Устройство автоматического управления угольным комбайном Советский патент 1978 года по МПК E21C35/24 

1

Изобретение относится к области угольной промышленнОСти и дредназначено для автоматизации управления работой угольныхкомбайпов.

Известно устройство для автоматического уиравления угольным комбайном, выполняющее функции стабилизации заданной нагруз.ки электродвигателя угольного комбайна с ограничением скорости подачи его при изменяющихся условиях работы 1.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, что обуславливает частые перегрузки и опрокидывания электродвигателя при внезапных изменениях крепости разрущаемого массива и при защтыбовке исполнительных органов, это снижает качественные показатели управления.

Известно также устройство автоматического управления угольным комбайном, содержащее датчики нагрузки и средней скорости лодачи, логические элементы, схемы сравне ния скорости подачи и нагрузки, импульсные усилители, иополпительный электромагнит, сумматор и диоды 2.

Недостатком указанного устройства также является низкое быстродействие.

Цель изобретения - повысить качественные показатели управленпя.

Это достигается за счет того, что устройство дополнительно снабжено двумя логическими элемен-тами И и ключами, тремя триггерами и инвертором, при этом выход схемы сравнения скорости нодачи через диод и иервый триггер соединен с лервым входом одного логического элемента И, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, и через инвертор и второй триггер - с первым входом другого логического элемента И, выход которого подключеп к управляющему входу второго ключа, а выход схемы сравнения нагрузки через третий триггер соедииен со сдвоенными входами логических элементов И и непосредственно с прямыми входами ключей, причем второй ключ включей параллельно юервому через диод па вход сумматора исполнительного электромагнпта.

На чертеже приведена функциональная схема устройства. Датчпк 1 нагрузки и источник 2 питания

подключены к схеме 3 сравнения нагрузки электродвигателя. Источник 2 питания подключен также к генератору 4 тактовых пмпульсов, который через ключ 5, управляемый датчиком положения цапфы тидроиасоса привода |подачи (на чертеже-не показап), соединен с одним из входов логического элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом триггера 7.

Выход логического элемента И б подключей .к импульсному }силителю в, управляющсму подачей напряжения через тиристор 9 на катушку 10 исполнительного электромагнита и логический элемент 11, который через тиристор 12 управляет катушкой 13 исполнительного электромагнита. Датчик 14 средней скорости нодачи и задатчик 15 скорости нодачи .подключены к схеме 16 сравнения скорости подачи. Задатчик 15, соединенный -по входу с генератором 17 высокой частоты и по выходу с пе(реключателем 18 режимов ра-боты, установлен вместе с ними :На Пульте управления. Переключатель 18 /подключен к одному из входов логического элемента 11 и к уиравляюш,ему элементу 19, который подключен кодному из -зходов триггера 7. Выход схемы 16 .сравнения скорости подачи через диод 20 и первый триггер 21 соединен с первым входом логического элемента И 22, выход которого подключен к уп1равляюш,ему входу ключа 23, а через инвертор 24 и второй триггер 25 - с первым входо.м логического элемента И 26, выход кото.рого подключен к управляюшему входу ключа 27. Выход схемы 3 сравнения .нагрузки через третий триггер 28 соединен со сдвоенными входами логических элементов И 22, 26 и непосредственно с прямыми входами ключей 23 № 27. При этом ключ 27 включен параллельно ключу 23 через диод 29 на первый вход сумматора 30. Второй вход сумматора 30 подключен к выходу схемы 16 сравнения, а третий .вход - к генератору 31 пилообразных .напряжений. Выход сумматора 30 тодключен к другому входу триггера 7. Устройство работает следующим образом. При скорости подачи и нагрузке электродвигателя меньших заданных их значений сигналы с датчиков 14 скорости -подачи и 1 нагрузки будут меньше сигналов задатчика 15 и источника 2 питания, напряжение которого используется как сигнал задания по .нагрузке на (Выходах схем 3 и 16 сра(внения сигналов отрицательной поляриости. Сигнал со схемы 16 сравнения скорости шодачи поступает на один из входов сумматора 30, который запирает триггер 7. При этом тиристор 9 будет зак)рыт, а логический элемент И открывает тиристор 12, который подает напряжение на катушку 13 исполнительного электромагнита. Якорь электромагнита перемеш,ает золотник гидросистемы управления эксцентриситетом гидронасоса .в сторону увеличения скорости вращения на электродвигатель комбайна. Со схемы 16 сравнения ситнал отр.ицательной лолярности поступает также .на инвертор 24, и (пОСле инвертирования через второй триггер 25 1сигнал положительной полярности поступает .на первый вход (Второго логического элемента И 26. Через первый триггер 21 на пер1вый .вход первого логического элемента И 22 сигнал отрицательной полярности не поступает изза наличия IB его цепи диода 20. Сигнал отрицательной полярности со схемы 3 Сравнения нагрузки; через третий тригге,р .28 поступает на вторые входы логических элементов И 22 и 26. Так как на первый логический элемент И 22 поступает один сигнал, а на второй логический элемент И 26 поступают разнополя1р.ные сигналы, то на выходах этих элементов сигналы отсутствуют. Поэтому первый и второй ключи 23 и 27 закрыть, и сигнал со схемы 3 сравнения на вход сумматора 30 не поступает. В этих условиях продолжается увеличение скорости подач.и комбайна и нагрузки электродвигателя, пока один из указанных параметров не достигнет (превысит) заданного . значения. Если налрузка электродвигателя рапьше достигла своего заданного значения и незначительно превысила его, то на выходе схемы 3 сравнения нагрузки появится сигнал положительной полярности, который через третий триггер 28 поступает на второй вход второго логического элемента И 26, на первый вход которого поступает сигнал положительной полярности со схемы 16 сравнения через инвертор 24 и второй и.риггер 25. Возникший на выходе логического элемента И 26 сигнал от1фывает второй ключ 27. При этом сигнал со схемы 3 сравнения через ключ 27 и диод 29 поступает ш сумматор 30, где алгебраически складывается с сигналом со схемы 16 сравнения. При превышении нагрузкой заданного порога роста «а выходе сумматора 30 ноявляется сигнал положительной полярности. Этот сигнал с триггера 7 поступает на логический элемент И 6, с которого считывается при поступлении тактового импульса с генератора 4 яри открытом -ключе 5. Триггер 7 открывается .импульсами, поступаюшими со схемы 3 сравнения с частотой 100 Гц, так как сигнал с датчика 1 нагрузки выпрямляется мостом и не сглаживается, а эталонный сигнал имеет постоянную величииу. Для улучшения качества работы устройства на сумматор 30 поступает также сигнал от генератора 31 пилообразного напряжения. После считывания сигнала в импульсном усилителе 8 формируется импульсный сигнал, который поступает на вход тиристора 9. Прп этом на катушку 10 исполнительного электромапнита подается напряжение, что приводит к снижению скорости подачи и нагрузки на электродвигатель комбайна. При открывании тиристора 9 зак рывается тиристор il2, так ка.к эти тиристоры сблокированы через логический элемент И. Если нагрузка на электродвигатель комбайна снизится до величины меньше заданной, триггер 7 закрывается, и подача управляющих импульсов на тиристор 9 прек|ращается. Последний закрывается, и открывается тиристор 12. При этом происходит увеличение Скорости подачи комбайна, что ведет к увеличению иаг.руаки на его злектродви1гатель.

