Устройство для регулирования режимов работы скиповых подъемных установок

Устройство для регулирования режимов работы скиповых подъемных установок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов горнодобываю1цих предприятий Цель - снижение энергозатрат Для этого устр-во снабжено датчиком 15 верхнего уровня руды в приемном бункере, формирователями 16 и 17 запускающего импульса и импульса начала торможения , элементами И 4 и ИЛИ 5, компаратором 3, нелинейным блоком 2 и блоком определения требуемой произв-сти. Последний содержит программное реле времени, генератор импульсов-, элемент И, два Т-триггера, два сумматора , преобразов атель кодов, вычитающий счетчик импульсов, ЦАЛ, блок деления, двухпозиционное реле и датчик уровня руды в подземном бункере Блок 1 формирует напряжение, пропорциональное требуемой произв-сти скиповой установки, которая определяется по условию совокупности учета технологических требований и требований по снижению энергопотребления С блока 1 напряжение подается на вход нелинейного блока 2,, Выходное напряжение блока 2 является напряжением задания скорости установившегося движения и ограничено макс, и мин. значениями . Импульс на начало движения генерируется формирователем 16, а импульс на начало торможения - формирователем 17. Элемент И 4 запрещает прохождение запускающего импульса для начала движения при отсутствии сигнала хотя бы на одном из остальных его входов, связанных с выходами датчика 15, блока 1 и компаратора 3 4 ил. (С СО 4 СО о СО ж51

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4 А1 (51) 4 В 66 В t/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H д BTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО-ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4186027/29-03 (22) 28.01.87 (46) 15.10.88. Бюл. )1 38 (71) Криворожский горнорудный институт (72) Г.В.Крутов, Д.И.Родькин, В.E.Ìîìîò и A.Ï.Êó÷åðîâ (53) 621.313.2 (088.8) (56) Коталиков В.Е., Динкель А.Д., Седунин А.M. Автоматизированный электропривод подъемных установок глубоких шахт. М.: Недра, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 945039, кл. В 66 В 1/30, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ .РЕЖИМОВ РАБОТЫ СКИПОВЫХ ПОДЪЕМНЫХ

УСТАНОВОК (57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов горнодобывающих предприятий. Цель— снижение энергозатрат. Для этого устр-во снабжено датчиком 15 верхнего уровня руды в приемном бункере, формирователями 16 и 17 запускающего импульса и импульса начала торможения, элементами И 4 и ИЛИ 5, компаратором 3, нелинейным блоком 2 и блоком определения требуемой произв-сти.

Последний содержит программное реле времени, генератор импульсов., элемент И, два Т-триггера, два суммато ра, преобразователь кодов, вычитающий счетчик импульсов, ЦАП, блок деления, двухпозиционное реле и датчик уровня руды в подземном бункере.

Блок 1 формирует напряжение, пропорциональное требуемой произв-сти скиповой установки, которая определяется по условию совокупности учета технологических требований и требований по снижению энергопотребления. С блока 1 напряжение подается на вход нелинейного блока 2. Выходное напряжение блока 2 является напряжением задания скорости установившегося движения и ограничено макс. и мин. значениями. Импульс на начало движения генерируется формирователем 16, а импульс на начало торможения — формирователем 17. Элемент И 4 запрещает прохожде)(ие запускающего импульса для начала движения при отсутствии сигнала хотя бы на одном из остальных его входов, связанных с выходами датчика 15, блока 1 и компаратора 3.

4 ил.

1430334

1О !

Изобретение относится к автоматизации технических процессов горнодобывающих предприятий и может быть использовано для организации автоматического управления режимами работы и электропотребления скиповых подъемных установок.

Целью изобретения является снижение энергозатрат.

На фиг.1 представлена блок-схеМа устройства; на фиг.2 — структурная схема блока определения требуемой производительности; на фиг .3 - характеристика вход-выход нелинейного блока; ! на фиг.4 — суточная циклограмма режимов работы скиповой подъемной установки.

