Способ управления роторным комплексом и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК E02F9/20 

ел

со J 1

4

О5

горной массы компаратором 12 и дополнительные ступени предварительного порогового контроля ИП потока горной массы блоком 15 компараторов. В процессе экскавации измеритель 1 интенсивности потока горной массы, установленный в начальной зоне конвейера 4 РК, измеряет текущее значение ИП потока. Частотный сигнал с выхода измерителя 1 и информация о скорости движения ленты конвейера с блока 5 контроля движения лент конвейеров пост .паетна входы блока 8 упреждения вычислния ИП потока. Сигнал с блока 8, ха- рактеризующий линейное распределение массы отрезка потока вдоль длины конвейера, сравнивается в компараторе 12 и блоке 15 компараторов. При превышении текущим значением упрежденно контролируемого ИП поро

5 0

говых значений блок 15 формирует сигнал на снижение скорости поворота роторной стрелы (PC) экскаватора, осуществляемое блоком 22 задания скорости поворота PC. Блок 22 состоит из задатчика 23 скорости поворота PC, управляемых ключей 24 и делителя 25 напряжения. При превышении допустимой ступени порогового контроля и срабатывании компаратора 12 блок 13 аварийной защиты производит остановку оборудования РК. Изменение фактической скорости поворота роторной стрелы экскаватора из-за обязательных демпфирующих свойств блока 29 управления приводом поворота и инерционности работы самого привода происходит плавно без резких скачков.

1 З.По ф-ЛЫ, 3 ИЛ о

Изобретение относится к горной автоматике и предназначено для управления роторными комплексами (РК). Цель - повышение надежности управления РК. Перед началом работы машин РК предварительно задают допустимое предельное пороговое значение интегрального параметра (ИП) ПОТОКА ГОРНОЙ МАССЫ КОМПАРАТОРОМ 12 И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СТУПЕНИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПОРОГОВОГО КОНТРОЛЯ ИП потока горной массы блоком 15 компараторов. В процессе экскавации измеритель 1 интенсивности потока горной массы, установленный в начальной зоне конвейера 4 РК, измеряет текущее значение ИП потока. Частотный сигнал с выхода измерителя 1 и информация о скорости движения ленты конвейера с блока 5 контроля движения лент конвейеров поступает на входы блока 8 упреждения вычисления ИП потока. Сигнал с блока 8, характеризующий линейное распределение массы отрезка потока вдоль длины конвейера, сравнивается в компараторе 12 и блоке 15 компараторов. При превышении текущим значением упрежденно контролируемого ИП пороговых значений блок 15 формирует сигнал на снижение скорости поворота роторной стрелы (РС) экскаватора, осуществляемое блоком 22 задания скорости поворота РС. Блок 22 состоит из задатчика 23 скорости поворота РС, управляемых ключей 24 и делителя 25 напряжения. При превышении допустимой ступени порогового контроля и срабатывании компаратора 12 блок 13 аварийной защиты производит остановку оборудования РК. Изменение фактической скорости поворота роторной стрелы экскаватора из-за обязательных демпф

Изобретение относится к горной автоматике и может быть использовано в предохранительных устройствах для управления роторными комплексами.

Целью изобретения является повышение надежности управления роторным комплексом.

На фиг. 1 изображены временные диаграммы, поясняющие предлагаемый способ управления роторным комплексом; на фиг 2 - зависимость масштабного коэффициента снижения задаваемого сигнала скорости поворота роторной стрелы; на фиг. 3 - структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство управления роторным комплексом содержит измеритель 1 интенсивности потока горной массы, включающий датчик 2 погонной нагрузки и частотный преобразователь 3, конвейер 4 роторного комплекса, блок 5 контроля движения лент конвейеров, выход 6 которого соединен с входом 7 блока 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока, включающего сдвигающий регистр 9 и сумматор 10 по весовой функции, выход 11 которого соединен с компаратором 12 предельного значения интегрального параметра, блок 13 аварийной защиты, вход 14 блока 15 компараторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока, включаю0

5

0

5

0

5

щий компараторы 16 и 17, соединенные с выходом 11 блока 8, выходы 18 и 19 блока компараторов 15 соединены с входами 20 и 21 блока 22 задания скорости поворота роторной стрелы, включающего задатчик 23 скорости поворота роторной стрелы, управляемые ключи 24 и делитель 25 напряжения, соединенные управляемыми ключами, управляющие входы 26 и 27 которых являются входами 20 и 21 блока 22, выход 28 делителя напряжения соединен с блоком 29 управления приводом.

Перед началом работы машин роторного комплекса предварительно задают допустимое предельное пороговое значение Н„ интегрального параметра потока, а также задают дополнительные ступени (например, Н и Н2 на фиг. 1 и 2) предварительного порогового контроля.

При нормальном процессе экскавации с безопасной для оборудования комплекса (отвальной консоли отва- лообразователя) интенсивностью потока H(t) Н ,, скорость поворота роторной стрелы экскаватора не корректируется.

