Устройство для управления гидромеханизированным добывающим комплексом

1 О П И-С".-А.Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ н 1167 О 6 У 3 Союз Сооетских Социалистических Республик43) Опубликовано 30.06,79. Бюллетень ч" 45) Дата опубликования описания 30.05,7 делом нзсбретени и с ур l"ц ч(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИДРОМЕХАНИЗИРОВАН НЫМ ДОБЫВАЮЩИМ КОМПЛЕКСОМ2 а во жения енные ва,омати измов сУдаРстеенный комитет (23) Приорите Изобретение относится к технике гидро- механизированной добычи и переработки горных масс, а точнее - к устройству систем автоматическогоправления технологическим процессом гидромеханизированных комплексов, добывающих нерудные строительные материалы со дна водоемов, включающих землесосный снаряд и обогатительную установку, например гидроклассифика тор.Известны устройства для управления земснарядами, выполненыс с логическим и аналоговыми элементами вычислительной техники, ко входам которых подключен датчик токовой нагрузки исполнительного элемента, датчики моментов и скорости приводов ведущей и ведомой лебедок и разрыхлителя 1, 2,Известно устройство для управления землесосными снарядами, в котором датчики, контролирующие технологические параметры землесоса (вакуумнасоса, напор насоса,число оборотов насоса, консистенцию смеси, рабочие параметры двигателя, расход и т. д.), подключены к ЗВМ, выходы которой управляют исполнительными механизмами рабочих устройств 3.Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления гидромеханизированным добывающим комплексом, содержащее датчики напор всасывающем трубопроводе и поло грунтоприемника землесоса, подключ ко входам вычислительного устройс 5 выходам которого подключены автзированные системы приводов мехами рабочих перемещений 4. Однако в известном устройствс учитыва ются только технологические параметры,характеризующие загрузку основного оборудования землесоса, работающсго папильонажным способом с механическим рыхлением грунта, н не учитываются параметры, характеризующие режим работы оборудования, используемого прн работе землесоса способом простого всасывания или с гидравлическим рыхлением грунта при траншейной или ямной тсхнолог 1 и его выемки.Не учитываются также внсшннс возмущения, действующие на технологический процесс добычи и обогащения материала, связанные с вариациями грунтовых условий, с колебаниями процентного содержания полезного продукта в исходной 1 идросмеси, с изменением профиля подстилающего слоя карьера. Не учитываются тсх 1 ологические параметры, характеризующие 0 загрузку обогатительнойстановкн и10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 б 0 б 5 транспортных средств, отводящих полезный продукт.Перечисленные недостатки известных устройств при использовании их для управления основным технологическим процессом гидромеханизированного добывающего комплекса приводят к недоиспользованию его возможностей по производительности, уносу большого количества полезного продукта в отвал и неполной выработке карьера.Целью изобретения является повышение производительности добывающего комплекса.Зто достигается тем, что устройство снабжено подключенными ко входам вычислительного устройства датчиками напора в сливном трубопроводе гидроклассификатора полезного матсриала в накопителе, положения затвора разгрузочного окна накопителя, направления хода и стопорения механизмов рабочих перемещений и датчиками моментов приводов механизмов рабочих перемещений, включенными в цепи обратных связей автоматизированных систем приводов механизмов рабочих перемещений.На фиг. 1 представлена схема технологического комплекса; на фиг. 2 - блоксхема устройства.