SU1469030A1 - Способ формировани управл ющего воздействи на привод поворота роторной стрелы роторного экскаватора и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1 .Способ формировани  управл юще-. го воздействи  на привод поворота роторной стрелы роторного экскаватора, включанлций задание номинального значени  параметров режима работы экскаватора , формирование сигнала обратной св зи и сравнение его с заданным номинальным значением параметров режима работы экскаватора, отличающийс  тем, что, с целью по-, вышени  производительности роторного экскаватора при исключении выхода за заданные пределы режимов нагружени  оборудовани , измер ют параметры, характеризунлцие интенсивность нагружени  оборудовани , агрегатов и металлоконструкций экскаватора, значен уг измеренных параметров представл ют в масштабах, выбранных по критерию рав- ноинтенсивного воздействи  на оборудование , агрегаты и металлоконструкции экскаватора, непрерывно из полу- .ченных сигналов выбирают максимальный и усредн   его на скольз щем интервале интегрировани , получают сигнал обратной св зи, вычитают его значение из номинального значени  параметров режима работы экскаватора, полученный разностный сигнал преобразуют в соответствии с пропорциональ- но-интегрально-дифференциальным законом и используют полученный сигнал в качестве управл кмцего воздействи  на привод поворота роторной стрелы роторного экскаватора. 2. Устройство дл  формировани  уп- равл нщего воздействи  на привод поворота роторной стрелы роторного экскаватора , содержащее измеритель текущего значени  нагрузки на рабочем органе и задатчик номинального значени  параметров режима работы экскаватора , выход которого подключен к первому входу сумматора, отличающеес  тем, что оно снабжено измерител ми текущих значений уровн  вибраций металлоконструкций и весовой производительности, трем  блоками установки масштабов, блоком селектировани  аналоговых сигналов , блоком скольз щего интегрального усреднени  и пропордионально- интегрально-дифференциальным регул тором привода поворота роторной стрелы , выходы измерителей текущих значений нагрузки на рабочем органе, уровн  вибраций металлоконструкций и весовой производительности через с 5 (Л . 05 ;О О 00

Description

соответствующие блоки установки масштабов подключены к входам блока се- лектировани  аналоговых сигналов, выход которого через блок скольз щего интегрального усреднени  подключен к второму входу сумматора, выход сумматора подключен к входу пропорционально-интегрально-дифференциального регул тора привода поворота роторной стрелы.

1

Изобретение относитс  к автомати- зации производственных процессов на открытых горных разработках, а именно к автоматизации рабочего процесса роторного экскаватора, работающего в услови х сложноструктурных забоев, Цепью изобретени   вл етс  повышение производительности роторного экскаватора при исключении выхода за заданные пределы режимов нагружени  оборудовани .

На фиг.1 изображен график, по сн ющий принцип непрерывного выбора параметра с наибольщим текущим значением; на фиг.2 - структурна  схема устройства дл  формировани  управл ющего воздействи  на привод поворота роторной стрелы роторного экскаватора на фиг.З - структзфна  схема блока скольз щего интегрального усреднени .

Дл  отражени  сущности способа в качестве параметров, характеризунщих интенсивность нагружени  оборудовани , агрегатов и металлоконструкций экскаватора, выбирают, например, текущие значени  нагрузки на рабочем органе, весовой производительности и уройн  вибраций металлоконструкций экскаватора. Значени  выбранных параметров представл ют в масштабах , выбранных по критерию равноин- тенсивного воздействи  на оборудование , в соответствии с вьфажением

ному значению нагрузки j

U- - сигнал на выходе из- 5мерител  весовой производительности , соответствующий номинальному значению производительности экска- fOватора,

Up - сигнал на выходе измерител  уровн  вибраций , соответствующий допустимому уровt5ню вибраций металлоконструкций .

Обозначим через K,Uj.-{t)U, (t) сигнал, соответствующий текущему значению нагрузки на рабочем органе, через TS.((t) сигнал, соответствующий текущему значению весовой производительности роторного экскаватора , через K,Ue(t)U,(t) - сигнал , соответствующий текущему значению уровн  вибраций металлоконструкций . ,

Из комплекса параметров U,(t)., }(t) и U(t) автоматически и не- 3Q прерывно выбирают параметр, имеющий в текущий момент времени наибольшее значение, как показано на графике (фиг.1)о Результат выбора, изображенный на графике сплощной линией, обозначен через Hwajlt) и определ етс  выражением

(1) (t) , (t),Ui(t)U(t)(2)

Сигнал ) усредн етс  на где K,K,j,K, - масштабные коэффици- 40 скольз щем интервале интегрировани  енты;Т в соответствии с выражением

IL - сигнал на выходе из--«

Pw t Г

Мерител  текущегоU (t) --- 1 IT (t)dt,

значени  нагрузки

рабочем органе, соот-дз где (t) - сформированный сигнал

20

25

35

K.Uj « 1ри

к,

K,UeA

ветствующий номинальобратной св зи.

