Способ управления роторным комплексом и устройство для его осуществления

ОЮЭ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНСПУБЛИН 119) (11)(54) СПОСО НИЯ РОТЛЕКСОГ 1 И У ДЛЯ ЕГВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится кавтоматике и предназначено дравления роторными комплексЦель - повышение надежностиления РК. Перед началом рабшины РК предварительно задатимое предельное пороговоеинтегрального параметра (ИП 21)22)46 атики ихо во СС 1973 СССР 1980 ОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Киевский институт авим. ХХЧ съезда КПСС(56) Авторское свидетельсУ 386098, кл. Е 02 Р 9/26Авторское свидетельствР,977622, кл, Е 02 Р 9/20 1)5 Е 02 Р 9/20 гор нои ля упми (РК). управты мают допусначение потока1537776 45 горной массы компаратором 12 и допол"нительные ступени предварительногопорогового контроля ИП потока горноймассы блоком 15 комнараторов, В процессе экскавации измеритель 1 интен-,сивности потока горной массы, уста-.новленный в начальной зоне конвейера 4 РК, измеряет текущее значениеИП потока. Частотный сигнал с выходаизмерителя 1 и информация о скорости,движения ленты конвейера с блока 5контроля движения лент конвейеров поступает на входы блока 8 упреждения вычисления ИП потока, Сигнал с блока 8, характеризующий линейное распределениемассы отрезка потока вдоль длины,конвейера, сравнивается в компараторе 12 и блоке 15 компараторов,При превышении текущим значением 20, упрежденно контролируемого ИП пороИзобретение относится к горной автоматике и может быть использовано в .предохранительных устройствах дляуправления роторными комплексами.Целью изобретения является повышение надежности управления роторнымкомплексом.На фиг, 1 изображены временныедиаграммы, поясняющие предлагаемыйспособ управления роторным комплексом; на фиг. 2 - зависимость масштабного коэффициента снижения задаваемого сигнала скорости поворота роторной стрелы; на фиг. 3 - структурнаясхема устройства, реализующего предлагаемый способ,Устройство управления роторнымкомплексом содержит измеритель 1интенсивности потока горной массы,включающий датчик 2 погонной нагрузки и частотный преобразователь 3,конвейер 4 роторного комплекса, блок5 контроля движения лент конвейеров,выход 6 которого соединен с входом 7блоха 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока, включающего сдвигающий регистр 9 и сумматор10 по весовой функции, выход 11 которого соединен с компаратором 12 предельного значения интегрального пара 55метра, блок 13 аварийной защиты,вход 14 блока 15 компараторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока, включаюговых значений блок 15 формируетсигнал на снижение скорости поворотароторной стрелы (РС) экскаватора,осуществляемое блоком 22 заданияскорости поворота РС. Блок 22 состоит из задатчика 23 скорости поворота РС, управляемых ключей 24 и делителя 25 напряженияПри превышениидопустимой ступени порогового контроля и срабатывании компаратора 12блок 13 аварийной защиты производитостановку оборудования РК, Изменениефактической скорости поворота роторной стрелы экскаватора из-за обязательных демпфирующих свойств блока29 управления приводом поворота иинерционности работы самого приводапроисходит плавно без резких скачков,1 зиппо ф-лы 3 ило щий компараторы 16, и 17, соединенные с выходом 11 блока 8, выходы 18 и 19 блока компараторов 15 соединены с входами 20 и 21 блока 22 задания скорости поворота роторной стрелы, включающего задатчик 23 скорости поворота роторной стрелы, управляемые ключи 24 и делитель 25 напряжения, соединенные управляемыми ключами, управляющие входы 26 и 27 которых являются входами 20 и 21 блока 22, выход 28 делителя напряжения соединен с блоком 29 управления приводом.Перед началом работы машин ротор- ного комплекса предварительно задают допустимое предельное пороговое значение Н интегрального параметра потока, а акже задают дополнительные ступени (например, Н, и Нна фиг. 1 и 2) предварительного порогового контроля.При нормальном процессе экскавации с безопасной для оборудования комплекса (отвальной консоли отвалообраэователя) интенсивностью потока Н(с) ( Нскорость поворота роторной стрелы экскаватора не корректируется,Приближение предаварийной ситуации при н(1.)