SU1114745A1

SU1114745A1 - Device for controlling recovering complex of dredge

Info

Publication number: SU1114745A1
Application number: SU823511104A
Authority: SU
Inventors: Николай Борисович Лыков; Евгений Николаевич Гуков
Original assignee: Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика"
Priority date: 1982-11-16
Filing date: 1982-11-16
Publication date: 1984-09-23

Abstract

УСТРОЙСТВО УПР.АВЛР:НИЯ ДОБЫЧНЬИ КОМПЛЕКСОМ ДРАГИ, содержап(ее датчик и чадатчик нагрузки привода бочки , подключенные к входам первого сумматора, выход которого подключен через первый усилитель к первому входу суммирующего усилител , к второму входу которого подключены через второй сумматор датчик и задатчик. нагрузки привода черпаковой цепи, a выход суммирующего усилител подключен к приводу черпаковой цепи и первому входу множительно-делительного устройства, второй вход которого подключен к датчику угла поворота драги, a выход подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого подключен к датчику угловой скорости драги, a выход через второй усилитель - к приводу лебедки носовых канатов, отличающеес тем, что, с целью повышени точности управлени , оно снабжено задатчиком максимального разбаланса нагрузки привода бочки, который подключен к третьему входу первого сумматора, a задатчик }1агрузки привода бочки выполнен г (Л в виде последовательно соединенных сумматора, усилител и интегратора, причем первый вход сумматора задатчика .нагрузки привода бочки подключен к выходу датчика нагрузки привода бочки, a выход интегратора вл етс § выходом задатчика нагрузки привода бочки и подключен к второму входу своего сумматора. 4 4 сдDEVICE UPR.VLR: NIA the production of a complex of dragons, content (its sensor and the load of the drive load of the barrel connected to the inputs of the first adder, the output of which is connected through the first amplifier to the first input of the summing amplifier, the second input of which is connected through the second adder sensor and setpoint. the load of the drive of the scoop circuit, a output of the summing amplifier is connected to the drive of the scoop circuit and the first input of the multiplier-dividing device, the second input of which is connected to the dredge angle sensor, and the output D is connected to the first input of the third adder, the second input of which is connected to the dredge angular velocity sensor, and the output through the second amplifier to the winch driver of the nasal cables, characterized in that it is equipped with a master for the maximum unbalance of the barrel drive load, which is connected to the third input of the first adder, and the setting device} of the load of the barrel drive is made r (L in the form of a series-connected adder, amplifier and integrator, with the first input of the setting adder. load and the drum drive is connected to the output of the drum drive load sensor, and the integrator output is the output of the drum drive load master and connected to the second input of its adder. 4 4 pr

Description

Изобретение относитс к добыче полезных ископаемых и может найти применение дл автоматизации процесса драгировани .The invention relates to the extraction of minerals and can be used to automate the process of dredging.

Известно устройство управлени добычным комплексом драги, содержащее контур регулировани нагрузки бочки, включающий датчик и задатчик нагрузки привода бочки, подключенные к сумматору, дифференцирующий усилитель , вход которого соединен с датчиком нагрузки привода бочки, а выход подключен к сумматору, и усилитель, подключенный к суммирующему усилителю контура регулировани скорости черпани , включающего датчик и задатчик нагрузки привода черпаковой цепи подключенные к сумматору, соединенному с суммирующим усилителем, выход которого подключен к тиристорному приводу черпаковой цепи и к входу множительно-делительного устройства контура регулировани скорости боковой подачи, включающего датчика угла поворота драги, датчик угловой скорости драги, сумматор и усилитель, выход которого подключен к тиристорному приводу лебедок носовых канатов 1 A device for controlling the dredge mining complex is known, which contains a drum load control circuit that includes a sensor and a drum drive load master, connected to an adder, a differentiating amplifier whose input is connected to a barrel drive load sensor and an output connected to an accumulator, and an amplifier connected to a summing amplifier a scoop speed control loop, including a sensor and a drive load master for a scoop circuit connected to an adder connected to a summing amplifier; th is connected to a thyristor drive circuit and scoop to the input reprographic-divider circuit side control feed rate, comprising the rotational angle sensor dredge dredge angular velocity sensor, and an adder amplifier whose output is connected to a thyristor drive nasal rope winches 1

