Способ управления движением ковша драглайна при копании и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить производительность экскаватора-драглайна и снизить нагрузки на его рабочее оборудование и механизмы в процессе копания. Для этого соответствующими датчиками 15, 11 и 13 в процессе копания измеряют длину 1 пути качания и усилия в подъемных канатах (ПК) и тяговых канатах (ТК). Затем измеряют рассогласования между усилиями в ПК и ТК и их заданными заачениями и формируют регулятором 10 заданное изменение усилия в ПК для управления процессом копания. Дополнительно формируют программу заданного усилия ТК, в зависимости от1, для чего устр-во для осуществления способа снабжено включенным между . датчиком 15 и регулятором 12 натяжения ТК программным блоком 14. При этом формирование заданного изменения усилия в ПК производят в зависимости от величины рассогласования между заданным программным ST.JOI ч) фактическим усилием ТК на протяжении всего процесса качания. Программу заданного изменения усилия ТК в зависимости от 1 формируют по следующей зависимости: ST. зал k S jj+K-1, где - начальное усилие ТК, К - коэффициент, характеризующий интенсивность приращения усилия ТК в процессе копания от S до его конечного значения 8,.. на заданном пути копания. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. . /-S5 i W 00 со 00 4 сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОцИАДИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.,80„„1333745 A 1 (я) 4 E 02 F 3/48. 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4029448/29-03 (22) 25.02.86 (46) 30.08.87. Бюл. V- 32 (71) Московский горный институт (72) M.Ñ.ËoìàêHH, А.М.Ромашенков и В.Н.Кузубов (53) 62 1.879.34 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 540014, кл. E 02 F 3/48, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 897968, кл. E 02 F 3/48, 1982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ КОВША ДРАГЛАЙНА ПРИ КОПАНИИ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить производительность экскаватора-драглайна и снизить нагрузки на его рабочее оборудование и механизмы в про- цессе копания. Для этого соответствующими датчиками 15, 11 и 13 в процессе копания измеряют длину 1„ пути качания и усилия в подъемных канатах (ПК) и тяговых канатах (ТК). Затем измеряют рассогласования между усилиями в ПК и ТК и их заданными значениями и формируют регулятором 10 заданное изменение усилия в ПК для управления процессом копания. Дополнительно формируют программу задан ного усилия ТК, в зависимости от 1, для чего устр-во для осуществления способа снабжено включенным между датчиком 15 и регулятором 12 натяжения ТК программным блоком 14. При этом формирование заданного изменения усилия в ПК производят в зависимости от величины рассогласования между заданным программным S, „, (1„) и фактическим усилием ТК на протяжении всего процесса качания. Программу заданного изменения усилия ТК в зависимости от 1 формируют по следующей зависимости: S,ц„(1„)

S +К 1,, где S„0 — начальное уси лие ТК, К вЂ” коэффициент, характеризующий интенсивность приращения усилия ТК в процессе копания от $, до его конечного значения Я „ на заданном пути копания, 2 с ° и. ф-лы, 2 ил.

1333745 то К. 1к где S, (1„) заданное усилие тя- 40 говых канатов в прсцессе копания,. начальное усилие тя" говых канатов, которое выбирают равным 45 сопротивлению резания грунта P на заР данной глубине копания (в зависимости от категории разра- 50 батываемых грунтов

РР (0 2 0 ) 5т стоп стопорное усилие тяговых канатов; то т. стОР ф5 коэффициент, характеризующий интенсивность приращения усилия тяговых канаВтк то

K =—

L„

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для автоматизации управления рабочим оборудованием экскаватора-драг5 лайна в процессе копания.

Цель изобретения = повышение производительности экскаватора-драглайна и снижение динамических нагрузок на его рабочее оборудование и меха- 10 низмы в процессе копания.

Согласно способу управления движением ковша драглайна при копании, включающему измерение пути копания, измерение усилий в подъемных и тяговых канатах, измерение рассогласования между усилиями в подъемных и тяговых канатах и их заданными значениями и формирование заданного изменения усилия в подъемных канатах для 20 управления процессом копания, дополнительно формируют программу заданного изменения усилия тяговых канатов в зависимости от длины пройденного ковшом пути копания, а формирование заданного изменения усилия в подъемных канатах производят в зависимости от величины рассогласования между заданным программным и фактическим усилием тяговых канатов на протяжении всего процесса копания, при этом программу заданного изменения усилия тяговых канатов в зависимости от длины пройденного ковшом пути копания формируют по сле- 35 дующей зависимости: тов в процессе копания от начального

S до конечного значения S íà заданном пути копания 1.„;

S — конечное усилие тятк говых канатов (в зависимости от категории разрабатываемых грунтов Sт„=

=(0,7-0,9) Sò

T. — заданный путь копа"к ния (в зависимости от категории грунтов 1.„=(2-5)1ков где 1„,о — длина. ковша);

1„ — текущее значение пути копания.

