книги из ГПНТБ / Фотиев М.М. Рудничная автоматика и телемеханика учеб. пособие

автоматики. При эксплуатации скиповых подъемных установок бы­ вают случаи застревания крупных кусков угля и стоек в скипе, что приводит к его неполной загрузке и разгрузке.

Для контроля загрузки скипа используют магнитоупругие дат­ чики. Контроль разгрузки скипа осуществляется при помощи спе­ циальных датчиков контроля натяжения каната, тока нагрузки и др. Принцип работы бесконтактного датчика разгрузки скипов KPС основан на контроле натяжения каната в зависимости от из­ менения веса скипа.

В схемах автоматического управления шахтными подъемными машинами с асинхронным приводом, где замедление происходит при свободном выбеге, применяют датчики начала замедления, ко­ торые обеспечивают подход подъемного сосуда к разгрузочным кри­ вым с одинаковой заданной скоростью, независимо от величины под­ нимаемого груза. Достигается это автоматическим переносом точки качала замедления в зависимости от величины нагрузки. Нагрузка определяется по величине активной мощности, потребляемой подъ­ емным двигателем в период равномерного хода. Измерительным элементом датчика ДНЗ-2 является датчик активной' мощности.

Опыт эксплуатации на угольных шахтах аппаратуры автомати­ зации подъемных установок позволил наметить направления даль­ нейшего ее совершенствования. Основными из этих направлений являются:

дальнейшее совершенствование технологического комплекса подъемных установок и создание наиболее благоприятных условий для их автоматизации;

разработка и внедрение автоматизированного электропривода переменного тока на основе использования полупроводниковых инверторов на тиристорах;

дальнейшее совершенствование схемы автоматизации подъема с применением регулятора давления для механического подтормаживания в период основного замедления и дотягивания подъемных сосудов в разгрузочных кривых;

разработка более совершенных систем автоматического регули­ рования скорости подъемных установок, позволяющих с высокой точностью выполнять заданную тахопрамму как в период основно­ го замедления, так и в течение всего цикла подъема.

Большое значение для автоматизации шахтных подъемных уста­ новок имеет комплектная аппаратура автоматизации. С учетом на­ копленного опыта в настоящее время созданы как отдельные аппа­ раты, так и комплектные устройства для автоматизации подъемных установок.

§ 51. Непрерывные системы автоматического управления подъемными установками

В непрерывных системах автоматического управления подъем­ ными установками заданная скорость вводится как воздействие, представляющее непрерывную функцию пути подъемного сосуда. В большинстве случаев это воздействие формируется с помощью

профильных дисков, приводимых во вращение от барабана подъем­ ной машины.

Непрерывное регулирование обеспечивается аппаратурой АГП-61, которая применяется для установок с одноили двухдвигательнцши низковольтными или высоковольтными асинхронными

6Кб

ПУ

220 ö

К тахогенераторц

К потенциомет­ рузадания

' ’• ' L LРДБВ

= Воздухосборник

приводами подъемных машин, имеющих гидравлическую или пнев­ матическую систему управления приводом тормоза.

Схема АГП-61 предусматривает:

ползучую скорость, контролируемую при помощи механического торможения до выхода сосудов из загрузочного и разгрузочного устройства;

•разгон до максимальной скорости в функции тока я времени; замедление в режиме свободного выбега или динамического

торможения с выбором или без выбора точки начала замедления; дотягивание с ползучей скоростью, регулируемой с помощью

механического торможения.

Дотягивание скипа в разгрузочных кривых при использовании аппаратуры АГП-61 осуществляется подтормаживанием машины регулируемым механическим тормозом (рис. 101). Тормозное уси­

лие регулируется электропневматическим регулятором давления, предназначенным-для дистанционного и автоматического управле­ ния пневмогрузовыми и пружинно-пневматическими тормозными приводами шахтных подъемных машин.

Регулятор выпускается в двух модификациях: РДБВ — с верти­ кальным расположением золотника и присоединением к пневмосети тремя штуцерами и РДБГ — с горизонтальным расположением зо­ лотника и однофланцевым присоединением к .пневмосети.

Комплектно с регулятором поставляются электрический блок и бесконтактный сельспнный аппарат.

Применяется также аппаратура АУПТ, предназначенная для управления подъемными машинами с использованием пневматиче­ ского регулятора давления РДВП.

В комплект аппаратуры АУПТ входят пневматический взрывобезопасный регулятор давления РДВП и взрывобезопасный блок управления регулятором БУРВ-1.

