Устройство автоматического регулирования скорости подачи угледобывающей машины

 

АНИ

< 91293

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авг. свид-ву— (22) Заявлено 23.07.80 (21} 2966587 22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл. з

Е 21 С 35!24

Государственный комитет

Опубликовано 15.03.82. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.03.82 (53) УДК 622.232.. 72 (088.8) ло делан нзооретений и открытий

7

А. С. Меняилснко з

Е

Ф г

М

Коммунарский горно-металлургический инст Гт т

4 (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО АВТОМАТИ 1ЕСКО ГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

СКОРОСТИ ПОДАЧИ УГЛЕДОБЫВА)О1ЦЕ1"! МАШИНЫ

Изобретение относится к автоматическому управлению режимом работы горных машин.

Известно устройство для автоматического регулирования скорости движения угледобывающей машины, содержащее датчик газовой концентрации, усилитель, фильтр низких частот, управляющий элемент, исполнительный механизм, схему выбора, блок программного регулирования, генератор экспоненциальных функций и коммутатор (1).

Недостатком данного устройства является программное регулирование скорости движения угледобывающей машины, которое не позволяет точно поддерживать заданную концентрацию метана в атмосфере очистного забоя, что приводит к снижению производительности угледобывающей машины.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство автоматического регулирования скорости подачи угледобывающей машины, содержащее регулятор скорости подачи, включающий датчик скорости подачи, задатчик скорости подачи, элемент сравнения, усилитель и сервопривод, датчик метана, задатчик метана, сумматор, блок деления, 2 управляемый однополярный интегратор, усилитель и диод j2).

Такое устройство имеет следующие не; достатки.

Подстройка контура регулирования го ме5 тану на изменение параметров атмосферы очистного забоя производится изменением коэффициента передачи управляемого однополярного интегратора, но этим не достигается полная подстройка контура.

В качестве контролируемого параметра атмосферы очистного забоя используется статический коэффициент усиления, который определяется отношением концентрации метана к скорости подачи на блок деления.

Изменение этого коэффициента приводит к изменению полного коэффициента усиления контура регулирования по метану, что может привести к появлению колебаний скорости подачи и концентрации метана, а также к нарушению устойчивости системы рег l H 0 â H H .

Изменение же коэффициента передачи однополярного "íòåãðàòîðà в зависимости от статического коэффициента усиления атмосферы очистного забоя не обеспечивает требу912930

3 емого изменения полного коэффициента усиления контура регулирования по метану, так как сам интегратор является инерционным звеном.

Это приводит к тому, что при изменении параметров атмосферы очистного забоя происходит перерегулирование концентрации метана, чем снижается безопасность ведения очистных работ.

Определение статического коэффициента усиления атмосферы очистного забоя производится путем деления на делительном элементе сигнала от датчика метана к сигналу от датчика скорости подачи, но так как сигнал на выходе датчика метана колеблется в области установившегося значения, задаваемого уставкой по метану, то и величина на выходе блока деления будет колебаться, что приводит и к колебаниям коэффициента передачи Одис>полярного управляемого интегратора, а это Вызывает колебания скорости подачи и концентрации метана, чем снижается безопасность ведения очистных работ и производительности угледобывающей машины.

Перерегулирование концентрации метана в "òìîñôåðå очистного забоя, из-за того, что не учитывается изменение динамических характеристик атмосферы при изменении скорости движения воздуха через очистной забой.

Изменение скорости воздушного потока в очистном забое происходит в результате изменений в общешахтной вентиляционной сети, изменения сечения очистного пространства, утечек и др.

Скорость воздушного потока изменяет процесс выделения метана из угля.

