АПП. Учебнометодический комплекс дисциплины преподавателя по дисциплине Автоматизация производственных процессов код и наименование дисциплины для студентов специальности
 Скачать 1.29 Mb.
|
|
И х 1 х 2 y & х1 1 0 1 0 х 1 1 0 0 у 1 0 0 0 2 1 x x y 2 1 x x y ИЛИ х 1 х 2 y 1 х1 1 0 1 0 х 1 1 0 0 у 1 1 1 0 2 1 x x y 2 1 x x y НЕ х 1 y 1 х 1 0 у 0 1 y x И-НЕ х 1 х 2 y & х1 1 0 1 0 х 1 1 0 0 у 0 1 1 1 2 1 x x y 2 ПАМЯТЬ х 1 y 1 х 2 & х1 1 0 1 0 х 1 1 0 0 у 1 1 0 0 2 1 x y x y 2 1 x y x y Логический элемент И осуществляет операцию логического умножения конъюнкции его выходной сигналу равен логической единице, если на все его входы поступают единичные сигналы. Логический элемент ИЛИ осуществляет операцию логического сложения дизъюнкции его выходной сигнал равен логическому нулю в том случае, если на все его входы поступают нулевые сигналы. Логический элемент НЕ осуществляет операцию логического отрицания инверсии его выходной сигнал существует при отсутствии входного Логический элемент И-НЕ представляет собой комбинацию элементов И и НЕ и реализует логическую операцию умножения с отрицанием на выходе этого элемента сигнал отсутствует только в том случае, если на его входы поданы единичные сигналы. Логический элемент Память осуществляет запоминание входного сигналах сигнал на выходе сохраняется у) после снятия входного сигналах. Подав сигнал (х, получим у. Запоминающим устройством, способным скачкообразно принимать два устойчивых состояния при кратковременной подаче одного из входных сигналов, служит, например, триггер. Контактные логические элементы могут быть выполнены на электромагнитных реле, а бесконтактные – на магнитных и полупроводниковых приборах с использованием резисторов и конденсаторов. В настоящее время широкое применение находят полупроводниковые логические элементы. На основе логических элементов строятся управляющие логические устройства (блоки, осуществляющие сложные логические функции при решении задач автоматической сигнализации, защиты, блокировки, программно-логического управления и др. Они также необходимы для построения вычислительных устройств и машин. Исполнительные устройства Эти устройства являются завершающим звеном вцепи управления или контроля. В САУ они непосредственно воздействуют на ОУ, обеспечивая заданную функцию управления. Например, в САР они используются для управления органами регулирования (задвижками, клапанами и т.д.). В САК ИУ осуществляют воспроизведение (отображение) результатов контроля сигнализацию, индикацию, регистрацию. По виду выходной величины различают ИУ с электрическим выходом (реле, контакторы, реостаты генераторы, управляемые вентили и т.д.), формирующие управляющее воздействие электрической природы, и ИУ с механическим выходом, осуществляющие поступательное или вращательное движение регулирующих органов или рабочих органов машин и установок. Последние устройства называют исполнительными механизмами (ИМ. Силовым элементом ИМ является двигатель, который может быть электрическим, гидравлическим или пневматическим. Такие двигатели называют серводвигателями.В качестве серводвигателей используют электрические двигатели постоянного и переменного тока мощностью от 0,1 до нескольких кВт, электромагниты (соленоидные приводы, гидро- и пневмоцилиндры, а также электрические и гидравлические муфты. осуществляющие соединение разъединение) валов и регулирование скорости и моментов рабочих органов машин. В конструкцию ИМ кроме серводвигателя входит механическая передача для обеспечения требуемых скорости и характера перемещения управляемых органов и ограничители перемещения. Например, привод винтовой моторный ПВМ, применяемый на шахтах для управления путевыми стопорами и бункерными затворами, представляет собой асинхронный х фазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, вращательное движение которого преобразуется в поступательное движение штока. В приводе вмонтированы концевые выключатели, обеспечивающие самоотключение при крайних положениях штока. Для дистанционного и автоматического управления задвижками трубопроводов, стрелочными переводами, стволовыми дверями и др.устройствами применяют моторные приводы ПЗ-1, ПМС-4, ПДС-1, выполненные также на основе асинхронного х фазного электродвигателя с к.