Устройство контроля границы порода-уголь Советский патент 1991 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при автоматизации управления очистными комбайнами в профиле пласта.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет исключения запоминания сигнала при резании породы, а также излишних отводов исполнительного органа от породы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства контроля границы порода-уголь; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления перемещением исполнительного органа.

В состав устройства входят микрофон 1, выход которого через усилитель 2 соединен с входом полосового фильтра 3, выход которого соединен с входом блока А усреднения. Выход блока 4 усреднения через ключ 5 соединен с входом блока 6 памяти, выход которого соединен с первым входом первого блока 7 сравнения,второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра 3. Выход блока 7 сравнения соединен с входом таймера 8, выход которого соединен с первым входом второго блока 9 сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика 10 времени контакта, а выход блока 9 соединен с управляющим входом ключа 5 и входом второго блока 11 формирования управляющих сигналов. Выход блока 12 разрешения соединен с входом первого блока 13 формирования управляющих сигналов, выход которого соединен с первым входом блока 14 управления перемещением исполнительного органа и с первым входом элемента ИЛИ 15, второй вход которого соединен с выходом блока 11 формирования управляющих сигналов, а выходы блока 14 и элемента ИЛИ 15 соединены с входами исполнительного механизма 16. Кроме того, выход элемента ИЛИ 15 соединен с вторым входом блока 14 управления перемещением исполнительного органа.

В состав блока 14 входит блок 17 периодического запуска, вход которого является входом блока 14, а выход соединен с первым входом элемента ИЛТ/I-HE 180 выход которого соединен с первым входом триггера 19, выход которого является выходом блока 14. Сигнал, поступающий на второй вход блока 14, подается на вторые входы элемента ИЛИ-НЕ 18 и триггера 19.

Устройство контроля границы порода - уголь работает следующим образом.

После включения комбайна блок 12 разрешения выдает сигнал на блок 13, который формирует управляющий сигнал для удаления исполнительного органа от породы. Этот сигнал, поступив на первый вход элемента ИЛИ 15 проходит на его выход и поступает на вход исполнительного механизма 16, который отводит исполнительный орган от породы. Длительность управляющего сигнала должна обеспечивать введение исполнительного органа в массив угля (например, исходя из данных микрорельефов пластов и размеров комбайна, для комбайна 1ГШ-68 она может быть равна 1 с).

0 Кроме того, сигнал с выхода блока 13 поступает на первый вход блока 14 управления перемещением исполнительного органа, который этим сигналом запускается и начинает периодически выдавать на своем

5 выходе сигнал на приближение исполнительного органа к породе, если отсутствует сигнал на втором входе блока 14.

Когда с блока 13 поступает сигнал на вход блока 14, т.е. на вход блока 17, послед0 ний начинает периодически выдавать крат- ковременный импульс (меньший по длительности, чем сигнал с выхода блока 13), уровень которого соответствует уровню логического О. В промежутках между эти5 ми импульсами на выходе блока 17 присутствует уровень логической 1. Импульс логического О с выхода блока 17 поступает на вход элемента ИЛИ-НЕ 18 и приводит к появлению на его выходе сигнала логиче0 ской 1, если на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 18также поступаетлогический О. Этот сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 18 поступает на первый вход триггера 19 и переводит его выход в единичное состояние,

5 которое поступает на вход исполнительного механизма 16, который начинает приближать исполнительный орган к породе. При наличии на выходе элемента ИЛИ 15 сигнала, приводящего к удалению исполнитель0 ного органа от породы, этот сигнал поступает в блок 14 на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 18 и переводит его выход в состояние логического О, а также, поступая на второй вход триггера 19, обнуляет его вы5 ход.

Таким образом, в начале работы устройства производится удаление исполнительного органа от породы, а затем с периодичностью выдачи импульсов блоком

0 17 - приближение исполнительного органа к породе. Периодичность выдачи импульсов блоком определяется принятым алгоритмом управления исполнительным органом комбайна в профиле пласта. Импульсы мо5 гут выдаваться блоком 17, например, периодически во времени или периодически через фиксированные участки пути, пройденного очистным комбайном.

При резании исполнительным органом массива акустический сигнал от резания

преобразуется микрофоном 1 в электрический, который усиливается усилителем 2 и подается на вход полосового фильтра 3. Полосовой фильтр 3 выделяет сигнал в узкой полосе информативных частот, затем этот сигнал усредняется в течение одного оборота исполнительного органа в блоке 4 усреднения. Усредненный сигнал за последний оборот запоминается в блоке 6 памяти, поступив туда через открытый ключ 5.

