Датчик контролю режиму та часу роботи електрообладнання

Винахід відноситься до автоматизації процесів у гірничодобувної промисловості, а саме до диспетчеризації та автоматизації керування технологічними процесами при роботі транспортних пристроїв, врубови х машин, гірничих комбайнів. Відомим є датчик навантаження [1], що використовується для формування двопозиційних сигналів про включений стан вуглевидобувного комбайна і про його роботу під навантаженням. Датчик виконано у вигляді блоків трансформатора струму і трансформатора напруги з формувачем двопозиціонних сигналів. Таке виконання датчика вимагає забезпечення іскробезпеки вихідних ланцюгів трансформатора струму і вхідних ланцюгів трансформатора напруги. Крім того, датчик не дозволяє здійснювати регулювання струму порога спрацьовування в шахтних умовах. З відомих пристроїв найбільш близьким за технічною сутністю до пристрою, що заявляється, є датчик режиму роботи прохідницького комбайна [2], який містить трансформатор струму, перший вивід якого з'єднано з першим виводом конденсатора, другий вивід, через увімкнений у провідному напрямку діод з'єднано із другим виводом конденсатора, стабілітрон, катод якого з'єднано із другим виводом конденсатора, перемінний опір, у якого один вивід з'єднано з анодом стабілітрона, а другий - через перший опір з першим виводом конденсатора. Датчик підвищує точність і надійність формування інформації про режим роботи прохідницького комбайна, але не забезпечує контролю часу роботи комбайна. Задачею винаходу є розширення функціональних можливостей шляхом введення нових елементів і додаткових зв'язків у відомий пристрій. Це дозволяє здійснити облік часу роботи об'єкта в заданому режимі контролю (холостий хід або робота під навантаженням). Поставлена задача вирішується тим, що в датчик контролю режиму та часу роботи електрообладнання, що містить трансформатор струму, перший вивід якого з'єднано з першим виводом конденсатора, другий вивід через увімкнений у провідному напрямку, діод з'єднано із другим виводом конденсатора, стабілітрон, катод якого з'єднано із другим виводом конденсатора, перемінний опір, у якого один вивід з'єднано з анодом стабілітрона, а другий - через перший опір з першим виводом конденсатора; відповідно до винаходу в нього введені три оптрони, а трансформатор струму виконано з додатковим виводом, який з'єднано через увімкнений у провідному напрямку другий діод із другим виводом другого конденсатора, перший вивід останнього з'єднано з першим виводом трансформатора струму, перший вхід першого оптрона з'єднано з першим виводом першого конденсатора, другий - через другий опір з'єднано із другим виводом другого конденсатора, два транзистори, база першого транзистора через третій опір з'єднана з третім виводом перемінного опору, емітер першого транзистора з'єднано з першим виводом першого конденсатора, а колектор - з першим входом другого оптрона, другий вхід останнього з'єднано з першим входом третього оптрона, другий вхід останнього через четвертий опір з'єднано з катодом стабілітрона, перший і другий виходи першого і третього оптронів включені в ланцюги сигналізації, перший вихід третього оптрона з'єднано з емітером другого транзистора, другий вихід - з базою другого транзистора, а третій через п'ятий опір з емітором другого транзистора, три замикальні кнопки, перша кнопка увімкнена між базою та емітером другого транзистора, годинна мікросхема, що увімкнена за типовою схемою, ланцюги живлення якої підключені до джерела електроживлення, перший і другий входи з'єднані з відповідними виводами кварцового резонатора, вхід керування з'єднано з першим виводом другої кнопки, вхід установки з'єднано з першим виводом третьої кнопки, а другі виводи другої і третьої кнопки з'єднані з плюсом джерела електроживлення, цифровий індикатор, вхід якого з'єднано з виходом годинної мікросхеми, база другого транзистора через шостий опір з'єднана з плюсом джерела електроживлення, колектор - з першим виводом кварцового резонатора, а емітер - з мінусом джерела електроживлення. Введення в пристрій годинної мікросхеми і цифрового індикатора істотно відрізняє пропонований датчик контролю режиму та часу роботи електрообладнання від прототипу, оскільки забезпечується облік і контроль часу роботи об'єкта. Застосування оптронів дозволяє підвищити надійність, знизити енергоспоживання і спростити задачу забезпечення іскробезпеки вихідних ланцюгів. На фіг.1 зображена схема датчика контролю режиму та часу роботи електрообладнання. Датчик містить трансформатор струму 1, діоди 2 і 3, конденсатори 4 і 5, стабілітрон 6, опір 7-12, перемінний опір 13, оптрони 14-16, транзистори 17 і 18, кнопки 19-21, годинну мікросхему 22, кварцовий резонатор 23, цифровий індикатор 24. Датчик працює таким чином. У початковому стані транзистор 18 включено струмом, що надходить через опір 12 до його бази. Відкритий перехід колектор - емітер транзистора 18 шунтує на мінус джерела електроживлення (-Е) перший вивід кварцового резонатора 23. При цьому годинна мікросхема 22 припиняє рахунок часу. При увімкненні контрольованого об'єкта в первинній обмотці трансформатора струму 1 протікає струм, що через діоди 2 і 3 надходить відповідно до конденсаторів 4 і 5. Останні заряджаються, і оптрон 14 відкривається, а при досягненні граничного значення струму навантаження вмикається транзистор 17. Величина порога установлюється за допомогою подільника напруги, що зібраний із стабілітрона 6, опору 9 і перемінного опору 13. Після вмикання транзистора 17 відкриваються оптрони 15 і 16. Сигнал з виходу оптронів 14 і 16 використовується в автоматизованій системі керування технологічним процесом для контролю увімкненого стану і режиму роботи (холостий хід та робота під навантаженням) об'єкта електроспоживання. При вмиканні оптрона 15 шун туєтся на мінус джерела електроживлення (-Е) база транзистора 18. Останній вимикається і вмикає годинну мікросхему 22. Мікросхема 22 здійснює контроль часу роботи об'єкта електроспоживання. Кнопки 20 і 21 призначені для установки початкового часу. Установка часу вирішена таким чином. Для входу до режиму установки годин кнопка 20 утримується в натиснутому положенні близько 2 сек, наступне довге натискання робить перехід до режиму установки хвилин. Установка годин (хвилин) здійснюється короткочасним натисканням кнопки 21. Довге натискання кнопки 20 виводить годинну мікросхему 22 з режиму установки. Кнопка 19 служить для індикації машинного часу роботи при відключенні об'єкта контролю. При натисканні кнопки 19 транзистор 18 закривається і вмикається годинна мікросхема 22. Пропонований датчик дозволяє визначити час роботи контрольованого об'єкта в заданому режимі електроспоживання. Додатковий вивід трансформатора струму дозволяє розподілити формувачі сигналів «об'єкт увімкнено» і «об'єкт працює під навантаженням». Таке рішення дозволяє знизити вимоги з напруги та потужності розсіяння до елементів, що формують сигнал «об'єкт увімкнено». В даний час в інституті розроблено конструкторську документацію, виготовлено і випробувано датчик контролю режиму та часу роботи електрообладнання. За результатами іспитів прийняте рішення про виготовлення дослідної партії пристроїв. Джерела інформації: 1. Автоматизация и автоматизированные системы управления в угольной промышленности. /Под ред. Братченко Б.Ф. -М.: Недра. -1976. -С.249. 2. А. с. CPCP №644948, МПК Е21С33/00, Бюл. изобретений №4, 1979.