„ „ „„

Устройство регулирует скоростиThe device regulates speed

приводов черпаковой цепи и боковой подачи одновременно и пропорционально в зависимости от нагрузки привода черпаковой цепи или от нагрузки привода бочки, причем дифференцирующий усилитель ограничивает темп нарастани нагрузки бочки при подходе нагрузки к заданному значению.drives the scoop chain and side feed at the same time and proportionally depending on the load of the drive scoop chain or the load drive of the barrel, and the differentiating amplifier limits the rate of increase of the load of the barrel when the load approaches the specified value.

Наиболее близким к изобретению вл етс устройство управлени добычным комплексом драги, содержещее датчик и задатчик нагрузки привода бочки , подключенные к входам первого сумматора, выход которого подключен через первый усилитель к первому вхо ду суммирующего усилител , к второму входу которого подключены черезвторой сумматор датчик и задатчик нагруки привода черпаковой цепи, а к выходу суммирующего усилител подключены привод черпаковой цепи и первый вход множительно-д€литег ьного устройства, второй вход которого подключен к датчику угла поворота драги, а выход подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого подключен к датчику угловой скорости дрги , а выход подключен через второйThe closest to the invention is the control unit of the dredge mining complex, containing a sensor and a drum drive load controller, connected to the inputs of the first adder, the output of which is connected through the first amplifier to the first input of the summing amplifier, to the second input of which is connected through the second adder sensor and load generator drive the scoop circuit, and to the output of the summing amplifier are connected the drive of the scoop circuit and the first input of the multiplicative device, the second input of which is connected to the the ditch angle of the ditch, and the output is connected to the first input of the third adder, the second input of which is connected to the DRG's angular velocity sensor, and the output is connected via the second

усилитель к приводу лебедки носовых канатов, кроме того устройство содержит дифференциальный усилитель, вход которого прдключен к датчику нагрузки привода бочки, а выход подключен к третьему входу первого сумматора и к первому входу второго сум «1рующего усилител , другой вход которого подключен к задатчику опорного сигнала скорости изменени нагрузки бочки , а выход - к четвертому входу первого сумматора 21 ,an amplifier to drive the winch of the nasal ropes; in addition, the device contains a differential amplifier whose input is connected to the load sensor of the barrel drive, and the output is connected to the third input of the first adder and to the first input of the second sum of the amplifier, the other input of which is connected to the speed reference signal setter changes in the load of the barrel, and the output to the fourth input of the first adder 21,

Недостатком известного регул тора вл етс низка точность.A disadvantage of the known regulator is low accuracy.

Действительно нагрузка бочки имеет в установившемс режиме колебательный характер, обусловленный неравномерностью перекатывани породы в бочке. Когда сегмент породы подни маетс вместе с бочкой, момент нагрузки ее увеличиваетс , когда порода скатываетс из верхнего положени вниз - момент нагрузки падает. Амплитуда этих колебаний может достигать до 20% от среднего значени нагрузки, а частота составл ет доли герца. Возмущени от колебани нагрузки бочки снижают динамические качества системы управлени добычным комплексом, так как, если увеличивать посто нную времени сглаживающего фильтра датчика нагрузки бочки, то снижаетс эффект от применени дифференцирующего усилител (опоздание регулирующего воздействи при изменении нагрузки). Если посто нна времени фильтра небольша , то система управлени добычным комштексом драги входит в автоколебательный режим с частотой изменени нагрузки бочки. IIndeed, the barrel load in the steady state is oscillatory, due to the unevenness of the rock rolling in the barrel. When the rock segment rises along with the barrel, the load moment increases as the rock rolls down from the top position - the load moment drops. The amplitude of these fluctuations can reach up to 20% of the average value of the load, and the frequency is the fraction of Hertz. Perturbations from fluctuations in the load of the barrel reduce the dynamic qualities of the control system of the mining complex, since if you increase the time constant of the smoothing filter of the load sensor of the barrel, the effect of the use of a differentiating amplifier decreases (lateness of the regulating effect when the load changes). If the filter time constant is small, the control system of the mining dowel dimmer enters the self-oscillation mode with the frequency of change in the load of the barrel. I

Все это не позвол ет достигать точного управлени режимом работы драги.All this does not allow achieving precise control over the mode of operation of the dredge.

