Пристрій автоматичного керування водовідливною установкою

Изобретение относится к.автоматике и может быть использовано для автоматического управления шахтными водоотливными установками. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчики верхнего, нижнего и аварийного уровня, группы датчиков производительности, давления, температуры, включения высоковольтных ячеек и закрытия задвижек, группы задвижек, главных насосов и блоков управления заливочного насоса, дополнительно введены первый - четвертый триггеры, первый - пятый блоки дифференцирования, первый - третий счетчики, генератор, первый - четвертый элементы И-НЕ, дешифратор, блок ключей, первая и вторая группы триггеров, первый - шестой элементы НЕ, группа блоков дифференцирования, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ и коммутатор. Введение новых элементов позволяет разнести во времени включение и отключение насосов, что в свою очередь позволяет снй^ зить пусковые токи питающей сети и снять гидравлический удар в водоотливной системе. 2 табл., 3 ил. ел о Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для автоматического управления шахтными водоотливными установками. • Цель изобретения - повышение надежности устройства. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления механизмами; на фиг. 3 - функциональная схема таймеоз 6 и временная диаграмма его работы. Устройство (фиг. 1) содержит датчик 1 верхнего уровня, первый триггер 2, первый блок 3 дифференцирования, первый эле ментИЛИ-НЕ4, второй триггер 5, таймер 6, группа блоков 7 управления механизмами каналов, заливочный насос 8, второй блок 9 дифференцирования, первый элемент ИНЕ 10, третий триггер 11, первый счетчик 12, генератор 13. второй элемент И-НЕ 14, второй счетчик 15, дешифратор 16, блок 17 ключей, первая 13 группа триггеров, вторая 19 группа триггеров, третий блок 20 дифференцирования, первый элемент НЕ 21, коммутатор 22, третий счетчик 23, второй элемент НЕ 24, третий элемент И-НЕ 25, четвертый блок 26 дифференцирования, третий элемент НЕ 27, датчик 28 нижнего уровня, чет 1656499 вертый элемент Н Е 29, второй элемент ИЛИ-НЕ 30, датчик 31 аварийного уровня, пятый элемент НЕ 32, четвертый триггер 33, пятый блок 34 дифференцирования, группа блоков 35 дифференцирования, четвертый 5 элемент И-НЕ 36, шестой элемент НЕ 37, группа датчиков производительности 38, температуры 39, давления 40, включения высоковольтных ячеек 41, закрытия задвижек 42, группы задвижек 43 и группа глав- 10 ных насосов 44. Блок 7 управления механизмами (фиг. 2) содержит первую программируемую логическую матрицу 45, группу элементов 4G памяти, вторую программируемую логическую 15 мзтрицу 47, блок 48 таймеров, кнопку 49. Таймер б (фиг. 3) содержит элемент 50 задержки, задающую RC-цепочку, элемент НЕ 51 и выходной транзистор 52. Устройство работает следующим обра- 20 зом. В исходном состоянии все элементы 46 памяти блока 7 управления механизмами находятся в выключенном состоянии (0000) и сигналы управления из выходах 25 программируемой матрицы 47 отсутствуют. При поступлении сигнала на вход про! раммируемой логической матрицы 47 от триггера 5 производится выдача управляющего сигнала с матрицы 47 на включение 30 привода заливочного насоса 8. Заливочный насос начинает производить запивку главного насоса. Программируемая логическая матрица 45 при поступлении на ее вход сигнала дешифратора 16 и наличия сигнала с 35 датчика 40 даолечия выдает сигнал на включение первого элемента 46 памяти. Включение первого элемента 46 памяти дополнительно приводит к выдаче сигнала с матрицы 47 на включение привода главного 40 насосэ 44, открытие задвижки 43 и включение первого и второго таймера 48. Первый таймер 48 имеет выдержку (примерно) 10 с и'предназначен длч контроля срабатывания датчика 41 высоковольтной ячейки. Второй 45 таймер АН имеет выдержку (примерно) 80 с и предназначен для контроля производительности главного насоса 44. При срабатывании (включении) датчика 41 высоковольтной ячейки двигателя насоса 50 раньше выдержки первого таймера 48 и срабатыЕГ>нии датчика контроля производитель!.