1.Стабилизация параметров

Все параметры остаются постоянными:

Vпод = const

Vрез = const

Рэф – Vаг

Достигается за счет завышения мощности привода. Перегрузки привода компенсируется за счет рабочей нагрузочной характеристики привода.

Вариант целесообразен, если выемочная машина работает в условиях относительной стабильности по крепости угля.

2. Экстремальный вариант.

Vпод =const

Vрез = Vаг

Р эф = min

В структуру системы управления вводится регулируемый привод резания, который поддерживает мощность привода на минимальном уровне.

«-» недостаточная загрузка привода.

3. Стабилизация мощности.

Vпод = Vаг

Vрез = const

Р эф = const

К – комбайн

Др – двигатель резания.

Дн – датчик нагрузки.

4. Двоичное экстремальное регулирование.

Vпод - Vаг

Vрез - Vаг

Рэф – оптим.

Одновременно регулируется Vпод и Vрез.

1. контур по регулированию Рэф.

2. контур по соотношению скорости Vn и Vр

В 1 - ом контуре сравнивается сигнал с Дн и сигнал Рэф. зад.

Во 2-ом контуре задается соотношение Vn\Vp и рассогласование подается на регулятор скорости подачи, а скорость резания является подчиненной от скорости подачи.

8. Структурная схема и принцип работы регулятора нагрузки на приводе выемочной машины типа САДУ-2.

Чаще машины работают по двойной экстремальной схеме управления. Примером является Аппаратура САДУ-2 (система автоматического управления двигательной установкой). Имеет след структуру:

Система предназначена для автоматического управления нагрузкой двигателя по заданному Рэф и Vn, поэтому 2 контура управления по заданной Vn, и контур управления по заданной Рэф.

САДУ – 2 должен обеспечить максимальную Vn, при максимальной нагрузке на привод. Контур упр-я по Рэф имеет выше приоритет чем контур по Vn

Если фактическая мощность ниже чем заданная то в основном работает контур регулирования по скорости. На ЭС1 подаются Vзад и Vфак (который снимаются с привода подачи). Если Vфак < Vзад, срабатывает тригер Т2, который включает эл. магнит2 (ЭМ2) который увеличивает через золотник подачу жидкости к гидродвигателю подачи, что приводит к увеличению скорости подачи до тех пор пока не не станет Vфак = Vзад.

При отсутствии сигнала на Т2 (при Vф>Vзад) Т2 отключитсся и гидронасос снижает производительность. Увеличение Vпод будет пока Vзад = Vфак или пока нагрузка на двигатель комбайна не превысит Iф >Iзад, при Iф >Iзад на ЭС3, то срабатывают электронное реле ЭР и триггер Т1, который включает ЭМ1. ЭР являетсяся реле приоритета, т.е. оно отключает контур управления скорости размыкания свои контакты и скоростью подачи управляет ЭМ1, который всегда уменьшает скорость подачи до тех пор пока Рзад и Рфак (Iф =Iзад) не сравняются.

9. Структурная схема и принцип работы импульсного пропорционального интегрального регулятора нагрузки на приводе выемочной машины типа ИПИР-Зм.

ИПИР – 3М предназначен для управления нагрузкой двигателя по схеме двойного экстремального управления. Поэтому содержит также два контура по V и по Р, но в системе используются импульсные сигналы. Что объясняет большую приспособляемость системы в реальной ситуации управления выемочной машиной. Аппаратура разрабатывается и в аналоговом варианте и имеет следующую структурную схему.

ИПИР – 3М предназначен для импульсного управления нагрузкой двигателя выемочной машины. Имеет два контура управления: по силе тока двигателя и по скорости подачи комбайна. Приоритетным является контур управления по силе тока. Сброс и повышение нагрузки может происходить импульсно, ширина управляющих импульсов при этом определяется величиной рассогласования заданного и фактического сигналов. Структурно состоит: 2 элемента сравнения С1 и С2. на С1 подается Iзад и Iфак, С1 имеет два выхода «+» и «-» рассогласования. Выход «+Δ» связан с ШИМ 1 (широтно-импульсный модулятор), который формирует импульсный сигнал с шириной импульса зависящей от величины рассогласования. « -Δ» выход соединен с ШИМ 2, который работает по такому же принципу. ШИМ через систему логики включает К1 (ключ управления направленность движения комбайна). Ключ подает сигнал через элемент логики совместно с сигналом задатчика скорости (ЗС). ЗС подключается импульсно к С2. с другой стороны подается сигнал с ДС (датчика скорости). С2 имеет два выхода: «+Δ» и «-Δ»,которые соединяются с ключами К2 и К3. все ключи К2 – К4 подключены к блоку логики (БЛ), который формирует сигнал управления электромагнитами ЭМ1 и ЭМ2, которые увеличивают и уменьшают скорость полдачи комбайна. Алгоритм управления приводится на РИС № 17.