Затем определ ют разность между заданным значением параметра номинального режима работы U, и текущим значением сигнала обратной св зи

в Соответствии с выражением

oc(t)

и.ци„ . (t)

(4)

с - сигнал рассогласовани ,кото- ,-,

рый преобразуют по ПИД-зако- ну в соответствии с выражением

(t) К(5 . ijf . -l-jedt),(5)

где (t)

текущее значение сигнала управл ющего воздействи  на привод поворот роторной стрелы, поступающего в станцию управлени  приводом поворота К - коэффициент пропорциональности;

Т, - посто нна  времени интегрировани ;

Тд - посто нна  времени дифференцировани  .

Число параметров, характеризующих интенсивность нагружени  оборудовани , агрегатов и металлоконструкций экскаватора, может быть гораздо большим в зависимости от горно-геологических и климатеических условий эксплуатации и от типа автоматизируемого объекта.

Предлагаемый способ характеризуетс  простотой осуществлени .

Устройство дл  реализации предлагаемого способа включает в себ  измеритель 1 текущего значени  уровн  вибраций металлоконструкций, измеритель 2 текущего значени  весовой производительности , измеритель 3 текущего значени  нагрузки на рабочем органе, блоки 4-6 установки масштабов блок 7 селектировани  аналоговых сигналов, блок 8 скольз щего интегрального усреднени , сумматор 9, задатчик 10 параметров номинального режима работы экскаватора и ПИД-ре- гул тор привода поворота роторной стрелы 11, причем выходы измерителей 1-3 через блоки 4-7 установки масщтабов соединены со входами блока 7 селектировани  аналоговых сигналов ,выход которого через блок 8 скольз щего интегрального усреднени  соединен с вычитающим входом суммато

,-,

15

0

5

0

5

0

5

0

ра 9, суммирую1дий вход которого соединен с выходом задатчика 10 и выход которого через ШЩ-регул тор 11 св зан со входом станции управлени  приводом поворота роторной стрелы.

Блок 8 скольз щего интегрального усреднени  включает в себ  регулируемый преобразователь 12 напр жени  в частоту, регулируемый генератор 13 образцовой частоты, многоразр дный сдвиговый регистр 14, разностный двоичный счетчик 15 и цифроаналоговый преобразователь 16, причем вход ьрео разовател  12  вл етс  входом данного блока и выход соединен с суммирующим входом счеГчика 15 и с информационным входом регистра 14, сдвиговый вход которого соединен с выходом генератора 13 и выход соединен с вычитающим входом счетчика 15, выходы которого соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразовател  16, выход которого  вл етс  выходом данного блока.

Устройство работает следующим образом .

Через узлы 4-6 установки масштабов сигналы с измерителей 1-3 в масштабах, выбранных по критерию рав- ноинтенсивного воздействи  на оборудование , поступают на входы блока 7 селектнровани  аналоговых сигналов, С выхода которого сигнал U. (с)

/ - . ма :с

(фиг,) усредн етс  на скольз щем интервале интегрировани  в блоке 8, с выхода которого сформированный сигнал обратной св зи U (t), определ емый выражением (3), поступает на вычитающий вход сумматора 9, с выхода которого сигнал рассогласовани  , определ емый вьфажением (4), преобразуетс  в соответствии с выражением (5) в ПИД-регул торе 11 и поступает в станцию управлени  приводом поворота роторной стрелы роторного экскаватора.

Блок 8 скольз щего интегрального усреднени  работает следующим образом .

