей каждого барабана 2, преобразователей 3 и блоков

4 регуляторов, в совокупности с главными

1286474

С помощью адаптивного регулятора 8 тока производится компенсация электромагнитной постоянной времени. Поэтому передаточная функция оптимизированного замкнутого контура тока имеет вид

2T Ð2+ 2TÄP+ 1

co2(P) = Ug2(P) К2 + Б3! (Р) KiWy.к.i(P) W2! (P) + F;ò (Р) Wcт (P), где Wy..(P) — передаточная функция узла 30 сти и колебаний по главным

11 компенсации инерционно- каналам.

Отсюда у (p) W (ð) ттт P — Ug(P К! — Е ст, (Р фт, (P

У«2 !2 — 1 1 (Р) К

Wy «. (P) 2! (P)—

Поскольку эти передаточные функции находятся параллельно главным каналам (см. фиг. 2), то для их компенсации необходимо (p) W (р) И! P + 13«! P К!+ Ест Р)%ст, P

Ug2(P) К2 наличие в главных каналах корректирующих сигналов: (на первом барабане) и (p) W (р) — ттт2 P + Ug2 P К2 Гстт P Чстт P

1)з! (P) K! (на втором барабане) .

45 плавно, можно свести к интегрирующим

Передаточные функции %с., (P) и %- (Р) звеньям 1//1!Р и 1/12Р. в реальных условиях, когда изменение ста- И на входы САУ подают корректирующие тической нагрузки конвейера происходит сигналы:

1 (p) W (р) !тт! P U3i P К)+ Ест (P)

Ua2 (P) К2 (на первый барабан) и — Wy «.! (P) W2! (P) = (на второй барабан).

Указанные корректирующие сигналы создают в главных каналах колебания, нахо.дящиеся в противофазе с колебаниями, вызванными взаимовлиянием приводов.

Для формирования корректирующего сиг55 нала на первом приводном барабане сигнал с блока 22 выделения статического усилия пропускают через интегратор 18, складывают с сигналом задания Ug! с задатчика 7 интенканалами механической части, выраженными передаточными функциями Wqq(p) и %22(p) структурной схемы конвейера (фиг. 2), к полиномам с передаточными функциями, близкими к усилительным звеньям.

Узел 11 компенсации инерционности и колебаний гибкого тягового органа в главном канале, будучи подключенным на одном приводном барабане, оказывает влияние на динамику переходного процесса на другом барабане (фиг; 2). 10 где. К. = коэффициент обратной связи по току;

T сумма нескомпенсированных постоянных времени.

Пренебрегая величино" Т, контур тока, в который входят последовательно соединенные.передаточные функции адаптивного регулятора 8 тока, преобразователя 3, дви-! тт (Р) = 11З! (Р) К(+ U32 (P) K2Wy.к гателя 2, можно свести к пропорциональному звену 1/К.= К.

Передаточная функция узла 11 компенсации инерционности и колебаний гибкого тягового органа в главном канале и передаточная функция этого главного канала структурной схемы конвейера 1 практически взаимно уничтожаются, чем здесь и достигается компенсация инерционности и колебаний в ленте. Но благодаря наличию взаимовлияния приводных барабанов, выраженного перекрестными связями в структурной схеме конвейера (фиг. 1), передаточная функция узла 11 в САУ приводом одного барабана оказывается последовательно соединенной с передаточной функцией, выражающей механическое влияние этого барабана на соседний (фиг. 2).

Следовательно, помимо устранения взаимовлияния приводных барабанов, обусловленного их механической связью посредством гибкого тягового органа, производят компенсацию взаимовлияния, вызванного введением узлов 11 компенсации инерционности и колебаний гибкого тягового органа по главным каналам на каждом приводном барабане конвейера 1.

Поэтому выражения для скоростей можно представить в следующем виде:

2(P) W!2 (P) + Ест| (Р) тт ст (1 ) 1286474

40

Формула изобретения

5 снаностн, умноженным на коэффициент

ы P пропорциональности Ki — (уснлн()22(р) тель 15), вычитают сигнал с датчика 19 частоты вращения и делят с помощью делителя 17 на сигнал задания на втором приводном барабане, умноженный на коэффиыг цнент пропорцнональностн Кг= (уснU22(P) литель 15 на втором приводном барабане).

