Пристрій дистанційного управління шахтними вентиляторами місцевого провітрювання
Номер патенту: 3740
Опубліковано: 27.12.1994
Автори: Довженко Володимир Профирович, Мілешин Євген Павлович, Гнучев Юрій Михайлович, Лісіцин Анатолій Миколайович, Бедняк Генадій Іванович, Божко Дмитро Ілліч, Матузко Володимир Євгенович
Формула / Реферат
1. Устройство дистанционного управления шахтными вентиляторами местного проветривания (ВМП), содержащее датчик скорости воздуха, линию связи, узел блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП, состоящий из первых и вторых блок-контактов каждого из пускателей, а также исполнительный блок, содержащий узел задатчиков уставок, разделительный элемент, связанный с датчиком скорости, приемник сигналов, узел исполнительных элементов, содержащий пять выходных реле и пять транзисторных ключей, и общий для них стабилизированный источник питания, причем выходы разделительного элемента и узла задатчиков уставок связаны соответственно с первым и вторым входами приемника сигналов, первый выход которого связан с первым входом узла исполнительных элементов, отличающееся тем, что в него введены узел контроля питающей сети, узел контроля группового аппарата, автономный источник питания и дополнительный диод, причем узел задатчиков уставок выполнен в виде набора программных двоично-десятичных переключателей, а приемник сигналов - в виде программируемого контроллера на базе однокристальной микроЭВМ, при этом вторые блок-контакты пускателей рабочего и резервного ВМП связаны с третьим входом программируемого контроллера, первые входы узлов контроля питающей сети и группового аппарата связаны соответственно с вторым и третьим выходами программируемого контроллера, четвертый и пятый входы которого связаны соответственно с выходами этих же узлов, вторые входы которых связаны с положительным выводом стабилизированного источника питания, который через дополнительный диод в прямом включении связан также с первым входом автономного источника питания, выход которого связан с третьими входами узлов контроля питающей сети и группового аппарата, а второй вход, например, с третьими блок-контактами узла блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП, причем отрицательный вывод является общим для обоих источников питания и узлов контроля питающей сети и группового аппарата.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что программируемый контроллер содержит однокристальную микроЭВМ, буферный регистр, внешнюю программную память, логический элемент И-НЕ, дешифратор, первый и второй параллельные интерфейсы, работающие соответственно на ввод и вывод данных, при этом счетный вход микроЭВМ является первым входом программируемого контроллера, разряды одного из портов микроЭВМ соединены совходом буферного регистра и общей шиной данных внешней программной памяти, первого и второго интерфейсов, а выход буферного регистра соединен с младшими разрядами шины адресов внешней программной памяти, старшие разряды которой соединены с младшими разрядами, например, второго порта микроЭВМ, при этом младшие разряды шины адресов внешней программной памяти соединены также с соответствующими входами первого и второго интерфейсов, разряды внешней программной памяти соединены с пятью входами дешифратора, шестой вход которого через логический элемент И-НЕ подключен к входам RD (чтение) и WR (запись) микроЭВМ первого и второго интерфейсов, а первый и второй выходы дешифратора подключены ко входу (выбор микросхемы) первого и второго интерфейсов соответственно, причем соответствующие разряды порта первого интерфейса связаны с третьим, четвертым, пятым и вторым входами программируемого контроллера, причем второй вход контроллера связан, кроме того, и со свободными разрядами одного из входных портов микроЭВМ, а соответствующие разряды порта второго интерфейса связаны с первым, вторым и третьим выходами программируемого контроллера.
3. Устройство по пп. 1, 2, отличающееся тем, что узел контроллера питающей сети содержит тактовый генератор, двоичный счетчик, первый и второй логические элементы И-НЕ, первый и второй резисторы и шесть диодов, при этом выход тактового генератора подключен к одному из входов первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, первый из входов которого является вторым входом данного узла контроля и через первый резистор связан с общим его выводом, а второй вход соединен с последним выходным разрядом десятичного счетчика, вход сброса которого является первым входом данного узла контроля и через второй резистор связан также с общим его выводом, младшие выходные разряды двоичного счетчика через диоды соединены в общий провод, который вместе со старшими разрядами этого же счетчика связан с выходом узла контроля питающей сети, третий вход которого связан с собственными цепями питания.
4. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что узел контроля группового аппарата содержит триггер и два резистора, при этом входы R и V триггера непосредственно связаны с первым входом данного узла контроля, а через резисторы - с его общим выводом, вход разрешения триггера является вторым входом данного узла контроля, третий вход которого связан с цепями литания триггера, выход которого является выходом узла контроля группового аппарата.
5. Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что в каждую из пяти параллельно соединенных цепей питания выходных реле узла исполнительных элементов включен транзисторный ключ, причем одна из общих шин параллельных цепей литания выходных реле связана с третьим входом узла исполнительных элементов, а вторая - с его общим выводом, при этом замыкающие контакты второго, третьего и четвертого выходных реле параллельно включены в цепи управления пускателей рабочего и резервного ВМП, замыкающие контакты первого реле включены последовательно с параллельно соединенными первыми блок-контактами узла блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП в цепь питания пятого реле, а цепи управления ключей связаны с первым входом узла исполнительных элементов, второй вход которого связан с первыми замыкающими блок-контактами.
6. Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что автономный источник питания содержит аккумуляторную батарею, транзистор, конденсатор и три резистора, при этом общая точка соединения положительных выводов аккумуляторной батареи и конденсатора, а также первого резистора и эмиттера транзистора является первым входом, а отрицательный вывод аккумуляторной батареи - общим выводом автономного источника питания, причем общий вывод через параллельно соединенные третьи блок-контакты узла блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП подключен к общей точке соединения второго и третьего резистора, вторые выводы которых соединены соответственно со вторым выводом первого резистора, со вторым выводом конденсатора и базой транзистора, коллектор которого является выходом автономного источника питания, второй вход которого связан с третьими замыкающими блок-контактами.
7. Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что автономный источник питания содержит конденсатор, транзистор и два резистора, при этом общая точка соединения коллектора транзистора и первого резистора является первым входом данного источника питания, второй вывод первого резистора через параллельно соединенные третьи замыкающие блок-контакты узла блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП подключен к базе транзистоpa, которая через второй резистор связана с общей точкой соединения эмиттера транзистора и положительного вывода конденсатора, являющейся одновременно выходом автономного источника питания, при этом отрицательный вывод конденсатора связан с общим выводом автономного источника питания, второй вход которого связан с третьими замыкающими блок-контактами.
Текст
Изобретение относится к горной промышленности и касается устройств контроля проветривания тупиковых выработок угольных шахт и защитного отключения электроэнергии при нарушении нормального режима их проветривания. Известен ряд устройств для дистанционного управления шахтными ВМП, осуществляющих автоматический контроль количества поступающего в тупиковую выработку от ВМП воздуха и автоматическое управление подачей электроэнергии на оборудование тупиковой выработки в зависимости от режима ее проветривания, например, аппаратура АЗОТ и др. [1]. Известные устройства, как правило, состоят из датчика контроля скорости поступления воздуха и электронного исполнительного блока. В аппаратуре типа АЗОТ в роли датчика скорости воздуха используют контактный датчик скоростного напора мембранного типа, что снижает эксплуатационную надежность работы этой аппаратуры и не исключает возможность загрубления контролируемой уставки по скорости воздуха, например, путем шун тирования контактов датчика диодом и т.п. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство дистанционного управления шахтными ВМП [2]. Устройство содержит тахогенераторный датчик скорости воздуха, линию связи, узел блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП, включающий две пары блок-контактов каждого из пускателей, а также электронный исполнительный блок, содержащий узел задатчиков уставок, приемник сигналов с разделительным элементом в виде трансформатора и выходным реле, времязадающий блок с выходным реле для управления групповым аппаратом, питающим электроприемники тупиковой выработки, блок автоматического импульсного повторного включения ВМП с двумя выходными реле, одно из которых служит для включения рабочего ВМП, второе - для осуществления остановки рабочего или резервного ВМП во время импульсного запуска, узел автоматического запуска ВМП для осуществления автоматического повторного включения ВМП после кратковременного отключения питающей сети, переключающий блок на двух транзисторах, осуществляющий подготовку электрических цепей узла автоматического запуска ВМП, дополнительный узел на двух транзисторах с выходным реле для осуществления запуска (включения) резервного ВМП при выходе из строя или оперативном отключении рабочего ВМП, общий для всех узлов стабилизированный источник питания, при этом в цепь питания выходного реле времязадающего блока для