В блоке 7 сравнения производится сравнение значений усредненного сигнала, запомненного на последнем обороте исполнительного органа (поступает с выхода блока 6 памяти), и текущего сигнала от ре- зания на информативной частоте (поступает с выхода полосового фильтра 3). Если текущее значение сигнала превышает запомненное, то на выходе блока 7 появляется сигнал, длительность которого измеряется таймером 8. Затем это время превышает в блоке 9 сравнивается с заданным временем контакта, поступающим из задатчика 10, время контакта задается, исходя из геометрических размеров исполнительного органа и допустимой глубины врезания резцов в породу. Если длительность превышения больше заданного времени, на выходе блока 9 появляется сигнал Порода, который поступает на вход блока 11 формирования управляющих сигналов, который формирует импульс, поступающий через элемент ИЛИ 15 на вход исполнительного механизма 16, который отводит исполнительный орган от породы. При этом сигнал с выхода элемента ИЛИ 15, поступая в блок 14, прекращает подачу единичного сигнала с выхода триггера 19 на приближение исполнительного органа к породе.

В дальнейшем описанные операции по обработке сигнала микрофона повторяются: он усиливается, фильтруется, усредняется, запоминается и т.д. Запоминание сигнала резания массива производится при отстройке от изменения прочностных ха- рактеристикугля, которые могут привести к изменению амплитуды сигнала. При выдаче сигнала Порода на выходе блока 9 сравнения этот сигнал поступает на управляющий вход ключа 5 и закрывает его. Этим избав- ляются от запоминания в блоке б памяти сигнала от резания породы, который может привести к возрастанию погрешности управления.

После -того, как в силу отвода исполнительного органа от породы сигнал на выходе блока 9 исчезнет, ключ 5 открывается и запоминание сигнала и блоке 6 разрешается.

При реализации блока 17 системой программного управления данное устройство может осуществлять защиту исполнительного органа от врезания в крепкие породы при ведении его по заданной траектории.

Формула изобретения

Устройство контроля границы порода- уголь, включающее последовательно соединенные микрофон, усилитель, полосовой фильтр, выход которого подключен к входу блока усреднения и одному входу первого блока сравнения, последовательно соединенные блок памяти, первый блок сравнения и таймер, выход которого соединен с одним входом блока сравнения, к другому входу которого подключен задатчик времени контакта, блок разрешения, блок управления перемещением исполнительного органа, соединенный с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено ключом, двумя блоками формирования управляющих сигналов и элементом ИЛИ, а блок управления перемещением исполнительного органа содержит блок периодического запуска, элемент ИЛИ-НЕ и триггер, при этом выход блока периодического запуска соединен с первы.м входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первому входу триггера, выход блока разрешения подключен через первый блок формирования управляющих сигналов к первому входу элемента ИЛИ и блоку периодического запуска, являющемуся первым входом блока управления перемещением исполнительного органа, выход элемента ИЛИ подключен к исполнительному механизму и к объединенным вторым входам элемента ИЛИ-НЕ и триггера, являющимся вторым входом блока управления перемещения исполнительного механизма, выход второго блока сравнения подключен к одному входу ключа и через второй блок формирования управляющих сигналов к второму входу элемента ИЛИ, выход блока усреднения соединен с другим входом ключа, выход которого подключен к входу блока памяти.

Qmfiui

К 5л. 16

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при автоматизации управления очистными комбайнами в профиле пласта. Цель- повышение точности контроля. Устройство содержит последовательно соединенные микрофон 1, усилитель 2, полосовой фильтр 3, блок 4 усреднения, ключ 5, блок 6 памяти, блок сравнения (БС) 7, таймер 8, БС 9, блок 11 формирования управляющих сигналов, элемент ИЛИ 15 и блок управления (БУ) 14. К вторым входам элемента 15 и БУ 14 через блок 13 формирования управляющих сигналов подключен выход блока 12 разрешения, а выходы элемента 15 и БУ 14 подключены к входам исполнительного органа (НО) 16. К вторым входам БС 7 и 9 подключены соответственно выход фильтра 3 и задатчика 10 времени контакта, а к второму входу ключа 5 подключен выход БС 9. При этом БУ 14 состоит из блока периодического запуска, элемента ИЛИ-НЕ и триггера. В начале работы устройства производится удаление ИО 16 от породы, а затем с периодичностью выдачи импульсов БУ 14 - приближение ИО 16 к породе. Периодичность выдачи импульсов БУ 14 определяется принятым алгоритмом управления ИО 16 в профиле пласта. По сигналу с элемента ИЛИ 15 на БУ 14 прекращается приближение ИО 16 к породе. При выдаче сигнала Порода на выходе БС 9 этот сигнал поступает на управляющий вход ключа 5 и закрывает его. Этим исключается запоминание в блоке 6 сигнала от резания породы, который может привести к возрастанию погрешности управления. При отводе ИО 16 от породы сигналом с выхода БС 9 ключ 5 откроется и запоминание в блоке 6 разрешается. 2 ил. У Ё О ю л ю

Фиг 2