В первой колонке нормальная загрузка двигателя по току. Так как перегрузки нет то Δ=0, К3 и К4 равны нулю, а АЧ срабатывает в нулевом варианте. Система работает без изменений. При недогрузки двигателя и при Vзад < Vфак

срабатывает К2, а АЧ формирует импульсы, которые блоком логики игнорируются и происходит плавное уменьшение скорости за счет Э1. если Vзад >Vфак , срабатывает К3 и блок логики импульсно повышает скорость подачи. Ширина импульса будет уменьшаться с уменьшением Δ. При перегрузки двигателя (I фак >Iзад), К2 и К3 работают в импульсном режиме. При Vзад >Vфак блок логики производит сброс скорости импульсно.

Если Iф>Iз, следовательно вкл. ШИМ1;

& элемент логики не пропускает постоянные сигналы, а пропускает импульсные;

К2 уменьшает скорость подачи;

К3 увеличивает скорость подачи.

Микропроцессорный вариант аппаратуры ИПИР – 3М.

Представлен двумя блоками внешних связей объектом. К ППИ подключается ДН (датчик нагрузки). Порт А ППИ задействован в управлении электромагнитами ЭМ1 и ЭМ2, которые управляется через элемент «или». Ширина импульса задается в зависимости от рассогласования. РИСУНОК №18.

ПП – привод подачи, ДС – датчик скорости. Подключение к МП регулируется ДВУ.

01

10. Анализ способов автоматического направленного вождения проходческих комбайнов.

Используются следующие способы:

Вождение комбайна по лазерному лучу:

На некотором расстоянии от комбайна устанавливается источник лазерного излучения (1), который выставляется в нужном направлении с помощью

геодезических приборов. На комбайне устанавливается датчик лазерного излучения (2), который представляет собой щит с расположенными на нем фотодиодами, которые располагаются по осям. В центре располагается диод D5 , фиксирует отклонение луча от заданного значения. D5 фиксирует нужное направление лазерного луча. Т.к изменять пространственное положение комбайна сложнее чем щита, то щит относительно комбайна перемещается, а система коррекции сводит к 0 отклонение корпуса комбайна от исходного положения щита.

Система микропроцессорная имеет следующую структуру:

Основой МПС упр-я является ППИ или модуль дискретного ввода сигнала к которому подключаются датчики ( фотодиоды D1-D5) D1-D4 имеет групповое подключение и предназначены для перемещения к центру.

Если луч попадает в мертвую зону, которая оснащается датчиками В1-В4, которые перемещают луч к одной из осей датчик дает свой сигнал.

Вождение комбайна по гирокомпасу.

Гирокомпас устанавливается по приборам в нужном направлении и раскручивается. Любое изменение в пространстве фиксируется гироскопом как отклонение от первоначального направления. Регулятор будет сводить это отклонение к нулю. При обработке регулятором отклонения, комбайн выходит на параллельный курс. Чтобы выйти на заданный курс необходимо в т.А включить корректирующее устройство, которое комбайн на заданный курс т.Б и повернуло комбайн на угол Δ . В настоящее время это не реализовано.

Вождение комбайна по натянутой струне.

На комбайне закрепляется лебедка на которую наматывается струна. Свободный конец струны независимо закрепляется в выработке.

Напряжение натяжения струны фиксируется приборами. На некотором расстоянии от комбайна устанавливается контактная система управления. Эта система остается в нейтральном включенном состоянии если струна не касается ни одного из контактов установленных с зазором к струне в случае изменения заданного направления движения, струна касается контакта и включается регулятор положения комбайна, который отключается только тогда, когда струна окажется в заданном положении.

