SU750065A1 - Устройство автоматического управлени выемочной машиной - Google Patents

Description

Изобретение относится к угольной промышленности и предназначено для ограничения и стабилизации нагрузки выемочной машины, а также для поддержания заданной скорости ее подачи при недогруженном двигателе. ^s

Известно устройство автоматического управления горной машины, содержащее задатчик и датчик скорости подачи, датчик нагрузки, вычислительный блок и элементы сравнения W· ·

Сйнако это устройство не обеспечивает необходимого качества регулирования из-за независимости длительности импульсов отработки скорости подачи от вычисленного значения скорости подачи.

Известно также устройство, реализующее способ автоматического управления выемочной машиной, содержащее канал регулирования по скорости подачи, вклю- jq чающий задатчик и датчик скорости подачи, элемент сравнения по скорости подачи, на выходе которого включены релейные элементы управления сервоприводом механизма подачи, и канал регулирования по нагрузке, включающий задатчик и датчик нагрузки, элемент сравнения по нагрузке, на выходе которого включены релейные элементы недогрузки и перегрузки привода механизма подачи ^2^.

Известное устройство не обеспечивает достаточного быстрого изменения скорости подачи при малых нагрузках, например при маневрах комбайна на холостом ходу.

Цель изобретения - повышение надежности и качества регулирования.

Указанная цель достигается за счет того, что устройство снабжено вычислительным блоком, задатчиком постоянной величины скорости подачи, модулятором, релейным усилителем, вторым элементом сравнения по скорости подачи, элементом сравнения фактической и вычисленной скоростей подачи, логическими элементами И и ИЛИ, причем вход модулятора подключен к выходу вычислительного блока и датчику скорости подачи через элемент сравнения фактической и вычисленной ско простей подачи, входы вычислительного блока соединены с задатчиком и датчиком нагрузки, задатчиком постоянной величины скорости подачи и датчиком скорости подачи, а выходы модулятора непосредственно , второго элемента сравнения по скорости подачи через релейный усилитель, релейных элементов недогрузки и перегрузки привода через логический элемент И, релейного элемента перегрузки привода и задатчика скорости подачи подключены к соответствующим логи--, веским элементам И, включенным через логические элементы ИЛИ на входы элемента сравнения по скорости подачи.

На чертеже представлена функциональная схема устройства- автоматического управления выемочной машиной.

Выемочная машина 1 включает электропривод 2, гидродвигатель 3 подачи, гидронасос 4 подачи, производительность которого и направление подачи регулируется сервоприводом 5.

Устройство содержит каналы регулирования по скорости подачи и по нагрузке и схему формирования импульсов.

Канал регулирования по скорости подачи включает в себя задатчик 6 скорости подачи, выход которого через логический элемент И 7 выделения наименьшего сигнала и логический элемент ИЛИ 8 выделения наибольшего сигнала подключен к одному из входов элемента 9 сравнения по скоростям подачи, датчик 10 скорости подачи, выход которого через логический элемент ИЛИ 11 выделения наибольшего сигнала подключен к другому входу элемента 9 сравнения, на выходе которого включены релейные элементы 12 и 13, управляющие сервоприводом 5 . подачи.

Канал регулирования по нагрузке включает в себя датчик 14 нагрузки и задатчик 15, подключенные к входам элемента 16 сравнения по нагрузке, к выходу которого подключены релейные элементы 17 недогрузки и 18 перегрузки, выходы которых через логические элементы И 19, подключены к входам логических элементов ИЛИ 8, 11, к другим входам которых через логические элементы И 20, подключен также выход релейного усилителя 22, вход которого через второй элемент 23 сравнения по скорости подачи соединен с выходами задатчика 6 и датчика 10 скорости подачи.

Схема формирования импульсов включает в себя вычислительный блок 24, входы которого соединены с выходами

750065 4 датчиков 14 нагрузки и 10 скорости подачи, задатчика 15 нагрузки и задатчика 25 постоянной величины скорости подачи, а выход через элемент26 сравнения ₅ фактической и вычисленной скорости подачи - с входом модулятора 27, выход которого через логический элемент И 21 соединен с входами логических элементов ИЛИ 8, 11.

В зависимости от крепости разрабатываемых пород угля устройство обеспечивает работу выемочной машины в режиме стабилизации скорости подачи (при мягких породах) или в режиме стабилизации нагрузки, если крепость угля достаточно валика.

