RU2170820C2 - Method of automatic regulation of load of coal shearer cutting drive - Google Patents
Method of automatic regulation of load of coal shearer cutting drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2170820C2 RU2170820C2 RU99121117A RU99121117A RU2170820C2 RU 2170820 C2 RU2170820 C2 RU 2170820C2 RU 99121117 A RU99121117 A RU 99121117A RU 99121117 A RU99121117 A RU 99121117A RU 2170820 C2 RU2170820 C2 RU 2170820C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- setting
- shearer
- load
- value
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системе автоматического управления процессом выемки угля комбайнами и, в частности, предназначено для автоматического управления приводом подачи угольного комбайна. The invention relates to a system for automatically controlling the process of coal extraction by combines and, in particular, is intended for automatic control of a feed drive of a coal combine.
Известен способ управления посредством регулятора нагрузки типа "Уран" (Б. Я.Стариков, В.Л.Азарх, З.М.Рабинович. Асинхронный электропривод очистных комбайнов. - М.: Недра, 1981 г.), включающий задание номинального тока и тока отсечки электродвигателя привода резания и непрерывное изменение мгновенного значения потребляемого тока. A known control method by means of a load regulator of the type "Uranus" (B. Ya. Starikov, V.L. Azarh, Z.M. Rabinovich. Asynchronous electric drive of shearers. - M .: Nedra, 1981), including setting the rated current and cut-off current of the cutting drive electric motor and continuous change in the instantaneous value of the consumed current.
Этот способ имеет существенные недостатки:
1. Не защищает электродвигатель от перегрева;
2. Вызывает автоколебания скорости подачи комбайна из-за низкого быстродействия системы управления скоростью подачи и наличия существенных нелинейностей в гидравлической части механизма подачи.This method has significant disadvantages:
1. Does not protect the motor from overheating;
2. It causes self-oscillations of the feedrate of the combine due to the low speed of the feedrate control system and the presence of significant non-linearities in the hydraulic part of the feed mechanism.
Известен способ управления горным комбайном (патент РФ N 2057931, МКл. E 21 C 35/24, опубл. 10 апреля 1996 г.), обеспечивающий регулирование нагрузки привода резания путем изменения скорости подачи угольного комбайна, включающий задание уставок номинального тока и тока отсечки и непрерывное измерение мгновенного тока I(р) электродвигателя привода резания горного комбайна, используемого для определения эффективного тока, который сравнивают с током уставки, и поддерживают их равенство изменением скорости подачи комбайна, сравнивают мгновенные значения тока электродвигателя привода резания горного комбайна с заданным током отсечки и при превышении мгновенным током тока отсечки мгновенно снижают скорость подачи. A known method of controlling a mountain combine (RF patent N 2057931, MKl. E 21 C 35/24, published April 10, 1996), which provides control of the load of the cutting drive by changing the feed rate of the coal processor, including setting the rated current and cutoff current and continuous measurement of the instantaneous current I (p) of the mining machine cutting drive used to determine the effective current, which is compared with the set current, and maintain their equality by changing the feed rate of the combine, compare the instantaneous values I cutter current of a mining machine cutting drive with a given cutoff current and when the instantaneous current exceeds the cutoff current, the feed rate is instantly reduced.
Недостатком является низкая надежность управления из-за отсутствия прогнозирования максимальных нагрузок, что обусловило наличие второго канала регулирования - отсечки. The disadvantage is the low reliability of control due to the lack of prediction of maximum loads, which led to the presence of the second control channel - cutoff.
Наиболее близким к предложенному изобретению является способ автоматического управления скоростью подачи угольных комбайнов (патент РФ N 2066757, МКл. E 21 C 35/24). Способ включает задание уставки номинального тока, непрерывное измерение потребляемого двигателем резания угольного комбайна мгновенного значения тока и определение среднего тока, определение дисперсии тока, сравнение среднего тока с уставкой номинального тока и регулирование скорости подачи комбайна путем поддержания их равенства. По значению дисперсии тока определяют среднеквадратичное отклонение потребляемого тока, а по нему определяют вероятное значение максимального тока двигателя Imax. Сравнивают Imax с уставкой отсечки, устанавливаемой автоматически в функции величины напряжения на зажимах двигателя. При превышении Imax уставки отсечки снижают уставку тока.Closest to the proposed invention is a method for automatically controlling the feed rate of coal combines (RF patent N 2066757, MKl. E 21 C 35/24). The method includes setting the nominal current setting, continuously measuring the instantaneous current value of the coal processor cutting engine and determining the average current, determining the current dispersion, comparing the average current with the rated current setting and adjusting the feed rate of the combine by maintaining their equality. By the value of the current dispersion, the standard deviation of the consumed current is determined, and the probable value of the maximum motor current I max is determined from it. Compare I max with the cut-off setting, set automatically as a function of the magnitude of the voltage at the motor terminals. If I max is exceeded, the cutoff settings reduce the current setting.
