Система попереджувальної сигналізації для вибійних машин

1. СИСТЕМА ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ЗАБОЙНЫХ МАШИН, содержащая блок генераторов, акустические излучатели и блок реле времени, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения и повышения безопасности труда, в систему дополнительно введены блок дистанционного управления, блок звукового сигнала, блок управления, исполнительный блок и блок контроля, причем один выход блока дистанционного управления соединен с первым входом исполнительного блока, выход которого соединен с первым входом блока контроля, а другой выход блока дистанционного управления соединен с первым входом блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с одноименными входами блока генераторов, причем второй выход блока управления соединен также с первым входом блока реле времени, третий выход — с вторым входом блока контроля, четвертый выход — с вторым входом исполнительного блока и третьим входом блока контроля, а пятый выход — с четвертым входом блока контроля, одним из входов блока звукового сигнала и третьим входом блока генераторов, первый выход которого соединен с одним из входов блока дистанционного управления, второй выход — с пятым входом блока конт роля, третий выход — с другим входом блока звукового сигнала, один выход которого подключен к второму входу блока управления, а другой — к шестому входу блока контроля, четвертый выход блока генераторов соединен с вторым входом блока реле времени, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к тре тьему, четвертому и пятому входам блока управления, причем третий выход соединен также с седьмым входом блока контроля, а четвертый выход блока реле времени — с восьмым входом блока контроля, один выход которого соединен с шестым входом блока управления, а другой выход — с вторым входом блока дистанционного управления и третьим входом блока реле времени 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит пять элементов ИЛИ—НЕ, шесть элементов И—НЕ, формирователь импульсов и триггер, причем входы первого элемента И—НЕ являются вторым и третьим входами блока управления, выход этого элемента соединен с одним входом второго элемента И—НЕ, а выход последнего служит третьим выходом блока управления и также соединен с входом формирователя, а к второму его входу подключен выход третьего элемента И—НЕ, один вход которого соединен с прямым выходом триггера, а второй вход является первым входом блока управления, выход этого же элемента также соединен с одним входом первого элемента ИЛИ—НЕ, выход которого служит четвертым выходом блока управления, а второй вход соединен с инверсным выходом триггера и с первым входом четвертого элемента И—НЕ, второй вход которого подключен к первому входу блока управления и второму входу третьего элемента И—НЕ, а выход четвертого элемента И—НЕ служит пятым выходом блока, в то же время первый и шестой входы блока являются входами второго эле (Л СП со СП 1247535 мента ИЛИ — НЕ, выход которого соединен с одним входом третьего элемента ИЛИ— НЕ, вторым входом которого является четвертый вход блока, а выход служит первым выходом блока и также соединен с одним из входов пятого элемента И—НЕ, другой вход которого соединен с пятым выходом блока, а выход этого элемента соединен с одним из входов шестого элемента И—НЕ, выход которого служит вторым выходом блока, а другой вход соединен с выходом формирователя и с одним входом четвертого элемента ИЛИ—НЕ, другим входом которого является пятый вход блока, а выход соединен с одним входом триггера, второй вход последнего подключен к выходу пятого элемента ИЛИ—НЕ, входы которого являются четвертым и первым входами блока 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля содержит триггер с инверсией на входах, пять элементов И—НЕ, два элемента ИЛИ—НЕ и один элемент ИЛИ—НЕ с прямым и инверсным входами, причем входы первого и второго элементов И—НЕ являются соответственно вторым, восьмым, седьмым и третьим входами блока контроля, выходы этих элементов подключены к третьему элементу И— НЕ, выход которого соединен с инверсным входом элемента ИЛИ—НЕ, другой вход которого является первым входом блока, а выход этого элемента соединен с одним входом первого элемента ИЛИ—НЕ, другой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ—НЕ, один вход последнего является четвертым входом блока, другой подключен к выходу четвертого элемента И—НЕ, входы которого являются пятым и шестым входами блока, а выход первого элемента ИЛИ—НЕ соединен с одним входом триггера и с входом пятого элемента И —НЕ, другой вход которого соединен с входом первого элемента И—НЕ и является восьмым входом блока, а выход пятого элемента И—НЕ подключен к другому входу триггера, выходы которого служат выходами блока контроля. 