Устройство контроля положения исполнительного органа горной машины относительно границы уголь-порода Советский патент 1982 года по МПК E21C35/24 

(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ГОРНОЙ МАШИНЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ГРАНИЦЫ УГОЛЬ-ПОРОДА

1

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов в угольной промышленности, а более конкретно к устройствам для контроля положения исполнительного органа относительно границы уголь-порода.

Известен способ контроля положения исполнительного органа горной машины относительно границы уголь-порода, основанный на различии прочностных характеристик угля и породы, и устройство, реализующее этот способ, содержащее чувствительный элемент и электронный блок 1.

Эти способ и устройство обладают низкой надежностью и точностью контроля ввиду близости прочностных характеристик угля и породы.

Известно устройство контроля положения исполнительного органа горной машины относительно границы уголь-порода, содержащее датчик давления с усилителей, генератор импульсов, коррелятор, второй датчик давления с усилителем и устройство задания временного интервала, в котором выходы обоих датчиков давления

с усилителями соединены с в.ходами коррелятора 2.

Недостатками известного устройства являются его низкое быстродействие и необходи.мость использования второго датчика давления с усилителем и сложного коррелятора.

Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено четырьмя с.хемами И, двумя схемами НЕ, блоком памяти, тремя пороговыми элементами, блоком индикации, и дополнительным генератором импульсов, причем выход усилителя соединен с входами 15 первого и второго пороговых элементов, выходы которых соединены с входами первой и второй схем И, к другим входам которых подключены выходы генераторов импульсов, выход третьего порогового элемента и выходы схем НЕ, при этом выходы первой и второй схем И соединены с входами реверсивного счетчика, выходы которого через третью и четвертую схемы И соединены соответственно с входами схем

НЕ н блока памяти, выход которого соедиHeii с блоком индикации.

На фиг. 1 показана функциональная блок-схема устройства; на фиг. 2 - зависимость сигнала с датчика давления (Р, атм) от времени t при работе исполнительного органа горной машины по углю и в случае присечки породы; на фиг. 3 - зависимость сигнала на выходе усилителя (с интегратором, сглаживающим случайные колебания сигнала) (Р, атм) от времени аналогично прп работе исполнительного органа горной машины по углю и в случае присечки породы.

Устройство состоит из датчика 1 давления с усилителем 2, выход которого соединен с входами первого и второго пороговых элементов 3 и 4, с другими входами которых соединены задатчики угля и породы, подающие на эти входы сигналы «уровень угля и «Уровень породы (фиг. 1). Выходы генераторов 5 и 6 заполняющих импульсов и выходы пороговых элементов 3 и 4 соединены соответственно с первыми и вторыми входами четырех входовых схем И 7 и 8, выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика 9 импульсов. Выходы счетчика 9 импульсов соединены с входами восьмивходовых схем И 10 и II, с входами схем НЕ 12 и 13 и с входом элемента 14 памяти, выход которого соединен с блоком 15 индикации. Ко входу третьего порогового элемента 16 подключен датчик скорости подачи, а выход элемента 16 соединен с третьими входами схем И 7 и 8, к четвертым входам которых подключены выходы элементов НЕ 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

С датчика 1 давления сигнал поступает в усилитель 2 сигнала и, уже усиленный, идет на пороговые элементы 3 и 4. Каждое пороговое устройство настроено на свой уровень срабатывания. Причем пороговый элемент 3 реагирует на превышение входного сигнала над заданным уровнем, а пороговый элемент 4 - на понижение входного сигнала ниже заданного уровня. Если сигнал с датчика 1 давления и усилителя 2 сигнала приводит к срабатыванию пороговый элемент 3, то с выхода элемента И 7 серия импульсов, идущих с генератора 5 заполняющих импульсов, поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 9. Когда сумма импульсов в счетчике достигнет определенной величины, на входе элемента И 10 появится сигнал «1.

Далее сигнал с выхода этого элемента через элемент НЕ 12 заблокирует подачу импльсов с элемента И 7, а элемент 14 памяти перейдет в состояние «1, а блок 15 индикации укажет, что исполнительный орган вышел за пределы границы уголь-порода в породу. Если сигнал с датчика 1

давления и усилителя 2 сигнала приведет к срабатыванию порогового элемента 4, то с выхода элемента И 8 серия импульсов от генератора 6 заполняющих импульсов

i начнет поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 9. Когда количество импульсов в счетчике достигнет определенной величины, заданной настройкой на входе элемента И И, тогда сигнал с его выхода через элемент НЕ 13 заблокирует подачу в счетчик импульсов с элемента И 8, а элемент 14 памяти перейдет в состояние «О и блок 15 индикации будет указывать, что исполнительный орган находится в угле.

5 Заданные комбинации чисел в реверсивном счетчике на выходах элементов И 10 и 11 выбираются из условий времени обработки сигналов. Как показано на фиг. 2, сигналы при работе исполнительного органа по углю и при присечке породы имеют

0 разный спектр составляющих частот. Время обработки сигнала равно длительности периода первой гармоники спектра сигнала на выходе усилителя сигнала по углю (Ту) и по породе (Тп) (фиг. 3), а длительность

J превышения или понижения сигнала от заданного уровня должна бь1ть не менее 0,5 от времени обработки сигнала, чтобы избежать ложных срабатываний устройства.