Н вызывает тем большее снижение скорости поворота роторной стрелы экскаватора (и интенсивности потока), чем ближе Н(с) к Н (фиг.1 и 2), и в общем виде снижение задаваемогс сигнала скорости поворота7776 6 50 55 153 может осуществляться по кривой АВСД (фиг. 2, КН,; КН; =, Н), а в простейшем случае - ступенчато. В частности, скорректированный сигнал Чскорости поворота, поступающий на вход штатного блока управления приводом поворота, формируется путем деления задаваемого сигнала Ч скорости поворота с масштабными коэффициентами, соответствующими превышен ной ступени порогового контроля. ЧКс при ННЧЧ К при Н( Н(Е) ( ННа временных диаграммах фиг. 1 а, б, в представлены три возможных случая: первый во времени - для удаления от предаварийной ситуации оказалось достаточным кратковременное срабатывание (У на фиг1 в) снижения скорости Ч поворота (и интенсивности потока) при превышении только первой дополнительной ступени порогового контроля, во втором случае для компенсации нестабильности в значительной степени случайно изменяющегося потока потребовалось подключение также второй ступени У для более глубокого снижения; а третий вариант - нежелательная аварийная остановка оборудования - возможен в редчайших случаях для безусловной защить оборудования даже при аварийном сбое программного регулятора или грубейшей ошибке оператора-машиниста экскаватора.Использование все более глубокого защитного снижения при нескольких дополнительных ступенях порогового контроля дает определенную свободу выбора значений масштабного коэффициента К(Н), а обязательные демпфирующие свойства штатного блока управления приводом поворота роторной стрелы и значительная инерционность работы самого привода поворота стрелы позволяют получать плавное изменение фактической скорости Ч поворота даже при простейшем (ступенчатом) снижении входного сигнала Ч блока управ ления приводом поворота путем деления (с соответствующим машстабным коэффициентом К , и К) задаваемого сигнала Ч скорости поворота роторной стрелы экскаватора. Измеритель 1 интенсивности потока установлен в начальной зоне конвейера 4 роторного экскаватора вблизи ро 5 10 15 20 25 30 35 40 45 торного колеса. Движение лент конвейерной магистрали контролируется бло"ком 5 контроля движения лент конвейеров, выполненным, например, в видетахогенератора или блок-контакта привода конвейера.Блок 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока выполнен,например, в виде модели на последова"тельном сдвигающем регистре 9, которая выходом соединена с входом сумматора 10 по весовой функции,Задатчик 23, например, представляет собой штатный регулятор скоростиповорота роторной стрелы, которымоператор-машинист роторного экскаватора управляет производительностью иинтенсивностью потока в ручном режиме управления комплексом, а также может представлять собой разновидностьавтоматического регулятора скоростиповорота. Делитель 25 напряженияможет быть выполнен, например (фиг,3),в виде резистивного делителя входногонапряжения (на резисторах К, К,К), коэффициент деленя которогодискретно изменяется управляемымиключами К,1 и К по сигналам на управляющих входах 26 и 27.Устройство работает следующим образом.При работе роторного комплексав измерителе 1 интенсивности потокадатчиком 2 измеряется погонная нагрузка на конвейер 4, которая, поступаяв частотный преобразователь 3, преобразуется в сигнал "0" фактической интенсивности потока в начальной зонеконвейерной линии роторного комплекса. Этот сигнал с выхода 6 измерителя 1 поступает на первый вход 7 регистра 9 блока 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока, на второй вход которого одновременно поступает сигнал о движениигрузопотока по конвейерам с блока 5контроля движения лент конвейера. Записанные в первую ячейку регистра 9 импульсы переносятся в последующие ячейки регистра 9 со скоростью, пропорциональной скорости движения грузопотока на контролируемом участке защищаемого оборудования - отвальной консоли атвалообразователя. Потому линейное распределение возбужденных ячеек модели в данный момент времеви соответствует линейному распределинк веса горниимассы в моделируемом отрезке потока, который загружает отдельную консоль через интервал времени, за который этот отрезок потока перемещается по конвейерной линии всего роторного комплекса и полностью загружает консоль отвалообразователя.Содержащаяся в регистре 9 информация о будущем линейном распределении веса отрезка потока вдоль длины защищаемой отвальной консоли отвалообразователя позволяет упрежденно определять интегральные параметры силового режима отвальной консоли, например, путем суммирования в сумматоре 10 по весовой функции состояния регистра 9. Для конкретности в дальнейшем будем рассматривать вычисление загруженности грузопотоком отвальной консоли по всей длине.Сумматор 10 суммирует состояние ,ячеек. регистра 9 с постоянными масштабными коэффициентами и на выходе 11 блока 8 упрежденного вычисления интегрального параметра потока, в частности, загруженности консоли, после измерения Фактической интенсивности потока в начальной зоне конвейерной линии роторного комплекса с временным упреждением вычисляется текущее значение контролируемого интегрального параметра потока. Сигнал об упрежден- но вычисляемой загруженности отвальной консоли с выхода 11 блока 8 поступает на вход компаратора 12 предельного значения интегрального параметра и на вход 14 блока 15 ком,параторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока, например, Н, Н и Н.40Пока оператор ручным задатчиком 23 регулирует скорость поворота роторной стрелы экскаватора, обеспечивая безопасную для оборудования производительность, напряжение сигнала задатчика 23, поступая на вход 24 задания делителя 25 напряжения, без изменений доходит до выхода 28 и поступает в блок 29 управления приводом поворота роторной стрелы. 