Способ управления движением ковша драглайна при копании и устройство для его осуществления

Бто К 1где Б, (1) заданное усилие тя говых канатов в прсцессе копания,начальное усилие тя" говых канатов, которое выбирают равным 45 сопротивлению резания грунта Р на заРданной глубине копания (в зависимостиот категории разра батываемых грунтов Рр (Оф 2 Оф) Бт стоп стопорное усилиетяговых канатов; Бто т. стою ф 5 коэффициент, характеризующий интенсивность приращения усилия тяговых канаБтк Бто К = -1.Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для автоматизации управления рабочим оборудованием экскаватора-драг 5 лайна в процессе копания.Цель изобретения - повышение производительности экскаватора-драглайна и снижение динамических нагрузок на его рабочее оборудование и меха низмы в процессе копания.Согласно способу управления движением ковша драглайна при копании, включающему измерение пути копания, измерение усилий в подъемных и тяго вых канатах, измерение рассогласования между усилиями в подъемных и тяговых канатах и их заданными значениями и формирование заданного изменения усилия в подъемных канатах для 20 управления процессом копания, дополнительно формируют программу заданного изменения усилия тяговых канатов в зависимости от длины пройденного ковшом пути копания, а формирование заданного изменения усилия в подъемных канатах производят в зависимости от величины рассогласования между заданным программным и фактическим усилием тяговых канатов на З 0 протяжении всего процесса копания, при этом программу заданного изменения усилия тяговых канатов в зависимости от длины пройденного ковшом пути копания формируют по сле дующей зависимости; тов в процессе копания от начальногоБ, до конечногозначения Б т.на заданном пути копания 1.;Б - конечное усилие тяткговых канатов (взависимости от категории разрабатываемых грунтов Бт=(О 17 О 19) Бт ст п ) ф1. - заданный путь копа"кния (в зависимостиот категории грунтов Ьн=(2-.5)1 ковгде 1,о - длина.ковша);1 - текущее значение пути копания.Способ управления движением ковша драглайна при копании осуществляют следующим образом.Перед началом работ, в зависимости от категории разрабатываемых грунтов, задают начальное Б и конечное Б значения усилия тяговых канатов и длину пути копания Ь.В процессе копания измеряют текущую длину пути копания, Формируют программу заданного изменения усилия тяговых канатов в зависимости от длины пройденного ковшом пути копания от начального значения усилия тяговых канатов Б в начале процесса копания до конечного значения усилия тяговых канатов Бт в конце заданного пути копания 1. по линейной зависимости. Измеряют фактическое усилия тяговых канатов в процессе копания. Измеряют рассогласование между заданным программным и фактическим усилием тяговых канатов на протяжении всего процесса копания и в зависимости от величины этого рассогласования формируют заданное изменение усилия в подъемных канатах на протяжении всего процесса копания. Измеряют фактическое усилие . подъемных канатов в процессе копания. Измеряют рассогласование между заданным и фактическим усилием подьемных канатов и в зависимости от величины этого рассогласования формируют управляющее воздействие, которое подают на вход электропривода подъемной лебедки для управления процессом копания, 133374520 На фиг, 1 представлена блок-схема устройства, реализующего данныйспособ; на фиг. 2 - функциональнаясхема программного блока 14,5Устройство для управления движением ковша драглайна при копании включает рабочее оборудование в виде ковша 1, подвешенного на подъемных 2и, тяговых 3 канатах, двигатель 4 10подъемной лебедки 5 и двигатель 6тяговой лебедки 7. Двигатели 4 и 6управляются блоками 8 и 9 регулирования скорости подъемной и тяговойлебедок. На вход блока регулирования 8 подается сигнал управления отрегулятора 10 натяжения подъемныхканатов, на первый вход которого подается сигнал с выхода датчика 11натяжения подъемных канатов, а навторой вход - сигнал с выхода регулятора 12 натяжения тяговых канатов,Входные сигналы к регулятору 12 натяжения тяговых канатов поступают отдатчика 13 натяжения тяговых канатов и от программного блока 14, входкоторого через датчик 15 пути копания подключен к якорной цепи двигателя 6, причем программный блок 14включает в себя сумматор 16, потенциометр 17 задания начального усилиятяговых канатов и потенциометр 18задания коэффициента приращения усилия тяговых канатов в процессе копания. 