Устройство для автоматического управления режимом нагружения универсальной землеройной машины
Изобретение относится к автоматическому управлению режимом нагружения землеройной машины с веерно-поступательной подачей рабочего органа (РО) на забой. Цель - повышение производительности за счет оптимизации закона управления и поддержания функциональной зависимости между скоростью продольной подачи машины и боковой скоростью движения РО. Устройство содержит задатчик 1. блок 2 формирования управляющего сигнала (БФУС) по буксованию, блок 9 буксования, датчик 14 положения РО управления скоростью подачи машины, БФУС 3 давления и датчик 10 давления в гидрообъемной передаче (ГОП) ходовой части, БФУС 6 частотой вращения двигателя и датчик 13 частоты вращения двигателя, датчик 15 положения РО величиной подачи топлива, блок 17 управления , исполнительные механизмы (ИМ) 19, 20 и 21 скорости подачи, величины подачи топлива и скорости качания соответственно , датчики 7 и 8 теоретической и реальной скорости. Дополнительно устройство снабжено БФУС 4 и 5 по давлению в ГОП вращения и качания РО, блоком 18 формирования функциональной зависимости, датчиком 12 давления в ГОП качания РО. датчиком 11 давления в ГОП вращения и датчиком 16 положения ИМ регулирования скорости качания РО. Блок 17 предназначен для выбора скорости качания РО в зависимости от скорости подачи машины. После поступления информации с датчика 8 вычисляется значение необходимой боковой скорости . Затем с датчика 16 считывается информация о скорости в данный момент времени. По разнице необходимой и существующей скоростей определяется направление вращения ИМ (шаговый двигатель) и модель перемещения. Введение БФУС 4 и 5 позволяет поддерживать для достижения максимальной производительности в заданных пределах значений крутящего момента (ГОП вращения) и давлений в верхней раме (ГОП) качания. 3 ил. (Л о х| ч аЈ ю ел
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4625587/03 (22) 14.11.88 (46) 15.09.91. Бюл. М 34 (72) И.В. Смагер, Б.Г. Сахно, А.В, Быков, Б.M. Глазман, В.Д. Мусийко, С.А. Морозов, Г.Н. Станкевич и В.M. Яценко (53) 622.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 1229285, кл. Е 02 Е 9/20, 1984. Авторское свидетельство СССР М 1484883, кл. Е 02 F 9/20, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ НАГРУЖЕНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению режимом нагружения, землеройной машины с веерно-поступательной подачей рабочего органа (PG) на забой. Цель — повышение производительности за счет оптимизации закона управления и поддержания функциональной зависимости между скоростью продольной подачи машины и боковой скоростью движения PO. Устройство содержит задатчик 1, блок 2 формирования управляющего сигнала (БФУС) по буксованию, блок 9 буксования, датчик 14 положения PO управления скоростью подачи машины, БФУС 3 давления и датчик 10 давления в гидрообъемной переИзобретение относится к устройствам автоматического управления режимом нагружения землеройной машины с веернопоступательной подачей рабочего органа на забой.. Ы,, 1677195 А1 даче (ГОП) ходовой части, БФУС 6 частотой вращения двигателя и датчик 13 частоты вращения двигателя, датчик 15 положения PO величиной подачи топлива, блок 17 управления, исполнительные механизмы (ИМ) 19, 20 и 21 скорости подачи, величины подачи топлива и скорости качания соответственно, датчики 7 и 8 теоретической и реальной скорости. Дополнительно устройство снабжено БФУС 4 и 5 по давлению в ГОП вращения и качания РО, блоком 18 формирования функциональной зависимости, датчиком 12 давления в ГОП качания РО, датчиком 11 давления в ГОП вращения и датчиком 16 положения ИМ регулирования скорости качания PO. Блок 17 предназначен для выбора скорости качания РО в зависи- мости от скорости подачи машины. После поступления информации с датчика 8 вычисляется значение необходимой боковой скорости. Затем с датчика 16 считывается информация о скорости в данный момент времени. По разнице необходимой и существующей скоростей определяется направление вращения ИМ (шаговый двигатель) и модель перемещения. Введение БФУС 4 и 5 Q» позволяет поддерживать для достижения максимальной производительности в задан- с ных пределах значений крутящего момента д, (ГОП вращения) и давлений в верхней раме (ГОП) качания. 3 ил. (л Целью изобретения является повыше.ние производительности за счет оптимизации закона управления и поддержания функциональной зависимости между скоро1677195 сть1о продольной подачи машины и боковой скоростью движения рабочего органа. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства управления; на фиг. 2 — функциональная схема формирования управляющего сигнала по частоте вращения, двигателя; на фиг. 3- функциональная зависимость между скоростью подачи машины и, боковой скоростью рабочего органа. Устройство для управления режимом нагружения универсальной землеройной машины содержит эадатчик 1, выходы которого подключены к входам блоков 2, 3, 4, 5, 6 формирования управляющих сигналов по буксованию, давлению в гидрообьемных передачах.