Стабилизация скорости подачи на заданном уровне осуществляется при нагрузке меньше заданного значения. В этом случае релейный элемент 18 включен и не препятствует прохождению сигнала от датчика 10, заданного задатчиком 6 скорости подачи, который поступает через элементы 8, 11 на элемент 9 сравнения, В зависимости от знака и величины рассогласования включается один из релейных элементов 12 или 13, который, управляя сервоприводом 5, изменяет 30 скорость подачи комбайна таким образом, чтобы величина рассогласования не превышала зоны нечувствительности релейных элементов 12 и 13, Причем увеличение скорости подачи осуществляется импульсами, длительность которых определяется вычислительным блоком 24, а уменьшение - непрерывно, так как при превышении сигнала датчика 10 релейный усилитель 22 выключен и с выходов ₄₀ элементов 20 и 21' на входы элементов 8 и 11 поступают нулевые сигналы, отключаются сигналы канала тока и модулятора 27. Состояние релейного усилителя 22 от сигнала датчика 10 меньше за₄ данного, усилитель 22 включен и не препятствует прохождению сигналов через элементы 20 и 21 с выходов модулятора 27 и элементов 19, а при сигнале датчика 10 больше заданного выключен.

_5Q Скорость подачи сохраняется на заданном уровне до тех пор, пока нагрузка не превышает уставку, В последнем случае релейный элемент 18 выключается, благодаря чему ца выходе элемента 7 ₅₅ появляется нулевой сигнал, что вызывает уменьшение скорости подачи, происходящее до тех пор, пока рассогласование по нагрузке не станет меньше зоны нечувствительности релейных элементов J.7 и 18.

При этом оба элемента 17 и 18 включаются и сигнал через элементы 19 и 20 поступает на входы элементов 8 и 11, что приводит к выключению релейных элементов 12 и 13. На этом дальнейшее изменение скорости подачи прекращается.

Алгоритм работы схемы формирования импульсов обусловлен тем, что каждая вывыемочная машина имеет свою энергети ческую характеристику, показывающую зависимость потребляемой мощности (или тока) от скорости подачи для данной крепости угля (чем крепче уголь, тем больше тангенс угла .наклона прямой). Если 1 продлить энергетические -характеристики для разных крепостей угля до пересечения с осью абсцисс, то они пересекут ее в некоторой точке V_o . Для различных машин величина V_o разная. 2 Поэтому можно считать, что для данной машины V_o - величина постоянная и характеризует конструктивные особенности машины.

Пусть выемочная машина (комбайн) 25 работает при заданной нагрузке З_у с фактической скоростью подачи · При увеличении сопротивляемости угля нагрузка двигателя при прежней скорости подачи равна Оф . Чтобы нагрузка ком- 30 байна достигла заданной, скорость подачи необходимо уменьшить до величины , Зная величины 3^,, , Vq, и \/_о > величину необходимой скорости подачи Ч/θ для каждого значения крепости угля можно 35 вычислить по формуле в Аф 'о) о

Данную формулу в предлагаемом устройстве реализует вычислительный блок 40

24.

