Устройство автоматического регулирования скорости подачи угледобывающей машины

АНИ 93 Союз Советских Социалистических Республик3.82. Бюллетень,а бликован елам изобретеии и открытий ликования описания 25.03.82 Дата оп(72) Автор изобретени А. С.Меняилснк ммунарский горно-металлургический инстГтут"-"-,(71) Заявите 1) УСТРОИСТВО АВТОМАТИг 1 ЕСКО ГО Р Е ГУЛ И РОВАН ИСКОРОСТИ ПОДАЧИ УГЛЕДОБЫВА)О 1 ЦЕ)" МЛЦ 1 ИНЫ томатичесИзобретение относится к авкому управлению режимом работы горных машин.Известно устройство для автоматического регулирования скорости движения угледобывающей машины, содержащее датчик газовой концентрации, усилитель, фильтр низких частот, управляющий элемент, исполнительный механизм, схему выбора, блок программного регулирования, генератор экспоненциальных функций и коммутатор 1.Недостатком данного устройства является программное регулирование скорости движения угледобывающей машины, которое не позволяет точно поддерживать заданную концентрацию метана в атмосфере очистного забоя, что приводит к снижению производительности угледобывающей машины.Наиболее близким к предлагаемому является устройство автоматического регулирования скорости подачи угледобывающей машины, содержащее регулятор скорости подачи, включающий датчик скорости подачи, задатчик скорости подачи, элемент сравнения, усилитель и сервопривод, датчик метана, задатчик метана, сумматор, блок деления,управляемый однополярный интегратор, усилитель и диод 12 .Такое устройство имеет следующие не;достатки.Подстройка контура регулирования го ме тану на изменение параметров атмосферыочистного забоя производится изменением коэффициента передачи управляемого однополярного интегратора, но этим не достигается полная подстройка контура.В качестве контролируемого параметраатмосферы очистного забоя используется статический коэффициент усиления, который определяется отношением концентрации метана к скорости подачи на блок деления,Изменение этого коэффициента приводитк изменению полного коэффициента усиления контура регулирования по метану, что может привести к появлению колебаний скорости подачи и концентрации метана, а также к нарушению устойчивости системы регулирования.Изменение же коэффициента передачиоднополярного интегратора в зависимости от статического коэффициента усиления атмосферы очистного забоя не обеспечивает требу 9129303емого изменения полного коэффициента усиления контура регулирования по метану, таккак сам интегратор является инерционнымзвеном,Это приводит к тому, что при изменениипараметров атмосферы очистного забоя происходит перерегулирование концентрации метана, чем снижается безопасность веденияочистных работ.Определение статического коэффициента усиления атмосферы очистного забоя производится путем деления на делительномэлементе сигнала от датчика метана к сигналу от датчика скорости подачи, но так каксигнал на выходе датчика метана колеблется в области установившегося значения, задаваемого уставкой по метану, то и величинана выходе блока деления будет колебаться,что приводит и к колебаниям коэффициентаг срсдачи одцсгцолярного управляемого интегратора, а это Вызывает колебания скоростиподачи и концентрации метана, чем снижается безопасность ведения очистных работ ипроизводительности угледобывающей машиПеререгулирование концентрации метанав атмосфере очистного забоя, из-за того, чтоне учитывается изменение динамических характеристик атмосферы при изменении скорости движения воздуха через очистной забой.Изменение скорости воздушного потокав очистном забое происходит в результатеизменений в общешахтной вентиляционнойсети, изменения сечения очистного пространства, утечек и др.Скорость воздушного потока изменяетпроцесс выделения метана из угля.11 ель изобретения - повышение точности за счет снижения величины перерегулировация концентрации метана.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено датчиком скорости воздушцого потока, фильтром, дополнительнымусилителем и низкочастотным фильтром, приэтом выход датчика скорости воздушного погока подключен через последовательно вк.почеццые фильтр и дополнительный усилительца управляемый вход однополярного управляс.