Способ автоматического учета основных показателей работы драглайна

%ОЩйафуаа ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ К ОРСКО ТЕЛЬСТВУ определяют операцию транспортировкигруженого ковша как одновременное втечение не менее, чем 2-5 с, выполнение условий П е 1 ГР зд 8 п НПП = з 1 дп РТВ = зЦп РТЛСопределя порожкег оп енное в выполтече ни е ме овий ние 9 ст, юоР,ПП=1ТВ=О;0 - сигналризуюствиеприво п П г з 1.8 п.характ й отсут нагрузк а механ ма поворота сигнал, харак ющий нагрузку да механизма еризу- привоПП= и вороддп РТВ- сигнал, харак ющий работу пр механизма тяг ризу-,воданарисвнешнетике,ак 1 яп РТЛН=1 з 18 п РТЛС= вала сигизующдвигателянаматыван ал, характе ий вращение ри тыягивании) каната с рабана лебедки, фактический ток ря двигателя ме ма подъема,а" в 18 п НПП = 0 ддп РТВ = 1РТЛН = якоаниезхдп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРП 11 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательскийинститут по автоматизации угольнойпромышленностиГипроуглеавтоматизация(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 759670, кл. Е 02 Р 9/20, 1972.2, Авторское свидетельство СССРУ 343043, кл. Е 21 С 47/00, 1969(54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УЧЕТАОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДРАГЛАЙНА, основанный на измерении токаякорной цепи двигателя механизма.подъема ковша и определении цикла экскавации путем контроля последовательного выполнения операций черпания, транспортировки груженого и порожнего ковша, о т л и ч а ю щ и й;с я тем, что, с целью упрощения иповышения точности учета, измеряютнагрузку привода механизма поворота,фиксируют наличие или отсутствие ее,фиксируют, работу привода механизматяги на внешней характеристике, фиксируют направление вращения вала двигателя тяги и определяют операциючерпания как одновременное в течениене менее, чем 2-5 с, выполнение усрацию транспортировкиа как одновремее, чем 2-5 с,(Т у.ь дои, )- токи якоря двигателямеханизма подъема при установленной минимальной загрузке ковша (при максимально допустимой Поставленная цель достигается тем,что согласно способу автоматическогоучета основных показателей работыдраглайна, основанному на измерениитока якорной цепи двигателя механизма подъема ковша и определении циклаэкскавации путем контроля последовательного выполнения операций черпания, транспортировки груженого и порожнего ковша, измеряют нагрузку привода механизма поворота,:фиксируютналичие или отсутствие ее, фиксируют работу привода механизма тяги наЗО внешней характеристике, фиксируютнаправление вращения вала двигателятяги и определяют операцию черпаниякак одновременное в течение не менее,чем 2-5 с, выполнение условий:здп НПП = ОяЦп РТВ = 1з 1 дп РТЛН = 1,определяют операцию транспортировки 40 груженого ковша как одновременное втечение не менее, чем 2-5 с, выполнение условий Изобретение относится к измерению параметров выполненной работы при проведении горных работ открытым способом с применением экскаваторадраглайна, более точно при выполнении вскрышных бестранспортных работ, и, в частности, предназначается для учета количества выполненной работы (подсчет числа циклов экскавации) и длительности простоя.Известны способы, обеспечивающие автоматический учет основных показателей работы драглайна: измерение величины загрузки ковша по току якорной цепи двигателя механизма подъема, контроль выполнения цикла экскавации, измерение длительности полноценного цикла экскавации, операции заполнения ковша и определение подготовленности горной массы кэкскавации по отношению средних длительностей операций черпания и цикла экскавации 1 .Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического учета .основных показателей работы драглай-. на, в котором предусматривается изменение тока якорной цепи двигателя ме ханизма подъема ковша, угла поворота платформы, определение элементов цикла экскавации путем контроля последовательности выполнения операций черпания, транспортировки груженого и порожнего ковша, измерение фактических длин свисающих частей тягового и подъемного канатов, определение и фиксация объема выполненной работы в перемещенных ковшах установленной загрузки 2.