Регулятор давления РДВП (рис. 102) представляет собой трех­ ходовой золотниковый распределитель с электромагнитной голов­ кой управления, предназначенный для регулирования давления воз­ духа в тормозном цилиндре пневмопривода тормоза.

В исходном состоянии регулятора золотник 12 находится в ней­ тральном положении благодаря равенству усилий, действующих на него в камерах 6 и 8, и пружине 7, уравновешивающей собственный вес золотника. Тормозной цилиндр при этом не имеет связи с возду­ хосборником и не сообщается с атмосферой.

Через нерегулируемое калиброванное отверстие — дроссель 19 (диаметром 0,6—0,7 мм) воздух поступает в камеру 6. Фильтр 21 тонкой очистки воздуха соединен с дросселем 19 трубкой 20. Если в обмотке управления 2 ток отсутствует или он мал (25—30 ма), якорь 1 электромагнита, жестко связанный с заслонкой 4 посредст­ вом штока 3, не втягивается внутрь катушки. Отверстие сопла 5 не перекрыто, и воздух через штуцер свободно выходит наружу.

При увеличении тока в обмотке якорь втягивается внутрь ка­ тушки, заслонка 4 смещается вниз, зазор между соплом и заслон­ кой уменьшается, сопротивление выходу воздуха из камеры 6 уве­ личивается, создавая повышенное давление над золотником.

• При этом равновесие золотника нарушается и он опускается вниз, а тормозной цилиндр соединяется с источником давления и в цилиндре давление повышается. Одновременно оно повышается и в подзолотниковой камере 8, причем до тех пор, пока не станет рав­ ным давлению в надзолотниковой камере. После этого золотник занимает нейтральное положение. При максимальном токе в катуш­ ке электромагнита (180± 20 ма) сопло полностью перекрывается. В камере 6 и тормозном цилиндре давление оказывается макси­ мальным. Промежуточным значениям тока в обмотке электромагни­ та соответствуют промежуточные значения давления в тормозном цилиндре.

При уменьшении тока в обмотке электромагнита от максимума до минимума давление в тормозном цилиндре уменьшается. Золот-

ник не уравновешен и перемещается вверх, сообщая тормозной ци­ линдр с атмосферой. Давление падает в нем до тех пор, пока не сравняется с давлением над золотником, после чего золотник воз­ вращается в нейтральное положение. Таким образом, давление в тормозном цилиндре изменяется ступенями.

Величина тока в обмотке управления электромагнита ' зависит от положения рукоятки сельсинного командоаппарата, находящего­ ся на пульте управления подъемной машины или лебедки.

Конструктивно регулятор состоит из чугунного корпуса 10, име­ ющего три фланца для присоединения к трубопроводам. В корпус запрессована бронзовая втулка 11. Камеры золотникового распре­ делителя разъединены резиновыми уплотнениями 13. Во втулке свободно перемещается золотник. Корпус снизу закрыт крышкой 9, а сверху — переходником 16. При транспортировке и хранении ввод­ ные полости закрываются заглушками 14 и фланцами 15. На пере­ ходнике укреплена электромагнитная головка управления, якорь которой подвешен на ’пружинах 17 и 13 так, что перемещается без трения.

При дистанционном управлении (рис. 103) обмотка управления регулятора КТР включена на выпрямительный мост ВГ2 последо­ вательное переменными резисторами PCI и РСЗ. Выпрямитель ВГ2

.через контакты реле режима работы РР подключен к двум зажимам обмотки синхронизации сельсина командоаппарата ручного управ­ ления КАР. Обмотка возбуждения сельсина КАР подключена к трансформатору Трі, питающемуся стабилизированным напряже­ нием 220 в от стабилизатора напряжения.

Выпрямитель ВГЗ и резистор РС2 используются при работе бло­ ка БУРВ-1 вместе с аппаратурой управления гидравлическим регу­ лятором.

Схема действует следующим образом.

Реле РР отключено и своим размыкающим контактом подклю­ чает КАР к выпрямителю ВГ2. При установке рукоятки КАР в по­ ложение «Заторможено» по КТР течет дежурный ток 25—30 ма. Реле РКТ включено, и его контакт в цепи промежуточного реле РП замкнут.