Целью изобретени вл етс повышение точности управлени .The aim of the invention is to improve the accuracy of control.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство управлени добычным комплексом драги, содержащее датчик и задатчик нагрузки привода бочки, подключенные к входам первого сум . матора, выход которого подключен через первый усилитель к первому входу суммирующего усилител , к второму входу которого подключены через второй сумматор датчик и задатчик нагрузKJH привода черпаковой цепи, а выход суммирующего усилител подключен к приводу черпаковой цепи и первому входу множительно-делительного устройства , второй вход которого подклю чен к датчику угла поворота драги, а выход подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход кото рого подключен к датчику угловой ско рости драги, а выход через второй усилитель - к приводу лебедки носовых канатов, снабжено задатчиком мак симального разбаланса нагрузки привода бочки, который подключен к третьему входу первого сумматора, а задатчик нагрузки привода бочки выполнен в виде последовательно соединенных сумматора, усилител и интегратора , причем первый вход сумматора задатчика нагрузки привода бочку подключен к выходу датчика нагрузки привода бочки, а выход интегратора вл етс выходом задатчика нагрузки привода бочки и подключен к второму входу своего сумматора. На фиг. 1 представлена функциональна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики, по сн ющие работу устройства. Устройство содержит датчик 1 нагрузки привода бочки (фиг. 1), подключенный к первому входу первого сумматора 2, к другому входу которого подключен задатчик 3 максимального разбаланса нагрузки привода бочки , а выход последовательно через первый усилитель 4 подключен к сумми рующему усилителю 5. Задатчик нагрузки привода бочки содержит четвертый сумматор 6, один вход которого соединен с датчиком 1 нагрузки привода бочки, а выход соединен последовательно через третий усилитель 7 с входом интегратора 8. Выход интегратора 8 (сигнал 1) сое динен с вторым входом четвертого сум матора бис вторым входом первого сумматора 2. К второму входу суммирующего усилител 5 подключен выход второго сумматора 9, к входам которого подключены датчик 10 .нагрузки привода черпаковой цепи и задатчик 11 нагруз ки привода черпаковой цепи (например потенциометрический). Выход суммирую щего усилител 5 соединен с приводом 12 черпаковой цепи и с первым входом мчожительно-делительного устройства 13, второй вход которого соединен с датчиком 14 угла поворота драги 15 В качестве датчика 14 угла поворота драги 15 может быть использован гидроскопический указатель поворота объекта. Выход 13 соединен с первым входом третьего сумматора 16 и вл етс сигналом задани боковой скорости драги 15, .UBJ. Второй вход третьего сумматора 16 соединен с датчиком 17 угловой скорости драги 15, в качестве которого может быть использован- гидроскопический тахометр. Выход третьего сумматора 16 соединен последовательно через второй усилитель 18 с приводом 19 лебедки носовых канатов драги 15. Устройство работает следующим .об разом . I В исходном состо нии при пуске драги нагрузка привода бочки соответствует режиму холостого хода, следовательно , сигналы с датчика и задатчика (Лд и 3ft соответственно) нагрузки привода бочки равны и компенсируют друг друга, а так как величина сигнала выбираетс из расчета Uv. (1) где и мйк.с максимальное значе- . ние выходного сигнала первого усилител 3; Kj - коэффициент усилени первого усилител 4, то .,Hiaxe- приводит к увеличению до максимума скоростей привода черпаковой цепи 12 (U) и привода 19 лебедкок носовых канатов (Ug). По мере загрузки бочки сигнала IB увеличиваетс , соответственно выходной сигнал Igj интегратора 8 также увеличиваетс , а после того как 53, начинает снижатьс до момента наступлени установившегос режима, который характеризуетс (на фиг. 2 врем от О до tl) следующим состо нием: , Б ва Бецам I : Uftbi-4 ba AlB3 B) -JawxMAvic где Ig ток датчика нагрузки привода бочки; Ci БЗ 40М выходной сигнал задатчика нагрузки привода бочки промежуточный и номинальный соответственпо; сигнал выхода третьего усилител 7 (вход интеграто-Р 8); сигнал выхода первого усилител 4; сигнал задатчика максимального разбаланса нагрузки привода 3 бочки. Производительность добычного комп лекса драги определ етс из выражени a.-U2-c: I H, (3) где q - емкость черпака; К коэффициент наполнени чер пака; Vn. - скорость черпани . В процессе нарастани нагрузки привода бочки (например при по влении м гких грунтов) на выходе усилител 7 сигнал UBt,j MAfcc выходе интегратора 8 сигнал igj нарастает с заданным темпом (момент времени с t/ по t ). Если темп возрастани нагрузки бочки идет быстрее, чем заданный, то разница между () Б уменьшаетс , сигнал Ug,, также уменьшаетс и соответственно снижаютс V и VB . Таким образом темпы нарастани Б IB-I ныреживаютс одинаковыми. Темп нарастани сигнала задаетс настройкой посто нной времени интегратора 8 и подбираетс опытным путем при наладке устройства дл режима с максимальной горизонтальност добычного комплекса. С момента времени t по t наблю даетс снова установившийс режим досто ни добычного комплекса. При этом интегратор 8 находитс в насыщении , сигна IftS Mutcc дальней шем росте нагрузки бочки разность сигналов (ва,йЗБа) может умень шатьс вплоть до О (также и скорост VP и VB). В процессе спада нагрузки бочки (момент времени с tj по t) коэффиц ент наполнени черпаков К уменьшаетс , Ьроизводительность Q снижает с , 1е. 1БЗ сигнал .Uabi rMAklc н ет свой знак на обратный. При это Igj начинает уменьшатьс с заданным темпом, скорости V и V увеличивае с до тех пор, пока не прекратитс снижение Ig . . Таким образом, назначение усовершенствованного .