Устройство для управления движением ковша экскаватора-драглайна Советский патент 1988 года по МПК E02F3/48 E02F9/20 

Fh - ,

;СЩ Н37ИЧ1

±/гН 1

чиков 13,2Д и 20,31 устанавливаются снгнапы, соответствующие мнн. и макс, значениям усилия, БВСУ 10 и 21 вьщеля- ют наибольший, а БВСУ 17 и 28 наи- меньигигй сигналы, поступаклцие на их {входы. Соответственно РН 12,t 3 и 18,29 являются регуляторами мин. и

макс, натяжения. По сигналам с выходов БВСУ 10 и 21 осутцестнляется регулирование скорости и тока приводов подъема 6 и тяги 7. По сигналам с выходов РН 18 н 29 происходит ограничение макс, и мин. усилий в К 2 и 3. 2 ил.

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель - повьпиение надежности рабочего оборудования и механизмов драглайна путем снижения динамических нагрузок в подъемных 2 и тяговых 3 канатах (К). Для этого приводы подъема 6 и тяги 7 устр-ва имеют по два задатчика 13,20 и 24,31 натяжения К 2 и 3, по два блока вьщеления сигнала управления (БВСУ) 10,17 и 21j 28 приводами подъема и тяги и по два регулятора натяжения (РН) 12,18 и 23,29 подъемных 2 и тяговых 3 К. К входам БВСУ 10 и 21 подключены соответственно выходы задатчиков 11 и 22 скорости подъемной 4 и тяговой 5 лебедок и РН 12 и 23, соединенных соответственно с задатчиками 13 и 24. Выходы БВСУ 10 и 21 сЪединены соответственно с блоками 8 и 9 регулирования скорости лебедок 4 и 5. К входам БВСУ 17 и 28 подключены выходы соответствующих РН 18 и 29, а к другим входам РН 12,18 и 23,29 подключены соответственно датчики 14 и 25 натяжения К 2 и 3. На вьтходах задат С/)

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использова- |но для управления движением ковша экскаватора-драглайна.

Цель изобретения - повышение на- 1дежности рабочего оборудования и механизмов драглайна путем снижения динамических нагрузок в подъемных и тяговых канатах.

I На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - |примеры выполнения регуляторов натя- ркения подъемных и тяговьпс канатов, la также блоков вьщеления наибольшего и наименьшего сигналов управления {приводов подъема и тяги. I Устройство содержит ковш 1 с {подъемными 2 и тяговыми 3 канатами, {подъемную 4 и тяговую 5 лебедки с двигателями приводов подъема 6 и тя- {ги 7, подключенных к блокам регулирования скорости подъемной 8 и тяговой 9 лебедок, выполненных на операционных усилителях. На вход блока 8 ре- тулирования скорости подъемной лебедки поступает сигнал с выхода первого блока 10 вьщеления сигнала управления приводом подъема, вьтолненного на диодах по схеме выделения макси- мального сигнала, входы ко-торого соединены с выходами задатчика 11 скорости подъемной лебедки и первого регулятора 12 натяжения подъемных канатов, к входам которого подключены первый задатчик 13 и датчик 14 натя-

жения подъемных канатов. I

Блок 8 регулирования скорости

подъемной лебедки состоит из последо- втельно соединенных регулятора 15 Скорости и регулятора 16 тока привода подъема, подключенного к первому входу второго блока 17 вьщеления

сигнала управления приводом подъема, второй вход которого соединен с выходом второго регулятора 18 натяжения подъемных канатов, а выход второго блока 17 вьщеления сигнала управления приводом подъема соединен с входом управляемого преобразователя 19 привода подъема. Входы второго регулятора 18 натяжения подъемных канатов соединены с выходами датчика 14 и второго задатчика 20 натяжения подъемных канатов.

На вход блока 9 регулирования скорости тяговой лебедки поступает сигнал с выхода первого блока 21 вьщеления сигнала управления приводом тяги, входы которого соединены с выходами задатчика 22 скорости тяговой лебедки и первого регулятора 23 натяжения тяговых канатов, к входам которого подключены первьй задатчик 24 и датчик 25 натяжения тяговых канатов. Блок 9 регулирования скорости тяговой лебедки состоит из последовательно соединенных регулятора 26 скорости и регулятора 27 тока привода тяги, подключенного к первому входу второго блока 28 вьщеления сигнала управления приводом тяги, второй вход которого соединен с выходом второго регулятора 29 натяжения тяговых канатов, а выход - с входом управляемого преобразователя 30 привода тяги. Входы второго регулято ра 29 натяжения тяговых канатов соединены с выходами датчика 25 и второго задатчика 31 натяжения тяговых канатов.