Устройство содержит блок 1 определения требуемой производительности, нелинейный блок 2, компаратор 3, элемент И 4, элемент ИЛИ 5, одновибратор 6, инвертирующий ключ 7, первый 8 и второй 9 интегрирующие усилители, пороговую схему 10, состоящую из компараторов 11 и 12 и

RS-триггера 13, дифференциатор 14, датчик 15 верхнего уровня руды в приемном бункере, формирователь 16 запускающего импульса и формирователь 17 импульса начала торможения.

Блок 1 определения требуемой производительности содержит программное реле 18 времени, первый 19 и второй 20 Т-триггеры, преобразователь 21 кодов, вычитающий счетчик

22 импульсов, цифро-аналоговый преобразователь 23, блок 24 деления, первый 25 и второй 26 сумматоры, двухпозиционное реле 27, датчик 28 уровня руды в подземном бункере, элемент И .29 и генератор 30 импульсов.

Устройство работает следующим. образом.

Напряжение постоянного тока, пропорциональное требуемой производительности скипового подъема, формируется на первом выходе блока 1 определения требуемой производительности и подается на вход нелинейного блока 2, который представляет собой пропорциональный усилитель с ограничением верхнего и нижнего уровней (фиг.3). Верхний U « „ и нижний U „„ „ уровни выходного напряжения нелинейного блока 2 соответствуют максимальной и минимальной скоростям установившегося движения скиповой установки. Таким образом, выходное напряжение нелинейного блока 2 U „„ „, являющееся напряжением задания скорости установившегося движения, пропорционально требуемой производительности скиповой установки и ограничено максимальным и минимальным значениями.

Импульс на начало движения установки генерируется формирователем. 16 запускающего импульса после окончания загрузки (разгрузки) скипа. Этот импульс поступает на четвертый вход элемента И 4 и при наличии сигналов на остальных входах элемента И 4 через элемент ИЛИ 5 запускает одновибратор 6. Одновибратор 6 генерирует импульс, амплитуда и длительность которого задают параметры начального разгона установки. Инвертирующий ключ 7 при отсутствии сигнала на управляющем входе пропускает импульс на вход первого инвертирующего усилителя 8, не инвертируя его. Напряжение на выходе первого интегрирую -. щего усилителя 8, соответствующее ускорению установки, начинает линейно возрастать и интегрируется вторым интегрирующим усилителем 9, выходное напряжение которого U, являющееся напряжением задания скорости установки, возрастает по параболическому закону. Длительность нарастания ускорения соответствует длительности импульса, после чего напряжение задания скорости возрастает. линейно.

Это напряжение подается на первый вход пороговой схемы 10. Напряжение

Н,„, поданное на неинвертирующий вход компаратора 11, сравнивается с напряжением для задания скорости установившегося движения, которое поступает на инвертирующий вход компаратора 11. При достижении величиной u,„ значения напряжения задания установившейся скорости U,„ ä на выходе компаратора 11 генерируется логический сигнал, который по

S-входу устанавливает RS-триггер 13 в единичное состояние. При этом дифференциатором 14 генерируется импульс, который по второму входу элемента ИЛИ 5 запускает одновибратор

6, а инвертирующий ключ 7 переводится в состояние инвертирования. Им- пульс одновибратора 6 отрицательной полярности поступает на.вход первого интегрирующего усилителя 8 и напря1430334

45 жение на его выходе линейно уменьшается до нуля, что соответствует окончанию разгона и стабилизации скорости установки.

Таким образом, скорость установившегося движения задается пропорциональной требуемой производительности установки с учетом ограничения максимальной и минимальной скоростей.

