КОМПЛЕКС АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ КОНВЕЙЕРАМИ
CONVEYORS AUTOMATED CONTROL COMPLEX

Изобретение относится к средствам безопасного применения электроэнергии в угольных шахтах, а также во взрывоопасных помещениях, атмосфера которых может содержать горючие газы и пары, обладающие в смеси с воздухом взрывчатыми свойствами.
Устройство предназначено для автоматизированного управления шахтными машинами и механизмами, преимущественно одиночными конвейерами или конвейерами, входящими в состав не разветвленных или разветвленных конвейерных линий и предназначено для отключения объекта управления при нарушениях режимов работы.
Известен «Контроллер цифровой автономный универсальный ЦАУК - 2М» (Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию ЭК.725.670.2 РЭ), который может быть использован для автоматизированного управления конвейерами и конвейерными линиями, но он не нашел широкого применения для использования при автоматизации подземных конвейерных линий, особенно в шахтах малой и средней производительности, по следующим причинам:
- для ввода в работу, отладки и обслуживания требуются обслуживающий персонал не ниже чем со средне - техническим образованием, и применения специальных средств, в том числе и персонального компьютера, который должен быть оснащен интерфейсом RS-485 или преобразователем интерфейса (конвертором) RS-232 < - > RS-485 (см. техдокументацию);
- относительно сложная схема внешних соединений, требующая дополнительных жил и даже дополнительных кабелей;
- система не позволяет управлять линией с места загрузки (из-под лавы);
- для уменьшения количества работающих конвейеров в линии с пульта управления, необходимо вначале остановить всю линию, а затем только запустить меньшее количество конвейеров, что отрицательно сказывается на механические и электрические системы конвейеров.
Приблизительно этими же недостатками обладает многофункциональная система управления конвейерами АСУК-ДЭП и комплекс автоматизированного управления конвейерами АУК.3.
По этой причине для автоматического управления подземными конвейерными линиями в существенном объеме используется аппаратура Днепропетровского завода шахтной автоматики АУК.1М, которая в настоящее время, выпускается некоторыми предприятиями РФ и используется на шахтах России.
Наиболее близким техническим решением, по совокупности признаков и достигаемому результату, является «Комплекс автоматизированного управления конвейерами АУК.1М», выпускаемый ОАО «Днепропетровский завод шахтной автоматики», содержащий пульт управления и блоки управления, связанные между собой трех проводной линией, первый провод совместно с общим проводом составляют линию управления, а другой провод совместно с общим проводом - линию сигнализации, к которой в пульту управления подключены цепочки из последовательно соединенных диода и контакта кнопки «Сигнал», и во всех блоках управления также - аналогичные цепочки из диода и кнопки «Сигнал»; пульт управления и блоки управления имеют устройство индикации, устройство обработки информации, устройства для управления звуковой сигнализацией, устройство управления аппаратом (пультом управления или блоком управления), тумблеры, кнопки и блок питания с несколькими источниками переменного и постоянного напряжения; первый провод линии управления пульта подключен к первому выводу первого искробезопасного источника питания через контакт реле работы, общий провод соединен с вторым выводом первого искробезопасного источника питания и с вторым выводом второго искробезопасного источника питания с помощью контактов кнопки «Стоп», а первый вывод второго искробезопасного источника питания подключен к другому проводу линии сигнализации пульта управления; в каждом блоке управления другой провод линии сигнализации 6 проходит транзитом, в разрыв общего провода включен контакт кнопки «Стоп», а в разрыв первого провода линии управления - контакт реле скорости; блоки управления, дополнительно, содержат устройства с выходом на зажимы для подключения внешнего оборудования, такие как устройство контроля линии аварийного отключения, устройство контроля защитных элементов на приводной головке конвейера, устройство контроля работы оборудования, устройство местного управления аппаратом (пультом управления или блоком управления), блок контроля перегрузочного устройства, устройство управления магнитным пускателем, количество которых равно необходимому для работы количеству пускателей, устройства развязки для датчиков скорости.