Приближение предаварийной ситуации при н(О Н вызывает тем большее снижение скорости поворота роторной стрелы экскаватора (и интенсивности потока), чем ближе ll(t) к На (фиг.1 и 2), ив общем виде снижение задаваемого сигнала скорости поворота

J15

может осуществляться по кривой АВСД (фиг. 2, К,Н, ; KeH4; , H«j), а в простейшем случае - ступенчато. В частности, скорректированный сигнал V1 скорости поворота, поступающий на вход штатного блока управления приводом поворота, формируется путем деления задаваемо го сигнала V5 скорости поворота с масштабными коэффициентами, соответствующими превышенной ступени порогового контроля.

V3KCi при Н,: H(t) i H2; У}-Кипри Н H(t) Н.,

На временных диаграммах фиг. 1а, б, в представлены три возможных случая: первый во времени - для удаления от предаварийной ситуации оказалось достаточным кратковременное срабатывание (Y на фиг. 1в) снижения скорости V поворота (и интенсивности потока) при превышении только первой дополнительной ступени порогового контроля, во втором случае для компенсации нестабильности в значительной степени случайно изменяющегося потока потребовалось подключение также второй ступени У2 для более глубокого снижения; а третий вариант - нежелательная аварийная остановка оборудования - возможен в редчайших случаях для безусловной защиты оборудования даже при аварийном сбое программного регулятора или грубейшей ошибке оператора-машиниста экскаватора.

Использование все более глубокого защитного снижения при нескольких дополнительных ступенях порогового контроля дает определенную свободу выбора значений масштабного коэффициента К(Н), а обязательные демпфирующие свойства штатного блока управления приводом поворота роторной стрелы и значительная инерционность работы самого привода поворота стрелы позволяют получать плавное изменение фактической скорости V поворота даже при простейшем (ступенчатом) снижении входного сигнала V1 блока управления приводом поворота путем деления (с соответствующим машстабным коэффициентом К С1 и КС2) задаваемого сигнала Vj скорости поворота роторной стрелы экскаватора.

Измеритель 1 интенсивности потока установлен в начальной зоне конвейера 4 роторного экскаватора вблизи ро776

торного колеса. Движение лент конвейерной магистрали контролируется блоком 5 контроля движения лент конвейеров, выполненным, например, в виде тахогенератора или блок-контакта привода конвейера.

Блок 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока выполнен,

Q например, в виде модели на последовательном сдвигающем регистре 9, которая выходом соединена с входом сумматора 10 по весовой функции.

Задатчик 23, например, представ5 ляет собой штатный регулятор скорости поворота роторной стрелы, -которым оператор-машинист роторного экскаватора управляет производительностью и интенсивностью потока в ручном режи0 ме управления комплексом, а также может представлять собой разновидность автоматического регулятора скорости поворота. Делитель 25 напряжения может быть выполнен, например (фиг.З),

5 в виде резнстивного делителя входного напряжения (на резисторах R, R4, К), коэффициент деления которого дискретно изменяется управляемыми ключами К/,, и КЛ2по сигналам на упQ равняющих входах 26 и 27,

Устройство работает следующим образом.

При работе роторного комплекса в измерителе 1 интенсивности потока датчиком 2 измеряется погонная нагруз- ка на конвейер 4, которая, поступая в частотный преобразователь 3, преобразуется в сигнал О фактической интенсивности потока в начальной зоне конвейерной линии роторного комплекса. Этот сигнал с выхода 6 измерителя 1 поступает на первый вход 7 регистра 9 блока 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока, на второй вход которого одновременно поступает сигнал о движении грузопотока по конвейерам с блпка 5 контроля движения лент конпейера.

Записанные в первую ячейку ре- Q гистра 9 импульсы переносятся в по- следуюпше ячейки регистра 9 со скоростью, пропорциональной скорости движения грузопотока па контролируемом участке защищаемого рборудочп- . ния - отвальной консоли отнлтооОрл- зователя, Потому линейное рагпрете- ление возбужденш ix ячеек модр-ш в данный момент г.ремени com FOI ci I vei линейному рлспрсгслш ю nt c.i mppnn

0

массы в. моделируемом отрезке потока, который загружает отдельную консоль через интервал времени, за который этот отрезок потока перемещается по конвейерной линии всего роторного комплекса и полностью загружает консоль отвалообразователя.

Содержащаяся в регистре 9 информация о будущем линейном распределении веса отрезка потока вдоль длины защищаемой отвальной консоли отвалообразователя позволяет упрежденно определять интегральные параметры силового режима отвальной консоли, например, путем суммирования в сумматоре 10 по весовой функции состояния регистра 9 Для конкретности в дальнейшем будем рассматривать вычисление загруженности грузопотоком отвальной консоли по всей длине.