Если сигнал не превышает заданный уровень в пороговом элементе 3 и не пони0 жнется до заданного уровня в пороговом элементе 4, то элемент памяти находится в том положении, в какое он был установлен во время последнего превыщения или понижения сигнала от заданных уровней в пороговых элементах, т. е. процесс обработки сигнала продолжается без изменения выходного сигнала устройства.

Если горная машина по каким-либо причинам внезапно остановилась, т. е. скорость подачи стала равной нулю, то пороговое

0 устройство 16 через элементы И 7 и 8 заблокирует подачу импульсов в реверсивный счетчик 9, а блок 15 индикации будет указывать положение исполнительного органа, в котором тот остановился.

5 Прежде чем включить устройство в режим автоматического контроля, настраивают пороговые элементы на заданные уровни срабатывания. Визуально определение движения исполнительного органа в угле регулируют уровень срабатывания, порогового элемента 4 до появления в блоке индикации сигнала, соответствующего положению исполнительного органа в угле. Затем визуально определяя движение исполнительного органа по углю с присечкой

5 породы, например, на 2 см, регулируют уровень срабатывания порогового элемента 3 до появления в блоке индикации сигнала, соответствующего положению исполнительного органа в породе. Предположим, что в процессе работы исполнительный орган движется в угле с присечкой породы на 2 см. Устройство включают в режим автоматического контроля. Сигнал с усилителя 2 сигнала имеет вид, показанный на фиг. 3. После того, как он превысит уровень срабатывания порогового элемента 3, на суммируюш,ий вход реверсивного счетчика 9 начнут поступать импульсы от генератора 5 заполняющих импульсов через элемент И 8. Пусть частота импульсов с генератора 5заполняющих импульсов Хц 500 Гц, а частота самой низкочастотной составляющей спектра сигнала с усилителя сигнала при работе по породе Хс 2 Гц. Тогда необходимое время обработки сигнала определяют в виде tc 0,25 с Следовательно, элемент И 10 должен выдать сигнал на выходе при подаче на суммирующий вход счетчика около 125 импульсов. После этого подача импульсов блокируется через элемент НЕ 12 и элемент И 7, элемент 14 памяти выдает на выходе сигнал «1, а блок 15 индикации указывает, что исполнительный орган находится в породе. Предположим, в процессе работы исполнительный орган находится в угле. Устройство включают в режим автоматического контроля. Сигнал с усилителя сигнала 2 имеет вид, показанный на фиг. 3. После того, как он понизится от заданного уровня срабатывания порогового элемента 4, на вычитающий вход реверсивного счетчика 9 начнут поступать импульсы от генератора заполняющих импульсов 6 через элемент И 8. Пусть частота импульсов с генератора 6заполняющих импульсов Хи 250 Гц, а частота самой низкочастотной составляющей спектра сигнала с усилителя сигнала при работе по углю х 1 Гц. Тогда необходимое время обработки сигнала определяют в виде if. -27Ь ° Следовательно, элемент И 11 должен выдать сигнал на выходе при подаче на вход величины Д 125- 125 О Но в этом случае возможны ложные срабатывания устройства, поэтому элемент И 11 должен срабатывать при подаче на вычитающий вход счетчика такого числа импульсов, чтобы в счетчике осталось некоторое число, большее нуля, например 10. После этого подача импульсов блокируется через элемент НЕ 13. Элемент 14 FiaMHTH выдает на выходе «О и блок 1Г) индикации указывает, что исполнительны : орган находится в угле. Основными преимуществами устройства являются высокие быстродействие и точность определения момента перехода исполнительного органа из угля в породу, использование в качестве источника сигнала самого исполнительного органа горной машины, который получают от него через датчик давления в домкрате подъемаопускания исполнительного органа, возможность использовать только один датчик и обходиться без сложного дорогого коррелятора. Формула изобретения Устройство контроля положения исполнительного органа горной машины относительно границы уголь-порода, содержащее датчик давления с усилителем и генератор импульсов, отличающееся тем. что. с целью повышения быстродействия, оно снабжено реверсивным счетчиком, четырьмя схемами И, двумя схемами НЕ, блоком памяти, тремя пороговыми элементами, блоком индикации и дополните тьным- генератором импульсов, причем выход усилителя соединен с входами первого и второго пороговых элементов, выходы которых соединены с входа.ми первой и второй схем И, к другим входам которых подключены выходы генераторов импульсов, выход третьего порогового эле.мента и выходы схем НЕ, при этом выходы первой и второй схем И соединены с входами реверсивного счетчика, выходы которого через третью и четвертую схемы И соединены соответственно с входами схем НЕ и блока памяти, выход которого соединен с блоком индикации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 234303, кл. Е 21 С 35/08, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2903270/22-03, кл. Е 21 С 35/24, 1980 (прототип).

Скорость /г о дач и

Уровень породы

10

Уровень yz/ifl