Данный способ позволяет регулировать нагрузку двигателя резания, однако не отражает его нагрева, что нежелательно для угольных комбайнов. This method allows you to adjust the load of the cutting engine, but does not reflect its heating, which is undesirable for coal combines.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности системы автоматического управления скоростью подачи и стабилизация нагрузок электродвигателя резания угольного комбайна путем прогнозирования величины максимальных нагрузок в приводе резания. The technical result of the invention is to increase the reliability of the automatic control system for the feed rate and stabilize the loads of the cutting machine of a coal combine by predicting the maximum loads in the cutting drive.
Технический результат достигается тем, что в способе автоматического управления нагрузкой привода резания угольных комбайнов путем регулирования скорости подачи, включающем задание уставки номинального тока, непрерывное измерение потребляемого двигателем резания угольного комбайна мгновенного значения тока и определение среднего тока, определение дисперсии тока, сравнение среднего тока с уставкой номинального тока и регулирование скорости подачи комбайна путем поддержания их равенства, задают уставку дисперсии тока, сравнивают ее с дисперсией тока и дополнительно регулируют скорость подачи комбайна путем поддержания их равенства. The technical result is achieved in that in a method for automatically controlling the load of a cutting drive of coal combines by adjusting the feed rate, including setting the nominal current setting, continuous measurement of the instantaneous current value consumed by the cutting engine of the coal combine and determining the average current, determining the current dispersion, comparing the average current with the setting rated current and regulating the feed rate of the harvester by maintaining their equality, set the current dispersion setting, compare e e with current dispersion and additionally regulate the feed rate of the combine by maintaining their equality.
Для вычисления дисперсии D1 может быть применена формула
Где I(p) - мгновенное значение тока двигателя резания,
Iср - средний ток,
k1 - коэффициент передачи апериодического звена, определяемый необходимой чувствительностью системы управления,
Т - постоянная времени, которая должна быть в 10...20 раз больше времени затухания корреляционной функции графика потребляемого двигателем резания тока.To calculate the variance D 1 can be applied the formula
Where I (p) is the instantaneous value of the current of the cutting motor,
I cf - average current,
k 1 - transfer coefficient of the aperiodic link, determined by the necessary sensitivity of the control system,
T is the time constant, which should be 10 ... 20 times the decay time of the correlation function of the graph of the current cutting consumed by the motor.
Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана блок-схема устройства, которое может быть применено для реализации способа, а на фиг. 2 - результаты математического моделирования системы. The method is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a block diagram of a device that can be used to implement the method, and FIG. 2 - the results of mathematical modeling of the system.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства. Устройство содержит по первому каналу последовательно соединенные датчик тока 1, апериодическое звено 2 для осреднения значения потребляемого тока, а по второму каналу - датчик тока 1, апериодическое звено 2, сумматор 3, квадратор 4, апериодическое звено 5, механизм подачи 7, электродвигатель резания 8. Выходы обоих каналов соединены первым и вторым входами элементов с зонами нечувствительности сумматора 6. In FIG. 1 shows a block diagram of a device. The device comprises, on the first channel, a current sensor 1, an aperiodic link 2 for averaging the current consumption value, and the second channel, a current sensor 1, an aperiodic link 2, an adder 3, a quadrator 4, an aperiodic link 5, a feed mechanism 7, a cutting motor 8 The outputs of both channels are connected by the first and second inputs of the elements to the dead zones of the adder 6.