50Превышение текущим значением упрежденно контролируемого интегрального параметра потока наименьшей дополнительной ступени порогового контроля (на Фиг. 1, НН ) означает нежелательное приближейие к предаварийной.ситуации и вызывает срабатывание компаратора 16 в блоке 15. Одновременно на выходе 18 блока 15формируеся сигнал (У, на фиг. 1 в),который поступает на управляющий вход26 управляемого ключа 24, вызываетзамыкание ключа Ки и соответственно подбору резисторов Ки К снижает сигнал на выходе 28 блока 22задания скорости поворота роторнойстрелы,Штатный блок 29 управления приводом поворота роторной стрелы на время существования сигнала У (фиг.1)снижает задаваемую оператором скорость поворота стрелы и интенсивность потока. При незначительной перегрузке конвейеров происходит незначительное снижение контролируемогоинтегрального параметра потока, удаление от предаварийной ситуации ибыстрое восстановление нормальногорежима управления (первый вариант нафиг. 1 е),При более опасной загрузке конвейеров для удаления от предаварийной ситуации потребуется использование нескольких ступеней снижения скорости поворота (второй вариант на Фиг. 1); сначала компаратор 16 выдает сигнал У на выходе 18, производя перво снижение сигнала на выходе28 относительно задаваемого задатчиком 23 сигнала, затем компаратор 17выдает сигнал У на выход 19, производя более значительное снижениесигнала на выходе 28, которое затемприводит к удалению от предаварийной ситуации и отключению сначала сигнала У, а затем и сигнала У, Изменение фактической скорости поворота роторной стрелы экскаватора из-за обязательных демпфирующих свойств штатного блока 29 управления приводом поворота и инерционности работысамого привода происходит плавно без резких скачков, На третьем варианте Фиг, 1 показан редчайший случай аварийной остановки оборудования, осуществляемой блоком 13 аварийной защиты по сигналу У при превышении допустимой ступени порогового контроля Ни срабатывании порогового элемента 12 в редчайших случаях из-за неисправности программного задатчика 23 прн автоматическом управлении экскаватором либо в случае грубейшей ошибки оператора-машиниста при ручном управлении.9 15377Формула изобретения1, Способ управления роторным комплексом, включающий измерение текущего значения интегрального па 5 раметра потока горной массы, сравнение его с заданным предельным пороговым значением и аварийную остановку оборудования комплекса.при1 О превыйении значения интегрального параметра потока предельного порогового значения, о т л и ч а ю щ и й - с я тем; что, с целью повышения надежности управления роторным комплек сом, задают дополнительные ступени предварительного порогового контроля интегрального параметра потока горной массы, затем в процессе экскавации дополнительно сравнивают 20 текущее значение интегрального параметра потока горной массы с дополнительными ступенями предварительного порогового контроля,и на время их превышения производят соответствующее 25 снижение скорости поворота роторной стрелы экскаватора.2, Устройство управления роторным комплексом, содержащее измеритель интенсивности потока горной массы, выход которого соединен с первым входом блока упрежденного вычисления интегрального параметра потока, выход которого через компаратор предельного 76 1 Означения интегрального параметра потока соединен с блоком аварийной защиты, блок контроля движения линий конвейеров, выход которого соединен с вторым входом блока упрежденного вычисления интегрального параметра потока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности управления роторным комплексом, в него введены блок задания скорости поворота роторной стрелы и блок компараторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока, выходы которого соединены с соответствующими входами блока задания скорости поворота роторной стрелы, выход блока упрежденного вычисления интегрального параметра потока соединен с входом блока компараторов предварительного порогового контроля интегрального параметра потока.3. Устройство по и. 2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок задания скорости поворота роторной стрелы содержит управляемые ключи, делитель напряжения и задатчик скорости поворота роторной стрелы, выход которого соединен с первым входом делителя напряжения, остальные входы которого подключены к выходам управляемых ключей, управляющие входы которых являются входами блока задания скорости поворота роторной стрелы.