Недостатками данного технического решения являются:
- в качестве элементов развязки между разными искробезопасными и между искробезопасными и искроопасными цепями используются, в основном, электромагнитные реле с большой индуктивностью и открытыми контактами, что значительно снижает их надежность и увеличивает вероятность работы комплекса с грубейшими нарушениями правил безопасности, которые возможны также при выходе из строя транзисторов и др. электронных элементов;
- неэффективно, и в ограниченном объеме, используется принцип «защитного отказа», заключающийся в том, что выход из строя элементов, или постороннее вмешательство, должно приводить только к отключению и к невозможности включения объекта управления;
- комплексом предусматривается индикация состояний только наружных устройств (датчика скорости, линии аварийного отключения, устройства контроля перегруза и др.), но практически отсутствует индикация аварийного состояния внутренних компонентов, что затрудняет поиск причины отказов и значительно увеличивает время на их устранение и простои объекта управления;
- для изменения режимов работы аппаратов используются разные комбинации тумблеров, кнопок, для изменения временных задержек применяются переменные резисторы без градуировки, что, при полном отсутствии индикации, вынуждает персонал вначале на поверхности устанавливать некоторые режимы и выдержки времени, а затем в шахте корректировать, путем многочисленных пробных включений;
- отсутствует фиксация, хотя бы на короткое время, и индикация причины аварийного отключения (кроме контроля потери скорости) при малой длительности причины аварийного отключения, что вынуждает обслуживающий персонал выявлять причину отказа методом «проб и ошибок», многократно включая конвейер, или меняя блоки;
- для того чтобы отключить один или несколько последних работающих конвейеров в линии необходимо вначале отключить всю конвейерную линию, а затем запустить только необходимое количество конвейеров;
- отсутствует возможность использования комплекса, без коренных изменений аппаратной части, для управления ленточными конвейерами с контролем пробуксовки и двухцепными скребковыми конвейерами;
- отсутствует возможность статистического учета и выдачи на индикацию суммарного времени работы конвейеров, количества и причины аварийных отключений, что затрудняет организацию эффективного технического обслуживания механической части конвейера, электроаппаратов и средств автоматизации;
- комплексом не предусматривается выдача на диспетчерский пункт информации о состоянии конвейерной линии, возможна только информация о факте работы конвейеров, для чего требуется прокладка дополнительных проводов до пункта управления каждого конвейера.
Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - увеличение надежности и безопасности эксплуатации, унификация, расширение функциональных возможностей, упрощение процесса ввода в эксплуатацию, обслуживания и ремонта.
Для решения поставленной задачи блоки питания пульта управления и блоков управления выполнены по одной принципиальной схеме с одинаковым конструктивным исполнением и содержат первый и второй искробезопасные источники питания с переменными напряжениями на выходах, первый и второй искробезопасные источники постоянного напряжения, один из которых предназначен для питания устройства обработки информации и других устройств внутри аппарата (пульта управления или блока управления), а другой - для питания автономной системы телефонной связи; кроме того, блок питания содержит устройство для управления звуковой сигнализацией, и устройство управления электромагнитным реле; в пульту управления общий провод линии управления и линии сигнализации соединен с помощью устройства контроля полупериода с первым выводом первого искробезопасного источника питания, с помощью второго устройства контроля полупериода, другой полярности, соединен с первым проводом линии управления, с помощью устройства контроля источника - с дополнительным выводом первого искробезопасного источника питания, с помощью встречно параллельно включенных третьего и четвертого устройств контроля полупериода - с первым выводом второго искробезопасного источника питания, а с помощью второго устройства контроля источника соединен с дополнительным выводом второго искробезопасного источника питания; в блоке управления: между общим проводом линии управления и линии сигнализации на входе блока и другим проводом линии сигнализации подключены встречно параллельно пятый и шестой устройства контроля полупериода, общий провод линии управления и линии сигнализации на выходе блока соединен с первым проводом линии управления на входе блока при помощи седьмого устройства контроля полупериода, а с первым проводом линии управления на выходе блока соединен с помощью восьмого устройства контроля полупериода; устройство контроля линии аварийного отключения подключено к второму искробезопасному источнику питания через другой контакт кнопки Стоп, а устройство контроля защитных элементов и устройство контроля работы оборудования подключены к первому искробезопасному источнику питания через дополнительные резисторы; в качестве устройства обработки информации пульта и блока управления применен микроконтроллер, который связан с наружными и внутренними устройствами и блоками с помощью элементов развязки, выполненных с использованием оптоэлектронных приборов; устройство индикации представляет из себя цифровые индикаторы или ЖК - дисплей и блок из нескольких светодиодов, подключенные непосредственно, или с помощью дешифратора, к микроконтроллеру устройства обработки информации или к другому микроконтроллеру, связанному с микроконтроллером устройства обработки информации; тумблеры и кнопки подключены непосредственно, или через устройства развязки, к микроконтроллеру устройства обработки информации или к другому микроконтроллеру; комплекс автоматизированного управления конвейерами имеет дополнительную систему телесигнализации для обмена информацией между пультом и блоками управления по линии управления и линии сигнализации, в которую входят в пульту управления параллельно соединенные первый и второй передатчики информации и приемник информации, подключенные между первым выводом первого искробезопасного источника питания и общим проводом линии управления и линии сигнализации, к которому также подключен первый вывод аналогичного набора элементов из параллельно соединенных третьего и четвертого передатчика информации и второго приемника информации, второй вывод этого набора подключен к другому проводу линии сигнализации; в каждом блоке управления: между входом в блок первого провода линии управления и выходом из блока общего провода линии управления и линии сигнализации подключены параллельно соединенные пятый передатчик информации и третий приемник информации, а между другим проводом линии сигнализации и входом в блок общего провода линии управления и линии сигнализации подключены параллельно соединенные шестой передатчик информации и четвертый приемник информации.
