Устройство для управления подъемной машиной Советский патент 1987 года по МПК B66B1/28 

113

Изобретение относится к подъемным машинам и предназначено для автоматизации режимов ускорения и замедления шахтных подъемных установок, лифтов и т.д.

Цель изобретения - повьппение точности и надежности работы подъемной машины.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для управления подъемной ма- .шиной; на фиг.2 - диаграммы изменения во времени выходных сигналов устройства (при пуске и торможении).

Устройство содержит датчик 1 положения подъемной машины, блоки программ 2, коррекции заданной скорости 3 и сравнения А, регулятор 5 скорости, блок 6 управления электроприводом, датчики загрузки 7, ускорения 8 и скорости 9 подъемной машины.

Блок 3 коррекции заданной скорости содержит четыре операционных усилителя 10-13, четыре ограничителя 14-17 напряжения, оптрон 18, два ключевых злемента 19 и 20 и два нуль-органа 21 и 22.

Блок 2 программ содержит блоки задания ускорения 23, задания рывка 2 и функциональный преобразователь 25.

Функциональный преобразователь 25 реализует известную зависимость круговой частоты Ыд собственных колебаний от жесткости каната и моментов инерции

U),

Н .

I

(1)

где Сц - жесткость каната ,

I - пол}1ый момент инерции подъемнрй машины; l. Ij. + 1,-момент инерции масс

подъемного сосуда с грузом I f-p. (выход датчика 7 загрузки) и половины ветви канала I , (выход датчика 1 положения) , 1 - момент инерции остальных

масс.

Блок 24 задания рывка представляет собой перемножитель, который перемножает сигналы от блока 23 задания ускорения и функционального преобразователя 25 и реализует известную зависимость для допустимого рывка

Рлог, ЕЛОП (w,/2/),(2)

где i f,on допустимое ускорение.

Устройство работает следующим образом.

Перед пуском подъемной машины блок 2 программ осуществляет настройку

42

блока 3. Блок 23 задания ускорения задает опорное напряжение U ограничителей 14 и 16, величина которого пропорциональна допустимому ускорению подъемной машины при пуске.

На выходе блока 24 задания рывка

формируется опорное напряжение Un

, / АОР

ограничителя 15, которое пропорционально допустимой величине рывка fAon , определяемой по выражению (2).

Пуск подъемной машины начинается с подачи с выхода задатчика 26 скорости напряжения Uu),.. величина которого пропорциональна заданной скорости aft, (фиг. 2). При ЭТОМ На выходах усилителей 10 и 11 появляются

соответственно напряжения Ug

Лрп

и р , величины которых определяются опорными напряжениями соответствующих ограничителей 14 и 15 и пропор- , ционапьны соответственно допустимьм ускорению Едоп и рывку

Напряжение Ug на выходе усилителя 12, работающего в режиме интегрирования, начинает возрастать по линейному закону, формируя требуемую диаграмму ускорения. Напряжение U

на выходе усилителя 13, работающего в режиме интегрирования, возрастает по параболе, формируя требуемую диаграмму скорости. С выхода усилителя 13 сигнал U| поступает на вход блока 4 сравнения.

В блоке 4 сравнения происходит сравнение этого сигнала с сигналом, пропорциональным действительной скорости подъемной машины. Сигнал

ошибки с выхода блока 4 сравнения поступает на регулятор 5 скорости, выходной сигнал которого подается на блок 6 управления электроприводом, который обеспечивает отработку подъемной машиной требуемой диаграммы

скорости U).

Из-за того, что элементы системы управления (блока 6 управления электроприводом) обладают инерционностью,

действительные скорость ы , ускорение Е и рывок р отстают от заданных и, UE и Up.

В течение времени t, - t, (фиг. 2) происходит разгон подъемной машины с

ограничением рывка ( . В момент времени t напряжение U на выходе усилителя 12 достигает величины Ug , но зто не приводит к переключению системы (движению с постоянным

ускорением), так как величина действительного ускорения f меньше соответствующей допустимой величины

сигнала Uc

и такое переключение

было бы преждевременным. Оно происхоВ момент времени t, действительная скорость U) подъемной машины достигает соответствующей заданной величины сигнала U,, . Сигнал на выходе усиj«A

рение i подъемной машины (сигнал на

выходе датчика 8 ускорения) достигает

допустимой величины (Uf), и сигнал о лителя 10 с тановится равным нулю, что

на выходе усилителя 11 становитсяприводит к тому, что ноль-орган 22

вырабатывает разрешающий сигнал, воздействующий на ключевой элемент 20, который подключает в обратную связь 15-усилителя 13 ограничитель 17. Опорное напряжение ограничителя 17 пропорционально величине заданной скорости и д, . Сигнал и на выходе усилителя 13 при этом становится равен U,, . В момент времени t 0; Ug

равным нулю.

На выходе нуль-органа 21 появляется разрешающий сигнал, приводящий к тому, что ключевой элемент 19 подключает в обратную связь усилителя 12 ограничитель 16, опорное напряжение которого s.f,cr также пропорционально допустимой величине ускорения доп Это приводит к тому, что величина напряжения Ug на выходе усилителя 12 становится равной Ug и пропорциональна действительному ускорению е. При этом разгон далее осуществляется с постоянным ускорением.

Сигнал (выход усилителя 13) и действительная скорость со при этом начинают возрастать линейно ( ш отстает от и,, из-за инерционности сис- темы). В момент времени t действительная скорость U) подъемной машины достигает соответствующей величины сигнала . . При этом сигнал на выходе усилителя 10 становится равен такому значению, что

Up 0. Далее движение

25

30

к(и,

ioA U).