з. ротором. Для управления аварийным тормозом подъемных машин применяют тормозные электромагниты КМТ с тяговым усилием от 200 до 700 Н. В рассмотренных примерах использованы ИМ с нерегулируемой скоростью выходного органа. В САР применяют также ИМ с регулируемой скоростью в функции управляющего сигнала. Они обычно выполняются на основе серводвигателя постоянного тока с независимым возбуждением, получающего питание от управляемого усилителя мощности, например, от транзисторного усилителя постоянного тока. Рекомендуемая литература 1. Гаврилов П.Д., Гимельшейн ЛЯ, Медведев А.Е. Автоматизация производственных процессов Учеб. для вузов. – М Недра, С, 45- 47. 2 Батицкий В.А.и др. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности. М Недра, С. 3 Поспелов Л.П. Рудничная автоматика и телемеханика.-М.: Не- дра,1983.С.99-102. Контрольные задания для СРС [1-3] 1. Назначение и выполняемые функции логическими элементами. 2. Назначение и выполняемые функции исполнительными устройствами. 3. Классификация исполнительных устройств по виду выходного сигнала. Тема 11. Микропроцессоры (МП) и программируемые контроллеры (ПМК) Тема лекции 1. Определение МП и ПМК. 2. Программируемые контроллеры в АСУ ТП. 3. Программируемые логические микроконтроллеры 4. Программируемые регулирующие микроконтроллеры (ПРМК). ЭВМ широко используется с х годов. Вначале это были ламповые и дорогие машины, предназначенные для административно-управленческих целей, доступные крупным предприятиям. К настоящему времени структура и формы вычислительных машин изменились из-за появления нового элемента микропроцессора. Микропроцессор- это интегральная схема (ИС), обладающая такой же производительностью при переработке информации, что и большая ЭВМ. Более точно - это сложное программируемое устройство малых размеров, представляющее собой большую интегральную схему (БИС. Согласно принятой терминологией микропроцессор (МП) – программно- управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управления им, построенное, как правило, на одной или нескольких БИС. Практически все МП содержат по меньшой мере следующие элементы АЛУ несколько регистров счетчик команд систему декодирования команд секции управления и синхронизации внутренние шины цепей управления несколько входов т выходов управления. Кроме того, кристалл МП может также содержать функциональные устройства ПЭУ; ОЗУ ряд портов ВВ; внутренние цепи ГТИ-часов и т.д. Со временем появления первых МП сменялось несколько линий МП, характеризующихся всевозрастающими функциональными возможностями. Также возрастает и число элементов, входящих в один микропроцессорный кристалл. Программные микроконтроллеры в АСУ ТП. Появление дешевых МП и ЗУ вызвало появление программируемых микроконтроллеров (ПМК). ПМК представляет собой специализированные управляющие микроЭВМ, работающие в реальном времени по некоторым фиксированным рабочим программам, размещаемым в ПЗУ, а не в оперативной памяти. Наибольшее распространение находят ПМК трех типов 1) ПМК, ориентированные на реализацию алгоритмов логического типа и предназначенные для замены различных релейных и логических схем элек- троавтоматики. Такой тип ПМК называют программируемыми логическими микроконтроллерами (ПЛМК); 2) ПМК, ориентированные на реализацию алгоритмов автоматического регулирования аналоговых и аналого-дискретных технологических процессов и предназначенные для замены различных аналоговых и цифровых регуляторов. Такой тип ПМК называют программируемыми регулирующими микроконтроллерами (ПРМК); 3) ПМК, ориентированные на реализацию специальных алгоритмов управления и предназначенные для управления игровыми автоматами, бытовыми приборами, светофорами, сложными обрабатывающими станками, транспортными механизмами и т.