Пульт управления имеет дополнительно устройство сопряжения с главной линией с выходом на зажимы (4Г, 5Г, 6Г), которые дают возможность подключения пульта управления конвейерной линии ответвления к линии управления и сигнализации главной линии; между первым зажимом 4Г и общим зажимом 5Г подключены параллельно соединенные девятое и десятое устройства контроля полупериода, седьмой передатчик информации и пятый приемник информации; между общим зажимом 5Г и вторым зажимом 6Г включены параллельно соединенные одиннадцатое и двенадцатое устройство контроля полупериода, восьмой передатчик информации, шестой приемник информации и другая цепочка из последовательно соединенных второго контакта кнопки Сигнал и второго диода.
В блоке питания первый и второй искробезопасные источники питания идентичны и каждый из них содержит первый и второй провод ввода переменного напряжения, причем, второй провод одновременно является и вторым выводом искробезопасного источника питания, первый, второй и третий резисторы, третий и четвертый диоды, первый и второй транзисторы, двунаправленный (двуханодный) стабилитрон, конденсатор, причем, к первому проводу ввода переменного напряжения подключены первый резистор, третий и четвертый диоды разной полярностью, вторые выводы которых соединены с коллекторами первого и второго транзисторов разного типа проводимости, второй вывод первого резистора соединен с базами первого и второго транзисторов и с первым выводом двунаправленного стабилитрона, второй вывод которого подключен ко второму выводу искробезопасного источника питания куда подключен и конденсатор, второй вывод которого соединен с эмиттерами первого и второго транзисторов и с вторым и третьим резисторами; второй вывод второго резистора является первым выходом искробезопасного источника питания, а второй вывод третьего резистора является дополнительным выходом этого искробезопасного источника питания; первый и второй искробезопасные источники постоянного напряжения идентичны и каждый из них содержит первый и второй провод дополнительного переменного напряжения, которое подключено ко входу диодного моста, к выходу которого подключена цепочка из последовательно соединенных стабилитрона и четвертого резистора, параллельно которому подключен коллектор - базовый переход третьего транзистора, эмиттер которого, с помощью цепочки из последовательно соединенных пятого диода и второго конденсатора, подключена к общей точке соединения стабилитрона и выхода диодного моста, которая является отрицательным выходом искробезопасного источника постоянного напряжения, положительный вывод этого источника с помощью пятого резистора соединен с выходом элемента стабилизации напряжения, вход которого подключен параллельно второму конденсатору, а параллельно его выходу подключен третий конденсатор.
Устройство для управления звуковой сигнализацией, входящее в состав блока питания, содержит первый, второй и третий транзисторные оптроны, оптрон с симисторным выходом и тиристор, которые определенным образом подключены к первому и второму проводу питающего аппарат напряжения (пульт управления или блок управления), причем вход первого транзисторного оптрона подключен между первым и вторым проводами питающего аппарат напряжения с помощью последовательно соединенных шестого резистора и шестого диода, а вход второго транзисторного оптрона с помощью последовательно соединенных седьмого резистора и седьмого диода подключен между первым проводом питающего аппарат напряжения и первым проводом выхода симисторного оптрона, который одновременно является выходом для включения звукового излучателя, второй провод выхода симисторного оптрона подключен к второму проводу питающего аппарат напряжения, эмиттеры транзисторных оптронов и катод светодиода симисторного оптрона соединены вместе и подключены к минусу источника питания микроконтроллера, а коллекторы этих оптронов подключены к соответствующим входам этого микроконтроллера, анод светодиода симисторного оптрона соединен с катодом светодиода третьего транзисторного оптрона, а анод этого светодиода подключен к соответствующему выходу микроконтроллера, анод и катод тиристора подключены к цепи управления другого аппарата для подключения дополнительных звуковых излучателей N1, N2…Nn, и, дополнительно, подключена цепочка из последовательно соединенных коллектор-эмиттерного перехода третьего транзисторного оптрона, восьмого резистора, восьмого диода и управляющего перехода тиристора (параллельно которому подключен одиннадцатый резистор); устройство управления электромагнитным реле содержит электромагнитное реле, обмотка которого зашунтирована вторым стабилитроном, а его контакт в комплекте пульта управления используется в качестве реле работы а в комплекте блока управления - в качестве реле контроля скорости, второй тиристор, четвертый транзисторный оптрон, причем, последовательно соединенные обмотки электромагнитного реле, девятого резистора и главной цепи второго тиристора подключены между первым и вторым проводами питающего аппарат напряжения, точка соединения девятого резистора и анода второго тиристора подключена к первому проводу питающего аппарат напряжения последовательно соединенными четвертого конденсатора и десятого резистора, первый провод питающего аппарат напряжения подключен ко второму проводу с помощью дополнительной цепочки из последовательно соединенных одиннадцатого резистора, девятого диода, эмиттер - коллекторного перехода четвертого транзисторного оптрона, двенадцатый резистора, общая точка девятого диода и эмиттера четвертого транзисторного оптрона соединена с управляющим выводом второго тиристора с помощью пятого конденсатора, вход четвертого оптрона подключен к соответствующему выходу микроконтроллера блока обработки информации.