Устройство работает следующим образом.

На выходах первого задатчика 13 натяжения подъемных канатов и перво 142

го задатчнка 24 натяжения тяговых канатов устанавливаются сигналы, соответствующие заданным миннмапьньп- значениям усилия S ,„ в подъем- ных и тяговых канатах. На выходах второго задатчика 20 натяжения подъемных канатов и второго задатчика ЗГ натяжения тяговых канатов устанавливаются сигналы, соответствующие заданным максимальным значениям усилия подъемных и тяговых

т макс

пмакс

канатах. Первые блоки 10 и 21 вьщеле- ния сигналов управления приводом подъема и приводом тяги выполняются в виде диодных блоков вьщеления наибольшего сигнала, т.е. сигнал на выходе этих блоков соответствует наибольшему из сигналов, поступающих на их входы:

и,о макс (и„ , и,1 );

и

(О

л

макс (и

гг

и).

()

выходные сигналы первых блоков 10 и 21 выделения сигналов управ- 25 ления приводом подъема и приводом тяги;, выходные сигналы задатчика 11 скорости подъемной лебедки первого 30 регулятора 12 натяжения подъемных канатов, являющиеся входными сигналами первого блока 10 выделения сигнала управления приводом подъема, выходные сигналы задатчика 22 скорости тяговой лебедки и первого регулятора 23 натяжения тяговых канатов, являющиеся входными сигналами первого блока 21 вьщеления сигнала управления приводом тяги.

и 17 и 28 вьвделения ления приводом подъема и выполняются в виде вьщеления наименьшего сигнал на выходе этих ствует наименьшему из упающих на их входы:

50

35 40

45

и ,7

и,

мин

1 2д МИН

де „ и U28

(.

(и 27,

и,8);

).

(2)

- выходные сигналы вторых блоков 17 и 28 вьщеления сигналов

управления приводом подъема и приводом тяги:

.

10

2530

50

и

t,

и и

18

выходные сигналы регулятора 16 тока привода подъема и второго регулятора 18 натяжения подъемных канатов, являющиеся входными сигналам: второго блока 17вьщеления сигнала управ15ления приводом подъема;

и2 и Ujg - выходные сигналы регулятора 27 тока привода тяги и второго

20регулятора 29 натяжения тяговых канатов, являющиеся входными сигналами второго блока 28 вьщеления сигнала управления приводом тяги.

Параметры первых регуляторов натяжения подъемных 12 и тяговых 23 канатов выбираются так, что обеспечивается требуемое качество процесса регулирования минимального усилия в канатах, т.е. регуляторы 12 и .23 являются регуляторами минимального натяже-. ния подъемных и тяговых канатов. Па- 35 раметры вторых регуляторов натяжения подъемных 18 и тяговых 29 канатов выбираются так, что обеспечивается качество процесса регулирования максимального усилия в канатах, т.е. 40 регуляторы 18 и 29 являются регуляторами максимального натяжения подъемных и тяговых канатов.

Управление движением ковша осуществляется машинистом с помощью задат- 45 чиков скорости подъемной 11 и тяговой 22 лебедок. Если усилия в подъемных и тяговых канатах, измеряемые датчиками натяжения подъемных 14 и тяговых 25 канатов, больше их заданных минимальных я меньше их заданных максимальньгх значений, т.е.:

п.МИИ Ьт.мин

где 8„ и

т п.маю

5

SHMMH и

масс

Sm - S.jitj,(,)

усилия В подъемных и тяговых канатах; заданные максимальное и минимальное значения усилия в подъемных канатах; .

n),A

10

25

и Sp,,aj.- заданные минимальное н максимальное значения

усилия в тяговых канатах,

Td выходной сигнал задатчика 11 ско- pciCTH подъемной лебедки является бсльше выходного сигнала первого ре- гз лятора 12 натяжения подъемных кана- TCtB, а выходной сигнал задатчика 22 С1:орости тяговой лебедки является бсшыпа вых.одного сигнала первого регулятора 23 натяжения тяговых кана- TCIB. Кроме того, выходной сигнал регулятора 16 тока привода подъема jc яиляется больше выходного сигнала второго регулятора 18 натяжения подъемных канатов, а выходной сигнал регулятора 27 тока привода тяги является больше выходного сигнала второ- 20 го регулятора 29 натяжения тяговых канатов. При этом сигналы с выхода за- длтчика 11 скорости подъемной лебедки через последовательно соединенные первый блок 10 выделения сигнала управления приводом подъема, регулятор 15 скорости, регулятор 16 тока и второй блок 17 выделения управле- HiiH приводом подъема поступают на в:к:од управляемого преобразователя 19 цэивода подъема, а сигналы с выхода 3эдатчика 22 скорости тяговой лебедки чгрез последовательно соединенные пгрвый блок 21 вьщеления сигнала управления приводом тяги, регулятор 26 скорости, регулятор 27 тока и второй б;пок 28 вьщеления сигнала управления приводом тяги поступают на вход уп- рзвляемого преобразователя 30 привода т1яги. В результате осуществляется ре- гулирование скорости и тока приводов п;одъема и тяги.

