PL163744B1 - Sposób i układ sterowania hamowaniem mechanicznym przenośników taśmowych - Google Patents

Abstract

Sposób sterowania hamowaniem mechanicznym przenośników taśmowych poprzez regulację elektromechanicznego członu wykonawczego sterowanego sygnałem elektrycznym, znamienny tym, ze dla prędkości większych od 10% prędkości znamionowej przenośnika ustawia się na początku taką wartość sygnału elektrycznego, która zapewnia wytworzenie momentu hamują- <57) cego w granicach 40 - 60% momentu maksymalnego, a ' następnie reguluje się sygnał elektryczny proporcjonalnie do odchyłki prędkości przenośnika w stosunku do prędkości zadanej, którą się mierzy w sposób ciągły 1 reguluje się moment hamujący w granicach 0 - 100% momentu maksymalnego dla uzyskania zadanego hamowania, natomiast dla prędkości mniejszych od 10% prędkości znamionowej ustawia się wartość sygnału elektrycznego zapewniającą uzyskanie momentu hamującego od 90% momentu maksymalnego. i Układ sterowania hamowaniem mechanicznym przenośników taśmowych, współpracujący z elektromechanicznym członem wykonawczym, zawierający na wejściu złon pomiaru prędkości przenośnika 1 sumator sterujący na wyjściu, znamienny tym, ze człon (1) pomiaru prędkości przenośnika połączony jest z wejściem różnicowego wzmacniacza (4) i zarazem z wejściem członu (9) blokady oraz poprzez przekaźnik (3) z wejściem generatora (2) wartości zadanej, którego drugie wejście dołączone jest do źródła (6) odniesienia, zaś wyjście do drugiego wejścia różnicowego wzmacniacza (4) o wyjściu dołączonym do wejścia sterującego sumatora (7) połączonego ponadto z wyjściem członu (8) wstępnego wysterowania i z wyjściem członu (9) blokady, natomiast do przekaźnika (3) przyłączone jest ponadto wyjście członu (5) kompensacji oraz sygnał startu

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ sterowania hamowaniem mechanicznym przenośników taśmowych, zwłaszcza przenośników opadających.

Do napędu przenośników taśmowych stosuje się silniki asynchroniczne, które hamuje się zazwyczaj przez odłączenie uzwojeń stojana silnika od trójfazowej sieci zasilającej, co powoduje samohamowanie przenośnika - hamowanie wybiegiem - zaś przy prędkości 10 - 30% prędkości znamionowej załącza się bębnowe hamulce mechaniczne.

Innym rozwiązaniem jest hamowanie elektrodynamiczne realizowane przez odłączenie uzwojeń stojana od sieci trójfazowej i zasilanie ich następnie prądem stałym oraz równoczesne zwieranie dodatkowych rezystorów włączonych w uzwojenie wirnika. Końcowy etap hamowania realizuje się za pomocą hamulców mechanicznych, które załącza się przy obniżeniu się prędkości przenośnika do granicy 10 - 20% prędkości znamionowej.

W układzie hamowania silników asynchronicznych znanym z polskiego opisu patentowego nr 132 516 sygnał wysterowujący hamulec mechaniczny pobiera się z toru pomiarowego prędkości obrotowej, zaś w układzie znanym z polskiego opisu patentowego nr 136 291 sygnał ten uzyskuje się z regulatora, wybierającego stosowną wartość natężenia prądu stałego i wartość rezystancji w obwodzie wirnika. W obydwu rozwiązaniach hamowanie mechaniczne ma za zadanie dohamowame przenośników, po obniżeniu się prędkości do wartości 10 - 30% prędkości znamionowej, ze stałym momentem hamującym, niezależnym od stopnia obciążenia przenośnika.

