Устройство автоматического управления исполнительным органом горной машины по гипсометрии пласта Советский патент 1986 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к автоматическому управлению горными машинами и может быть использовано при создании систем автоматического управления очистными комбайнами в профиле пласта.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия управления.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 давления, подключенный к входу усилителя 2, выход которого соединен с пороговым элементом 3, связанным с элементом И 4 и элементом И 5. На входы этих же элементов поступают импульсы с генератора 6 тактовых импульсов. Элемент И 4 связан с входом счетчика 7, а элемент И 5 - с входом счетчика 8 через элемент НЕ 9. Выходы счетчиков 7 и 8 подключены к входам делителя 10. Результирующий сигнал с делителя 10 поступает на один вход вычитателя 11, на другом входе которого постоянная величина. Делитель 10 и вычитатель 11 объединены в блок 12 формирования управляющих воздействий. Выходы вычитателя 11 связаны с электрогидропереключателями 13 и 14, подающими рабочую жидкость в порщневую или щтоковую полости гидродомкрата 15 подъема-опускания исполнительного органа. На исполнительном органе комбайна на одной и той же образующей резания (с вылетом, превышающим вылет рабочих резцов) установлены контрольные резцы 16.

Устройство работает следующим образом.

При движении исполнительного органа в массиве угля уровень в пороговом элементе 3 настраивают на среднюю величину давления от датчика 1 давления и усилителя 2. Если исполнительный орган очистного комбайна движется по границе порода-уголь, то удлиненные резцы 16 периодически присекают породу, а остальные резцы разрушают уголь. В этом случае отношение времени присечки удлиненными резцами породы к времени их движения в угле остается неизменным при постоянной скорости вращения исполнительного органа и не зависит от скорости цодачи. В момент начала присечки породы удлиненными резцами сильно увеличивается давление в полости гидродомкрата 15 подъема-опускания исполнительного органа. На выходе порогового элемента 3 появляется сигнал, позволяющий импульсам с генератора 6 тактовых импульсов поступать на вход счетчика 7. Как только удлиненные резцы 16 выходят из породы и вступают в контакт с углем, сигнал на выходе порогового элемента 3 падает до О, и тем самым запрещает через элемент И 4 импульсам с генератора 6 тактовых импульсов поступать на вход счетчика 7. Окончательно установивщийся на выходе счетчика 7 сигнал идет на вход делителя 10. Тем самым определяется величина Т| - время присечки породы удлиненными резцами.

В момент прекращения сигнала с порогового элемента 3 (входа удлиненных резцов 16

в контакт с углем) на вход счетчика 8 начинают поступать импульсы с генератора 6 тактовых импульсов через элемент И 5 и элемент НЕ 9. Импульсы продолжают поступать на счетчик 8 до появления на выходе порогового элемента 3 сигнала «1 (входа удлиненных резцов в контакт с породой), после чего установившийся на выходе счетчик 8 сигнал поступает на другой вход делителя 10. Тем самым определяется величина Т2 - время движения удлиненных резцов

в угле.

В делителе 10 осуществляется операция TitTo, а ее результат поступает в вычитатель 11, где из него вычитается постоянная величина А, соответствующая аналитически полученной величине для случая движения исполнительного органа по границе порода-уголь.

При реальном движении исполнительного органа по границе порода-уголь имеет место тождество

Т, : Тг-А О,

(1)

и на выходе вычитателя 11 не присутствуют никакие сигналы.

При вхождении в контакт с породой помимо удлиненных резцов и части остальных резцов, т. е. присечки исполнительным органом породы, имеет место неравенство

Т; : Т,-А О,

(2)

и на выходе вычитателя i1 появляется сигнал, постунаюплии н электрогидропереключатель 13, который заставляет исполнительный орган переместиться в сторону массива угля.

При уходе исполнительного органа полностью в массив угля, т. е. оставление пачки угля, имеет место неравенство

Т, : Т,,

(3)

и на выходе вычитателя

появляется сигнал, поступающий в электрогидропереключатель 14, который заставляет исполнительный орган переместится в сторону границы порода-уголь. Таким образом, устройство работает непрерывно, осуществляя веде„ ние исполнительного органа по гипсометрии пласта.

Пример 1. Исполнительный орган производит выемку угля по границе порода-уголь, т. е. контрольные резцы 16 присекают породу, а сам исполнительный орган двигается по

5 углю. В этом случае в моменты присечки резцами 16 породы на выходе порогового устройства появляется сигнал, который позволяет импульсам с генератора 6 тактовых импульсов пройти на вход счетчика 7 через элемент И 4. Импульсы продолжают поступать до тех пор, пока резцы 16 не выходят из контакта с породой. Тогда установившееся значение, например, два на выходе счетчика 7 поступает на один вход делителя 10. В период движения резцов 16 в угле (в течение одного оборота исполнительного органа) сигнал на выходе порогового элемента 3 равен О, и он позволяет импульсам с генератора 6 тактовых импульсов пройти на вход счетчика 8 через элемент И 5 и элемент НЕ 9. Импульсы продолжают поступ-ать до тех пор, пока резцы 16 не входят в контакт с породой. Тогда установившееся значение, например, десять на выходе счетчика 8 поступает на другой вход усилителя 10. Он производит операцию 10:2 5, и величина пять идет на вход вычитателя 11, где также была заранее задана величина пять из аналитических расчетов. Вычитатель 11 производит операцию 5-5 0, на его выходе нет никаких сигналов, и исполнительный орган продолжает двигаться без изменений.