ЕсШ и под действием сигналов управ™ с выходов задатчика 11 скорости подъемной лебедки и задатчика 22 скорости тяговой лебедки усилия в подъемных и тяговых канатах становятся менъше заданного минимального значения, т.е. 3„ Sn, S.,,, то выходной сигнал первого регулятора 12 натяжения подъемньпс канатов становится больше выходного сигнала задатчика 11 скорости подъемных лебедок, а выходной сигнал первого регулятора 23 натяжения тяговых канатов Становится больше выходного сигнала - эадатчика 22 скорости тяговой лебедки (так как выходные сигналы задатчн- ков. скорости подъемной и тяговой 22

14252766

лебедок недостаточны по величине, чтобы обеспечить ограничение минимальных усилий в подъемных и тяговых канатах, т.е. чтобы обеспечить усло30

35

45

50

вне 5,, БПМИИ, 3„ 5„ „ц„) . При этом первьй блок 10 вьделения сигнала управления приводом подъема и первый блок 21 вьиеления сигнала управления приводом тяги, вьделяя наибольшие сигналы, обеспечат подключение выходного сигнала первого регуля- тора 12 натяжения подъемных канатов к первого регулятора 23 натяжения тяговых канатов на вход блока 8 регулирования скорости подъемной лебедки и на вход блока 9 регулирования тяговой лебедки, в результате чего обеспечивается ограничение минимальных усилий в подъемных и тяговых канатах.

Если усилия в подъемных и тяговых канатах становятся больше заданного максимального значения, т.е. S S Sf 8„ ,о(., то выходной сигнал второго регулятора 18 натяжения подъемных канатов становится меньше выходного сигнала регулятора 16 тока привода подъема, а выходной сигнал второго регулятора 29 натяжения тяговых канатов становится меньше выходного сигнала регулятора 27 тока привода тяги. При этом второй блок 17 ньщеле- ния сигнала управления приводом подъема и второй блок 28 вьщеления сигнала управления приводом тяги, выделяя наименьший сигнал, обеспечивают подключение выходных сигналов второго регулятора 18 натяжения подъемных канатов и второго регулятора 29 натяжения тяговых канатов соответственно на вход управляемого преобразователя 19 привода подъема и на вход управляемого преобразователя 30 привода тяги, в результате чего обеспечивается ограничение максимальных усилий в подъемных и тяговых, канатах.

В качестве регуляторов натяжения подъемных и тяговых канатов могут быть использованы, например, пропорционально-дифференциальные регуляторы, реализованные на основе интегральных микросхем согласно предлагаемой электрической принципиальной схемы (фиг.2а). Параметры RC-цепей регулятора натяжения канатов (резисторы R1-R3, конденсаторы С1,С2) рас- счнтьшаются из условия получения

0

5

c 0

0

5

5

0

вне 5,, БПМИИ, 3„ 5„ „ц„) . При этом первьй блок 10 вьделения сигнала управления приводом подъема и первый блок 21 вьиеления сигнала управления приводом тяги, вьделяя наибольшие сигналы, обеспечат подключение выходного сигнала первого регуля- тора 12 натяжения подъемных канатов к первого регулятора 23 натяжения тяговых канатов на вход блока 8 регулирования скорости подъемной лебедки и на вход блока 9 регулирования тяговой лебедки, в результате чего обеспечивается ограничение минимальных усилий в подъемных и тяговых канатах.

Если усилия в подъемных и тяговых канатах становятся больше заданного максимального значения, т.е. S S, Sf 8„ ,о(., то выходной сигнал второго регулятора 18 натяжения подъемных канатов становится меньше выходного сигнала регулятора 16 тока привода подъема, а выходной сигнал второго регулятора 29 натяжения тяговых канатов становится меньше выходного сигнала регулятора 27 тока привода тяги. При этом второй блок 17 ньщеле- ния сигнала управления приводом подъема и второй блок 28 вьщеления сигнала управления приводом тяги, выделяя наименьший сигнал, обеспечивают подключение выходных сигналов второго регулятора 18 натяжения подъемных канатов и второго регулятора 29 натяжения тяговых канатов соответственно на вход управляемого преобразователя 19 привода подъема и на вход управляемого преобразователя 30 привода тяги, в результате чего обеспечивается ограничение максимальных усилий в подъемных и тяговых, канатах.