163 744

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P 273 115 znany jest układ sterowania hamulcem mechanicznym do hamowania silników asynchronicznych, poprzez elektroniczny człon wykonawczy. Układ ma człon pamięci połączony z wejściem sumatora, którego wyjście stanowi wyjście całego układu, oraz człon całkowania połączony jest do drugiego wejścia sumatora. Do jednego wejścia członu pamięci przyłączony jest sygnał z toru zasilania stojana silnika, a do drugiego sygnał startu, połączony także z wejściem członu całkowania. Do drugiego wejścia komparatora przyłączony jest sygnał z toru pomiaru prędkości wirnika silnika.

Układ ten umożliwia hamowanie przenośnika z momentem hamującym maksymalnym lub zależnym od mocy pobieranej przez przenośnik w czasie pracy, z korekcją pochodzącą od czasu hamowania. Pozwala to na hamowanie przenośnika w żądanym czasie.

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P 281977 znany jest układ sterowania hamulcem mechanicznym do hamowania silników asynchronicznych przenośników taśmowych, który zawiera człon pamięci wyjściem połączony, poprzez klucza analogowy, z wejściem sumatora, którego wyjście stanowi wyjście całego układu. Układ ma człon całkujący, umożliwiający zadawanie warunków początkowych, połączony z wejściem wzmacniacza różnicowego, którego wyjście przyłączone jest do drugiego wejścia sumatora. Do jednego wejścia członu pamięci przyłączony jest sygnał startu, a do drugiego wejścia sygnał z toru zasilania silnika asynchronicznego. Sygnał startu połączony jest ponadto do jednego wejścia członu całkującego, do którego drugiego wejścia połączony jest sygnał z toru pomiaru prędkości silnika asynchronicznego, przyłączony zarazem do drugiego wejścia wzmacniacza różnicowego. Do sterującego wejścia analogowego klucza przyłączony jest sygnał końca rozruchu.

Układ ten umożliwia hamowanie przenośnika z momentem proporcjonalnym do mocy pobieranej przez przenośnik w czasie pracy, z korekcją pochodzącą od czasu hamowania lub z zadanym momentem początkowym i korekcją od czasu hamowania, z czasem proporcjonalnym do prędkości, jednak krótszym od czasu maksymalnego. Ten drugi przypadek występuje przy przerwanym rozruchu przenośnika.

Przedstawione powyżej razwiązania wykorzystują pomiar mocy pobieranej lub oddawanej przez przenośnik do określenia stopnia obciążenia przenośnika, co jest założeniem nieścisłym. Pobór mocy nieobciążonego przenośnika, bieg jałowy, wynosi 30 - 40% poboru mocy znamionowej i zmienia się pod wpływem temperatury otoczenia. Wpływ na pobór mocy ma również rodzaj taśmy i jej napięcie, sposób przewodzenia taśmy przenośnikowej oraz stan techniczny krążników przenośnika. W przypadku nowych przenośników opory ruchu i co jest z tym związane pobór mocy, są znacznie większe niż opory przenośnika eksploatowanego przez okres kilku miesięcy, to jest po dotarciu się przenośnika. W przypadku przenośników opadających określenie obciążenia przenośnika na podstawie pomiaru mocy jest jeszcze bardziej złożone, co wynika ze wzrostu oporów ruchu przenośnika i równoczesnego wzrostu jego siły napędowej. W szczególnym przypadku, zależnym od kąta opadania przenośnika, wzrost obciążenia może spowodować identyczny wzrost oporów ruchu i siły napędowej przenośnika. W efekcie pomimo wzrostu obciążenia, wartość mocy pobieranej przez przenośnik nie ulegnie zmianie.

Z powyższych względów określenie obciążenia przenośnika na podstawie poboru mocy oraz wytwarzanie momentu hamującego proporcjonalnego do wartości mocy może powodować hamowanie przenośnika w rożnych czasach, co prowadzi do ewentualności awarii ciągu przenośnikowego w postaci przesypów.

Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania hamowaniem mechanicznym przenośników taśmowych poprzez regulację elektromechanicznego członu wykonawczego sterowanego sygnałem elektrycznym. Istota wynalazku polega na tym, że dla prędkości większych od I0%o prędkości znamionowej przenośnika ustawia się na początku taką wartość sygnału elektrycznego, która zapewnia wytworzenie momentu hamującego w granicach 40 - 60% momentu maksymalnego, a następnie reguluje się sygnał elektryczny proporcjonalnie do odchyłki prędkości przenośnika w stosunku do prędkości zadanej. Prędkość przenośnika mierzy się w sposób ciągły i reguluje się moment hamujący w granicach 0 - 100% momentu maksymalnego dla uzyskania zadanego czasu hamowania. Dla prędkości mniejszych od 10% prędkości znamionowej ustawia się wartość sygnału elektrycznego zapewniającą uzyskanie momentu hamującego większego od 90% momentu maksymalnego. Korzystne jest gdy, w przypadku współpracy z innym urządzeniem do hamowania

163 744 śledzi się jego efekty i w przypadku wystąpienia awarii przenośnika lub tego układu hamowania przejmuje się hamowanie według opisanej funkcji, realizując ją z założonym opóźnieniem.

Przedmiotem wynalazku jest także układ sterowania hamowaniem mechanicznym przenośników taśmowych, współpracujący z elektromechanicznym członem wykonawczym, zawierający na wejściu człon pomiaru prędkości przenośnika i sumator sterujący na wyjściu. Istota wynalazku polega na tym, że człon pomiaru prędkości przenośnika połączony jest z wejściem wzmacniacza różnicowego i zarazem z wejściem członu blokady oraz poprzez przekaźnik z wejściem generatora wartości zadanej, którego drugie wejście dołączone jest do źródła odniesienia. Wyjście generatora przyłączone jest do wejścia wzmacniacza różnicowego, którego wyjście dołączone jest do wejścia sumatora sterującego, połączonego ponadto z wyjściem członu wstępnego wysterowania i z wyjściem członu blokady. Do przekaźnika przyłączone jest ponadto wyjście członu kompensacji oraz sygnał startu. Korzystne jest, gdy do wyjścia członu pomiaru prędkości przenośnika przyłączone jest wejście członu kontroli przekroczenia prędkości znamionowej, którego wyjście połączone jest z dodatkowymi urządzeniami współpracującymi.

Zgodnie z wynalazkami możliwa jest realizacja hamowania przenośników z dużą niezawodnością w zadanym czasie. W szczególności pozwala to na transport urobku w kopalniach odkrywkowych w dół, co umożliwia tworzenie zwałowania wewnętrznego w głębokich kopalniach odkrywkowych.

Sposobem według wynalazku zapewnia się uwzględnienie wszystkich zmiennych czynników wpływających na proces hamowania. Równocześnie czas hamowania, bez względu na obciążenie przenośnika, jest zgodny z żądanym.

