Устройство для управления роторным экскаватором

 

О П И С А Н И Е 386075

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Реслублнк

3.а висимое от авт. свидетельства _#_o

Заявлено 16.111.1970 (Ме 1410400/29-14) М. Кл. E 021 3/26

G 05b 19 00 с присоеди нением заяаки Ме

Приоритет

Комитет по делам нзобретеннй н открытий прн Совете Мнннстров

СССР

Опубликовано 14.VI.1973. Бюллетень Хе 26

Дата опубликования описа ния 26. IX. ) 973

УДК 621.879(088.8) Авторы изобретения Г. К. Акутин, В. В. Яснопольский, Ю. М. Щербина, А. H. Волынский„

В. И. Попенко, А. T. Бабич и Г. М. Семененко

Заявитель Институт автоматики

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РОТОРНЫМ ЭКСКАВАТОРОМ

Изобретение относится к области автоматизации управления производственными процессами на карьерах.

Известно устройство для управления роторным экскаватором, включающее программоноситель, центральный блок управления, следящие блоки привода поворота — подъема стрелы и хода экскаватора, датчики положений исполнительных механизмов.

Цель изобретения — автоматизация цикла отработки слоя грунта. Достигается это тем, что устройство для управления роторным экскаватором выполнено с олоком ввода программируемых координат, последовательно с которым включен преобразователь ходов, с задатчиком алгоритма управления, выход которого соединен с центральным блоком управления, с блоком контроля выхода .ротора из забоя, входы которого подключены к приводам рабочего органа и поворота роторной стрелы, с блоком формирования сигнала управления приводом подъема роторной стрелы и блоком индикации положения органа в забое, соединенным с датчиками положения исполнительных механизмов.

Блок ввода программируемых координат может быть выполнен на десятипозиционных переключателях. Преобразователь кодов — в виде преобразователя десятичного кода в двоично-десятичный код, а задатчик алгоритма управления — в виде переключателя цепей распределителя команд центрального блока управления.

На фиг. 1 представлена блок-схема управ5 ления; на .фиг. 2 — размещение элементов устройства иа экскаваторе.

Устройство для управления роториым экскаватором включает блок 1 ввода программируемых координат, преобразователь кодов

10 2, преобразующий задание в десятичной системе счисления в двоично-десятичный код, цифровой программоноситель 8, центральный олок

4 управления, выполненный, например, в виде .релейного распределителя, задатчик 5 алго15 ритма управления, ключи 6 и 7, блоки 8 и 9 сравнения координат механизмов поворота и хода экскаваторов соответственно.

В следящий блок хода экскаватора кроме блока 9 входят счетчик импульсов 10, блок уп20 равления 11 приводом хода, механизм и привод хода 12 и датчик перемещений И.

Следящий блок механизма поворота образуют блок сравнения 8, непрерывно-дискретный преобразователь 14 угла поворота ротор25 ной стрелы, блок 15 управления приводом поворота, привод и механизм I6 поворота роторной стрелы.

В устройство также входят ключ 17, блок

18 контроля выхода ротора из забоя и при30 вод 19 рабочего органа, 38G075

В следящий блок механизма подъема роторной стрелы входят привод и механизм подъема 20 роторной стрелы, ключи 21 и 22, блок 23 формирования управляющего воздействия для управления приводом подъема при движении роторного колеса в горизонтальной плоскости, блок сравнения 24 координат привода подъема, непрерывно дискретный преобразователь 25 (датчик положения) механизма подъема, сервопривод 26, дифференциал

27, ключ 28, блок управления 29 привода подьема и блок 30 цифровой индикации положения рабочего органа.

Работает устройство следующим образом.

В процессе совмещения операций поворота роторной стрелы и перемещения на толщину стружки предполагается, что роторное колесо установлено на должную высоту и подведено к забою со стороны выработанного пространства.

Перед началом отработки слоя программируемые координаты заносятся в блок 1, преобразуются преобразователем 2 и подаются в программоноситель 3.

