Устройство для управления роторным экскаватором Советский патент 1983 года по МПК E02F3/26 

блок коррекции скорости привода поворота и датчик скорости привода поворота соединен со своим третьим входом,при этом выход второго ключевого элемента подключен к другому входу блока коррекции скорости привода поворота.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАвЛЕНИЯ РОТОРНЫМ ЭКСКАВАТОРОМ; содержащее датчик и задатчик производительности , подключенные к первому блоку сравнения, выход которого соединен с блоком коррекции производительности и привода поворота и подъема роторной стрелы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности управления экскаватором путем , демпфирования колебаний приводов и конструктивных элементов, в устройство введены датчики виброускорений роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, формирователи си17нала среднего значения, сумматор, формирователь порога отсечки, ключевые элементя, задатчик положения привода подъема, второй, третий и четвертый блоки сравнения, блок коррекции положения, блок коррекции скорости поворота, датчики скорости и положения привода подъема, компараторы, блоки дифференцирования, элемент ИЛИ, датчик скорости привода поворота, блок коррекции скорости -привода подъема, при этом задатчик производительности соединен через последовательно соединенные первые блок дифференцирования и компаратор с первым входом элемента ИЛИ, выход датчика производительности через последовательно соединенные вторые блок дифференцирования и компаратор соединены с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого и второго ключевых элементов, выходы датчиков виброускореуий роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях соединены соответственно с вторым входом первого ключевого элемента и с первым входом третьего ключевого элемента непосредственно и через соответствующий форлдарователь сигнала среднего значения подключены к I входам сумматора, выход которого чеО) рез формирователь порога отсечки под;ключей к управляющим входам первого, JBToporo и третьего ключевых элементов и блока коррекции скорости привода подъема, причем задатчик положения привода подъема подключен через последовательно соединенные второй блок сравнения, блок коррекции положения к первому входу третьего :л блока сравнения, второй вход кото- ; X) рого соединен с выходом третьего ключевого элемента, третий вход о третьего блока сравнения соединен с выходом датчика скорости привода подъема, а выход третьего блока :о сравнения соединен с входом блока коррекции скорости привода подъема, выход которого соединен с приводом подъема роторной стрелы, выход которого соединен с датчиками скорости привода подъема и положения привода подъема выход последнего соединен с другим входом второго блока сравнения, выход блока коррекции .прюизводи тел ьности соединен с первым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, а выход через последовательно соединенные