Импульс на начало замедления генерируется формирователем 17 импульса начала торможения при подходе скипа к требуемой отметке. Этот импульс по третьему входу элемента

ИЛИ 5 запускает одновибратор 6. Инвертирующий ключ 7 находится в состоянии инвертирования и импульс одновибратора 6 отрицательной полярности подается на вход первого интегрирующего усилителя 8. Начинается процесс торможения, который по истечении времени импульса проходит с постоянным замедлением. 25

Напряжение Б,„„ для задания скорости уменьшается. Это напряжение подается на инвертирующий вход компаратора 12 и сравнивается с .напряжением U „,, поступающим на неинвертирующий вход компаратора 12. При снижении напряжения U „„ до величины

U,„< RS-триггер 13 по К-входу устанавливается в нулевое состояние и снимает сигнал с управляющего входа инвертирующего ключа 7. При этом диф35 ференциатором 14 генерируется импульс, который по второму входу элемента

ИЛИ 5 запускает одновибратор 6, импульс которого обеспечивает снижение напряжения задания скорости Бе„„ по параболическому закону.

Элемент И 4 запрещает прохождение запускающего импульса для начала движения при отсутствии сигнала хотя бы на одном из остальных входов элемента И 4. Заполнение приемного бункера до верхнего уровня соответст-. вует исчезновению логического сигнала на выходе датчика 15 верхнего 5р уровня руды в приемном бункере ° На втором выходе блока 1 определения требуемой производительности логичесский сигнал присутствует в периоды рабочих смен и снимается на время междусменных перерывов. Напряжение с первого выхода блока 1 определения требуемой производительности подается на неинвертирующий вход компаратора 3, инвертирующий вход которого заземлен. Поэтому на выходе компаратора 3 логический сигнал снимается при снижении напряжения требуемой производительности ниже нуля.

Таким образом, работа скиповой установки блокируется: по первому входу элемента И 4, подключенному к выходу компаратора 3 при снижении напряжения требуемой производительности ниже нуля, по второму входу элемента И 4, подключенному к второму выходу блока 1 определения требуемой производительности в междусменные перерывы и по третьему входу элемента И 4, подключенному к датчику 15 верхнего уровня руды в приемном бункере при заполнении приемного бункера до верхнего уровня.

Работа блока 1 определения требуемой производительности заключается в формировании напряжения, пропорционального требуемой производительности скиповой установки, которая определяется по условию совокупного учета технологических требований и требований по снижению электропотребления. Требуемая величина производительности Q задается как скорректированное значение сред- . ней производительности Q р у рассчи танное по планируемым показателям добычи:.Q =QС +Я„ . Величина кортр ср. ректировки Q„ вводится из соображений адаптаций режима работы устаковки к технологическим и энергетическим факторам.

Вне периодов максимума энергосистемы управления установкой направлено на максимальное освобождение подземного бункера к моменту начала очередного периода максимума.

Если в данный момент времени объем руды, находящийся в подземном бункере, составляет Ч, а средняя производительность поступления руды в бункер Q то ожидаемый к началу периода максимума энергосистемы объем руды состоит Ч, =Ч +О, дс, где g t — время, оставшееся цо наступления периода максимума. Для освобождения подземного бункера до минимального уровня V „„ к началу максимума энергосистемы произво-. дительность скиповой установки должна составлять

+ Vw Чмин тре е.

1430334

При наступлении периода максимума энергосистемы величину производительности следует выбирать из условия исключения возможности перепол- 5 нения бункера в течение периода максимума. Ожидаемый к концу максимума

I энергосистемы объем составляет Ч

I l

Ч + Q« g t, где .gt — время, оставшееся до окончания максимума 10 энергосистемы. Если ожидаемый объем

Ч „ меньше предельно допустимого .V, то установка может не рабомо кс

I тать, а если Vä V „, то производительность установки должна обеспечить выдачу руды в количестве, равном разности ожидаемого и предельно допустимого объемов:

Чт Чмдкс

Q=Q

+ р !

Таким образом, величина корректировки зависит от объема руды, находящейся в бункере, текущего периода и времени, оставшегося до окончания 25 текущего периода.

Блок l определения требуемой производительности работает следующим образом (фиг.2).