мсно интегратора, а выход датчика скорости подачи через низкочастотный фильтрподключен ца первый вход блока деления,второй вход которого подключен к задатчику метана, цри этом усилитель выполнен управляемым, а его управляемый вход подключен к выходу блока деления.Е 1 а чертеже представлена блок-схема устроиства,Угледобывающая машина 1 оснащена регулятором скорости подачи 2, состоящим изда гчика скорости 3, подкГючецным своимВходом к угледобывающей машине 1, а выходоц к элементу сравнения 4, подключенногосвсим Выходом к усилителю 5, воздействую 4щему ца сервопривод 6, выход которого связан с угледобывающей машиной 1.На второй вход элемента сравнения 4 подключена установка 7 по скорости подачи.Угледобывающая машина 1 воздействует на атмосферу очистного забоя 8, концентрация метана в которой измеряется датчиком метана 9, выход которого через сумматор 10 подключен к параллельно соединенным управляемому однополярцому интегратору 11 с однополярным выходом и управляемому усилителю 12 с последовательно соединенным диодом 13.Выход интегратора 11 и усилителя 12 через диод 13 связаны с элементом сравнения 4 регулятора 2.Уставка 14 допустимой концентрации метана подключена на второй вход сумматора 10 и на вход блока деления 15.На второй Вход блока деления 15, через последовательно включенный низкочастотный фильтр 16, подкл 1 очен выход датчика скорости 3. а выход блока деления 15 соединен с управляемым входом усилителя 12,Выход датчика скорости воздушного потока 17, через последовательно включенные фильтр 18 и дополнительный усилитель 19, подключен ца управляемый вход интегратора 11.Устройство работает следующим образом,Концентрация метана в атмосфере очистного забоя 8 измеряется датчиком метана 9, сигнал которого поступает ца сумматор 10, где сравнивается с сигналом уставки 14, соответствующим требуемому уровню концентрации метана В атмосфере очистного забоя.При концентрации метана ниже заданной уставки, сигнал рассогласовацич имеет отрицательный знак и ца элемент сравнения 4 не проходит.Регулирование скорости подачи осуществляется регулятсром 2. Сигнал от датчика скорости 3 поступает ца элемент сравнения 4, где сравнивается с.сигналом уставки 7 по скорости. Сигнал рассогласования подается через усилитель 5 ца сервопривод 6, который в зависимости От знака рассогласования уменьшает или увеличиваег скорость подачи угледобывавщей машины.При повыц,еции концентрации метана выше заданной уставки 14, сигнал рассогласоВаций через интегратор 11 и усилитель 12 поступает ца элемент сравнения 4. Знак сигнала вьорац таким образом, что регулятор 2 уменьшает скорость подачи машины 1. что Влечет снижение концентрации метана,На управляемый вход усилителя 12 поступает также сигнал с блока деления 15. Блок деления определяет отношение заданной концентрации метана (уставки 14 к ссглажеццому низкочастотным фильтром 6 сигнал датчика 3 скорости подачи.912930 го И 30 35 формула иаобретеназ 5На выходе блока деления 13 образуется сигнал, величина которого равна статическому коэффициенту усиления атмосферы очистного забоя, в зависимости от величины этого коэффициента изменяют коэффициент уси. ления усилителя 12. Большему сигналу навыходе блока деления 13 соответствует меньшее значение коэффициента усиления усилителя 12. Это позволяет производить самоподстрой. ку (адаптацию) параметров системы регулирования на изменение характеристик атмосферы очистного забоя, что устраняет появление колебаний скорости подачи и перерегулирований концентрации метана в установившемся режиме и ведет к повышению безопасности очистных работ. Параллельное соединение управляемого однополярного интегратора 11 и управляемого усилителя 12 позволяет соединить статические свойства интегрирующего звена с быстродействием усилительного. Параметры звеньев могут быть выбраны таким образом, чтобы при малых рассогласованиях существенную роль играло усилительное звено, а при больших - интегрирующее и чтобы в установившемся режиме работы колебания скорости подачи и концентрации метана возле выемочной машины отсутствовали.При ведении очистных работ изменяется скорость воздушного потока в очистном забое, что вызывается изменениями в обще- шахтной вентиляционной сети, изменением поперечного сечения забоя, утечками и др.