Устройство управления наклонной шахтной подъемной установкой Советский патент 1981 года по МПК B66B1/28 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАКЛОННОЙ ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКОЙ

Изобретение относится к системам управления подъемниками, а иМеино к системам управления наклонными шахтными подъемными установками с переменным профилем пути. Известна система управления подъ емной установкой, содержащая последовательно соединенные задатчик интенсивности, узел сравнения действи тельной скорости с заданной, управляемый преобразователь напряжения, двигатель и подъемную машину, к валу которой подсоединен тахогенератор, выход которого подключен к уэлу сравнения tl . Недостатком системы является отсутствие связи между задаваемым ускорением (замедлением) систем и профилем пути. Известно также устройство управления наклонной шахтной подъемной установкой, содержащее блок задания скорости, датчик действительной скорости, узел сравнения действител ной скорости с заданной и блок управления 2 . Однако такое устройство не обеспечивает управление подъемной установкой в аварийных ситуациях. Цель изобретения - повыиение безопасности работы подъемной машины. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено тормозной системой, коммутатором и задающим блоком, выходы которого соединены со входами блока задания скорости, причем один из выходов коммутатора соединен с тормозной системой , второй выход - с блоком управления, а вход - с узлом сравнения действительной скорости с заданной, а также тем, что блок задания скорости выполнен в виде охваченных общей отрицательной обратной связью роследовательно соединенных операционного усилителя с ограничителем выходного напряжения и интегрирующего операционного усилителя с последовательно соединенными п+1 входными резисторами,- п из которых подключены параллельно выходным контактам задающего устройства, а выход интегрируквдего операционного,усилителя является выходом блока задания скорости. . Устройство обеспечивает управление подъемной установкой как в нормальном режиме работы, так и в ава-рийном. Причем, э аварийных ситуациях управление осуществляется тормозной системой, а требуемый режим замедления задается устройством задания скорости и задаклдим устройст-. вом в зависимости от угла наклона участка пути в месте нахождения -подъемного сосуда.

На.фиг, 1 представлена функциональная схема устройства на фиг. 2 структурная схема блока задания скорости с задающим блоком.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 Зс1дания скорости, узел 2 сравнения действительной скорости с заданной и коммутатор 3 с двумя выходами. Первый выход KONBviyTaтора 3 подключен к входу последовательно соединенных управляющего блока 4, электродвигателя 5 и подъемной машины 6, а второй - к тормозной системе If связанной с барабаном подъемной машины 6. С валом подъемной машины б связаны датчик 8 действительной скорости, выход которого подключен к узлу 2 сравнения действительной скорости с заданной и задающий блок 9, выходы которого связаны с блоком 1 задания скорости.

Блок задания скорости состоит из последовательно соединенных операционных усилителей 10 и 11, причем усилитель 11 с парафазным выходом. В цепь отрицательной обратной связи усилителя 10 включен ограничитель 12 выходного напряжения, поэтому он работает в релейном режиме. Входной зажим 13, служахдий для подачи на блок 1 задания скорости входного сигнала, через резистор 14 подключен к входу усилителя 10. Резистор 15, включенный между выходом усилителя 11 и входом релейного усилителя 10, обеспечивает цепь общей отрицательной обратной связи. Выход операционного усилителя 10 через последовательно соединенные резисторы 16.1, 16.2 и 16.п, параллельно которым подключены контакты 17.1, 17.2,... 17.П задающего блока 9, и рези.стор 18 подключен к входу операционного усилителя 11, в цепь отрицательной обратной связи которого включен конденсатор 19. Поэтому данный усилител является интегрирующим. Требуемый .коэффициент передачи усилителя 11 задается подключением одного из ре-зисторов 16.1, 16.2 и 16.п к резистору 18. Инверсный выход интегрирующего усилителя 11 подключен к входу узла сравнения.

Задающий блок 9 включает в себя связанный с барабаном подъемной маши;ны 6 генератор 20 путевых импульсов каждый выходной импульс которого со.ответствует перемещению подъемного сосуда на величину кванта. Выход ге;нератора путевых импульсов подключен к входу реверсивного счетчика 21 им;пульсов, в котором код зависит от ;пути, пройденного подъемным сосудом, и следовательно, от его положения |в стволе. К выходу реверсивного счет,чика 21 импульсов подключен дешифратор 22, выход которого подключен к входу узла 23 исполнительных элементов, выходные контакты которого 17.1 17,2,...,17 п подключены параллельно входным резисторам 16.1, 16.2,... 16.п интегрирующего операционного усилителя 11. Количество выходных контактов 17.1, 17,2,.,., 17.п узла 23 исполнительных элементов и количество резисторов 16.1, 16.2,..., 16.п соответствует ко;шчеству участков пути с одинаковым углом наклона в стволе шахтыо Размыкание одного из контактов обеспечивает подключение включенного параллельно ему резистора к резистору 18, и следовательно, задание требуемого коэффициента передачи интегрирующего усилителя 11 в зависимости от угла наклона участка пути в месте нахождения подъемного сосуда.

Устройство работает следующим образом.

