Устройство управления добычным комплексом драги

)9) 8 11 4 Е 02 Р 3/ ОСУДАРСТВЕННЫРО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТ(56) Авторское свидетельство СССР 9 1076538, кл. Е 02 Г 3/16, 1980.Авторское свидетельство СССР У 1270221, кл. Е 02 Г 3/16, 1985. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДОБЫЧНЫМ КОМПЛЕКСОМ ДРАГИ(57) Изобретение относится к механизации и автоматизации открытых горных разработок, а именно к многочерпаковым машинам, разрабатывающим грунт. Цель изобретения - повышение производительности драги путем стабилизации коэффициента наполнения черпаков. Устройство содержит усилитель 3, электропривод (ЭП) 5 лебед ки носовых канатов, ЭП 6 черпаковой 2цепи, датчики 8, 14 тока, регулятор (Р) 12 производительности, блок 13 деления, нелинейные элементы (НЭ) 15, 16, сумматоры 11, 18 и Р 19 коэффициента наполнения черпаков. Устройство работает в трех зонах. В первой зоне сигнал с датчика 8 меньше уставки НЭ 16При перегрузке ЭП 5 сигнал с датчика 14 больше уставки НЭ 15, что вызывает положительный сигнал на выходе сумматора 18, и ЭП 6 разгоняется, пока рассогласование не станет равным нулю. При работе во второй зоне регулирования сигнал с датчика 8 больше сигнала с НЭ 16 и сигнал с усилителя 3 больше:,.:"нала с Р 12. При этом от сумматора 18 поступает положительный сигнал, При перегрузке ЭП 5 скорость ЭП 6 увеличивается до максимально возможной, При работе в третьей зоне регулирования сигнал с выхода усилителя 3 меньше сигнала с выхода Р 12, Скорость ЭП 6 в этом режиме находится на максимально возможном уровне. 2 ил."ЧЧ 40КФ 3 148еИзобретение относится к механиза-ции и автоматизации открытых горныхразработок, а именно к многочерпаковым машинам, разрабатывающим грунт,и может быть использовано на драгахи многочерпаковых земснарядах.Цель изобретения - повышение производительности драгирования и снижение удельных энергозатрат на черпание.На фиг.1 изображена блок-схемаустройства", на фиг,2 - диаграммыработы устройства,Устройство содержит блок 1 зада"ния тока, первый сумматор 2, усилитель 3, блок 4 выбора меньшего сигнала, электропривод 5 лебедки носовых канатов (ЛНК), электропривод 6черпаковой цепи (ЧЦ), датчик 7 скорости электропривода ЧЦ, датчик 8тока электропривода ЧЦ, блок 9 задания производительности, датчик 10производительности, второйсумматор11, регулятор 12 производительности,блок 13 деления, датчик 14 тока электропривода ЛНК, первый и второй нелинейные элементы 15 и 16 соответственно, блок 17 задания коэффициентанаполнения черпаков, третий сумматор 18 и регулятор 19 коэффициентанаполнения черпаков,Блок 1 задания тока подключен кпервому входу первого сумматора 2,выход которого подсоединен к входуусилителя 3. Выход усилителя 3 подключен к первому входу блока 4 выбора меньшего сигнала, выход которогоподсоединен к входу управления электропривода 5 ЛНК, Электропривод 5ЛНК задает драге, а следовательно,и электроприводу 6 ЧЦ боковое перемещение со скоростью Ч. Выход датчика 8 тока электропривода ЧЦ подключен к второму входу первого сумматора 2 и к входу второго нелинейного элемента 16. Выход блок 9 задания производительности подключен кпервому входу второго сумматора 11,второй вход которого подключен к выходу датчика 10 производительности,а выход через регулятор 12 производительности подключен к второму входу блока 4 выбора меньшего. Выходдатчика 7 скорости электроприводаЧЦ подключен к входу блока 13 деления, вход которого подключен к выходу блока 9 задания производительности. Выход датчика 14 тока электропривода ЛНК подключен к входу первого нелинейного элемента 15, Выходблока 17 задания коэффициента наполнения черпаков подключен к первомувходу третьего сумматора 18, второйвход которого соединен с выходомблока 13 деления, третий вход - свыходом первого нелинейного элемен та 15, четвертый вход - с выходомвторого нелинейного элемента 16, авыход через регулятор коэффициентанаполнения черпаков подключен к входу управления электроприводом 6 ЧЦ, 15 . Первый и второй нелинейные элементы 15 и 16 соответственно обеспечивают зависимости Цнэ К, Ж, ЦЧ ) при Б, - БЧ (1) Цнэ при Б БгЧ25 ц= К (Ц-ОЧ) при 11) Цц (2) выходные сигналы первого и второго нелинейных элементов 15и 16 соответственно,сигналы с выходовдатчика 14 тока электропривода ЛНК и датчика электроприводаЧЦ,сигналы уставки первого и второго нелинейных элементов 15и 16 соответственно,коэффициенты усиления первого и второго нелинейных элементов 15 и 16 соответ 45ственно.