Устройство управления добычным комплексом драги

 

Изобретение относится к механизации и автоматизации открытых горных разработок, а именно к многочерпаковым машинам, разрабатывающим грунт. Цель изобретения - повышение производительности драги путем стабилизации коэффициента наполнения черпаков. Устройство содержит усилитель 3, электропривод (ЭП) 5 лебедки носовых канатов, ЭП 6 черпаковой цепи, датчики 8, 14 тока, регулятор (Р) 12 производительности, блок 13 деления, нелинейные элементы (НЭ) 15, 16, сумматоры 11, 18 и Р 19 коэффициента наполнения черпаков. Устройство работает в трех зонах. В первой зоне сигнал с датчика 8 меньше уставки НЭ 16. При перегрузке ЭП 5 сигнал с датчика 14 больше уставки НЭ 15, что вызывает положительный сигнал на выходе сумматора 18, и ЭП 6 разгоняется, пока рассогласование не станет равным нулю. При работе во второй зоне регулирования сигнал с датчика 8 больше сигнала с НЭ 16 и сигнал с усилителя 3 больше сигнала с Р 12. При этом от сумматора 18 поступает положительный сигнал. При перегрузке ЭП 5 скорость ЭП 6 увеличивается до максимально возможной. При работе в третьей зоне регулирования сигнал с выхода усилителя 3 меньше сигнала с выхода Р 12. Скорость ЭП 6 в этом режиме находится на максимально возможном уровне. 2 ил.

СО)ОЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (S1) 4 Е 02 F 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О П-(РЫТИЯМ .

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4219084/23-03 (22) 26.03.87 (46) 23.05.89. Бюл. 1(- 19 (71) Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" (72) M.P.Äóáîâñêèé, A.À.Ñàâîñüêèí и Е.М.Мардер (53) 622.271.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1076538, кл. Е 02 F 3/16, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 1270221, кл. Е 02 F 3/16, 1985. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДОБЫЧНЫМ

КОМПЛЕКСОМ ДРАГИ (57) Изобретение относится к механизации и автоматизации открытых горных разработок, а именно к многочерпаковым машинам, разрабатывающим грунт. Цель изобретения — повышение производительности драги путем стабилизации коэффициента наполнения черпаков. Устройство содержит усилитель 3, электропривод (ЭП) 5 лебедки носовых канатов, ЭП 6 черпаковой

2 цепи, датчики 8, 14 тока, регулятор (P) 12 производительности, блок 13 деления, нелинейные элементы (H3) 15, 16 сумматоры 11, 18 и P 19 коэффициента наполнения черпаков. Устройство работает в трех зонах. В первой зоне сигнал с датчика 8 меньше уставки НЭ 16 ° При перегрузке ЭП 5 сигнал с датчика 14 больше уставки НЭ 15, что вызывает положительный сигнал на выходе сумматора 18, и ЭП 6 разгоняется, пока рассогласование не станет равным нулю. При работе во второй зоне регулирования сигнал с датчика

8 больше сигнала с НЭ 16 и сигнал с усилителя 3 больше:,:. "нала с P 12.

При этом от сумматора 18 поступает положительный сигнал, При перегрузке

ЭП 5 скорость ЭП 6 увеличивается до максимально возможной. При работе в третьей зоне регулирования сигнал с выхода усилителя 3 меньше сигнала с выхода Р 12. Скорость ЭП 6 в этом режиме находится на максимально возможном уровне. 2 ил.

3 148 е

Изобретение относится к механиза- ции и автоматизации открытых горных разработок, а именно к многочерпаковым машинам, разрабатывающим грунт, и может быть использовано на драгах и многочерпаковых земснарядах.

Цель изобретения — повышение производительности драгирования и снижение удельных энергозатрат на черпание.

На фиг.t изображена блок-схема устройства", на фиг,2 — диаграммы работы устройства.