Апериодические звенья 2 и 5 выполнены с постоянной времени Т, которая должна быть в 10... 20 раз больше времени затухания корреляционной функции графика потребляемого двигателем резания тока, что составляет Т = (5...10) секунд. Зона нечувствительности по первому каналу равна заданному значению среднего тока нагрузки электродвигателя резания. Зона нечувствительности по второму входу равна допустимой дисперсии тока двигателя резания. Aperiodic links 2 and 5 are made with a time constant T, which should be 10 ... 20 times the decay time of the correlation function of the graph of the current consumed by the motor cutting, which is T = (5 ... 10) seconds. The deadband in the first channel is equal to the set value of the average load current of the cutting motor. The deadband at the second input is equal to the permissible current dispersion of the cutting motor.
На два входа сумматора 6 подаются сигналы обратных связей, а на третий вход - сигнал, пропорциональный заданной скорости подачи угольного комбайна. Feedback signals are supplied to two inputs of adder 6, and a signal proportional to the specified feed rate of the coal processor is fed to the third input.
На фиг. 1 также показаны элементы функциональной схемы угольного комбайна:
К, Км - коэффициенты пропорциональности между соответственно скоростью подачи Vп и моментом сопротивления Mс(р) и током двигателя резания I(p) и моментом, развиваемым последним.In FIG. 1 also shows the elements of a functional diagram of a coal processor:
K, K m are the proportionality coefficients between, respectively, the feed rate V p and the moment of resistance M s (p) and the current of the cutting motor I (p) and the moment developed by the latter.
Все вычислительные блоки выполняются на серийных микросхемах. All computing units are run on serial chips.
Достижение поставленной задачи подтверждено результатами математического моделирования предлагаемой системы, приведенными на фиг. 2. Здесь встречаются следующие обозначения. The achievement of the task is confirmed by the results of mathematical modeling of the proposed system, shown in FIG. 2. Here the following notation occurs.
I - мгновенное значение тока нагрузки,
Iср - среднее значение тока нагрузки,
(I-Iср)2- квадрат разности мгновенного и среднего тока нагрузки,
D1 - дисперсия тока нагрузки.I is the instantaneous value of the load current,
I cf - the average value of the load current,
(II cf. ) 2 - the square of the difference between the instantaneous and average load current,
D 1 - dispersion of the load current.
Суть способа состоит в использовании автоматического регулирования скорости подачи комбайна по двум каналам. При нормальной работе комбайна средний потребляемый ток двигателя резания не должен превышать номинальный ток. Автоматическое регулирование состоит в том, что при превышении средним потребляемым током номинального тока, которому соответствует уставка в виде зоны нечувствительности второго входа сумматора 6, включается отрицательная обратная связь, воздействующая на снижение скорости подачи. По второму каналу производится вычисление дисперсии D1 потребляемого тока на элементах схемы 1, 2, 3, 4, 5. При превышении дисперсией ее уставки, определяемой зоной нечувствительности первого входа сумматора 6, включается отрицательная обратная связь, воздействующая на снижение скорости подачи до величины, соответствующей заданному значению дисперсии.The essence of the method is to use automatic control of the feed rate of the combine through two channels. During normal operation of the combine, the average current consumption of the cutting motor must not exceed the rated current. Automatic regulation consists in the fact that when the average current consumed exceeds the rated current, which corresponds to the setting in the form of a dead zone of the second input of the adder 6, negative feedback is activated, which affects the decrease in the feed rate. On the second channel, the dispersion D 1 of the consumed current is calculated on the circuit elements 1, 2, 3, 4, 5. When the dispersion exceeds its setting, determined by the dead zone of the first input of adder 6, negative feedback is activated, which affects the decrease in the feed rate to a value corresponding to a given dispersion value.
Система автоматического управления не требует настройки по месту и определяется только параметрами электродвигателя резания и может производиться на заводе-изготовителе угольных комбайнов. Кроме того, регулирование по дисперсии потребляемого тока позволяет прогнозировать величину токовых нагрузок и ограничивать их величиной, не вызывающей опрокидывания двигателя, а также прогнозировать нагрев электродвигателя резания, так как дисперсия потребляемого тока равна
D=(Iэ 2-Iср 2)=2 (kф 2-1)
где Iэ - эквивалентный (греющий) ток,
Iср - средний потребляемый ток,
kф - коэффициент формы графика тока, показывающий, во сколько раз греющий ток двигателя превышает средний ток.The automatic control system does not require on-site adjustment and is determined only by the parameters of the cutting motor and can be carried out at the factory of coal combines. In addition, the regulation of the dispersion of the consumed current allows you to predict the magnitude of the current loads and limit them to a value that does not cause the motor to tip over, and also predict the heating of the cutting motor, since the dispersion of the consumed current is
D = (I e 2 -I cf 2 ) = 2 (k f 2 -1)
where I e - equivalent (heating) current,
I cf - average current consumption,
k f - coefficient of the form of the current graph, showing how many times the heating current of the motor exceeds the average current.