Сигнал уставки 11,Ч первого нелинейного элемента 15 может быть либозадан оператором, либо вырабатываться автоматически, исходя из накладываемых ограничений, связанных с допустимыми значениями кратковременныхи длительных перегрузок в электроприводе ЛНК, а также из условия ограничения усилий в канате наматывающейлебедки.5 ЬСигнал уставки БЧ второго нелинейного элемента 16 может быть либозадан оператором, либо вырабатыватьсяавтоматически, исходя из сигнала Б(3) 0 = Б 4 ЮЗ - Пна 1)5 48который формируется блоком 1 задания тока.Сигнал задания на контур стабилизации тока Бз может либо задаваться оператором, либо вырабатываться автоматически, исходя из накладываемых ограничений, связанных с допустимыми значениями кратковременных и длительных перегрузок электропривода ЧЦ, а также из условия статических и динамических перегрузок конструкции самой черпаковой цепи и драги вцелом.Сигнал 04 с выхода блока 9 задания производительности, являющийсязадающим на контур стабилизации производительности, может быть задан оператором, либо вырабатываться автоматически, исходя из требуемой производительности обогатительного оборудования.Сигнал П с выхода блока 17 задания коэффициента наполнения черпаков, являющийся задающим на контур стабилизации коэффициента наполнения черпаков, может быть либо задан оператором, либо вырабатываться автомати" чески, исходя из крепости разрабатываемой породы.При задании сигнала 1) - 05 оператором блок 1 задания тока, блок 9 задания производительности и блок 17 . задания коэффициента наполнения черпаков могут быть выполнены в виде потенциометрических задатчиков.Ф В качестве регулятора 12 производительности и регулятора 19 коэффициента наполнения черпаков в устройстве могут использоваться пропорционально-интегральные регуляторы,Производительность черпания при драгировании Ч определяется по форму- ле где И - текущая мощность электро- привода дражной бочки, Ы- мощность холостого хода электропривода бочки; - производительность черпания по верхнему продукту,оЬ,М - коэффициенты пропорциональности,Производительность черпания поверхнему продукту Я пропорциональна 14286полезной мощности электропривода галечного транспортера, т.,е,где У - текущая мощность электропривода галечного транспортера;10 Иог - мощность холостого ходаэлектропривода галечноготранспортерами0( - коэффициент пропорциональности.15 При нерегулируемых электроприводах дражной бочки и галечного транспортера вместо датчиков текущей мощности электроприводов можно использовать датчики тока.20 . Устройство обеспечивает работудобычного комплекса драги в трех зонах, причем каждая зона соответствует своей области изменения тока элек".тропривода ЧЦ.25 При работе драги на легких и частично.средних грунтах, когда сигналЦ с выхода датчика 8 тока электропривода ЧЦ меньше или равен уставке01 второго нелинейного элемента 16, ЗО предлагаемое устройство работает впервой зоне, которая описываетсяследующей системой уравнений: где 0 - сигнал с выхода датчика 10,производительности,4 О У - сигнал с выхода датчика 7скорости электропривода ЧЦ.Решение системы уравнений (5) дает результат При работе драги на средних грунтах, когда сигнал больше Уставки Буи сигнал 1 с выхода регулятора 2производительности меньше или равенсигналу 08 с выхода усилителя 3,предлагаемое устройство работает во 55второй зоне. Для выполнения условияЦ08 требуется, чтобы ПъБщ .Вторая зона работы электроприводовдобычного комплекса описывается следующей системой уравнений:(8) Б 4 (Б - Бна( - БНа 1.)1 О При работе драги и крепких грунтах, когда сигнал Б 7 т Б, предлагаемое устройство работает в третьей зоне, При этом значение скорости бо кового перемещения Ч определяется где К,К 4 - статические передаточные 20коэффициенты усилителя3 и электропривода 5 ЛНК,Кз - статический передаточныйкоэффициент черпающегокомплекса.25Коэффициент К пропорционален крепости разрабатываемой породы.