Пример 2. Исполнительный орган присекает породу всеми резцами. Структура работы аналогичная примеру I. Разница в том, что на выходе счетчика 7 сигнал «Пять, и на выходе счетчика 8 тоже сигнал «Пять. Делитель производит операцию . Вычитатель 11 производит операцию , на его выходе появляется сигнал, который поступает на электрогидропереключатель 14. Исполнительный орган перемеш,ается в массив угля.

Пример 3. Исполнительный орган производит выемку угля с оставлением большой пачки угля. Структура работы аналогична примерам 1 и 2. На выходе счетчика 7 сигнал 0,5, на выходе счетчика 8 сигнал «Двенадцать. Делитель 10 производит операцию 12:0,. Вычитатель 1 производит операцию , на его выходе появляется сигнал, связанный с электрогидропереключателем 15. Исполнительный орган перемешается в сторону границы порода-уголь.

Основной положительной особенностью предлагаемого устройства является то, что

для автоматического управления движением исполнительного органа очистного комбайна используется детерминированная величина, которая позволяет за один оборот испол. нительного органа надежно определить его положение относительно границы порода- уголь. Поэтому точность работы устройства достигается тем, что автоматическое управление исполнительным органом очистного комбайна по гипсометрии пласта основывает0 ся на абсолютно достоверной информации о положении исполнительного органа относительно границы порода-уголь, получаемой из выражений (1-3). Быстродействие работы устройства обусловлено тем, что положение исполнительного органа относительно

5 границы порода-уголь оценивается за один оборот исполнительного органа.

Формула изобретения

0 Устройство автоматического управления исполнительным органом горной машины по гипсометрии пласта, содержашее два элемента И, элемент НЕ, датчик давления, подключенный к входу усилителя, и электрогидропереключатели, гидравлически связанные с

5 полостями гидродомкрата подъема - опускания исполнительного органа, на котором установлены контрольные резцы, вылет которых превышает вылет рабочих резцов, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и быстродействия управления, устрой0ство снабжено блоком формирования управляюших воздействий, счетчиками, пороговым элементом и генератором тактовых импульсов, выход которого подключен к первым входам элементов И, выход первого элемен та И через первый счетчик подключен к первому входу блока формирования управляюших воздействий, а выход второго элемента И соединен через последовате.тьно соединенные элемент НЕ и второй счетчик с вторым входом блока формирования управляюших воздействий, выходы которого подключены к вхо.аам электрогидропереключателей, причем выход усилителя подключен к входу порогового элемента, выходы которого связаны с вторыми входами элементов И.

Изобретение относится к автоматическому управлению горными машинами и позволяет повысить точность и быстродействие управления. Для этого на исполнитеьном органе (ИО) комбайна на одной и той же образующей резания установлены удлиненные контрольные резцы (УР) 16. При движении ИО по границе уголь-порода УР 16 периодически присекают породу, а рабочие резцы разрушают уголь. В моменты контакта УР 16 с породой или углем изменяется давление в полости гидродомкрата 15 подъема-опускания ИО. Давление измеряется датчиком 1, связанным через усилитель 2 с пороговым элементом (ПЭ) 3. Сигнал на выходе ПЭ 3 позволяет импульсам с генератора 6 тактовых импульсов проходить через элемент И 4 на вход счетчика 7 (УР 16 присекают породу) или через элементы И 5 и НЕ 9 на счетчик 8 (УР 16 контактируют с углем). Сигналы со счетчиков 7 и 8 поступают на входы делителя 10 блока 12 формирования управляющих воздействий. В делителе величина времени Т| присечки породы УР 16 делится на величину времени Тг движения УР 16 в угле. Из частного TiiTo вычитателя II блока 12 вычитания постоянная величина А, заданная заранее аналитически. Если соединенный сигнал с выхода блока 12 больше нуля, то электрогидропереключатель 13 переместит (Л ИО в сторону массива угля. При сигнале меньше нуля ИО переместится электрогидропереключателем 14 в сторону границы порода-уголь. Если сигнал равен нулю, ИО будет двигаться без изменений. Таким образом, управление ИО ведется на основе достоверной инфорьо мации о положении ИО относительно границы уголь-порода за один его обоо оо рот. 1 ил. 1чЭ 1чЭ