Устройство для управления гидромеханизированным добывающим комплексом содержит плавучий корпус 1 земснаряда, регулируемый привод 2 носовой становой лебедки 3, регулируемый привод 4 кормовой удерживающей лебедки 5, регулируемый привод 6 рамоподъемпой лебедки 7, грунтоприемник 8, гидроклассификатор 9, накопитель 10 полезного продукта, датчик 11 количества полезного продукта в накопителе, датчик 12 положения затвора разгрузочного окна накопителя, усилитель 13 мощности гидропривода 14 затвора разгрузочного окна накопителя, датчик 15 момента привода носовой становой лебедки, датчик 16 момента привода кормовой удерживающей лебедки, датчик 17 момента привода рамоподъемной лебедки, датчик 18 напора во всасывающем трубопроводе землесоса, датчик 19 напора в трубопроводе для слива из гидроклассификатора жидкой фазы и сопутствующего бесполезного материала, датчик 20 положения грунтоприемника, датчик 21 направления хода и стопорения рамоподъемной лебедки, датчик 22 направления хода и стопорения носовой становой лебедки, датчик 23 кормовой удерживающей лебедки, вычислительное устройство 24.Датчики 15 - 17 моментов приводов 2, 4 и 6 механизмов рабочих перемещений (лебедок) 3, 5 и 7 земснаряда 1 и грунтоприемника 8 включены в цепи обратных связей, охватывающих приводы 2, 4 и 6, образующих вместе с ними автоматизированные системы регулирования 1, 11, 111 моментов, развиваемых приводами механизмов рабочих перемещений.Системы регулирования 1, 11, 111 обеспечивают стабилизацию заданных сигналами на их входе значений моментов при свободном имснении частоты вращения вала привода.Входы систсм 1, 11, 111 регулирования моментов приводов 2, 4 и 6 механизмов рабочих псремещений 3, 5 и 7 подключены к выходам вычислительного устройства 24, на входы которого дополнительно подключены датчики 21 - 23 направления хода и стопорения механизмов рабочих перемещений 3, 5, 7 и датчики 11, 12 и 19, контролирующие режим работы обогатительной установки - гидроклассификатора 9.Устройство работает следующим образом.При отсутствии материала в зоне всасывания грунтоприемника 8 потери напора во всасывающей линии землесоса малы, а напор в трубопроводе для слива из гидро- классификатора жидкой фазы и сопутствующего бесполезного материала велик, вследствие чего сумма сигналов датчиков напора 18 и 19 с разными знаками подаваемых на вход вычислительного устройства 24 имеет знак сигнала датчика 19 напора в сливном трубопроводе. При таком знаке суммы сигналов на входе вычислительного устройства 24 сигнал У, на его выходе равен нулю, и системе стабилизации момента 111, развиваемого приводом 6 рамоподъемной лебедки 7, задан режим работы с малым моментом, за счет чего под действием силы тяжести рама опускается и грунтоприемник 8 заглубляется в грунт. При всасывапии гидросмеси потери напора во всасывающей линии землесоса увеличиваются, й одновременно по мере заполнения пульпой высокой концентрации нагнетательного трубопровода напор уменьшается, в результате чего сумма сигналов датчиков 18 и 19 уменьшается по модулю до нуля и меняет знак на противоположный.При этом заданное вычислительным устройством 24 значение момента, развиваемого приводом 6 рамоподъемной лебедки 7, увеличивается, скорость опускания рамы и заглубления грунтоприемника 8 уменьшается, становится равной нулю и при некотором значении суммы меняет знак на противоположный, т. е. происходит подъем рамы.Таким образом, режим всасывания и гидротранспортирования материала в гидро- транспортных системах землесоса 1 и гидроклассификатора 9 стабилизируется при определенном соотношении параметров напора во всасывающей линии землесоса и в трубопроводе для слива из гидроклассифи 670693катора жидкой фазы и сопутствующего бесполезного материала.При стабилизированном объеме материала в накопителе 10 гидроклассификатора открытие поворотного затвора разгрузочного окна накопителя пропорционально притоку материала в накопитель 10, т. с. пропорционально производительности комплекса по полезному продукту,С целью оптимизации управления технологическим режимом комплекса по критерию максимальной производительности вычислительное устройство 24 по информации датчика 12 положения затвора разгрузочного окна накопителя 10 методом динамического программирования обеспечиваст автоматический поиск задания такого соотношения параметров напора во всасывающей линии землссоса 1 и в трубопроводе для слива из гидроклассификатора жидкой фазы и сопутствующего материала, при котором в данных условиях достигается максимально возможная производительность комплекса по полезному продукту.