Колебания скорости воздушного потока в очистном забое влияют на процесс выделения метана из угля, чем изменяются статические и динамические характеристики атмосферы очистного забоя, а это требует корректировки параметров системы регулирования. Для этого измеряют скорость воздушного потока датчиком скорости воздушного потока 17, сигнал которого проходя через последовательно включенные фильтр 18 и усилитель 19, подается на управляемый вход однополярного интегратора 11.В зависимости от величины этого сигнала изменяется коэффициент передачи интегратора 11, чем больше сигнал, тем больше коэффициент передачи. Это позволяет уменьшить перерегулирование концентрации метана и скорости подачи при переходных процессах и различных скоростях движения воздуха в очистном забое.0Коэффициент усиления усилителя 19 выбирается исходя из степени влияния скорости воздушного потока на динамические характеристики атмосферы очистного забоя.Фильтры 16 и 18 отфильтровывают быст рые изменения скорости подачи и скорости воздушного потока, вызванные их кратковременными всплесками. 6Технико-экономическими преимуществами данного устройства являются более полная подстройка контура регулирования по метану на изменения статического коэффициента усиления атмосферы очистного забоя, за счет того, что при изменении этого коэффициента изменяет коэффициент усиления управляемого усилителя, таким образом, что полный коэффициент усиления остается постоянным. Это позволяет снизить величину перерегулирования концентрации метана, чем повышается безопасность ведения очистных работ.Отсутствуют колебания скорости подачи и концентрации метана вызванные изменением сигнала на выходе блока деления при определении статического коэффициента усиления атмосферы, так как в данном устройстве статический коэффициент усиления атмос- Ч.еры определяют делением уставки по метану на сглаженный низкочастотный фильтром сигнал от датчика скорости угледобывающей машины. Этим также снижаются перерегулнрования концентрации метана, что повышает безопасность ведения очистных работ.Уменьшение перерегулирования концентрации метана в атмосфере очистного забоя при изменении динамических характеристик атмосферы очистного забоя, вызванных изменением скорости движения воздуха через очистной забой, за счет того, что измеряют скорость движения воздушного потока датчиком скорости и в зависимости от последней изменяют коэффициент передачи управляе.мого однополярного интегратора.Предлагаемое устройство может быть ис пользовано для управления угледобывающей машиной по газовому фактору при разработке угольных пластов с высокой газообильностью. Устройство автоматического регулирования скорости подачи угледобывающей машины, содержащее регулятор скорости подачи, включающий датчик скорости подачи, задатчик скорости подачи, элемент сравнения, усилитель и сервопривод, датчик метана, задатчик метана, сумматор, блок деления,и однополярныи управляемыи интегратор, усилитель и диод, отличаюшееея тем. что, с целью повышения точности за счет снижения величины перерегулирования концентрации метана, оно снабжено датчиком скорости воздушного потока, фильтром, дополнительным усилителем, низкочастотным фильтром, при этом выход датчика скорости воздушного потока подключен через последовательно включенные фильтр и дополнительный усилитель на управляемый вход однополярного управляемого интегратора, а выход датчика ско912930 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР4 б 2930, кл. Е 21 С 35124, 1975.2; Авторское свидетельство СССР5 бб 932, кл. Е 21 С 3524,977 (прототип,. СоставительТехред А. БойТираж 624сударственного комм изобретений иа, Ж - 35, Раушсктент, г. Ужгород,Н. Чижкас р Н. Кишту,35644ВН М Коста Ееда к Заказ ИПИ Г по делаМоскв ПП П 11303филиал рости подачи через низкочастотный фильтр подключен на первый вход блока деления, второй вход которого подключен к задатчику метана, при этом усилитель выполнен управляемым, а его управляемый вход подключен к выходу блока деления. икова Корректор Подписное итета СССР открытий я наб д 4/5 ул. Проектная