11ель изобретения — повышение точности за счет снижения величины перерегулироваиия концентрации метана.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком скорости воздушного потока, фильтром, дополнительным усилителем и низкочастотным фильтром, при этом выход датчика скорости воздушного погока подключен через последовательно вк.иоченные фильтр и дополнительный усилитель на управляемый вход однополярного управляс.мого интегратора, а выход датчика скорости подачи через низкочастотный фильтр попилю чен на первый вход блока деления, второй вход которого подключен к задатчику метана, ири =том усилитель выполнен уt1равляемым, а его управляемый вход подключен к выхо,<у блока деления.

11а чертеже представлена блок-схема устроиства.

Угледобывающая машина 1 оснащена регулятором скорости подачи 2, состоящим из дл гчика скОрОсти 3, подключенным своим

Входом к угледобывающей машине 1, а выходом к элементу сравнения 4, подключенного свсим Выходом к усилителю 5, воздействую4 щему на сервопривод 6, выход которого связан с угледобывающей машиной 1.

На второй вход элемента сравнения 4 подключена установка 7 по скорости подачи.

Угледобывающая машина 1 воздействует на атмосферу очистного забоя 8, концентрация метана в которой измеряется датчиком метана 9, выход которого через сумматор 10 подключен к параллельно соединенным управляемому однополярному интегратору 11 с однополярным выходом и управляемому усилителю 12 с последовательно соединенным диодом 13.

Выход интегратора 11 и усилителя 12 через диод 13 связаны с элементом сравнения

4 регулятора 2.

Уставка 14 допустимой концентрации метана подключена на второй вход сумматора

10 и на вход блока деления 15.

На второй Вход блока деления 15, через последовательно включенный низкочастотный фильтр 16, подкл1очен выход датчика скорости 3. а выход блока деления 15 соединен с управляемым входом усилителя 12.

Выход датчика скорости воздушного потока 17, через последовательно включенные фильтр 18 и дополнительный усилитель 19, подключен на управляемый вход интегратора 11.

Устройство работает сле.(ующим образом.

Концентрация метана в атмосфере очистного забоя 8 измеряется датчиком метана 9, сигнал которого поступает на сумматор 10, где сравнивается с сигналом уставки 14, соответствующим требуемому уровню концентрации метана В атмосфере очистного забоя.

При концентрации метана ниже задан,ой уставки, сигнал рассогласования имеет отрицательный знак и иа элемент сравнения 4 не проходит.

Регулирование скорости подачи осуществляется регулятсром 2. Си нал от датчика скорости 3 поступает на элемент сравнения

4, где сравнивается с.сигналом уставки 7 по скорости. (игнал рассогласования подается через усилитель 5 на сервопривод 6. который в зависимости От знака рассогласования уменьшает или увеличиваег скорость подачи угледобывающей машины.

При повыи:енин концентрации метана выше заданной уставки 14, сигнал рассогласоВаний

Влечет снижение концентрации метана.

На управляемый вход усилителя 12 поступает также сигнал с блока деления 15.

Блок деления определяет отношение заданной концентрации метана (уставки 14 ) к ссглаженному низкочастотным фильтром 16 сигна:!i датчика 3 скорости подачи.

912930

И зо

Формула изобретена.г

5

На выходе блока деления 13 образуется сигнал, величина которого равна статическому коэффициенту усиления атмосферы очистного забоя, в зависимости от величины этого коэффициента изменяют коэффициент усиления усилителя 12. Большему сигналу на выходе блока деления 13 соответствует меньшее значение коэффициента усиления усилителя 12.

Это позволяет производить самоподстройку (адаптацию) параметров системы регулирования на изменение характеристик атмосферы очистного забоя, что устраняет появление колебаний скорости подачи и перерегулирований концентрации метана в установившемся режиме и ведет к повышению безопасности очистных работ.

Параллельное соединение управляемого однополярного интегратора 11 и управляемого усилителя 12 позволяет соединить статические свойства интегрирующего звена с быстродействием усилительного. Параметры звеньев могут быть выбраны таким образом, чтобы при малых рассогласованиях существенную роль играло усилительное звено, а при больших — интегрирующее и чтобы в установившемся режиме работы колебания скорости подачи и концентрации метана возле выемочной машины отсутствовали.