Формирование корректирующего сигнала на втором приводном барабане производится аналогично. Обратные связи должны быть осуществлены по всем выходным координатам скорости.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Конвейерные весы 23 измеряют погонную нагрузку конвейера1..

Сигнал с конвейерных весов 23 подается на задатчик 7 интенсивности САУ приводом каждого приводного барабана.

В каждый задатчик 7 интенсивности заводят отрицательную обратную связь по частоте вращения (в задатчике 7 интенсивности производят сравнение сигнала с конвейерных весов 23 с сигналом с датчика 19 частоты вращения, пропорциональным текущему значению частоты вращения электродвигателя на приводном барабане) .

Сформированный в задатчике 7 интенсивности сигнал задания U., складываясь в сумматоре 5 с корректирующими сигналами, поступающими с датчика 19 частоты вращения, с датчика 20 момента инерции, с блока 21 перераспределения нагрузки между приводными барабанами и с блока 22 выделения статического усиления, образует управляющий сигнал, поступающий в блок

4 регуляторов. Здесь организована система управления, основанная на двукратном применении видоизмененного принципа подчиненного регулирования, которая позволяет осуществить оптимизацию контуров тока и скорости по главным каналам. За счет этого в главных каналах устраняются инерционности, выражающиеся электромагнитной и электромеханической постоянными времени, и колебания гибкого тягового органа при изменении управляющих воздействий.

Математически это выражается сведением практически к пропорциональному звену последовательно соединенных передаточных функций блока 4 регуляторов, преобразователя 3 и двигателя 2 структурной схемы электрической части и соответствующего главного канала структурной схемы конвейера на каждом приводном барабане (см. фиг. 2) .

Остаются лишь те колебания, которые обусловлены взаимовлиянием приводных барабанов. Для их устранения вводят в

САУ приводом каждого приводного бара6 бана блок 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных влиянием соседнего приводного барабана. С помощью блока 6 в главном канале искусственно создают колебания, которые взаимно уничтожаются с реально существующими колебаниями, вызванными влиянием соседнего приводного барабана.

Корректирующий сигнал, создающий такие колебания, получают следующим образом.

В блоке 6 сигнал задания 1Ьэ усиливается с помощью усилителя 15 с коэффициентом усиления К) и подается в сумматор

16, где складывается с инвертированным сигналом с датчика 19 частоты вращения и с пропущенным через интегратор 18 сигналом, пропорциональным приложенному статическому усилию на соответствующем приводном барабане, взятым с блока 22 выделения статического усилия.

Выходной сигнал сумматора 16 делится в делителе 17 на сигнал задания другого приводного барабана, усиленный в аналогичном усилителе 15 с коэффициентом усиления Кр.

Деление на ноль в делителе 17 исключено, так как операции по формированию корректирующего сигнала, направленного на у странение вз аимовлияния приводных барабанов, производятся как второй шаг после компенсации инерционностей и колебаний по главным каналам, а следовательно, уже обязательно при наличии задающего сигнала.

В результате работы блоков 4 регуляторов и блоков 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных взаимовлиянием приводных барабанов, получаются два независимых канала управления приводом каждого приводного барабана.

Выходные величины, которыми являютея частоты вращения электродвигателей приводных барабанов, прямо пропорциональ ны управляющим сигналам.

Способ управления двухбарабанным ленточным конвейером, основанный на изменении частоты вращения двигателей в зависимости от изменения грузопотока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления во время протекания динамических режимов путем компенсации колебаний тягового органа, обусловленных взаимовлиянием приводов конвейера, формируют корректирующий сигнал для каждого двигателя как отношение результирующей, являющейся суммой инвертированного сигнала частоты вращения первого электродвигателя и сигналов, обусловленных статическим и тяговым усилиями, к сигналу составляющей частоты вращения второго электродвигателя, обусловленной его тяговым усилием.

1286474

glue. 2

1286474

Составитель В. Чуприн

Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 7672/18 Тираж 799 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении н открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4