Входной аналоговый сигнал преобразуетс  в частотно-модулированный в регулируемом преобразователе 12 напр жени  в частоту, с выхода которого импульсы поступают на суммирующий вход разностного двоичного счетчика 15 и на информационный вход регистра 14, на сдвиговый вход которого поступают импульсы с выхода генератора 13, с помощью которого задаетс  интервал усреднени . С выхода регистра 14 импульсы поступают на вьг1итающий вход счетчика 15. Таким образом, код на выходе счетчика 15 соответствует количеству возбужденных  чеек регистра 1А. Затем двоичный код преобразуетс  в цифроанапо- говом преобразователе 16 в анало- говьй сигнал, соответствующий усредненному значению, определ емому выражением (3),

Диапазон изменени  частоты преобразовател  12 задаетс  в соответст- .ВИИ с выбранной величиной интервала усреднени  дл  максимального использовани  емкости регистра 14.

В качестве блока 7 селектирова- ни  аналоговых сигналов можно использовать субблок селектировани  аналоговых сигналов Ф 5196 (БМАСЗ), вход щий в состав системы управлени  с переменной структурой (СУПС) комплекса КМ 2201.

В качестве ПИД-регул тора 11 можно использовать субблок, регулирующий с аналоговым выходом Ф 5179 (БРАЛ 1), также вход щий в состав комплекса КМ 2201 (СУПС).

Использование способа формировани  управл ющего воздействи  на привод поворота роторной стрелы роторнои макс (t)

У-- V zM

ll,(t}

Фu&,f

го экскаватора и устройства дл  его реализатдии по сравнению с прототипом обеспечивает значительное повышение эффективности и точности управлени , максимально возможную производительность в конкретных горногеологических услови х при исключении выхода за номинальные пределы

режимов нагружени  оборудовани , агрегатов и металлоконструкций экскаватора , управление рабочим процессом по любому количеству физически разнородных параметров, характеризующих

интенсивность нагружени  оборудовани , агрегатов и металлоконструкций экскаватора при очевидной простоте осуществлени , повьшение надежности и долговечности основных узлов зкскаватора , увеличение коэффициента

технического использовани  экскаватора во времени за счет уменьшени  простоев, св занных с авари ми или выходом из стро  отдельных наиболее

важных узлов экскаватора, вызванных частыми отклонени ми параметров, характеризующих интенсивность нагружени  оборудовани , агрегатов и металлоконструкций, за допустимые

пределы, сведение до минимума субъективного вли ни  оператора мащиниста роторного экскаватора на процесс экскавации.

u,(t)

12

. д станцию упраолени 

прибодом поборота

А

/

h

Ф 4

Фиг,3

Claims (2)

1 .Способ формирования управляюще-. го воздействия на привод поворота роторной стрелы роторного экскаватора, включающий задание номинального значения параметров режима работы экскаватора, формирование сигнала обратной связи и сравнение его с заданным номинальным значением параметров режима работы экскаватора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности роторного экскаватора при исключении выхода за заданные пределы режимов нагружения оборудования, измеряют параметры, характеризующие интенсивность нагружения оборудования, агрегатов и металлоконструкций экскаватора, значения

измеренных параметров представляют в масштабах, выбранных по критерию равноинтенсивного воздействия на оборудование, агрегаты и металлоконструкции экскаватора, непрерывно из полученных сигналов выбирают максимальный и усредняя его на скользящем интервале интегрирования, получают сигнал обратной связи, вычитают его значение из номинального значения параметров режима работы экскаватора, полученный разностный сигнал преобразуют в соответствии с пропорционально-интегрально-дифференциальным законом и используют полученный сигнал в качестве управляющего воздействия на привод поворота роторной стрелы роторного экскаватора.

2. Устройство для формирования управлян?щего воздействия на привод поворота роторной стрелы роторного экскаватора, содержащее измеритель текущего значения нагрузки на рабочем органе и задатчик номинального значения параметров режима работы экскаватора, выход которого подключен к первому входу сумматора, отличающееся тем, что оно снабжено измерителями текущих значений уровня вибраций металлоконструкций и весовой производительности, тремя блоками установки масштабов, блоком селектирования аналоговых сигналов, блоком скользящего интегрального усреднения и пропорциональноинтегрально-дифференциальным регулятором привода поворота роторной стрелы, выходы измерителей текущих значений нагрузки на рабочем органе, уровня вибраций металлоконструкций и весовой производительности через

1469030 А1

1469030

соответствующие блоки установки масштабов подключены к входам блока селектирования аналоговых сигналов, выход которого через блок скользящего интегрального усреднения подключен к второму входу сумматора, выход сумматора подключен к входу пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора привода поворота роторной стрелы.