ходовой части, вращения и качения рабочего органа, частоте вращения двигателя соответственно, датчики 7 и 8 теоретической и реальной скорости машины,, подключенные к блоку 9 буксования, датчик 10 давления в гидрообьемной передаче хо довой части, подключенный ко входу блока 3, датчик 11 давления в гидрообьемной передаче (ГОП) вращения рабочего органа, подключенный ко входу блока 4, датчик 12 давления в ГОП качания рабочего органа, подключенный ко входу блока 5, датчик 13 частоты вращения двигателя, подключен, ный ко входу блока 6, датчик 14 положения органа управления скоростью подачи машины, подключенный ко входам блоков 2 — 5, датчик 15 положения органа управления величины подачи топлива, подключенный ко входу блока 6, датчик 16 положения органа управления боковой скоростью качания рабочего органа управления, подключен ко входу блока 17 формирования функциональной зависимости, выход которого подключен к исполнительному механизму, регулирующему боковую скорость качания рабочего органа, блок 18 управления, выходы которого подключены к исполнительным механизмам, регулирующим скорость подачи машины и величину подачи топлива. Блоки 19, 20, 21 — исполнительные механизмы. Блоки 2-6 формирования выполнены по аналогичной схеме и содержат сумматоры, инверторы и пороговые элементы. Устройство работает следующим образом (рассмотрим на примере одного канала, по частоте вращения двигателя). Выходной сигнал датчика 13 частоты вращения двигателя (вд, ), 01=КЮдв Выходные сигналы датчика 15. пропорциональны величине перемещения органа управления величиной подачи топлива двигателя (Й7) от нулевого положения (ho). -03= K3hT 03=KG(hmax ht) Выходные сигналы задатчика 1 связаны определенными соотношениями Uco7= т1(03) 0в = f2(03). 5 Выходные сигналы инверторов равны значениям сигналов по модулю, но с обратным знаком 0ив1 =-U1. Выходные сигналы блоков сравнения равны соответствующей алгебраической сумме значений входных сигналов. 0«0о71+ (-LI1); 0 2 = (-UILI2 )+ LI1 Выходные сигналы блоков интегрирования равны интегралу от входной величины по времени Ф. 1 0и1 = Ки1 3 0«d< 0и2 = l 0сз =01+ (-0з); 0 4 = 0 2 + (-0з). 20 Выходные сигналы пороговых устройств соответствуют статической характеристике порогового устройства и нормированы по величине логического "Оо и о1о 25 о приUu < + 0< 0п1— при U I + 0„„ Выходные управляющие сигналы блока 17 управления (01 U1 01, 0 ) являются Ш IV функциями от комбинации входных сигналов (0п1 — 0П1О) Комбинации входных и выходных сигналов в блоке управления представлены в табл, 1, где U — увеличение скорости движения маI шины U — уменьшение скорости движения 11 машины; U — увеличение подачи топлива; U — уменьшение подачи топлива; o) — частота вращения; Рхч, Р, Рквч — давление в ГОП ходовой части, вращения и качания; д — коэффициент буксования, В табл. 2 представлены данные различного сочетания давлений в гидрообьемных передачах ходовой части, вращения и качания рабочего органа, а также необходимое управляющее воздействие (уменьшение или увеличение скорости подачи машины). Введение блоков формирования управляющих сигналов по давлению в ГОП вращения и качания связано со спецификой конструкции универсальной машины и ее рабочего процесса, в частности, необходимостью поддержания для достижения максимальной производительности в заданных 1677195 пределах значений крутящего момента (ГОП вращении) и давлений в верхней раме (COll качания). Несоблюдение этих требований приводит в конечном итоге к выходу из строя оборудования. Блок формирования функциональной зависимости предназначен для выбора боковой скорости качания рабочего органа в зависимости от скорости подачи машины. Это необходимо для того, чтобы во время ведения рабочего процесса рабочий орган срезал равномерную стружку, что ведет к повышению производительности машины, Блок работает следующим образом. После поступления информации с датчика реальной скорости под чи машины Д2 вычисляется значение необходимой боковой скорости Чд. После этого с датчика Д9 исполнительного механизма, управляющего боковой скоростью, считывается информация о скорости V д, имеющей место в данный момент времени. По разнице необходимой и существующей Чо определяется направление вращения исполнительного механизма (шаговый двигатель) и модель перемещения. Таким образом, устройство обеспечивает вывод рабочего процесса разработки грунта в заданный диапазон значений коэффициента буксования или развиваемой силе тяги машины, значений крутящего момента, давления в ГОП механизма качания с переводом в зависимости от потребляемой мощности работы двигателя на режим частичных характеристик с экономией циклового расхода топлива, а также поддержание оптимального соотношения между скоростью подачи машины и боковой