Производительность добычного комплекса драги Я и коэффициент наполнения черпаков Кн определяется эави симостями ч 11 ЧЮ юК н КьЯ/Ч 4(10) 35 где Ь и 1 - толщина и длина стружкисоответственно;Ч 4 - линейная скорость электропривода 6 ЧЦ;К 6 - коэффициент пропорциональности.Из системы уравнений (6), которая описывает работу устройства впервой зоне, видно, что производительность добычного комплекса драгибудет поддерживаться на заданном уровне. Коэффициент наполнения черпаковбудет либо заданным, при отсутствииперегрузки электропривода 5 ЛНК Щ ": Цу ), либо уменьшаться при перегрузке электропривода 5 ЛНК Щ ) Б),поддерживая заданное значение токадвигателей ЛНК,Иэ рассмотрения системы уравнений(8), которая описывает работу предлагаемого устройства во второй зоне,видно, что производительность добычного комплекса будет стабилизировать 40 Б 4 - Б 6 = О(7) Б 4/Бг - Бэ + Бна + БнаЯ = О. Решение системы уравнений (7) дает результат ЧР=К К 4 Б /(1+К К 4 К), (9) ся, как и в первой зоне. Коэффициентнаполнения черпаков будет уменьшатьсяпо мере роста тока электропривода 6ЧЦ, а скорость электропривода 6 ЧЦбудет расти, поддерживая ток двигателей ЧЦ на заданном уровне. При перегрузке электропривода 5 ЛНК работаустройства во второй зоне не отличается от работы в первой зонеПри выходе электропривода 6 ЧЦ намаксимально возможную скорость, аследовательно, и мощность и при дальнейшем росте тока двигателей ЧЦ устройство переводит работу электроприводов добычного комплекса драги втретью зону.В третьей зоне боковая скоростьдраги Ч будет уменьшаться при увеличении крепости разрабатывающегогрунта, а следовательно, и производительность добычного комплекса будет падать. Электропривод 6 ЧЦ будетработать на максимально возможноймощности, поэтому производительностьдобычного комплекса будет максимальной для данной категории разрабатываемого грунта.Иэ диаграммы работы устройства(фиг,2) видно, что переход из первойво вторую зону происходит при равенстве сигнала Б сигналу уставки Бувторого нелинейного элемента 16, аиз второй в третью - при равенствесигналов Б 7 и БУстройство управления добычи комплексом драги работает следующим образом.В исходном состоянии, когда электроприводы 6 и 5 остановлены, сигналы Ц , Б с выходов датчиков тока элейтраприводов ЛНК 14, ЧЦ 8, Б с выхода датчика 10 производительности и Б 1 с выхода датчика 7 скорости элек-тропривода ЧЦ равны нулю. С выходаблока 1 задания тока поступает сигнал Бз, равный заданию на номинальный ток двигателей электропривода 6 ЧЦ, а с выхода блока 17 задания ко,эффициента наполнения черпаков поступает сигнал Б, равный заданиюна номинальный коэффициент наполнения черпаков. Сигнал Б 4 с выходаблока 9 задания производительностиравен нулю. 11 ри этом выходы регулятора 12 производительности блока 13деления, первого 15 и второго 16 нелинейных элементов и регулятора 19коэффициента наполнения черпаков бу 1481428дут равны нулю. Сигнал У 8 с выходаусилителя 3 будет максимально возможньщ, а выходной сигнал блока 4выбора меньшего сигнала будет равеннулю. При появлении сигнала Ц, сигнал с выхода 13 блока деления становится максимальным, На выходе третьего сум О матора 18 появляется положительное рассогласование, которое усиливается регулятором 19 коэффициента наполнения черпаков и поступает на вход управления электроприводом 6 ЧЦ.15 Электропривод 6 ЧЦ начинает разгоняться, сигнал Б с выхода датчика 7 скорости электропривода ЧЦ начинает увеличиваться, а сигнал с выхода блока 13 деления начинает уменьшаться. Когда сигнал рассогласования на выходе третьего сумматора 18 станет равным нулю, черпаковая цепь будет вращаться на холостом ходу со скоростью, определяемой заданной произ водительностью добычного комплекса и заданным коэффициентом наполнения черпаков, При этом с датчика 8 тока электропривода 6 ЧЦ снимается сигналпропорциональный току холостого хода электропривода ЧЦ. Сигнал Б также поступает на вход второго сумматора 11, на выходе которого также появляется положительное рассогласование. Оно усиливается регулятором 12 производительности и поступает на вход блока 4 выбора меньшего сигнала. Если сигнал 0 будет меньше сигнала Бу, то он проходит на вход управления электроприводом 5 ЛНК. Электропривод 5 ЛНК начинает разгоняться. Добычный комплекс драги начинает черпать грунт, и когда сигнал 0 с выхода датчика 1 О производительности станет равным сигналу 04, драга будет двигаться с установившейся45 скоростью, определяемой заданной. производительностью добычного комплекса,При работе устройства в первой зоне регулирования сигнал Ц с выхода датчика 8 тока меньше уставки0 второго нелинейного элемента 16.