В режиме нормальной работы подъемной установки для пуска систе иы на входной зажим 13 подается напряжение которое пропорционально требуемой величине установившейся скорости движения барабана подъемной машины 6. Это напряжение через резистор 14 подается на вход операционного усилителя 10, а через резистор 15 на этот же вход подается напряжение с прямого выхода интегрируквдего усилителя 11. В начальный .момент времени напряжение на выходе интегрирующего усилителя 11 равно нулю, поэтому на выходе релейного усилителя 10 устанавливается напряжение с лолярностью противоположной полярности входного напряжения на зажиме 13 и равное по величине опорному напряжению на ограничителе 12. Это напряжение через замкнутые выходные контакты 17.1, 17.2,... , 17.п, узла 23 исполнительных элементов и резистор 18 подается на вход интегрирукяцего усилителя 11. Напряжение на его выходах начинает возрастать по абсолютной величине, причем на прямом выходе оно имеет противоположную полярность, чем напряжение на входном Зс1жиме 13.Этим обеспечивается охват последовательно соединенных операционных усилителей 10 и 11 общей цепью отрицательной обратной связи с единичным коэффициентом передачи при равенстве сопротивлений резисторов 14 и 15. Рост напряжения на выходе интегрирующего усилителя 11 прекращается при равенстве абсолютных величин напряжений, которые подаются через резисторы 14 и 15 на вход релейного усилителя 10 так кая на его выходе при этом устанавливается напряжение близкое к .ну лю. С инверсного выхода интегрирующего усилителя 11 напряжение, поляр ность которого совпадает с полярностью напряжения на входном зажиме 13, подается на вход узла 2, сравнения действительной скорости с задан ной, программируя во времени заданную скорость движения барабана подъ емной машины б, Датчик 8 действител ной скорости вырабатывает напряжение которое пропорционально действитель ной скорости барабана подъемной машины б. Указанные напряжения сравни ваются в узле 2 сравнения действительной скорости с заданной. Сигнал ошибки с его выхода через коммутатор 3 поступает на вход управлякндего уст ройства 4, которое обеспечивает тре буемую скорость вращения электродви гателя 5, а следовательно, и бараба на подъемной машины 6. Замедление подъемной машины 6 с использованием электродвигателя 5 осуществляется при снятии напряжения с входного зажима 13. При этом на выходе усилителя 10 устанавливается напряжение равное опорному, полярность которого противоположна полярности напряжения на прямом выходе интегрируклцего усилителя 11. Это нап ряжение через замкнутые контакты 17.1.. 17.2,..., 17. п и резистор 18 поступает на вход интегрирующего усилителя 11. Напряжение на его инверсном выходе начинает уменьшаться программируя требуемый закон уменьшения скорости барабана подъемной машины б. Сигнал ошибки с выхода узла 2 сравнения действительной скорости с заданной через коммутатор 3 подается на вход управляющего устрой ства 4, которое обеспечивает управление электродвигателем 5 в соответ.ствии с требуемым законом. В .режиме нормальной работы тормозная система 7 осуществляет рабочее торможение, управление которым не показано. В аварийном режиме система управления работает следующим образом. При поступлении сигнала на предохранительное торможение коммутатор 3 переключает выход узла ,2 сравнения действительной скорости с заданной со входа управляющего блока 4 на вход тормозной систекы 7. Одновремен но электродвигатель 5 отключается от сети и управление подъемной мгвииной б осуществляет тормозная система 7. По этому же сигнсшу в зависимости от положения подъемного сосуда в стволе разлыкается один из выходных контактов 17.1, 17.2,..., 17.п узла исполнительных элементов 23 и к резистору 18 подключается один из резисторов 16.1, 16.2,..., 16,п. Сле довательно, коэффициент передачи усилителя 11 задается в функции угла наклона участка пути, на котором находится подъемный сосуд. Одновременно снимается напряжение с входно-; го зажима 13 и напряжение на инверс-сНом выходе интегрирующего усилителя11 начинает уменьшаться, программируя требуемый закон изменения скорости при предохранительном торможении. Причем интенсивность уменьшения выходного напряжения интегрирующего усилителя 11 определяется его коэффициентом передачи, и следовательно, углом наклона участка пути в месте нахождения подъемного сосуда. Управление тормозной системой 7 осуществляется по сигналу ошибки на выходе узла сравнения действительной скорости с заданной 2, что обеспечивает требуемую величину замедления подъемной машины б и предотвращает набегание подъемного сосуда на канат. Применение предлагаемой систекы позволит повысить надежность и-безопасность эксплуатации наклонных шахтных подъемных установок с переменным профилем пути, так как система позволяет управлять установкой как в нормальном (рабочем) режиме, так и в аварийном. Преимуществом данной системы перед известными является то, что один и тот же задающий блок используется и при нормальном двигательном режиме, и в режиме предохранительного торможения механическим тормозом. За счет сокращения простоев, вызванных устранением последствий аварийных режимов вследствие набегания подъемного сосуда на канат, достигается значительный экономический эффект. Формула изобретения 1.Устройство управления наклонной шахтной подъемной установкой, содержащее блок задания скорости, датчик действительной скорости, узел сравнения действительной скорости с заданной и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повьЕиения безопасности работы подъемной машины, оно снабжено тормозной системой, коммутатором и задакяцим блоком, выходы которого соединены со входами блока задания скорости, причем Один из выходов коммутатор соединен с тормозной системой, второй выход - с блоком управления, а входс узлом сравнения действительной скорости с заданной. 2,Устройство по п. 1, отличающее с. я тем, что блок задания скорости выполнен в виде охваченных общей отрицательной обратной связью последовательно- соединенных операционного усилителя С ограничитеем выходного напряжения и интегриующего операционного усилителя с последовательно соединенными п+1 вход