Sterowanie hamowaniem według wynalazku zapewnia -żądane efekty· zarówno dla ustalonego stanu pracy przenośnika, jak też rozruchu. Przy rozruchu, gdy prędkość przenośnika jest mniejsza od 10% prędkości znamionowej, hamuje się przenośnik maksymalnym momentem hamującym, zaś przy prędkości wyższej - 40 - 60% momentu, maksymalnego, a następnie w zależności od skuteczności hamowania, zmieniając wartość momentu hamującego uzyskuje się wartość średnią opóźnienia równą opóźnieniu przy hamowaniu przenośnika w stanie pracy ustalonej, z czasem hamowania zależnym od wartości prędkości, przy której rozpoczęto hamowanie, zarazem mniejszym od czasu hamowania w ruchu ustalonym. Ten zmienny czas hamowania przenośnika w czasie rozruchu jest zgodny z technologią sterowania- ciągu przenośnikowego. Przy pracy ustalonej przenośnika, gdy rozpoczyna się hamowanie w podanym zakresie wartości momentu maksymalnego, a następnie w zależności od skuteczności hamowania zmienia wartość tego momentu, uzyskuje się stały czas hamowania i stałą wartość średnią opóźnienia dostosowaną do wymogów technologicznych sterowania ciągiem przenośnikowym. Sposób zgodny z wynalazkiem może być realizowany jako podstawowy system lub jako system awaryjny, szczególnie korzystny do stosowania w przenośnikach opadających. W przypadku współpracy z układem hamowania elektrodynamicznego śledzi się efekty tego hamowania i przejmuje hamowanie w chwili jego niedostatecznej skuteczności. Jeżeli przejęcie następuje na skutek awarii urządzeń przenośnika w fazie rozruchu lub pracy ustalonej, to hamowanie mchaniczne przebiega według opisanej funkcji. Jeżeli ulegnie awarii podstawowy układ hamowania w czasie zatrzymywania p.zenośmka, to układ mechaniczny przejmuje hamowanie i kontynuuje aż do zatrzymania przenośnika, przy czym przejęcie hamowania następuje z momentem hamującym wytworzonym wcześniej przez system hamowania mechanicznego. Hamowanie mechaniczne przebiega ze średnią wartością opóźnienia równą opóźnieniu przy hamowaniu przenośnika w ruchu ustalonym. Czas hamowania mechanicznego zależy od wartości prędkości chwilowej, przy której nastąpiło przejęcie hamowania, a łączny czas hamowania podstawowego i awaryjnego jest równy czasowi żądanemu. W każdym przypadku hamowania mechanicznego, przy obniżeniu się prędkości chwilowej przenośnika do wartości równej lub mniejszej od 10%o prędkości znamionowej wytwarza się malsymalny moment hamujący, a dla przenośników opadających utrzymuje maksymalny moment, do czasu rozpoczęcia kolejnego rozruchu. W przypadku, gdy hamowanie mechaniczne spełnia funkcję hamowania awaryjnego i gdy hamowanie podstawowe przebiega prawidłowo, to również przy prędkości równej lub mniejszej od 10% prędkości znamionowej następuje dohamowanie z maksymalnym momentem hamującym.

163 744

Układ według wynalazku jest zdolny do zapewnienia prawidłowego przebiegu procesu hamowania, we wszystkich fazach pracy przenośnika. Może on pracować jako układ podstawowy lub jako awaryjny zasilany z baterii akumulatorów.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym jest pokazany blokowy schemat układu.

Przykładowy układ zgodny z wynalazkiem przedstawia się następująco. Na jego wejściu znajduje się człon 1 pomiaru prędkości przenośnika, który jest połączony z wejściem generatora 2 wartości zadanej za pośrednictwem przekaźnika 3 oraz bezpośrednio z jednym z wejść różnicowego wzmacniacza 4. Do przekaźnika 3 przyłączone jest ponadto wyjście członu 5 kompensacji oraz sygnał START. Do drugiego wejścia generatora 2 wartości zadanej przyłączone jest wyjście źródła odniesienia 6. Wyjście różnicowego wzmacniacza 4 przyłączone jest do wejścia sterującego sumatora 7. Do drugiego wejścia sumatora 7 przyłączone jest wyjście członu 8 wstępnego wysterowania, a do trzeciego wejścia wyjście członu 9 blokady, którego wejście połączone jest z wyjściem członu 1 pomiaru prędkości. Wyjście członu 1 pomiaru prędkości jest dołączone także do wejścia członu 10 kontroli przekroczenia prędkości znamionowej, którego wyjście połączone jest z dodatkowymi układami współpracującymi UW przenośnika. Wyjście sterującego sumatora 7 przyłączone jest do wejścia wzmacniacza 11 połączonego z elektromechanicznym wykonawczym członem 12, złożonym z zaworu proporcjonalnego i hamulców tarczowych. Na człon 12 wchodzi także sygnał START.