управления групповым аппаратом включены последовательно соединенные контакты выходного реле приемника сигналов и параллельно включенные блокконтакты пускателей рабочего и резервного ВМП. Использование в устройстве тахогене-раторного датчика скорости воздуха позволяет повысить эксплуатационную надежность работы датчика, а также исключить большинство возможных вариантов загрубления контролируемой уставки по скорости воздуха, например, в аппаратуре АЗОТ. Недостаток этого устройства заключается в сложности электронного исполнительного блока, состоящего из нескольких самостоятельных блоков и узлов, выполняющих определенные функции и связанных между собой многочисленными связями. Так, электронный исполнительный блок содержит около 600 различных радиокомпонентов, что не только усложняет сам этот блок, но и влечет за собой увеличение его массогабаритных параметров, потребляемой мощности, а, самое главное, снижение надежности работы аппаратуры в целом. Последнее чрезвычайно важно, учитывая особую тяжесть аварий, связанных со взрывами газа и угольной пыли при нарушении проветривания тупиковой выработки. Кроме того, жесткая структура построения электронного исполнительного блока не позволяет расширять функциональные возможности аппаратуры без коренного изменения этой структуры. В основу изобретения поставлена задача создания более простого устройства дистанционного управления шахтными вентиляторами местного проветривания (ВМП), в котором используется гибкая структура построения устройства за счет выполнения приемника сигналов в виде программируемого контроллера и рационального соотношения между программными и аппаратными средствами, за счет выполнения узла задатчиков уставок в виде программных переключателей и совмещения этого узла с узлом формирования выдержки времени, а также за счет связей с другими элементами устройства. Поставленная задача решается тем, что в устройство дистанционного управления шахтными вентиляторами местного проветривания, включающее датчик скорости воздуха, линию связи, узел блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП, состоящий из первых и вторых блок-контактов каждого из пускателей, а также исполнительный блок, содержащий узел задатчиков уставок, разделительный элемент, связанный с датчиком скорости, приемник сигналов, узел исполнительных элементов, включающий пять выходных реле и пять транзисторных ключей, и общий для них стабилизированный источник питания, причем выходы разделительного элемента и узла задатчиков уста вок связаны соответственно с первым и вторым входами приемника сигналов, первый выход которого связан с первым входом узла исполнительных элементов, согласно изобретению, дополнительно введены узел контроля питающей сети, узел контроля группового аппарата, автономный источник питания и дополнительный диод, причем узел задатчиков уставок выполнен в виде набора программных двоично-десятичных переключателей, а приемник сигналов - в виде программируемого контроллера на базе однокристальной микроЭВМ, при этом вторые блок-контакты пускателей рабочего и резервного ВМП связаны с третьим входом программируемого контроллера, первые входы узлов контроля питающей сети и группового аппарата связаны соответственно с вторым и третьим выходами программируемого контроллера, четвертый и пятый входы которого связаны соответственно с выходами этих же узлов, вторые входы которых связаны с положительным выводом стабилизированного источника питания, который через дополнительный диод в прямом включении связан также с первым входом автономного источника питания, выход которого связан с третьими входами узлов контроля питающей сети и группового аппарата, а второй вход. например, с третьими блок-контактами узла блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП, причем отрицательный вывод является общим для обоих источников питания и узлов контроля питающей сети и группового аппарата. Кроме того, программируемый контроллер включает в себя однокристальную микроЭВМ, буферный регистр, внешнюю программную память, логический элемент И-НЕ, дешифратор, первый и второй параллельные интерфейсы, работающие соответственно на ввод и вывод данных, при этом счетный вход микроЭВМ является первым входом программируемого контроллера, разряды (ДВ0-ДВ7) одного из портов микроЭВМ соединены со входом буферного регистра и общей шиной данных внешней программной памяти, первого и второго интерфейсов, а выход буферного регистра соединен с младшими разрядами (А0-А7) шины адресов внешней программной памяти, старшие разряды (А8-А10) которой соединены с младшими разрядами, например, (Р20Р22) второго порта микроЭВМ, при этом младшие разряды А0, А1 адресов внешней программной памяти соединены также с соответствующими входами первого и второго интерфейсов, разряды А2-А6 внешней программной памяти соединены с пятью входами дешифратора, шестой вход которого через логический элемент И-НЕ подключен к входам RD (чтение) и