Устройство для регулирования режимов работы скиповых подъемных установок Советский патент 1988 года по МПК B66B1/30 

Изобретение относится к автоматизации технических процессов горно- добьтающих предприятий и может быть использовано для организации авто- матического управления режимами работы и электропотребления скиповых подъемных установок

Целью изобретения является снижение энергозатрат

На фиг„1 представлена блок-схема устройства; на фиг о 2 - структурная схема блока определения требуемой производительности; на фиг .З - характеристика вход-выход нелинейного блока; на фиг.4 - суточная циклограмма режимов работы скиповой подъемной установки.

Устройство содержит блок 1 определения требуемой производительности нелинейньй блок 2, компаратор 3, элемент И 4, элемент ИЛИ 5, одно- вибратор 6, инвертирующий ключ 7, первый 8 и второй 9 интегрирующие усилители, пороговую схему 10, сое- тоящую из компараторов 11 и 12 и RS-триггера 13, дифференциатор 14, датчик 15 верхнего уровня руды в приемном бункере, формирователь 16 запускающего импульса и формирова-

тель 17 импульса начала торможения. I Блок 1 определения требуемой

производительности содержит программное реле 18 времени, первый 19 и второй 20 Т-триггеры, преобразо- ватель 21 кодов, вычитакшщй счетчик 22 импульсов, цифро-аналоговый преобразователь 23, блок 24 деления, первый 25 и второй 26 сумматоры, двух- позиционное реле 27, датчик 28 урон- ня руды в подземном бункере, элемент И.29 и генератор 30 импульсов.

Устройство работает следующим, образом

Напряжение постоянного тока, пропорциональное требуемой производительности скипового подъема, формируется на первом выходе блока определения требуемой производительности и подается на вход нелинейно- го блока 2, который представляет собой пропорциональный усилитель с ограничением верхнего и нижнего уровней (фиГоЗ). Верхний U. н.е нижний и„„„ ц 5 уровни выходного нап- ряжения нелинейного блока 2 соответствуют максимальной и минимальной скоростям установившегося движения скиповой установки Таким образом, выходное напряжение нелинейного блока 2 Ugjiji ц5, являющееся напряжением задания скорости установившегося движения, пропорционально требуемой производительности скиповой установки и ограничено максимальным и минимальным значениями

Импульс на начало движения установки генерируется формирователем 16 запускающего импульса после окончания загрузки (разгрузки) скипа. Этот импульс поступает на четвертый вход элемента И 4 и при наличии сигналов на остальных входах элемента И 4 через элемент ШШ 5 запускает одно- вибратор 6о Одновибратор 6 генерирует импульс, амплитуда и длительность которого задают параметры начального разгона установки Инвертирующий ключ 7 при отсутствии сигнала на управляющем входе пропускает импульс на вход первого инвертирующего усилителя 8, не инвертируя его. Напряжение на выходе первого интегрирую : щего усилителя 8, соответствующее ускорению установки, начинает линейно возрастать и интегрируется вторым интегрирующим усилителем 9, выходное напряжение которого и, , являющееся напряжением задания скорости установки, возрастает по параболическому закону Длительность нарастания ускорения соответствует длительности импульса, после чего напряжение задания скорости возрастает

линейно.

I

Это напряжение подается на первый вход пороговой схемы 10. Напряжение Bbu поданное на неинвертирующий вход компаратора 11, сравнивается с напряжением для задания скорости установившегося движения, которое поступает на инвертирующий вход компаратора 11. При достижении величиной Ug,j значения напряжения задания установившейся скорости ц,в на выходе компаратора 11 генерируется логический сигнал, который по S-входу устанавливает RS-триггер 13 в единичное состояние При этом дифференциатором 14 генерируется импульс , который по второму входу элемента ИЛИ 5 запускает одновибратор 6, а инвертирующий ключ 7 переводится в состояние инвертирования. Им- пульс одновибратора 6 отрицательной полярности поступает на.вход первого интегрирующего усилителя 8 и напряжение на его выходе линейно уменьшается до нуля, что соответствует окончанию разгона и стабилизации скорости установки о

Таким образом, скорость установившегося движения задается пропорциональной требуемой производительности установки с учетом ограничения максимальной и минимальной скоростей.

