Очистной механизированный комплекс как совокупность синергетически связанных многоприводных мехатронных машин

Разработка любого объекта, в том числе и мехатронного, начинается с определения как общих, вытекающих из его назначения функционально-параметрических характеристик, так и характеристик составляющих его компонент и построения на этой базе функционально-структурной схемы разрабатываемой машины. Применительно к очистному механизированному комплексу (ОМК) как мехатронной системе такая схема представлена на рис. 1.

Рисунок 1 - Функционально-структурная схема ОМК как мехатронной системы

На рис.1 в соответствии с классификацией мехатронных объектов, предложенной в [2], приняты следующие обозначения: ОК – мехатронный агрегат «очистной комбайн», ЗСК – мехатронный агрегат «забойный скребковый конвейер», СМК1, СМК2, … СМКN – мехатронные агрегаты «секция механизированной крепи», НСМК – мехатронный агрегат «насосная станции механизированной крепи» (их может быть несколько), М, С, Э, И – соответственно, механическая, силовая, электронная и информационная компоненты; С_Г – силовая гидравлическая компонента механизированной крепи; ВИС – внешняя информационная система; СТО – сопряженное технологическое оборудование; СКОС – система контроля окружающей среды.

Исследования моделей отдельных компонент преследуют цель определить поведение их как в установившихся, так и переходных режимах.

Следующий этап - на основе отработанных моделей отдельных модулей создание полной модели разрабатываемой машины, т.е. мехатронного агрегата. На этой модели отрабатывается взаимодействие компонент, в части его бесконфликтности, т.е. синергетичности их объединения.

Список литературы:

1. Стадник Н.И., Сергеев А.В., Кондрахин В.П. Мехатроника в угольном машиностроении // Известия Донецкого горного института, №1.– Донецк, 2006, 15 c.

3. Горбатов П.А., Косарев В.В., Стадник Н.И. Концептуальная характеристика сложных горных машин как мехатронных систем// Научные труды ДонНТУ, выпуск 104-Донецк: ДонНТУ, 2005.- С. 53-61.

3. Егоров О.Д., Подураев Ю.В. Конструирование мехатронных модулей: Учебник. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: Изд. «СТАНКИН», 2005.- 368 с.: ил.

4.. Косарев В.В., Сергеев А.В., Стадник Н.И., Рабинович З.М. Влияние параметров системы электропривода и условий эксплуатации на нагрузку очистных комплексов // Уголь Украины.- 1998. - №6. - С. 24-27.

5. Кохан П.С., Хольц Т.Е., Гюнтер Х.-Й. Об экономических результатах промышленных испытаний на шахтах ОАО «Павлоградуголь» концентрата для приготовления рабочей жидкости, соответствующего требованиям DIN EN ISO 12922 и 7- го Люксембургского отчета // Глюкауф. – 2006.- декабрь №4. – С. 22-25.

6. Комплекс технических средств управления очистным комбайном УКД300. В.В.Синенко, В.Н.Сирченко, А.А. Акатов и др. // Уголь Украины.- 2006. - №9. - С. 29-31.

Очистной комбайн как мехатронный объект

На рисунке приведена упрощенная структурная модель (S-модель) очистного комбайна предыдущего поколения (типа РКУ) с гидравлической системой подачи и очистного комбайна нового поколения (типа КДК500) с частотно-регулируемой системой подачи, являющегося мехатронным агрегатом. На рисунке приняты следующие обозначения (согласно предложенной в [2] терминологии):

УМ₁ – управляющий модуль, осуществляет управление;

КМ₁-КМ₃ – коммутационный модуль, осуществляет преобразование сигналов;

ПЭЭ₁-ПЭЭ₂ – пускатель, осуществляет подачу электроэнергии по сигналу управления;

ПЭЭ₃ – преобразователь частоты с автономным инвертором, осуществляет преобразование напряжения сети в напряжение с переменными уровнем и частотой в соответствии c управляющим кодом;

ПЭВ₁-ПЭВ₂ – электродвигатель, преобразует электрическую энергию в механическую (вращательное движение);

ПВВ₁-ПВВ₃ – редуктор, передает механическую энергию;

ПВГ₁ – гидронасос, преобразует механическую энергию в гидравлическую;

ПГВ₁ – гидромотор, преобразует гидравлическую энергии в механическую (вращательное движение);

ПГП₁ – гидродомкрат, преобразует гидравличесую энергию в механическую (поступательное движение);

ПВП₁ – цевочное зацепление, преобразует вращательное движение в поступательное;

ПВВ₂₂ – исполнительный орган (шнекового типа).

Комбайны нового поколения могут взаимодействовать с оператором только посредством управляющего модуля (системы управления), который, получая команды от оператора, преобразует их в управляющий код, представляющий собой общую шину передачи данных. Именно поэтому невозможно обеспечить работу комбайна без информационных и электронных компонент, что и делает такой комбайн мехатронным.

Мехатронность комбайна обеспечивает его работоспособность, управляет его движениями, в то время как автоматизация необходима для улучшения условий труда оператора, сокращения выполняемых им функций управления и контроля.

	Рисунок 1 – Структурные схемы очистных комбайнов предыдущего и нового поколения

Функциональные схемы и принцип действия привода подачи очистных комбайнов как одной из подсистем, определяющих мехатронность очистного комбайна.

Назначение основных функциональных модулей:

ФС – фильтр сетевой

В – выпрямитель

ЗПТ – звено постоянного тока

Инв. – инвертор

МФ – моторный фильтр

Ик – информационная компонента.