Устройство содержит блок 1 задания тока, первый сумматор 2, усилитель 3, блок 4 выбора меньшего сигнала, электропривод 5 лебедки носовых канатов (ЛНК), электропривод 6 черпаковой цепи (ЧЦ), датчик 7 скорости электропривода ЧЦ, датчик 8 тока электропривода ЧЦ, блок 9 задания производительности, датчик 10 производительности, второй сумматор

11, регулятор 12 производительности, блок 13 деления, датчик 14 тока электропривода ЛНК, первый и второй нелинейные элементы 15 и 16 соответственно, блок 17 задания коэффициента наполнения черпаков, третий сумматор 18 и регулятор 19 коэффициента наполнения черпаков„, Блок 1 задания тока подключен к первому входу первого сумматора 2, выход которого подсоединен к входу усилителя 3. Выход усилителя 3 подключен к первому входу блока 4 выбора меньшего сигнала, выход которого подсоединен к входу управления электропривода 5 JIHK, Электропривод 5

ЛНК задает драге, а следовательно, и электроприводу 6 ЧЦ боковое перемещение со скоростью Vg . Выход датчика 8 тока электропривода ЧЦ подключен к второму входу первого сумматора 2 и к входу второго нелинейного элемента 16. Выход блок 9 задания производительности подключен к первому входу второго сумматора 11, второй вход которого подключен к выходу датчика 10 производительности, а выход через регулятор 12 производительности подключен к второму входу блока 4 выбора меньшего ° Выход датчика 7 скорости электропривода

ЧЦ подключен к входу блока 13 деления, вход которого подключен к выходу блока 9 задания производительности. Выход датчика 14 тока электро1428 привода JlHK подключен к входу первого нелинейного элемента 15, Выход блока 17 задания коэффициента наполнения черпаков подключен к первому входу третьего сумматора 18, второй вход которого соединен с выходом блока 13 деления, третий вход — с выходом первого нелинейного элемента 15, четвертый вход — с выходом второго нелинейного элемента 16, а выход через регулятор коэффициента наполнения черпаков подключен к входу управления электроприводом 6 ЧЦ.

15 . Первый и второй нелинейные элементы 15 и 16 соответственно обеспечивают зависимости

20 1на1 при U< U»>»

U«qi = K (U< U<ö ) при U U„< » (1) UH3I2 при Uq Uqq, 25

= K<(Uq-Uq ) при U ) U » (2) где Ц«а 0«а выходные сигналы первого и второго нелинейных элементов 15 и 16 соответственно, сигналы с выходов датчика 14 тока электропривода ЛНК и датчика электропривода

ЧЦ, сигналы уставки первого и второго нелинейных элементов 15 и 16 соответственно, коэффициенты усиления первого и второго нелинейных элементов 15 и 16 соответ30

К»»

45 ственно.

Сигнал уставки Uq первого нелинейного элемента 15 может быть либо задан оператором, либо вырабатываться автоматически, исходя из наклады50 ваемых ограничений, связанных с допустимыми значениями кратковременных и длительных перегрузок в электроприводе ЛНК, а также из условия ограничения усилий в канате наматывающей лебедки.

Сигнал уставки Uq второго нелинейного элемента 16 может быть либо задан оператором, либо вырабатываться автоматически, исходя из сигнала Uq, 5 148 который формируется блоком 1 задания тока.

Сигнал задания на контур стабилизации тока Ug может либо задаваться оператором, либо вырабатываться автоматически, исходя из накладываемых ограничений, связанных с допустимыми значениями кратковременных и длительных перегрузок электропривода

ЧЦ, а также из условия статических и динамических перегрузок конструкции самой черпаковой цепи и драги в целом.

Сигнал U4 с выхода блока 9 задания производительности, являющийся задающим на контур стабилизации производительности, может быть задан оператором, либо вырабатываться автоматически, исходя из требуемой производительности обогатительного оборудования.

Сигнал U с выхода блока 17 задания коэффициента наполнения черпаков, являющийся задающим на контур стабилизации коэффициента наполнения черпаков, может быть либо задан оператором, либо вырабатываться автоматически, исходя из крепости разрабатываемой породы.

