Устройство регулирования производительности драги

 

Изобретение относится к автоматизации добычи полезных ископаемых драгированием и позволяет снизить удельные энергозатраты на черпание грунта с различной его твердостью. Устр-во содержит источник 1 напряжения сравнения, регуляторы мощности 2 и нагрузки 3 и добычный комплекс 4, состоящий из электроприводов 8 и 9 черпаковой цепи (ЧЦ) и лебедок носовых канатов и датчиков 5 и 6 тока и скорости ЧЦ. Дополнительно устр-во снабжено датчиком 7 скорости боковой подачи, блоками формирования х-к (БФХ) 20, 23, 24, блоками 15, 22 умножения и блоком опорного напряжения (БОН) 21 с датчиком интегральной крепости грунта. Выходы БОН 21 подключены к входам БФХ 20,23 и 24. К входам БФХ подключены соответственно выходы источника 1, датчиков мощности 18 и тока 5 и датчика 7. Выход БФХ 20 подключен к входу блока 22 умножения, к второму входу которого подключены датчики 18 и 6 мощности и скорости ЧЦ. Выходы БФХ 23 и 24 подключены к блоку 15 умножения. Выходы блоков 15 и 22 подключены к входу регулятора 3 нагрузки. При изменении сигнала интегральной крепости грунта от нуля до максимума на выходах блока 21 происходит последовательное изменение выходных сигналов. Эти сигналы В здействуют на БФХ 20, 23 и 24 таким образом, что устр-во последовательно реализует два алгоритма работы: один в функции номинальных тока и мощности, а другой в функции максимальных скоростей черпания и боковой подачи. При этом БФХ 20, 23 и 24 работают как пропорциональные звенья с передаточным коэффициентом, равным 1. Это обеспечивает минимальный расход электроэнергии во всем диапазоне изменения крепости грунта. 2 3.п. ф-лы, 5 ил. с $ (Л оо to оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

m4 Е 02 F 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4037095/29-03 (22) 13,03.86 (46) 07. 02. 88. Бюл. 119 5 (71) Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" (72) Н. Б. Лыков, М. Е. Царегородцев и Г.А. Багаутинов (53) 622. 271. 5 (088. 8) (56) Авторское свиде тел ьс тв о СССР

Ó 972005, кл. Е 02 F 3/16, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1076538, кл. E 02 F 3/16, 1985. (54) УСТРОЙСТВО PEГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДРАГИ (57) Изобретение относится к автоматизации добычи полезных ископаемых драгированием и позволяет снизить удельные энергозатраты на черпание грунта с различной его твердостью.

Устр-во содержит источник 1 напряжения сравнения, регуляторы мощности

2 и нагрузки 3 и добычный комплекс

4, состоящий из электроприводов 8 и

9 черпаковой цепи (ЧЦ) и лебедок носовых канатов и датчиков 5 и 6 тока и скорости ЧЦ. Дополнительно устр-во снабжено датчиком 7 скорости боковой подачи, блоками формирования х-к (БФХ) 20, 23, 24, блоками 15, 22 ум„„Я0„„1 72018 А1 ножения и блоком опорного напряжения (БОН) 21 с датчиком интегральной крепости грунта. Выходы БОН 21 подключены к входам БФХ 20,23 и 24. К входам БФХ подключены соответственно выходы источника 1, датчиков мощности 18 и тока 5 и датчика 7. Выход

БФХ 20 подключен к входу блока 22 умножения, к второму входу которого подключены датчики 18 и 6 мощности и скорости ЧЦ. Выходы БФХ 23 и 24 подключены к блоку 15 умножения. Выходы блоков 15 и 22 подключены к входу регулятора 3 нагрузки. При изменении сигнала интегральной крепости грунта от нуля до максимума на выходах блока 21 происходит последователь ное изменение выходных сигналов. Эти сигналы в здействуют на БФХ 20, 23 и

24 таким образом, что устр-во последовательно реализует два алгоритма работы: один в функции номинальных тока и мощности, а другой в функции максимальных скоростей черпания и боковой подачи. При этом БФХ 20, 23 и 24 работают как пропорциональные звенья с передаточным коэффициентом, равным 1. Это обеспечивает минимальный расход электроэнергии во всем диапазоне изменения крепости грунта.