задатчика нагрузки привода бочки сводитс к поддержанию равенства темпов нарастани сигналов задани Igj и нагрузки привода; бочки Ig . Дл драг 250 л с временем прохождени породы по длине бочки пор дка 50 с, посто нна времени интегратора 8 примерно этой же величины, поэтому колебани сигнала из-за колебаний Ig, св занных с перекатыванием породы в бочке, незначительны . Мало того, сигнал g в предлагаемом устройстве может быть задемпфирован сглаживающим фильтром с небольшой посто нной времени (пор дка 1-5 с) что недопустимо в известных устройствах с дифференцирующим усилителем, где дл устранени режима автоколебани скоростей V и Vg посто нна времени такого демпфера должна быть несколько дес тков секунд. При посто нстве сигнала Р бота элементов регулировани скоростей черпани и боковой подачи таких же, как у аналогичных элементов известных устройств. Например, при увеличении крепости грунта сигнал с датчика 10 нагрузки черпаковой цепи увеличитс и при значении 1.т.,- сигнала на выходе суммирующего усилител 5 пропорционально снизилс , что вызовет понижение скорости привода черпа- . ковой цепи Uf . Одновременно снижаетс сигнал на вьсходе МДУ 13, в результате чего происходит снижение скорости привода 19 лебедки носовых канатов Vg . Снижение скоростей V и Vg происходит до момента равенства If-l При снижении тока нагрузки привода 12 черпаковой цепи ниже заданного, происходит соответственное увеличение скоростей Vj. и Vis. На выходе МДУ 13 формируетс сигнал задани скорости боковой подачи V JJ , который сравниваетс с сигналом обратной св зи VBOC , поступающим с датчика 17 угла поворота. Регулирующее воздействие с выхода сумматора 16, усиленное.усилителем 18, поступает на вход привода 19 лебедок носовых канатов. Скорость UB поддерживаетс автономно посто нной в соотвествии с заданием. В сравнении с известным,предлагаемое устройство позволит повысить производительность добычного комплексаThe goal is achieved by the fact that the control unit of the dredge mining complex, containing a sensor and a barrels load actuator, is connected to the inputs of the first sum. Matora, the output of which is connected through the first amplifier to the first input of the summing amplifier, to the second input of which is connected through the second adder the sensor and the setpoint load KJH of the suction chain drive, and the output of the summing amplifier is connected to the drive of the suction chain and the first input of which It is connected to the dredge rotation angle sensor, and the output is connected to the first input of the third adder, the second input of which is connected to the dredge angular velocity sensor, and the output through the second amplifier - to the winch drive of the nasal ropes, equipped with a setting device for maximum load imbalance of the driving drum, which is connected to the third input of the first adder, and the loading control of the barrel drive is made in the form of a series-connected adder, amplifier and integrator, the first input of the adder of the load actuator of the barrel connected to the output of the drum drive load sensor, and the integrator output is the output of the drum drive load setpoint and is connected to the second input of its adder. FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device; in fig. 2 - graphics, showing the operation of the device. The device contains a load sensor 1 of the barrel drive (Fig. 1) connected to the first input of the first adder 2, to another input of which the setpoint adjuster 3 is connected to the maximum load imbalance of the drive of the barrel, and the output is connected through the first amplifier 4 to the summing amplifier 5. the barrel drive contains the fourth adder 6, one input of which is connected to the load sensor of the barrel drive load, and the output is connected in series through the third amplifier 7 to the input of the integrator 8. The output of the integrator 8 (signal 1) is connected to torym input of the fourth sum Matora bis second input of the first adder 2. The second input of the summing amplifier 5 connected to the output of the second adder 9, whose inputs are connected to the sensor 10 .nagruzki scoop drive circuit 11 and the dial LOAD scoop drive circuit ki (e.g. potentiometer). The output of the summing amplifier 5 is connected to the drive 12 of the scoop circuit and to the first input of the selective-dividing device 13, the second input of which is connected to the dredge angle sensor 14 15 The dredge angle sensor 14 can be used by the object's rotation indicator. The output 13 is connected to the first input of the