Устройство для управления процессом грунтозабора землесосного снаряда

Устройство для управления процессом грунтозабора землесосного снаряда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизации управления технологическими процессами земснарядов. Цель изобретения - 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 и три привода. Засорение ГП определяется в анализаторе состояния ГП по сигналам с Д электропроводности пульпы и Д вакуума. Сигналы с последних, а также с Д напора поступают на входы сумматора, который формирует управляющий аналоговый сигнал, поступающий на входы первого БК. По логике, определяемой элементами ИЛИ-НЕ, сигналы с выходов анализатора и первого БК поступают на входы дешифратора. На управляющий вход дешифратора поступает сигнал с формирователя сигналов, который вместе с выходными сигналами дешифратора управляет приводом рамоподъемной решетки. Сигналы о движении и положении ГП фиксируются Д положения. Перемещение земснаряда по траншее возможно, когда на входе элемента И присутствует логическая "1". Это возможно, например, при отсутствии материала в зоне всасывания, что определяется Д напора и Д вакуума, сигналы которых поступают на входы второго БК, один из выходов которого через первый элемент НЕ соединен с одним из входов элемента И. Блок задания режимов контролирует время отсутствия материала и задает режимы работы приводов механизмов рабочих перемещений. На один из входов блока задания режимов поступают импульсы от генератора тактовых импульсов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 5434 A1

151)5 Е 02 Р 3/88

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

IlO ИЗОБРЕ П-=НИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4446244/27-03 (22) 27.06.88 (46) 07.04.90 ° Бюл. 13 (71) Горьковский институт инженеров водного транспорта (72) В,И. Плющаев, В.Н. Савельев и А.Н. Хлынин (53) 621.879.45 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1320336, кл. Е 02 F 3/16, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹- 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 относится к автоматике гидромеханизмов, а именно к устройствам управления технологическими процессами землесосных снарядов.

2 с Д электропроводности пульпы и Д вакуума. Сигналы с последних, а также с Д напора поступают на входы сумматора, который формирует управляющий аналоговый сигнал, поступающий на входы первого БК. По логике, определяемой элементами ИЛИ-НЕ, сигналы с выходов анализатора 6 и первого bK поступают на входы дешифратора 20. На управляющий вход дешифратора поступает сигнал с формирователя сигналов, который вместе с выходными сигналами дешифратора управляет приводом рамоподъемной решетки. Сигналы о движении и положении ГП фиксируются Д положения. Перемещение земснаряда по траншее возможно, когда на входе элемента И присутствует логическая "1". Это возможно, например, при отсутствии материала B зоне всасывания, что определяется Д напора и Д вакуума, сигналы которых поступают на входы второго БК, один иэ выходов которого через первый элемент НЕ соединен с одним из входов элемента И. Блок задания режимов контролирует время отсутствия материала и задает режимы работы приводов механизмов рабочих перемещений. На один из входов блока задания режимов поступают импульсы от генератора тактовых импульсов.

1 з.п.A-лы, 2 табл, 6 ил.

Цель изобретения — повышение производительности работы за счет исключения работы землесосного снаряда при засорении грунтоприемника или его защитной решетки.

1555434

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 вверх медленно"

1 0 "Рама вверх быстро"

1 1 1 1. 1

На фиг.1 приведены структурная схема устройства и функциональная схема блока задания режимов; на фиг.2 — принципиальная схема сумматора; на фиг.3 — соотношение уставок второго блока компараторов, на фиг.4 — принципиальная схема формирования сигналов, на фиг.5 — подвижная ламель; на фиг.6 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство для управления процессом грунтозабора землесосного снаряда содержит датчик 1 положения грунтоприемника, датчик 2 напора, датчик

3 электропроводности пульпы, датчик

4 вакуума, сумматор 5, анализатор 6 состояния грунтоприемника, блоки 7 и 8 компараторов, привод 9, Формирователь 10 сигналов, элемент И i 1 элементы ИЛИ-IIE 12-14, приводы 15 и 16, генератор 17 тактовых импульсов, элементы HI; 18 и 19, дешифратор

20 и блока 21 задания режимов.

Блок задания режимов содержит элемент И 22, триггеры 23 и 24, счетчики 25 и 26, кодовые переключатели

27 и 28, элементы НЕ 29 и 30 и формирователи 31 и 32 сигнала.

Все приводы в устройстве могут быть 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 0 po U „ . Весовые коэффициенты, с которыми сигналы передаются па вход сумматора, выбираются при настройке системы, Например, на земснаряде "Прага-12" напряжение .на выходе сумматора 5 равно

U û (U зак„,ä„ì„à .+ 0э,5 U напора +

+ 0э5 (1 про ьо

Сигнал с выхода сумматора 5 Пзых через блок 7 компараторов подается на входы элементов ИЛИ-НЕ 12-14 °

Соотношения уставок компараторов

U), U ñ и П,. подбираются при настройке системы.

