PL176416B1

PL176416B1 - System for controlling advancing movement of coal mining equipment

Info

Publication number: PL176416B1
Application number: PL95308338A
Authority: PL
Inventors: Peter Heintzmann; Kuno Guse; Bernd Hölling
Original assignee: Bochumer Eisen Heintzmann; Bochumer Eisenhuette Heintzmann Gmbh & Co Kg
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1999-05-31
Also published as: PL308338A1; DE4416643C2; DE4416643A1

Abstract

The system determines the progress of coal-cutting machinery by the volumetric use of the hydraulic fluid needed to reach the current state. A hydraulic cylinder (2) is used to progress a coal cutting head (1) by feeding fluid from a source (6) through a pipe (4), and returning through a pipe (7) connected respectively to flow and return valves (5, 8). A fluid volume sensor (9) and associated control system (10) control the actions of the valves (5, 8), in conjunction with a computer (11) and control valve module (12).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania posuwem urządzenia do urabiania węgla, w podziemnym górnictwie węglowym, polegający na sterowaniu przesunięcia elementu wykonawczego tego układu, zawierający przenośnik urobku, prowadzoną przy nim lub na nim urabiarkę, oraz pewną liczbę wspartych korzystnie na stojakach obudowy chodnikowej urządzeń tłokowych, wymuszających ruch do przodu, sprzężonych przez zazębienie z przenośnikiem urobku i/lub prowadzeniem urabiarki, przy czym urządzenia tłokowe, wymuszające posuw, są przyłączone za pośrednictwem przewodu doprowadzającego, wyposażonego w zawór doprowadzający, do źródła płynu hydraulicznego i mają przewód odprowadzający ten płyn, wyposażony w zawór odprowadzający. Ruch do przodu następuje, jak wiadomo, w zależności od danych odnośnie postępu eksploatacji wyrobiska. Obydwa przewody mogą być wzajemnie zamieniane, kiedy obok ruchu do przodu powinno nastąpić również wycofanie urządzenia urabiającego.The subject of the invention is a system for controlling the advance of a coal mining device in underground coal mining, consisting in controlling the displacement of the actuator of this system, comprising a spoil conveyor, an excavator run next to it or on it, and a number of piston devices, preferably supported on the stands of the roadway housing, forcing forward movement, coupled by meshing with the excavator conveyor and / or guiding the cutter, where the piston devices forcing the advance are connected via a supply pipe equipped with a supply valve to a hydraulic fluid source and have a fluid discharge pipe equipped with a valve draining. As is known, the forward movement takes place depending on the data on the progress of the excavation operation. Both lines can be mutually interchanged when, in addition to the forward movement, the cutting device should also be withdrawn.

176 416176 416

System charakteryzuje się w ramach wynalazku zasadą przyporządkowania tworzących go elementów konstrukcyjnych.Within the scope of the invention, the system is characterized by the assignment of the structural elements that constitute it.

Układy o opisanej budowie i opisanym przeznaczeniu są znane. Współdziałają one z urządzeniami pomiarowymi, które wychwytują bezpośrednio przesunięcie tłoka urządzenia tłokowego, wymuszającego posuw. Jest to kłopotliwe i wymaga odpowiedniego wniknięcia w elementy konstrukcyjne tych urządzeń tłokowych. Potrzeba wnikania utrudnia, zwłaszcza zamianę ciśnieniowego sterowania urządzeń do urabiania węgla, stosowanych w podziemnym górnictwie węglowym, na inne, polegające na zdefiniowanym i dającym się programować sterowaniu przesunięcia ich elementów wykonawczych.Systems having the described structure and purpose are known. They interact with measuring devices that directly capture the displacement of the piston of the piston device, which forces the feed. It is troublesome and requires proper penetration into the structural elements of these piston devices. The need for penetration makes it difficult, in particular, to replace the pressure control of coal mining devices used in underground coal mining with other ones, consisting in a defined and programmable control of the displacement of their actuators.

Stąd też zadaniem wynalazku jest rozwiązanie problemu technicznego, polegającego na opracowaniu układu o opisanej wcześniej budowie i przeznaczeniu, w którym nie będzie potrzeby bezpośredniego wnikania w elementy konstrukcyjne urządzenia tłokowego, wymuszającego ruch do przodu, ażeby zrealizować sterowanie przesunięcia elementu wykonawczego tego układu.Hence, the object of the invention is to solve a technical problem consisting in developing a system of the structure and purpose described above, in which there will be no need to directly penetrate the structural elements of the piston device, forcing forward movement in order to control the movement of the actuator of this system.

