CN101375017B - 用于调节掘进机或采掘机的驱动器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种根据调节参数如悬臂的运动速度、采掘工具的位置和/或驱动马达的消耗功率或液压伺服缸中的压力来调节用于开掘切割的掘进机或采掘机的驱动器的方法，其中为悬臂的运动速度确定最小和最大的理论值，并且根据调节参数的测量值计算出至少两个其值在0和1之间因数，其中所述测量值至少包含采掘工具的与理论断面的相应理论数据相比较的位置数据、马达负载测量数据和悬臂运动速度测量数据；并且悬臂的运动速度根据理论速度和相应计算出的因数的乘积来调节。

Description

用于调节掘进机或采掘机的驱动器的方法

技术领域

本发明涉及一种根据调节参数如悬臂的运动速度、采掘工具的位置和/或驱动马达的消耗功率或液压伺服缸中的压力，来调节用于开掘切割的掘进机或采掘机的驱动器的方法。

背景技术

为调节或控制掘进机或采掘机的驱动器，已知一系列或多或少常用的方法。由DE 36 31 087已知，持续地检测应用在地下采矿中的掘进机或部分切割机的操作数据或状态数据，并导入到计算器中进行分析处理。此计算器通过这些数据借助诊断系统查明故障原因，随后导入复杂的措施，用来排除故障。但此处描述的计算器的首要作用是，把故障和/或它们的原因不可清除地存储起来，一直到故障排除为止，用来随后在故障发生后还能采取相应的措施。这种诊断系统特别需要复杂的分析装置和特定的程序，以匹配于特定的掘进机或采掘机。此处没有提供详细的算法。DE 29 19 499 C2示出和描述了一种调节辊式切割机的切割水平线的方法，在其中持续地检测旋转辊体上的刀具力，并与预先规定的极限值相比较。如果超过了这个极限值，则要对高度进行调整。

最后EP 0 807 203 B1示出和描述了一种对采矿机或掘进机进行持续调节的系统，其具有一列测量感应器和特别的角度编码器和线性编码器，用来获知悬臂的切割头的位置。通过确切的计算程序来产生调节值，用于驱动机组的比例控制阀，例如切割头的切割悬臂或线性进给装置的摆动缸，其中以这种方式能保持预先选择的断面。

发明内容及具体实施方式

本发明的目的是，提供一种前面所述类型的方法，其能适应各机器特有的待确定参数的最小值，并可普遍用于不同结构类型的开采机或掘进机。对于按本发明建议的调节算法重要的是，这些参数只取决于驱动器自身和机器的几何结构，而与采掘面上的实际状况无关，从而不需要复杂的编程知识，因此可单独地输入分别用于不同机器的调节值，而不需要复杂的编程知识。为实现这个目的，按本发明的前面所述类型的方法基本在于：为悬臂的运动速度确定最小和最大的理论值，根据调节参数的测量值计算出至少两个其值分别在0和1之间的因数，其中此测量值至少包含采掘工具的与相应于理论断面的理论数据相比较的位置数据、马达负载测量数据和悬臂运动速度测量数据，并且悬臂的运动速度根据理论速度和相应计算出的因数的乘积来调节。通过分别预先规定运动速度的最小和最大理论值，可以例如借助阀门机构参数一次性地确定这些值。在这种情况下，摆转速度的最小理论值相当于用于比例控制阀的控制电流，其刚刚能引起运动。切割单元的运动的最大理论值通常为机器特有的最大摆转速度的100％，但由于切割技术标准也可以调节到特定的速度上。在此通过为不同的测量值求出多个以乘法相结合的因数，则可以实现特别精确的调节，在这些数值中的单个值有偏差的情况下，这种调节则允许取消相应的理论值，直到停止状态。单个的因数在此可分别在0和1之间取值，其中由于以乘法相结合，这些因数中的一个单个值假定为数值0，则会导致摆转速度相应地减至0。

有利的是，单个因数的计算是这样进行的，即所述单个的因数分别考虑了调节参数的单独的测量值，例如马达负载、位置坐标相距待开采的断面的目标坐标的距离、悬臂的摆转速度和/或开采工具的旋转速度。这产生的结果是，例如一旦超过额定负荷，则这种因数K会在0和1之间取值，并撤销运动。另一以乘法相结合的因数k，其同样也可在0和1之间取值，一旦切割单元接近目标点，就会撤销运动，以便及时停下所述的运动或反转运动方向。最后，还可以根据时间测量值求出另一K值，其在即将来临的阻塞过后或阻塞出现时起作用，随后为起动控制器触发复杂的阻塞算法。

此方法以有利地方式这样进行，求出马达负载、摆转速度和/或旋转速度随着时间的变化的测量值，并作为单独的调节参数输送给可自由编程的开关机构或输送给驱动控制器，从而创造这样的可能，即不仅可以可靠地检测到驱动器的实际负载，例如切割马达的电流，还可以检测到这种依赖于时间的负载变化。在此还可以通过选择相应的K值，为特定的机器类型预先规定合适的极限值，并通过标称值给出驱动器的额定负载，该额定载荷是在切割过程中所期望达到的。

