Устройство для автоматического управления процессом копания роторного экскаватора

 

Изобретение относится к средств ам автоматизации производственных процессов и позволяет улучшить динамические процессы копания за счет обеспечения максимального быстродействия контура стабилизации произв-сти (П) и автоматического поиска ее макс. возможных значений с учетом существующих ограничений. Для этого устр-во снабжено датчиками высоты 14 и толщины 15 стружки, вибрации 10 металлоконструкции , нагрузки 9 и 11 приводов поворота и транспортирующего механизма , блоком 13 умножения, инерционным звеном 18, таймером 27 и источниками 23-26 опорных напряжений. Выходные усредненные сигналы датчиков вибрации 10 и нагрузки 8, 9, 11 приводов ротора 6, механизма 5 поворота и транспортирующего механизма поступают на дифференциальные входы компараторов . 19, 22, 20 и 21 задатчика 1 П, где сравниваются с сигналами соответствующих источников 23, 26, 24 и 25 опорных напряжений. Таймер 27 в заданные моменты времени через общую шину подает на входы стробирования всех компараторов импульсв. В зависимости от величин измеряемых параметров рабочих процессов задатчик 1 П осуществля(т поиск макс, возможной П в установившемся режиме. Из выходнойвеличины задатчика 1 в суммируюа (Л 4 ГС 00 К) 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 E 02 Р 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4118133/22-03 (22) 16.09.86 (46) 07.09.88. Бюл. К- 33 (71) Михайловский горно-обогатительный комбинат им. 60-летия Октября и

Белгородский технологический институт строительных материалов им. И.А. Гришманова (72) Д. Ф. Вырков и 10. А. Епихин (53) 621.879.48(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 876867, кл. Е 02 F 3/26, 1979.

Авторское свидетельство СССР

11 304333, кл. E 02 F 3/26, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОПАНИЯ.-РОТОРНОГО ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение относится к средствам автоматизации производственных процессов и позволяет улучшить динамические процессы копания за счет обеспечения максимального быстродействия контура стабилизации произв-сти (П) и автоматического поиска ее макс. возможных значений с учетом существу„„SU„„1421828 А1 ющих ограничений. Для этого устр-во снабжено датчиками высоты 14 и толщины 15 стружки, вибрации 10 металлоконструкции, нагрузки 9 и 11 приводов поворота и транспортирующего механизма, блоком 13 умножения, инерционным звеном 18, таймером 27 и источниками

23-26 опорных напряжений. Выходные усредненные сигналы датчиков вибрации 10 и нагрузки 8, 9, 11 приводов ротора 6, механизма 5 поворота и транспортирующего механизма поступают на дифференциальные входы компараторов 19, 22, 20 и 21 задатчика 1 П, где сравниваются с сигналами соответствующих источников 23, 26, 24 и 25 опорных напряжений. Таймер 27 в заданные моменты времени через общую шину подает на входы стробирования всех компараторов импульсы. В зависимости от величин измеряемых параметров рабочих процессов задатчик 1 П осуществляет поиск макс. возможной

П в установившемся режиме ° Иэ выход" ной величины задатчика 1 в суммирую1 шем элементе 2 вычитаются разделенные во времени сигналы обратной связи с датчика 7 П и временной обратной связи с выхода упредителя .12. В нем для предсказания П сигналы с датчиков 14 и 15 перемножаются в- блоке 13 с входной величиной механизма 5 поворота, являющейся аналогом скорости боковой

421828 подачи исполнительного органа. Выходная величина блока 13 пропорциональна установившемуся значению П экскаватора. Постоянные времени инерционного звена 18, объекта 4 управления и датчика 7 П эквивалентны.. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам автоматизации производственных процессов и может применяться для автоматизации, в частности, роторных экскаваторов. 5