Использование предлагаемого способа позволит повысить надежность привода комбайна, так как в большей степени по сравнению с прототипом отвечает случайному характеру нагрузки системы угольный комбайн - угольный пласт. Using the proposed method will improve the reliability of the drive of the combine, since to a greater extent compared with the prototype meets the random nature of the load of the coal processor - coal seam system.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99121117A RU2170820C2 (en) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Method of automatic regulation of load of coal shearer cutting drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99121117A RU2170820C2 (en) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Method of automatic regulation of load of coal shearer cutting drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2170820C2 true RU2170820C2 (en) | 2001-07-20 |
Family
ID=20225601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99121117A RU2170820C2 (en) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Method of automatic regulation of load of coal shearer cutting drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2170820C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169576U1 (en) * | 2016-12-26 | 2017-03-23 | Дмитрий Маркович Шпрехер | ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE |
RU2618630C1 (en) * | 2016-03-22 | 2017-05-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of management of the mountain combine with planetary-disk executive body |
RU2718452C2 (en) * | 2011-09-30 | 2020-04-06 | Джой Глоубал Андеграунд Майнинг ЭлЭлСи | Slowly rotating drum of mining machine |
-
1999
- 1999-10-06 RU RU99121117A patent/RU2170820C2/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718452C2 (en) * | 2011-09-30 | 2020-04-06 | Джой Глоубал Андеграунд Майнинг ЭлЭлСи | Slowly rotating drum of mining machine |
RU2618630C1 (en) * | 2016-03-22 | 2017-05-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of management of the mountain combine with planetary-disk executive body |
RU169576U1 (en) * | 2016-12-26 | 2017-03-23 | Дмитрий Маркович Шпрехер | ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9260827B2 (en) | Road finishing machine with controllable conveyor devices | |
US6099424A (en) | Continuously variable transmission with control arrangement and method for recovering from transmission belt slipping | |
RU2170820C2 (en) | Method of automatic regulation of load of coal shearer cutting drive | |
US5452687A (en) | Microprocessor-based boiler sequencer | |
JPH10252521A (en) | Control device for engine and hydraulic pump in construction machine | |
US5080062A (en) | Method and apparatus for operating a drive unit | |
US5117632A (en) | Method of operating a drive unit | |
KR20000016948A (en) | Heater control device | |
EP0610268B1 (en) | Method for controlling the material feed to a roller press for grinding particulate material | |
RU2066757C1 (en) | Method for automatic speed control over feed of coal miners and device for implementing the same | |
RU2228440C1 (en) | Method for automatic control of advance speed of coal-plough machines | |
SU928007A1 (en) | Device for automatic control of feed rate of coal-winning machine | |
SU750065A1 (en) | Apparatus for automatic control of excavating machine | |
RU2057931C1 (en) | Method of automatic control over feeding rate of coal cutter-loader and device for its realization | |
JPS61250390A (en) | Working method of operating electric machine by hydraulic circuit for movable construction equipment | |
SU299260A1 (en) | METHOD OF REGULATING DOWNLOAD MILLS ORE | |
RU2239936C2 (en) | Method for controlling synchronous motor field current | |
SU196152A1 (en) | AUTOMATIC REGULATION METHOD | |
RU2814926C1 (en) | Device for automatic control of downhole machine and conveyor | |
RU2618630C1 (en) | Method of management of the mountain combine with planetary-disk executive body | |
SU946672A1 (en) | Crusher operation mode control method | |
JP2001129708A (en) | Control method of feed speed of core drill device and core drill feed device using the control method | |
SU757706A1 (en) | Mining machine automatic control system | |
SU797764A1 (en) | Crusher charging control apparatus | |
NL193328C (en) | Controller with limiting device. |