2 з.п. ф-st 5 ил.

1372018

Изобретение относится к автоматизации добычи полезных ископаемых, в частности для автоматизации проггесса драгирования.

Цель изобретения — снижение удельных энергозатрат на черпание грунта с различной его твердостью.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 функциональная схема блока формирова— ния характеристик; на фиг. 3 — функциональная схема дополнительного источника напряжения сравнения; на фиг. 4 — характеристики выходных сиг- 15 налов дополнительного источника напряжения сравнения; на фиг. 5 — характеристика скоростей черпания и боковой подачи в функции угла поворота драги.

Устройство содержит источник 1 напряжения сравнения, регулятор 2 мощности, регулятор 3 нагрузки, добычной комплекс 4, датчики тока 5, скорости черпаковой цепи 6, скорости 25 боковой подачи 7, электроприводы черпаковой цепи 8, лебедок носовых кана— тов 9.

Источник 1 напряжения сравнения

20 выполне н в виде ре гулятора производительности добычного комплекса и содержит сумматор 10 > входы которого соединены с задатчиком 11 производительности и датчиком 12 производительности, а выход подключен к первому усилителю 13. В качестве датчика 12 производительности используют датчик тока нагрузки привода дражной бочки, например, трансформаторный.

Регуятор 3 нагрузки содержит сумматор 14, блок 15 умножения, выход которого соединен с входом третьего сумматора 14, и усилитель 16, вход которого соединен с выходом суммато- 45 ра 14, а вьгход — с электроприводом

9 лебедок носовых канатов.

Регулятор 2 мощности содержит сумматор 17, датчик 18 мощности, выполненный в виде умножителя, на входы которого подключены датчики тока 5 и скорости 6 привода черпаковой цепи, усилитель 19, вход которого соединен с выходом сумматора 17, а выход — с электроприводом 8 черпаковой цепи, вход сумматора 17 соединен с выходом усилителя 13 источника 1 напряжения сравнения. Выход источника 1 напряжения сравнения соединен с входом блока 20 формирования характеристик к другому входу которого подключен выход блока 21 опорного напряжения с датчиком интегральной крепости грунта, а выход блока 20 формирования характеристик соединен с входом блока 22 умножения, к дургому входу которого подключен датчик 6 скорости черпаковой цепи, а выход — к входу сумматора 14.

К входам второго блока 23 формирования характеристик подключены датчик 5 тока привода черпаковой цепи и выход блока 21 опорного напряжения, а выход второго блока 23 формирования характеристик соедине н с входом блока 15 умножения, к другому входу которого подключен выход третьего блока 24 формирования характеристик, к входам которого подсоединены датчик 7 скорости боковой подачи и второй выход блока 21 опорного напряжения с датчиком крепости грунта.

Устройство работает следующим образом.

Фотометрическое устройство непрерывно измеряет оптическую плотность записи профиля забоя. Этот сигнал интегрируется, усредняется в блоке 21 опорного напряжения.

При средних значениях интегральной крепости грунта Г„„ = U сигналы U и U> равны О.

Блоки 20, 23 и 24 формирования характеристик работают как пропорциональные звенья с передаточным коэффициентом, равным 1.