д. появление и развитие указанных типов ПМК является одним из проявлений современной тенденции к замене схемотехники электронных схем с жесткой (неизменной) структуры. Преимущества ПМК заключаются в высокой надежности, быстродействии, универсальности, возможности работы в условиях окружающей среды повышенной агрессивности, что обеспечило им широкое распространение во всем мире – в металлургической промышленности (доменные печи, прокатные станки, в химической, нефтяной, горнодобывающей, машиностроительной и др. отраслях. В настоящее время сфера применения ПМК и круг выполняемых или функций значительно расширились. Программируемые логические микроконтроллеры (ПЛМК) ПЛМК ориентированы главным образом на реализацию булевых, а не арифметических функций в реальном времени и используются вместо релейных схем управления, полупроводниковых схем электроавтоматики и различных команд-аппаратов. Их можно рассматривать как универсальную про- граммно-настраиваемую модель цифрового управляющего автомата. Возможность применения ПЛМК в качестве универсального локального устройства управления различными технологическими процессами достигается путем внесения программы, отражающей алгоритм работы объекта управления, в память ПЛМК без изменения его электрических связей. Таким образом, ориентация ПЛМК как устройства общего назначения на какую- либо область достигается за счет соответствующего программирования. В ЗУП записано описание алгоритма управления в ЗУПВ записывается состояния входов, выходов и внутренних элементов. Сигналы от датчиков через УСО, которое осуществляет нормализацию и масштабирование, поступают на входной регистра значения управляющих сигналов хранятся в выходном регистре и через УСО воздействуют на объект. Программна панель/загрузчик программ Память программ (ЗУП) Память счетчиков и таймеров Логический процессор (ЛП) УУ Память данных (ЗУПВ) Выходной регистр Входной регистр УСО ПЛМК к объекту от датчиков ЗУП - запоминающее устройство программ ЗУПВ - оперативная память данных УСО - устройство связи с объектом связи поданным связи по управлению Обобщенная структурная схема ПЛМК Работа ПЛМК осуществляется в циклическом режиме, при этом процессор в соответствии с программой, записанный в памяти и моделирующий релейную схему системы управления, опрашивает все входы, производит логическое сравнение состояний входов и выходов и по результатам сравнения включает или выключает те или иные исполнительные органы. Микроконтроллер последовательно, строка за строкой опрашивает память программы при помощи логического процессора, который производит последующее вычисление булевых функций из системы уравнений, заданных в программе, и заносит вычислительные значения в память данных. После того, как опрос всей памяти последовательно, строка за строкой закончен, устройство управления УУ обеспечивает обмен данными между входными и выходными регистрами и памятью данных, затем опрос памяти программ повторятся. Однократный проход логического процесса по всей программе называют циклом полного опроса, памяти, а время, в течение которого этот цикл совершается, временем цикла опроса. Этот параметр характеризует быстродействие контроллера. Таким образом, фотографирование состояния объекта в данный момент времени осуществляется вводом в соответствующие ячейки памяти сигналов текущего состояния объекта. Исполнение программы заключается в образовании выходных управляющих сигналов и передаче их к соответствующим модулям вывода. Особенностью ПЛМК является использование простых специализированных языков программирования, приспособленных для управления объектами языки релейно- контактных схем, языки логических уравнений булевой алгебры и языки символического кодирования. Такие языки обычно содержат от единиц до нескольких десятков операторов. Программирование МК может осуществляться самим потребителем, не имеющим специальной подготовки в области программирования ЭВМ. ПЛМК, как правило, используются без постоянного обслуживающего персонала, поэтому устройство загрузки программ выполняется автономными переносными подключается к ПЛМК только на время его обслуживания технологом или настройщиком-программистом. Для программирования к МК подключается программная панель (загрузчик программ, через которую производится набор программ. После набора программ с помощью клавиатуры пульта, программа запоминается в ЗУП микроконтроллера, после чего он начинает выполнять требуемые функции. Особенностью ПЛМК являются также наличие в нем УСО, обеспечивающего согласование и гальваническую развязку входных сигналов. Для ряда МК предусматривается подготовка программ на универсальных ЭВМ. Для этого существует программные трансляторы, которые