11. Структура и функциональное назначение основных блоков системы автоматического управления циклом бурения шпуров .

Требования предъявляемые к системе автоматизации буровых работ:

1.автоматическая установка буровой машины в нужной точке забоя, в соответствии с паспортом буровзрывных работ.

2.автоматическое забуривание шпуров на соответствующих режимах бурения.

3.автоматический перевод с режима забуривание на основной режим нормального бурения без остановки буровой машины.

4.автоматическое отключение подачи ее реверсирование при достижении заданной глубины бурения шпура без остановки.

5.автоматическое отключение всех приводов буровой машины при установки ее в новое рабочее положение.

6.автоматическое задание нового положения буровой машины роботом манипулятором.

7.обеспечение возможности перехода на ручное управление.

Процесс автоматизации делится на 2 этапа:

• на первом этапе буровая машина устанавливается в нужную точку.

• На втором этапе происходит автоматическое управление буровой машиной.

Автоматическая установка в нужную точку забоя осуществляется автоматическим манипулятором (роботом – манипулятором), который мантируется на погрузочной машине, для установки необходимо обеспечить 4 угловых параметра: α1 – отклонение оси манипулятора от продольной оси погрузочной машины, α2 – угол между продольной осью манипулятора и осью бурения, β1 – угол отклонения оси манипулятора от продольной оси погрузочной машины, β2 – угол между осью манипулятора и осью бурения в горизонтальной плоскости. Система работает только в микропроцессорном варианте и имеет следующую структуру РИСУНОК № 43.

Для управления приводами манипулятора используются 2 ППИ к порту С, которых подключается привод манипулятора. Алгоритм управления роботом манипулятором РИСУНОК № 44.

В начале происходит ввод заданных углов для каждого шпура и вводится кол-во шпуров n.

Автоматизированное управление буровой машиной.

БМ состоит: ударник, вращатель бурового инструмента, механизм подачи.

Для подачи водяного раствора для промывки шпура используется водяной кран.

ДИ1 – датчик ударных импульсов,

ДКПВ – датчик контроля пуска воды,

ДИ2 – датчик контроля импульсов вращения двигателя подачи,

ДЗМ – датчик заднего положения БМ на манипуляторе,

ДПП – датчик переднего -//-,

ПУ – пускатель ударника,

ПВ – пускатель вращателя,

ВВП – включение вращения в перед,

ВВН - -//- назад,

С контроллером БМ сопрягается контроллер манипулятора.

Структура контроллера БМ. РИСУНОК № 46.

К порту А подключается 6 датчиков, к порту с подключается 5 исполнительных устройств, к порту В может подключаться регулятор вращения

12. Основные требования к системам автоматического управления подземным конвейерным транспортом. Номенклатура технических средств реализации этих требований.

Конвейерные линии делят на:

-магистральные (МКЛ),

-участковые (УКЛ),

-забойные (ЗКЛ).

МКЛ – обычно стационарного типа и прокладывается в капитальных выработках и их срок службы равен сроку службы капитальных выработок.

УКЛ – обычно полустационарная, прокладывавется по участковым штрекам. Обычно это ответвление от МКЛ. Срок службы равен сроку отработки участка.

ЗКЛ прокладывается как сопряжение с УКЛ и прокладывается в лавах и является частью очистных комплексов. Срок безаварийной работы определяется временем обработки лавы.

Требования предъявляемые к системам автоматизации шахтных конвейерных линий:

1. последовательный пуск конвейеров , конвейерной линии в направлении обратном движению потоков груза.

2. автоматическая подача звукового и светового сигналов, отчетливо слышного на всем протяжении КЛ.

3. включение привода каждого последующего канвейера, только после того, как предыдущий конвейер наберет номинальную скорость.

4. оперативное отключение конвейерной ленты с пульта управления.

5. экстренное аварийное отключение или прекращение пуска любого конвейера КЛ с любой точки этой линии.

6. автоматическое отключение всех конвейеров, которые транспортируют груз на остановившийся конвейер. Если остановившийся конвейер цепной, то отключается еще и последующий конвейер для предотвращения захвата оборвавшейся цепи.