那个在驱动器上会使控制器起动阻塞保护算法的载荷，可同样地被单独地确定，并在极限负载持续超过一定时间后，起动相应的保护机制。为此目的，此构造按有利的方式这样构成，即把至少一个延迟时间作为调节参数输送给可自由编程的开关机构，在确定阻塞后，通过该调节参数，可使起动速度保持在最小理论运动速度上或接近最小理论运动速度。运动速度的理论值在原则上可能为液压驱动器的比例控制阀的控制电流的理论值，运动速度的理论值的结合借助单独确定的因数可以通过加入另外的因数得到补充，用来达到更高的调节精度。原则上按本发明，切割单元的运动速度总是这样来控制的，即切割驱动器尽可能地在额定负载范围内，也就是在最佳的能量消耗和正确的操作压力下运行，其中应该不要超过与切割技术相关的最大速度。

按本发明进行的、取决于额定负载的调节用来平衡切割单元的运动速度，因此切割马达本身可以尽可能地在额定负载范围内运行。同样通过坐标控制和相应的因数应该可以确保，以形状确定的几何精度达到切割路径上的目标点。在此应该不会越过目标点或反向点，并相应地就在接近目标点前撤销运动速度。

但按本发明的单独的阻塞调节是非常重要的。在瞬间过载或切割马达阻塞的情况下，通常足以使切割单元短时间内脱离啮合，从而使开采速度停下来。切割单元以这种方式卸载，开掘接着可再次进行。但如果在确定的时间内超过了特定的负载值，即对阻塞而言临界的负载值，则会激活阻塞保护算法，借助它可在阻塞出现之前及时获知实际的阻塞。在这种情况下，切割单元尽量迅速地脱离啮合，使切割马达避免即将发生的阻塞。但在其中，如果不需要在相反的方向上运动，则只必须停下掘进运动，接着可根据预先规定的时间调节值进行缓慢的起动，借此直至延迟时间结束，切割单元又完全达到啮合。同时通过K因数可确定真实的速度份额，当切割单元在阻塞点经历阻塞后再次啮合时，切割单元在上述真实的速度份额上被延迟。因此切割速度在延迟时间后首先减弱，在另一时间间隔后再次提高至全速，其中此延迟时间通常是指这个时间，即切割单元在经过阻塞点后，在运动再次加速到最大的速度之前，还以最小的速度运行。会触发这种阻塞保护算法的相关的时间可以单独地预先设定，并指明了这样的时间，即在该时间上驱动器上的负载超出，由于触发了用于随后的控制的阻塞算法。

同样，在求出的位置测量数据的基础上为接近目标点，不仅可确定到切割单元到目标点的距离，悬臂的运动从该此开始相应地撤销，而且还可以设定公差值，借助该公差，目标点在下一个运动开始之间必须达到。

在阻塞或阻塞即将来临的情况下，可求出阻塞点的各个位置坐标，并可设定单独的时间间隔，在该时间间隔中，时间单元在重新经过阻塞点后会把运动加速到最大速度，并因此再次释放出一般的调节。

总的说来结果是，通过确定的、较少数量的单独的参数，可以考虑不同的机器类型，并且不需要为每个机器型号的复杂的控制进行编程。与通常在部分切割机上的两点调节不同的是，应用在本发明的算法上的参数具有物理意义，并相对更容易确定。这些参数按本发明基本只与驱动单元和机械的几何结构有关，它不需要根据啮合或采掘面进行额外修正。因此，相同类型的机器也总是调节到相同的数值。由于不取决于采掘点的当前状况，调节算法在开掘时最大程度不敏感地对岩石状况或啮合状况做出反应，其中所述的算法可为不同型号的机器实现一个统一的调节概念，这可大大改善系统的可维护性。同时由于单个参数的以乘法相结合，可特别可靠和灵敏地检测关键的极限值，因此可靠地避免损坏和长时间的停机时间。

Claims (6)

1.根据调节参数来调节用于开掘切割的掘进机或采掘机的驱动器的方法，其特征在于，为悬臂的运动速度确定最小和最大的理论值；根据调节参数的测量值计算出至少两个其值分别在0和1之间的因数，其中所述测量值至少包含采掘工具的与相应于理论断面的理论数据相比较的位置数据、马达负载测量数据和悬臂运动速度测量数据；并且悬臂的运动速度根据理论速度和相应计算出的因数的乘积来调节。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单个的因数分别考虑了调节参数的单独的测量值。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，求出马达负载、摆转速度和/或旋转速度随着时间的变化的测量值，并作为单独的调节参数输送给可自由编程的开关机构或输送给驱动控制器。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，给可自由编程的开关机构输送至少一个延迟时间作为调节参数，在确定阻塞后，通过该调节参数使起动速度保持在运动速度的最小理论值。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节参数是悬臂的运动速度、采掘工具的位置和/或驱动马达的消耗功率或液压伺服缸中的压力。

6.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调节参数是马达负载、位置坐标到用于待开采的断面的目标坐标的距离、悬臂的摆转速度和/或开采工具的旋转速度。