Импульс на начало замедления генерируется формирователем 17 импульса начала торможения при подходе скипа к требуемой отметке. Этот импульс по третьему входу элемента ИЛИ 5 запускает одновиб ратор 6. Инвертирующий ключ 7 находится в состоянии инвертирования и импульс одно- вибратора 6 отрицательной полярности подается на вход первого интегрирующего усилителя 8 о Начинается процесс торможения, который по истечении времени импульса проходит с постоянным замедлением.

Напряжение U

БЫХ

для задания скорости уменьшается. Это напряжение подается на инвертирующий вход компаратора 12 и сравнивается с-напряжением Ugn, поступающим на неинвертирующий вход компаратора 12. При снижении напряжения ,, до величины UCM., RS-триггер 13 по R-входу устанавливается в кулевое состояние и снимает сигнал с управляющего входа инвертирующего ключа 7. При этом дифференциатором 14 генерируется импуль который по второму входу элемента ИЛИ 5 запускает одновибратор 6, импульс которого обеспечивает снижение напряжения задания скорости Ug,, до параболическому закону,

Элемент И 4 запрещает прохождение запускающего импульса для начала движения при отсутствии сигнала хотя бы на одном из остальных входов элемента И 4. Заполнение приемного бункера до верхнего уровня соответстг вует исчезновению логического сигнала на выходе датчика 15 верхнего уровня руды в приемном бункере. На втором выходе блока 1 определения требуемой производительности логичес ский сигнал присутствует в периоды рабочих смен и снимается на время междусменных перерывово Напряжение с первого выхода блока 1 определения требуемой производительности подается на неинвертирующий вход

0

5

0

5

0

5

0

45

0

5

компаратора 3, инвертирующий вход которого заземлен. Поэтому на выходе компаратора 3 логический сигнал снимается при снижении напряжения требуемой производительности ниже нуля. Таким образом, работа скиповой установки блокируется: по первому вхо ду элемента И 4, подключенному к выходу компаратора 3 при снижении напряжения требуемой производительности ниже нуля, по второму входу элемента И 4, подключенному к второму выходу блока 1 определения требуемой производительности в междусменные перерывы и по третьему входу элемента И 4, подключенному к датчику 15 верхнего уровня руды в приемном бункере при заполнении приемного бункера до верхнего уровня

Работа блока 1 определения требуемой производительности заключается в формировании напряжения, пропорционального требуемой производительности скиповой установки, которая определяется по условию совокупного учета технологических требований и требований по снижению электропотребления „ Требуемая величина производительности задается как скорректированное значение средней производительности Q р , рассчитанное по планируемым показателям добьяи: Q p Qjp+Qj.j,yp а Величина корректировки QKOPP. вводится из соображений адаптации режима работы установки к технологическим и энергетическим факторамо

Вне периодов максимума энергосистемы управления установкой направлено на максимальное освобождение подземного бункера к моменту начала очередного периода максимума

Если в данный момент времени объем руды, находящийся в подземном бункере, составляет V, а средняя производительность поступления руды в бункер Qcp, то ожидаемый к началу периода максимума энергосистемы объем руды состоит V..p &t, где &t - время, оставшееся до наступления периода максимума. Для освобождения подземного бункера до минимального уровня к началу максимума энергосистемы произво-г дительность скиповой установки должна составлять

Q

ср

+ Y Kt

При наступлении периода максимума энергосистемы величину производительности следует выбирать из условия исключения возможности перепол- нения бункера в течение периода максимума. Ожидаемый к концу максимума энергосистемы объем составляет Qcp u t Яв- ut - время, оставшееся до окончания максимума энергосистемыо Если ожидаемый объем Vp меньше предельно допустимого мо(кс ° установка может не работать, а если Vg макс производительность установки должна обес печить выдачу руды в количестве, равном разности ожидаемого и предельно допустимого объемов:

Q - VA,a

{.f

Таким образом, величина корректировки зависит от объема руды, находящейся в бункере, текущего периода и времени, оставшегося до окончания текущего периода

Блок 1 определения требуемой производительности работает следующим образом (фиг,2).