third adder 16 and is the signal for setting the lateral velocity of the dredge 15, .UBJ. The second input of the third adder 16 is connected to the sensor 17 of the angular velocity of the dredge 15, which can be used as a hydroscopic tachometer. The output of the third adder 16 is connected in series through the second amplifier 18 with the drive 19 winch nasal ropes dredge 15. The device works as follows. I In the initial state, when the dredge is started, the load of the drum drive corresponds to the idle mode, therefore, the signals from the sensor and the setpoint adjuster (LD and 3ft, respectively) the drum drive load are equal and compensate each other, and since the signal value is selected on the basis of Uv. (1) where and mk.s maximum value-. the output of the first amplifier 3; Kj is the gain of the first amplifier 4, then., Hiaxe- leads to an increase in the maximum speeds of the drive of the suction chain 12 (U) and the drive 19 of the nasal winch (Ug). As the barrel is loaded, the IB signal increases, respectively, the output signal Igj of the integrator 8 also increases, and after 53, it begins to decrease before the onset of the steady state, which is characterized (from Fig. 2, time from O to tl) as follows:, B va Betsam I: Uftbi-4 ba AlB3 B) -JawxMAvic where Ig current is the load sensor of the drive of the barrel; Ci BZ 40M output signal of the drive actuator of the barrel drive intermediate and nominal respectively; the output signal of the third amplifier 7 (input integrato-R 8); output signal of the first amplifier 4; signal setting unit maximum load imbalance drive 3 barrels. The performance of the dredge mining complex is determined from the expression a.-U2-c: I H, (3) where q is the scoop capacity; K filling ratio of the pack; Vn. - scoop speed. In the process of increasing the load of the barrel drive (for example, when soft soils appear) at the output of amplifier 7, the signal UBt, j MAfcc the output of the integrator 8, the signal igj increases at a given rate (time from t / to t). If the barrel load increase rate goes faster than the set one, then the difference between () B decreases, the signal Ug ,, also decreases and V and VB decrease accordingly. Thus, the rate of increase of IBI-I B is the same. The rate of increase of the signal is set by adjusting the time constant of the integrator 8 and is chosen empirically when setting up the device for the mode with maximum horizontality of the mining complex. From time t to t, the newly established state of the mining complex is observed. In this case, the integrator 8 is in saturation, and the IftS Mutcc signal, with a further increase in the barrel load, the signal difference (va, iZBa) can decrease up to 0 (also the speed VP and VB). During the fall of the barrel load (time from tj to t), the filling ratio of the buckets K decreases, and the productivity Q decreases s, 1e. 1BZ. Uabi rMAklc signal doesn’t sign to reverse. When this happens, the Igj begins to decrease at a given rate, the speeds V and V increase with until the decrease in Ig stops. . Thus, the assignment of an improved drum drive load sensor reduces to maintaining the equality of the rate of increase of the signals for the task Igj and the drive load; barrels of Ig. With a drag of 250 liters, the rock travels along the length of the barrel for about 50 seconds, the integrator time 8 is about the same size, therefore, the signal fluctuations due to Ig fluctuations associated with the rock rolling in the barrel are insignificant. Moreover, the signal g in the proposed device can be damped by a smoothing filter with a small time constant (on the order of 1-5 s), which is unacceptable in known devices with a differentiating amplifier, where to eliminate the auto-oscillation speeds V and Vg the time constant of such a damper should be a few tens of seconds. When the signal P bot is constant, the control elements for scooping speed and side feed are the same as for similar elements of known devices. For example, when increasing the strength of the soil, the signal from the load cell sensor 10 will increase even if the value of 1.t., the signal at the output of summing amplifier 5 is proportionally reduced, which will cause a decrease in the drive speed of the scoop. uf chain At the same time, the signal at the descent of the MDU 13 is reduced, as a result of which the speed of the drive 19 of the bow winder cables Vg decreases. The reduction of the speeds V and Vg occurs until the equality If-l. When the load current of the actuator 12 of the scoop circuit is lower than the specified one, the corresponding speeds up Vj occur. and Vis. At the output of the MRL 13, a side feed speed reference signal VJJ is generated, which is compared with the feedback signal VBOC from the angle sensor 17. Regulatory effect from the output of the adder 16, reinforced by the amplifier 18, is fed to the input of the drive 19 winch nasal ropes. The speed of the UB is maintained autonomously constant according to the task. In comparison with the known, the proposed device will improve the performance of the mining complex