WR (запись) микроЭВМ, первого и второго интерфейсов, а первый и второй выходы дешифратора подключены ко входу CS (выбор микросхемы) первого и второго интерфейсов соответственно, причем соответствующие разряды порта первого интерфейса связаны с третьим, четвертым, пятым и вторым входами программируемого контроллера, причем второй вход контроллера связан, кроме того, и со свободными разрядами одного из работающих на ввод данных портов микроЭВМ, а соответствующие разряды порта второго интерфейса связаны с первым, вторым и третьим выходами программируемого контроллера. Кроме того, узел контроля питающей сети содержит тактовый генератор, двоичный счетчик, первый и второй логические элементы И-НЕ, первый и второй резисторы и шесть диодов, при этом выход тактового генератора подключен к одному из входов первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, первый из входов которого является вторым входом данного узла контроля и через первый резистор связан с общим его выводом, а второй вход соединен с последним выходным разрядом десятичного счетчика, вход сброса R которого является первым входом данного узла контроля и через второй резистор связан также с общим его выводом, младшие выходные разряды (Q0-Q7) двоичного счетчика через диоды соединены в общий провод, который вместе со старшими разрядами (Q8-Q13) этого же счетчика связан с выходом узла контроля питающей сети, третий вход которого связан с собственными цепями питания. Кроме того, узел контроля группового аппарата содержит триггер и два резистора, при этом входыR и V триггера непосредственно связаны- с первым входом данного узла контроля, а через соответствующие резисторы - с его общим выводом, вход разрешения триггера является вторым входом данного узла контроля, третий вход которого связан с цепями питания триггера, выход которого является выходом узла контроля группового аппарата. Кроме того, в каждую из пяти параллельно соединенных цепей питания выходных реле узла исполнительных элементов включен соответствующий транзисторный ключ, причем одна из общих шин параллельных цепей питания выходных реле связана с третьим входом указанного узла, а вторая - с его общим выводом, при этом замыкающие контакты второго, третьего и четвертого выходных реле включены параллельно в цепи управления пускателей рабочего и резервного ВМП на время их импульсного запуска, контакты первого реле включены последовательно с параллельно соединенными первыми блок-контактами узла блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП в цепь питания пятого реле, а цепи управления ключей связаны с первым входом узла исполнительных элементов, второй вход которого связан с первыми блок-контактами. Кроме того, автономный источник питания содержит аккумуляторную батарею, транзистор, конденсатор и три резистора, при этом общая точка соединения положительных выводов аккумуляторной батареи и конденсатора, а также первого резистора и эмиттера транзистора является первым входом, а отрицательный вывод аккумуляторной батареи - общим выводом автономного источника питания, причем общий вывод через параллельно соединенные третьи блок-контакты узла блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП подключен к общей точке соединения второго и третьего резисторов, вторые выводы которых соединены соответственно со вторым выводом первого резистора, с другим выводом конденсатора и базой транзистора, коллектор которого является выходом автономного источника питания, второй вход которого связан с третьими блок-контактами. Кроме того, автономный источник питания содержит конденсатор, транзистор и два резистора, при этом общая точка соединения коллектора транзистора и первого резистора является первым входом данного источника питания, второй вывод первого резистора через параллельно соединенные третьи блок-контакты узла блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП подключен к базе транзистора, которая через второй резистор связана с общей точкой соединения эмиттера транзистора и положительного вывода конденсатора, являющейся одновременно выходом автономного источника питания, при этом отрицательный вывод конденсатора связан с общим выводом автономного источника питания, второй вход которого связан с третьими блок-контактами. