Устройство для управления процессом грунтозабора землесосного снаряда

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 Е 02 Р 3/ РЕТЕНИЯВУ г акюеавто ель и имени во ител ехнологиче лючени сных с при засо защитной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕП-НИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Горьковский институт инженеров водного транспорта(56) Авторское свидетельство СССР Р 1320336, кл. Е 02 Г 3/16, 1986.Авторское свидетельство СССР Р 670693, кл, Е 02 Р 3/88, 1977, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНЩ ПРОЦЕССОМ ГРУНТОЗАБОРА ЗЕМПЕСОСНОГО СНАРЯДА(57) Изобретение относится к автоматизации управления технологическими процессами земснарядов. Цель изоб. ретения - повышение производительности работы за счет исключения работы земснаряда при засорении грунтоприемника (ГП) или его защитной решетки. Для этого устройство содержит датчики (Д) напора, вакуума, положения ГП и электропроводности пульпы, генератор тактовых импульсов, формирователь сигналов, анализатор состояния ГП, сумматор, два блока компараторов (БК) два элемента НЕ, элемент И, три элемента ИЛИ-НЕ, дешифратор, блок задания режимов три приво. да. Засорение ГП определяется в анализаторе состояния ГП по сигналам Изобретение относитс матике гидромеханизмов, устройствам управления кими процессами землес дов. с Д электропроводности пульпы и Д вакуума. Сигналы с последних, а т же с Д напора поступают на входы сумматора, который формирует упра ляющий аналоговый сигнал, поступа щий на входы первого БК. По логике,определяемой элементами ИЛИ-НЕ,сигналы с выходов анализатора 6 ипервого БК поступают на входы дешифратора 20. На управляющий вход дешифратора поступает сигнал с формирователя сигналов, который вместе свыходными сигналами дешифратора управляет приводом рамоподъемной решетки. Сигналы о движении и положении ГП фиксируются Д положения. Пермещенне земснаряда по траншее возможно, когда на входе элемента Иприсутствует логическая "1". Этовозможно, например, при отсутствииматериала в зоне всасывания, чтоопределяется Д напора и Д вакуума,сигналы которых поступают на входывторого БК, один из выходов которогочерез первый элемент НЕ соединен содним из входов элемента И. Блокзадания режимов контролирует времяотсутствия материала и задает режимыработы приводов механизмов рабочихперемещений. На один из входов блоказадания режимов поступают импульсыот генератора тактовых импульсов.1 з.п.ф-лы, 2 табл , 6 ил. бретения - повьппение проости работы за счет исботы земпесосного снарядаии грунтоприемника или егшетки.30 Таблица 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 "Рама вниз"1 1 "Стоп"0 1 "Рама вверхмедленно"1 0 "Рама вверхбыстро" 1 1 1 1. 1 40 45 50 На Фиг.1 приведены структурнаясхема устройства и Функциональнаясхема блока задания режимов; наФиг.2 - принципиальная схема сумматора; на фиг.3 - соотношение уставоквторого блока компараторов, наФиг.4 - принципиальная схема формирования сигналов, на Фиг.5 - подвижнаяламель; на Фиг.6 - временные диаграммы работы устройства.Устройство для управления процессом грунтозабора землесосного снаряда содержит датчик 1 положения грунтоприемника, датчик 2 напора, датчик3 электропроводности пульпы, датчик4 вакуума, сумматор 5, анализатор 6состояния грунтоприемника, блоки 7и 8 компараторов, привод 9, Формирователь 10 сигналов, элемент И 11,элементы ИЛИ-ИЕ 12-14, приводы 15и 16, генератор 17 тактовых импульсов, элементы НЕ 18 и 19, дешифратор20 и блока 21 задания режимов.Блок задания режимов содержит элемент И 22, триггеры 23 и 24, счетчики 25 и 26, кодовые переключатели27 и 28, элементы НЕ 29 и 30 и формирователи 31 и 32 сигнала,Все приводы в устройстве могутбыть реализованы в электромеханическом варианте.Анализатор 6 состояния грунтоприемника выполнен в соответствии с аналогичным блоком в известном устройстве. Устройство работает следующим образом.Сумматор 5, обрабатывая информацию датчиков 2-4, Формирует аналоговый сигнал фиг.2), который может изменяться от О до П, Весовые коэффициенты, с которыми сигналы передаются па вход сумматора, выбираются при настройке системы, Например, на земснаряде "Прага" напряжение .