воспринимают информацию, если она представлена в виде принципиальной электрической схемы, или в виде булевых выражений, или в командах языка символического кодирования. Программируемые регулирующие микроконтроллеры (ПРМК) Автоматическое регулирование в ТП в настоящее время в основном осуществляется аналоговыми и цифровыми регуляторами, осуществляющими пропорционально-интегральные (ПИ) или ПИД- законы регулирования. Современные сложные ТП требуют большого числа и разнообразия типов регуляторов. Так, например, система автоматического регулирования элек- троблоков мощностью МВт, содержит более 300 таких приборов с 30 различными наименованиями. ПРМК предназначены для замены группы (из 10-50 обычных ПИ или ПИД) аналоговых и цифровых регуляторов. При этом все необходимые законы регулирования записываются в памяти этого ПМК. Функционирование ПРМК осуществляется также, как ПЛМК, рассмотренных ранее. В угольной промышленности необходимы два вида ПМК: – в общепромышленном исполнении для работы на объектах поверхности шахт – во взрыво-искробезопасном исполнении - используются в подземных условиях. Кроме того, общепромышленный тип ПК потребуется еще ив бортовой модификации для подвижных объектов (экскаваторов, локомотивов, и других объектов на разрезах, что связано со значительными вибрациями машин. Таким образом, в настоящее время ПКМ приобрели законченную форму программно-технических устройств. Это компьютер на микропроцессорной основе, отличающийся простотой программирования и техобслуживания и приспособленный к эксплуатации в различных (в т.ч. неблагоприятных) условиях. В отличие от обычных компьютеров ПМК способны выдерживать высокие уровни электропомех, вибраций, нагрева и запыленности, могут быть использованы в процессах, требующих логических решений, передачи данных, машинной диагностики, согласования работы ЭВМ и распределенного контроля. Они могут использоваться во многих отраслях, нуждающихся как в системах простого контроля типа «Включено-Выключено», таки в более сложных системах последовательной обработки аналоговой и цифровой информации. Рекомендуемая литература 1. Прангишвили ИВ. Микропроцессоры и локальные сети микроЭВМ в распределенных системах управления -М Энергоатомиздат,1985.С.101- 120. 2. Системы и устройства автоматики для горных предприятий на основе микроэлектроники и микропроцессорной техники Под ред. Ю.Н.Ка- мынина и Л.Г.Мелькумова.-М.: Недра, с. Контрольные задания для СРС [1,2] 1. Определение ПМК и наиболее распространенные типы ПМК. Принцип действия и выполняемые ими функции. 2. Область применения ПМК в современных средствах автоматики. Тема 12. Автоматизация производственных процессов в очистном забое. Принципы регулирования нагрузки горных машин (ГМ) План лекции 1. Объект автоматизации и структура САУ ГМ. 2. Способы регулирования нагрузки ГМ. 3. Автоматическое управление выемочными машинами в профиле пласта. Принципы действия датчиков границы «уголь-порода». Горные машины как объекты автоматизации ГМ работают в специфичных, тяжелых условиях работы и характерна- гружения ГМ, определяемый горно-геологическими и горнотехническими факторами, предъявляет жесткие требования как к системе комплексной механизации, таки к системе автоматизации. На производительность забойной машины (комбайн, струги, следовательно, на производительность всего технологического комплекса (в том числе и транспортных машин, обеспечивающих забой, накладывают много ограничений, а от устройств автоматики требуют их обеспечения по прочности машины по мощности и механическим характеристикам приводов резания и подачи по содержанию метана в воздухе по скорости крепления по производительности и т.д. Характер взаимодействия исполнительных органов (ИО) с разрушаемыми горными породами и случайные изменения сопротивляемости пород разрушению, (а также заштыбовка ИО) создают резкопеременные случайные моменты (силы) сопротивления на ИО, зачастую даже стопорящие ИО (при этом нагрузки враз превосходят номинальные. Одним из главных требований к САУ режимом ГМ является предотвращение длительных перегрузов и опрокидывания двигателя. Кроме того, автоматизация (забойных) ГМ позволяет выполнить следующие задачи 1) повышение производительности машины за счет более полного использования мощности ее двигателя 2) улучшение качества добытого угля (полезного ископаемого) и снижение его себестоимости 3) освобождение машиниста от функций управления машиной с последующим выводом его из забоя. Система автоматизации ГМ обычно содержит 1) САР нагрузки электродвигателя 2) САУ перемещением ГМ в профиле пласта (с целью исключения обработки резцами вмещающих пород 3) Средства автоматического контроля рабочих параметров. 