УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГОРНО-ПРОХОДЧЕСКИМ КОМБАЙНОМ Российский патент 2002 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к устройствам дистанционного управления работой горных машин и может быть использовано для управления с выносного пульта горной машиной, в частности горнопроходческим комбайном с несколькими электродвигателями и другими механизмами, управляемыми через электрогидроклапаны с помощью гидроцилиндров.

Известно устройство дистанционного управления механогидравлическими комбайнами (см. журнал "Уголь", 2, 1979 г., с. 42, рис. 1, 2, 3), включающее выносной пульт управления кнопочного типа, линии связи, магнитную станцию, гидросистему комбайна. Выносной пульт выполнен в виде нагрудного ранца, оснащенного микрокнопками, с помощью которых по многожильному кабелю передаются команды управления комбайном. На комбайне также предусмотрено местное управление с помощью рукояток.

Недостатки указанного устройства следующие: при работе с помощью данного устройства оператору необходимо постоянно воздействовать на кнопки пульта управления обеими руками, что создает естественные неудобства в процессе работы и соответственно снижает производительность труда. Указанное устройство не имеет программного обеспечения для управления комбайном, с помощью данного устройства невозможно обеспечить достаточную четкость исполнения команд и корректировку хода технологического процесса в каждой конкретной его точке.

Известно устройство для управления горным комбайном (А.с. СССР 638723, Б. И. 47, 1978 г.), принятое нами за прототип, включающее пульт управления с блоком прямого управления, соединенный линиями связи с исполнительным пунктом, расположенным на комбайне и имеющим искробезопасный блок питания и блок электрогидрораспределителей, при этом каждый из электрогидрораспределителей через соответствующие кнопки блока прямого управления линиями связи подключен к искробезопасному блоку питания.

Недостатки прототипа идентичны недостаткам, присущим аналогу.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности труда оператора (машиниста) и соответственно производительности комбайна за счет повышения четкости исполнения команд и за счет того, что последовательность подачи на комбайн требуемых команд ведется в полуавтоматическом режиме, а продолжительность подачи команды регулируется оператором, что позволяет оператору полностью контролировать ход технологического процесса, при этом контроль за ситуацией обеспечивается единой разрешающей кнопкой.

Поставленные задачи решаются тем, что пульт управления снабжен программным блоком, блоком индикации, согласующими усилителями, реле с замыкающими контактами и блоком кнопок программного управления, содержащим кнопку подачи команды на комбайн, кнопку перехода на следующую команду, кнопку выбора направления выполнения команд и кнопки выбора требуемой последовательности команд, при этом вход блока кнопок программного управления подключен к искробезопасному блоку питания, первый выход блока кнопок программного управления подключен к замыкающим контактам реле, выходы которых подключены к размыкающим контактам кнопок блока прямого управления, второй, третий и четвертый выходы блока кнопок программного управления подключены соответственно к первому, второму и третьему входам программного блока, первый и второй выходы программного блока соединены соответственно с первым входом блока индикации и с входами согласующих усилителей, выходы которых подключены к обмоткам реле и ко второму входу блока индикации, вход блока кнопок программного управления является входом кнопки подачи команды на комбайн, а ее выход является первым выходом блока кнопок программного управления, при этом выход кнопки перехода на следующую команду является вторым выходом блока кнопок программного управления, выход кнопки выбора направления выполнения команд является третьим выходом блока кнопок программного управления, выходы кнопок выбора требуемой последовательности команд являются четвертым выходом блока кнопок программного управления.

Кроме того, программный блок содержит шифратор, два формирователя импульсов, регистр, двоичный счетчик, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и элемент ИЛИ-НЕ, при этом вход первого формирователя импульсов является первым входом программного блока, а выход первого формирователя импульсов соединен с входом двоичного счетчика, первый и второй входы шифратора являются вторым и третьим входами программного блока, первый выход шифратора соединен с входом данных регистра, а второй выход шифратора через второй формирователь импульсов соединен с входом стробирования регистра и с входом обнуления двоичного счетчика, выход регистра соединен со старшими адресными входами ПЗУ и является первым выходом программного блока, счетные выходы двоичного счетчика соединены с младшими адресными входами ПЗУ, выходы которого соединены с элементами ИЛИ-НЕ и являются вторым выходом программного блока, а выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом обнуления двоичного счетчика.

Вход блока кнопок программного управления подключен к полюсу питания "+" искробезопасного блока питания, кроме того, блок кнопок программного управления дополнительно снабжен преобразователем напряжения, через который программный блок пульта управления соединен с искробезопасным блоком питания исполнительного пункта горного комбайна.

На чертеже показана общая схема системы управления комбайном.