7. пуск любого маршрута с центрального пульта управления или с места загрузки КЛ.

8. оперативная остановка части любого маршрута с центрального пульта управления без остановки конвейеров магистрального направления.

9. дозапуск части любого маршрута с центрального пульта управления без остановки конвейеров магистрального направления.

10. автоматическое аварийное отключение привода конвейера при неисправности тягового органа или при затянувшемся пуске или снижение скорости рабочего органа менее 70 % от ее номинального значения.

11. блокировка от повторного дистанционного включения остановившегося конвейера с центрального пульта управления.

12. обеспечение возможности перевода любого конвейера КЛ с автоматического на местное ручное управление.

При автоматическом пуске КЛ используются следующие контролируемые параметры:

• время запуска каждого конвейера измеряемого с помощью реле времени.

• По величине установившегося значения тока двигателя запускающего конвейер.

• По установившейся виличине напряжения двигателя запускаюшего конвейер.

• По установившейся величине скорости рабочего органа запускающего конвейер.

Реально используются 1 и 4 варианты, как наиболее работоспособные.

Система автоматизированного запуска конвейерной линии (КЛ).

Запускается по принципу контроля скорости рабочего органа предыдущего конвейера.

Сигнал на запуск КЛ задается пультом управления (ПУ) и едет по специальной линии на все блоки управления конвейерами, кроме того ПУ подает отдельный сигнал на запуск первого конвейера. После запуска первого конвейера скорость его рабочего органа контролируется датчиком скорости (ДС1), сигнал которого запускае реле скорости если скорость рабочего органа первого конвейера будет больше 70% от номинала. При этом реле скорости переводит режим работы пускателя П1 с пускового режима на рабочий и подает сигнал на запуск П2, который переходит в пусковой режим и т.д.

Принцип работы аппаратуры АУК.

Для управления последовательным запуском КЛ. при нажатии кнопки пуск срабатывает реле К1, которое запускает блок реле времени (БРВ), которое запускает реле КТ (реле переключения полярности пуска) и реле К2 (реле звуковой сигнализации). При срабатывании К2 подключается линия питания блоков сигнализации. Реле КТ переключает цепь с рабочей на пусковую полярность и в результате через диоды подключается реле первого конвейера К3. это реле К3 замыкает свои контакты в цепи П1 и запускается привод первого конвейера. Остальные пусковые реле К5 и т.д. остаются обесточенными. При запуске 3-го конвейера формируется сигнал на датчике скорости который питает К4, как только сигнал ДС достигнет 70% от номинала срабатывает реле К4, которое переключает рабочую полярность на второй участок ЛС, запитывая через диоды Д5 и Д7 катушку реле К5. это реле замыкает контакты, запитывает П2 и запускается второй конвейер, скорость которого меряется ДС, который питает К6. при достижении вторым кон-ром 70 % от номинальной скорости К6 срабатывает и «+» полярность перекидывается на следующее реле. Датчик скорости последнего кон-ра в линии подключает к линии связи концевое реле, которое размыкает контакты в цепи питания БРВ при этом обесточиваются реле КТ и К2. при обесточивании К2 прекращается подача звукового сигнала. Обесточивание КТ производит переключение ЛС с пусковой на рабочую полярность. Если КР не сработала, то тоже самое происходит с помощью БРВ, который также обесточивает КТ, но при этом последовательно начинают отключаться конвейера. При смене полярности реле К3, К5 остаются под напряжением и их отключение происходит датчиком скорости. Если К6 разомкнется из-за датчика скорости, то «-» на Д8 исчезает и К5 отключается. При этом обесточивается цепь пускателя и конвейер останавливается, при этом К3 работает.(РИС.1)

рис.2 Схема установки датчика и аппаратуры в системе автоматизации шахтных конвейерных линий.

Структурно аппаратура АУК состоит из ПУ- пульт управления и блоков управления конвейерами (БУ), которые последовательно объединены друг с другом через ЛС. ЛС может принимать рабочую и пусковую полярность.

К ПУ подключается кнопка «пуск» (КП) и выносной пульт управления (ВПУ) для дистанционного пуска отдельных конвейеров при ремонте. Любой БУ управляет запуском отдельного конвейера ч\з пускатель (П1-ПN) и к ВК БУ подключается соответственно датчики:

СЗ звуковая сирена

КВ кнопка включения для ручного (местного) управления конейером.