35Устройство работает следующим образом.Перед началом работ машинист задает программу регулирования усилиятяговых канатов 3 в программном блоке 14, устанавливая в зависимости откатегории разрабатываемых грунтов потенциометром 11 начальное усилие тяговых канатов Б , и потенциометром18 коэффициент К приращения усилия 45тяговых канатовв процессе копанияот начального Б до конечного знаточения Бна заданном пути копания 1После опускания ковша 1 в точку 50начала копания, машинист включаетустройство. При этом командоаппаратручного управления скоростью подъемной лебедки 5 отключается от электропривода подъемной лебедки 5, а сигнал заданного усилия подъемных канатов Б, поступающий на второй входрегулятора 10 натяжения подъемных канатов с выхода регулятора 12 натяжения тяговых канатов, пропорционаленнекоторому начальному усилию подъемных канатов Б (например, несу уп"ряжи ковша) . Затем машинист начинает процесс копания, устанавливая командоаппаратом ручного управленияскоростью тяговой лебедки 7 желаемую скорость движения тяговых канатов 3.В начале процесса копания придвижении ковша вдоль забоя с заданной скоростью происходит заглубление ковша в грунт на заданную толщину стружки под действием собственного веса. Заглубление происходит дотех пор, пока сигнал фактическогоусилия натяжения тяговых канатовБ,(1 ), поступающий на первый входрегулятора 12 натяжения тяговых канатов с .выхода датчика 13 натяжениятяговых канатов, не превышает сигналзаданного усилия тяговых канатовБ т ьа (1), поступающий на второйвход регулятора 12 натяжения тяговыхканатов с выхода программного блока14, т,е. пока рассогласование между,заданным программным и фактическимзначениями усилия тяговых канатов Еимеет положительное значение ( Е =Бт.зад(1 к) Бт(1 к) 7 О), После достижения ковшом заданной глубины копания, т.е, возрастания усилия тяговых канатов до заданного значения,стабилизация заданного усилия тяговых канатов осуществляется путем регулирования усилия подъемных канатов2 на основании сигнала задания усилия подъемных канатов Б, поступающего на второй вход регулятора10 натяжения подъемных канатов. с выхода регулятора 12 натяжения тяговых канатов, следующим образом. Вслучае, если фактическое усилие тяговых канатов в процессе копания превысило заданное значение Я(1)Ъ(ковш черезмерно заглубился или встретил препятствие), т.е, рассогласование между заданным и фактическим значением усилия тяговых канатов имеет отрицательное значение ( бБт за (1 к)-Бт(1) 40), регулятор 12натяжейия тяговых канатов формируетсигнал заданного усилия натяженияподъемных канатов Б для регуляо задтора 10 натяжения подъемных канатовпо законус 1 ЕБ =Я +К ЕК ЕЙСК 9 - ,пзад Оо л и Ф асо35 где Б " заданное усилие подъем"задних канатов;Б, - начальное усилие подьемных канатовГ величина рассогласования5между заданным и фактическим значением усилиятяговых канатовК,К,К - соответственно коэффициенты пропорцйональной,интегральной и дифференциальной составляющихПИД - регулятора натяжения тяговых канатов (взависимости от конкретных условий настройкирегулятора Кд и К могутпринимать нулевые значения),20Натяжение подъемных канатов увеличивается, и ковш приподнимаетсядо тех пор, пока усилие в тяговыхканатах не сравняется с заданным.Если после подъема ковша усилие тяговых канатов оказалось меньше заданного (что бывает после обходанепреодолимого препятствия), заданное усилие подъемных канатов сноваравно начальному усилию Б, и ковшзаглубляется на заданную глубину поддействием собственного веса. Такимобразом обеспечивается стабилизация заданного усилия тяговых канатов в процессе копания.