При задании сигнала Ug — Ц5 оператором блок 1 задания тока, блок 9 задания производительности и блок 17 . задания коэффициента наполнения черпаков могут быть выполнены в виде потенциометрических задатчиков.

Ф (4) Q!! = л (1 г-!аког) ф

45 Uü = U4 (6) (3) 4г = U< (Ug — Цн.а1) °

= А (Wh !"!од ) (Ю6 °

При работе драги на средних грунтах, когда сигнал больше уставки Ugq и сигнал П! с выхода регулятора !2 производительности меньше или равен сигналу U< с выхода усилителя 3, предлагаемое устройство работает во

55 второй зоне. Для выполнения условия

U U8 требуется, чтобы U> T Ugq .

Вторая зона работы электроприводов добычного комплекса описывается следующей системой уравнений:

В качестве регулятора 12 производительности и регулятора 19 коэффициента наполнения черпаков в устройстве могут использоваться пропорционально-интегральные регуляторы.

Производительность черпания при драгировании Q определяется по формуле где Wg — текущая мощность электропривода дражной бочки, Ы вЂ” мощность холостого хода электропривода бочки; — производительность черпания по нерхнему продукту, 8.1 9

0(q — коэффициенты пропорциональности, Произнодительность черпания по верхнему продукту Qg пропорциональна

1428

6 полезной мощности электропривода галечного транспортера, т,е, где W„ — текущая мощность электропривода галечного транспортера;

10 Wo — мощность холостого хода электропривода галечного транспортера;

0(y — коэффициент пропорциональности.

15 При нерегулируемых электроприводах дражной бочки и галечного транспортера вместо датчиков текущей мощности электроприводов можно использовать датчики тока.

2п . Устройство обеспечивает работу добычного комплекса драги в трех soнах, причем каждая зона соответствует своей области изменения тока элек". тропривода ЧЦ.

25 При работе драги на легких и частично средних грунтах, когда сигнал

Uq с выхода датчика 8 тока электропривода ЧЦ меньше или ранен уставке

Uq второго нелинейного элемента 16, д0 предлагаемое устройство работает в первой зоне, которая описывается следующей системой уравнений:

Б4 -Ць -0;

Б4/Ц Us + Она! 0 где Uq — сигнал с выхода датчика 10, производительности, 4О U — сигнал с выхода датчика 7 скорости электропривода ЧЦ.

Решение системы уравнений (5) дает результат

1481428

Ue=U4, (8) Uv 04 (05 Пнэ(иид ) 9 10

При работе драги и крепких грунтах, когда сигнал U7 т Ug, предлагаемое устройство работает в третьей зоне. При этом значение скорости бо- 15 коного перемещения Vg определяется где К,К4 — статические передаточные 20 коэффициенты усилителя

3 и электропривода 5 ЛНК, К вЂ” статический передаточный коэффициент черпающего комплекса.

Коэффициент К пропорционален крепости разрабатываемой породы.

Производительность добычного комплекса драги Q и коэффициент наполнения черпаков Кк определяется эани- 30 симостями

Q = h>Va к н K6Q/V4 т (10) (1 1) 35 где h и 1 — толщина и длина стружки соответственно;

V4 — линейная скорость электропривода 6 ЧЦ;

К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Из системы уравнений (6), которая описывает работу устройства в первой зоне, видно, что производи- 45 тельность добычного комплекса драги будет поддерживаться на заданном уровне. Коэффициент наполнения черпаков будет либо заданным, при отсутствии перегрузки электропривода 5 ЛНК (11 "Цу ), либо уменьшаться при перегрузке электропривода 5 ЛНК (U< ) U q), поддерживая заданное значение тока двигателей ЛНК.

Иэ рассмотРения системы уравнений (8), которая описывает работу предлагаемого устройства во второй зоне, видно, что производительность добычного комплекса будет стабилизировать40 — Бь =О, ()

U4/П г — Us + Цна + Цна2 = 0.