Сумматор 10 суммирует состояние ячеек регистра 9 с постоянными масштабными коэффициентами и на выходе 11 блока 8 упрежденного вычисления ин- тегрального параметра потока, в частности, загруженности консоли, после измерения фактической интенсивности потока в начальной зоне конвейерной линии роторного комплекса с временным упреждением вычисляется текущее значение контролируемого интегрального параметра потока. Сигнал об упрежденно вычисляемой загруженности отвальной консоли с выхода 11 блока 8 поступает на вход компаратора 12 пре- дельного значения интегрального параметра и на вход 14 блока 15 компараторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока, например, Н,, Н и Нл.

Пока оператор ручным задатчиком 23 регулирует скорость поворота роторной стрелы экскаватора, обеспечивая безопасную для оборудования производительность, напряжение сигнала задат чика 23, поступая на вход 24 задания делителя 25 напряжения, без изменений доходит до выхода 28 и поступает в блок 29 управления приводом поворота роторной стрелы.

Превышение текущим значением упрежденно контролируемого интегрального параметра потока наименьшей дополнительной ступени порогового контроля (на фиг 1, Н Н ,,) означает нежелательное приближение к предава- рийной .ситуации и вызывает срабатывание компаратора 16 в блоке 15. Од

Q r0

5 5

0

0

0

5

повременно на выходе 18 блока 15 формируется сигнал (Y, на фиг. 1в), который поступает на управляющий вход 26 управляемого ключа 24, вызывает замыкание ключа Кл 4 и соответственно подбору резисторов R ,, и R снижает сигнал на выходе 28 блока 22 задания скорости поворота роторной стрелы.

Штатный блок 29 управления приводом поворота роторной стрелы на время существования сигнала Y4 (фиг.1) снижает задаваемую оператором скорость поворота стрелы и интенсивность потока, При незначительной перегрузке конвейеров происходит незначительное снижение контролируемого интегрального параметра потока, удаление от предаварийной ситуации и быстрое восстановление нормального режима управления (первый вариант на фиг. 1е) „

При более опасной загрузке конвейеров для удаления от предаварийной ситуации потребуется использование нескольких ступеней снижения скорости поворота (второй вариант на фиг. 1): сначала комларатоп 16 выдает сигнал YJ на выходе 18, производя первое снижение сигнала на выходе 28 относительно задаваемого задатчиком 23 сигнала, затем компаратор 17 выдает сигнал У4 на выход 19, производя более значительное снижение сигнала на выходе 28, которое затем приводит к удалению от предаварийной ситуации и отключению сначала сигнала Y, а затем и сигнала Y, . Изменение фактической скорости поворота роторной стрелы экскаватора из-за обязательных демпфирующих свойств штатного блока 29 управления приводом поворота и инерционности работы самого привода происходит плавно без резких скачков. На третьем варианте фиг. 1 показан редчайший случай аварийной остановки оборудования, осуществляемой блоком 13 аварийной защиты по сигналу Ya при превышении допустимой ступени порогового контроля Н л и срабатывании порогового элемента 12 в редчайших случаях из-за неисправности программного задатчи- ка 23 при автоматическом управлении экскаватором либо в случае грубейшей ошибки оператора-машиниста при ручном управлении.

915

Формула изобретения

1„ Способ управления роторным комплексом, включающий измерение текущего значения интегрального параметра потока горной массы, сравнение его с заданным предельным пороговым значением и аварийную остановку оборудования комплекса при превышении значения интегрального параметра потока предельного порогового значения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности управления роторным комплексом, задают дополнительные ступени предварительного порогового контроля интегрального параметра потока горной массы, затем в процессе экскавации дополнительно сравнивают текущее значение интегрального параметра потока горной массы с дополни. тельными ступенями предварительного порогового контроля, и на время их превышения производят соответствующее снижение скорости поворота роторной стрелы экскаватора

2о Устройство управления роторным комплексом, содержащее измеритель интенсивности потока горной массы, выход которого соединен с первым входом блока упрежденного вычисления интегрального параметра потока, выход которого через компаратор предельного

7776Ю

значения интегрального параметра потока соединен с блоком аварийной защиты, блок контроля движения линий конвейеров, выход которого соединен с вторым входом блока упрежденного вычисления интегрального параметра потока,

отличающееся тем,

что, с целью повышения надежности управления роторным комплексом, в него введены блок задания скорости поворота роторной стрелы и блок компараторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания скорости поворота роторной стрелы, выход блока упрежденного вычисления интегрального параметра потока соединен с входом блока компараторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока.

3 Устройство по п. 2, о т л и чающееся тем, что блок задания скорости поворота роторной стрелы содержит управляемые ключи, делитель напряжения и задатчик скорости поворота роторной стрелы, выход которого

соединен с первым входом делителя напряжения, остальные входы которого подключены к выходам управляемых ключей, управляющие входы которых являются входами блока задания скорости поворота роторной стрелы.

Uj(H7Hg)

Уг{нгнг) Щит,)

фиг. 2

Составитель Б. Барбарин Редактор Н. Лазаренко Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий

Заказ 150

Тираж 523

ВНИ1ШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1

Подписное

01