Однако в известном способе недостаточно надежно определяются основные операции цикла экскавации, вследствие чего возможны ошибки при определении величине налипаниягорной массы к ковшу),а простой экскаватора определяют как одновременное отсутствие выполнения операции черпания и отсутствие нагрузки привода механизма подъема. цикла экскавации: возможна имитация цикла экскавации с порожним ковшом, который будет засчитан как полноценный (за счет искусственного создания 5 переходных режимов работы главныхприводов экскаватора), кроме того необходимо измерять относительно большое число переменных (ток якорной цепи привода механизма подъема ковйа, угол поворота платформы, длины свешивающихся частей тягового и подъемного канатов), что в итоге усложняет практическое использование способа.Цель изобретения - упрощение и по вышение точности учета основных показателей работы драглайна.(2) где 1 уст, го,ша,я.р РТЛС= 1 55 ядп НПП = Оядп РТВ = 1 всрп РТЛН = 1 определяют операцию транспортировки порожнего ковша как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с, выполнение условий1 о - 1 усгеор,вр НПП = 1в 3.дп РТВ = Игде вп НПП = О - сигнал, характеризующий отсутствиенагрузки привода смеханизма поворота,15в 1 дп НПП = 1 - сигнал, характеризующий нагрузкупривода механизма поворота,я 1 п РТВ = 1 - сигнал, характеризующий работу привода механизма тяги на внешней хасигнал, характе-ризующий вращениевала двигателя тяги при наматывании 30(сматывании) каната,с барабана лебедки,фактический токякоря двигателя 35механизма подъема,токи якоря двигаподъема при установленной минималь 40ной загрузке ковша(при максимальнодопустимой величине налипания горной массы к ковшу),а простой экскаватора определяют как одновременное отсутствие выполнения операции черпания и отсутствие нагрузки привода механизма подъема. 50 Действительно, реализация опера. ции черпания я 1 рп 4 = 1 определяется как одновременное в течение 2-5 с, выполнение условий- сигнал, характеризующий нагрузкупривода мехакччзмаповорота (нагрузкаесть - вЦп НПП- 1, нагрузка отсутствуетя 1 Вп НПП = О),яоп РТВ = 1 - сигнал, характеризующий работу привода механизма тяги на внешней характеристике,сигнал, характеризующий вращениевала двигателятяги при наматывании каната.Такое определение и последующий контроль исполнения надежно фиксирует выполнение операции черпания в процессе экскавации, поскольку элементы операции являются необходимыми и достаточными признаками даннойоперации, которые учитываются лишь при их фактической длительности не менее установленной величины, что практически не позволяет имитировать огерацию черпания без ее практического выпол не ния .Аналогичный принцип использован при определении и контроле выполнения операции транспортировки груженого ковша я 1.п ТГК = 1, если одновременно в течение 2-5 с выполняются усло - фактический ток якоря двигателя механизмаподъема,ток якоря двигателямеханизма подъема приустановленной минимальной загрузке ковсигнал, характеризующии вращение валадвигателя тяги присматывании с барабаналебедки. При, определении и контроле выпол.нения операции транспортировки по 1170058рожнего ковша зЦп ТПК = 1, еслиодновременно в течение 2-5 с выполняются условия 11 ст.ооу здп НПП = 1 здп РТВ 1(3) где 1 ,т- ток якоря двигателямеханизма подъема при 1 О максимально допустимой величине налипания (намерзания горной массы к ковшу).При определении простоя также 15 обеспечивается надежность контроля фактического состояния экскаватора, поскольку при этом используются ранее определенные операции процесса экскавации. Сигнал простоя вьцп П=1, 2 О если одновременно выполняются условия воп 4 = 0 вЦп НП= О(4) где з 8 п НП - сигнал характеризующий 5нагрузку привода механизма подъема ковша(нагрузка есть -в 1 цп НП = 1, нагрузкаотсутствует - ЗОвоп НИ = О).Таким образом, надежное определение выполнения основных операций цикла экскавации обуславливает надежныйконтроль исполнения цикла экскавациис заданными параметрами загрузки иразгрузки ковша. Кратковременные возмущения, являющиеся следствием переходных процессов в главных приводах,управляемых машинистом экскаватора, 4 Окоторые удовлетворяют одному или всемусловиям 1-3 не оказывают влияния наточность определения числа циклов эк-скавации, поскольку их длительностьзначительно меньше 2-5 с, в течение 45которых определяются операции циклаэкскавации.На фиг1 приведена структурнаясхема устройства, реализующего способ,на фиг.2- 9 - функциональные схемы 5 Облоков устройства,Предлагаемый способ включает следующие основные операции:- в процессе экскавации измеряют ток якорной цепи двигателя механизма подъема ковша,измеряют нагрузку привода мех- низма поворота- фиксируют наличие или отсутствие нагрузки привода механизма поворота,- фиксируют работу привода механизма тяги на внешней характеристике,- фиксируют направление вращения вала двигателя тяги,- определяют операцию черпания как одновременное в течение не менее, чем 2-5 с выполнение условий всрп НПП = 0 всрп РТВ = 1 вВп РТЛН = 1определяют операцию транспортировки груженого ковша как одновременное в течение не менее 2-5 с выполнение условий 1 1 цст,л зтдп НПП 1 зр РТВ = 1 в 1 рп РТЛС = 1определяют операцию транспортировки порожнего ковша как одновремен. ное в течение не менее, чем 2-5 с выполнение условий 1 д1 цст, пор. вддп НПП = 1 вт.