Способ управления процессом драгирования Советский патент 1984 года по МПК E02F3/08 

Изобретение относится к управлению процессами отработки рассыпных месторождений открытым способе и может быть использовано, в частности, для управления процессом черпания много ерпаковых драг при ведении дноуглубительных работ многочерпаковыми землечерпалками.

Известен способ управления процессом драгирования, заключающийся в том, что крепость драгируемых пород измеряют по нагрузке (моменту) привода черпаковой цепи, и при повышении ее о носительного заданного значения скорости черпания и бокового перемещения уменьшают, а при снижении - увеличивают til.

Недостаток способа заключается в отсутствии возможности поддержания постоянства производительности, поскольку любые изменения крепости пород сопровождаются изменением скорости бокового перемещения, а величина производительности драги однозначно связана с этим параметром.

Известен также способ управления процессом драгирования, основанный на изменении скорости бокового перемещения при превышении момента привода черпаковой цепи номинального значения и регулирования скорости черпания L21 и t31.

Однако известный способ не позволяет поддерживать постоянную производительность при черпании крепких пород, вызывающих нагрузки привода черпаковой цепи свыше номинашьного; значения. Поэтому при драгировании крс ких пород снижается производительность.

Целью изобретения является повышение производительности при отработке .крепких пород.

Цель достигается тем, что согласно способу управления процессом драгирования, основанному на изменении скорости бокового перемещения при превышении моментом привода черпаковой цепи номинального значения и регулировании скорости черпания, при превышении моментом привода черпаковой цепи номинального значения, увеличивают скорость черпания при постоянной скорости бокового перемещения до тех пор, пока момент привода черпаковой цепи не станет равньв л номинальному, а при достижении максимально допустимого значения скорости черпания по мере увеличения крепости пород снижаиот скорость бокового перемещения до тех пор, пока момент привода черпаковой цепи не станет равньт номинальному..

Способ осуществляется следукяцим образом.

Когда при увеличении крепости пород, приводящем к превьаленив) момента привода черпаковой цепи номингихьного значения, увеличивают скорость черпания без изменения скорости бокового перемещения, объем срезанной породы, т-.е. производительность, не изменяется. Уменьшается только коэффициент наполнения черпаков, однако количество породы, оттранспортированной черпаковой цепью, также не изменяется. Увеличение скорости черпания при поддержании постоянства момента приводит к увеличению полезной мощности .привода черпаковой цепи. По мере дальнейшего увеличения крепости пород скорость черпания достигает максимально допустимого значения. 1олько после достижений максимального значения скорости черпания, поддержание постоянства номинального момента привода черпаковой цепи осуществляют уменьшением скорости бокового перемещения. При этом производительность снижается, но остается на максимально возможном для драги данного габарита уровне, так к транспортная способность черпаковой цепи используется полностью (скорость ее максимальна, нагрузка номинальная Полезная мощность привода черпаковой цепи максимальна для драги данного габарита.

На чертеже изображена блок-схема системы для осуществления способа.

Устройством 1 измеряют текущую производительность драги (например, по нагрузке нерегулируемого привода бочки), сравнивают ее с заданным значением производительности бзАЛ. с помощью элемента 2 сравнения. Разностный сигнал подают на регулятор 3 скорости (вход а) двигателей привода черпаковой цепи, регулируемых при постоянном моменте, т.е. изменением якорного напряжения. Ток нагрузки двигателей в этом случае однозначно связан с моментом. Регулятор 3 в соответствии с поступающие на него ра ностным сигналом изменяет напряжение Uty о даваемое на. якорь двигателей привода черпаковой цепи 4 для изменения скорости движения черпаковой цепи 5, т.е скорости черпания V ч (количество грунта, подаваемое черпаковой цепью в бочку, определяет нагрузку привода бочки, а значит, и производительность) .

