АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

Системы автоматизации экскаваторов решают две основные задачи: автоматическое управление режимом работы электроприводов и автоматическое управление технологическими процессами.

Первая задача решается вполне успешно: автоматическое управление электроприводами обеспечивает заданную производительность и требования эксплуатации. Применение управляющих ЭВМ дополнительно улучшает эти характеристики в части их стабильности и точности, независимых от внешних условий.

Вторая задача в отечественной практике не вышла за пределы опытно-экспериментальной стадии.

В 80-90 годы в СССР были разработаны алгоритмы, изготовлены и испытаны опытные образцы некоторых локальных систем автоматизации.

Локальные системы автоматического управления технологическими процессами эскаватора - прямой лопаты должны решать следующие задачи: координация работы электроприводов подъёма и напора в процессе копания; требуемое перемещение поворотной платформы при выполнении транспортных операций.

Локальные системы автоматического управления технологическими процессами драглайна должны решать следующие задачи: координация работы электроприводов подъёма и тяги в процессе копания; выбор слабины подъёмного каната; координация работы электроприводов поворота, подъёма и тяги при выполнении транспортных операций; исключение колебаний ковша и его стабилизация в вертикальной плоскости, проходящей через стрелу, в периоды разгрузки и посадки порожнего ковша в точку начала копания.

Система управления драглайном должна включать систему автоматического контроля и защиты ковша драглайна, которая исключает саморазгрузку, растяжку, переподъём, задевание за отвал, удары о кромку забоя.

Ниже приведены примеры локальных систем автоматического управления.

Автоматизация процесса копания для карьерного экскаватора. При копании ковш должен заполняться за минимальное время и при наименьшем удельном расходе электроэнергии. Управление процессом копания связано с регулированием толщины стружки. Если толщина стружки велика, то процесс протекает при пониженной скорости, увеличивается длительность копания, возможна перегрузка электроприводов. При недостаточной толщине стружки снижается производительность. Максимально возможная производительность и лучшие энергетические показатели в процессе копания могут быть достигнуты только при правильном сочетании напорного и подъёмного движений, обеспечивающих оптимальную толщину стружки и максимальное использование мощности подъёмного двигателя. Такое сочетание возможно лишь при автоматическом регулировании процесса копания.

Наименьшая длительность процесса черпания достигается при работе электропривода подъёма вблизи точки отсечки механической характеристики. Поэтому система автоматического управления процессом копания осуществляет координацию работы напорного и подъёмного механизмов таким образом, чтобы выполнить это условие для любой, заданной машинистом скорости привода подъёма.

Защита драглайна от аварийных режимов растяжки, переподъёма и перетяги. Защита от аварийных режимов растяжки, переподъёма и перетяги осуществляется в функции длин подъёмного и тягового канатов. Длины канатов определяются с помощью датчиков перемещений, установленных на валах соответствующих барабанов. В качестве уставки срабатывания защиты от переподъёма и перетяги приняты минимальные длины подъёмного и тягового канатов. Уставка защиты от растяжки представляет собой постоянное значение функции этих длин, аппроксимирующее граниицы аварийной зоны растяжки.

Ограничение раскачивания ковша драглайна при повороте платформы. Алгоритм управления приводом поворота заключается в формировании дополнительного сигнала в функции выходного напряжения регулятора напряжения с помощью динамического звена. Дополнительный сигнал поступает на вход регулятора тока, где он вычитается из выходного напряжения регулятора напряжения. Это позволяет снизить максимальную скорость отклонения ковша, ограничивая при этом его колебания.