При движении ковша в забое навход программного блока 14 поступаетсигнал с выхода датчика 15 пути копания, увеличивающийся пропорционально пройденному ковшом пути копания,под воздействием которого программный блок 14 формирует сигнал задания для регулятора 12 натяжения тяговых канатов, обеспечивающий увеличение усилия в тяговых канатах в Функции пути копания для компенсациивозрастающего сопротивления грунтакопанию, обусловленному увеличениемсил трения ковша.о грунт, под воздействием возрастающей массы ковшаи сил сопротивления перемещению призмы волочения и грунта в ковше, Этимобеспечивается постоянная толщинастружки в процессе копания.После заполнения ковша (оценивается машинистом визуально) машинистпереводит командоаппараты ручногоуправления скоростью подъемной и тяговой лебедок в нужное для транспортирования ковша положение и отключает устройство.Формула и з о б р е т е н и яи1. Способ управления движением ковша драглайна при копании, включающий измерение пути копания, измерение усилий в подъемных и тяговых канатах, измерение рассогласования между усилиями в подъемных и тяговых канатах сих заданными значениями и формирование заданного изменения усилия в подъемных канатах для управления процессом копания, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности экскаватора-драглайна.и снижения динамических нагрузок на его рабочее оборудование и механизмы, в процессе копания формируют программу заданного изменения усилия тяговых канатов в зависимости от длины пройденного ковшом пути копания, формируют заданное изменение усилия в подъемных канатах в зависимости от величины рассогласования между заданным программным и Фактическим усилием тяговых канатов на протяжении всего процесса копания, при этом программу заданного изменения усилия тяговых канатов в зависимости от длины пройденного ковшом пути копания формируют по следующей зависимости:где Б,(1) - заданное усилиет. задтяговых канатовв процессе копания; Б р - начальное усилие тяговых канатов; Бтк БтоК = - коэффициент, харак 1,.териэующий интенсивность приращенияусилия тяговых канатов в процессе копания от начальногоБ до конечногоБ на заданном пути копания 1,1 - текущее значение .пути копания,2Устройство для управления движения ковша драглайна при копании,содержащее двигатели подъемной итяговой лебедок, соединенные с блоками регулирования скорости подъем1333745 Составитель О.КапканеРедактор М.Недолуженко Техред М.Дидик орректор М Шар Заказ 3929/25ВНИИПИ Гос Тираж 606 рственногообретений и Ж, Рау одписное комитета СССРоткрытийская наб., д. 4/ по делам и 3035, Москваредприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Производствен олиграфическ ной и тяговой лебедок, регуляторнатяжения подъемных канатов, соединенный с блоком регулирования скорости Подъемной лебедки, регуляторнатяжения тяговых канатов, датчикинатяжения подъемных и тяговых канатов, вход которых соединен с подъемными и тяговыми канатами, а выход -подключен к регуляторам натяженияподъемных и тяговых канатов, датчикпути копания, вход которого соединенс двигателем тяговой лебедки, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что оноснабжено программным блоком, входкоторого соединен с выходом датчикапути копания, а выход подключен квторому входу регулятора натяжениятяговых канатов, при этом выход регулятора натяжения тяговых канатовсоединен с вторым входом регуляторанатяжения подъемных канатов, а программный блок состоит иэ сумматора, источника опорного напряжения, потенциометра задания начального усилия тяговых канатов ипотенциометра задания коэффициентаприращения усилия тяговых канатов впроцессе копания, причем к входу потенциометра задания начального уси лия тяговых канатов подключен источник опорного напряжения, а еговыход соединен с первым входом сумматора, выход потенциометра заданиякоэффициента приращения усилия тяго 15 вых канатов в процессе копания подключен к второму входу сумматора,вход потенциометра задания коэффициента приращения усилия тяговых канатов в процессе копания является 20 входом программного блока, а выходсумматора является его выходом.