SU1680614A1 - Устройство дл управлени приводом тормоза шахтной подъемной машины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике управлени  шахтным подъемом, может быть использовано дл  управлени  тормозом шахтных подъемных машин и лебедок. Цель изобретени  - повышение надежности управлени  за счетуменьшени  динамических нагрузок в переходных режимах. Устройство содержит датчик 2 скорости, регул торы (Р) 5 и 6 рабочего и предохранительного торможени , механический тормоз 23 с тормозными цилиндрами, задатчика максимально возможного ускорени  12 и задани  замедлени  24, блок 16 ручного управлени  тормозом, сумматоры 13 и 15, нелинейный элемент 14, контакт 17 реле предохранительного торможени , электромеханический переключатель {ЭМП) 25. Дополнительно в устройство введены датчик 22 давлени  рабочего тела в тормозных цилиндрах тормоза 23 и два формировател  сигналов управлени  (ФСУ) 18 и 19. Сдатчика 2 сигнал поступает на Р 5 и 6, в которых обрабатываетс  в зависимости от соотношени  с сигналами задатчиков 12 и 24. В режиме рабочего торможени  контакт17 замкнут. Поэтому управление тормозом 23 идет от Р 5 и блока 16 через сумматор 13, ФСУ 18, привод 20, ЭМП 25 и тормоз 23. В режиме предохранительного торможени  контакт 17 разомкнут, что обеспечивает переключение ЭМП 25. Управление тормозом 23 происходит от Р 6 через элемент 14, сумматор 15, ФСУ 19, привод 21, ЭМП 25 и тормоз 23. При этом ФСУ 18 и 19 в зависимости от давлени  рабочего тела в цилиндрах , измер емого датчиком 22, формируют сигналы управлени , позвол ющие компенсировать темп изменени  рассогласовани  заданной и действительной скоростей с соответствующим знаком. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. С/ с о 00 о Os

Description

Изобретение относитс  к шахтному подъему и может быть использовано дл  управлени  приводом тормоза шахтных подъемных машин и лебедок.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности управлени  шахтной подъемной машиной за счет уменьшени  динамических нагрузок в переходных режимах .

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - функциональна  схема формировател  сигналов управлени ; на фиг.З -диаграммы изменени  во времени действительной и заданной скорости подъемной машины.

Устройство (фиг.1) содержит подъемную машину 1, соединенную с датчиком 2 скорости , состо щим из измерител -преобразовател  3 скорость-напр жени  и выходного

усилител  4 с зоной нечувствительности. Выход датчика 2 подключен к регул торам 5 и 6 рабочего и предохранительного торможени . Регул торы 5 и 6 состо т из элементов 7 сравнени , пр мые входы которых соединены с выходом датчика 2, а инверсные входы - с. выходами элементов & сумми- ровани , Одни входы элементов 8 суммировани  регул торов 5 и 6 подключены к соответствующим выходам блоков 9 формировани  законов снижени  скорости во времени, а вторые - к соответствующим выходам блоков 10 формировани  законов нарастани  скорости во времени Выходы элементов 7 сравнени  соединены с одними входами усилителей-ограничителей 11, вторые входы которых и соответствующих регул торов 5 и 6 подключены к сдатчику 12 максимально возможного ускорени  (ay), а выходы через диоды подключены соответст- венно к входам блоков 10 и 9 формировани  законов нарастани  ч снижени  скорости во времени. Выход усилител -офаничител  11 регул тора 5 соединен непосредственно с вторым входом первого сумматора 13, а выход усилител -ограничител  11 регул тора 6 через нелинейный элемент 14 - с первым входом второго сумматора 15. Другой вход сумматора 13 подключен к выходу блока 16 ручного управлени  тормозом, а сум- матора 15 - к контакту 17 реле предохранительного торможени . Выходы сумматоров 13 и 15 соединены через формирователи 18 и 19 сигналов управлени  к входам соответствующих приводов 20 и 21 рабочего и предохранительного торможени , представл ющих собой электромеха нические преобразователи, например ток-давление

Источник давлени  и св зь со сливным баком на схеме условно не показана

Управл ющие входы формирователей 18 и 19 сигналов управлени  подключены к выходу датчика 22 давлени  рабочего тела в тормозном цилиндре, механического тор- моза 23. Третьи входы регул торов 5 и 6 соединены с выходом задатчика 24 заданного замедлени  подъемной машины.

Выходы приводов рабочего 20 и предохранительного 21 торможени  подключены к входам электромеханического переклю- чател  25, управл ющий вход которого подключен к контакту 17 реле предохранительного торможени , а выход- к тормозному цилиндру механического тормоза 23, воздействующего на подъемную машину 1.