В качестве регуляторов натяжения подъемных и тяговых канатов могут быть использованы, например, пропорционально-дифференциальные регуляторы, реализованные на основе интегральных микросхем согласно предлагаемой электрической принципиальной схемы (фиг.2а). Параметры RC-цепей регулятора натяжения канатов (резисторы R1-R3, конденсаторы С1,С2) рас- счнтьшаются из условия получения

714

требуемого качества процесса регулирования усилия натяжения подъемных и тяговых канатов. Ограничение вьгход- ного напряжения регулятора натяжения канатов величиной, соответствующей заданию номинальной скорости привода подъема и тяги, обеспечивается стабилитроном VD1.

Блоки вьщеления наибольшего сигнала - первые блоки выделения сигналов управления. приводов подъема и тяги могут быть также реализованы согласно предлагаемой электрической принципиальной схемы (фиг,2в). Диоды VD1 и VD2 образуют логическую схему выделения наибольшего сигнала. Для TorOj, чтобы схема работала и при отрицательных входных сигналах U

BK.I

и и

BK.I

В.г

подаваемых на диоды VD1 и

,VD2, на резистор 21 подается отрицательное опорное напряжение. При этом необходимо вьшолнение следующего условия:

UonR,

5 IV 1 HUexJ.

R, +RI

Для вьщеления наименьшего из двух входных напряжений достаточно изме- нить схему включения диодов VD1 иУВ2 объединив диоды анодами, и изменить знак опорного напряжения. Поэтому вторые блоки вьаделения сигналов упра ления приводов подъема и тяги, являющиеся блоками вьщеления наименьшего сигнала, могут быть реализованы согласно варианту предлагаемой электрической схемы (фиг.26). Датчики натяжения канатов могут быть выполнены в виде магнитоупругих датчиков.

Устройство позволяет повысить точность управления при регулировании максимальных и минимальных усилий натяжения подъемных и тяговых канатов и снизить тем самым динамические нагрузки рабочего оборудования и механизмов драглайна.

Формула изобретения

Устройство для управления движением ковша экскаватора-драглайна,содержащее (блок регулирования скорости подъемной лебедки, включающий регулятор скорости, соединенный с регулятором тока, и управляемый преобразователь привода подъема, блок регулирования скорости тяговой лебедки, включающий регулятор скорости, сое4:

-

- , в

Z52768

динениьй с регулятором тока, и управляемый преобразователь привода тяги, датчик и первьп задатчик натяжения подъемных канатов, подключенные к входам первого регулятора натяжения подъемных канатов, выход которого подключен к одному из входов первого блока выделения сигнала управления

jg приводом подъема, на другой вход ко- торого подключен задатчик скорости привода подъег 1а, а выход первого блока выделения сигнала подключен к входу блока регулирования скорости

15 подъемной лебедки, датчик и первьй задатчик натяжения тяговых канатов, подключенные к входам первого регулятора натяжения тяговых канатов, выход которого подключен к одному из

20 входов первого блока выделения сигнала управления приводом тяги, на дру-- гой вход которого подключен задатчик скорости привода тяги, а выход первого блока вьщеления сигнала подключен

25 к входу блока регулирования скорости тяговой лебедки, о тличающе- е с я тем, что, с целью повышения надежности рабочего оборудования и механизмов драглайна путем снижения

30 динамических нагрузок в подъемных и тяговых канатах, оно снабжено вторыми задатчиками натяжения подъемных и тяговых канатов, вторыми блоками вьщеления сигнала управления приводами подъема и тяги, вторыми регулятора35 ми натяжения подъемных и тяговых

канатов, при этом выход второго задат- чика натяжения подъемных канатов под- ключей к первому входу второго регулятора натяжения подъемных канатов,

второй вход которого подключен к вы- ходу датчика натяжения подъемных канатов, а выход второго регулятора натяжения подключен к второму входу второго блока вьщеления сигнала управ45 ления, первый вход которого подключен к выходу, регулятора тока блока регулирования скорости подъемной лебёдки, а выход второго блока выделения сигнала подключен к входу управляемо- л го преобразователя привода подъема,

при этом выход второго задатчиКа тяговых канатов подключен к первому входу второго регулятора натяжения тяговых канатов, второй вход которого jc подключен к выходу датчика натяжения тяговых канатов, а выход второго регулятора натяжения тягоиых канатов подключен к второму входу блока выделения сигнала управлен1гя, первый

которого подключен к выходу регу- ход второго блока выделения сигнала лйтора тока блока регулирования ско- подключен к входу управляемого пре- рЬсти привода тяговой лебедки, а вы- образоватеяя привода тяги.

а