Zgodnie z wynalazkiem zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że w przewodzie doprowadzającym i/lub odprowadzającym płyn hydrauliczny została umieszczona turbinka pomiarowa do pomiaru natężenia przepływu, że turbinka pomiarowa jest połączona względnie turbinki pomiarowe są połączone z modułem przewidzianym do zbierania -i przekształcania danych o wielkości natężenia przepływu, że zawór doprowadzający i/lub odprowadzający płyn hydrauliczny jest sterowany względnie są sterowane według danych, uzyskanych z pomiaru natężenia przepływu, przy czym zawór ten względnie zawory te są sterowane przez procesor, który przekształca zmierzoną wartość natężenia przepływu na przesunięcie, dokonując porównania zmierzonej wartości natężenia przepływu z wartością zadaną i wypracowując sygnał sterujący jeden z owych zaworów lub obydwa zawory w zależności od różnicy między tymi wartościami.According to the invention, this task is solved in that a measuring turbine for measuring the flow rate is arranged in the hydraulic fluid supply and / or discharge line, that the measuring turbine is connected or the measuring turbines are connected to a module provided for collecting and converting the data of the size. flow rate that the hydraulic fluid supply and / or drain valve is controlled or controlled according to the data obtained from the flow rate measurement, the valve or valves being controlled by a processor which converts the measured flow rate into an offset by comparing the measured flow rate values of the flow rate with the set point and generating a control signal for one or both valves depending on the difference between these values.

Wiadomo, że w spotykanych powszechnie - urządzeniach tłokowych, wymuszających posuw, cylindry tych urządzeń charakteryzują się znaczną objętością i są wyposażone w tłoki o znacznej powierzchni. Stąd też i do wywołania niewielkich przesunięć potrzebne są znaczne natężenia przepływu płynu hydraulicznego. Wiadomo też; że spotykane powszechnie turbinki pomiarowe do pomiaru natężenia przepływu [przeznaczone do pomiaru natężenia przepływu od 2 l/min do np. 250 l/min i mające· dokładność pomiaru ± 0,5%] emitują przy zastosowaniu zgodnym z wynalazkiem sygnały wyjściowe, które ze względu na wielkość objętości przyporządkowanych im urządzeń tłokowych umożliwiają bardzo dokładne sterowanie przesunięć takich urządzeń dociskających, zwłaszcza w wypadku małych przesunięć. Dająca się uzyskać dokładność wynosi, pomimo zdefiniowanej dokładności pomiaru ± 0,5%, jeden lub kilka mm, co nie jest przeszkodą w opisanych układach regulacji, eksploatowanych w podziemnym górnictwie węglowym. Chociaż w odpowiadającym wynalazkowi układzie przesunięcia są sterowane względnie wykrywane tylko pośrednio, mianowicie poprzez natężenie przepływu płynu hydraulicznego, to jednak wynalazek umożliwia uzyskanie wystarczającej dokładności tych przesunięć.It is known that in the commonly used piston devices that force the advance, the cylinders of these devices are characterized by a considerable volume and are equipped with pistons with a large surface. Hence, and in order to induce small displacements, considerable hydraulic fluid flow rates are required. It is also known; that the commonly used measuring turbines for measuring the flow rate [intended for measuring a flow rate from 2 l / min to e.g. 250 l / min and having a measuring accuracy of ± 0.5%] emit output signals when used according to the invention, which due to Due to the volume of the associated piston devices, they allow very precise control of the movements of such pressing devices, especially in the case of small movements. The accuracy that can be obtained, despite the defined measurement accuracy of ± 0.5%, is one or several mm, which is not an obstacle in the described control systems used in underground coal mining. Although, in the arrangement according to the invention, the offsets are only indirectly controlled or detected, namely by the flow rate of the hydraulic fluid, the invention allows the offsets to be sufficiently precise.

W ramach wynalazku istnieje zasadniczo kilka możliwości jego dalszej rozbudowy i kształtowania. I tak co najmniej zaworowi doprowadzającemu płyn hydrauliczny jest przyporządkowany moduł sterowania zaworem, powiązany z procesorem.Within the scope of the invention, there are basically several possibilities for its further development and design. Thus, at least a hydraulic fluid supply valve is associated with a valve control module associated with the processor.

