Способ управления двухбарабанным ленточным конвейером

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2864 59 4 В 65 6 43/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Криворожский горнорудный институт (72) В. М. Назаренко и Н. Д. Мицная (53) 621.867.2 (088.8)(56) Запенин И. В., Бельфор В. Е. и др. Моделирование переходных процессов ленточных конвейеров. М.: Недра, 1976, с. 4.Назаренко В. М. Построение оптимизированных на динамичность систем управления ленточными конвейерами. - Известия ВУЗов. Горный журнал, 1980,3, с. 89 - 92. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХ- БАРАБАННЫМ ЛЕНТОЧНЫМ КОНВЕЙЕРОМ(57) Изобретение относится к области конвейерного транспорта и позволяет с высокой точностью управлять конвейерной установкой во время протекания динамических режимов. Для этого осуществляют компенсацию колебаний (К) бегового органа, обусловленных взаимовлиянием приводов конвеиера. В зависимости от изменения грузопотока изменяют частоту вращения (ЧВ) электродвигателей (ЭД) приводных барабанов.При этом компенсируются инерционности и К по главным каналам. Для компенсации взаимовлияния ЭД приводов конвейера для каждого ЭД формируют корректирующий сиг нал. Сначала находят сумму инвертированного сигнала ЧВ одного ЭД и сигналов, обусловленных статическим и тяговым усилиями. Затем определяют отношение этой суммы к сигналу составляющей ЧВ другого ЭД, обусловленной его тяговым усилием, Сформированные корректирующие сигналы создают в главных каналах К, находящиеся в противофазе с К, вызванными взаимо- с влиянием приводов. Выходные величины (ЧВ ф приводов) каждого полученного независимо у р го канала управления приводом каждого %ф Ф приводного барабана прямо пропорциональ- С ны управляющим сигналом. 3 ил.1286474 Частоты вращения приводных барабанов,выраженные через передаточные функции структурной схемы конвейера, могут быть представлены в общем виде так (см. фиг. 1): (Р)ф Ъ(Р)+ Ест(Р) -%ст(Р) ж(Р)= Г(Р)%л(Р)+ Ггде Р (Р), Р (Р) - приложенные усилиясо стороны приводныхдвигателей;статические усилия состороны нагрузки наприводных барабанах;Ю .,(Р), %,. (Р)передаточные функции, описывающие колебания в гибком тяговом органе при ступенчатом приложениистатической нагрузки;передаточные функции, описывающие колебания в ленте поглавным каналам и вперекрестных связях,выражающих взаимовлияние приводов приизменении управляющих воздействий;Х(Р), Х(Р) - перемещения в соотствующих точках,Устройство, реализующИе способ управления двухбарабанным конвейером 1,включает системы автоматического управления электроприводами двух приводныхбарабанов, на каждом из которых последовательно подключены двигатель 2, преобразователь 3, блок 4 регуляторов и соединенный с ним через сумматор 5 блок 6компенсации колебаний в ленте, вызванныхвлиянием соседнего приводного барабана,а также задатчик 7 интенсивности (фиг, 3).%П( ) %22( )%(Р), % (Р) Б состав блока 4 регуляторов входят последовательно соединенные адаптивный регулятор тока 8, сумматор 9, к которому подключен датчик 10 тока, образующие узел 11 компенсации инерционности и колебаний гибкого тягового органа в главном канале два пропорционально-интегральных (ПИ) регулятора скорости 12 и 13 и сумматор 14.Блок 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных влиянием соседнего приводного барабана, состоит из усилителя 15, сумматора 16, делителя 17 и интегратора 18. Усилитель 15 подключен к сумматору 16 и к второму входу (знаменатель) делителя 17,1Изобретение относится к области автоматического управления двухба раба иным и ленточными конвейерами.Целью изобретения является повышение точности управления конвейерной установкой во время протекания динамических режимов путем компенсации колебаний тягового органа.Эта цель достигается тем, что компенсируют колебания, обусловленные взаимовлиянием приводов конвейера, путем формирования на входе САУ корректирующих сигналов, создающих в главных каналахь (Р)= Г (Р)%и(Р)+ Гг структурной схемы конвейера колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями в перекрестных связях.На фиг. 1 представлена структурная схема конвейера как объекта регулирования; на фиг. 2 - структурная схема устройства, реализующего способ; фиг. 3 - функциональная схема этого устройства.(1 ) Я(1 ) + ст(1 ) Юст(Р)который находится в аналогичном блоке 6 системы управления приводом соседнего барабана. Интегратор 18 также подключен к сумматору 16, выход последнего соединен с первым входом (числитель) делителя 17, с помощью которого весь блок 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных влиянием соседнего приводного барабана, соединен с сумматором 5.