1 Изобретение относится к системам сигнализации, используемых в устройствах дистанционного управления горными машинами и механизмами, включение которых без предупредительного сигнала не недопустимо по требованиям техники безопасности, и может быть применено в химической, газовой и нефтегазовой промышленности. Цель изобретения — расширение области применения и повышение безопасности труда. 4. Устройство по п 1, отличающееся тем, что блок генераторов содержит два генератора прямоугольных импульсов, один из которых регулируемой частоты, генератор звуковой частоты, три делителя и модулятор частоты, два элемента ИЛИ—НЕ, причем выход генератора прямоугольных импульсов служит первым выходом блока и также соединен с одним входом первого делителя частоты, другой вход которого является вторым входом блока, а первый выход соединен с входом второго делителя частоты, выход которого соединен с одним входом модулятора частоты, а второй выход первого делителя частоты соединен с одним из входов первого элемента ИЛИ—НЕ, другой вход которого является первым входом блока, а выход соединен с одним из входов второго элемента ИЛИ—НЕ, выход которого служит четвертым выходом блока, а другой вход соединен с выходом третьего делителя частоты, одновременно служащего вторым выходом блока, один вход третьего делителя частоты соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов регулируемой частоты, а другой вход является третьим входом блока, другой вход модулятора частоты соединен с выходом генератора звуковой частоты, а выход модулятора служит третьим выходом блока. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок реле времени содержит счетчик, триггер и элемент ИЛИ, причем первый и второй входы счетчика являются одноименными входами блока реле времени, а первый выход — четвертым выходом блока, второй и четвертый выходы счетчика соединены с входами элемента ИЛИ, а третий — с первым входом триггера и одновременно служит первым выходом блока, третий вход элемента ИЛИ является одноименным входом блока, а его выход соединен с вторым входом триггера, причем первый и второй выходы последнего служат соответственно вторым и третьим выходами блока реле времени. На фиг I приведена структурная схема системы предупредительной сигнализации; на фиг. 2 — функциональная схема блока дистанционного управления; на фиг. 3 — 5 то же, звукового сигнала, на фиг. 4 — то же, исполнительного блока. Система содержит блок 1 генераторов, блок 2 реле времени, блок 3 управления, блок 4 дистанционного управления 4, исполнительный блок 5, блок 6 звукового сиг10 нала, блок 7 контроля, блок 8 питания. 1247535 Блок 1 генераторов включает в себя генератор 9 прямоугольных импульсов, первый делитель 10 частоты, элемент ИЛИ —НЕ 11, второй делитель 12 частоты, генератор 13 звуковой частоты, модулятор 14 частоты, элемент ИЛИ—НЕ 15, генератор 16 прямоугольных импульсов регулируемой частоты и третий делитель 17 частоты. Блок 2 реле времени включает в себя счетчик 18, элсменз ИЛИ 19 и триггер 20. Блок 3 управления включает в себя элементы ИЛИ—НЕ 21, 22, элементы И —НЕ 23—26, формирователь 27 импульсов, элемент ИЛИ—НЕ 28, триггер 29, элемент И — НЕ 30, элементы ИЛИ—НЕ 31 и 32, и элемент И—НЕ 33. Блок 4 дистанционного управления включает в себя триггер 34, двухтактный усилитель 35 мощности, блок 36 управления и пульт 37 управления. Исполнительный блок 5 включает в себя релейный элемент 38, блок 39 включения, реверсивный магнитный пускатель 40 и электронный ключ 41. Блок 6 звукового сигнала включает в себя триггер 42, двухтактный усилитель 43 мощности, блок 44 исполнительного реле, акустические излучатели 45.1..., 45.