Чтобы поддерживать нагрузку на определенном уровне (в пределах зоны нечувствительности) при различных фактических V<p скоростях подачи и вычис- 45 ленной V_e , скорость подачи машины необходимо изменять на величину (Чф Vg ). В устройстве, с целью улучшения качества регулирования, скорость подачи изменяется импульсно, причем длитель- ⁵⁰ ность импульсов пропорциональна разности ( \Jcp - V в ), величина которой посту '65 . 6 пает на вход модулятора 27 с выхода элемента 26 сравнения.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к угольной про мьплленности и предназначено дл  ограни чени  и стабилизации нагрузки выемочной машины, а также дл  поддержани  за данной скорости ее подачи при недогруженном двигателе. Известно устройство автоматического управлени  горной машины, содержащее задатчик и датчик скорости подачи, датчик нагрузки, вычислительный блок и эле менты сравнени  til. Сйнако это устройство не обеспечивает необходимого качества регулировани  иа-оа независимости длительности импуль сов отработки скорости подачи от вычисленного значени  скорости подачи. Известно также устройство, реализующее способ автоматического управлени  выемочной машиной, содержащее канал регулировани  по скорости подачи, включающий задатчик и датчик скорости подачи , элемент сравнени  по скорости подачи , па гзыходе которого включены релей ные элементы управлени  сервоприводом механизма подачи, н канал регулировани  по нагрузке, включающий задатчик и датчик нагрузки, элемент сравнени  по нагрузке , на выходе которого включены релейные элементы недогрузки и перегрузки привода механизма подачи . Известное устройство не обеспечивает достаточного быстрого изменени  скорости подачи при малых нагрузках, например при маневрах комбайна на холостом ходу. Цель изобретени  - повыще1ше надежности и качества регулировани . Указанна  цель достигаетс  за счет того, что устройство снабжено вычислительным блоком, задатчиком посто нной величины скорости подачи, модул тором, релейным усилителем, вторым элементом сравнени  по скорости подачи, элементом сравнени  факт1гческой и вычисле1щой скоростей подачи, логическими элементами И и ИЛИ, причем вход модул тора подключен к выходу вычислительного блока и датчику скорости подачи через элемент сравнени  фактической и вычисленной ско ;ростей подачи, входы вычислительнопэ  блока соединены с задатчиком и датчиком нагрузки, задатчиком посто нной вел1гаииы скорости подачи и датчиком скорости подачи, а выход ы модул тор а непосредственно , второго элемента cpajiHeни  по скорости подачи через релейный усилитель, релейных элементов недогрузки и перегрузки привода через логрлеский элемент И, релейного элемента перегрузки привода и задатчика сксрост-и пода ли подключены к соответствующим логи ческим элементам И, включениьгм через логические элементы ИЛИ на входы элемента сравнени  по скорости подачи, На чертеже представлена функциональна  схема устройства- автоматического управлени  выемочной машиной. Выемочна  машина 1 включает г лектропривод 2, гидродвигатель 3 подачи, гидронасос 4 подачи, производительность которого и направление подачи регулкруетс  сервоприводом 5. Устройство содержит каналы регулиро вани  по скорости подачи и по нагрузке и схему формировани  импульсов. Канш регулировани  по скоростн пода чи включает в себ  задатчик 6 скорости подачи, выход которого через логический элемент И 7 выделени  наимешьшего сигнала и логический элемент ИЛИ 8 выделешт  наибольшего сигнала подключе к одному из входов элемента 9 сравне ни  по скорост м подачи, датчик 10 скорости подачи, выход которого через логи ческий элемент ИЛИ 11 выделени  наибольшего сигнала подключен к другому входу элемента 9 сравнени , на выходе которого включены релейные элементы 12 и 13, управл ющие сервоприводом 5 подачи. Канал регулировани  по нагрузке вклг чает в себ  датчик 14 нагрузки и задат чик 15, подк,аюченные к входам элемент 16 сравнени  по нагрузке, к выходу которого подключены релейные элементы 17 недогрузки и 18 перегрузки, выходы которых через логические элементы И 19, 20подключены к входам логических элементов ИЛИ 8, 11, к другим входам которых через логические элементы И 2О, 21.подключен также выход релейного усилител  22, вход которого через второй элемент 23 сравнени  по скорости подачи соединен с выходами задатчика 6 и датчика 10 скорости подачи, Схема формировани  импульсов включает в себ  вычислительный блок 24, входы которого соединены с выходами 7 54 атчиков 14 нагрузки и 10 скорости одачи, зада-тчика 15 нагрузки и задатчиа 25 носто кной величины скорости поачи , а вьзход черва элемент26 сравнени  |к4ктической и вычисленной скорости поачи - с входом моду  тора 27, выход оторого через логич,еский элемент И 21 оединен с входами лопгаеских элементов ИЛИ 8, 11. В зависимс-сти от. крепости разрабатываемых пород угл  устройство обеспечивает работу выемочной мшлины в регкиме стабилизации скорости подачи (при м гких породах.) тш в режиме стабилизации нагрузки, если крепость угл  достаточно велика, Стабил.