7 .11147457 .1114745

s среднем на 1-2%, что дл драг с ем- 8,5 -17,0 тыс.м в год, что при костью ковша 250 л с годовой средней стоимости 1- м горной массы 0,57 производительностью 850 тыс.м соста- руб. составит 4,8 - 10 тыс. руб. вит прирост переработки горной массы в год.s an average of 1-2%, which is for dragons with a capacity of 8.5–17.0 thousand m per year, which, with a bone bucket of 250 liters, with an annual average cost of 1 m of rock mass 0.57 with a capacity of 850 thousand m make up will be 4.8 - 10 thousand rubles. Vit increase in the processing of rock mass per year.

Фив.1Thebes 1

Claims

DEVELOPMENT CONTROL DEVICE DRAGA, containing a sensor and a drum drive load adjuster connected to the inputs of the first adder, the output of which is connected through the first amplifier to the first input of the summing amplifier, to the second input of which the sensor and the load adjuster of the scoop drive are connected, and the output of the summing the amplifier is connected to the scoop drive and the first input of a multiplier dividing device, the second input of which is connected to the dredge angle sensor, and the output is connected is connected to the first input of the third adder, the second input of which is connected to the dredge angular velocity sensor, and the output through the second amplifier is connected to the winch nasal rope drive, characterized in that, in order to increase the control accuracy, it is equipped with a setpoint for maximum load unbalance of the barrel drive, which connected to the third input of the first adder, and the drum drive load adjuster is made in the form of a series-connected adder, amplifier and integrator, and the first input of the master adder, the drum drive load under it is connected to the output of the drum drive load sensor, and the integrator output is with the output of the drum drive load adjuster and connected to the second input of its adder.

4 ^ bU

SL>