Устройство для автоматического управления процессом копания роторного экскаватора

(51) 4 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ГОСУД ПО ДЕ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ иту Гри пихин ГОРНОависи- Саметна П ей(71) Михайловский горно-обогатитеный комбинат.им. 60-летия ОктябряБелгородский технологический инстстроительных материалов им, И,А,шманова(56) Авторское свидетельство СССРУ 876867, кл. Е 02 Г 3/26, 1979.Авторское свидетельство СССР111 304333, кл. Е 02 Р 3/26, 1969.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОУПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОПАНИЯРОТОГО ЭКСКАВАТОРА(57) Изобретение относится к средвам автоматизации производственныхпроцессов и позволяет улучшить димические процессы копания за счетобеспечения максимального быстродствия контура стабилизации произв(П) и автоматического поиска ее мвозможных значений с учетом сущес ющих ограничений. Для этого устр-воснабжено датчиками высоты 14 и толщины 15 стружки, вибрации 10 металлоконструкции, нагрузки 9 и 11 приводовповорота и транспортирующего механизма, блоком 13 умножения, инерционнымзвеном 18, таймером 27 и источниками23-26 опорных напряжений. Выходныеусредненные сигналы датчиков вибрации 10 и нагрузки 8, 9, 11 приводовротора 6, механизма 5 поворота итранспортирующего механизма поступаютна дифференциальные входы компараторов 19, 22, 20 и 21 задатчика 1 П,где сравниваются с сигналами соответствующих источников 23, 26, 24 и 25опорных напряжений. Таймер 27 в заданные моменты времени через общуюшину подает на входы стробированиявсех компараторов импульсы, В змости от величин измеряемых парров рабочих процессов задатчик 1осуществляет поиск макс. возможнойП в установившемся режимеИэ выход"ной величины задатчика 1 в сумми1 шем элементе 2 вычитаются разделенные во времени сигналы обратной связи с датчика 7 П и временной обратной связи с выхода упредителя 12. В нем для предсказания П сигналы с датчиков 14 и 15 перемножаются в блоке 13 с входной величиной механизма 5 поворота, являющейся аналогом скорости боковой 421828подачи исполнительного органа, Выходная величина блока 13 пропорциональна установившемуся значению П экскаватора. Постоянные времени инерционного звена 18, объекта 4 управления и датчика 7 П эквивалентны 1 з.п.флы, 1 ил.Изобретение относится к средствам автоматизации производственных процессов и может применяться для автоматизации, в частности, роторных экскаваторов.5Цель изобретения - улучшение динамических процессов койания за счет обеспечения максимального быстродействия контура стабилизации производи 10 тельности и автоматического поиска ее максимально возможных значений с уче" том существующих ограниченийНа чертеже приведена структурная схема устройства.Устройство содержит задатчик 1 производительности, первый суммирующий элемент 2, выход которого связан с входом регулятора 3 скорости поворота роторной стрелы объект 4 управления,20 состоящий из механизма 5 поворота, включающего электропривод, трансмиссию и металлоконструкции верхнего строения экскаватора, ротор 6, включающий электропривод, взаимодействую" щий через рабочее оборудование, участвующее в формировании производительности, с отрабатываемым забоем, датчики производительности 7 и нагрузки 8 приводов ротора и поворота 9, датчики вибрации 10 металлоконструкции30 и нагрузки 11 транспортирующих меха. низмов. Линейный упредитель 12 состоит из блока 13 умножения, входы которого соединены с выходом регулятора 3 скорости поворота стрелы и с датчика ми высоты 14 и толщины 15 .отрабатываемой стружки. Выход блока 13 умножения соединен с вторым суммирующим элементом 16, причем с суммирующим ф входом непосредственно, а с вычитаю щим входом - через блок 17 запаздывания и последовательно установленное 2с ним инерционное звено 18. Постоян" ные времени инерционного звена 18 эквивалентны постоянным времени объекта 4 управления и датчика 7 производительности.Выходы второго суммирующего элемента 16 и датчика 7 производительности соединены с вычитающим входом первого суммирующего элемента 2. Задатчик 1 производительности состоит из компараторов 19-22 по числу контролируемых ограничивающих параметров, Дифференциальные входы каждого из компараторов соединены с соответствующими источниками 23-26 опорных напряжений с датчиками 10, 9, 11 и 8 контролируемых ограничивающих параметров соответственно вибрации металлоконструкций, нагрузки привода поворо" та, нагрузки транспортирующих меха" низмов, нагрузки привода ротора. Вхо-, ды.стробирования всех компараторов соединены общей шиной с таймером 27, Выходы каждого компаратора соединены с одноименными входами логических элементов ИЛИ-НЕ 28 и ИЛИ 29. Выходы этих логических элементов соединены соответственно .с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 30, выход которого соединен с первым суммирующим элементом 2Устройство работает спедующим образомВ первом суммирующем элементе 2 происходит вычитание из,выходной величины задатчика 1 производительности сигнала главной обратной связи с датчика 7 производительности и сигнала временной обратной связи с выхода упредителя 12, Действия главной иф обратных связей разделены во времени. При подаче на вход суммирующего эле 142182855 мента 2 управляющего воздействия сначала действует временная обратная связь в виде упреждающего импульса, а после истечения времени транспортного запаздывания - главная обратная связь. В силу того, что быстродействующий, астатический регулятор 3 охвачен практически безынерционной отрицательной обратной связью, упреж дающий сигнал на выходе линейного упредителя 12 формируется с крутым передним фронтом, .