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства дистанционного управления шахтными ВМП; на фиг. 2 структурная схема программируемого контроллера; на фиг. 3 - структурная схема узла контроля питающей сети; на фиг. 4 - принципиальная схема узла контроля группового аппарата; на фиг. 5 - функциональная схема узла исполнительных элементов; на фиг. 6 - принципиальная схема автономного источника питания: а) с использованием емкости конденсатора; б) с использованием аккумуляторной батареи; на фиг. 7 - схема алгоритма работы устройства. Устройство (фиг. 1) состоит из датчика 1 скорости воздуха, например, тахогенера-торного, линии 2 связи, узла 3 блок-контактов пускателей рабочего и резервного ВМП и исполнительного блока 4. который содержит разделительный элемент 5, узел 6 задатчиков уставок, программируемый контроллер 7, узел 8 исполнительных элементов, стабилизированный источник питания 9, узел 10 контроля питающей сети, узел 11 контроля группового аппарата, автономный источник питания 12 и дополнительный диод 13. Узел 6 задатчиков уставок требуемых параметров работы технологического оборудования тупиковой выработки (скорость поступающего воздуха, диаметр вентиляционного воздуховода, различные выдержки времени и др.) выполнен на базе программных переключателей (на чертеже не показаны), выходы которых связаны с соответствующим входом контроллера 7, выполняющего функцию приемника сигналов. Программируемый контроллер 7 (фиг. 2) содержит микроЭВМ 14, например, однокристальную серию КР1816ВЕ35, буферный регистр 15, внешнюю программную память 16, логический элемент И-НЕ 17. дешифратор 18, первый 19 и второй 20 параллельные интерфейсы. МикроЭВМ 14 в устройстве выполняет все логические операции согласно технологическому процессу работы оборудования тупиковой выработки, производит обработку данных, поступающих о т датчика 1 скорости воздуха и узла 6 задатчиков уставок, в результате чего формирует необходимые команды на программную отработку требуемых выдержек времени и на управление работой оборудования тупиковой выработки (любого из двух ВМП и гр уппового аппарата). При этом логически связанные между собой функции устройства объединены в несколько групп, для каждой из которых составлен свой алгоритм (своя подпрограмма). Алгоритм (программа) управления работой устройства в целом включает всего шесть таких самостоятельных подпрограмм, три из которых (инициализации, управления работой ВМП и управления групповым аппаратом) являются основными и приведены на фиг. 7, а три остальные (импульсного включения ВМП, управления резервным ВМП и обработки данных о скорости воздуха) являются зависимыми и вызываются основными подпрограммами. Внешняя программная память 16 хранит последовательность команд программы, которые выполняет микроЭВМ 14. Процессор микроЭВМ 14 последовательно считывает каждую команду, дешифруе т ее и производит операции, закодированные в команде. Программируемые параллельные интерфейсы 19, 20, например, серии КР580ВВ55А, служат для реализации обмена между микроЭВМ и различными внешними устройствами. Узел 10 контроля питающей сети (фиг. 3) служит для отсчета времени нахождения устройства в отключенном состоянии из-за отключения питающей сети и содержит тактовый генератор 21, двоичный счетчик 22, например, серии К561ИЕ16, первый 23 и второй 24 логические элементы И-НЕ. первый 25 и второй 26 резисторы и шесть диодов. В зависимости от величины указанного времени узел 10 выдает соответствующую информацию в микроЭВМ 14 контроллера 7. Контроллер 7, с учетом результата сравнения указанного выше времени и считываемой с узла 6 задатчиков величины соответствующей уставки, выдает или не выдает команду на включение ВМП и гр уппового аппарата. Узел 11 контроля группового аппарата (фиг. 4) служит для запоминания включенного или отключенного состояния группового аппарата перед кратковременным (до 2 мин) отключением питающей устройство сети и содержит триггер 27 и резисторы 28,29. После включения питающей сети информация о состоянии группового аппарата с узла 11 считывается микроЭВМ 14 контроллера 7 и сравнивается с величиной соответствующей уставки в узле 6 задатчиков уставок, в результате чего контроллер 7 выдает соответствующую команду на включение группового аппарата с выдержкой времени 5-20 мин (согласно техническим требованиям в устройству) или без данной выдержки времени. При отключении напряжения питающей сети узлы 10, 11 питаются от автономного источника питания 12. Управление работой рабочего и резервного ВМП и группового аппарата производится с помощью узла 8 исполнительных элементов в соответствии с командами, поступающими от микроЭВМ 14 через порты вывода интерфейса 20. Узел 8 исполнительных элементов (фиг. 5) содержит первые замыкающие блок-контакты 30, 31 пускателя рабочего и резервного ВМП, пять транзисторных ключей 32-36 с выходными реле 37-41. Контакты 42 первого выходного реле 37, срабатывающего при скорости поступающего в выработку воздуха, превышающей величину заданной уставки, включены в цепь питания пятого выходного реле 41, разрешающего включение группового аппарата, подающего электроэнергию в тупиковую выработку. Замыкающие контакты второго - четвертого выходных реле 38-40 включены в цепи управления пускателями соответственно рабочего и резервного ВМП (на чертеже не показаны) и обеспечивают импульсный запуск ВМП. Автономный источник питания 12 (фиг. 6, б) содержит аккумуляторную батарею 43, транзистор 44, времязадающий конденсатор 45 и резисторы 46, 47, а также замыкающие блок-контакты 48 и 49 пускателей рабочего и резервного ВМП соответственно. Второй вариант автономного источника питания 12 (фиг. 6, а) содержит конденсатор 50, транзистор 51 и резистор 52. При этом в электрической схеме этого источника также используются замыкающие блок-контакты 48 и 49 пускателей рабочего и резервного ВМП. Причем при наличии напряжения питающей сети и включенном рабочем (резервном) ВМП транзистор 44 (51) автономного источника питания 12 будет открыт и питание узлов 10. 