Датчик 19 частоты вращения подключенк сумматорам 5, 9, 14 и 16 и к задатчику 7 интенсивности, выход которого соединен с усилителем 15 и сумматором 5.Кроме того, устройство снабжено блоками и датчиками, общими для систем управления приводами обоих барабанов.Датчик 20 момента инерции подсоединен к сумматорам 5 и 14 каждого приводного барабана. К сумматорам 5 подключены также блок 21 перераспределения нагрузки между приводными барабанами и блок 22 выделения статического усилия, который, кроме того, соединен с блоками 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных взаимовлиянием приводных барабанов, путем подключения к интеграторам 18.Конвейерные весы 23 подключены к задатчикам 7 интенсивности.40 Способ осуществляется следующим образом.Сигнал, снимаемый с конвейерных весов23 и пропорциональный количеству поступающего на конвейер 1 грузопотока, является величиной задания скорости ленты кон вейера 1 и подается на входы систем управления приводами каждого барабана через задатчики 7 интенсивности, что позволяет производить формирование задающего сигнала согласно требованиям технологии и с учетом предельно допустимых значений ускорений транспортных установок.Двукратное применение видоизмененногопринципа подчиненного регулирования,на каждом приводном барабане (блоки 4 регуляторов) позволяет свести передаточныефункции электрической части системы, состоящей из приводных двигателей каждого барабана 2, преобразователей 3 и блоков 4 регуляторов, в совокупности с главными1286474 гателя 2, можно свести к пропорциональному звену 1/К.= К.Передаточная функция узла 11 компенсации инерционности и колебаний гибкоготягового органа в главном канале и передаточная функция этого главного каналаструктурной схемы конвейера 1 практически взаимно уничтожаются, чем здесь идостигается компенсация инерционности и колебаний в ленте. Но благодаря наличию вза 10 имовлияния приводных барабанов, выраженного перекрестными связями в структурной схеме конвейера (фиг. 1), передаточная функция узла 11 в САУ приводом одногобарабана оказывается последовательно соединенной с передаточной функцией, выражающей механическое влияние этого барабана на соседний (фиг. 2).Следовательно, помимо устранения вза+имовлияния приводных барабанов, обусловленного их механической связью посредством гибкого тягового органа, производяткомпенсацию взаимовлияния, вызванноговведением узлов 11 компенсации инерционности и колебаний гибкого тягового органапо главным каналам на каждом приводномбарабане конвейера 1,Поэтому выражения для скоростей можнопредставить в следующем виде:у к 2(Р)%2(Р) + Ест (Р)%ст (Р)т.к. (Р) %2 (Р) + Ест., (Р) %ст. (Р),0 сти и колебаний по главнымканалам. 2 ТР 2+ 2 Т циент об где тсюда Р - 3 з Р К -1 32 (Р) К 2%ук 2( 12(Р нахо(см. одимо ЕстР)%с., Р су Р + 3 ю Р 2(Р) К 2- Р + 1-)з 2 Р К 2 1)з (Р) К 45 плавно, м и %-,(Р) звеньям 1/ нение ста- И на вход роисходит сигналы:интегрирующиморректирующие ожно свести /11 Р и 1/12 Р. ы САУ подаю%., (Р) да изме йера п- оу Р 1.)з Р К+)К н) и на первый ба- %у.к. ( (на второй барабан).Указанные корректиру дают в главных каналах дяшиеся в противофазе с ванными взаимовлиянием ектирующего сигбарабане сигнал ического усилия р 18 складывают датчика 7 интенДля формирования коррнала на первом приводномс блока 22 выделения стапропускают через интегратос сигналом задания 3 з с за гналы созния, нахоиями, вызв. щие си колеба олеба ривод каналами механической части, выраженными передаточными функциями %11(Р) и %22 (Р) структурной схемы конвейера (фиг. 2), к полиномам с передаточными функциями, близкими к усилительным звеньям.Узел 11 компенсации инерционности и колебаний гибкого тягового органа в главном канале, будучи подключенным на одном приводном барабане, оказывает влияние на динамику переходного процесса на другом барабане (фиг; 2). С помощью адаптивного регулятора 8 тока производится компенсация электромагнитной постоянной времени. Поэтому передаточная функция оптимизированного замкнутого контура тока имеет вид Кт = коэффи ратнои связи потоку;Т - сумма нескомпенсированных постоянных времени.Пренебрегая величиной Т, контур тока, в который входят последовательно соединенные.передаточные функции адаптивного регулятора 8 тока, преобразователя 3, двиу (Р) = 1-1 з 1(Р) К+ 1-1 з 2(Р) К 2% оэ 2(Р) = 1 з 2(Р) К 2 +з 1(Р) К% где %у(Р) - передаточная функция узла З11 компенсации инерционно%у.к.(Р) %21 (Р) - Поскольку эти передаточные функции дятся параллельно главным каналам фиг. 2), то для их компенсации необх- %у.к.,(Р)%2(Р) =%У" (Р)%21( ) -аличие в главных каналах корректирующих сигналов:1286474 10 15 20 25 30 35 40 Формула изобретения 45 50 55 5снаностн, умноженным на коэффициенты Рпропорциональности К - (уснлн.