на выходе сумматора 5 равно Пьых О) Вак)чма + Оэ 51) напора + 0 э 5 1) и р о Во ф )Сигнал с выхоДа сУмматоРа 5 1)Выкчерез блок 7 компараторов подаетсяна входы элементов ИЛИ-НЕ 12-14Соотношения уставок компараторовПстПст и Пподбираются принастройке системы,5 10 15 20 25 Большинство добывающих землесосных снарядов имеют двухскоростной привод переменного тока рамоподъем-ной лебедки. В зависимости от уровня аналогового сигнала на выходе сумматора 5 на выходах Х, Х и ХВ блока 7 компараторов появляется одна из комбинаций "000", " 100", " 110" или "111".При отсутствии сигнала на выходе сумматора 5 Пвык = 0 за счет положительных смещений на входах компараа э торов уставки УсПстна выходах компараторов присутствуют логические "0". В этой ситуации (мал вакуум, мал напор, велика проводимость пульпы) отсутствует материал в зоне всасывания. На выходе У дешифратора 20 появляется логический "О" и приводу 9 дается команда на опускание рамы. С ростом Пвых сумматора 5 сначала срабатывает один компаратор, затем два компаратора, а затем все три.В табл.1 приведены значения сигналов на выходе блока 7 компараторов 7 Х, Хо, Х) и Формируемые дешифратором 20 команды Л Уд, УВ, У). Х, Х Х УУ Уз У Команда В результате по четырем линиям наэлектропривод 9 рамоподъемной лебедки поступают сигналы "Рама вниз","Стоп", "Рама вверх медленно", "Рамавверх быстро". Сюда же подключен первый выход формирователя 10 сигналовдвижения и положения грунтоприемника, который блокирует подъем рамывыше заданного предела для предотвращения аварийных ситуаций,Датчик положения грунтоприемникавыполнен на базе сельсина, которыйжестко закреплен в специальном брызгозащитном корпусе, а ось сельсина через рычажную передачу связана с рамой земснаряда. Датчик 1 устанавливается на корпусе земснаряда вблизи"Рама вверх"Рама вверхбыстро" 55 5 155543 точки подвеса рамы. Длина рычажных передач рассчитана таким образом,что при движении рамы от предельного верхнего положения до предельного нижнего положения ось сельсина пово 5 рачивалась не более, чем на 60-70, В зависимости от углового положения рамы, а следовательно, от величины эаглубления грунтоприемника снима 10 ется сигнал переменного тока. Кроме того, с осью сельсина связана ламель, которая скользит по круговому сектору с заземленными контактами. При повороте ламели на формирователь 10 поступают импульсы напряжения. Если логический "0" с выхода формирователя 10 сигналов подается на управляющий вход дешифратора 20, тогда на его выходах появляются логические "1", 20 т.е. дешифратор 20 блокируется независимо от наличия сигналов на АО-А 2, При этом в электроприводе 9 рамоподьемной лебедки отключают от схемыуправления электроприводом выход дешифратора и подключают органы ручного управления, расположенные на пульте оператора земснаряда. Дальнейший подъем рамы возможен только при ручном управлении. 30Для снятия блокировки и включения устройства в работу следует вручную опустить раму на минимально разрешенную глубину обычно на 1-1,5 м ниже уровня предельного подъема рамы). При этом на управляющий вход дешифратора 20 подается логическая " 1" ;и команды на выходе дешифратора 20 формируются в зависимости от комбинации на его выходах АО-А 2 соглас 40 но табл.2. Х, ХХ АО А 1 А 2 Логичес- Командакий "О" О 0 0 1 1 1 У,1 0 0 0 1 1 У 1 1 О О 0 1 У 1 1 1 О 0 О У При засорении грунтоприемника илиего зашитной решетки с выходов блока 4 66 анализа состояния грунтоприемникапоступают логические "1" на элементы ИЛИ-НЕ 12-14, при этом на входахАО-А 2 анализатора 20 появляется комбинация ООО, что соответствует подьему рамы вверх с большой скоростью.Быстрый подъем рамы проходит независимо от сигналов, присутствующихна выходах Х, Х, Х блока 7 компараторов, до момента, когда с формирователя 10 сигналов приходит логический "0" предел подъема рамы),после чего рама останавливается иподключается ручное управление,илидо момента самоликвидации засорениягрунтоприемника и его защитной решетки.