Sposób według wynalazku realizowany jest w przykładowym układzie następująco. Układ na bieżąco śledzi prędkość chwilową przenośnika taśmowego. Układ kompensacji 5 kompensuje wpływ źródła odniesienia 6 w stanie normalnej pracy przenośnika. W chwili rozpoczęcia hamowania sygnał START pobudza przekaźnik 3 i odblokowuje elektromechaniczny wykonawczy człon

12. Na wyjściu generatora 2 wartości zadanej powstaje sygnał elektryczny zmieniający liniowo swą wartość od wartości proporcjonalnej do wartości prędkości w chwili rozpoczęcia hamowania. W chwili rozpoczęcia hamowania elektryczny sygnał wyjściowy różnicowego wzmacniacza 4 dąży do zera, przez co sumator 7 wysterowywany jest tylko przez człon 8 wstępnego wysterowania. Jeżeli skuteczność hamowania jest niewłaściwa to sygnał wyjściowy różnicowego wzmacniacza 4 zmienia się w taki sposób, że moment hamujący jest zmniejszany lub zwiększany w pełnym jego zakresie. Elektryczny sygnał wyjściowy sterujący sumatora 7 przetwarzany jest we wzmacniaczu 11, a następnie steruje wykonawczym członem 12. W chwili gdy prędkość hamowanego przenośnika obniży się do wartości równej lub mniejszej od 10% prędkości znamionowej, człon blokady 9 blokuje sterujący sumator 7, powodując wytworzenie stałego, zbliżonego do wartości maksymalnej momentu hamującego. Człon 10 kontroli przekroczenia prędkości znamionowej, będący dodatkowym układem zabezpieczającym, ochrania przenośnik przed rozbiegnięciem. W przypadku stwierdzenia przekroczenia tej prędkości powoduje on przejście do mechanicznego hamowania przenośnika.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób sterowania hamowaniem mechanicznym przenośników taśmowych poprzez regulację elektromechanicznego członu wykonawczego sterowanego sygnałem elektrycznym, znamienny tym, że dla prędkości większych od 10%o prędkości znamionowej przenośnika ustawia się na początku taką wartość sygnału elektrycznego, która zapewnia wytworzenie momentu hamującego w granicach 40 - 60% momentu maksymalnego, a następnie reguluje się sygnał elektryczny proporcjonalnie do odchyłki prędkości przenośnika w stosunku do prędkości zadanej, którą się mierzy w sposób ciągły i reguluje się moment hamujący w granicach 0 - 100% momentu maksymalnego dla uzyskania zadanego hamowania, natomiast dla prędkości mniejszych od 10% prędkości znamionowej ustawia się wartość sygnału elektrycznego zapewniającą uzyskanie momentu hamującego od 90% momentu maksymalnego.
2. 2. Sposób sterowania hamowaniem mechanicznym według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku współpracy z innym urządzeniem do hamowania śledzi się jego efekty i w przypadku wystąpienia awarii przenośnika lub tego układu hamowania przejmuje się hamowanie według opisanej funkcji, realizując ją z założonym opóźnieniem.
3. 3. Układ sterowania hamowaniem mechanicznym przenośników taśmowych, współpracujący z elektromechanicznym członem wykonawczym, zawierający na wejściu człon pomiaru prędkości przenośnika i sumator sterujący na wyjściu, znamienny tym, że człon (1) pomiaru prędkości przenośnika połączony jest z wejściem różnicowego wzmacniacza (4) i zarazem z wejściem członu (9) blokady oraz poprzez przekaźnik (3) z wejściem generatora (2) wartości zadanej, którego drugie wejście dołączone jest do źródła (6) odniesienia, zaś wyjście do drugiego wejścia różnicowego wzmacniacza (4) o wyjściu dołączonym do wejścia sterującego sumatora (7) połączonego ponadto z. wyjściem członu (8) wstępnego wysterowania i z wyjściem członu (9) blokady, natomiast do przekaźnika (3) przyłączone jest ponadto wyjście członu (5) kompensacji oraz sygnał startu.
4. 4. Układ sterowania hamulcem mechanicznym według zastrz. 3, znamienny tym, że do wyjścia członu (1) pomiaru prędkości przenośnika przyłączone jest wejście członu (10) kontroli przekroczenia prędkości znamionowej, którego wyjście połączone jest z dodatkowymi urządzeniamiwspółpracującymi (UW).