Устройство для контроля работы экскаватора-драглайна

Союз Советеее Социалиетичесиих Распублии(Ю) Заявлено 01,04.76 21) 234058022-0 М, Кл,Е 02 Е 3/48 соединением заявкиПриоритет -Гееудеретеенай иАЗССРа делам нзоеретен еткрытия Бюлл(72) Автори изобретен Государственный проектно-конструкторский и научно-и институт по автоматизации угольной промышленности Г и Московский ордена Трудового Красного Знамени горнь(7 е) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ЭКСКАВАТОРА - ДРАГЛАЙНАобретение осится к области автомати. еского контроля кскаваторов-драгл едеиии открытых работы шагающих ноль зуемых при и учетайнов, и орных раб, связае ма работ т и строительств ичных сооружении ельного объеом с проведением по перемещению Р з грунта.Известно устройство, обеспечивающее контроль выполнения элементов цикла экскавации,при этом подсчитывается количество циклов10экскавации с установленным уровнем загрузкиковша и время работы экскаватора в режимеэкскавации 111, Однако в автоматизированнойсистеме управления технологическим процессомбестранспортной перевалки необходимо контролировать и учитывать ряд других параметров:угол экскавации (средний, минимальный, макси.мальиый), выполненный объем экскавации в тон.нах или кубометрах, траекторию перемещенияэкскаватора и ее параметры, Такое устройство необеспечивает контроля основных техноло.гических параметров процесса экскавации,Известно устройство, обеспечивающее измерение веса горной массы в каждом цикле зкскавацни с последующим суммированием, измерение и суммирование угла поворота платформы в процессе экскавации 21. Однако и это устрой. ство не обеспечивает формирования данных о расположении экскаватора на плане горных работ и контроля основных технологических параметров процесса экскавации.Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля работы экскаватора-драглайна, содержащее датчики длин тягового н подъемного канатов, связанные с блоком фиксации области пространства, который подключен к одному из входов блока измерения величины загрузки ковша, к другим входам которого подключены датчик веса и логический блок, соединенный с блоком фиксации области пространства и блоком измерения утла поворота платформы, к входу которого подключен датчик угла поворота, а выходы блока измерения угла поворота платформы, блока измерения величины загрузки ковша и логического блока подключены к выходному блоку 3), Такое устройство обес. печивает измерение и учет количества перемещенной горной массы в тоннах, суммарного углаповорота платформы экскаватора, измерение высоты подъема ковша в процессе экскавации. Однако оио не позволяет измерять и учитыватьвтакие важные параметры технологического про. цесеа перевалки, как дугу перемещения горной массы или угол экскавации (средний, минималь. ный, максимальный) и траекторию перемещения экскаватора.Предлагаемое устройство снабжено блоками задания технологических параметров работы и измерения траектории движения экскаватора, входы которых подключены к блоку измерения угла поворота платформы, а выходы - к выходному блоку, причем к другим входам блока измерения траектории движения экскаватора подключены выходы логического блока. При этом блок задания технологических параметров работы содержит задатчики средних значений углов заполнения и разгрузки ковша, четыре схемы И, схему ИЛИ, замыкающую кнопку и два триггера, входы одного из которых через схе. мы И подключены к задатчикам минимальных и максимальных углов заполнения ковша, а входы второго триггера через схемы И подключены к задатчикам минимальных и максимальных углов разгрузки ковша, причем выходы задатчиков максимальных углов заполнения и разгрузки ковша подключены через схему ИЛИ к замыкающей кнопке. Блок измерения траектории движения ковша содержит три схемы И, пороговый элемент, яремяэадерживающий элемент и счетчик, к входу которого через одну из схем И подключены выходы порогового элемента и .