скоростью движения рабочего органа, что обеспечивает получение равномерной стружки, и, как следствие, существенное повышение производительности машины. Формула изобретения Устройство для автоматического управления режимом нагружения универсальной землеройной машины, содержащее эадатчик, первый выход которого соединен с первым входом блока формирования управляющего сигнала по буксованию, ко второму входу которого подключен выход блока буксования, а с третьим входом соединен один из выходов датчика положения органа управления скоростью подачи машины, второй выход задатчика соединен с первым входом блока формирования управляющего сигнала давления в гидрообъемной передаче ходовой части, ко второму входу которого подключен один из выходов датчика положения органа управ10 55 ления скоростью подачи машины, а с третьим входом связан выход датчика давления в гидрообъемной передаче ходовой части, третий выход задатчика соединен с первым входом блока формирования управляющего сигнала частотой вращения двигателя, ко второму входу которого подключен ьыход датчика частоты вращения двигателя, а с третьим входом связан выход датчика положения органа управления величиной подачи топлива, выходы датчиков положения органа управления скоростью подачи машины, положения органа управления величиной подачи топлива и выходы блоков формирования управляющего сигнала по буксованию, по давлению в гидрообъемной передаче ходовой части, частоты вращения двигателя соединены с соответствующими входами блока управления, выходы которого подключены к исполнительным механизмам скорости подачи и величины подачи топлива, датчики теоретической и реальной скорости соединены с соответствующими входами блока буксования, исполнительный механизм скорости качания, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности за счет оптимизации закона управления и поддержания функциональной зависимости между скоростью подачи и скоростью качания рабочего органа, оно снабжено блоком формирования управляющего сигнала по давлению в гидрообъемной передаче вращения рабочего органа, блоком формирования управляющего сигнала по давлению в гидрообъемной передаче качания рабочего органа, блоком формирования функциональной зависимости, датчиком давления в гидрообъемной передаче вращения, датчиком давления в гидрообъемной передаче качания, датчиком положения исполнительного механизма регулирования скорости качания рабочего органа, причем четвертый и пятый выходы задатчика соединены соответственно с первыми входами блоков формирования управляющих сигналов вращения и качения рабочего органа, выход датчика управления скоростью подачи машины соединены, соответственно, со вторыми входами блоков формирования управляющих сигналов вращения и качания рабочего органа, выход датчика давления в гидрообъемной передаче вращения рабочего органа соединен с третьим входом блока формирования управляющего сигнала вращения рабочего органа, выход датчика давления в гидрообьемной передаче качания рабочего органа соединен с третьим входом блока управления сигналом качания рабочим органом, выходы блоков формирования управления 1677395 сигналами вращения и качания рабочими органами соединены с соответствующими входами блока управления, выход датчика положения органа управления боковой скоростью качания соединены соответственно с входами блока управления и блока формирования функциональной зависимости, выход датчика реальной скорости соединен со входом блока формирования функциональной зависимости, выход. которого связан с 5 исполнительным механизмом скорости качания, i Табляца 1 сигналов Ситуация Рлпс Рлп 1 1 Начало рабочего процесса Возрастание ирд!р. о < «Tд Р„,<Р„; Рл< Ртт! Рдр» Рн»«««»t < о3тт! 1 Условие: хотя бы одно P„< ««IvI < Q < о1тд««Р < grv 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 t 0 1 0 Условие: хотя бы одно Рт> < Р ,о!и с р!с п>,д; «Pv, < Ю<8тт УСловне: хотя бы одно PvrcP< Ртб 0 1 0 1 . 0 1 0 1 0 Условие: хотя бы-одно Ртт < Р « Р„«P«» «P < отВ 0 t 0 1 0 1 Условие: хотя бы одно Pv«< Рс Pvv « > ">т! » «г > т! 0 1 0 1 0 1 1 1 Условие, хотя бы одно P> Pr» «"«>«в; «Pr« с д < отВ 0 1 0 1 0 1 1 1 Условие: хотя бы одно Р > Pvb« i «о «>v« i о»«< +v ««P«T 0 1 0 1 0 1 Условие: хотя бы одно, Р< Р„д. « Е < ««! «О > с>тт Условие: все значения « в диавазоиах и сикинне Ир, . Условнет все значения b диапазонах н увели» ченне Мрп», 1 1 1 - 1 - 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 аблица 2 ) v„ $ (v„ t Ситуация 1I В« р Рро PyI. р Ркач PY I ° II < Р,,-„,; Р,„ ° It li < РТГГ««э PyT Ppo Рт««р Ри«дч Р„г Р„„Р„ «« III ут Рро РТ 1 1р Р у < Рк«тч Руг«! «а хч х«< Р„-н Ру«6 1 Ркч ) I Рхч ) Ру««т ХЧ ! Póò Р, „< Р„< Рхч ) 8 9 1О !1 Уп t 0ï т I ßr 4 цт 1677195 Ug p 1,76 7,5 7,3 Iï 9,72 Составитель А,Мартынов Редактор М.Бокарева Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор А.Осауленко Заказ 3090 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101