В случае, когда производительность комплекса лимитируется возможностями средств для погрузки полезного продукта на транспорт (это возможно при работе в карьере с большим процентным содержанием полезного прод.кта), объем материала в накопителе 10 может нсдоп стимо расти, при этом сильно увеличивается унос полезного продукта по сливному трубопроводу в отвал.С целью уменьшения; носа полезного продукта в отвал датчик 11 объема материала в накопителе подключен на вход вычислительного устройства 24.При сильном увеличении сигнала датчика 11 вычислительное устройство 24 корректирует заданное соотношение потерь напора по всасывающей линии землссоса и в сливном тр.бопроводе в сторону уменьшения интенсивности процесса всасывация материала. За счет этого приток гидросмсси в грунтоприсмцик 8 и объем материала в накопителе 10 гидроклассцфикатора 9 уменыпаются, и унос его в отвал также уменьшается.Для улучшения чистоты выработки карьера вычислительное устройство 24 реализует управлснис системами 1, 11, 111 автоматического регулирования моментов приводов 2, 4, и 6 механизмов рабочих перемещений 3, 5 и 7, обеспечивающее автоматическое ведение грунтоприемника 8 земле- соса 1 по подстилающему слою карьера.Эта функция автоматического управления реализуется следующим образом.При наличии в зоне всасывания грунтоприемника 8 землесоса 1 материала, поддающегося разработке, и при нормальном состоянии грунтоприемника 8 вычислительное устройство 24 через посредство систе-мы 111 стабилизации момента привода 65 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 рамоподъемной лебедки 7 управляет изменением глубины опускания груцтопрцсмника 8.Прц этом привод б рамоцодъемной лебедки 7 находится в непрерывном двцжснцц, потери напора во всасывающем трубопроводе зсмлесосд вслцкц, напор г сливном трубопроводе сравнительно мал, приток полезного продукта в накопитель 10 гидрокласспфцкатора 9 велик и разгрузочнос окно открыто. Такому состоянию координат, зафиксированных датчиками 21, 18, 19 и 12 и переданных ца вход вычислительного устройства 24, соответствуют цулц цд его выходах У, ц У Прц этом приводы 2 ц 4 лебедок развивают ндчдльцыс зддднныс моменты, ц корпус 1 зсмлссоса с гцдроклассцфцкатором 9 неподвижно зафиксированы в забос на натянутых тросах этик лебедок.По мсрс выработки материала, содержащего полезный продукт, груцтопрцсмпцк 8 заглубляется ц ложится на плотный слой подстцлаюшсго профиля карьера, прц этом двцжеццс привода 6 рамоподъсмцой лебедки 7 прекращается, ц датчик 21 ее хода это фиксирует.С прекращением подтсканця в зою всасывания грунтопрцсмнцка 8 материала, поддаюшсгося разработке, готсрц напора во всасыва;ошей линии зсмлесоса уменьшаются, напор в трубопроводе для слива цз гцдроклассифпкатора жилкой фазы и сои:тствующсго материала возрастает, приток материала в накопитель 10 уменьшается, ц его разгрузочное окно здкрызастся.Прц таком состоянии координат, зафиксированных датчиками 21, 18, 19 ц 12 на выходах вычислительного устройства 24, появляется Слово, прц котором заданное значение момента, развиваемого приводом 4 кормовой удержцвдюгцсй лебедки 5 уменьшается, а зддаццос зцачсцце момента, развиваемого приводом 2 носовой становой лебедки 3, возрастает. Вследствие этого носовая лебедка 3 наматывает канат, кормовая леоедка 5 смдть.вдет, комплекс перемешается вперед, ц грунтопрцсмццк 8 двигается по полстцлдоцц.м, профцлю откосу разрабатываемого мдтсрцдлд.