Блоки 10 регул торов рабочего 5 и предохранительного 6 торможени  формируют законы нарастани  скорости во времени при наличии сигналов с выходов усилителей-ограничителей 11ч ;фез диоды, соответствующих 0, где Vg - величина действительной скорости; Уз - величина заданной скорости

Блоки 9 регул торов рабочего 5 и предохранительного 6 торможени  формируют законы снижени  скорости во времени при наличии сигналов с выходов усилителей-ограничителей 11 через диоды соответствующих Vg-Vs 0.

Формирователи 18 и 19 сигналов управлени  (фиг.2) состо т из задатчиков 26 и 27 сумматора 28, в цепи отрицательной обратной св зи которого включен ограничитель 29, интегратора 30 и выходного усилител  31, к второму входу которого подключен через масштабирующий усилитель 32 выход сумматора 28. Причем второй инверсный вход сумматора 28 подключен к выходу интегратора 30. Пр мой вход сумматора 28  вл етс  входом формировател  18 и 19, а инверсный вход выходного усилител  31  вл етс  управл ющим входом формирователей 18 и 19.

Статический коэффициент передачи сумматоров 28 равен 1, а коэффициент передачи интеграторов 30 выбираетс  таким, чтобы выходной сигнал охваченных отрицательной обратной св зью сумматоров 28 и интеграторов 30 повтор л сигнал на пр мых входах сумматоров с минимальным запаздыванием , Т.е. Кзо сигнал на выходе сумматора 28, который будет по вл тьс  в моменты изменени  сигналов на пр мом входе сумматора 28, усиливаетс  масштабирующим усилителем 32 и поступает на пр мой вход выходного усилител  31, на второй пр мой вход которого поступают сигналы с выхода интегратора 30. Коэффициент передачи масштабирующего усилител  32 определ етс  посто нной времени исполнительного механизма, а также коэффициентом передачи интегратора 30. Таким образом, коэффициент усилени  масштабирующего усилител  32 равен:

То,

где Кзо - коэффициент передачи интегратора 30,

Т0 - суммарна  посто нна  времени привода 20 (21), электромеханического переключател  26, тормоза 23 с учетом вли ни  отрицательной обратной св зи с датчика 22 давлени  на усилитель 31, С

Ограничители 29 предназначены дл  улучшени  помехоустойчивости формирователей 18 и 19.

Коэффициент передачи выходного усилител  31 определ етс  общим коэффициентом передачи контура давлени  и

допустимой статической ошибкой регулировани  замедлени .

Работа регул торов рабочего 5 и предохранительного 6 торможени  при разорван- ных св з х выходов регул торов на сумматор 13 и элемент 14 иллюстрируютс  на фиг.З, где 33 - законы нарастани  скорости во времени; 34 - законы снижени  скорости во времени; 35-37 - траектори  изменени  действительной скорости, Vg (условно увеличена).

38- траектори  заданной скорости УЗ при

39- траектори  заданной скорости Уз приа 90°

40- рассогласование скоростей Vg при

41- рассогласовани  скоростей Удпри« 90°,

где a arctgK, К - коэффициент усилени  блока 11 (фиг,11).

С блока 16 ручного управлени  тормозом формируетс  сигнал, пропорциональный углу поворота руко тки управлени . Система управлени  приводом тормоза работает в двух режимах: управление рабочим тормозом от руко тки командоаппарата 16 или управление предохранительным торможением при срабатывании контакта 17, управл ющего электромеханическим переключателем 26, подключающим к тормозному цилиндру тормоза 23 выход соответствующего привода 0 или 21.

При срабатывании цепи защиты контакт 17 размыкаетс  и на вход сумматора 15 поступает сигнал 1, стрем щийс  затормозить подъемную машину 1. Если, при этом, с выхода регул тора 6 через элемент 14 нет сигнала, то замедление подъемной машины 1 увеличиваетс  и приводит к тому, что действительна  скорость подъемной машины 1 становитс  меньше заданной по закону снижени  формируемой регул тором 6, и с выхода регул тора 6 через элемент 14 на сумматор 15 поступает сигнал, стрем щийс  растормозить 6 подъемную машину 1. Элемент 14 необходим дл  выделени  отрицательного сигнала. Рассогласование этих сигналов поступает на пр мой вход формировател  19 Он формирует сигнал на привод 21, а через него - на тормозной цилиндр и тормоз 23, который тормозным усилителем FT воздействует нз подъемную машину 1, мен   замедление ее, а следовательно , и закон изменени  скорости до заданного регул тором 6 закона снижени , после чего с выхода регул тора 6 по вл етс  отрицательный сигнал, стрем щийс  компенсировать сигнал 1 по вившийс  в