оега раньше срабатывания втооого таймера 48 приводит к снятию сигнала на выходе 7.1 в матрице &1 на включение при- 55 вода заливочного насоса 8. Заливочный насос 8 отключается, а главный насос 44 продолжает работать до полного откачивания водь» в водосборнике. При уменьшении воды в водосборнике ниже датчика нижнего уровня 28 срабатывает триггер 11, который сигналом "0" разрешает работу счетчика 15. Сигнал с выхода счетчика 15 поступает на вход 7.3 матрицы 45 соответствующего бло- \ ка 7 управления механизмами. По данному сигналу программируемая логическая матрица 45 дополнительно включает второй элемент 46 памяти. Программируемая логическая матрица 47 при включенном состоянии двух элементов 46 памяти выдает сигнал на выход 7 4 на закрытие задвижки 43 и включение третьего таймера 48. Задвижка начинает закрываться и при срабатывании датчика 42 закрытия задвижки сигналы ка выходах 7.2 и 74 с матрицы 47 исчезают. Через время, установленное на третьем таймере 48,все элементы 46 памяти устанавливаются в исходное состояние (0000). Работа блокэ 7 при нарушении режимов функционирования насоса производится следующим образом. При невключении датчика 41 высоковольтной ячейки и срабатывании первого таймера 48 (ЮС) на соответствующих входах матрицы 45 присутствуюг сигналы " 1 " от датчика высоковольтной ячейки 41 и сигнал "0" от первого таймера 48. Это приводит согласно программы матрицы 45 к включению первого, третьего и четвертого элементов 46 памяти, что соответствует аварийной ситуации о не включении высоковольтной ячейки 41 двигателя насоса 44 и снятии управляющих сигналов с выходов матрицы 47. При отсутствии давления в главном насосе, при его заливке в течение времени срабатывания второго таймера 48 (80С) на вход матрицы 45 в это время поступает сигнал " 1 " от датчика 40 давления. Наличие сигнала " 1 " с дешифратора 16 и сигнала " Г с датчика 40 давления 40 установит элементы 46 памяти согласно программе матрицы 45 в состояние (1001). Эти сигналы поступают на вход матрицы 47. Под действием сигналов (1001) элементов 46 памяти управляющие сигналы на выходе матрицы 47 исчезают. Во всех остальных случаях нарушения режима работы насоса 44 блок 7функционирует аналогично вышеописанным случаям, только каждому нарушению режима работы соответствует своя совокупность выходных сигналов элементов 46 памяти. Причем четвертый элемент памяти при любом нарушении режима имеет выходной сигнал " 1 " . Для потери производительности эта совокупность принимает вид (1110), для перегрева подшипников (1100). Возврат элементов 46 памяти в состояние (0000) пооизоодится от кнопки 49 установки блока п0 в исходное состоите программе, заложенной в матрице 45. Выдача управляющих сигналов на главный 44, заливочный насос 8, привод задвижки 43 и таймеры 48 при появлении хотя бы одной из неисправностей не производится. В качестве программируемых логиче- 5 ских матриц 45 и 47 может использоваться, например, микросхема Р556РТ1, которая представляет собой электрически программируемую логическую матрицу, реализующую восемь выходных функций от 10 шестнадцати входных переменных (см. таблицы программ для программируемых логических матриц 45 и 47, реализующих алгоритм работы устройства, приведенных на фиг. 3 и 4 соот&етсівенно). 15 Таймер 6 предназначен для формирования выдержки времени, необходимой для технологического запуска водоотливной установки. При поступлении сигнала лог. "О" на базу транзистора 52 он закрывается. За- 20 крытие транзистора 52 дает возможность заряжаться емкости С через резистор R от источника Е. На выходе таймера Б появляется сигнал с задержкой, равной по* стоянной времени RC-цепи элемента 50 25 задержки. Временная диаграммы работы таймера 6 приведена на фиг 36 Таймео 48 блока управления механизмами 7 аналогичен таймеру 6 Различие состоит лишь в том, что в таймере 48 на выходе 30 отсутствует элемент НЕ, а на входе ~ транзистор 52. Вместо транзистора с открытым коллектором для управления таймером 48 используется выход матрицы 47 с третьим состоянием. 35 Блоки 3, 20, 26, 34, 35 дифференцирования выдают на своем выходе отрицательный (нулевой) потенциал, а блок дифференцирования 9 - положительный Работа устройства при управлении од- 40 ним насосом осуществляется следующим образом. Коммутатор 22 устанавливается в первое положение, при котором на его вход будут поступать сигналы с выхода элемента НЕ21. 