Выход устройства б, измерянвдего нагрузку (момент) привода черпаковой цепи О jj, соединен с входом порогового элемента 7, настроенного на номинальную нагрузку привода черпаковой цепи. Дыхрдной сигнал порогового элемента 7 подается на второй вход регулятора 3 скорости привода черпаковой цепи, настроенный таким образом, что увеличение сигнала на входе d вызывает снижение напряжения иЧи/ а .на входе сГ - увеличение Детектор 8 максимальной скорости че пания следит за величиной скорости черпания У, и на его выходе появляется сигнал в , если скорость черпания становится равной верхнему пределу скорости Vtmax Сигнал с выхода детектора 8 поступает на первый вход i коммутирующего устройства 9, а на второй вход Л этого устройства поступает сигнал с выход порогового элеме :1та .7 (сравнивающег текущее значение нагрузки привода с номинальным значением). Выходной сиг нал с коммутирующего устройства, ко торый появляется только при наличии входных сигналов на овонх входах п даётся на второй вход Ь регулятор 1О скорости привода Носовых лебедок 11, .которые осуществляют боково перемещение черпаковой цепи для сре зания пород. На вход 1 регулятора 1 подается сигнал для управления носовыми лебедками при черпании легко драгируемых пород и сигнал для корректирования величины скорости боко вого перемещения Vf при изменении геометрических параметров стружки, например, вследствие серповидности забоя. Процесс управления в системе, изображенной на чертеже, происходит следующим образом. Исходное состояние системы - отработка легкодрагируемых пород, ког нагрузка привода черпаковой цепи ни же номинальной. Скорость бокового перемещения Vf установлена (также как толщина стружки и уходки) требуемой для срезания пород в заданном объеме GLзA Скорость черпания t устанавливается регулятором 3, работанвдим по входу d в зависи,мости от разностного сигнала между текущим О. и заданным Q.i{iA значениями производительности. По мере увеличения крепости пород нагрузка привода черпаковой цепи достигает н минсшьного значения, и при превышеиии ее появляется сигнал на выходе порогового элемента 7. Этот сигнал подается на вход сГ регулятора 3, и скорость черпания увеличивается до тех пор, пока нагрузка привода черпаковой цепи не станет равной заданной. Сигналов на изменение скорости бокового перемещения в этом случае .не поступает. Производит.ельность поддерживается на заданном уровне. При дальнейшем увеличении крепости пород скорость черпания v достигает верхнего предела диапазона регулирования првь|шением скорости черпания нельзя добиться поддержания постоянства ; номинальной нагрузки привода черпак вой цепи. Тогда появляется сигнал на выходе детектора 8 максимальной скорости черпания, он поступает на вход е коммутатора 9 (на второй вход его q поступает сигнал с выхода порогового элемента 7), а с выхода коммутатора 9 постуйает сигнал на вход -Ь регулятора 10 скорости привода носовых лебедок 11 для снижения скорости бокового перемещения .B результате чего драгирование устойчиво ведется с пониженной относительно заданного значег. ния производительностью, но это пониженное значение будет максимально возможным в данных условиях драгирования для драги данного габарита, поскольку скорость черпания максимальна, натрузка привода черпаковой цепи номинсшьйая. Рассмотрим в качестве примера реализацию способа на 250-литровой драге ИЗТМ, оборудованной регулируенфлми приводами .черпаковой цепи и носовых лебедок. Номинальный-момент привода черпаковой цепи, приведенной к валу верхнего черпакового барабана, для драги этого габарита составляет 32600 кгм, диапазон изменения скорости черпания при регулировании.по предлагаемому способу 0-50 черп/мин (верхний предел обусловлен технологическими ограничениями типа условий разгрузки черпаков и др) при регулировании известным способом 0-36 черп/мин. Рассмотрим процесс управления по предлагаемому и известному способам при увеличивающейся крепости при заданной производительности Ог. 300 . Величина уходки с 3 м, толщина стружки h 0,2 м. Результаты сопоставления приведены в таблице. Нагрузочный момент привода чер:уаковой цепи выражается формулой ,.ciche, где Муу - момент холостого хода; К - удельное сопротивление пород черпаниюJ к V$ - соответственно скорости черпания и бокового перемещения;С - коэффициент пропорциональности. Поскольку по известному способу отношение скоростей бокового перемещения и черпания величина постоянная, то из приведенного выражения следует, что при регулировании драгирования известным способом нагрузочный момент привода черпаковой цепи от абсолютных величин указанных скоростей не зависит и одновременным снижением обеих скоростей нельзя обеспечить снижение нагрузки привода черпаковой цепи. Таким регулированием можно только поддерживатьпостоянство производительности при изменеНИИ геометрических параметров срезаемой стружки при драгировании псфод, оОуславливаюнщх нагрузочшлй мокюнт привода черпаковой цепи меикше иомингшьиого.

Поэфсму в рассматриваемом примере пря отрабо.тке пород V- и классов крепости с I и k , равными соответственно 3 и 0,2 м, привод черпаковОй цепи стопорится, т.еV предусмотренные изаеьтным. спогюбо регулирующие воздействия в этих услов1(ях ие обеспечивгиот нсфмального ведения,процесса; tieoOxoдимо после стопореНия поднимать раму, уменьшать толщину стружки и т.д.

Драгирование по предлагаемому способу позволяет без изменения производительности и без нарушения непрерывности процесса драгирования отрабатывать породы и ч класса, а при отработке t класса процесс драгирования ведется при пониженной

производительности, ио эта произво дительность является максимально возможной для драги данного габарита в этих условиях.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССШ ДРАГИРОВАНИЯ, основанный на изменении скорости бокового перемещения при превьодении моментом привода че рпаковой цепи номинального значения и регулировании скорости черпания, о т л и ч ающ ийс я тем, что, с цем лью повышения производительности . при отработке крепких пород, при превыпюнии моментом привода черпаковой цепи номинального значения увеличившот скоросгь черпания при посто янной скорости бокового перемещения до тех пор, пока момент привода черпаковой цепи не станет равным номинальному, а при достижении максимально допустимого значения скорости черпания по мере увеличения крепости пород снижгиот скорость бокового перемещения ло тех пор, пока момент привода черпаковой:цепи не ста-j нет равным номинальному.