п, и блок 46 контроля сигнала Блок 7 контроля включает элементы И— НЕ 47—49, элемент ИЛИ—НЕ 51, триггер 52 с инверсией на входах, элемент И—НЕ 53 и элементы ИЛИ—НЕ 54 и 55. Пульт 37 управления и блок 36 управления содержит кнопки «Пуск» 56 и 57, концевые диоды 58 и 59, резистор 60, реле 61, реле 62 и 63 нулевой защиты, контакты реле 61 и 64 для шунтирования резистора 60 и контакты 65 для подключения встречнопараллельно включенных светодиодов оптопар 66 и 67. Контакты 68 и 69 реле 62 и 63 нулевой защиты шунтируют контакты кнопок «Пуск» 56 и 57. Кнопка «Стоп» 70 служит для отключения системы. Контакт 71 является контактом реле 61. Блок 6 звукового сигнала включает в себя двухпроводную линию 72 и 73 связи, резистор 74, диод 75, светодиод оптопары 76, резистор 77, линию 78 связи с реле 79 и его контактами 80 и 81. Блок 5 исполнительный включает в себя релейный элемент 38, содержащий транзистор 82 и реле 83 с контактом 84, реверсивный магнитный пускатель 40 с контакторами 85 и 86, имеющими блок-контакты 87 и 88, и электронный ключ 41 на транзисторе 89. Система работает следующим образом. При подаче напряжения от блока 8 питания блоки системы получают напряжение питания. При поступлении питания в блоке 1 генераторов начинают работать генераторы 9 и 16. С первого выхода блока 1 прямо ]П 15 20 25 30 40 50 55 угольные импульсы с постоянной частотой поступают на одноименный вход блока 4 дистанционного управления. Таким образом, система подготовлена к работе. Блок 4 дистанционного управления может быть выполнен, например, как показано на фиг. 2. В исходном состоянии сформированные по скважности триггером 34 и усиленные двухтактным усилителем 35 мощности импульсы рабочей частоты поступают на вход устройства 36 и по двухпроводной линии связи на пульт 37 управления. Начало работы системы обеспечивается кратковременным нажатием одной из кнопок «Пуск», например, кнопки 56 в блоке 4, а оперативное отключение — кратковременным нажатием кнопки 70 «Стоп». При замыкании кнопки 56 по линии связи протекает ток в полярности, определяемой концевым диодом 58. Величина тока, протекающего через резистор 60, первую обмотку реле 6!, достаточна для срабатывания последнего, но недостаточна для включения реле 62 нулевой защиты. Реле 61 после включения своим контактом 64 шунтирует резистор 60, а контактом 65, параллельно первой обмотке реле 61, подключается вторая обмотка, последовательно соединенная со встречно-параллельно включенными светодиодами оптопар 66 и 67. При этом ток в цепи увеличивается до величины, достаточной для включения реле 62 нулевой защиты, которое своим контактом 68 шунтирует кнопку «Пуск» 56. Протекание тока через светодиод оптопары 66 вызывает включение тиристора оптопары, который относится к исполнительному блоку, что является поступлением команды с выхода блока 4 на первый вход исполнительного блока 5. Одновременно при включении реле 61 замыкается его контакт 71 и на первый вход блока 3 управления поступает разрешающая команда для работы остальных блоков системы. Поступление команды на первый вход блока 3 управления приводит к вырабатыванию сигналов: на первом выходе «1» поступающей на одноименный вход блока 1 генераторов, т. е на один вход элемента 11 ИЛИ—НЕ, что приводит к появлению на его выходе, а следовательно, и на одном входе элемента ИЛИ—НЕ 15 — «0», на втором выходе блока 3 — «0», который поступает на второй вход блока ) генератора, что приводит к работе делителя частоты 10, с выхода последнего через делитель 12 частоты импульсы поступают на вход модулятора 14, на другой вход которого поступает сигнал от генератора 13 звуковой частоты, а с выхода модулятора сигнал поступает на первый вход блока 6 звукового сигнала; дополнительно со второго выхода блока 3 сигнал поступает на первый вход блока 2 реле времени, который дает разрешение для работы 1247535 счетчика 18; на пятом выходе блока 3 через менты И—НЕ 23, 24 с второго выхода блоэлемент И—НЕ 33 сформируется сигнал «О», ка 3 поступят на второй вход блока 1 генекоторый поступает на четвертый вход блораторов, в котором делитель 10 частоты сорика 7 контроля, на третий вход блока I геентируется в исходное состояние, и первый нераторов, который является другим входом 5 вход блока 3 реле времени, в котором счетделителя 17 частоты, на первый вход коточик 18 также сориентируется в исходное сорого поступают прямоугольные импульсы от стояние. генератора 16, а с выхода делителя 17 на С другой стороны, через элемент ИЛИ— один вход элемента ИЛИ — НЕ 15 и на треНЕ 28 сигнал «0» поступит на первый вход тий вход блока 7 контроля. С элемента 33 триггера 29, который переключится и с втосигнал также поступает на первый вход рого его выхода через элемент И —НЕ 33 блока б звукового сигнала (последний мона пятом выходе блока управления появится жет быть выполнен, например, как показано сигнал «1», который поступит на второй на фиг. 3). С выхода триггера 42 сигнал вход триггера 42 блока 6 и прекратит его