Способ управления движением ковша драглайна при копании осуществляют следующим образом.

Перед началом работ, в зависимости от категории разрабатываемых грунтов, задают начальное S и конечное ST значения усилия тяговых канатов и длину пути копания Ь„.

В процессе копания измеряют текущую длину пути копания. Формируют программу заданного изменения усилия тяговых канатов в зависимости от длины пройденного ковшом пути копания от начального значения усилия тяговых канатов S в начале процесса копания до конечного значения усилия тяговых канатов Ят в конце заданного пути копания L„ no линейной зависимости. Измеряют фактическое усилия тяговых канатов в процессе копания. Измеряют рассогласование между заданным программным и фактическим усилием тяговых канатов на протяжении всего процесса копания и в зависимости от величины этого рассогласования формируют заданное изменение усилия в подъемных канатах на протяжении всего процесса копания. Измеряют фактическое усилиеподъемных канатов в процессе копания. Измеряют рассогласование между заданным и фактическим усилием подьемных канатов и в зависимости от величины этого рассогласования формируют управляющее воздействие, которое подают на вход электропривода подъемной лебедки для управления процессом копания.

1333745

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 — функциональная схема программного блока 14, 5

Устройство для управления движением ковша драглайна при копании включает рабочее оборудование в виде ковша 1, подвешенного на подъемных 2 и, тяговых 3 канатах, двигатель 4 10 подъемной лебедки 5 и двигатель 6 тяговой лебедки 7. Двигатели 4 и 6 управляются блоками 8 и 9 регулирования скорости подъемной и тяговой лебедок. На вход блока регулирова- 15 ния 8 подается сигнал управления от регулятора 10 натяжения подъемных канатов, на первый вход которого подается сигнал с выхода датчика 11 натяжения подъемных канатов, а на второй вход — сигнал с выхода регулятора 12 натяжения тяговых канатов.

Входные сигналы к регулятору 12 натяжения тяговых канатов поступают от датчика 13 натяжения тяговых канатов и от программного блока 14, вход которого через датчик 15 пути копания подключен к якорной цепи двигателя 6, причем программный блок 14 включает в себя сумматор 16, потен- 30 циометр 17 задания начального усилия тяговых канатов и потенциометр 18 задания коэффициента приращения усилия тяговых канатов в процессе копания. 35

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работ машинист задает программу регулирования усилия тяговых канатов 3 в программном бло- 40 ке 14, устанавливая 8 зависимости от категории разрабатываемых грунтов потенциометром 17 начальное усилие тяй говых канатов S и потенциометром

18 коэффициент К приращения усилия 45 тяговых канатов -. в процессе копания от начального S до конечного знато чения Вт„ на заданном пути копания L

После опускания ковша 1 в точку начала копания, машинист включает устройство. При этом командоаппарат ручного управления скоростью подъемной лебедки 5 отключается от электропривода подъемной лебедки 5, а сиг- 55 нал заданного усилия подъемных канатов S поступающий на второй вход регулятора 10 натяжения подъемных ка натов с выхода регулятора 12 натяжения тяговых канатов, пропорционален некоторому начальному усилию подъемных канатов $„ (например, несу yn" ряжи ковша) . Затем машинист начинает процесс копания, устанавливая командоаппаратом ручного управления скоростью тяговой лебедки 7 желаемую скорость движения тяговых канатов 3.

В начале процесса копания при движении ковша вдоль забоя с заданной.скоростью происходит заглубление ковша в грунт на заданную толщину стружки под действием собственного веса. Заглубление происходит до тех пор, пока сигнал фактического усилия натяжения тяговых канатов

S,(1 „), поступающий на первый вход регулятора 12 натяжения тяговых канатов с .выхода датчика 13 натяжения тяговых канатов, не превышает сигнал заданного усилия тяговых канатов

S, „ (1 „), поступающий на второй вход регулятора 12 натяжения тяговых канатов с выхода программного блока

14, т.е. пока рассогласование между, заданным программным и фактическим значениями усилия тяговых канатов Е имеет положительное значение (=

Sò.âàä(1ê)-S,(1ê) 7 О) . После достижения ковшом заданной глубины копания, т.е. возрастания усилия тяго--! вых канатов до заданного значения, стабилизация заданного усилия тяговых канатов осуществляется путем регулирования усилия подъемных канатов

2 на основании сигнала задания усилия подъемных канатов S„ „, поступающего на второй вход регулятора

10 натяжения подъемных канатов. с выхода регулятора 12 натяжения тяговых канатов, следующим образом. В случае, если фактическое усилие тяговых канатов в процессе копания превысило заданное значение S, „„(1„) (ковш черезмерно заглубился или встретил препятствие), т.е. рассогласование между заданным и фактическим значением усилия тяговых канатов имеет отрицательное значение (Е

Sò (1к) -S т(1„) с О), регулятор 12 натяжейия тяговых канатов формирует сигнал заданного усилия натяжения подъемных канатов S для регуляо.зад. тора 10 натяжения подъемных канатов по закону

Ф

dE

$ =$ +К E++< <++<9 —, fl Sag 9 о

1333745

35 где S " заданное усилие подъем0зад них канатов;

S« - начальное усилие подьемных канатов величина рассогласования

5 между заданным и фактическим значением усилия тяговых канатов .К„,К„,К вЂ” соответственно коэффициенты пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих

ПИД вЂ” регулятора натяжения тяговых канатов (в зависимости от конкретных условий настройки регулятора Кд и К могут принимать нулевые значения).