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 Х блока 7 компараторов появляется одна из комбинаций "000", " 100", " 110" или "111".

11ри отсутствии. сигнала на выходе сумматора 5 Uzb,x = 0 за счет положительных смещений на входах компараf а э торов (уставки Ug,, 0 о -, U, ) на выходах компараторов присутствуют логические "0". В этой ситуации (мал вакуум, мал напор, велика проводимость пульпы) отсутствует материал в зоне всасывания. На выходе Y дешифратора 20 появляется логический

"0" и приводу 9 дается команда на опускание рамы. С ростом U b,x 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 (Y, Yä, Y, Y<).

Х, Х Х Y < 7 Y> Y< Команда

В результате по четырем линиям на электропривод 9 рамоподъемной лебедки поступают сигналы "Рама вниз", "Стоп", "Рама вверх медленно", "Рама вверх быстро". Сюда же подключен первый выход формирователя 10 сигналов движения и положения грунтоприемника, который блокирует подъем рамы выше заданного предела для предотвращения аварийных ситуаций.

Датчик положения грунтоприемника выполнен на базе сельсина, который жестко закреплен в специальном брызгозащитном корпусе, а ось сельсина через рычажную передачу связана с рамой земснаряда. Датчик 1 устанавливается на корпусе земснаряда вблизи

Таблица 2

Х, Х z X> AO A1 А2Логичес- Команда кий "О"

45 на выходе

"Рама вниз" 50

"Стоп"

"Рама вверх"

Рама вверх быстро"

О 0 0 1 1 1 У, 1 0 0 0 1 1 Yq

1 1 0 0 0 1 7

111000Y+

При засорении грунтоприемника или его зашитной решетки с выходов блока

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 пово5 рачивалась не более, чем на 60-70 .

В зависимости от углового положения рамы, а следовательно, от величины эаглубления грунтоприемника снима10 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-А2, При этом в электроприводе 9 рамоподьемной лебедки отключают от схемы управления электроприводом выход дешифратора и подключают органы ручно"

ro управления, расположенные на пульте оператора земснаряда. Дальнейший подъем рамы возможен только при ручном управлении. 30

Для 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-А2 согласУ

40 но табл.2.

4 6

6 анализа состояния грунтоприемника поступают логические "1" на элементы ИЛИ-НЕ 12-14, при этом на входах

АО-А2 анализатора 20 появляется комбинация 000, что соответствует подьему рамы вверх с большой скоростью.

Быстрый подъем рамы проходит независимо от сигналов, присутствующих на выходах Х<, Х, Х> блока 7 компараторов, до момента, когда с формирователя 10 сигналов приходит логический "0" (предел подъема рамы), после чего рама останавливается и подключается ручное управление,или до момента самоликвидации засорения грунтоприемника и его защитной решетки.

Сигналы от подвижной ламели, связанной с осью сельсина датчика 1 положения грунтоприемника, поступают на формирователь 1О сигналов. Перемещение земснаряда по траншее возможно только в том случае, когда на входе элемента И 1I присутствует уровень логической "1", что имеет место лишь при наличии команды "Рама вниз", При всех остальных командах на этом входе элемента И 11 присутствует логический "0" и перемещение земснаряда по траншее запрещено.

По мере выработки материала грунтоприемник заглубляется и ложится на подстилающий слой карьера. Грунтоприемник остается неподвижным, хотя на электропривод рамоподъемной лебедки поступает сигнал на опускание рамы. При отсутствии материалов в зоне всасывания проводимость пульпы, измеряемая датчиком 3, велика, а вакуум, измеряемый датчиком 4, мал. Сигнал на выходе датчика 3 отрицательный и пропорционален сопротивлению пульпы, поэтому при отсутствии материала этот сигнал меньше положительной установки одного компаратора блока 8 компараторов, следовательно, на одном его выходе присутствует логический "0", а на выходе инвертора 18 — логическая " 1".

Аналогично при отсутствии в зоне всасывания сигнал снимается с датчика 4 вакуума меньше отрицательной уставки другого компаратора блока 8 компараторов.