айаг(р(тель 15), вычитают сигнал с датчика 19частоты вращения и делят с помощью делителя 17 на сигнал задания на втором приводном барабане, умноженный на коэффиегг Рцнент пропорцнональностн Кг= (усн.гг(Р(литель 15 на втором приводном барабане).Формирование корректирующего сигнала на втором приводном барабане производится аналогично. Обратные связи должны быть осуществлены по всем выходнымкоординатам скорости.Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.Конвейерные весы 23 измеряют погонную нагрузку конвейера 1,Сигнал с конвейерных весов 23 подаетсяна задатчик 7 интенсивности САУ приводомкаждого приводного барабана,В каждый задатчик 7 интенсивностизаводят отрицательную обратную связь почастоте вращения (в задатчике 7 интенсивности производят сравнение сигнала с конвейерных весов 23 с сигналом с датчика 19частоты вращения, пропорциональным текущему значению частоты вращения электродвигателя на приводном барабане).Сформированный в задатчике 7 интенсивности сигнал задания 1.)э, складываясь всумматоре 5 с корректирующими сигналами,поступающими с датчика 19 частоты вращения, с датчика 20 момента инерции, сблока 21 перераспределения нагрузки междуприводными барабанами и с блока 22 выделения статического усиления, образуетуправляющий сигнал, поступающий в блок4 регуляторов. Здесь организована системауправления, основанная на двукратном применении видоизмененного принципа подчиненного регулирования, которая позволяетосуществить оптимизацию контуров тока искорости по главным каналам. За счетэтого в главных каналах устраняются инерционности, выражающиеся электромагнитной и электромеханической постояннымивремени, и колебания гибкого тягового органа при изменении управляющих воздействий.Математически это выражается сведением практически к пропорциональному зве.ну последовательно соединенных передаточных функций блока 4 регуляторов, преобразователя 3 и двигателя 2 структурнойсхемы электрической части и соответствующего главного канала структурной схемыконвейера на каждом приводном барабане(см. фиг. 2).Остаются лишь те колебания, которыеобусловлены взаимовлиянием приводныхбарабанов. Для их устранения вводят вСАУ приводом каждого приводного бара 6бана блок 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных влиянием соседнего приводного барабана, С помощью блока 6 в главном канале искусственно создают колебания, которые взаимно уничтожаются с реально существующими колебаниями, вызванными влиянием соседнего приводного барабана.Корректирующий сигнал, создающий такие колебания, получают следующим образом.В блоке 6 сигнал задания (.Ь усиливается с помощью усилителя 15 с коэффициентом усиления К( и подается в сумматор 16, где складывается с инвертированным сигналом с датчика 19 частоты вращения и с пропущенным через интегратор 18 сигналом, пропорциональным приложенному статическому усилию на соответствующем приводном барабане, взятым с блока 22 выделения статического усилия.Выходной сигнал сумматора 16 делится в делителе 17 на сигнал задания другого приводного барабана, усиленный в аналогичном усилителе 15 с коэффициентом усиления КрДеление на ноль в делителе 17 исключено, так как операции по формированию корректирующего сигнала, направленного на устранение взаимовлияния приводных барабанов, производятся как второй шаг после компенсации инерционностей и колебаний по главным каналам, а следовательно, уже обязательно при наличии задающего сигнала,В результате работы блоков 4 регуляторов и блоков 6 компенсации колебаний в ленте, вызванных взаимовлиянием приводных барабанов, получаются два независимых канала управления приводом каждого приводного барабана.Выходные величины, которыми являютея частоты вращения электродвигателей приводных барабанов, прямо пропорциональ ны управляющим сигналам. Способ управления двухбарабанным ленточным конвейером, основанный на изменении частоты вращения двигателей в зависимости от изменения грузопотока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления во время протекания динамических режимов путем компенсации колебаний тягового органа, обусловленных взаимовлиянием приводов конвейера, формируют корректирующий сигнал для каждого двигателя как отношение результирующей, являющейся суммой инвертированного сигнала частоты вращения первого электродвигателя и сигналов, обусловленных статическим и тяговым усилиями, к сигналу составляющей частоты вращения второго электродвигателя, обусловленной его тяговым усилием.Составитель В, ЧупринРедактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор И.МускаЗаказ 7672/1 В Тираж 799 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении н открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно.полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4