ДЗ датчик заштыбовки (устанавливается на месте загрузки конвейера и представляет собой контактный обруч).

ДС датчик скорости тягового органа бывает:

генераторного типа (для ленточных –конвейеров)

датчик типа ДМ (магнито - импульсный) на цепных конвейерах

КТВ кабель тросовый выключатель для останова конвейера с Vл точки трассы)

КСЛ датчик контроля схода ленты (геркон на гибкой опоре)

ДМИ датчик скорости магнитоимпульсный.

Некоторые конвейера могут выпускаться в функции времени для этого используется реле времени РВИ ЗОО.

УКПС – блок контроля проскальзывания тягового органа

ДС1 и ДС2 – датчики скорости ленты и барабана. При не соответствии скорости УКПС отключает привод конвейера УКПС отключает привод конвейера

БКР – блок концевого реле перекидывает ЛС с пусковой полярности на рабочую.(РИС.2)

13. Основные требования к системам автоматического обеспечения безопасной работы подземного рельсового транспорта. Структурная схема аппаратуры «АБСС».

Требование к системам автоматизации:

• Автоматический пуск и разгон без проскальзывания ходовых колес электровоза шахтного состава.

• Автоматическое регулирование скорости движения шахтного состава в соответствии с профилем пути.

• Автоматический и аварийный останов шахтного состава при нажатии кнопку (стоп) при минимальном тормозном пути.

• Обеспечение безопасности движения состава по опасным участкам маршрутам.

Участок одноколейной трассы по которому совершается встречное движение.

Опасные участки всегда оборудуются светофорами (кр и зл) На стрелках устанавливаются световые сигналы положение стрелок (белый, синий)

Система автоматики предусматривает установки след датчиков:

ДП -датчики положения стрелки

ДЗ -датчик запроса маршрута

ДО- датчики отбоя (устанавливаются на макс длине состава от стрелки)

Требования к системам автоматической блокировки и свет сигнал – ции

1. Автоматическое переключение зеленый (разреш) на красный свет при прохождении эл воза через стрелку и срабатывая ДП.

2. Автоматическое и переход всех стрелок по направлению выбранного маршрута при срабатывании ДЗ, если выбран маршрут свободен

3. Автоматическое переключение нормально горящего красный света на мигающий красный при срабатывании ДЗ на занятом маршруте.

4. Автоматическое ДЗ включение ДЗ мигающего зеленого огня светофора при срабатывание ДЗ если не все стрелки выбранного маршрута еще переведены.

5. Автоматическое переключение красного на зеленый при срабатывании датчика отбоя, т.е. при освобождении занятого маршрута.

6. невозможность одновременного задания опасных маршрутов .

3 вида аппаратуры ЧУС (частотное управление) состоит из полу комплектов

1. передающий на эл возе

2. приемный на стрелке

аппаратура генерирует сигналы 14 и 20 кГц.

На 14 кгц происходит индивидуальное управление стрелками

на 29 кГц происходит групповое.

АБСС – 1 - (аппаратура автоматической блокировка и управления сигналами свет).

УУ -устройство управления

ИМ- исполнительный механизмы который управляют положением стрелки и огнями светофора передающий полукомплект АБСС- 1 такой же как у ЧУС-3

14. Назначение, основные функции и структурная схема и принцип работы аппаратуры «НЕРПА».

НЕРПА – (аппаратура автоматического определения номера движущегося электровоза, его положение на маршруте и управления стрелками и огнями светофора.)

Состоит из передающего полукомплекта и приемного полукомплекта.

Передающего полукомплект.

Передающий полукомплект состоит из генератора кодовой комбинации № электровоза, который позволяет кодировать 25 номеров и генераторов управления стрелками

Модулятор накладывает НЧ сигнал на несущий ВЧ сигнал (20-25 кГц)

Генераторы (полосовые) кодовой комбинации и генераторы управления стрелками смешивают свои сигналы в смесителе, смешенный сигнал через усилитель НЧ направляется в модулятор где он накладывается на ВЧ сигнал (несущий) Модулированный сигнал усиливается и направляется в рамочную систему.