Для контроля давления в тормозном цилиндре предусмотрено реле РКД, питающееся по искробезопасной цепи от специального трансформатора ТИ, поскольку блокировочный выключатель рабо­ чего тормоза ВБТР и злектроконтактиый манометр ЭКМ, контакты которых включены в цепь РКЦ, имеют невзрывобезопасное испол­ нение.

Когда рукоятка КАР находится в положении «Заторможено», контакт ВБТР разомкнут, а ЭКМ замкнут. Реле РКД включено, й его контакт в цепи РП замкнут. Контакт РП в цепи реле аварийно­ го тормоза РПТ также замкнут. Схема готова к работе.

При перемещении рукоятки КАР в положение «Расторможено» ВБТР замыкается, а ЭКМ размыкается. Ток в КТР возрастает, и давление в тормозном цилиндре увеличивается. При нарушении це­ лостности цепи КТР (обрыв цепи или обмотки) срабатывает реле

PKT, которое размыкает свой контакт в цепи РП и тем самым вы­ зывает аварийное торможение подъемной машины. При резком перемещении рукоятки КАР в положение «Заторможено» ВБТР размыкается, а ЭКМ еще не успевает замкнуться (давление в тор­ мозном цилиндре падает не мгновенно), так что реле РКЦ, размы­ кает свой контакт в цепи реле РП, которое отключается с выдерж­ кой времени благодаря параллельно включенному конденсатору. Поэтому, если регулятор и вся система исправны, реле РП отклю­ читься не успевает, так как ЭКМ замыкает свой контакт в цепи РКЦ и аварийный тормоз не срабатывает. Если же золотник регулятора заклинивается или давление не снижается до минимального по ка­ кой-нибудь другой причине, ЭКМ не восстанавливает цепь реле РКЦ■Реле РП с выдержкой времени разрывает свой контакт в це­ пи РПТ, и происходит аварийное торможение.

Трансформатор Тр2 служит для питания сельсинов индикатор­ ной передачи указателей глубины, устанавливаемых на пультах управления.

Для работы в автоматическом режиме переключатель режима (на схеме не показан) переводится в положение, при котором сра­ батывает реле режима РР и переключает КАР с выпрямителя ВГ2 на командоаппарат автоматического управления КАА. С обмотки синхронизации КАА через выпрямитель ВГ4 подается напряжение на обмотку управления шц МУ. Рукоятка КАР должна находиться в положении «Расторможено». Вал ротора командоаппарата КАА через рычаг с роликом связан с программным диском ПЦ задаю­ щего устройства. Катушка КТР питается через МУ. Обмотка управ­ ления иуіѵ МУ включена на тахогенератор.

Если действительная и заданная скорости совпадают по вели­ чине, то намагничивающие силы обмоток МУ, подключенных к тахогенератору и к КАА, одинаковы по величине, но различны по знаку. При этом в обмотке управления Wi МУ сигнал не изменяется, по обмотке КТР течет максимальный ток и механического подтормаживания нет. Если же действительная скорость превышает задан­ ную (сигнал от тахогенератора выше, чем от КАА), в обмотке Wj возникает сигнал рассогласования, ток в КТР уменьшается пропор­ ционально сигналу рассогласования, давление в тормозном цилинд­ ре падает и на ободе шкива трения возникает тормозной момент, пропорциональный превышению действительной скорости над за­ данной.

Действие механического тормоза длится до тех пор, пода сиг­ налы от тахогенератора и КАА не станут равными. Если сигнал от КАА превышает сигнал от тахогенератора (действительная ско­ рость ниже заданной), на обмотку регулятора КТР сигнал не по­ ступает и механического торможения не происходит.

Особенность схемы управления тормозным приводом в автома­ тическом режиме заключается в том, что машинист подъема может вмешаться в управление тормозом с помощью КАР, не производя переключения с автоматического управления на ручное. Для этого рукоятку КАР следует перевести в положение «Заторможено». При

этом возбуждение сельсина КАА снижается до минимума и в об­ мотке КТР независимо от положения профилирующего диска, а следовательно, и ротора сельсина КАА ток уменьшается до дежур­ ного.

Достоинство схем автоматизации с механическим подтормаживанпем — их простота; недостатки — схемы трудно поддаются на­ ладке, работа системы ухудшается при колебаниях нагрузки.

§52. Автоматизация подъемных установок

саналого-дискретной системой управления

Ваналого-дискретных системах задающее воздействие изменяет­ ся ступенчато (дискретно) в соответствии о заданной программой при срабатывании этажных выключателей путевого программного командоаппарата, приводимого в действие от вала подъемной ма­ шины.

