Устройство автоматического управления выемочной машиной Советский патент 1980 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к угольной про мьплленности и предназначено для ограни чения и стабилизации нагрузки выемочной машины, а также для поддержания за данной скорости ее подачи при недогруженном двигателе. Известно устройство автоматического управления горной машины, содержащее задатчик и датчик скорости подачи, датчик нагрузки, вычислительный блок и эле менты сравнения til. Сйнако это устройство не обеспечивает необходимого качества регулирования иа-оа независимости длительности импуль сов отработки скорости подачи от вычисленного значения скорости подачи. Известно также устройство, реализующее способ автоматического управления выемочной машиной, содержащее канал регулирования по скорости подачи, включающий задатчик и датчик скорости подачи, элемент сравнения по скорости подачи, па гзыходе которого включены релей ные элементы управления сервоприводом механизма подачи, н канал регулирования по нагрузке, включающий задатчик и датчик нагрузки, элемент сравнения по нагрузке, на выходе которого включены релейные элементы недогрузки и перегрузки привода механизма подачи . Известное устройство не обеспечивает достаточного быстрого изменения скорости подачи при малых нагрузках, например при маневрах комбайна на холостом ходу. Цель изобретения - повыще1ше надежности и качества регулирования. Указанная цель достигается за счет того, что устройство снабжено вычислительным блоком, задатчиком постоянной величины скорости подачи, модулятором, релейным усилителем, вторым элементом сравнения по скорости подачи, элементом сравнения факт1гческой и вычисле1щой скоростей подачи, логическими элементами И и ИЛИ, причем вход модулятора подключен к выходу вычислительного блока и датчику скорости подачи через элемент сравнения фактической и вычисленной ско ;ростей подачи, входы вычислительнопэ яблока соединены с задатчиком и датчиком нагрузки, задатчиком постоянной вел1гаииы скорости подачи и датчиком скорости подачи, а выход ы модулятор а непосредственно , второго элемента cpajiHeния по скорости подачи через релейный усилитель, релейных элементов недогрузки и перегрузки привода через логрлеский элемент И, релейного элемента перегрузки привода и задатчика сксрост-и пода ли подключены к соответствующим логи ческим элементам И, включениьгм через логические элементы ИЛИ на входы элемента сравнения по скорости подачи, На чертеже представлена функциональная схема устройства- автоматического управления выемочной машиной. Выемочная машина 1 включает г лектропривод 2, гидродвигатель 3 подачи, гидронасос 4 подачи, производительность которого и направление подачи регулкруется сервоприводом 5. Устройство содержит каналы регулиро вания по скорости подачи и по нагрузке и схему формирования импульсов. Канш регулирования по скоростн пода чи включает в себя задатчик 6 скорости подачи, выход которого через логический элемент И 7 выделения наимешьшего сигнала и логический элемент ИЛИ 8 выделештя наибольшего сигнала подключе к одному из входов элемента 9 сравне ния по скоростям подачи, датчик 10 скорости подачи, выход которого через логи ческий элемент ИЛИ 11 выделения наибольшего сигнала подключен к другому входу элемента 9 сравнения, на выходе которого включены релейные элементы 12 и 13, управляющие сервоприводом 5 подачи. Канал регулирования по нагрузке вклг чает в себя датчик 14 нагрузки и задат чик 15, подк,аюченные к входам элемент 16 сравнения по нагрузке, к выходу которого подключены релейные элементы 17 недогрузки и 18 перегрузки, выходы которых через логические элементы И 19, 20подключены к входам логических элементов ИЛИ 8, 11, к другим входам которых через логические элементы И 2О, 21.подключен также выход релейного усилителя 22, вход которого через второй элемент 23 сравнения по скорости подачи соединен с выходами задатчика 6 и датчика 10 скорости подачи, Схема формирования импульсов включает в себя вычислительный блок 24, входы которого соединены с выходами 7 54 атчиков 14 нагрузки и 10 скорости одачи, зада-тчика 15 нагрузки и задатчиа 25 ностоякной величины скорости поачи, а вьзход черва элемент26 сравнения |к4ктической и вычисленной скорости поачи - с входом модуяятора 27, выход оторого через логич,еский элемент И 21 оединен с входами лопгаеских элементов ИЛИ 8, 11. В зависимс-сти от. крепости разрабатываемых пород угля устройство обеспечивает работу выемочной мшлины в регкиме стабилизации скорости подачи (при мягких породах.) тш в режиме стабилизации нагрузки, если крепость угля достаточно велика, Стабил.