Приемный полукомплект

Приемный полукомплект имеет две антенны расположенные на определенном расстоянии друг от друга на расстоянии , что бы сигнал от передающей антенны не переходил на обе антенны для определения исправления движения. Усиленная НЧ направляется на полосовые фильтры любой из которых настроен на свою частоту. Если определяемая частота есть в сигнале, то фильтр активизирует триггер, который посылает сигнал на логический ключ & «И» который активизирует транзисторный ключ К который включает соответствующую цепь управления

УВЧ –2 и УВЧ – 3 предназначен для определения направления движения эл. возом через шифратор

у=1 если Эл.воз двигался от А1 к А2

у01 если Эл.воз двигался от А2 к А1

15. Основные требования к системам автоматического управления шахтным подъемом. Номенклатура технических средств реализации этих требований.

Делят на 3 группы .

1. обеспечение точного расчетного движения подъемных сосудов в соответствии с тахограммой.

• скорость клети при подходе к приемной площадке и скорость выхода скипа из разгрузочных кривых не должна привышать 1 м\с

• скорость перемещения груженого скипа в разгруз кривых должна быть меньше или равнв 06м\с

2. защита подъемной машины с включением предохранительного торможения в в следующих случаях.

• при переподъеме сода выше 05 М приемной площадке

• при привышении скорости движения сосуда примерно 15 %

• при подходе соссуда приемной площадке со скоростью выше 1,5м\с при спуске \ подъема груза и на 1 м\с при спуске\ подъеме людей.

• При провисании или напуске струны каната

• Призависании подъемного сосуда в Vк месте ствола

• При недопустимом износе тормозных колодок

• При снижении давления в цилиндрах предохранительного тормоза или в цепи питания тормозной системы при исчезновения направления в сетях управления.

• При повреждении эл ограничителей скорости.

3. блокировка запрещающая

• включения подъемной машины после переподъема или зависания сосудов в стволе в сторону увеличения переподъема или поднятия напуска контакта.

• Снятие предохранительного тормоза если рукоятка раб тормоза не установлена в положение «заторможена», а рукоятка управления контроллером, не установлена в нулевое положение

• работа подъема при открытом положении предохранительных решеток.

Схема установки датчиков при автоматизации подъемной установки.

Состоит:

1. приводные двигатели.

2. редуктор.

3. барабан подъемной машины.

4. копровые шкивы.

5. скипы (клетки)

6. нижний бункер

7. дозатор

8. приемный бункер на поверхности.

Датчики:

1. тахогенераторы приводных двигателей

2. тахогенераторы барабана.

3. датчики зависания сосудов в стволе (датчики напуска каната )

4. датчики переподъема и верхнего положения скипа

5. датчики входа скипа в разгрузочные кривые

6. датчики уровня полезного ископаемого верхнего и нижнего уровней

7. датчики загрузки дозатора по оси

8. датчик предельного нижнего положения скипа

9. датчик предельного износа тормозных колодок.

Принцип контроля скорости движения подъемного сосуда.

Скорость сосуда определяется кривой и тахограммой

L 1 происходит предварительный разгон подъемного сосуда.

L2 окончательный разгон

L3 движение сосуда с постоянной скоростью.

L4 торможение сосуда на скорости предельной 06м\с

L5 со скоростью 06 м\с скип превращается в разгрузочных кривых

16. Принцип работы аппаратуры «АЗК-1» задания и контроля параметров шахтного подъема.

ЭОС-1

Это устройство электронный ограничитель скорости предназначен для контроля скорости движения подъемного сосуда в соответствии с тахограммой ,которая задается дисками РД1 РД2( ретродирующие диски)

РД вращаются в РД1 от природного двигателя.

РД2 от природного барабана

В схему включены 2 тахогенератора. Один соединен с валом двигателя, другой с валом барабана.

Потенциометры и тахогенераторы подключены встречно, что бы питание реле К1и К2 было нулевым при равенстве скоростей (фактической и заданной). При не равенстве скоростей контакты реле К1 иК2 размыкаются в цепи управления

Реле К3 реле контроля целостности цепи управления .К1 или К2 включаются если скорость превышает на 15 %.