11 контроля питающей сети и группового аппарата будет осуществляться через дополнительный диод 13 от стабилизированного источника питания 9. При этом от источника питания 9 производится также заряд времязадающего конденсатора 45 (50) и подзаряд аккумуляторной батареи 43. Перед включением устройства в работу обслуживающим персоналом в узле 6 задатчиков устанавливаются соответствующие конкретным условиям применения значения уставок по скорости воздуха, выдержке времени 520 мин на включение группового аппарата, выдержке времени 30-120 с на отключение группового аппарата, диаметру воздухопровода, длительности паузы и количеству циклов импульсного запуска, а также уставка необходимости неимпульсного запуска. Работа устройства производится согласно представленной на фиг. 7 схеме алгоритма работы и заключается в следующем. При подаче на устройство напряжения питания блок В1 производит инициализацию программируемого контроллера 7, т.е. его подготовку к приему сигналов информации и выдаче сигналов управления. При этом производится настройка программируемых параллельных интерфейсов 19, 20 (фиг. 2) на ввод и вывод данных, считывание данных с выходов узла 10 контроля питающей сети и узла 11 контроля группового аппарата, а также разрешение внешних системных прерываний. Запуск рабочего ВМП производит электрослесарь на распредпункте тупиковой выработки путем кратковременного нажатия кнопки "Пуск" в цепи управления его пускателя (не показано) или диспетчер на поверхности шахты через систему телемеханики, например Ветер-1 М. При этом включается рабочий ВМП, о чем свидетельствует замыкание блок-контактов его пускателя. МикроЭВМ 14 контроллера 7 считывает состояние блок-контактов пускателя рабочего ВМП и в случае их замыкания выдает команду в узел 8 исполнительных элементов на импульсное включение ВМП. При этом через транзисторный ключ 33 включается выходное реле 38, замыкающий контакт которого шунтируе т на весь период импульсного запуска кнопку "Пуск" в цепи управления пускателя рабочего ВМП. Одновременно микроЭВМ 14 контроллера 7 считывает с внешней программной памяти 16 постоянное значение длительности включенного состояния ВМП при импульсном запуске, а с программных переключателей узла 6 задатчиков уставок - значения длительности паузы и количества запускающих циклов. После окончания времени включенного состояния ВМП (длительности первого импульса запуска) микроЭВМ выдает команду на включение на время, равное длительности паузы, выходного реле 40 узла 8 исполнительных элементов. Замыкающий контакт реле 40 шунтир ует диод в цепи управления пускателя рабочего ВМП (на фиг. 1 не показано), в результате чего рабочий ВМП на это же время отключится, а затем опять включится, так как его кнопка "Пуск" остается зашунтированной замыкающим контактом выходного реле 38. Цикл включение-отключение ВМП программно будет повторяться до достижения заданного в узле 6 задатчиков уставок значения количества запускающих циклов. На этом импульсный запуск рабочего ВМП завершается и он остается включенным в постоянную работу. Если же первоначально при помощи кнопки "Пуск" был включен резервный ВМП, то его импульсное включение осуществляется аналогично при помощи контактов реле 39, 40 узла 8 исполнительных элементов, после чего этот же, резервный ВМП, остается включенным в постоянную работу. Если же при импульсном включении рабочего ВМП, последний не включился после первого и далее запускающих циклов, т.е. блок-контакты его пускателя не замкнулись, то микроЭВМ 14 контроллера 7 выдает команду на импульсное включение резервного ВМП. Аналогично, если во время постоянной работы рабочего ВМП произошло его отключение и при этом блокконтакты его пускателя разомкнулись, то микроЭВМ 14 контроллера 7 выдает команду на неимпульсное включение резервного ВМП (прямое включение ВМП в постоянную работу). Указанные функции по управлению работой рабочего и резервного ВМП реализуются соответствующей подпрограммой (блок С1 на фиг. 7). Условием выходе из блоков С1 в блок D1 для выполнения алгоритма управления групповым аппаратом является включение рабочего или резервного ВМП в постоянную работу, т.