- и

U)t

) и/

35

ДСП

где К -;г - коэффициент усиления я

усилителя 10, определяемый оптро- ном 18.

В следующее мгновение К(, - Uut.) становится меньше Up . Р

э Aon

20

0; р 0;

подъемной машины происходит с постоянной скоростью U) W3j,(Unj

и.,,„,).

Рабочее торможение подъемной установки осуществляется с использованием электропривода при установлении напряжения на выходе задатчика 26 скорости блока 3 равным нулю. При этом блок 3 задания настраивается блоком 2 программ аналогично изложенному.

Работа блоков предлагаемого устройства в режиме рабочего торможения аналогична их работе при пуске.

Формула изобретения

Устройство для управления подъемной машиной, содержащее датчики положения и загрузки подъемной машины, выходы которых соединены с соответствующими входами блока программ, первый, второй и третий выходы которого соединены с первым, вторым и g третьим входами блока коррекции заданной скорости, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости, а выход - с входом регулятора скорости, блок управления электроприводом и датчик ускорения, отличающееся тем, что, с целью повьпления точности и надежности работы подъемной машины, выходы датчиков ускорения и скорости соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока коррекции заданной скорости, шестой вход которого соединен с выходом задатчика

40

10

поэтому сигнал на выходе усилителя уже не ограничивается величиной 3 уменьшается до нуля, так как действительная скорость u) подъемной машины стремится к заданной . в этот период (tj-t) разность K.(U.(j - UJ - UE О и сигнал Up (выход усилителя 11) становится равным Up . Этот сигнал поступает на

J AOft

ВХОД усилителя 12, что приводит к тому, что сигнал и (выход усилителя 12), пропорциональный заданному ускорению подъемной маьтины, линейно уменьшается, а сигнал U (выход усилителя 16), пропорциональный заданной скорости подъемной машины, вновь начинает изменяться по параболе. При этом действительные ускорение f и скорость id изменяются соответственно линейно и по параболе.

В момент времени t, действительная скорость U) подъемной машины достигает соответствующей заданной величины сигнала U,, . Сигнал на выходе усиj«A

лителя 10 с тановится равным нулю, что

вырабатывает разрешающий сигнал, воздействующий на ключевой элемент 20, который подключает в обратную связь 15-усилителя 13 ограничитель 17. Опорное напряжение ограничителя 17 пропорционально величине заданной скорости и д, . Сигнал и на выходе усилителя 13 при этом становится равен U,, . В момент времени t 0; Ug

2

ы Up 0. Далее движение

25

30

35

0

20

0; р 0;

подъемной машины происходит с постоянной скоростью U) W3j,(Unj

и.,,„,).

Рабочее торможение подъемной установки осуществляется с использованием электропривода при установлении напряжения на выходе задатчика 26 скорости блока 3 равным нулю. При этом блок 3 задания настраивается блоком 2 программ аналогично изложенному.

Работа блоков предлагаемого устройства в режиме рабочего торможения аналогична их работе при пуске.

Формула изобретения

Устройство для управления подъемной машиной, содержащее датчики положения и загрузки подъемной машины, выходы которых соединены с соответствующими входами блока программ, первый, второй и третий выходы которого соединены с первым, вторым и g третьим входами блока коррекции заданной скорости, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости, а выход - с входом регулятора скорости, блок управления электроприводом и датчик ускорения, отличающееся тем, что, с целью повьпления точности и надежности работы подъемной машины, выходы датчиков ускорения и скорости соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока коррекции заданной скорости, шестой вход которого соединен с выходом задатчика

40

50

55

51

скорости, а выход регулятора скорости соединен с входом блока управления электроприводом, причем блок коррекции заданной скорости содержит четыре последовательно соединенных операционных усилителя, выход последнего из которых является выходом блока коррекции заданной скорости, а входы первого операционного усилителя являются пятым и шестым входами блока коррекции заданной скорости, четвертый вход которого соединен с входом второго операционного усилителя, ограничители напряжения, первый и вто- рой из которых включены в цепи обратной связи первого и второго операционных усилителей соответственно, ключевые элементы, оптрон и нуль-орган, при этом параллельно первому ограни- чителю напряжения включен фоторезис84

тор оптрона, а в цепи обратной связи

ретьего и четвертого операционных силителей включены последовательно i соединенные третий ограничитель напряжения и первый ключ и последовательно соединенные четвертый ограничитель напряжения и второй ключ соответственно, вторые входы первого и третьего, второго и четвертого ограничителей напряжения являются соответственно первым, вторым и шестым входами блока коррекции заданной скорости, вход светодиода оптрона является третьим входом блока коррекции заданной скорости, входы первого и второго нуль-органов соединены с выходами второго и первого операционных усилителей, а выходы - с вторыми входами первого и второго ключей соответственно.

1 I

Редактор П.Гереши

Составитель Л.Резникова

Техред В.КадарКорректор А.Обручар

Заказ 3762/18Тираж 720Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, ч

t:t

§I

a

.

Изобретение относится к подъемным машинам и предназначено для автоматизации режимов ускорения и замедления шахтных подъемных установок, лифтов. Цель изобретения - повышение точности и надежности в работе подъемной машины. Устройство содержит последовательно соединенные датчик положения подъемной машины, блок программ, блок коррекции заданной скорости, блок сравнения, регулятор скорости и блок управления электроприводом, а также датчик загрузки, который соединен с вторым входом блока программ, датчик ускорения и датчик скорости, соединенные с блоком коррекции заданной скорости через его соответ- ,ие входы, датчик скорости также соединен с вторьм входом блока сравнения. Переключение режимов работы (пуск или торможение) устройства осуществляется с помощью задатчика скорости. 2 ил. (Л со оо 00 4