Według korzystnego przykładu wykonania wynalazku można uniknąć błędów nastawiania przesunięcia, związanych ze zmianą ciśnienia i/lub temperatury płynu hydraulicznego. Tak więc w ramach wynalazku w przewodzie doprowadzającym i/lub w przewodzie odprowadzającym płyn hydrauliczny umieszczone są dodatkowe czujniki do pomiaru ciśnienia i/lub temperatury tego płynu, połączone z procesorem, który uwzględnia podawane przez nie wielkości przy sterowaniu zaworu doprowadzającego i/lub odprowadzającego.According to a preferred embodiment of the invention, bias setting errors related to pressure and / or temperature variation of the hydraulic fluid can be avoided. Thus, within the scope of the invention, additional sensors for measuring the pressure and / or temperature of the hydraulic fluid are arranged in the supply line and / or in the discharge line of the hydraulic fluid, which are connected to a processor which takes into account the values they supply when controlling the supply and / or discharge valve.

Ukształtowanie turbinki pomiarowej do pomiaru natężenia przepływu jest z punktu widzenia wynalazku zasadniczo dowolne. Szczególnie przydatnajest taka, która zawiera element indukcyjny, reagujący na przemieszczanie się skrzydełek turbinki i przekształcający prędkość jej ruchu obrotowego na ciąg impulsów elektrycznych, dających się zliczyć przez odpowiedni licznik, przy czym wynik zliczania jest wprowadzany do procesora.The configuration of the measuring turbine for measuring the flow rate is essentially optional for the purposes of the invention. Particularly useful is one that includes an inductive element which responds to the movement of the turbine blades and converts the speed of its rotation into a series of electrical pulses, countable by a suitable counter, the counting result being input into the processor.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematycznie niektóre zasadnicze elementy układu.The subject matter of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing which shows schematically some essential elements of the system.

Na rysunku, po jego lewej stronie, widoczny jest fragment przenośnika urobku 1, stanowiącego część nie pokazanego urządzenia do jego pozyskiwania, stosowanego w podziemnym górnictwie węglowym. Nie pokazana została również prowadzona zazwyczaj na tym przenośniku urobku 1 urabiarka.On the left side of the drawing, a fragment of the excavated material conveyor 1 is visible, which is a part of a mining device, not shown, used in underground coal mining. Also, the digging machine usually guided on this conveyor 1 is not shown.

Urządzenie do pozyskiwania urobku posiada pewną liczbę urządzeń tłokowych 2, wymuszających posuw, wspartych np. na stojakach obudowy chodnikowej i sprzężonych przez zazębienie z przenośnikiem urobku 1 i/lub urabiarką. Stojak obudowy chodnikowej nie został na rysunku pokazany dla zachowania jego przejrzystości. Wsparcie na stojaku jest zaznaczone przez 3. Przedstawione na figurze urządzenie tłokowe 2, wymuszające posuw, należące do układu obejmującego pewną liczbę takich urządzeń, jest połączone przewodem doprowadzającym 4 poprzez zawór doprowadzający 5 ze źródłem 6 płynu hydraulicznego i posiada przewód odprowadzający 7 z zaworem odprowadzającym 8 do odprowadzania tego płynu. Obwód hydrauliczny jest, jako całość, ukształtowany w sposób znany.The device for recovering the spoil has a plurality of piston devices 2 forcing the advance, supported e.g. on the stands of the road block and engaged by mesh with the spoil conveyor 1 and / or the excavator. For the sake of clarity, the stand of the pavement support has not been shown in the drawing. The support on the stand is indicated by 3. The piston device 2 shown in the figure for forcing advancement, belonging to a system including a number of such devices, is connected by a supply line 4 via a supply valve 5 to a source 6 of hydraulic fluid and has a discharge line 7 with a discharge valve 8. to drain this fluid. The hydraulic circuit as a whole is designed in a manner known per se.