На рис. 104 показана блок-схема аналого-дискретной системы управления скиповой подъемной установкой. На вход системы от программного командоаппарата подается напряжение UBX, которое задатчиком интенсивности ЗИ преобразуется в линейно изменяюще­ еся в функции времени напряжение заданной скорости С/зад и срав­ нивается с напряжением действительной скорости t/д, пропорцио­ нальным скорости подъемной машины. Разность этих напряжений AU подается на вход системы регулирования тормозом СРТ, а в режиме динамического торможения на вход аналого-дискретной си­ стемы управления АДС. На вход АДС подаются также сигналы по теку /р 'Hнапряжению Up ротора подъемного двигателя ПД. Ток ро­ тора используется для введения отсечки по току на включение кон­

такторов ускорения, напряжение — для формирования сигнала действительного ускорения, который сравнивается с вырабатывае­ мым в АДС сигналом заданного ускорения. Таким образом, АДС обеспечивает включение контакторов ускорения в период пуска — только по ускорению, в период замедления в режиме динамического торможения — по ускорению искорости. На вход СРТ также подает­ ся сигнал, пропорциональный разности заданного азади действитель­ ного ад ускорений. Сигнал заданного ускорения формируется нели­ нейным элементом НЭ, включенным на разность напряжений UBX и t/д. Сигнал заданного ускорения пропорционален падению напря­ жения на нелинейном элементе и поэтому при достаточно большой разности указанных напряжений сохраняется постоянным. Сигнал действительного ускорения формируется дифференцирующим зве­ ном Д31, на вход которого подано напряжение t/д.

Таким образом, схемой предусматривается двухконтурное регу­ лирование по скорости и ускорению с воздействием на двигатель и тормоз подъемной машины.

При поддержании постоянной скорости на подъемную маши­ ну ПМ воздействуют момент двигателя Мд и тормозной момент Мг. При неправильном выборе этих моментов они будут гасить друг друга, что приведет к перерасходу электроэнергии и чрезмерному

износу тормозной системы. Координируют моменты, управляя кон­ такторами ускорения в функции момента Мт. При некотором поро­ говом его значении импульс подается на отключение очередного контактора, при полном растормажнвании— на включение. Вклю­ чение (отключение) контакторов ускорения вызывает скачкообраз­ ное изменение момента двигателя. В то же время-системе регули­ рования тормозом присуща некоторая инерционность, вызывающая нежелательные всплески и провалы скорости. Для их устранения на

Рис. 104. Блок-схема аналого-дискретной системы управления ски­ повой подъемной установкой:

ЗЯ —задатчик интенсивности; ИЭ — нелинейный элемент; Т Г — тахогенератор; Д31, Д32 — дифференцирующие звенья; АДС — аналого-дискретная система управлеппя; СРТ— система регулирования тормозом; ПД — подъ­ емный двигатель; ПМ — подъемная машина

вход СРТ через дифференцирующее звено Д32 подается сигнал гиб­ кой'положительной связи по моменту двигателя.

Описанной блок-схеме соответствует принципиальная схема, показанная на рис. 105. Задатчик интенсивности выполнен на базе магнитного усилителя УЗ, охваченного глубокой гибкой отрица­ тельной обратной связью (конденсатор С1 и обмотка управления УЗ-1). Для согласования параметров задатчика и узла сравне­ ния применены делители напряжения на резисторах RI, R2, R3 и R4. К точкам а — б диодного моста прикладывается разность на­ пряжений Uвх и Дзад, т. е. t/a6=^Dx— ^задПри £/а6=5^0, в зависимоети от его полярности, запираются диоды Д1, ДЗ или Д2, Д4, и на­ пряжения UBK Нзад, U\ оказываются включенными в один общий контур с обмоткой УЗ-1, причем UBX и £/зад действуют встречно друг другу, a U1 согласно с большим из них. В результате напряже­

ние Дзад изменяется до тех пор, пока £/аб не будет равно нулю. Что­ бы функция Дзад(0 была линейной, обмотка УЗ-2 усилителя вклю­ чается на разность напряжений £/Пх.и £/зад. Надежное растормаживание машины в период пуска обеспечивается опережением напря­ жения заданной скорости по отношению к напряжению действитель­ ной скорости, т. е. нарастание напряжения £/зад при пуске должно быть значительно интенсивней, чем его убывание при торможении. Это происходит благодаря внутренней положительной связи усплч- теля УЗ.