яп РТВ = 0определяют выполнение цикла экскавации как последовательное выполнение операций черпания (вт.цп 4=1), транспортировки груженого ковша (вт.яп ТГК = 1), транспортировки порожнего ковша (вЦп ТПК = 1),определяют простой экскаватора как одновременное выполнение условий в 18 п 4 = Овт.яп НП = 0В предлагаемом способе обеспечивается при минимальном объеме входной информации надежное определение выполнения основных операций цикла экскавации и тем самым простыми средствами обеспечивается надежное определение выполнения каждого цикла экскавации.Кроме того, обеспечивается надежно и простыми средствами определение длительности простоя экскаватора по различным причинам, при этом простои фиксируются как внутри циклов экскавации (т.е. между ттюбыми операциями цикла), так и между циклами экскавации.Техническая реализация способа существенно упрощается за счет измерения только одного параметра, характеризующего состояние экскаватора - величины тока якорной цепи привода механизма подъема ковша и контроля параметров, характеризующих положение ко- . мандоаппаратов управления главными приводами экскаватора (яд 8 п НПП, 1 О я.8 п РТВ, яЦп РТЛН, яд 8 п РТЛС).В состав устройства, реализующего способ,. входят следующие функциональные узлы (фиг.1): узел 1 измерения загрузки ковша, узел 2 контроля 15 операции.черпания, узел 3 контроля операции транспортирования груженого ковша, узел 4 контроля операции транспортирования порожнего ковша, узел 5 контроля последовательности выпол нения операций цикла экскавации, узел 6 сигналов времени, узел 7 памяти, узел 8 управления и выходной индикатор 9. Узел 1 соответствующими выходами связан с узлами 3-5. Выходы 25 узлов 2-4 подключены к соответствующим входам узла 5, другие входы которого связаны с выходами узла 6. :Выходы узла 5 подключены к входам узла 7, другие входы которого связа ны с выходами узлов 6,8. Входы выходного индикатора 9 подключены к соответствующим выходам узлов 7,8.Вход узла 1 по цепи 10 подключен к якорной цепи. двигателя механизма подъема ковша. Входы узлов 2-4 по цепям 11-13 подключены к выходам станции управления главными приводами экскаватора, вырабатывающим сигналы я 18 п НПП з 1 п РТВ я 1 п РТЛН 40 яЦп РТЛС.Узел 1 содержит (фиг.2) усилитель постоянного тока 14 и подключенные к его выходам пороговые элемецты 15, 16;Узел 2 содержит (фиг.3) инвертор 45 17 и подключенный к его выходу логический элемент И 18.Узел 3 содержит (фиг.4) пороговый элемент 19 и подключенный к его выходу логический элемент И 20.Узел 4 содержит (фиг.5) инверторы 21, 22, пороговый элемент 23 и логический элемент И 24, Выходы элементов 21-23 подключены к соответствующим входам элемента 24.55Узел 5 содержит (фиг.6) триггеры25-28, логические элементы И 29-33,инверторы 34, 35, логический элемент ИЛИ-НЕ 36, триггер 37 и дешифратор 38. Соответствующие входы элементов 26, 30, 31, 32, 34, 36 подключены параллельно, выход триггера 25 подключен к входу элемента И 29, выход триггера 26 подключен к соответствующему входу элемента И 30, другой вход триггера 26 подключен параллельно входам элементов 25, 27, 28, 33 и к выходу дешифратора 38. Выход эле-. мента И 30 подключен к входу триггера 27, выход которого через элемент И 31 .связан с входом триггера 28Выход инвертора 34 через элемент И 32.подключен к входу триггера 25. Другой вход элемента И 32 подключен к выходу инвертора 35.Входы счетчика 37 подключены к выходам элементов 33, 36, а выходы его связаны с входами дешифратора 38.Узел 6 содержит (фиг.7) генератор импульсов 39, счетчики 40, 41. Один вход счетчика 40 подключен к выходу генератора 39, а выход его подключен к входу счетчика 41. Другие входы счетчиков 40, 41 подключены параллельно.Узел 7 содержит (фиг.8) логические схемы И 42-47 и триггерные счетчики 48-57. Выходы схем И 42-43 через соответствующие схемы И 44-47 подключены к входам счетчиков 49-53, выходы которых подключены. к входам счетчиков 54-57, Соответствующие входы счетчика 48.и схем И 42, 43 подключены параллельно.