время- задерживающего элемента, вход которого соединен с соответствующими входами двух других схем И,Это позволяет задавать и контролироватьпараметры технологического процесса бестранспортной перевалки (угол погрузки ковша - максимальный, минимальный, средний; угол разгрузки ковша - максимальный, минимальный, средний; траекторию движения экскаватора - число шатов и направление каждого шага), что в ,условиях отсутствия обозримости всего фронта работ при значительном числе одновременно работающих экскаваторов, характеризующихся различной производительностью, связанной с техническими характеристиками экскаваторов н технологическими причинами, и при необходимости организации тесного взаимодействия экскава торов в случае многократной перевалки горной массы позволяет с большей технико-экономической эффективностью управлять технологическим процессом экскавации.На фиг. 1 приведена структурная схема уст.ройс тва для контроля работы экскавато.ра-драглайна; на фиг, 2 - функциональная схема блока измерения утла поворота платформы; на фиг, 3 - функциональная схема блока измерения траектории движения экскаватора; на фиг. 4 - функциональная схема выходного блока; нафиг. 5 - функциональная схема блока заданиятехнологических параметров работы.Устройство для контроля работы экскаватора.драглайна содержит логический блок 1, блок 2 фиксации области пространства, связанный с дат. чиками длин тягового 3 и подъемного 4 канатов, блок 5 измерения величины загрузки ковша, связанный с датчиком веса 6, блок 7 измерения угла поворота платформы, связанный с датчиком угла поворота 8, блок 9 измерения траектории движения экскаватора, выходной блок 10 и блок 11 задания технологических параметров работы. Блок 1 по соответствующим цепям связан с блоками 2 и 5, по цепям 12, 13 - со станцией управления приводами экскаватора, по цепи 14 - с блоком 11, по цепям 15, б - с блоком 7, который в свою очередь по цепям 17 - 22 связан с блоком 11, по цепям 17, 18 - с блоком 9, по цепям 17 - 24 - с блоком 10, Датчик угла поворота 8 по цепи 25 подключен к блоку 7.Блок 10 по цепям 26 - 31 соединен с блоком 11, по цепи 32 - с блоком 1. Блок 9 по целям 32, 33 и 34 связан с блоком 1, но цепям 35 - 38 - с блоком 10. Блок 5 соединен с датчикам б, блоком 2 и по цепям 39 и 40 - с блоком 10, Блоки 7 и 1 соединены цепями 41 и 42.Блок 7 измерения угла поворота платформы содержит генератор импульсов 43, схемы ИЛИ 44 и 45, реверсивные счетчики 46 и 47, схемы И 48 - 55, триггеры 56, 57 и 58, узлы 59 и 60 вычисления средних арифметических значений и схемы НЕ 61 и 62. Генератор 43 через схему И 49 подключен к схеме ИЛИ 44 и узлу 59, а через схему И 52; к схеме ИЛИ 45 и узлу 60. Вторые входы схем ИЛИ 44 и 45 через схемы И 54 и 55 подключены к выходам схем НЕ 61 и 62, а их выходы связаны соответственно с реверсивными счетчиками 46 и 47, выходы которых через схемы И 48 и 51 подключены к входам триггеров 57 и 58. Вторые входы тритгеров 57 и 58 подключены к выходам соответствующих схем И 50 и 53, одни входы которых подключены к выходу триггера 56, адругие - к входам схем НЕ 61 и 62, Выходы триггеров 57 и 58 подключены соответственно к входам схем И 49 и 52. Выходы триггера 56 подключены к шинам сложения и вычитания реверсивных счетчиков 46.и 47, соответствующиевходы которых по цепи 14 подключены параллельно. Блок 9 измерения траектории движения экскаватора содержит времязадерживающий элемент 63 схемы И 64, 65 и 66, пороговый элемент (триггер Шмидта) 67, счетчик 68, Одни входи схем И 64, 65 и вход элемента 63 подключены между собой параллельно, Выходы элемен.тов 63 н 67 через схемуИ 65 подключены к счетчику 68, 643597Выходной блок .10, содержит показывающее устройство 69 дирекционного угла 1- го пвга, устройство 70 фиксации числа шагов и дирекционных углов шагов (нарастающим итогом), показьвающие устройства: устройство 71 загрузки ковша в-м цикле экскавации, устройство 72 суммарного веса перемещенной горной массы нарастающим итогом, устройства 73 и 74 задан. ных значений технологических параметров работы, устройства 75 и 76 исполненных значений 1 а технологических параметров работы. Показьвающие устройства 69 и 70 соответствующими входами соединены параллельно.