Импульсы, генерируемые на первом 30 выходе программного реле 18 времени в моменты начала и окончания максимумов энергосистемы, поступают на вход первого счетного Т-триггера 19, выход которого связан со входом второго

Т-триггера 20. Таким образом Т-триггеры 19 и 20 представляют собой счетчик в двоичном коде до четырех. При поступлении четвертого импульса выходы Т-триггеров 19 и 20 обнуляются 40 и счет начинается заново. Выходы счетных Т-триггеров 19 и 20 подключены к преобразователю 21 кодов. Поэтому каждому периоду времени, выделенному импульсами программного реле 45

18 времени, соответствует свой код на входе преобразователя 21 кодов.

Каждому коду на входе преобразователя

21 соответствует код на выходе, который определяет длительность наступившего периода без учета времени

50 пересмен.

Первый выход программного реле

18 времени связан со сбрасывающим входом вычитающего счетчика 22 импульсов, счетный вход которого подключен через элемент И 29 к генератору 30 импульсов, а устанавливающие входы — к выходу преобразоватеУма кс

Q корр. gt для междупиковых периодов

Чт Умилен

gt корр

Сигнал корректировки наступает на первый вход второго сумматора

25, второй вход которого подключен ля 21 кодов. Поэтому при появлении очередного импульса на выходе прог-! раммного реле 18 времени вычитающий счетчик 22 импульсов сначала сбрасывается в нулевое состояние, а затем устанавливается в состояние, соответствующее полному времени работы скипа в данном периоде и начинает вычитать импульсы, поступающие от генератора 24 импульсов. Таким образом код на выходе вычитающего счетчика 22 импульсов соответствует оставшемуся времени работы скиповой установки в данном периоде. Этот код преобразуется цифроаналоговым преобразователем 23 vi в виде аналогового сигнала поступает на первый вход блока 24 деления.

Выходной логический сигнал первого Т-триггера 19 управляет двухпозиционным реле 27, подключая к первому (вычитающему) входу первого сумматора 26 сигналы U„„H èëè Uìàê в зависимости от текущего периода (максимума энергосистемы или междупикового). Сигналы Ц „„и 0м к соответствуют величинам минимального Ч „„ и максимального Ч„„объемов руды в подземном бункере. Датчик 28 уровня руды в подземном бункере, подключенный к второму (суммирующему) входу первого сумматора 26, формирует сигнал, пропорциональный количеству руды, находящейся в бункере Ч . Поэтому на выходе первого сумматора 26 сигнал пропорционален разности Ч,.—

У „ в периоды максимума энергосистемы и Чт — V> в междупиковые периоды. Этот сигнал подается на второй вход блока 24 деления, на первом входе которого сигнал пропорционален времени да, оставшемуся до конца текущего периода. Таким образом, сигнал на выходе блока 24 деления пропорционален величине корректировки Я„, которая для периодов максимума составляет

1430334 к источнику регулируемого напряжения для задания средней (плановой) производительности (), Таким образом, на выходе первого сумматора 25 формируется сигнал требуемой производительности — а + о

Qrpes, < cp. корр.

В междусменные перерывы снимается логический сигнал на втором выходе программного реле 18 времени и блокирует элемент И 29 по первому входу.

Импульсы от генератора 30 на счет- 15 чик 22 не поступают.

Адаптация режимов работы скипового подъема к изменениям технологических условий проиллюстрирована на фиг.4. На графиках изменения объема 20

V и производительности Q скиповой . т установки сплошные линии соответствуют равномерной скорости поступления руды в подземный бункер в течение рабочих смен. Штриховыми линиями показаны изменения производительности и объема руды в подземном бункере при отклонениях скорости поступления руды от среднего значения Я

Так при снижении производительности 30 добычных участков в период времени с 3.00 до 4.00 (штриховая линия

1-2 ) уровень руды в бункере к 4.00 . окажется ниже уровня для средней ( производительности: V (2 ) с V (2).