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов на карьерах. Известно устройство для управления роторным экскаватором, содержащее объект управления, задатчик нагрузки, блок сравнения контура стабилизации нагрузки, блок коррекции нагрузки, датчик нагрузки . Известно также устройство, содержащее объект управления, задатчик производительности, блок коррекции производительности, блок сравн.ения контУра регулирования производительности , датчик производительности .з Однако указанные устройства, поддерживая на заданном уровне проиэво дительность или нагрузку привода роторного рабочего органа, не снижают динамических нагрузок в приводах и конструктивных элементах роторного экскаватора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления роторным экс ватором, содержащее датчик и задатчик -производительности, подключенные к первому блоку сравнения, выход которого соединен с блоком коррекции производительности и привода поворота и подъема роторной стрелы з . Известное устройство, не использу ет демпфирующих свойств приводов поворота и подъема роторной стрелы для снижения динамических нагрузок в приводах и конструктивных элементах роторного экскаватора. Снятие указанных выше нагрузок позволяет существенно увеличить производитель ность и срок службы экскаватора, Демпфирующие свойства приводов поворота и подъема роторной стрелы могут изменяться в процессе работы за счет изменения динамических и стати.стических характеристик блоков коррекции контуров регулирования око ростей поворота и подъема роторной стрелы, рсобенио за счет регулирования коэффициентов передачи этих блоков, т.е. коэффициентов жесткости механических характеристик приводов, в функции сигнашов, пропорциональных динамическим нагрузкам, например, виброускорения роторной .стре Ш. Целью изобретения является повышение надежности управления экскаватором путем демпфирования колебаний приводов и конструктивных элементов экскаватора. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления роторным экскаватором, содержащее датчик и задатчик производительности, подключенные к первому блоку сравнения, выход:; которого соединен с блоком коррекции производительности и привода поворота и подъема роторной стрелы, введены датчики виброускорений роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, формирователи сигнала среднего значения, сумматор, формирователь порога отсечки, ключевые элементы, задатчик положения привода подъема, второй, третий и четвертый блоки сравнения, блок коррекции положения, блок кор-з рекции скорости п1Я1вода поворота, датчики скорости и положения привода подъема, компараторы, блоки дифференцирования, элемент ИЛИ, датчик скорости привода поворота, блока коррекции скорости п жвода подъема, при этом эадатчик производительности соединен через последовательно соединенные первые блок дифференцирования и компаратор с первым входом элемента ИЛИ, выход датчика производительности через последовательно соединенные вторые блок дифференцирования и компаратор соединены с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого и второго ключевых элементов, выходы датчиков виброускорений роторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях соединены соответст венно с вторым входом первого ключевого элемента и первым входом третьего ключевого элемента непосредствен но и через соответствующий формироВе1тель сигнала .среднего значения подключены к входам сумматора, выход которого через формирователь порога: отсечки подключен к управляющим вхо дам первого, второго я- третьего ключевых элементов и блока коррекции скорости привода подъема, причем задатчик положения привода подъема подн ключен чер«;з последовательно соединенные блок сравнения, блок коррекции положения к первому входу третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом третьего ключевого элемента, третий вход третьего блока сравнения соеди нен с выходом датчика скорости прив да подъема, а выход третьего блока сравнения соединён с входом блока коррекции скорости привода подъема, .выход которого соединен с приводом подъема роторной стрелы, выход которого соединен с датчиками скорости привода подъема и пол ожени я привода подъема, выход последнего соединен с другим входом второго блока сравнения, выход блока коррекции производительности соединен с первы входом четвертого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, а выход через последовательно соедине ные блок коррекции скорости привода поворота, привод поворота и датчик скорости привода поворюта соединен со своим третьим входом, при этом выход- второго ключевого элемента подключен к другому входу блока кор рекции скорости привода поворота. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит эадатчик 1 прюизводительности, блок 2 сравнени блок 3 коррекции производительности блок 4 сравнения, блок 5 коррекции скорости привода поворота, привод 6 поворота роторной стрелы, объект 7 управления (роторный э-кскаватор) , . датчик 8 производительности, датчик 9 скорости привода поворота, блок 10 дифференцирования, компаратор 11,.элемент ИЛИ.12, компаратор блок 14-дифференцирования, ключевые элементы 15 и 16, датчик 17 виброус корения роторной стрелы в горизонта ной плоскости, формирователь 18 сигнала срюднего значения, сумматор 19, формирователь 20 порога отсечки, датчик 21 виброускорения роторной стрелы в вертикальной плоскости, формирюватель 22 сигнала среднего значения, ключевой мент 23, задатчик 24 положения привода подъема, блок 25 сравнения, блок 26 коррекции положения, блок сравнения, блок 28 коррекции скорости привода подъема, привод 29 подъема роторной стрелы, датчик 30 скорости привода подъема, датчик 31 положения привода подъема. Устройство работает следующим образом. Управляемой координатой роторног экскаватора (объекта 7 управления) является производительность(может быть нагрузка), которая измеряется датчиком 8 производительности. ТРеку щее значение производительности в блоке 2 сравнения сравнивается с заданным, формируемым задатчиком 1 производительности. Отклонение производительности, выявленное блоком 2, преобразуется блоком 3 коррекции производительности в сигнал управления следящим приводом поворота/ включающим блок 4 сравнения, блок 5 коррекции скорюсти привода поворота (с регулируемым коэффициентом передачи) , привод 6 поворота роторной стрелы и датчик 9 скорюсти привода поворота. Сигнал упрЛления, изменяя скорость поворота рюторной стрелы, компенсирует возникшее отклонение прюизводительности за счет изменения ширины стружки. Следящим приводом подъема роторной стрелы (угол подъема стрелы), включающим задатчик 24 положения привода подъема, блок 25 сравнения, блок 26 коррекции положения, блок 27 сравнения, блок 28. коррекции скорости привода подъема (с регулируемьдат коэффициентом передачи), привод 29 подъема роторной стрелы, датчик 30 скорости привода подъема, регулируется высота стружки. Датчиками 17 и 21 измеряется соответственно виброускорение рюторной стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскости,.Сигнал, пропорциональный виброускорению, усредняется формирователями 18 и 22. Выходные сигналы формирователей суммируются и их сумма с сумматора 19 подается на вход формирователя 20 порога отсечки. Сигнал на выходе формирователя 20 будет появляться только в том случае, если уровень вибрации достиг.нет заданного значения, определяемого порогом отсечки. Выходной сигнал формирователя 20 подается на вход блока 28 и через ключевой элемент 15 на вход блока 5, изменяя коэффициенты передачи этих блоков. Чем выше выходной сигнал формирователя 20, тем меньшими должны быть коэффициенты передачи блоков 5 и 28. Таким же образом будут изменяться коэффициенты жесткости механических характеристик следящих приводов поворота и подъема роторной стрелы, обуславливая повышение демпфирующих свойств приводов и снижение динамических нагрузок в роторной стреле. После появления сигнала на выходе формирователя 20 сработают ключевые элементы 16 и 23, котор«е подключат сигналы датчиков виброускорения не.посредственно на входы блоков 4 и 27 сравнения, вводя в контурно регулирования скорости обратную связь по ускорению, также обеспечивающую демпфирование колебаний в роторной стреле, а, следовательно, во всех элементах экскаватор а. Введенные демпфирующие связи снижают быстродействие системы регулирования производительности при отработке задающего сигнала или резких изменениях производительности. Для Устранения этого недостатка в устройство введены блоки 10 и 14 дифференцирования и компараторы 11 и 13

При изменении сигнала задатчика на выходе блока 10 появится сигнал производной. Если этот сигнал превысит порог срабатывания компаратора 11, то через элемент ИЛИ 12 ключевые элеменпл 15 и 16 закроются отключая контуры демпфирования. Таким же образом будет работать устройство при резких изменениях выходного сигнала датчика производительности.

Современные роторные экскаваторы оснащаются устройствами стабилизации нагрузки привода ротора или их производи теЬь но сти. Эти устройства не обеспечивают снижение динамических нагрузок в приводах и конструктивных элементах роторного экскаватора, что снижает срок wx службы.-В связи

с этим источником экономической эффективности предлагаемого устройства по сравнению с известным устройством является повышение эксплуатационной производительности роторного экскаватора за счет повышения надежности его рабопл. Рост производительности при этом составит не менее 3% на один экскаватор. При средней годовой производительности роторного экскаватора т дополнительный прирост |добычи составит не менее 90 тыс. т. угля в год. Экономический эффект от внедрения изобретения составит не менее 0 тыс. руб, в год.