В центральный блок управления 4 устройст,ва задатчиком 5 вводится алгоритм управления. По командам центрального блока управления 4 через ключи 6 и 7 в блоки 8 и 9 подаются из программоносителя 3 координата первого программируемого положения механизма поворота и код величины требуемого перемещения механизма хода для подъезда на толщину стружки. Поскольку поло>кение экскаватора перед началом хода принимается за начальное, на второй вход блока сравнения 9 подается от счетчика 10 нулевая кодовая комбинация. Вследствие разности кодовых комбинаций на выходе блока сравнения 9 появляется сигнал, подаваемый в блок 11 для включения привода хода 12.

Экскаватор передвигается, и в процессе движения датчик перемещений 13 вырабатывает импульсы, число которых пропорционально пройденному пути. Эти импульсы суммируются счетчиком 10. При совпадении хода, снимаемого с выхода счетчика 10, с кодом треоуемого перемещения, подаваемым в блок сравнения 9 через ключ 7 от устройства 3 по команде центрального блока 4, сигнал с Bb!хода блока сравнения 9 исчезает, и блок управления 11 останавливает привод 12.

Сигнал а> о выполнении операции подается со второго выхода блока сравнения 9 на центральный блок управления 4.

Одновременно с выполнением операции подъезда происходит поворот экскаватора.

Код требуемой координаты (предельного или промежуточного угла поворота в сторону уступа) описанным выше путем подается в блок сравнения 8, где сравнивается с кодом действительного положения стрелы, вырабатываемым непрерывно-дискретным преобразователем 14.

При рассогласовании кодов на .выходе блока сравнения 8 появляется сигнал, поступаю5

65 щий в блок 15 управления приводом поворота 16. Привод работает до прихода роторной стрелы в запрограммированное положение.

При этом код требуемой координаты, получаемый из программопосителя 3, и код действительной координаты,,вырабатываемый прсобразователем 14, совпадут. При совпадении кодов сигнал а на выходе блока сравнения 9 исчезает и на выходе блока сравнения 8 появляется сигнал совпадения, подаваемый в центральный блок управления 4.

Наличие на выходе в центральный блок управления 4 сигналов а и а служит командой на переход к новой позиции программы.

Работа следящей системы механизма хода при начале операции поворота как со стороны внутреннего откоса, так и со стороны выработанного пространства, аналогична.

Структура следящей системы механизма поворота переменна и зависит от направления поворота. При движении в сторону внутреннего откоса (отработка предельного или промежуточного угла поворота) работает уже описанная выше цифровая следящая система, контур которой образует блоки 8, 15, 16, 14.

При отработке промежуточного угла пово,рота в сторону выработанного пространства работает та же цифровая следящая система.

При отработке предельного угла поворота в сторону выработанного пространства описанная выше следящая система, контролирующая угол поворота по координатному принципу, дополняется контуром автоматического контроля фактического выхода ротора из забоя, действующим по принципу контроля косвенного энергетического показателя, прямо про° порционального мощности, потребляемой двигагелем рабочего органа, и обратно пропорционально скорости поворота стрелы. Для этого после отработки промежуточного угла по,ворота в сторону выработанного пространства командой управляющего устройства открывается ключ 17. В блоке 18 по энергетическим характеристикам работы привода 19 рабочего органа (мощность двигателя роторного колеса) и привода 16 поворота стрелы (скорости двигателя поворота) определяется косвенный энергетический показатель, величина которого характеризует степень выхода ротора из забоя. При достижении этой величиной некоторого наперед заданного значения на выходе блока 18 появляется сигнал аз, поступающий через ключ 17 в блок 15 управления приводом поворота 16. Окончание поворота стрелы в сторону выработанного пространства и переход к следующей операции определяется сигналом а или аз в зависимости от того, какой из них появился раньше. Привод останавливается, и блок 4 переключается на выполнение очередных операций технологического цикла.

Работа устройства в .режиме раздельного выполнения операций перемещения на толщину стружки и поворота стрелы аналогична описанной выше.

386075

Работа устройства при выполнении операции поворота стрелы совместно с подъемом для образования горизонтальной плоскости осуществляется следующим образом.