2. Автоматическое регулирование нагрузки (выемочной) ГМ Нагрузка на привод определяется силами сопротивления на рабочем и погрузочном органах, которые зависят от характера массива и от величин и соотношения скоростей подачи и резания. Возможны следующие варианты автоматического регулирования нагрузки ГМ 1) изменением скорости подачи ( V ); п) изменением скорости резания ( Vp ); 3) изменением скорости подачи и резания ( Vp и V ). п Автоматическое регулирование по первому варианту основано на линейной зависимости потребляемой мощности Рот п ВVп А Р , где А мощность холостого хода машины (при отсутствии резания В коэффициент сопротивления угля резанию. При изменении В мощность Р=Рзад при п Это наиболее простой способ регулирования, который осуществляется с помощью специального регулятора п, встраиваемого в машину. По второму варианту осуществляется регулирование нагрузки угольного струга за счет изменения скорости его перемещения (скорости резания) вдоль забоя. Мощность Р, потребляемая стругом, определяется по формуле Vp F P , где – суммарное сопротивление перемещению струга F Vp – скорость перемещения струга – кпд привода. Для поддержания Р=Рзад при var F необходимо , чтобы , те. необходимо поддерживать обратно пропорциональной . Такое изменение скорости струга Vp возможно только при использовании регулируемого привода. Наиболее эффективным считается регулирование ГМ по третьему варианту, т.к. при этом можно обеспечить максимальную производительность при минимальных удельных энергозатратах и лучшей сортности угля. При этом автоматическое регулирование нагрузки должно производиться путем одновременного изменения Vp и . В этом случае отношение скорости может быть постоянным (параметрическая стабилизация) или регулируемым в процессе работы (экстремальное регулирование. Vп Vp Vп Параметрическая стабилизация работы ГМ может быть осуществлена при применении регулируемых приводов, автоматически обеспечивающих регулирование скоростей резания Vp и подачи V п При экстремальном регулировании регулятор должен анализировать конкретные горнотехнические условия и на основе удельных энергозатрат выбирать оптимальное соотношение скоростей Авторегулятор в этом случае представляет собой сложное кибернетическое устройство и выполняется на базе современных микропроцессоров. п Проиллюстрируем введенные понятия на примере конкретной системы управления. На рисунке изображена структура автоматической системы управления нагрузкой привода горной машины (комбайна, роторного экскаватора, драги. Назначение системы — поддержание постоянной нагрузки привода исполнительного органа путем изменения скорости подачи рабочего органа на забой. Управляемой величиной х в системе является электрическая мощность Н, потребляемая преобразователем Пи передаваемая через основной двигатель резания М Р исполнительному органу. Сигнал ХИ (В, пропорциональный мощности Р н (кВт), вырабатывается датчиком нагрузки ДН и передается в элемент сравнения ЭС, где он сравнивается с заданием Х З = Р З . В зависимости от знака и величины сигнала рассогласования х регулятор нагрузки РН формирует сигнал на увеличение или уменьшение частоты вращения привода подачи. Этот сигнал через управляемый преобразователь УП, двигатель М п и механизм подачи преобразуется в управляющее воздействие — линейную скорость подачи v n = u (мс) (полагаем, что мощность привода подачи достаточно большая, поэтому сопротивление перемещению исполнительного органа на забой можно не учитывать. Основным возмущающим воздействием z является момент сопротивления или нагрузки М н (Н·м) на основной привод, зависящий от крепости разрушаемого горного массива. В качестве объекта управления в данной системе можно рассматривать весь основной привод (исполнительный орган, двигатель М о , преобразователь П. К управляющему устройству относятся привод подачи и регулятор нагрузки РН. Хз=Рз Х=Рн Хи Х u=v П Структура автоматической системы управления нагрузкой привода горной машины Существующие комбайны не оборудованы устройством для плавного регулирования, поэтому регулирование работы двигателя производится при помощи авторегуляторов, поддерживающих заданную нагрузку двигателей Р=Рзад путем изменения только скорости подачи V , те. по первому варианту. Регулируемой величиной чаще всего является ток двигателя. п Функциональная схема (упрощенная) САР нагрузки путем изменения показана на рисунке . п При изменении (увеличении) нагрузки на регулирующий орган (увеличение крепости угля, затупление резцов) возрастает ток приводного электродвигателя при этом возрастает U 1 на выходе датчика. На ЭС(3) появляется разность 0 1 U U U , подаваемая на усилитель (5) и соленоид. Соленоид воздействует на гидронасос(7), при этом его эксцентриситет изменяется так, что скорость гидродвигателя (8), те. скорость подачи уменьшается, а значение нагрузки возвращается к заданному значению. Для узкозахватных комбайнов с однодвигательным приводом (типа КМ) используется авторегулятор нагрузки САДУ. Он обеспечивает два режима 1) нагрузка на электродвигатель резания поддерживается заданной, теза счет изменения V , при этом V ≤ V ; J J зад п п п дан) поддержание V = V , а нагрузка на электродвигатель , но при соблюдении ограничения п зад J var J J доп Переход от одного режима к другому осуществляется автоматически. 8 7 11 10 3 9 6 5 2 1 12 4 Гидродвиг. подачи Гидронасос комбайна (эксцентр-т) Vп Vп М с Z=Fc Р абочий орган Эл.двиг. резания Датчик тока Датчик скорости Задатчик тока Усилитель U o U 1 U=U -Uo 1 Задатчик скорости Эл.гидравлич. преобразоват ель (соленоид с золот ником) ЭС I Комбайн типа 2К52М Авторегулятор нагрузки САДУ для узкозахват. комбайнов сдвиг. привода 2К52М Функциональная схема САР нагрузки ГМ путем регулирования ( V ) п Для многодвигательных комбайнов (типа 1ГШ68) применяется регулятор ИПИР-3М. Он содержит датчики нагрузки двигателей I 1 , I 2 , I 3 = и блок сравнения БС. 2 Работа регулятора ИПИР-3М основана на принципе сравнения контролируемых величин с соответствующими заданными уставками. БС А 1 У 1 У 2 А 2 А 3 К 2 К 1 К 4 К 3 А 4 ОС 1 ОС 2 К1 Пр Vп Vп Vп Vза д зад (факт) (зад) t 0 КТ S КВ МП реле направления подачи пуск I 1 I 2 I 3 I МАХС I ЗАД релейный усилитель блок сравнения реле тепловой защиты реле времени эл.магнит.сервопривод (с обмотками У и У вцепи управления механизмом подачи МП 1 2 ИЭ Функционал ьная схема регулятора ИПИР-3М Датчики нагрузки построены таким образом, что при нормальных значениях токов сигналы I 1 , I 2 , I 3 , пропорциональные значениям токов соответствующих электродвигателей и суммарному току привода, равны. В блоке БС выделяется максимальная из этих величин Imax, которая сравнивается с заданным значением зад. Благодаря этому обеспечивается возможность управления по наиболее загруженному двигателю или по суммарному току. Сигнал рассогласования J поступает на входы релейных усилителей Аи А. Сигнал рассогласования фактического V и заданного V п п зад значений скорости подачи усиливается усилителями Аи А. На выходе каналов управления нагрузкой и скоростью подачи установлены реле К, К, К. Реле К отключаются при перегрузке потоку и своим контактом разрывает цепь уставки скорости подачи, обеспечивая при этом снижение последний до нуля без реверса. Vп Исполнительным элементом регулятора (ИЭ) является трехпозиционный электромагнитный сервопривод (с обмотками У и У) вцепи управления механизмом подачи МП. При реверсе направления движения комбайна необходимо произвести переключение обмоток электромагнита. Для этого в схему введены коммутатор S и реле направления подачи К. Схема выполнена так, что скорость V снижается, если перегружен привод резания или скорость подачи превышает V . В случае, когда и меньше заданных значений, скорость подачи комбайна увеличивается. п зад ax Im п При пуске комбайна V снижается до нуля с целью разгрузки тяговой цепи и предотвращения рывка, что достигается с помощью реле времени КВ, которое в течение сне позволяет включиться реле К, обеспечивая зад. п При перегреве рабочей жидкости в