Устройство для управления комбайном включает в себя блок кнопок программного управления 1, программный блок 2, блок реле 3, 22, согласующие усилители 21, блок индикации 4, блок прямого управления 5 с кнопками прямого включения 16, блок 6 с электрогидрораспределителями 15, искробезопасный блок питания исполнительного пункта горного комбайна 7. Блок кнопок программного управления 1 содержит кнопки выбора требуемой последовательности команд 17, кнопку выбора направления выполнения команд 18, кнопку перехода на следующую команду 19, а также кнопку подачи команды на комбайн 20 и преобразователь напряжения 8. Программный блок 2 содержит шифратор 9, регистр 10, двоичный счетчик 11, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 12, элемент ИЛИ-НЕ 13, два формирователя импульсов 14 и 23. Вход блока кнопок программного управления 1 подключен к искробезопасному блоку питания исполнительного пункта горного комбайна 7, первый выход блока кнопок программного управления 1 подключен к замыкающим контактам реле 22, выходы которых подключены к размыкающим контактам кнопок блока прямого управления 5. второй, третий и четвертый выходы блока кнопок программного управления 1 подключены соответственно к первому, второму и третьему входам программного блока 2, первый и второй выходы программного блока 2 соединены соответственно с первым входом блока индикации 4 и с входами согласующих усилителей 21, выходы которых подключены к обмоткам реле 22 и ко второму входу блока индикации 4, вход блока кнопок программного управления 1 является входом кнопки подачи команды на комбайн 20, а ее выход является первым выходом блока кнопок программного управления 1, при этом выход кнопки перехода на следующую команду 19 является вторым выходом блока кнопок программного управления 1, выход кнопки выбора направления выполнения команд 18 является третьим выходом блока кнопок программного управления 1, выходы кнопок выбора требуемой последовательности команд 17 являются четвертым выходом блока кнопок программного управления 1.

Вход блока кнопок программного управления 1 подключен к полюсу питания "+" искробезопасного блока питания исполнительного пункта горного комбайна 7, кроме того, блок кнопок программного управления 1 дополнительно снабжен преобразователем напряжения 8, через который программный блок 2 пульта управления соединен с искробезопасным блоком питания исполнительного пункта горного комбайна 7.

Устройство работает следующим образом.

Для управления горным комбайном в ручном режиме используют блок прямого управления 5 с кнопками прямого включения 16. При нажатии какой-либо из кнопок 16 напряжение искробезопасного блока питания 7 подается на соответствующий электрогидрораспределитель 15. Количество одновременно включаемых электрогидрораспределителей 15 определяется током срабатывания защиты искробезопасного блока питания 7.

Для управления горным комбайном в полуавтоматическом режиме используют блок кнопок программного управления 1 с кнопками выбора требуемой последовательности команд 17, кнопку 18 для выбора направления последовательности команд, кнопку 19 для перехода на следующую команду и кнопку 20 для непосредственной подачи команды на комбайн. Для выбора последовательности команд нажимается соответствующая кнопка 17, а при необходимости смены направления выполнения последовательности (вперед-назад, влево-вправо) одновременно нажимается кнопка 18. При этом с выходов шифратора 9 на вход данных регистра 10 выдается 4-разрядный двоичный код выбранной программы, а через формирователь импульсов 14 на вход стробирования регистра 10 подается одиночный импульс, производящий запись кода программы в регистр 10 и одновременно обнуляющий двоичный счетчик шагов 11. С выходов регистра 10 двоичный код программы поступает на старшие адресные входы постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 12 и на блок индикации 4 для отображения текущей выбранной программы. Счетные выходы счетчика 11 подключены к младшим адресным входам ПЗУ 12. Таким образом, на входах ПЗУ 12 формируется адрес первого шага программы. На выходах ПЗУ 12 по сформированному адресу выдаются данные для текущего шага программы: логическая 1 соответствует включенному электрогидрораспределителю 15, логический 0 - отключенному. Данные с ПЗУ 12 поступают на согласующие усилители 21, которые подключены к обмоткам реле 22 и блоку индикации 4 для отображения текущей команды. Реле 22, на исполнительные обмотки которых через согласующие усилители 21 поступает логическая 1, замыкают цепи между кнопкой 20 и соответствующими электрогидрораспределителями 15 через размыкающие контакты кнопок прямого управления 16. Таким образом, сформированная команда индицируется на блоке индикации 4 и готова к подаче на комбайн. Подача команды непосредственно на комбайн осуществляется нажатием кнопки 20. При этом напряжение блока питания 7 подается на соответствующие электрогидрораспределители 15 по цепям: кнопка 20, замыкающие контакты реле 22, размыкающие контакты кнопок прямого управления 16. Для прекращения выполнения команды кнопка 20 отпускается, электрогидрораспределители 15 обесточиваются, и комбайн останавливается. Переход на следующую команду производится нажатием кнопки 19, при котором на счетный вход двоичного счетчика 11 через формирователь импульсов 23 подается одиночный импульс. Счетчик выдает на ПЗУ 12 адрес следующей команды и процесс повторяется. Окончание последовательности команд обозначается логическими 0 во всех разрядах данных ПЗУ 12 и отслеживается элементом ИЛИ-НЕ 13, выдающим импульс обнуления счетчика шагов 11. При появлении уровней логических 0 во всех разрядах данных схема автоматически возвращается на 1-й шаг текущей программы. Таким образом, последовательность команд может циклически повторяться.