Блок 11 задания технологических параметров работы содержит эадатчики 77 и 78 ередних значений утлов заполнения и разгрузки ковша; задатчики 79 и 80 минимальных значений утлов заполнения и разгрузки, задатчики 81 и 82 макси. мальных значений углов заполнения и разгрузки, триггеры 83 и 84, схемы И 85 - 88, схему ИЛИ 89, замыкающую кнопку 90, Входы эадатчиков 79 и 81 соединены параллельно, одни выходы эадатчика 79 через схему И 85 подключены к одному входу триггера 83, одни выходы задатчика 81 через схему И 87 подключены к другому входу триггера 83. Аналогично выходы задатчика 80 через схему И 86 связаны с одним входом триггера 84, с другим входом которого соединены одни выходы задатчика 82 через схемуИ 88, Другие выходы задатчиков 81 и 82 подключены к входам схемы ИЛИ 89, к третьему входу которой подключена замыкающая кнопка 90.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы ориентируют экскаватор по принятому основному направлению и нажатием кнопки 90 приводят счетчики 46 и 47 в нулевое состояние. Затем машинист в соответствии с принятой технологической схемой работы экскаватора и сменным заданием устанавливает посредством задатчиков 77, 79 и 81 среднее значение угла заполнения ковша аэ, минимальноеминзначение угла заполнения ковша аз, максимальмаксное значение угла заполнения аз, которые отсчитываются от принятого основного направления, например, вправо, Аналогично машинист задает 45 среднее значение угла разгрузки ковша ар, миниминмальное значение угла разгрузки ар, максимальмсясное значение угла разгрузки ар, используя соот" ветствующие задатчики 78, 80 и 82. Кроме того, машинисту экскаватора при вручении сменного 50 задания даются указания по траектории перемещения экскаватора (число шагов п,угол каж.дого шага аш 1) и кооРдииаты точек стоЯниЯ, выраженные в шагах.55процессе экскавации с заданной точки сто. яния устройство обеспечивает измерение веса горной массы в ковше в каждом цикле экскавации посредством логического блока 1, блоков 2, 5 и связанных с ними датчиков 3, 4 и 6.Блок 11 работает следующим образом, Машинист экскаватора в соответствии с эа. данием.устанавливает посредством задатчиков 77, 79 и 81 углы аэ, аз, азм, а посредством задазчиков 78, 80 и 82 - углы ар,дкдкккПоцепям 17, 18 и 20,21 в задатчики 79 - 82 с блока 7 поступают действительные значения углов загрузки и разгрузки, выполненных в каждом цикле экскавации аз и ар лри выполнении условииминмаксф, ( доСЪЪМИН 1 Макс Срабатывают элементы И 85 и 86, в результатечего переключаются триггеры 83, 84 и по цепям19, 22 поступают сщналы в блок 7, обеспечивающий измерение аз и а Если а 1 амакса, амакс или ам) аэ аа) ар тоаР р з а = ртриггеры 83 и 84 не переключаются и на шинах19, 22 сигналы отсутствуют, что исключает учетаз, а 1; в подсчете среднеарифметических значенийаз, ар по всем циклам экскавации в течениесмены, т,е. такие циклы классифицируются какнеполноценные,Измерение траектории движения экскаватораосуществляются блоком 9. В момент приходасигнала по цепи 32, характеризующего моментвключения механизма шагания, на выходах 35, 36появляются сигналы, которые характеризуютугол аш;. Экскаваторщнксравнивает по показы.вающемуустройству 69 устанавливаемое значение аш;с заданным и при их соответствиипрекращает поворот платформы, экскаваторпередвигается на один шаг. Указанные манипуляции выполняются на каждом шаге перемещенияэкскаватора. В конце каждого шага схемой И 65формируется сигнал, которьв фиксируется всчетчике 68, Выполнение шага перемещенияконтролируется элементом 63 по длительностивключения приводного двигателя и элементов 67йо загрузке приводного двигателя, Сигналы по,шинам 35, Зб и 37, 38 поступают в блок 10, гдеиндицируются и фиксируются устройствами 69 и70, При последовательном выполнении несколь.ких шагов при одном и том же аш, формирование сигнала на выходе схемы И 55 обеспе.чивается за счет срабатьвания элемента 63 вконце каждого шага,Блок 7 измерения угла поворота платформывзаимодействует с блоками 9 и 11 следующимобразом. В процессе экскавации при поворотеплатформы в счетчиках 46 и 47 измеряется уголповорота платформы относительно принятогоосновного направления, В момент завершенияоперации заполнения ковша логический блок подели 41 Формирует сн. Нал который эагирает схемуИ 54, нарушая связь по цепи 25 иежду дагчиком 8и схемой НЕ 61 блока 7. В результате этого В сцет.