что обеспечивает максимальное быстродействие контура регулирования. По истечении времени 15 транспортного запаздывания начинает появляться сигнал главной обратной связи, нарастающий в соответствии с инерционностью объекта 4 управления И датчика 7 производительности. Но 20 по этому же закону и к этому же времени начинает уменьшаться сигнал временной обратной связи и суммарное действие обеих обратных связей остается неизменным. Необходимая длитель25 ность и плавность снятия упреждающего сигнала достигаются тем, что во втором суммирующем элементе 16 происходит вычитание из величины упреждающего сигнала этой же самой величины, но 30 задержанной в блоке 17 запаздывания на время транспортного запаздывания и преобразованной в инерционном зве,не 18 в соответствии синерционностью объекта 4 управления и датчика 7 про- З 5 изводительности.Предсказывание производительности осуществляется следующим образом. Величины высоты и толщины отрабатываемой ьгр 7 жки, определяемые датчиками . 40 14 и 15, перемножаются в блоке 13 умножения с входной величиной механизма 5 поворота, являющейся аналогом скорости боковой подачи исполнительного органа в установившемся режиме, 45 Таким образом, выходная величина блока 13 умножения пропорциональна установившемуся -значению производительности роторного экскаватора.Параметры рабочего процесса, доступные контролю, измеряются с помощью датчиков нагрузки 8 приводов ротора, поворота 9, нагрузки 11 транспортирующих механизмов, вибрации 10 металлоконструкций, Выходные усредненные сигналы этих датчиков поступают на дифференциальные входы компараторов 22, .20, 19 и 21, где.сравниваются с сигналами соответствующих источников 26, 24, 23 и 25 опорныхнапряжений, Таймер 27 в заданные моменты времени через общую шину подаетна входы стробирования всех компараторов импульсы. Если в это время величина измеряемого параметра меньшевеличины опорного напряжения, то навыходе этого компаратора выдаетсясигнал "0", в противном случае "1"В том случае, когда задание на выходе задатчика 1 занижено, выходныесигналы всех датчиков 8-11 по величине ниже соответствующих опорных напряжений и на выходе всех компараторов 19-22 и на одноименных входахлогических элементов ИЛИ-НЕ 28 и ИЛИ29 выдаются сигналы "0". При этом навыходе логического, элемента ИЛИ-НЕ 28появится сигнал "1", который просуммируется с содержимым реверсивногосчетчика 30, и выходная величина, задатчика 1 повысится на один шаг.В соответствии с новым заданиемустановится новое повышенное значениепроизводительности роторного экскаватора, Если этого повышения недостаточно и опять ни один,из контролируемых параметров не достигнет предельно допустимого уровня, определяемогоисточниками опорных напряжений, приследующем такте стробирования задание производительности повысится ещена один шаг,При достижении хотя бы одним изконтролируемых прраметров предельнодопустимого значения, величина этогопараметра превысит опорное. напряжение на соответствующем компараторе и1 1на его выходе появится сигнал 1При этом на логических элементах ИЛИНЕ установится сигнал "0", а на эле"менте ИЛИ - "1" и из содержимого реверсивного счетчика 30 вычтется "1",что приведет к снижению.,производительности, Таким образом осуществитсяавтоматический поиск максимально возможной производительности в устано"вившемся реюме,Формула изобрет ения1. Устройство для автоматического управления процессом копания роторного экскаватора, содержащее задатчик производительности, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к входу регулятора скорости поворота1421828 Составитель Л, ВиноградовРедактор А. Козориз Техред Л.Олийнык Корректор И. Муска ме аТираж 637 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Заказ 4394/28 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Якгород, ул, Проектная, 4 роторной стрелы, к второму входу первого сумматора подключен выход второго сумматора, а выход датчика производительности подключен к третьемувходу первого сумматора, датчик на"грузки и блок запаздывания, о т -л и ч. а ю щ е е с я . тем, что, с целью улучшения динамических процессов,оно снабжено датчиками высоты и толщины стружки, датчиком вибрации металлоконструкции, датчиками нагрузкиприводов поворота и транспортирующегомеханизма, блоком умножения, инерционным звеном таймером и четырьмяисточниками опорных напряжений, выходы которых подключены соответственнок первому, второму, третьему и четвертому входам задатчика производительности, к пятому входу которогоподключен таймер, а к шестому, седьмому, восьмому и девятому входам подключены соответственно датчик вибрации металлоконструкции, датчик нагруэ"ки привода поворота, датчик нагрузкитранспортирующего механизма и датчикнагрузки привода ротора, а выход регулятора скорости поворота роторнойстрелы подключен к первому входу блока умножения, к второму и третьемувходу которого подключены датчики высотыи толщины стружки, а выход блока умножения подключен к первому входу второго сумматора и к входу блока запаздывания, выход которого через инерционное звено подключен к второму входу второго сумматора.2. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматического поиска максимально возможной производительности с учетом существующих ограничений, эадатчик производительности состоит из четырех компараторов, элемента ИЛИ-НЕ,. элемента ИЛИ и реверсивного счетчика, выход которого подключен к выходу за" датчика производительности, а первые входы компараторов подключены соот", ветственно к первому, второму, тре тьему и четвертому входам задатчика производительности, вторые входы компараторов объединены и подключены к пятому входу задатчика производительности, а третьи входы компараторов подключены соответственно к шестому, седьмому, восьмому и девятому входам задатчика производительности, а выходы компараторов подключены соответственно к первым, вторым, третьим и четвертым входам элементов ИЛИ-НЕ и ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам ,реверсивного счетчика.