?О

Натяжение подъемных канатов увеличивается, и ковш приподнимается до тех пор, пока усилие в тяговых канатах не сравняется с заданным.

Если после подъема ковша усилие тя- 25 говых канатов оказалось меньше заданного (что бывает после обхода непреодолимого препятствия), заданное усилие подъемных канатов снова равно начальному усилию S и ковш заглубляется на заданную глубину под действием собственного веса. Таким

o6pasoM обеспечивается стабилизация заданного усилия тяговых канатов в процессе копания.

При движении ковша в забое на вход программного блока 14 поступает сигнал с выхода датчика 15 пути копания, увеличивающийся пропорционально пройденному ковшом пути копания, под воздействием которого программный блок 14 формирует сигнал задания для регулятора 12 натяжения тяговых канатов, обеспечивающий увеличение усилия в тяговых канатах в фун- 45 кции пути копания для компенсации возрастающего сопротивления грунта копанию, обусловленному увеличением сил трения ковша.о грунт, под воздействием возрастающей массы ковша,-О и сил сопротивления перемещению призмы волочения и грунта в ковше. Этим обеспечивается постоянная толщина стружки в процессе копания.

После заполнения ковша (оценивается машинистом визуально) машинист переводит командоаппараты ручного управления скоростью подъемной и тяговой лебедок в нужное для транспортирования ковша положение и отключает устройство.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Способ управления движением ковша драглайна при копании, включающий измерение пути копания, измерение усилий в подъемных и тяговых канатах, измерение рассогласования между усилиями в подъемных и тяговых канатах с их заданными значениями и формирование заданного изменения усилия в подъемных канатах для управления процессом копания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности экскаватора-драглайна.и снижения динамических нагрузок на его рабочее оборудование и механизмы, в процессе копания формируют программу заданного изменения усилия тяговых канатов в зависимости от длины пройденного ковшом пути копания, формируют заданное изменение усилия в подъемных канатах в зависимости от величины рассогласования между заданным программным и фактическим усилием тяговых канатов на протяжении всего процесса копания, при этом программу заданного изменения усилия тяговых канатов в зависимости от длины пройденного ковшом пути копания формируют по следующей зависимости: где S (1 „) — заданное усилие т п* тяговых канатов в процессе копания;

Б р — начальное усилие тяговых канатов;

5тк 5то

К = — коэффициент, харакL„. териэующий интенсивность приращения усилия тяговых канатов в процессе копания от начального

S до конечного

$ на заданном пути копания L

1 — текущее значение . пути копания.

2 ° Устройство для управления движения ковша драглайна при копании, содержащее двигатели подъемной и тяговой лебедок, соединенные с блоками регулирования скорости подъем1333745

Составитель О.Капканец

Редактор М.Недолуженко Техред М.Дид п Корректор М.ШаРоши

Заказ 3929/25 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4, ной и тяговой лебедок, регулятор натяжения подъемных канатов, соединенный с блоком регулирования скорости Подъемной лебедки, регулятор натяжения тяговых канатов, датчики натяжения подъемных и тяговых канатов, вход которых соединен с подъемными и тяговыми канатами, а выход— подключен к регуляторам натяжения подъемных и тяговых канатов, датчик пути копания, вход которого соединен с двигателем тяговой лебедки, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено программным блоком, вход которого соединен с выходом датчика пути копания, а выход подключен к второму входу регулятора натяжения тяговых канатов, при этом выход регулятора натяжения тяговых канатов соединен с вторым входом регулятора натяжения подъемных канатов, а программный блок состоит иэ сумма. тора, источника опорного напряжения, потенциометра задания наВ чального усилия тяговых канатов и потенциометра задания коэффициента приращения усилия тяговых канатов в процессе копания, причем к входу по тенциометра задания начального уси10 лия тяговых канатов подключен источник опорного напряжения, а его выход соединен с первым входом сумматора, выход потенциометра задания коэффициента приращения усилия тяго16 вых канатов в процессе копания подключен к второму входу сумматора, вход потенциометра задания коэффициента приращения усилия тяговых канатов в процессе копания является

20 входом программного блока, а выход сумматора является его выхо дом.