В соответствии с работой блока 1

35 определения требуемой производительности величина корректировки ока1 жется меньшей: (;(„(2:) (Q„(2), в результате снизится напряжение

40 задания требуемой производительности и напряжение задания установившейся скорости (график изменения объема ( представлен ломаной линией 2 — 3) .

Аналогично увеличение производительности добычных участков вызывает отклонение линии изменения объема

I ( руды в бункере (прямые 4-5, 7-8 ), а значит увеличение корректировки

Якорр (> ) Q корр ° (5) Якорр

> 0 „„ (8) таким образом, чтобы к

50 концу текущего периода или обеспе-; чить V для междупикового периода, или не превысить V „ для периода максимума (точки 6 и 9 на графике объема). 55

Из анализа суточной диаграммы работы скиповой установки следует, что при достаточных резервах объема подземного бункера и производительности установки устройство реяли".ует внепиковый режим работы, а при ограниченных резервах обеспечивает максимальное их использование для снижения электропотребления в часы максимумов энергосистемы.

Таким образом, устройство реализует регулирование режимов работы скиповой установки, обеспечивая выполнение технологических требований и снижение энергозатрат по использованию мощности в часы максимумов энергОсистемы. формула изобретения

Устройство для регулирования режимов работы скиповых подъемных установок, включающее одновибратор, соединенный через инвертирующий ключ, первый и второй интегрирующие усилители с первым входом пороговой схемы, причем выход второго интегрирующего усилителя является выходом устройства, а выход пороговой схемы соединен с входом дифференциатора и вторым входом инвертирующего ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, в него введены датчик верхнего уровня руды в приемном бункере и формирователь запускающего импульса формирователь импульса начала торможения и элемент

ИЛИ, элемент И, компаратор, нелинейный блок и блок определения требуемой производительности, содержащий программное реле времени, генератор импульсов, элемент И, два T-триггера, два сумматора, преобразователь кодов, вычитающий счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, блок деления, двухпозиционное реле, датчик уровня руды в подземном бункере, причем, первый выход программного реле подключен к счетному входу первого

T-триггера и сбрасывающему входу вычитающего счетчика импульсов, второй выход программного .реле времени соединен с первым входом элемента И, к второму входу которого подключен генератор импульсов, выход элемента И соединен со счетным входом вычитающего счетчика импульсов, выход первого Т-триггера связан со счетным входом второго Т-триггера, с входом двухпозиционного реле и с первым

1430334

10 входом преобразователя кодов, выход второго Т-триггера соединен с вторым входом преобразователя кодов, выходы преобразователя кодов соеди5 иены устанавливающими входами вычитающего счетчика импульсов, выход которого соединен через цифроаналоговый преобразователь а первым входом блока деления, выход двухпозиционного реле соединен с первым входом первого сумматора,с вторым входом которого связан датчик уровня руды в подземном бункере,.выход первого сумматора соединен с вторым входом блока деления, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, к второму входу которого подключен задатчик средней производительности, к второму и третьему входам двухпозипионного реле подключен задатчик минимального и максимального напряжений, выход второго сумматора является первым выходом блока определения требуемой производительности, соединенным с инвертирующим входом компаратора и входом нелинейного блока, второй выход программного реле времени является вторым выходом блока определения требуемой производительности, который подключен к второму входу элемента И, к первому входу которого подсоединен выход компаратора, датчик верхнего уровня руды в приемном бункере подключен к третьему входу элемента И, а формирователь запускающего импульса - к четвертому входу элемента И, выход элемента И соединен с первым входом элемента

ИЛИ, с вторым входом которого соединен выход дифференциатора, а с третьим входом — формирователь импуль- са начала торможения, выход элемента

ИЛИ подключен к одновибратору, а выход нелинейного блока — к второму входу пороговой схемы.

1430334 ю ал фиг 4

Составитель О.Капканец

Корректор Н.Король

Техред M. дидык редактор Т.Лазоренко

Подписное

Тираж 691

Заказ 5193/20

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4