Цель изобретения — улучшение динамических процессов койания за счет обеспечения максимального быстродействия контура стабилизации производи10 тельности и автоматического поиска ее максимально возможных значений с уче" том существующих ограничений., На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит задатчик 1 производительности, первый суммирующий элемент 2, выход которого связан с входом регулятора 3 скорости поворота роторной стрелы, объект 4 управления, 20 состоящий из механизма 5 поворота, включающего электропривод, трансмиссию и металлоконструкции верхнего строения экскаватора, ротор 6, включающий электропривод, взаимодействую" щий через рабочее оборудование, участвующее в формировании производительности, с отрабатываемым забоем, датчики производительности 7 и нагрузки

8 приводов ротора и поворота 9, датчики вибрации 10 металлоконструкции

30 и нагрузки l 1 транспортирующих меха. низмов. Линейный упредитель .12 состоит из блока 13 умножения, входы которого соединены с выходом регулятора 3 скорости поворота стрелы и с датчика- З5 ми высоты 14 и толщины 15 .отрабатываемой стружки. Выход блока 13 умножения соединен с вторым суммирующим элементом 16, причем с суммирующим входом непосредственно, а с вычитаю- 40 щим входом — через блок 17 запаздывания и последовательно установленное

2 с ним инерционное звено 18. Постоянные времени инерционного звена 18 эквивалентны постоянным времени объекта

4 управления и датчика 7. производительности.

Выходы второго суммирующего элемента 16 и датчика 7 производительности соединены с вычитающим входом первого суммирующего элемента 2. Задатчик 1 производительности состоит из компараторов 19-22 по числу контролируемых ограничивающих параметров.

Дифференциальные входы каждого из компараторов соединены с соответствующими источниками 23-26 опорных напряжений с датчиками 10, 9, ll и 8 контролируемых ограничивающих параметров соответственно вибрации металлоконструкций, нагрузки привода поворо" та, нагрузки транспортирующих меха" низмов, нагрузки привода ротора. Вхо-. ды.стробирования всех компараторов соединены общей шиной с таймером 27, Выходы каждого компаратора соединены с одноименными входами логических элементов ИЛИ-НЕ 28 и ИЛИ 29. Выходы этих логических элементов соединены соответственно .с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика

30, выход которого соединен с первым суммирующим элементом 2 °

Устройство работает спедующим образом °

В первом суммирующем элементе 2 происходит вычитание из,выходной величины задатчика 1 производительности сигнала главной обратной связи с датчика 7 производительности и сигнала временной обратной связи с выхода упредителя 12 ° Действия главной и обратных связей разделены во времени.

При подаче на вход суммирующего эле1421828

50 мента 2 управляющего воздействия сначала действует временная обратная связь в виде упреждающего импульса, а после истечения времени транспортного запаздывания — главная обратная связь. В силу того, что быстродействующий, астатический регулятор 3 охвачен практически безынерционной отрицательной обратной связью, упреж- 10 дающий сигнал на выходе линейного упредителя 12 формируется с крутым передним фронтом, .что обеспечивает максимальное быстродействие контура регулирования. По истечении времени 15 транспортного запаздывания начинает появляться сигнал главной обратной связи, нарастающий в соответствии с инерционностью объекта 4 управления и датчика 7 производительности. Но 20 по этому же закону и к этому же времени начинает уменьшаться сигнал временной обратной связи и суммарное действие обеих обратных связей остается неизменным. Необходимая длитель 25 ность и плавность снятия упреждающего сигнала достигаются тем, что во втором суммирующем элементе 16 происходит вычитание из величины упреждаюшeго сигнала этой же самой величины, но 30 задержанной в блоке 17 запаздывания на время транспортного запаздывания и преобразованной в инерционном зве,не 18 в соответствии с инерционностью объекта 4 управления и датчика 7 про- 35 изводительности.

Предсказывание производительности . осуществляется следующим образом. Величины высоты и толщины отрабатываемой мp жки, определяемые датчиками . 40

14 и 15, перемножаются в блоке 13 умножения с входной величиной механизма 5 .поворота, являющейся аналогом скорости боковой подачи исполнительного органа в установившемся режиме. 45

Таким образом, выходная величина блока 13 умножения пропорциональна установившемуся -значению производительности роторного экскаватора.