Узел 8 управления содержит (фиг.9)переключатель 58 режима работы "экскавация", "переэкскавация", ключ 59включения выходного индикатора 9,переключатель 60 бригад и кнопку 61установки счетчиков узла 6 в нулевое положение.Устройство работает следующимобразом.В процессе экскавации (переэкскавации) на выходах узла 1 (фиг.1) формируются сигналы, характеризующие загрузку ковша (груженый - выход д, порожний - с, холостой ход приводного двигателя механизма подъема в, которые поступают соответственно на входы узлов 3, 4 и 5. При выполнении условий (1) в течение С , на выходе узла 2 формируется яЦп 4=1, который постугйет на соответствующий вход узла 5. После заполнения ковша до35 установленного уровня в процессефего транспортировки в место разгрузки на выходе узла 3 при выполненииусловий (2) в течение й д формиРУется сигнал з 8 п ТГК = 1, который поступает на вход узла 5 и характеризует.выполнение операции транспортировки груженого ковша. После разгрузки при соблюдении условий (3) в те Очение й 5 на выходе узла 4 формируется сигнал з 1 яп ТПК = 1, который поступает на соответствующий вход узла5 и характеризует выполнение операции транспортировки порожнего ковша 15и косвенно - выполнение операцииразгрузки груженого ковша. Узел 5(вход Й) в указанной последовательности и при ее соблюдении формируетна выходе сигнал цикла экскавациизд 8 п Ц = 1 (выход ), который поступает в узел 7 и фиксируется в соответствующих счетчиках: в общем суммарном 48, в одном из счетчиков 5057 (в зависимости от вида работы"экскавация" или "переэкскавация"и номера работающей бригады), В ЗОсчетчиках 50-53 фиксируется выпол"нение сменных объемов работ, в счетчиках 54-57 - выполнение объема работ каждой бригады нарастающим итогом до месяца включительноЕсли же в процессе экскавации .(переэкскавации) наблюдается .простойэкскаватора по различным причинам,то на соответствующем выходе узла 5(выход к фиг 6) формируются импульсы 4 Оопределенной длительности, которыепоступают в узел 7 и фиксируются всчетчике 49, т.е. состояние этогосчетчика характеризует длительностьпростоя экскаватора. 45Узлы 1-4 (фиг.2-5) выполняютпростейшие логические функции ине требуют подробных пояснений ихфункционирования.Узел 5 работает следующим образом 5 О(фиг.б). При поступлении здп 4=1 навход в переключается триггер 26,фиксируя выполнение данной операции,с выхода триггера 26 поступает сигнална вход элемента И 30 и подготавлива ет его работу. После поступленияз 18 п ТГК = 1 на вход с переключаетсятриггер 27, фиксируя тем самым выполнение операции транспортировкигруженого ковша, переключение триггера 27 подготавливает к работе элемент И 31. После выполнения очередной операции - транспортировки порожнего ковша - на вход с поступаетзЦп ТПК = 1, и на выходе триггера28 формируется сигнал выполнения цикла экскавации з 18 п Ц = 1 (выход ).Сигналы яд 8 п 4=1, зЦп ТГК = 1,яд 8 п ТПК1 и инвертированный сигналхолостого хода двигателя (по цепи:вход а, инвертор 35) поступают навходы логического элемента ИПИ-НЕ 36и счетчик 37, выполняющий функцию реле времени, начинает подсчитыватьимпульсы, поступающие на его вход свыхода элемента И 33. Частота выход-:ных импульсов элемента И 33 определяется частотой входных импульсов,поступающих по входу е, Если длительность любой контролируемой операциипревышает установленную,то на выходедешифратора 38 формируется сигнал,поступающий на входы триггеров 25-28и элемента ЗЗЕсли в этот момент навходе 0-триггера 28 имеет место единичный сигнал, т.е. выполнена операция транспортировки порожнего ковша,го на выходе 1 формируется зь.8 п Ц =1, в противном случае зд 8 п Ц = О,так как все операции цикла не выполнены и цикл не засчитывается. Еслипри этом соблюдается условия з 8 п 4 ==0 и загрузка двигателя подъема отсутствует (в якорной цепи ток холос-.того хода), то на выходе элемента И 29(выход к) формируются импульсы, число которых характеризует длительностьпростоя (частота импульсов определяется частотой входных импульсов, поступающих по входу Г).В узле б (фиг.7) формируются временные сигналы: на выходе а импульсыс периодом следования 1 с, а на выходе в импульсы с периодом 1 мин.В узле 7 (фиг.8) обеспечиваетсяфиксация общего объема выполненнойработы в циклах - счетчик 48, общаядлительность простоя - счетчик 49,объемы выполненной работы по видамработы (экскавация, переэкскавация),за смену и нарастающим итогом до месяца по каждой бригаде - счетчики50-57,Предлагаемый способ обеспечиваетнадежное определение количества выполненной работы.илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная аказ 4678/26 Тираж 649 ВНИИПИ Государствен по делам изобретен 113035, Москва, Ж