е. замыкание блок-контактов пускателя соответствующего ВМП. Таким образом отработка в блоке 01 алгоритма управления групповым аппаратом производится только после включения рабочего (резервного) ВМП в постоянную работу и начинается с обработки данных о скорости воздуха. При этом информация с тахогенераторного датчика скорости воздуха через линию связи 2 и разделительный элемент 5 поступает на счетный вход микроЭВМ 14 контролллера 7, где происходит подсчет количества импульсов с датчика скорости 1 в течение определенного времени и сравнение результата подсчета с величиной уставки, хранящейся в табличной форме в памяти 16 контроллера 7. В случае превышения текущего значения частоты следования импульсов от датчика скорости воздуха значения уставки, микроЭВМ 14 выдает команду через транзисторный ключ 32 на включение выходного реле 37 узла 8 исполнительных элементов. Нормальным режимом проветривания тупиковой выработки является режим, когда скорость воздуха, поступающего в тупиковую выработку, превышает значение соответствующей уставки, т.е. выходное реле 37 включено. Одновременно с выдачей команды на включение реле 37 выдается также команда на отсчет выдержки времени 5-20 мин на разрешение включения группового аппарата. Данная выдержка времени формируется в микроЭВМ 14 контроллера 7 программным путем. После отсчета выдержки времени 5-20 мин микроЭВМ выдает команду на включение ключа 36 в цепи питания выходного реле 41 узла 8 исполнительных элементов. Так как при включенном в постоянную работу рабочем ВМП его первые замыкающие блок-контакты 30 будут замкнуты, а при нормальном проветривании тупиковой выработки будут замкнуты, и контакты 42 выходного реле 37, то цепь включения выходного реле 41 будет замкнута, реле 41 включится и своим контактом подготовит цепь включения группового аппарата. Только после этого при помощи кнопки "Пуск" кнопочного поста группового аппарата (на фиг. 1 не показано) последний может быть включен обслуживающим персоналом в постоянную работу. Отбор и анализ информации о скорости воздуха осуществляется микроЭВМ 14 циклически, например, через 2 с. При нарушении проветривания тупиковой выработки, когда скорость поступающего в выработку воздуха меньше заданной уставки, микроЭВМ 14 контроллера 7 выдает команду на отключение реле 37 с выдержкой времени 0,5-2 мин (согласно техническим требованиям к устройству). По окончании отсчета данной выдержки времени реле 37 отключится, его контакты 42 разомкнутся, реле 41, и, соответственно, групповой аппарат также отключатся. При оперативной остановке работающего ВМП при помощи кнопки "Стоп" возможен выход из блока D1 в блок С1 для управления работой ВМП. Условием для данного перехода является отключение рабочего и резервного ВМП и размыкание блок-контактов их пускателей. Алгоритм работы блока С1 в данном случае предусматривает циклический опрос состояния блок-контактов рабочего (резервного) ВМП до замыкания одного из них, что будет свидетельствовать о включении ВМП при помощи кнопки "Пуск" соответствующего п ускателя, после чего программа работы устройства повторяется. Блок АО предназначен для анализа состояния питающей аппаратуру сети. При ее отключении во время отработки алгоритмов управления работой ВМП или управления групповым аппаратом производится переход на начало алгоритма работы (блок В1) устройства. При этом, в зависимости от времени отключения питающей сети, алгоритм управления работой ВМП предусматривает следующие режимы управления ВМП. Если напряжение питающей сети было отключено от 3,5 до 110 с, то микроЭВМ 14 контроллера 7, считывая данные о продолжительности отключения с узла 10 контроля питающей сети, выдает команду на включение выходных реле 38 (39), 40 узла 8 исполнительных элементов. При этом производится импульсное автоматическое повторное включение рабочего (резервного) ВМП (АПВ ВМП). При кратковременном (до 3,5 с) отключении и восстановлении питающей сети микроЭВМ 14 выдает команду на неимпульсное АПВ ВМП, так как воздушный став за это время еще наполнен воздухом и прямое включение ВМП не опасно. Если время отключения питающей сети превышает 110 с, то микроЭВМ 14 контроллера 7 выдает команду на запрет АПВ ВМП. При этом включить в работу ВМП может электрослесарь на распредпункте тупиковой выработки при помощи кнопки "Пуск" пускателя соответствующе го ВМП, предварительно замерив концентрацию метана в исходящей из выработки струе воздуха. В зависимости от времени отключения питающей сети алгоритм управления групповым аппаратом предусматривает также следующие режимы включения группового аппарата. Если при включенном в постоянную работу гр упповом аппарате произошло отключение питающей сети на время до 110 с (конкретное значение задается уставной), то микроЭВМ контроллера 7, считывая данные с узла 10 контроля питающей сети и узла 11 контроля группового аппарата, после АПВ ВМП выдает команду на включение без выдержки времени 5-20 мин выходного реле 41 узла 8 исполнительных элементов, т.