Сигнал Ц с источника 1 напряжения сравнения, соответствующий при заданной производительности определенной мощности привода черпаковой цепи, поступает на вход регулятора 2 мощности, который отрабатывает его и вырабатывает сигнал управления электроприводом 8 черпаковой цепи. Этот же сигнал поступает через блок 20 на блок 22 умножения и далее на вход регулятора 3 нагрузки, который вырабатывает сигнал управления приводом

9 лебедок носовых канатов. Сигналы с датчиком скорости 6, тока 5 привода 8 черпаковой цепи и скорости боковой подачи 7 поступают на входы блоков умножения, которые вырабатывают сигналы обратных связей. При движении драги от оси к бортам забоя длина стружки уменьшается. Скорость боковой подачи Ug растет в функции, 1372018 обратно пропорциональной косинусу угла поворота драги. Ток нагрузки привода 8 черпаковой цепи уменьшается скорость черпаковой цепи увеличи<

5 вается в функции U„ - =K U .

На графике (фиг. 5) представлены характеристики вида VI для U< = f (q ) и вида Т для U„= Z(q<).

При уменьшении интегральной крепости грунта сигнал U уменьшается, в результате чего на выходе блока 21 опорного напряжения увеличивается сигнал U11 который, воздействуя на блок 24 формирования характеристик, переводит характеристику U2 = <(Q) с вида I к характеристике вида 1II (фиг.5).

При увеличении интегральной крепости грунта сигнал U увеличивается, в результате чего U становится равным О, а сигнал Uy2 на выходе блока

21 увеличивается, что приводит к воздействию на блоки 20 и 23 формирования и переводу характеристики U> = 25

= й(cp) к виду V или IV (фиг. 5).

Блок формирования характеристик работает следующим образом.

Суммирующие усилители 25 и 26 имеют коэффициент усиления 1, причем усилителем 25 производится вычитание входных сигналов, а усилителем 26— суммирование входных сигналов. При нулевом значении сигнала U<<(U 2) на выходе усилителя 25 напряжение максимальное и равно величине опорного сигнала U „ . Напряжение %а выходе ,блока в этом случае равно входному напряжению блока Ul„.

При максимальном значении сигнала 40

U «,(U 1, т.е. когда он равен опорному, напряжение на выходе усилителя 25 равно,О, соответственно на выходе умножителя 27 будет нулевой сигнал при любом входном сигнале Ув„ .

Напряжение на выходе блока U «<,«< будет постояннлм и равным U<1<(U ), При промежуточных значениях сигнала

U (И< ) работа блока характеризуется формулой

U e««< 0< < 1 0ех <

Uî«0 ч< где K = -------, Uo

При увеличении крепости грунта

55 сигнал на выходе датчика интегральной крепости грунта в забое растет. Этому изменению соответствует последова52 1 Э< 2<

Q = h 1 cosy Vp = const, где U иП напряжения задания соответственно регуляторам мощности и нагрузки; сигналы обратных связей соответственно

Ос < Oc2 и У регуляторов мощности и нагрузки; ток нагрузки привода черпаковой цепи; скорость черпания; скорость боковой подачи; коэффициенты пропорциональности; постоянный параметр, пропорциональный величине сигнала макси". мальной скорости боковой подачи, какая получается в углу saбоя при максимальном угле поворота драги; толщина стружки; длина стружки по оси забоя; угол поворота драги относительно оЩ saбоя;

Тг

1.1 <

Vg.

<1 2 1 4

h о тельный переход устройства регулирования с характеристики зависимости скорости черпания вида II к виду III, Iy V u IV.

При изменении сигнала датчика интегральной крепости грунта от О до максимума на выходах блока 21 опорного напряжения происходят последонательные изменения выходных сигналов, которые воздействуют на блоки формирования характеристик таким образом, что устройство регулирования производительности драги последовательно реализует два алгоритма работы, обеспечивающие минимальный

I удельный расход электроэнергии во всем диапазоне изменения крепости грунта. Первый алгоритм работы обеспечивает формирование характеристик вида II-III-I, второй алгоритм — характеристики вида I-V-IV.

Первый алгоритм описывается системой уравнений

1372

П, = К -, К где K =

К,UzI„, У1 ОС

U„= К-(7, К где К (, К

50 производительность додобычного комплекса:

К вЂ” переменный коэффициент, определяющий соотношение между ско- 5 ростями черпания и боковой подачи.