усиливается двухтактным усилителем 43 работу, и на вход делителя 17 частоты мощности и по проводам линии 72, 73 связи 15 блока 1 генераторов, в результате чего исподается на акустические излучатели подключезнет сигнал на его выходе. ченные к линии, которые преобразуют их в При этом, с выхода делителя 10 частоты звуковые колебания. через элемент ИЛИ — НЕ 11 импульсы поступают на один вход элемента ИЛИ—НЕ 15 В случае, если в конце линии на последи с его выхода на второй вход блока 2 реле нем излучателе уровень сигнала заданной величины, через резистор 74, диод 75 и све- 2 0 времени, т. е. первый вход счетчика 18, котодиод оптопары 76 протекает ток, достаточторый начинает счет. С первого выхода тригный для включения тиристора оптопары, что гера 29 блока 3 через логические элементы приводит к включению реле 79. ЗамыкаюИЛИ—НЕ 30—31 сигнал «1» поступает на щийся контакт 80 этого реле подает сигнал третий вход блока 7 контроля и на второй «1» на второй вход блока 3 управления, а 25 вход исполнительного блока 5. Последний размыкающийся 81 — сигнал «О», который может быть выполнен, например, по схеме, поступает на шестой вход блока 7 контприведенной на фиг. 4. При поступлении роля. сигнала «1» на второй вход исполнительного блока 5, которым является вход релейного С четвертого выхода блока 1 импульсы элемента 38, включается реле 83 и замыкает поступают на второй вход блока 2 реле вре30 свой контакт 84 в цепи управления пускатемени, который является первым входом счетлем 40. При этом, к тиристорам оптопар чика 18, поэтому через заданное количество 66 и 67 будет приложено напряжение, но импульсов, что соответствует установленнооткроется тиристор той оптопары, через свему времени, на первом выходе счетчика, котодиод которой протекает ток, достаточный торый служит четвертым выходом блока 2, появившийся сигнал «1» поступает на вось- 3 5 для его свечения. Открытый тиристор будет работать как полупроводниковый диод, мой вход блока 7 контроля. Затем на втором поэтому включится соответствующий конвыходе счетчика 18 появляется сигнал и четактор 85 или 86 пускателя. При включении рез элемент ИЛИ 19 поступает на второй пускателя замкнется блок-контакт 87 или 88, вход триггера 20 С третьего выхода счетсоединенные параллельно, и на вход электчика 18, который служит первым выходом блока 2, сигнал поступает на первый вход 40 ронного ключа 41 поступит сигнал; транзистор 89 откроется и с его коллектора, слутриггера 20, последний переключается и жащего выходом блока 5, поступит сигнал на его первом выходе, который служит втона первый вход блока 7 контроля, подтверрым выходом блока 2, появляется сигнал «1», ждающий включенное состояние пускателя поступающий на четвертый вход блока 3 управления. С первого выхода блока 2 сигОперативное выключение пускателя пронал «1» поступает на третий вход блока 45 изводится кратковременным нажатием управления 3, а с третьего выхода, которым кнопки 70 «Стоп» в блоке 4 дистанционного служит другой выход триггера 20, сигнал управления (фиг. 2). Если выключение и по«0» поступает на седьмой вход блока 7 контвторный «Пуск» производится в течение зароля и на пятый блок 3. При этом с первого данного времени, то запуск машины произвыхода последнего на одноименный вход 50 водится без подачи предупредительного сигблока 1 поступит сигнал «0», а с третьего нала. По истечении заданного времени на выхода сигнал «1» на второй вход блока 7 втором или четвертом выходе счетчика 18 контроля. Иіменение сигнала «1» на «0» блока 2 появится сигнал, который через элена третьем выходе счетчика 18, т. е. пер мент ИЛИ 19 переключит триггер 20 в исходвом входе блока управления, приводит к ное состояние, после чего повторное вклюизменению сигнала на входе формирователя 55 чение возможно с подачей предупредитель27. На выходе формирователя импульсов ного сигнала. по спаду входного импульса появится имКонтроль за работой системы предупредиМУЛЬС, который с одной стороны через элетельной сигнализации осуществляется бло 1247535 ком 7 контроля Наличие блока в системе обеспечивает контроль исправности блоков, прохождения предупредительного сигнала в течение заданного промежутка времени; исполнения команды на включение и включенное состояние пускателя машины или механизма. Работа блока 7 начинается при подаче напряжения в систему. При этом, если на четвертом выходе блока 3 управления будет сигнал «1», который поступает на второй 10 вход исполнительного блока 5, но при этом отсутствовала