Роторное колесо ставится на отметку заданной горизонтальной плоскости. Задатчиком 5 алгоритма управления блок 4 переводится на совместную работу приводов подъема и поворота роторной стрелы для отработки горизонтальной плоскости. В режиме автоматического управления по команде, выдаваемой управляющим блоком 4, открываются ключи 21 и 22. Ключем 21 выход блока 28 подключается на один из входов блока сравнения 24. На второй вход блока сравнения 24 подается координата от датчика 25 положения механизма подъема. При рассогласовании сравнительных величин на выходе блока сравнения 24 появляется сигнал, который через открытый ключ

22 включает сервопривод 2б. Последний через механический дифференциал 27 поворачивает датчик 25 до тех пор, пока не придут в соответствие выходные сигналы датчика 25 и блока 23. При совпадении этих сигналов сервопривод останавливается, а на один из выходов блока 4 подается сигнал а4 с выхода блока сравнения 24. Этим сигналом в центральном блоке управления 4 снимается команда с ключей 21 и 22 и вырабатывается команда, открывающая ключ 7. При этом в следящий блок хода экскаватора вводится код перемещения на толщину стружки, отрабатываемый описанным ранее образом. При завершении переезда сигнал а1 о выполнении операции подается с выхода блока сравнения 9 в центральный блок управления 4. Очередными командами блока 4 открываются ключи 21 и

28 и ключ 6. Через ключ б на следящий блок привода поворота подается координата программируемого положения механизма поворота и начинается ее отработка. Ключом 21 выход блока 28 подключается на один из входов блока сравнения 24. На второй вход блока 24 подается координата от датчика 25 положения механизма подъема. При рассогласовании сравниваемых величин на выходе блока 24 появляется сигнал, который через открытый ключ 28 (ключ 22 закрыт) поступает в блок управления 29 приводом подъема 20. В процессе поворота .роторной стрелы (отработка реза) приводом подъема отрабатываются сигналы блока формирования 28, возникающие вследствие наклонов и вертикальных смещений экскаватора.

Работа привода подъема роторной стрелы при отработке горизонтальной плоскости не

5 зависит от направления поворота. Следящий блок привода поворота при отработке предельного угла поворота роторной стрелы в сторону внешнего откоса (выработанного пространства) описанным йыше способом v.:i,".îèçìåíÿåò

10 свою структуру

В процессе работы предлагаемого устройства работает входящий в него блок цифровой индикации 80 положения рабочего органа, связанный с датчиками положений исполнитель15 ных механизмов, Показания индикации позволяют контролировать работу устройства путем сравнения показаний индикации при завершении операций с заданными значениями программируемых координат.

Предмет изобретения

1. Устройство для управления роторным экскаватором, включающее программоноситель, центральный блок управления, следящие бло25 ки приводов поворота, подъема стрелы и хода экскаватора, датчики положений исполнительных механизмов, отличающееся тем, что, с целью автоматизации цикла отработки слоя, оно выполнено с блоком ввода программируе30 мых координат, последовательно с которыми включен преобразователь кодов, с задатчиком алгоритма управления, выход которого соединен с центральным блоком управления, с блоком контроля выхода ротора из забоя, входы

35 которого подключены к приводам рабочего органа и поворота ротор",oi стрелы, с блоком формирования сигнала управления приводом подъема роторной стрелы и блоком индикации положения органа в забое, соединенным с

40 датчиками положения исполнительных механизмов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок ввода выполнен на десятипозиционных переключателях.

45 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что преобразователь кодов выполнен в виде преобразователя десятичного кода в двоичнодесятичный рефлексный код.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 50 что задатчик алгоритма управления выполнен в виде переключателя цепей распределителя команд центрального блока управления.

386075

Составитель 3. Зеленина

Редактор Э. Шибаева

Техред Л. Грачева

Корректор О. Усова

Типография, пр. Сапунова, 2

За к аз 2553/6 Изд. М !650 Тираж 602 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раусисхая иаб., д. 4/5