При ведении очистных работ изменяется скорость воздушного потока в очистном забое, что вызывается изменениями в общешахтной вентиляционной сети, изменением поперечного сечения забоя, утечками и др.

Колебания скорости воздушного потока в очистном забое влияют на процесс выделения метана из угля, чем изменяются статические и динамические характеристики атмосферы очистного забоя, а это требует корректировки параметров системы регулирования.

Для этого измеряют скорость воздушного потока датчиком скорости воздушного потока 17, сигнал которого проходя через последовательно включенные фильтр 18 и усилитель 19, подается на управляемый вход однополярного интегратора 11.

В зависимости от величины этого сигнала изменяется коэффициент передачи интегратора 11, чем больше сигнал, тем больше коэффициент передачи. Это позволяет уменьшить перерегулирование концентрации метана и скорости подачи при переходных процессах и различных скоростях движения воздуха в очистном забое. зо

Коэффициент усиления усилителя 19 выбирается исходя из степени влияния скорости воздушного потока на динамические характеристики атмосферы очистного забоя.

Фильтры 16 и 18 отфильтровывают быстрые изменения скорости подачи и скорости воздушного потока, вызванные их кратковременными всплесками.

Технико-экономическими преимуществами данного устройства являются более полная подстройка контура регулирования по метану на изменения статического коэффициента усиления атмосферы очистного забоя, за счет того, что при изменении этого коэффициента изменяет коэффициент усиления управляемого усилителя, таким образом, что полный коэффициент усиления остается постоянным. Это позволяет снизить величину перерегулирования концентрации метана, чем повышается безопасность ведения очистных работ.

Отсутствуют колебания скорости подачи и концентрации метана вызванные изменением сигнала на выходе блока деления при определении статического коэффициента усиления атмосферы, так как в данном устройстве статический коэффициент усиления атмосферы определяют делением уставки по метану. на сглаженный низкочастотный фильтром сигнал от датчика скорости угледобывающей машины.

Этим также снижаются перерегулнрования концентрации метана, что повышает безопасность ведения очистных работ.

Уменьшение перерегулпрования концентрации метана в атмосфере очистного забоя при изменении динамических характеристик атмосферы очистного забоя. вызванных изменением скорости движения воздуха через очистной забой, за счет того, что измеряют скорость движения воздушного потока датчиком скорости и в зависимости от последней изменяют коэффициент передачи управляе.мого однополярного интегратора.

Предлагаемое устройство может быть использовано для управления угледобывающей машиной по газовому фактору при разработке угольных пластов с высокой газообильностью.

Устройство автоматического регулирования скорости подачи угледобывающей машины, содержащее регулятор скорости подачи, включающий датчик скорости подачи, задатчик скорости подачи, элемент сравнения, усилитель и сервопривод. датчик метана, задатчик метана, сумматор, блок деления, однополярныи управляемыи интегратор, усилитель и диод, от.гачаюшееея тем. что, с целью повышения точности за счет снижения величины перерегулирования концентрации метана, оно снабжено датчиком скорости воздушного потока, фильтром, дополнительным усилителем, низкочастотным фильтром, при этом выход датчика скорости воздуLvnol о потока подключен через последовательно включенные фильтр и дополнительный усилитель на управляемый вход однополярного управляемого интегратора, а выход датчика ско912930

Составитель Н. Чижикова

Редактор Н. Киштулинец Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 1356/44 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рости подачи через низкочастотный фильтр подключен на первый вход блока деления, второй вход которого подключен к задатчику метана, при этом усилитель выполнен управляемым, а его управляемый вход подключен к выходу блока деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 4б2930, кл. Е 21 С 35/24, 1975.

2; Авторское свидетельство СССР № 5б6932, кл. E 21 С 35/24, 977 (прототип, .