приводе подачи срабатывает реле тепловой защиты КТ, которое через преобразователь Пр снижает уставку скорости подачи зад до 1м/мин. Для повышения качества регулирования отработка рассогласования нагрузки) производится импульсами, длительность которых пропорциональна величине рассогласования. (благодаря охвату усилителей Аи А гибкими отрицательными обратными связями ОС и ОС. Модернизацией регулятора ИПИР-3М является регулятор УРАН на современной элементной базе. 3 Автоматическое управление выемочными машинами в профиле пласта. Техническая реализация САУ выемочных машин в профиле пласта основана на использование датчиков «уголь-порода» Методы определения границы «уголь-порода»: 1) Механический основан на вдавливании специального измерительного резца в уголь или породу при этом имеет место разница в усилиях. Усилие преобразуется с помощью тензометрического или магнитоупругого датчика в электрический сигнал 2) Ультразвуковой основан на различии в поглощении ультразвуковых колебаний углем и породами. Ультразвуковой датчик состоит из ультразвукового излучателя и приемника ультразвуковых колебаний. В приемнике возникает сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний. Уровень сигнала определяется коэффициентом затухания горной породы 3) Радиоволновой– основан на учете различия диэлектрических свойств угля и породы. Датчик содержит автогенератор СВЧ, антенну и усилитель. При соприкосновении антенны с кровлей на выходе датчика появляется сигнал, пропорциональный толщине угольной пачки. Пределы контроля толщины пачки мм 4) Радиоизотопный При радиоактивном облучении лучи частично поглощаются породами, а частично отражаются от их поверхности. Чем больше плотность вещества, тем большая часть лучей отражается. Так как плотность угля меньше плотности породы (в 2 раза, то интенсивность рассеяния породами больше, чем углем. Источники излучений – цезий, тулий размещаются в свинцовой оболочке с узкой щелью для направленного излучения. Приемником является газоразрядный счетчик, воспринимающий электрические импульсы с частотой, зависящий от интенсивности отражения, те. от расстояния до границы уголь-порода. В настоящее время разработаны регуляторы положения режущих органов комбайнов типов Рубин с электромеханическими датчиками уголь- порода и Квант с радиоизотопным датчиком «уголь-порода» Дистанционное и телемеханическое управление ГМ. Дистанционное и телемеханическое управление ГМ осуществляется аппаратурой автоматизации САУК, которая обеспечивает а) дистанционное управление с пульта управления комбайном (или радио- пульта при подключении аппаратуры радиоуправления) пускателями комбайна и конвейера, фидерным автоматическим выключателем, режущими органами комбайна, скоростью подачи комбайна и предохранительной лебедкой б) автоматическое отключение пускателя комбайна после несостоявшегося пуска или опрокидывания электродвигателей привода комбайна в) стабилизацию тока электродвигателя и ограничение суммарного тока, потребляемого приводом комбайна, автоматическим изменением скорости подачи г) стабилизацию V на заданном уровне при недогрузке электродвигателей привода комбайна п д) уменьшение V до нуля припуске комбайна и длительных перегрузках электродвигателей пе) сигнализацию (световую индикацию) превышения температуры рабочей жидкости в гидросистеме подающей части, работы регулятора, целости цепей управления, наличия питания ж) отключение пускателя комбайна при превышении концентрации метана выше допустимой (при оснащении комбайна датчиком метан-реле); з) возможность работы с аппаратурой автоматического, в том числе программного, управления положением режущих органов относительно границы «уголь-порода». Рекомендуемая литература 1 Гаврилов П.Д., Гимельшейн ЛЯ, Медведев А.Е. Автоматизация производственных процессов Учебник для ВУЗов. – М Недра, 1985.C.48-67. 2 Батицкий В.А.и др. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности. М Недра, 1991.C.64-80. Контрольные задания для СРС [1,2] 1. Функции, выполняемые регулятором нагрузки ГМ. Типы регуляторов. 2. Способы регулирования нагрузки горных машин. 3. Сущность режимов параметрическая стабилизация и экстремальное регулирование. Тема 13. Системы автоматического управления механизированными |