чике 46 ззфиксируется 11 ол зэгруэки й, кото.рый имел место в данном цикле экскавации.Если соблюдается условие амин ( а ( смаке тоПО ДЕЛИ 19 оцоетуПЗЕТ СООттцтствуЮПППЗ гЛНЗЛ ОТблока 11, а От блока 1 по цепи 16 поступаетсигивл, переключа 11 цпй -;р,;:ггег 56 В положениеОбеспечиваю 1 цее раб - .Тц-:ка 46 а Оехаве 1 ОВЫЧИТЗНИя, ЦСЛЕЛСТВД Э";,;: -",":,гг-"Г 7 -ГрачЕ.чается и на выуоде,;:.;. Р -Ь и".;ляютсяИМПУЛЬСЫ С цастгТС 7", г - .".;,1, О, 1 -.,".4 ТОЛЬФ. через схему ЛГИ 44 лоступагс на: - ;,етчик 4 б и. кроме того., на вход узла 5 г, йри достижеви 5нулевого состояния легчпса 46 соабатывает схяма Ц 48 и перекло 1 ает;эиггеп 57 В исходноеСОСТОЯНИЕ ПРЕКРЗЩЗЯ ТЕМ С 1 МЬт 11 РОСУПЕтГЕимпульсов с выхода схемы Г 49 нз указанныевцще элементы. Таким Образом, реально выпол О. Неииый угол загрузки ковша а при соблюдениивышеприведенных ограничений учитываетсяузлом 59 который вьчисляегАналоглпро функи. н.-;.руст н другая час -схемы со счетчиком 47 при разгрузке ковша, 5измеряя действительно про иэведенньй угол раэ.грузки аА и при соблю-"и; усцовй,я,н.( Яр ( Я узгом б 0 в.:исляется значс 1111 еугла ар.Таким образом, Гредда аемое устройство ЗОпозволяет кОнтролировзть заданную траекториюперемещения экскаватора, ехнологические параметры экскавации амин смаке д амп 1 смаке1 " 3Э-Р: Рзр) в заДанных точках столнил, что Увеличиваетэффективность кОнтооля выполненных объемов 35работы при бестранспортной сис. еме 1 изработки,особенно В случае многократной перевалки горНОЙ МЗССЫ,Формула изобгеения1, УстройстВО для КОнтооля работы экскава."ТОРЗ.ДРаглайиа, СОДЕРЖЗЦЕЕ ДЗТЧНКи,гЛИН ТЯГОВОГО и подъемного канатов, связанные с боком 45фиксации области трострзнс", Ва которьй подключен к одному из Входов блока измерениявеличины загрузки ковша. к другим входам 1;эторого подключены датчик веса и ЛОГический блок, соединенный с блоком фиксации области п 1 эостранства и блоком измерения угла поворота гвтатформы, к входу которого подключен датчик угла поворота, а выходы блока измерения угла поворота ш 1 атформы, блока измерения величины загрузки ковша н логического блока подключень к вь 1 ходному блоку, отличающееся тем, ЧТО, С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ КОНТроЛЯ ВЬ 1- полненных обьемов работ и параметров процесса экскавапи 1, оно снабжено блоками задания тех. нологических параметров работы и измерения траектории движения экскаватора, входы которых подключены к блоку измерения угла пово ота платформы, а выходы - к Выходному блоку, .причем к другим входам блока измерения траекторв движения экскаватора подключены выходы логю 1 еского блока,2, Устройство по п.1, .о т л и ч а ю ш е е с я тем, что блок задяния технологических параметров работы содержит задатчики средних значе ний углов заполнения и разгрузки ковша, четыре схемы И, схему ИЛИ, замыкавптув кнопку н два триггера, входы одного из которых через схе. мы И подклвьчены к задатчикам минимальных и максимальных углов заполнения ковша, а входы второго триггера через схемы И подключены к задатчикам минимальных н максимальных уГлов разгрузки ковша,. причем выходы задатциков максимальных углов заполнения и разгрузки ковша подкшочены через схему ИЛИ к замыкаю. щей кнопке.3, Устройство по п,1, о т л и ц а ю щ е е с я тем, что блок измерения траектории движения ковша содержит три схемы Ипороговый эле. мент, времязадерживающий элемент и счетцик, к входу которого через одну иэ схем И подключены Выходы порогового элемента и времязадерживающего элемента, вход которого соедвин с соответствующими входами двух других схем И,Источники информации пр 1 пятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство У 228305, кл. 607 с 5/08, 1968,2, 1 вторское свидетельство СССР И 324527, кл. О 01 1 5/00, 1970,3. Авторское свидетельство СССР 11 о 339904 кп, Е 02 Р 3/48, 1970.643597 г/ ректор И. Го аказ 7982/29 одписноеССР БН 13 д я,4 дактор Т.Фадеева га2 б Риг. ХСоставитель Р.ГладунТехред Э, Чужик Тираж 776 .ИПИ Государственного ком нгето делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб иал ППП "Патент", г, Ужтород ул,