Параметры рабочего процесса, доступные контролю, измеряются с помощью датчиков нагрузки 8 приводов ротора, поворота 9, нагрузки ll транспортирующих механизмов, вибрации 10 металлоконструкций. Выходные усредненные сигналы этих датчиков поступают на дифференциальные входы компараторов 22, .20, 19 и 21, где.сравниваются с сигналами соответствующих г источников 26, 24, 23 и 25 опорных напряжений. Таймер 27 в заданные моменты времени через общую шину подает на входы стробирования всех компараторов импульсы. Если в это время величина измеряемого параметра меньше величины опорного напряжения, то на выходе этого компаратора выдается сигнал "0", в противном случае "1" °

В том случае, когда задание на выходе задатчика 1 занижено, выходные сигналы всех датчиков 8-11 по величине ниже соответствующих опорных напряжений и на выходе всех компараторов 19-22 и на одноименных входах логических элементов ИЛИ-НЕ 28 и ИЛИ

29 выдаются сигналы "0". При этом на выходе логического, элемента ИЛИ-НЕ 28 появится сигнал "1", который просуммируется с содержимым реверсивного счетчика 30, и выходная величина, задатчика 1 повысится на один шаг.

В соответствии с новым заданием установится новое повышенное значение производительности роторного экскаватора. Если этого повышения недостаточно и опять -ни один,из контролируемых параметров не достигнет предельно допустимого уровня, определяемого источниками опорных напряжений, при следующем такте стробирования задание производительности повысится еще на один шаг.

При достижении хотя бы одним из контролируемых прраметров предельно допустимого -значения, величина этого параметра превысит опорное напряжение на соответствующем компараторе и

1I 1I на его выходе появится сигнал 1 .При этом на логических элементах HJIHHE установится сигнал "0", а на элементе ИЛИ вЂ” "1" и из содержимого реверсивного счетчика 30 вычтется "1", что приведет к снижению..производительности. Таким образом осуществится автоматический поиск максимально возможной производительности в установившемся ре»име.

Формула изобретения

l. Устройство для автоматического управления процессом копания роторного экскаватора, содержащее задатчик производительности, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к входу регулятора скорости поворота

1421828

Составитель Л. Виноградов

Редактор А. Козориз Техред Л.Олийнык Корректор H Иуска

Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4394/28

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4 роторной стрелы, к второму входу первого сумматора подключен выход второго сумматора, а выход датчика производительности подключен к третьему входу первого сумматора, датчик нагрузки и блок запаздывания, о т— л и ч. а ю щ е е с я . тем, что, с целью улучшения динамических процессов, оно снабжено датчиками высоты и толщины стружки, датчиком вибрации металлоконструкции, датчиками нагрузки приводов поворота и транспортирующего механизма, блоком умножения, инерционным звеном,, таймером и четырьмя источниками опорных напряжений, выходы которых подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам задатчика производительности, к пятому входу которого подключен таймер, а к шестому, седьмому, восьмому и девятому входам подключены соответственно датчик вибра1 ции металлоконструкции, датчик нагрузки привода поворота, датчик нагрузки транспортирующего механизма и датчик нагрузки привода ротора, а выход регулятора скорости поворота роторной стрелы подключен к первому входу блока умножения, к второму и третьему входу которого подключены датчики вьгсоты и толщины стружки, а выход бло- ка умножения подключен к первому входу второго сумматора и к входу блока запаздывания, выход которого через инерционное звено подключен к второму входу второго сумматора.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматического поиска максимально возможной производительности с учетом существующих ограничений, эадатчик производительности состоит из четырех компараторов, элемента ИЛИ-НЕ,. элемента ИЛИ и реверсивного счетчика, выход которого подключен к выходу sa" датчика производительности, а первые входы компараторов подключены соот ветственно к первому, второму, тре тьему и четвертому входам задатчика производительности, вторые входы компараторов объединены и подключены к пятому входу задатчика производительности, а третьи входы компараторов подключены соответственно к шестому, седьмому, восьмому и девятому входам задатчика производительности, а выходы компараторов подключены соответственно к первым, вторым, третьим и четвертым входам элементов ИЛИ-НЕ и

ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам реверсивного счетчика.