кзаци  скорости додачи на заданном уровне осу лествл етс  при на1рузке меныие заданного значени , В этом случае релейный элемент 18 включен и не преп тствует прохождению сигнала от датчика 10, заданного задатчиком 6 скорости подачи, который поступает через элементь 8, 11 на элемент 9 сравнени , В зависимости от знака и величины рассогласовани  включае1х:  один из релейных элементов 12 и/ш 13, который, управ,г1   сервоприводом 5, измен ет скорость подачи комбайна таким образом, чтобы величина рассогласовани  не ,ла зоны нечувствительности релейных элементов 12 и 13. Причем увеличение скорости подачи осуществл етс  импульсами , длительность которых определ етс  вычислительш гм блоком 24, а уменьшение - непрерывно, так как при превышенрш сигнала датчика 1О релейный усилитель 22 выключен и с выходов элементов 2О и 21 на входы элементов 8 и 11 поступают нулевые сигналы, отключаютс  сигналы канала тока и модул тора 27. Состо ние релейного усилител  22 от сигнала датчика 10 меньше заДанного , усилитель 22 включен и не преп тствует прохождению сигналов через элементы 20 и 21 с выходов модул тора 27 и элементов 19, а при сигнале датчика 10 больше заданного вь ключен. Скорость подачи сохран етс  на заданном уровне до тех пор, пока нагрузка не превышает уставку В последнем случае релейньп элемент 18 выключаетс , благодар  чему на выходе элемента 7 По вл етс  нулевой сигнал, что вызывает уме1Н:,шепие скорости подачи, происход щее до тех пор, лока рассогласование по нагрузке не станет меньше зоны нечувстви тельности релейных элементов J.7 и 18. При этом оба элемента 17 и 18 включаютс  и сигнал через элементы 19 и 20 поступает на входы элементов 8 и 11, что приводит к выключению релейных элементов 12 и 13. На этом дальнейшее изменение скорости подачи прекраща етс . Алгоритм работы схемы формировани  импульсов обусловлен тем, что кажда  вы выемочна  машина имеет свою энергетическую характеристику, показывающую за висимость потребл емой мощности (или тока) от скорости подачи дл  данной крепости угл  (чем крепче уголь, тем больше тангенс угла .наклона пр мой). Если продлить энергетические -характеристики дл  разных крепостей угл  до пересечени  с осью абсцисс, то они пересекут ее в некоторой точке /о Дл  различных машин величина VQ разна . Поэтому можно считать, что дл  данной машины VQ - величина посто нна  и характеризует конструктивные особенност машины. Пусть выемочна  машина (комбайн) работает при заданной нагрузке Зу с фактической скоростью подачи При увеличении сопротивл емости угл  нагруз ка .двигател  при прежней скорости подачи равна Цф . Чтобы нагрузка ком байна достигла заданной, скорость подач необходимо уменьшить до величины Vg, Зна  величины Зф, -у s Vq, и VQ i велич ну необходимой скорости подачи Vg дл  каждого значени  крепости угл  молшо вычислить по формуле V fv -v . л ф 0} 3 о Данную формулу в предлагаецом устройстве реализует вычислительный блок 24. Чтобы поддерживать нагрузку на определенном уровне (в пределах зоны нечувствительности ) при различных фактических VCP скорост х подачи и вычисленной Vg , скорость подачи машины необходимо измен ть на величину (Уф V (5,). В устройстве, с целью улучшени  качества регулировани , скорость подачи измен етс  импульсно, причем длител ность импульсов пропорциональна разности ( Vcp - V а ), величина которой посту пает на вход модул тора 27 с выхода элемента 26 сравнени . Формулаизобретени  Устройство автоматического управлени  выемочной машиной, содержащее канал регулировани  по скорости подачи , включающий задатчик и датчик скорости подачи, элемент сравнени  по скорости подачи, на выходе которого включены релейные элементы управлени  сервоприводом механизма подачи, и канал регулировани  по нагрузке, включающий задатчик и датчик нагрузки, элемент сравнени  по нагрузке, на выходе которого включены релейные элементы недогрузки и перегрузки привода механизма подачи, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и качества регулировани , оно снабжено вычислительным блоком, задатчиком посто нной величины скорости подачи, модул тором, релейным усилителем, вторым элементом сравнени  по скорости подачи, элементом сравнени  фактической и вычисленной. скоростей подачи, логическими элементами И. или ИЛИ, причем вход модул тора подключен к выходу вычислительного блока и датчику скорости подачи через элемент сравнени  фактической и вычисленной скоростей подачи, входы вычислительного блока соединены с задатчиком и датчиком нагрузки, задатчиком посто нной величины скорости прдачи и датчиком скорости подачи, а выходы модул тора непосредственно второго элемента сравнени  по скорости подачи через релейный усилитель, релейных элементов недогрузки и перегрузки привода через логический элемент И, релейного элемента перегрузки привода и задатчика скорости подачи подключены к соответствующим логическим элементам И, включенi ibiM через логические элементы ИЛИ на входы элемента сравнени  по скорости подачи. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 540037, кл. Е 21 С 27/ОО, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 447507, кл. Е 21 С 27/ОО, 1971 (прототип).