Если скорость лодачи раньше достигнет задаиного значения и превысит его на пороговую величину, то сигнал положительной полярности от схемы 16 сравнения через диод 20 и первый триггер 21 поступает на оервый вход первого логического элемента И 22, на второй вход которото лоступает сигнал -отрицательной полярности с третьего триггера 28. Поэтому на выходе этого элемента сигнал отсутствует, и первый .ключ 23 закрыт. На второй логический элемент И 26 поступают сигналы отрицательной полярности, что приводит (К открытию второго ключа 27, обеспечивая готовность устройства к немедленной реакции при возникновении перегрузки электродвигателя от случайных воздействий.

Е|сли при скорости лодачи больше заданной возникает перегрузка электродвигателя, то иервый логический элемент И 22, получая сигналы положительной полярности, открывает первый ключ 23.

Так Как на входы второго логического элемента И 26 поступают разноиолярные сигналы, то на выходе его си/гнаш отсутствует, и второй ключ 27 закрыт.

Сигнал со схемы 3 сравнения нагрузки через первый 1КЛЮЧ 23 поступает в сумматор 30, который управляет триггером 7 и тиристором 9, как это было описано выше.

При (возникиовеНИИ неисправности в системе автоматического управления переключатель 18 (режимов работы устанавлз-гвается на ручной режим, который в дальнейшем осуществляется с иомощью управляюш,его элемента 19.

Формула изобретения

Устройство автоматического управления угольным комбайном, содержаш,ее датчики нагрузки и ср-едней скорости подачи, логические элементы, схемы сравнения |0корости подачи и налрузки, импульсные усилители, исиолнительный электромагншт, сумматор и диоды, отличающееся тем, что-, с целью повышения качественных показателей управления, оно дополнительно снабжено двумя логическими элементами И и ключами, тремя

триггерами и инвертором, /при этом выход схемы сравнения скорости подачи через диод и первый триггер соединен с первым входом одного логического элемента И, выход которого подключен к управляющему входу первого кЛ|Юча, и через инвертор и -второй триггер - с первым входом другого -логического элемента- И, выход которого -подключен к управляющему входу .второго ключа, а выход схемы .сравнения .нагрузки через третий триггер соединен со сдвоенным-и входа ми логических элементов И и непооредственно с прямыми входами -ключей, причем второй ключ включен параллельно первому через диод на вход сумматора исполнительного электро-магнита.

Источн 1 лки И.Нформации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 275012, кл. Е 21С 27/00, 1968.

2. Авторское -свидетельство СССР №317794, .кл. Е 21С 27/00, 1969.