Импульсы, генерируемые на первом выходе программного реле 18 времени в моменты начала и окончания максимумов энергосистемы, поступают на вход первого счетного Т-триггера 19, выхо которого связан со входом второго Т-триггера 20. Таким образом Т-триг- геры 19 и представляют собой счетчик в двоичном коде до четырех. При поступлении четвертого импульса выходы Т-триггеров 19 и 20 обнуляются и счет начинается заново Выходы счетных Т-триггеров 19 и 20 подключены к преобразователю 21 кодов. Поэтому каждому периоду времени, выделенному импульсами программного реле 18 времени, соответствует свой код на входе преобразователя-21 кодов. Каждому коду на входе преобразовател 21 соответствует код на выходе, который определяет длительность наступившего периода без учета времени пересмен.

Первый выход программного реле 18 времени связан со сбрасывающим входом вычитающего счетчика 22 им

пульсов, СЧеТНЬЙ вход которого ПОД

ключен через элемент И 29 к генератору 30 импульсов, а устанавливающие входы - к выходу преобразовате-

с 5

0

5

0 Q с

ля 21 кодов о Поэтому при появлении очередного импульса на выходе программного реле 18 времени вычитающий счетчик 22 импульсов сначала сбрасывается в нулевое состояние, а затем устанавливается в состояние, соответствующее полному времени работы скипа в данном периоде и начинает вычитать импульсы, поступающие от генератора 24 импульсов. Таким образом код на выходе вычитающего счетчика 22 импульсов соответствует оставшемуся времени работы скиповой установки в данном периоде. Этот код преобразуется цифроаналоговым преобразователем 23 и в виде аналогового сигнала поступает на первый вход блока 24 деления

Выходной логический сигнал первого Т-триггера 19 управляет двухпо- зиционным реле 27, подключая к первому (вычитающему) входу первого сумматора 26 сигналы U,, или UMOKC в зависимости от текущего периода (максимума энергосистемы или междупикового) . Сигналы соответствуют величинам минимального V), и максимального объемов руды в подземном бункере. Датчик 28 уровня руды в подземном бункере, подключенный к второму (суммирующему) входу первого сумматора 26, формирует сигнал, пропорциональный количеству руды, находящейся в бункере V. Поэтому на выходе первого сумматора 26 сигнал пропорционален разности V - мсз1кс периоды максимума энергосистемы и VT - Уддин в междупиковые периоды Этот сигнал подается на второй вход блока 24 деления, на первом входе которого сигнал пропорционален времени t, оставшемуся до конца текущего периода Таким образом, сигнал на выходе блока 24 деления пропорционален величине корректировки . , которая для периодов максимума составляет

орр.

Ут1 Уггакс. &t

для междупиковых периодов

f, - VMJIM

QKOPP t

Сигнал корректировки наступает на первый вход второго сумматора 25, второй вход которого подключен

к источнику регулируемого напряжения для задания средней (плановой) производительности Q . .

Таким образом, н выходе первого сумматора 25 формируется сигнал требуемой производительности

QT

рев.

Q.cp. - Qkopp.

в междусменные перерывы снимается логический сигнал на втором выходе программного реле 18 времени и блокирует элемент И 29 по первому входу

Импульсы от генератора 30 на счет чик .22 не поступают.

Адаптация режимов работы скипового подъема к изменениям технологических условий проиллюстрирована на фиг,4, На графиках изменения объема V и производительности Q скиповой установки сплошные хшнии соответствуют равномерной скорости поступления руды в подземньм бункер в течение рабочих смено Штриховыми линиями показаны изменения производительности и объема руды в подземном бункере при отклонениях скорости поступления руды от среднего значения Qcp« Так при снижении производительности добычных участков в период времени с ЗоОО до 4.00 (.штриховая линия 1-2) уровень руды в бункере к 4.00 окажется ниже уровня для средней производительности: V(,2 )V(2), В соответствии с работой блока 1 определения требуемой производительности величина корректировки окажется меньшей: (2;) - Qxopp (2), в результате снизится напряжение задания требуемой производительности и напряжение задания установившейся скорости (график изменения объема представлен ломаной линией 2 - 3). Аналогично увеличение производительности добьиных участков вызьшает отклонение линии изменения объема руды в бункере (прямые 4-5 , 7-8 ), а значит увеличение корректировки Q.opp (5)Q,pp. (5), Q,,pp () Q Koep(8) таким образом, чтобы к концу текущего периода или обеспе- чить для междупикового периода или не превысить мо.с f периода максимума (точки 6 и 9 на графике объема).,

Из анализа суточной диаграммы работы скиповой установки следует, что при достаточных резервах объема