момент разрыва контакта 17. Сигнал с регул тора 5 увеличиваетс  до тех пор, пока суммарным сигнал с сумматора 15 не уменьшитс  до величины при которой тормозное усилие FT станет таким, что действительна  скорость будет измен тьс  по закону снижени . Изменение коэффициента трени  тормозных колодок ипи нагрузки в процессе торможени  будет приводить к соответству0 гощему подрегулированию FT. Причем, так как быстродействие тормоза ограничено посто нными времени (в основном механическими ), го дл  исключени  динамических перегрузок в процессе регулировани  при

5 требуемом быстродействии, т.е. исключение больших перерегулирований тормозного усипи  и колебательного характера переходного процесса замкнутой системы регулировани  необходимо изменение тор0 мозного усили  FT формировать с учетом суммарной посто нной времени вход щих в систему исполнительных механизмов (блоки 21,20,23,27).

Дл  этого формирователь 19 формирует

5 сигнал управлени , соответствующий рассогласованию заданной и действительной скоростей и сигнал, компенсирующий темп изменени  рассогласовани  с соответствующий знаком. Коэффициенты передачи

0 сигналов определ ютс  суммарной посто нной времени исполнительных механизмов : необходимой точностью. Кроме этого, дл  снижени  вли ни  посто нных времени на характер процесса регулировани  и по5 вышени  точности блоки 19-21-26 охвачены отрицательной обратной св зью по давлению. Это позвол ет снизить посто нную времени привода 21, имеющего существенное значение, так как в нем

0 происходит преобразование электрического сигнала в давление рабочего тела в тормозном цилиндре тормоза 23. Датчик 22 давлени  рабочего тела в тормозном цилиндре тормоза 23 подключен выходом к управ5 л ющему входам формирователей 18 и 19. Наличие в регул торе 6 усилител -ограничител  11 позвол ет формировать заданную скорость путем плавного перехода с закона снижени  на закон нарастани  и наоборот,

0 так как наличие в блоке 11 линейного учэст- ка характеристики не даст возможности резкого переключени , уменьшит частоту переходов и таким образом улучшит помехоустойчивость системы.

5При снижении скорости подъемной машчиы I до некоторой минимальной, при ко- тооой динамические перегрузки не опасны, сигнал с усилител  4 с зоной нечувствительности становитс  равным нулю рС1ул тор 6 перестает работать На его выходе CHI чал

отсутствует и подъемна  машина 1 тормозитс  полным тормозным усилием.

Таким образом, наличие блоков 10,14,15,19,22 позвол ет повысить безопасность работы системы управлени  путем уменьшени  динамических нагрузок в переходных режимах.

Аналогично работает система в режиме управлени  рабочим торможением. Здесь роль сигнала цепи защиты выполн ет ко- мандоаппарат 16. При неправильных действи х машиниста вступает в действие регул тор 5, и через сумматор 13 - формирователь 18,

Claims (1)

1. Устройство дл  управлени  приводом тормоза шахтной подъемной машины, содержащее механический тормоз, воздействующий на подъемную машину, с которой соединен датчик скорости, выход которого соединен с первыми входами регул торов рабочего и предохранительного торможени , выход последнего через нелинейный элемент соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с контактом реле предохранительного торможени  и управл ющим входом электромеханического переключател , первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом приводов рабочего и предохранительного торможени , а выход - с механическим тормозом, блок ручного управлени  тормозом, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выходы задатчиков максимально возможного ускорени  и заданного замедлени  подъемной машины соединены соответственно

со вторыми и третьими входами регул торов рабочего и предохранительного торможени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности управлени  за счет

уменьшени  динамических нагрузок в переходных режимах, в него введены датчик давлени  рабочего тела в тормозных цилиндрах механического тормоза, первый и второй формирователи сигналов управлени , входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго сумматоров, управл ющие входы - с выходом датчика давлени  рабочего тела, а выходы - с входами приводов рабочего и предохранительного торможени  соответственно, выход регул тора рабочего торможени  соединен с вторым входом первого сумматора,

2, Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что каждый формирователь сигналов управлени  содержит два задатчика, сумматор, ограничитель, интегратор, масштабирующий и выходной усилители, причем пр мой вход сумматора  вл етс  входом формировател , а выход через интегратор

соединен с первым пр мым входом выходного усилител , выход которого  вл етс  выходом формировател , а инверсный вход - управл ющим входом формировател , выход сумматора через ограничитель соединен с первым инверсным входом сумматора, второй инверсный вход которого соединен с выходом интегратора, выход сумматора через масштабирующий усилитель соединен с вторым пр мым входом выходного усилител , выходы первого и второго задатчиков соединены соответственно с входами задани  напр жени  ограничени  ограничител  и коэффициента усилени  масштабирующего усилител .

I

N

о

Т

Фиг.З