кзация скорости додачи на заданном уровне осу лествляется при на1рузке меныие заданного значения, В этом случае релейный элемент 18 включен и не препятствует прохождению сигнала от датчика 10, заданного задатчиком 6 скорости подачи, который поступает через элементь 8, 11 на элемент 9 сравнения, В зависимости от знака и величины рассогласования включае1х:я один из релейных элементов 12 и/ш 13, который, управ,г1яя сервоприводом 5, изменяет скорость подачи комбайна таким образом, чтобы величина рассогласования не ,ла зоны нечувствительности релейных элементов 12 и 13. Причем увеличение скорости подачи осуществляется импульсами, длительность которых определяется вычислительш гм блоком 24, а уменьшение - непрерывно, так как при превышенрш сигнала датчика 1О релейный усилитель 22 выключен и с выходов элементов 2О и 21 на входы элементов 8 и 11 поступают нулевые сигналы, отключаются сигналы канала тока и модулятора 27. Состояние релейного усилителя 22 от сигнала датчика 10 меньше заДанного, усилитель 22 включен и не препятствует прохождению сигналов через элементы 20 и 21 с выходов модулятора 27 и элементов 19, а при сигнале датчика 10 больше заданного вь ключен. Скорость подачи сохраняется на заданном уровне до тех пор, пока нагрузка не превышает уставку В последнем случае релейньп элемент 18 выключается, благодаря чему на выходе элемента 7 Появляется нулевой сигнал, что вызывает уме1Н:,шепие скорости подачи, происходящее до тех пор, лока рассогласование по нагрузке не станет меньше зоны нечувстви тельности релейных элементов J.7 и 18. При этом оба элемента 17 и 18 включаются и сигнал через элементы 19 и 20 поступает на входы элементов 8 и 11, что приводит к выключению релейных элементов 12 и 13. На этом дальнейшее изменение скорости подачи прекраща ется. Алгоритм работы схемы формирования импульсов обусловлен тем, что каждая вы выемочная машина имеет свою энергетическую характеристику, показывающую за висимость потребляемой мощности (или тока) от скорости подачи для данной крепости угля (чем крепче уголь, тем больше тангенс угла .наклона прямой). Если продлить энергетические -характеристики для разных крепостей угля до пересечения с осью абсцисс, то они пересекут ее в некоторой точке /о Для различных машин величина VQ разная. Поэтому можно считать, что для данной машины VQ - величина постоянная и характеризует конструктивные особенност машины. Пусть выемочная машина (комбайн) работает при заданной нагрузке Зу с фактической скоростью подачи При увеличении сопротивляемости угля нагруз ка .двигателя при прежней скорости подачи равна Цф . Чтобы нагрузка ком байна достигла заданной, скорость подач необходимо уменьшить до величины Vg, Зная величины Зф, -у s Vq, и VQ i велич ну необходимой скорости подачи Vg для каждого значения крепости угля молшо вычислить по формуле V fv -v . л ф 0} 3 о Данную формулу в предлагаецом устройстве реализует вычислительный блок 24. Чтобы поддерживать нагрузку на определенном уровне (в пределах зоны нечувствительности) при различных фактических VCP скоростях подачи и вычисленной Vg , скорость подачи машины необходимо изменять на величину (Уф V(5,). В устройстве, с целью улучшения качества регулирования, скорость подачи изменяется импульсно, причем длител ность импульсов пропорциональна разности ( Vcp - V а ), величина которой посту пает на вход модулятора 27 с выхода элемента 26 сравнения. Формулаизобретения Устройство автоматического управления выемочной машиной, содержащее канал регулирования по скорости подачи, включающий задатчик и датчик скорости подачи, элемент сравнения по скорости подачи, на выходе которого включены релейные элементы управления сервоприводом механизма подачи, и канал регулирования по нагрузке, включающий задатчик и датчик нагрузки, элемент сравнения по нагрузке, на выходе которого включены релейные элементы недогрузки и перегрузки привода механизма подачи, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и качества регулирования, оно снабжено вычислительным блоком, задатчиком постоянной величины скорости подачи, модулятором, релейным усилителем, вторым элементом сравнения по скорости подачи, элементом сравнения фактической и вычисленной. скоростей подачи, логическими элементами И. или ИЛИ, причем вход модулятора подключен к выходу вычислительного блока и датчику скорости подачи через элемент сравнения фактической и вычисленной скоростей подачи, входы вычислительного блока соединены с задатчиком и датчиком нагрузки, задатчиком постоянной величины скорости прдачи и датчиком скорости подачи, а выходы модулятора непосредственно второго элемента сравнения по скорости подачи через релейный усилитель, релейных элементов недогрузки и перегрузки привода через логический элемент И, релейного элемента перегрузки привода и задатчика скорости подачи подключены к соответствующим логическим элементам И, включенi ibiM через логические элементы ИЛИ на входы элемента сравнения по скорости подачи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 540037, кл. Е 21 С 27/ОО, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 447507, кл. Е 21 С 27/ОО, 1971 (прототип).