Пунктирными линиями на функциональной схеме обозначены однотипные цепи управления электрогидрораспределителями (13 шт.) и кнопки выбора программ (6 шт.), не показанные на схеме.

Изобретение относится к эксплуатации горных машин и может быть использовано при дистанционном управлении с выносного пульта работой горного комбайна. Задачей изобретения является повышение производительности труда оператора, повышение четкости исполнения команд и возможность управления в полуавтоматическом режиме. Устройство содержит пульт управления с блоком прямого управления, соединенным линиями связи с исполнительным пунктом, расположенным на комбайне и имеющим искробезопасный блок питания и блок электрогидрораспределителей, при этом каждый из электрогидрораспределителей через соответствующие кнопки блока прямого управления линиями связи подключен к искробезопасному блоку питания. Пульт управления снабжен программным блоком, блоком индикации, согласующими усилителями, реле с замыкающими контактами и блоком кнопок программного управления (БКПУ), содержащим кнопку подачи команды на комбайн, кнопку перехода на следующую команду, кнопку выбора направления выполнения команд и кнопки выбора требуемой последовательности команд. Вход БКПУ подключен к искробезопасному блоку питания, первый выход БКПУ подключен к замыкающим контактам реле, выходы которых подключены к размыкающим контактам кнопок блока прямого управления. Второй, третий и четвертый выходы БКПУ подключены соответственно к первому, второму и третьему входам программного блока. Первый и второй выходы программного блока соединены соответственно с первым входом блока индикации и с входами согласующих усилителей, выходы которых подключены к обмоткам реле и ко второму входу блока индикации. Вход БКПУ является входом кнопки подачи команды на комбайн, а ее выход является первым выходом БКПУ. Вторым, третьим и четвертым выходами БКПУ являются соответственно выход кнопки перехода на следующую команду, выход кнопки выбора направления выполнения команд и выходы кнопок выбора требуемой последовательности команд. Программный блок может содержать шифратор, два формирователя импульсов, регистр, двоичный счетчик, постоянное запоминающее устройство и элемент ИЛИ-НЕ. Вход БКПУ может быть подключен к полюсу питания "+" искробезопасного блока питания. Кроме того, БКПУ может быть дополнительно снабжен преобразователем напряжения, через который программный блок пульта управления соединен с искробезопасным блоком питания исполнительного пункта горного комбайна. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для управления горным комбайном, содержащее пульт управления с блоком прямого управления, соединенным линиями связи с исполнительным пунктом, расположенным на комбайне и имеющим искробезопасный блок питания и блок электрогидрораспределителей, при этом каждый из электрогидрораспределителей через соответствующие кнопки блока прямого управления линиями связи подключен к искробезопасному блоку питания, отличающееся тем, что пульт управления снабжен программным блоком, блоком индикации, согласующими усилителями, реле с замыкающими контактами и блоком кнопок программного управления, содержащим кнопку подачи команды на комбайн, кнопку перехода на следующую команду, кнопку выбора направления выполнения команд и кнопки выбора требуемой последовательности команд, при этом вход блока кнопок программного управления подключен к искробезопасному блоку питания, первый выход блока кнопок программного управления подключен к замыкающим контактам реле, выходы которых подключены к размыкающим контактам кнопок блока прямого управления, второй, третий и четвертый выходы блока кнопок программного управления подключены соответственно к первому, второму и третьему входам программного блока, первый и второй выходы программного блока соединены соответственно с первым входом блока индикации и с входами согласующих усилителей, выходы которых подключены к обмоткам реле и ко второму входу блока индикации, вход блока кнопок программного управления является входом кнопки подачи команды на комбайн, а ее выход является первым выходом блока кнопок программного управления, при этом выход кнопки перехода на следующую команду является вторым выходом блока кнопок программного управления, выход кнопки выбора направления выполнения команд является третьим выходом блока кнопок программного управления, выходы кнопок выбора требуемой последовательности команд являются четвертым выходом блока кнопок программного управления. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что программный блок содержит шифратор, два формирователя импульсов, регистр, двоичный счетчик, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и элемент ИЛИ-НЕ, при этом вход первого формирователя импульсов является первым входом программного блока, а выход первого формирователя импульсов соединен с входом двоичного счетчика, первый и второй входы шифратора являются вторым и третьим входами программного блока, первый выход шифратора соединен с входом данных регистра, а второй выход шифратора через второй формирователь импульсов соединен с входом стробирования регистра и с входом обнуления двоичного счетчика, выход регистра соединен со старшими адресными входами ПЗУ и является первым выходом программного блока, счетные выходы двоичного счетчика соединены с младшими адресными входами ПЗУ, выходы которого соединены с элементами ИЛИ-НЕ и являются вторым выходом программного блока, а выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом обнуления двоичного счетчика. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что вход блока кнопок программного управления подключен к полюсу питания "+" искробезопасного блока питания. 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что блок кнопок программного управления дополнительно снабжен преобразователем напряжения, через который программный блок пульта управления соединен с искробезопасным блоком питания исполнительного пункта горного комбайна.