45 При появлении сигнала на выходе датчика 1 верхнего уровня включается триггер 2, который через блок 3 дифференцирования и элемент ИЛИ-НЕ 4 включает триггер 5. Триггер 5 запускает таймер 6 и через блок 50 7 управления исполнительными механизмами выдает сигнал на включение заливочного насоса 8. Таймер 6 с выдержкой времени, необходимой для создания заливочным касосом 8 требуемого давления в главном на- 55 сосе 44, через бпок 9 устанавливает в исходное состояние счетчика 12, а также выдает разрешающий сигнал на вход элемента И-НЕ 10. Счетчик 12, пересчитывая импульсы генератора ІЗ, выдает на своем I втором выходе сигналы с интервалом в Юс. Эти сигналы поступают на вход элемента И-НЕ 10 и счетный вход счетчика 15 Совпадение двух сигналов "1" на входе элемента И-НЕ 10 приводит к разрешению работы дешифратора 16. Состояние (000) триггеров 18 является условием для появления сигнала на первом выходе дешифратора 16, а следовательно, и для включения через блок 7 управления механизмами и первого главного насоса 44. Первый главный носос 44 включится в работу при условии наличия сигнала отдатчика 40 давления и отсутствия сигнала от датчика 39 температуры. Сигнал с первого выхода дешифратора 16 также поступает на D-вход первого триггера блока 19. Данный сигнал по сигналу синхронизации, поступающему с элемента И-НЕ 14 через блок 20 дифференциоовэния, записывается в первый D-триггергруппы 19. Сигнал с выхода элемента И-НЕ 10 и элемента НЕ 21 через коммутатор 22, блок 26 дифференцирования и элемент НЕ 27 поступает на вход сброса триггера 5. Триггер 5 переходит в состояние, выключающее таймер 6, который запретит прохождение сигналов через элемент И-НЕ 10. Изменение сиг нала на выходе элемента И—НЕ Юна "1" приводит к блокироеке работы дешифратора 16 и разрешению прохождения сигналов через блок 17 ключей. Информация (100) с блока D-триггеров 19 через блок 17 ключей переписывается в RS-триггеры 18. Новое состояние (100) триггеров 18 является кодом появления сигнала на втором выходе дешифратора 16 в следующем цикле запуска второго главного насоса 44 при повторном появлении сигнала от датчика 1 верхнего уровня. При уменьшении воды в водосборнике ниже датчика 28 нижнего уровня сбрасывается триггер 11, который разрешит работать счетчику 15 На выходах счетчика 15 появляются импульсы с интервалом 10 с, которые поступают на соответствующие входы блоков7управления механизмами. При поступлении данного сигнала в первый блок 7 управления механизмами начинает закрываться задвижка первого насоса. Контакт закрытой задвижки 42 выдаст сигнал на прекращение работы главного насоса 44. Сигнал отсутствия нижнего уровня с датчика 28 через инвертор 29 и элемент ИЛИ-НЕ 30 поступает и на триггеры 33 и 2, возвращая их в исходное состояние Запуск второго или третьего главного насоса при их одиночной работе производится аналогично описанному выше. Работа устройства при управлении двумя насосами с • х работой в параллель. Ком іОоичзэ мутатор 22 переводится во второе положение, при котором на его вход будут поступать сигналы через элемент НЕ 24 с соответствующего выхода счетчика 23, соответствующие пересчету до двух. 5 При наличии сигнала отдатчика 1 верхнего уровня включается триггер 2. Включение триггера 2 приводит к срабатыванию блока 3 дифференцирования, а через элемент ИЛИ-НЕ 4 и к включению триггера 5. 10 а следовательно, и таймера б. Через время, определяемое блоком таймера 6, с первого выхода дешифратора 16 на вход первого блока 7 управления механизмами поступит сигнал на запуск главного насоса 44 Этот 15 же сигнал с помощью импульса синхронизации, поступающего с выхода элемента ИНЕ 14 через блок 20 дифференцирования, записывается в первый D-триггер группы 19. Такой же сигнал с элемента И-НЕ 10 20 через элемент НЕ 21 поступает и на счетный вход счетчика 23, который перейдет в следующее состояние. На выходе коммутатора 22 данный сигнал не появляется. Триггер 5 остается в прежнем состоянии, разрешающем 25 прохождение через 10 с следующего импульса со счетчика 12 через элемент И-НЕ 'tO на управляющий вход дешифратора 16. При исчезновении первого импульса, посту-, лающего со счетчика 12 на вход элемента 30 И-НЕ 10, на его выходе появляется сигнал " 1 " , который запрещает работу дешифратора 16 и выдает разрешение блоку 17 ключей на прохождение информации с выходов блока D-триггеров 19 на входы группы триггеров 18. Таким образом, информация 35 (ЮО)из группы 19 переписывается в триггеры 18 между импульсами, поступающими на запуск главных насосов 44. При поступлении через 10 с второго импульса с выхода счетчика 12 на вход элемента И-НЕ 10 вы- 40 дается разрешение на работу дешифратора 16, который при в/одной комбинации сигналов на его входе (100), выдает сигнал на своем втором выходе. Данный си изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗЬ Раушская наб Производственно-издатрльский комбинат "Патент", г Ужгород, ул Гагарина, 101