е. выдает этим разрешение на включение группового аппарата также без выдержки времени 5-20 мин. Если время отключения питающей сети превышает заданную уставку, то микроЭВМ 14 контроллера 7 выдает команду на выдачу разрешения на включение группового аппарата с выдержкой времени 5-20 мин. После включения групповой аппарат при нормальном проветривании может находиться в постоянной работе в течение рабочей смены. При нарушении нормального режима проветривания тупиковой выработки на любом из этапов пуска или нормальной работы ВМП, в том-числе при наличии мешающих факторов, например, кратковременного отключения питающей сети, алгоритм работы (фиг. 7) и структура построения предлагаемого устройства обеспечивают безаварийное функционирование устройства. Так, наличие первых блок-контактов 48 (49) в цепи базы транзистора 44 или 51 автономного источника питания 12 (фиг. 6) позволяет исключить возникновение ложного включения рабочего или резервного ВМП при следующих др уг за другом двух кратковременных отключениях питающей сети, первое из которых превышает 120 с. При отключениях сети узлы 10, 11 продолжают получать напряжение питания, например, от аккумуляторной батареи 43 (фиг. 6, б) через транзистор 44, который будет открыт за счет тока разряда конденсатора 45 в течение 120 с (согласно техническим требованиям на устройство). По истечении данного времени транзистор 44 закроется и узлы 10 и 11 отключатся от автономного источника питания 12. Указанная аварийная ситуация может быть также решена программным путем, т.е. вез использования замыкающих блок-контактов 48 (49) в схемах автономного источника питания 12. Как следует из сказанного выше, в предлагаемом устройстве контроллер 7 кроме функций приемника сигналов выполняет функции по формированию программным путем различных выдержек времени и параметров импульсного запуска ВМП, а также функции управления работой рабочим и резервным ВМП и работой группового аппарата и др. В связи с этим в предлагаемом устройстве в сравнении с прототипом отпала необходимость в блоке автоматического импульсного включения ВМП, времязадающем блоке, переключающем блоке, в узле автоматического запуска ВМП и в дополнительном узле при одновременном расширении функциональных возможностей. Кроме того, благодаря выполнению приемника сигналов в виде программируемого контроллера и рациональному соотношению между программными и аппаратными средствами для реализации функций аппаратуры, существенно упрощены структура построения и электрическая схема устройства в целом. Причем, более чем в 2 раза уменьшено число используемых радиокомпонентов, что позволило в новой аппаратуре, создаваемой на базе данного технического решения и взамен прототипа, вдвое увеличить наработку на отказ, а, следовательно, безаварийность и безопасность эксплуатации электрооборудования тупиковых выработок угольных шахт, проветриваемых с помощью ВМП. Выполнение узла задатчика уставок в виде программных переключателей существенно упростило задание, ввод в микроЭВМ и индикацию уставок, которая сохраняется даже при потере напряжения питающей сети. Упрощение электрической схемы устройства позволяет также существенно снизить потребляемую мощность и массогабаритные параметры устройства. Кроме того, принятое структурное построение устройства позволяет относительно просто расширить его функциональные возможности. В частности, наличие на шинах одного из интерфейсов информационного сигнала о контролируемой величине скорости воздуха в двоичном коде, позволяет с помощью цифрового аналогичного преобразователя получить непрерывный сигнал о скорости воздуха для передачи через систему телемеханики диспетчеру на поверхность шахты и др. Гибкость структуры построения данного технического решения заключается также в возможности корректировки алгоритма управления в соответствии с требованиями практики без замены самого устройства, а также в возможности широкой реализации новых функциональных и диагностических процедур.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for remote control of mine ventilators for local ventilation
Автори англійськоюDovzhenko Volodymyr Profyrovych, Lisitsyn Anatolii Mykolaiovych, Hnuchev Yurii Mykhailovych, Bedniak Hennadii Ivanovych, Mileshyn Yevhen Pavlovych, Bozhko Dmytro Illich, Matuzko Volodymyr Yevhenovych
Назва патенту російськоюУстройство дистанционного управления шахтными вентиляторами местного проветривания
Автори російськоюДовженко Владимир Профирьевич, Лисицын Анатолий Николаевич, Гнучев Юрий Михайлович, Бедняк Геннадий Иванович, Милешин Евгений Павлович, Божко Дмитрий Ильич, Матузко Владимир Евгеньевич
МПК / Мітки
МПК: E21F 1/00
Мітки: місцевого, провітрювання, управління, вентиляторами, пристрій, дистанційного, шахтними
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-3740-pristrijj-distancijjnogo-upravlinnya-shakhtnimi-ventilyatorami-miscevogo-provitryuvannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій дистанційного управління шахтними вентиляторами місцевого провітрювання</a>
Попередній патент: Пристрій для насічки валків станів листової прокатки
Наступний патент: Кодовий замок
Випадковий патент: Стендовий пристрій для рентгенологічного дослідження ділянки надп'ятково-гомілкового суглоба