В случае, если груцтопрцсмцпк 8 упирается, напрцмср, в выступ профиля подстцлаюгцсго слоя карьера, становой трос натягивается и привод 2 останавливается, что фиксируется датчиком 22, трос кормовой удержцвдошсй лсбсдкц сматывается, осла. беваст, ц привод 4 также останавливает. ся - это фиксируется датчиком 23; груп. топриемник 8 лежит на подстилающем слое и привод рамоподъемной лебедки 7 стоит - это фиксируется датчиком 21; потери напора во всасывающей линии землесоса малы, напор в сливном трубопроводе достаточно высок, разгрузочнос окно накопителя 10 гидроклассцАи 1 сатора 9 закрыто, Такомсостоянию координат, зафиксированных датчиками 22, 23, 21, 18, 19 и 12 соответствует Слово на выходах вычислительного устройства 24, при котором на входе систсмы 111 управления приводом 6 рамоподьсмной лебедки 7 появляется сигнал, включающий лебедку на подъем груптоприемника 8.Грунтоприемник отрывается от подстилающего слоя, и комплекс под действием силы в натянутом тросе носовой становой лебедки 3 начинает двигаться вперед. Как только трос носовой становой лебедки 3 ослабляется настолько, что ее привод 2 начинает подбор слабины, па выходе вычислительного устройства 24 появляется Слово, при котором рамоподъемная лебедка 7 опускает грунтоприсмпик 8, Таким образом, грунтоприсмник 8 автоматически обходит выступы и погружается в выемки подстилающего слоя профиля карьера, обеспечивая тем самым в карьере максимальную чистоту выработки материала, содержащего полезный продукт,Прсдлагасмое устройство для управления гидромсханизпровапным добывающим комплексом выгодно отличается от известных ранее устройств управления земснарядами.Исполнение устройства в виде автоматизированных систем 1, 11, И 1 стабилизации моментов, развиваемых приводами механизмов рабочих перемещений, присоединенных к выходам вычислительного устройства, и использование дополнительных датчиков, характеризующих режим работы подсистем комплекса, позволяет свсстп сложную задачу автоматического управления основным технологическим процессом бол шой динамической системы, которой является гидромеханизированный добывающий комплекс, к простым задачам регулирования параметров в подсистемах низшего разряда и к организации взаимодействия подсистем низшего разряда с помощгпо сравнительно простого вычислительного устройстга,Использование дополнительных датчиков, контролирующих состояние координат автоматизированных подсистем, позволяет получить дополнительную качественно но вую информацию о ходе технологическогопроцесса н о внешних возмущениях, действующих на этот процесс, что сделало возможной реализацию управления, обеспечивающего существенное повышсние произво днтельности добывающего комплекса пополезному продукту.Формула изобретенияУстройство для управления гпдромехани зированцым добывающим комплексом, содсржащсс датчики напора во всасывающем трубопроводе и положения грунтоприемника зсмлссоса, подключенные ко входам вычислительного устройства, к выходам кото рого подключены автоматизированные системы приводов механизмов рабочих перемещений, отличающсеся тем, что, с целью повьппснпя производительности добывающсго комплекса, устройство снабже но подключенными ко входам вычислительного устройства датчиками напора в сливпом трубопроводе гидроклассификатора, объема полезного материала в накопителе, положения затвора разгрузочного окна на- ЗО копителя, направления хода и стопорениямеханизмов рабочих перемещений и датчиками моментов приводов механизмов рабочих псрсмещсний, включенными ь цспп обратных связей автоматизированных систем з 5 приводов механизмов рабочих пегемсщсний,Источники информации,прннятыс во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР ,ц250748, кл. Е 02 Р 3/88, 19 б 7.2. Авторское свидетельство СССР383808, кл. Е 02 Р 3/88, 1971.3.,1 свяпр 6. К, СопсерЬ 1 п дгедпе ац 1 оша 11 оп, Юог 1 й Ргейрпд апд Маг 1 пе 45 СопМ, .о 1. 8, 1972,10.4. Авторское свидетельство СССР340746, кл. Е 02 Р 3/88, 1970.670693 Фиг. 2 Составитель Р. ГладунТехред А. Камышникова Корректор Е. Угроватова Редактор Д. Павлова Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 1530/18 Изд,370 Тираж 780 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4/5