Można zauważyć na rysunku, że w przewodzie doprowadzającym 4, a w przykładzie wykonania również w przewodzie odprowadzającym 7, znajduje się turbinka pomiarowa 9 do pomiaru natężenia przepływu. Dane dotyczące wyżej wymienionego natężenia są gromadzone w specjalnie do tego celu przewidywanym module 10, przy czym może tu być użyta względnie mogą być użyte zwyczajne turbinki pomiarowe, dostępne w handlu. Zawór doprowadzający 5 i/lub zawór odprowadzający 8 daje/dają się sterować w zależności od znamionowej wartości natężenia przepływu. Rozpatrywany układ jest tak uformowany, że zawór doprowadzający 5 i/lub zawór odprowadzający 8 są sterowane przez procesor 11, przekształcający zmierzoną wartość natężenia przepływu na przesunięcie i realizujący sterowanie według zadanej wartości przesunięcia. W procesorze 11 dochodzi bowiem do porównania wartości zmierzonej z wartością zadaną i zależnie od wielkości różnicy między tymi wartościami sterowany jest przezeń zawór doprowadzający 5 i/lub zawór odprowadzający 8. Co najmniej zaworowi doprowadzającemu 5 przyporządkowany jest moduł 12 sterowania zaworem, połączony z procesorem 11. Mogą tu występować, dodatkowe, nie pokazane czujniki pomiarowe. Turbinka pomiarowa 9 do pomiaru natężenia przepływu zawiera element indukcyjny, reagujący na przemieszczanie się skrzydełek turbinki i przekształcający prędkość jej ruchu obrotowego na ciąg impulsów elektrycznych, dających się zliczać przez licznik impulsów wprowadzanych do procesora 11.It can be seen in the drawing that in the supply line 4, and in the exemplary embodiment also in the discharge line 7, there is a measuring turbine 9 for measuring the flow rate. The data relating to the aforementioned intensity are collected in a module 10 specially provided for this purpose, and customary measuring turbines, available on the market, may or may be used. The inlet valve 5 and / or the outlet valve 8 are / are controllable as a function of the nominal flow rate. The system under consideration is formed such that the supply valve 5 and / or the discharge valve 8 are controlled by the processor 11, converting the measured value of the flow rate into an offset and executing the control according to the given offset value. In the processor 11, the measured value is compared with the set value, and depending on the magnitude of the difference between these values, it controls the supply valve 5 and / or the discharge valve 8. At least a supply valve 5 is assigned a valve control module 12 connected to the processor 11. There may be additional, not shown measuring sensors. The measuring turbine 9 for measuring the flow rate includes an inductive element which reacts to the movement of the turbine blades and converts the speed of its rotation into a series of electric pulses, which can be counted by the pulse counter introduced into the processor 11.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. A system for controlling the advance of a coal mining device in underground coal mining, consisting in controlling the displacement of the executive element of this system, including the excavated material conveyor, a mining machine guided by it or on it, and a number of reciprocating devices supported e.g. on the stands of the roadway housing, forcing the advance, coupled by meshing with the excavator conveyor and / or guiding the excavator, the piston devices forcing the advance are connected via a supply conduit provided with a supply valve to a source of hydraulic fluid and have a fluid discharge conduit provided with a discharge valve characterized by that a measuring turbine (9) for measuring the flow rate has been arranged in the hydraulic fluid inlet (4) and / or discharge conduit (7), the measuring turbine (9) being connected to the module (10) for collecting and converting data on flow rate, and the valve r the hydraulic fluid supply (5) and / or drain valve (8) are controlled according to the data obtained from the flow rate measurement, the supply valve (5) and / or drain valve (8) being controlled by a processor (11) that transforms the measured value of the flow rate per offset by comparing the measured value of the flow rate with the set point and generating a control signal for the supply valve (5) and the exhaust valve (8) depending on the difference between these values.

2. The system according to claim The method of claim 1, characterized in that at least the hydraulic fluid supply valve (5) is associated with a valve control module (12) associated with the processor (11).

The system according to p. The method of claim 1 or 2, characterized in that in the supply line (4) and / or in the discharge line (7) there are additional sensors for measuring the pressure and / or temperature of the fluid, connected to the processor (11) which takes into account the through them the pressure and temperature of the hydraulic fluid when controlling the supply valve (5) and / or the drain valve (8).

4. The system according to p. A method according to claim 1, characterized in that the measuring turbine (9) comprises an inductive element which reacts to the movement of the turbine blades and converts the speed of its rotation into a series of electric pulses, which can be counted by a pulse counter introduced into the processor (11).