Сигналы от подвижной ламели, связанной с осью сельсина датчика 1положения грунтоприемника, поступаютна формирователь 10 сигналов. Перемещение земснаряда по траншее возможно только в том случае, когда навходе элемента И 11 присутствуетуровень логической "1", что имеетместо лишь при наличии команды "Рамавниз", При всех остальных командахна этом входе элемента И 11 присутствует логический "0" и перемещениеземснаряда по траншее запрещено,По мере выработки материала грунтоприемник заглубляется и ложится наподстилающий слой карьера, Грунтоприемник остается неподвижным, хотяна электропривод рамоподъемной лебедки поступает сигнал на опускание рамы. При отсутствии материалов в зоневсасывания проводимость пульпы, измеряемая датчиком 3, велика, а вакуум, измеряемый датчиком 4, мал, Сигнал на выходе датчика 3 отрицательный и пропорционален сопротивлениюпульпы, поэтому при отсутствии материала этот сигнал меньше положительной установки одного компаратораблока 8 компараторов, следовательно,на одном его выходе присутствуетлогический "0", а на выходе инвертора 18 - логическая "1",Аналогично при отсутствии в зоневсасывания сигнал снимается с датчика 4 вакуума меньше отрицательнойуставки другого компаратора блока 8компараторов.Таким образом, когда в зоне всасывания отсутствует материал и требуется движение земснаряда вперед, рама неподвижна, но есть сигнал наопускание, то при этой ситуации навсех четырех входах логическогоэлемента "И" 11 присутствуют логические " 1". Блок 2 1 задания режимовконтролирует время сохранения этойситуации и задает режимы работымеханизмов рабочих перемещений,Время контроля задается с помощьюкодового переключателя 27. При появлении на выходе элемента И 11 логической "1" она записывается в0-триггер 23 и на его Я-выходе появляется логическая "1". Реверсивныйсчетчик 25 начинает обратный счеттактовых импульсов, поступающих сгенератора 17 тактовых импульсов. Вмомент, когда содержимое счетчикастановится равным нулю, на выходесчетчика "ъО" появляется отрицатель"ный импульс, устанавливая на Я-выходе 0-триггера 24 логическую "1", на11-выходе - логический "0", Сигналыс выходов Я и ( П-триггера 24 черезэлементы НЕ 29 и 30 и формирователи 2531 и 32 сигнала поступают на электроприводы 15 и 16 механизмов рабочихперемещений. При этом становая носовая пебедка начинает наматывать трос,а кормовая становая - отматывать.Земснаряд начинает перемещаться вперед. Время работы механизмов рабочихперемещений задается кодовым переключателем 28 и контролируется реверсивным счетчиком 26. Прп наличиина ц-выходе триггера 24 логической"1" происходит счет импульсов, поступающих на вход "-1" счетчика 26.С приходом каждого тактового импульса с генератора 17 тактовых импульсов содержимое счетчика 26 уменьшается на единицу. В момент, когдасодержимое счетчика становится равным нулю, на его выходе "(О" появляется отрицательный импульс, которыйпереводит блоки 21 задания режимовв исходное состояние, записывая всчетчики 25 и 26 время задержек, задаваемое кодовыми переключателями27 и 28, механизмы рабочих перемещений при этом останавливаются.При отсутствии материала в зоневсаеывания сигналы с датчиков малы,сигнал на выходе сумматора 5 равенО, сигналы на выходах Х Хд Хэкомпараторов равны 0 и электроприводу 9 формируется команда "Рамавниз", при этом грунтоприемник и.решетка не засорены - на выходе формирователя 10 сигналов логическая "1". Рама начинает опускаться на грунт. При этом растут сигналы с датчиковПо мере роста. сигнала на выходе сумматора 5 срабатывает первый компаратор, затем второй и третий, соответственно электроприводу 9 формируются команды "Стоп", "Рама вверх медленно" и "Рама вверх быстроЗасорение решетки грунтоприемника характеризуется сравнительно высоким вакуумом и малой консистенцией, т.е. малым сигналом с датчика 3 электропроводности пульпы (с момента 1 ). При этом падает сигнал на выходе регулятора и рама останавливается момент з).