Решение системы уравнений (7) дает результат

vg =к,к,и,/(1+к, к, к,), (9) ся, как и в первой зоне. Коэффициент наполнения черпаков будет уменьшаться по мере роста тока электропринода 6

ЧЦ, а скорость электропринода 6 ЧЦ будет расти, поддерживая ток двигателей ЧЦ на заданном уровне. При перегрузке электропринода 5 ЛНК работа устройства во второй зоне не отличается от работы в первой зоне °

При выходе электропринода 6 ЧЦ на максимально нозможную скорость, а следовательно, и мощность и при дальнейшем росте тока двигателей ЧЦ устройстно переводит работу электроприводов добычного комплекса драги в третью зону.

В третьей зоне боковая скорость драги Ч будет уменьшаться при увеличении крепости разрабатывающего грунта, а следовательно, и производительность добычного комплекса будет падать. Электропривод 6 ЧЦ будет работать на максимально возможной мощности, поэтому производительность добычного комплекса будет максимальной для данной категории разрабатываемого грунта.

Иэ диаграммы работы устройства (фиг,2) видно, что переход из первой во вторую зону происходит при равенстве сигнала Ug сигналу уставки Uyg второго нелинейного элемента 16, а из второй в третью — при равенстве

CHFHBJIOB U7 И Ug e

Устройство управления добычи комплексом драги работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда электроприводы 6 и 5 остановлены, сигналы

Ц, Ug с выходов датчиков тока элей- . траприводов ЛНК 14, ЧЦ 8, Uq с выхода датчика 10 производительности и

Ug с выхода датчика 7 скорости элек- тропривода ЧЦ равны нулю. С выхода блока 1 задания тока поступает сигнал U равный заданию на номинальный ток двигателей электропривода 6

ЧЦ, а с выхода блока 17 задания ко,эффициента наполнения черпаков поступает сигнал U равный заданию на номинальный коэффициент наполнения черпаков. Сигнал U4 с выхода блока 9 задания производительности равен нулю. При этом выходы регулятора 12 производительности блока 13 деления, первого 15 и второго 16 нелинейных элементов и регулятора 19 коэффициента наполнения черпаков бу1481428 дут равны нулю. Сигнал Us с выхода усилителя 3 будет максимально возможньм, а выходной сигнал блока 4 выбора меньшего сигнала будет равен нулю.

При появлении сигнала Б4, сигнал с выхода 13 блока деления становится максимальным. На выходе третьего сум- 1 матора 18 появляется положительное рассогласование, которое усиливается регулятором 19 коэффициента наполнения черпаков и поступает на вход управления электроприводом 6 ЧЦ.

Электропривод 6 ЧЦ начинает разгоняться, сигнал U с выхода датчика 7 скорости электропривода ЧЦ начинает увеличиваться, а сигнал с выхода блока 13 деления начинает уменьшаться. Когда сигнал рассогласования на выходе третьего сумматора 18 станет равным нулю, черпаковая цепь будет вращаться на холостом ходу со скоростью, определяемой заданной произ- 25 водительностью добычного комплекса и заданным коэффициентом наполнения черпаков. При этом с датчика 8 тока электропривода 6 ЧЦ снимается сигнал пропорциональный току холостого хода электропривода ЧЦ. Сигнал

U4 также поступает на вход второго сумматора 11, на выходе которого также появляется положительное рассогласование. Оно усиливается регулятором 12 производительности и поступает на вход блока 4 выбора меньшего сигнала. Если сигнал U будет меньше сигнала Ug, то он проходит на вход управления электроприводом 5 ЛНК.

Электропривод 5 ЛНК начинает разгоняться. Добычный комплекс драги начинает черпать грунт, и когда сигнал

Ug с выхода датчика 10 производительности станет равным сигналу U4, драга будет двигаться с установившейся

45 скоростью, определяемой заданнойпроизводительностью добычного комплекса.