подземного бункера и производите ь- ности установки устройство реализует внепиковый режим работы, а при ограниченных резервах обеспечивает максимальное их использование для снижения злектропотребления в часы максимумов энергосистемы. t

Таким образом, устройство реализует регулирование режимов работы скиповой установки, обеспечивая выполнение технологических требований и снижение энергозатрат по использованию мощности в часы максимумов знергЪсистемЫо

Формула изобретения

Устройство для регулирования режимов работы скиповых подъемных установок, включающее одновибратор, соединенный через инвертирующий ключ, первый и второй интегрирующие усилители с первым входом пороговой схемы, причем выход второго интегрирующего усилителя является выходом устройства, а вьпсод пороговой схемы соединен с входом дифференциатора и вторым входом инвертирующего ключа, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат, в него введены датчик верхнего уровня руды в приемном бункере и формирователь запускающего импульса, формирователь импульса начала торможения и элемент ИЛИ, элемент И, компаратор, нелинейный блок и блок определения требуемой производительности, coдepжaшJ й программное реле времени, генератор импульсов, элемент И, два Т-триггера, два сумматора, преобразователь кодов, вычитающий счетчик импульсов, цифро- аналоговЕзШ преобразователь, блок деления, двухпозиционное реле, датчик уровня руды в подземном бункере, причем, первый выход программного реле подключен к счетному входу первого Т-триггера и сбрасывающему входу вычитающего счетчика импульсов, второй выход программного .реле времени соединен с первым входом элемента И, к второму входу которого подключен генератор импульсов, выход элемента И соединен со счетным входом вычитающего счетчика импульсов, выход первого Т-триггера связан со счетным входом второго Т-триггера, с входом двухпозиционного реле и с первым

входом преобразователя кодов, выход второго Т-триггера соединен с вторым входом преобразователя кодов, вькоды преобразователя кодов соединены устанавливающими входами вычитающего счетчика импульсов, выход которого соединен через цифроанало- говый преобразователь с Первым входом блока деления, выход двухпози- ционного реле соединен с первым входом первого сумматора,с вторым входом которого связан датчик уровня руды в подземном бункере, выход первого сумматора соединен с вторьи входом блока деления, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, к второму входу которого подключен задатчик средней производительности, к второму и третьему входам двухпозиционного реле подключен задатчик минимального и максимального напряжений, выход второго сумматора является первым выходом

блока определения требуемой производительности, соединенным с инвертирующим входом компаратора и входом

нелинейного блока, второй выход программного реле времени является вторым выходом блока определения требуемой производительности, который подключен к второму входу элемента И, к первому входу которого подсоединен выход компаратора, датчик верхнего уровня руды в приемном бункере подключен к третьему входу элемента И, а формирователь запускающего импульса - к четвертому входу элемента И, выход элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, с вторым входом которого соединен дифференциатора, а с третьим входом - формирователь импуль- са начала торможения, выход элемента ИЛИ подключен к одновибратору, а выход нелинейного блока - к второму входу пороговой схемы

)(..S.

/

f

. ЛсгГ.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов горнодобываю1цих предприятий Цель - снижение энергозатрат Для этого устр-во снабжено датчиком 15 верхнего уровня руды в приемном бункере, формирователями 16 и 17 запускающего импульса и импульса начала торможения, элементами И 4 и ИЛИ 5, компаратором 3, нелинейным блоком 2 и блоком определения требуемой произв-сти. Последний содержит программное реле времени, генератор импульсов-, элемент И, два Т-триггера, два сумматора, преобразов атель кодов, вычитающий счетчик импульсов, ЦАЛ, блок деления, двухпозиционное реле и датчик уровня руды в подземном бункере Блок 1 формирует напряжение, пропорциональное требуемой произв-сти скиповой установки, которая определяется по условию совокупности учета технологических требований и требований по снижению энергопотребления С блока 1 напряжение подается на вход нелинейного блока 2,, Выходное напряжение блока 2 является напряжением задания скорости установившегося движения и ограничено макс, и мин. значениями. Импульс на начало движения генерируется формирователем 16, а импульс на начало торможения - формирователем 17. Элемент И 4 запрещает прохождение запускающего импульса для начала движения при отсутствии сигнала хотя бы на одном из остальных его входов, связанных с выходами датчика 15, блока 1 и компаратора 3 4 ил. (С СО 4 СО о СО ж51

ff

vWmA

u. Ъ

.

. / ///7A .

. V.