Анализируя систему ураннений (1), получают следующее: в случае, когда

К = 1, решение системы уравнений при- 10 водит к виду

Устройство регулирования формирует характеристику изменения скорости черпания вида I (такую характеристику формируют известные устройства). 20

В случае, когда K = 0 решение системы уравнений приводит к виду

K+A = const.

Устройство формирует характеристи- ку вида II

При промежуточных значениях коэффициента К> устройство формирует промежуточные характеристики вида III.

Второй алгоритм описывается следующей системой уравнений:

KzV< (K > I>+ (1 къ) В3?

U),= tK U, (1-К,)C)U К„(2) где В и С вЂ” постоянные величины, пропорциональные соответственно номи40 нальному току. привода черпаковой цепи и номинальной мощности привода черпаконой цепи.

Решение системы уравнений (2) приводит в случае, если K = 1, к виду

I1Ð> этом устройство формирует характеристику вида I.

В случае К = 0 решение системы 55

Э уравнений (2) приводит к виду

КВ yS

U = —,-- ° V,; —: const к,c

018 6

Устройство формирует характеристику вида IV. При промежуточных значениях К> формируются промежуточные характеристики вида V.

Таким образом, предлагаемое устройство автоматически оптимизирует процесс разработки грунта но всем диапазоне изменения крепости грунта, принимая за критерий оптимальности наименьшие удельные расходы энергопотребления на добычу горной массы.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство регулирования производительности драги, содержащее задатчик производительности, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, к второму входу которого подключен датчик производительности, а выход первого сумматора через первый усилитель соединен с первым входом второго сумматора, к второму входу которого подключен выход датчика мощности, а выход второго сумматора через второй усилитель подключен к электроприводу черпаковой цепи, первый выход которого через датчик скорости черпаковой цели подключен к первому входу датчика мощности, а нторой выход электропривода черпаковой цепи через датчик тока подключен к второму входу датчика мощности, третий сумматор, выход которого чер е з тре тий усилитель подключен к входу электропривода лебедок носовых канатов, о тли ч а юще е с я тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат на черпание грунта с различной твердостью, оно снабжено датчиком скорости боковой подачи, тремя блоками формирования характеристик, двумя блоками умножения и блоком опорного напряжения с датчиком интегральной крепости грунта, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков формирования характеристик, а второй выход соединен с перным входом третьего блока формирования характеристик, к второму входу первого блока формирования характеристик подключен выход первого усилителя, а выход первого блока формирования характеристик подключен к первому входу первого блока умножения, к второму входу которого подключен выход датчика скорости черпаковой цепи, а выход первого блока умножения подключен к первому входу третьего сумматора, к второМУ входу второго блока форми1372018 рования характеристик подключен выход датчика :.Ока, а выход второго блока формирования характеристик подключен к первому входу второго блока умножения, к второму входу кОторого подключен выход третьего блока формирования характеристик, а выход второго блока умножения подключен к второму входу третьего сумматора, причем выход электропривода лебедок носовых канатов через датчик скорости боковой подачи подключен к второму входу третьего блока формирования характеристик. 15

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования характеристик содержит два суммирующих усилителя и умножитель, причем первый вход первого усилителя 2р

1 соединен с положительн ч шиной источника питания усилителей, а второй, являющийся первым входом блока, соединен с входом второго суммирующего усилителя, выход которого является выходом блока, а выход первого сумми рующего усилителя подключен к первому входу умножителя, второй вход которого является вторым входом блока.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок опорного напряжения содержит два суммиру ющих усилителя с диодами в цепи обратной связи, входы которых объединены и первые входы подключены к шине источника питания усилителей, а вторые входы являются входом блока, а выходы усилителей являются выходами блока.

1372018

47Р

Щг4

Составитель Л. Виноградов

Редактор Л. Зайцева Техред М.Ходанич

Корректор О.Кундрик

Подписное

Заказ 461/26 Тиразк 636

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