При перегрузке электропривода 5 ЛНК, когда сигнал Ц с выхода датчика 14 тока становится больше уставки Б первого нелинейного элемента 15, появится положительный сигнал Ун, Этот сигнап вызовет появление поло-жительного рассогласования на выходе третьего сумматора 18, которок заставит электропривод 6 ЧЦ разгоняться. Сигнал начнет увеличиваться, а сигнал с выхода блока 13 деления начнет уменьшаться, уменьшая при этом величину рассогласования, Скорость электропривода 6 ЧЦ будет увеличиваться до тех пор, пока рассогласование не станет равным нулю.При работе устройства во второй зоне регулирования сигнал 06 больше уставки Бч второго нелинейного элемента 16 и сигнал У с выхода усилителя 3 больше сигнала 0 с выхода регулятора 12 производительности. При этом появится положительный сигнал Б, который, поступая на вход третьего сумматора 18, вызовет появление положительного рассогласования на его выходе. Работа устройства в этом режиме и в режиме перегрузки электропривода 5 ЛНК не отличается от работы этого устройства в первой зоне регулирования при перегрузке электропривода 5 ЛНК. Скорость электродвигателей ЧЦ в этом режиме будет увеличиваться до максимально возможной при увеличении тока двигателей ЧЦ,При работе устройства в третьей зоне регулирования, когда сигнал 0 с выхода усилителя 3 меньше сигнала 0 с выхода регулятора 12 производительности, скорость бокового перемещения формируется контуром регулирования тока, ограничивая предельные режимы приводов. Скорость элек 1 ропривода ЧЦ в этом режиме находится на максимально возможном уровне.Для торможения электроприводов добычного комплекса сигнал 0 снижается до нуля. При этом на выходах второго и третьего сумматоров 11 и 18 появятся отрицательные рассогласования. Выходы регулятора 12 производительности и регулятора коэффициента наполнения черпаков начнут уменьшаться, электроприводы 5 ЛНК и 6 ЧЦ начнут тормозиться. Когда выходные сигналы с регулятора 12 производительности и регулятора 19 коэффициента наполнения черпаков станут равными нулю, электроприводы 5 ЛНК и 6 ЧЦ остановятся.Использование изобретения позволяет повысить производительность по горной массе.Формула изобретения Устройство управления добычным комплексом драги, содержащее блок задания тока, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого через усилитель подключен к первому входу блока выбора меньшего сигнала, выход котого подключен к электроприводу лебедок носовых канатов, электропривод черпаковой цепи, первый выход которого подключен к датчику скорости, а второй выход через первый датчик тока - к первому нелинейному элементу, и второй сумматор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повы-. шения производительности драги путем стабилизации коэффициента наполнения черпаков, устройство снабжено блоком задания коэффициента наполнения, блоком задания производительности, регулятором производительности, вторым датчиком тока, вторым нелинейным элементом, блоком деления, регулятором коэффициента наполнения, третьим . сумматором и датчиком производительности, выход которого подключен кпервому, входу второго сумматора, квторому входу которого подключенблок задания производительности, авыход второго сумматора через регулятор производительности подключенк второму входу блока выбора меньшего сигнала, выход электроприводалебедок носовых канатов через второйдатчик тока подключен к второму нелинейному элементу, выходы первогои второго нелинейных элементов подключены к первому и второму входам 15 третьего сумматора, к третьему входукоторого подключен блок задания коэффициента наполнения, а выход третьего сумматора через регулятор коэффициента наполнения подключен квходу электропривода черпаковой цепи, выход датчика скорости подключенк первому входу блока деления, к второму входу которого подключен блокзадания производительности, а выход 25 блока деления подключен к четвертомувходу третьего сумматора, к второмувходу первого сумматора подключенвыход первого датчика тока.