команда «Пуск» в блоке 4, то этот же сигнал поступает на третий вход блока 7 контроля, т. е. на один вход элемента И—НЕ 48, на другом входе которого одноименный сигнал, тогда через элементы 15 49, 50 и 55 на второй вход триггера 52 поступит сигнал «0», последний переключится и с второго его выхода поступит сигнал на второй вход блока 4 дистанционного управления, которым является одноименный вход 20 триггера 34 и последний будет заторможен. В результате чего на выходе усилителя 35 мощности будет отсутствовать переменное напряжение и нажатие кнопки «Пуск» в пульте 37 к запуску системы, а следовательно, к включению машины или механизма, не 25 приведет. Контроль прохождения предупредительного сигнала осуществляется блоком 7 при поступлении сигнала с пятого выхода блока управления 3 на четвертый вход блока 7. 30 При неисправности блока б с второго его выхода будет поступать сигнал «1» на шестой вход блока 7, а на четвертый вход поступает аналогичный сигнал с пятого выхода блока 3, тогда при поступлении сигнала «1» с второго выхода блока 1 генера- 35 торов на пятый вход блока 7 с выхода элемента И—НЕ 53 через элементы 54 и 55 на второй вход триггера 52 поступит сигнал, который переключит его. Тогда с второго выхода тршгера 52 поступит сигнал «1» на одноименный вход блока дистанцион-> ного управления 4, произойдет снятие напряжения с пульта 37 и выключение системы, а также этот же сигнал поступит на третий вход блока 2 и через элемент ИЛИ 19 переключит триггер 20 в исходное состоя- 45 ние. При наличии сигнала на третьем входе блока 7 и последующем поступлении сигнала с третьего выхода блока 2 реле времени на седьмой вход блока 7, с выхода элемента И—НЕ 48 через элемент 49 сигнал поступает на инверсный вход элемента 50 50 и при отсутствии сигнала на первом входе блока 7, который должен поступать при 8 включенном пускателе с выхода исполнительного блока 5, через элемент ИЛИ—НЕ 55 сигнал поступает на второй вход триггера 52, который переключается, с второго его выхода сигнал поступает в блок 4 дистанционного управления и снимается напряжение с пульта 37, что приводит к выключению системы. Таким образом, осуществляется контроль включенного состояния пускателя Блоком 7 контроля выдается сигнал в систему для ориентирования ее в исходном состоянии, как при подаче напряжения питания, так и после каждого аварийного отключения. Это осуществляется следующим образом. После подачи напряжения в систему или переключении триггера 52 с второго выхода сигнал «1» поступает на третий вход блока 2 реле времени и через элемент ИЛИ 19 на второй вход триггера 20, который ориентируется в исходное состояние. С первого выхода блока 7 сигнал логического нуля поступает на шестой вход блока 3 управления, и через элементы ИЛИ—НЕ 21, 22 и И—НЕ 23, 24 подается на первый и второй входы блока 1 генераторов. В результате этого прямоугольные импульсы от генератора 9 через делитель 10 и элементы ИЛИ—НЕ 11 и 15 поступают на вход счетчика 18 в блоке 2 реле времени, на первый вход которого поступает сигнал «0» второго выхода блока 3. Через установленное время с первого выхода счетчика 18 сигнал «1»поступает на восьмой вход блока 7 контроля и далее через элемент 51 на первый вход триггера 52, который переключится и с второго его выхода на одноименный вход блока 4 дистанционного управления поступит сигнал «0». На пульт дистанционного управления 37 будет подано напряжение. Система подготовлена к работе. Введение в систему предупредительной сигнализации для забойных машин блоков дистанционного управления, звукового сигнала, управления, исполнительного и блока контроля позволяет по двум проводам включать предупредительный сигнал и управлять реверсивным пускателем, расширить область применения, например, для забойных, проходческих машин и комплексов, тяговых маневровых и предохранительных лебедок и шахтных подъемных кранов, повысить безопасность при эксплуатации за счет исключения самопроизвольного включения механизмов, а также повысить надежность системы за счет блока контроля исправности системы. J 1247535 ста АЛ to ^ 4-І1*1 в/\ А 53 «З •І fel с; V^ (Nj 4И л А А ^ ОО \ 1247535 11 І 1 1 "s 1247535 44 1 -^ Л/? 6/77000/fl/ SX0$£/ &J70SC&t5 ^ /f ш&Сл?0/*£/ £x0$¥ £j?0 a ФигЗ .*-( Составитель И Назаркина Редактор М Товтин Техред И Верес Корректор В Бутяга Заказ 4100/32 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж—35, Раушская наб, д 4/5 Филиал ППП «Патент», г Ужгород, ул Проектная, 4 46 , пк 7 77 78