Блок 6 анализатора состояния грунтоприемника выявляет ситуацию засорения и в момент С выставляет на своем выходе логическую " 1". В соответствии с этим на выходе дешифратора 20 появляется команда "Рама вверх быстро". Рама поднимается до 3-4 м от поверхности воды, после чего на выходе формирователя 10 сигналов движения и положения грунтоприемника появляется логический "0", блокирующий дальнейший подъем рамы.Аналогично устройство работает при ситуации "Засорение грунтоприемника", принудительный подъем рамы по сигналу анализатора 6 состояний грунтоприемника независимо от сигналов датчиков.Формула изобретения1. Устройство для управления .процессом грунтозабора землесосного снаряда, содержащее датчик напора, датчик вакуума, датчик положения, генератор тактовых импульсов, три привода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности работы за счет исключения работы землесбсного снаряда при засорении грунтоприемника или его защитной решетки, в устройство введены формирователь сигналов, анализатор состояния грунтоприемника, сумматор, два блока компараторов,два элемента НК, элемент И, три элемента ИЛИ-НЕ, дешифратор, блок задания режимов и датчик электропровод- ности пульпы, выход которого соединен с первым входом сумматора, ана 1555434лизатора состояний грунтоприемникаи первым входом первого блока компараторов, первый выход которого черезпервый элемент НЕ соединен с первымвходом элемента И, выход которогосоединен с первым входом блока задания режимов, выходы которого сое"динены с входами первого и второгоприводов, выходы датчика положениясоединены с входами формирователясигналов, первый выход которого соединен с вторым входом элемента И,а второй выход формирователя сигналов соединен с первым входом третьего привода и первым входом дешифратора, первый выход которого соединенс вторым входом третьего привода ичерез второй элемент НЕ - с третьимвходом элемента И, выход датчиканапора пульпы соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входами второго блока компараторов, выходы которого соединены спервыми входами первого, второго итретьего элементов ИЛИ-НЕ, выходыкоторых соединены с вторым, третьими четвертым входами .дешифратора,второй, третий и четвертый выходыкоторого соединены с третьим, четвертым и пятым входами третьегопривода, выход датчика вакуума соединен с вторым входом первого блока1компараторов, третьим входом сумматора и вторым входом анализаторасостояния грунтоприемника, первый ивторой выходы которого соединены свторыми и третьими входами первого,второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ,второй выход первого блока компара торов соединен с четвертым входомэлемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом блока задания режима.52. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок задания режимов содержит два триггера,два счетчика, два кодовых переключателя, два элемента НЕ, два формирователя сигнала и элемент И, выходкоторого соединен с первым входомпервого триггера, выход которого соединен с первым входом первого счетчика, выход которого соединен с первым входом второго триггера, первыйвыход которого соединен с первым входом второго счетчика и через последовательно соединенные первый элемент НЕ и первый формирователь сигнала . - с одним из выходов устройства,первый вход элемента И является входом устройства и соединен с вторым 25 входом второго триггера и вторымвходом первого триггера, третий входкоторого является вторым входом устройства и соединен с вторыми входамипервого и второго счетчиков, выходвторого счетчика соединен с вторымвходом элемента И и третьим входомвторого триггера, второй выход которого через последовательно соединенные второй элемент НЕ и второй формирователь сигнала соединен с другим выходом устройства, выходы первого и второго кодовых переключателейсоединены с остальными входами первого и второго счетчиков соответственно.1555434 Ипрмагыьй Двпчаг 5 Вуммагпор йОф Состави арбараш Корректор Т. Мале ехред М.Дидик Редактор О, Голова при ГКНТ СС водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,Диф Х 1фю 1 М аппо азиз формиротель ЮО Заказ 542 Тираж 541ВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписное зобретениям и открытия Раушская наб д, 4/5