Таким образом, когда в зоне всасывания отсутствует материал и требуется движение земснаряда вперед, рама неподвижна, но есть сигнал на

7 1555434 8 опускание, то при этой ситуации на всех четырех входах логического элемента "И" 11 присутствуют логические " 1". Блок 2 1 задания режимов контролирует время сохранения этой ситуации и задает режимы работы механизмов рабочих перемещений, Время контроля задается с помощью кодового переключателя 27. При появлении на выходе элемента И 11 логической "1" она записывается в

D-триггер 23 и на его Q-выходе появляется логическая "1". Реверсивный счетчик 25 начинает обратный счет тактовых импульсов, поступающих с генератора 17 тактовых импульсов. В момент, когда содержимое счетчика становится равным нулю, на выходе счетчика "ъО" появляется отрицательный импульс, устанавливая на Q-выходе D-триггера 24 логическую "1", на -выходе — логический "О". Сигналы с выходов Я и (D-триггера 24 через элементы HE 29 и 30 и формирователи 25

31 и 32 сигнала поступают на электроприводы 15 и 16 механизмов рабочих перемещений. При этом становая носовая пебедка начинает наматывать трос, а кормовая становая — отматывать.

Земснаряд начинает перемещаться вперед. Время работы механизмов рабочих .перемещений задается кодовым переключателем 28 и контролируется реверсивным счетчиком 26. Прп наличии на ч-выходе триггера 24 логической

"i" 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, когда содержимое счетчика становится равным нулю, на его выходе " 0" появляется отрицательный импульс, который переводит блоки 21 задания режимов в исходное состояние, записывая в счетчики 25 и 26 время задержек, задаваемое кодовыми переключателями

27 и 28, механизмы рабочих перемещений при этом останавливаются.

При отсутствии материала в зоне всаеывания сигналы с датчиков малы, сигнал на выходе сумматора 5 равен

О, сигналы на выходах Х„, Х, Хэ компараторов равны 0 и электроприводу 9 формируется команда "Рама вниз", при этом грунтоприемник и .реретка не засорены — на выходе формирователя 10 сигналов логическая

"1". Рама начинает опускаться «а грунт. При этом растут сигналы с датчиков ° По 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 быстро °

Засорение решетки грунтоприемника характеризуется сравнительно высоким вакуумом и малой консистенцией, т.е. малым сигналом с датчика

3 электропроводности пульпы (с момента t ). При этом падает сигнал на выходе регулятора и рама останавливается (момент tz)

Блок 6 анализатора состояния грунтоприемника выявляет ситуацию засорения и в момент t< 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 изобретения

1. 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 землесосного снаряда при засорении грунтоприемника или его защитной решетки, в устройство введены формирователь сигналов, анализатор состояния грунтоприемника, сумматор, два блока компараторов,два элемента HE элемент И, три элемента ИЛИ-НЕ, дешифратор, блок задания режимов и датчик электропроводности пульпы, выход которого соединен с первым входом сумматора, ана1555434 лизатора состояний грунтоприемника и первым входом первого блока компа« раторов, первый выход которого через первый элемент НЕ соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом блока задания режимов, выходы которого соединены с входами первого и второго приводов, выходы датчика положения соединены с входами формирователя сигналов, 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 соединен с вторым входом третьего привода и через второй элемент HE — с третьим входом элемента И, выход датчика напора пульпы соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входами второго блока компараторов, выходы которого соединены с первыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с вторым, третьим и четвертым входами .дешифратора, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с третьим, четвертым и пятым входами третьего привода, выход датчика вакуума сое динен с вторым входом первого блока

1 компараторов, третьим входом сумматора и вторым входом анализатора состояния грунтоприемника, первый и второй выходы которого соединены с вторыми и третьими входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, второй выход первого блока компараI торов соединен с четвертым входом элемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом блока задания режима.

2. 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 HF, два формирователя сигнала и элемент И, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого счетчика, выход которого соединен с первым входом второго триггера, первый выход которого соединен с первым входом второго счетчика и через последовательно соединенные первый элемент HE 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 вторым входом первого триггера, третий вход которого является вторым входом устройства и соединен с вторыми входами первого и второго счетчиков, выход второго счетчика соединен с вторым входом элемента И и третьим входом второго триггера, второй выход которого через последовательно соединенные второй элемент НЕ и второй фор35 мирователь сигнала соединен с другим выходом устройства, выходы первого и второго кодовых переключателей соединены с остальными входами первого и второго счетчиков соответственно. l55543ч

1555434

d icmpn

1555434

КРарииродотевю Т согналй (Риг.К

1555434

Ипрг агыью"

Дотчо

furmula 5

Суюютор

Х1

&0K д

Формиро гжель f0

Редактор 0. Головач

Заказ 542 Тираж 541 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ЛВйшфра

Х1

308

Верх

g 8Фр у

С по

Зализ

Составитель Б. Барбараш

Техред М. Дидик Корректор Т. Малец