При работе устройства в первой зоне регулирования сигнал Ц с выхода датчика 8 тока меньше уставки

U t1 второго нелинейного элемента 16.

При перегрузке электропривода 5 ЛНК, когда сигнал Uq с выхода датчика 14 тока становится больше уставки U

Этот сигнап вызовет появление полоt жительного рассогласования на выходе третьего сумматора 18, которок заставит электропривод 6 ЧЦ разгоняться. Сигнал начнет увеличиваться, а сигнал с выхода блока 13 деления начнет уменьшаться, уменьшая при этом величину рассогласования. Скорость электропривода 6 ЧЦ будет увеличиваться до тех пор, пока рассогласование не станет равным нулю.

При работе устройства во второй зоне регулирования сигнал 06 больше . уставки Uqq второго нелинейного элемента 16 и сигнал Ug с выхода усилителя 3 больше сигнала U с выхода регулятора 12 производительности. При этом появится положительный сигнал

Uq s который, поступая на вход третьего сумматора 18, вызовет появление положительного рассогласования на его выходе. Работа устройства в этом режиме и в режиме перегрузки электропривода 5 ЛНК не отличается от работы этого устройства в первой зоне регулирования при перегрузке электропривода 5 ЛНК. Скорость электродвигателей ЧЦ в этом режиме будет увеличиваться до максимально возможной при увеличении тока двигателей

ЧЦ.

При работе устройства в третьей зоне регулирования, когда сигнал Ug с выхода усилителя 3 меньше сигнала

U с выхода регулятора 12 производительности, скорость бокового перемещения формируется контуром регулирования тока, ограничивая предельные режимы приводов. Скорость элекТропривода ЧЦ в этом режиме находится на максимально возможном уровне.

Для торможения электроприводов добычного комплекса сигнал Ц4 снижается до нуля. При этом на выходах второго и третьего сумматоров 11 и

18 появятся отрицательные рассогласования. Выходы регулятора 12 производительности и регулятора коэффициента наполнения черпаков начнут уменьшаться, электроприводы 5 ЛНК и 6 ЧЦ начнут тормозиться. Когда выходные сигналы с регулятора 12 производительности и регулятора 19 коэффициента наполнения черпаков станут равными нулю, электроприводы 5

ЛНК и 6 ЧЦ остановятся.

Использование изобретения позволяет повысить производительность по горной массе.

1481428

Формула изобретения

Устройство управления добычным комплексом драги, содержащее блок задания тока, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого через усилитель подключен к первому входу блока выбора меньшего сигнала, выход котого подключен к электроприводу лебедок носовых канатов, электропривод черпаковой цепи, первый выход которого подключен к датчику скорости, а второй выход через первый датчик тока — к первому нелинейному элементу, и второй сумматор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повы-. шения производительности драги путем стабилизации коэффициента наполнения черпаков, устройство снабжено блоком задания коэффициента наполнения, блоком задания производительности, регулятором производительности, вторым датчиком тока, вторым нелинейным элементом, блоком деления, регулятором коэффициента наполнения, третьим . сумматором и датчиком производительности, выход которого подключен к первому, входу второго сумматора, к второму входу которого подключен блок задания производительности, а выход второго сумматора через регулятор производительности подключен к второму входу блока выбора меньшего сигнала, выход электропривода лебедок носовых канатов через второй датчик тока подключен к второму нелинейному элементу, выходы первого и второго нелинейных элементов подключены к первому и второму входам

15 третьего сумматора, к третьему входу которого подключен блок задания коэффициента наполнения, а выход третьего сумматора через регулятор коэффициента наполнения подключен к входу электропривода черпаковой цепи, выход датчика скорости подключен к первому входу блока деления, к второму входу которого подключен блок задания производительности, а выход

25 блока деления подключен к четвертому входу третьего сумматора, к второму входу первого сумматора подключен выход первого датчика тока.