Устройство местного управления аппаратом содержит транзисторный оптрон активизации кнопки Стоп, транзисторный оптрон активизации кнопки Пуск, транзисторный оптрон контроля состояния кнопки Стоп, транзисторный оптрон контроля состояния кнопки Пуск, общий провод цепей управления соединен с помощью размыкающегося контакта кнопки Стоп с вторым выводом второго искробезопасного источника питания, провод цепи управления кнопки Стоп и провод цепи управления кнопки Пуск подключены к дополнительному выводу второго искробезопасного источника питания с помощью дополнительных резисторов, между проводом цепи управления кнопки Стоп и общим проводом цепей управления подключен десятый диод, соединенный последовательно с размыкающимся контактом кнопки Стоп дополнительного (выносного) поста управления, между этими же проводами и подключена цепочка из последовательно соединенных тринадцатого и четырнадцатого резисторов, входной цепи транзисторного оптрона контроля состояния кнопки Стоп и выходной цепи транзисторного оптрона активизации кнопки Стоп, другие цепи этих оптронов (выходная цепь одного и входная цепь другого) соединены с микроконтроллером блока обработки информации, общая точка тринадцатого и четырнадцатого резисторов дополнительно подключена к общему проводу цепей управления с помощью шестого конденсатора; между проводом цепи управления кнопки Пуск и общим проводом цепей управления подключен двенадцатый диод последовательно с замыкающимся контактом кнопки Пуск, расположенной внутри аппарата (пульта управления или блока управления), или же двенадцатый диод, соединенный последовательно с замыкающимся контактом кнопки Пуск дополнительного (выносного) поста управления, между этими же проводами подключена цепочка из последовательно соединенных пятнадцатого и шестнадцатого резисторов, выходной цепи транзисторного оптрона контроля состояния кнопки Пуск и входной цепи транзисторного оптрона активизации кнопки Пуск, другие цепи этих оптронов (выходная цепь одного и входная цепь другого) соединены с микроконтроллером блока обработки информации, общая точка пятнадцатого и шестнадцатого резисторов дополнительно подключена к общему проводу цепей управления с помощью седьмого конденсатора.
Устройство управления магнитным пускателем содержит пятый транзисторный оптрон, выход которого соединен с микроконтроллером устройства обработки информации, а вход подключен между первым и вторым проводом цепи управления магнитного пускателя через последовательно соединенные семнадцатый резистор и четырнадцатый диод, между первым и вторым проводом цепи управления магнитного пускателя подключена главная цепь третьего тиристора, анод которого соединен с его управляющим электродом последовательно соединенными пятнадцатого диода, восемнадцатого резистора и восьмого конденсатора, общая точка соединения восемнадцатого резистора и восьмого конденсатора соединена с вторым проводом цепи управления магнитного пускателя с помощью последовательно соединенных девятнадцатого резистора и выхода пятого транзисторного оптрона, вход которого соединен с соответствующим выходом микроконтроллера устройства обработки информации.
Блок контроля перегрузочного устройства, подключенный к устройству контроля перегруза с использованием первого зажима, для подключения датчика электродного ДЭ, второго зажима, для подключения охранного кольца ОК и третьего зажима, для подключения корпуса перегрузочного лотка, состоит из шестого транзисторного оптрона, выход которого соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации, а вход подключен между первым и вторым выводами дополнительного источника переменного напряжения с помощью третьей цепочки из последовательно соединенных входа шестого транзисторного оптрона, шестнадцатого диода, двадцатого и двадцать первого резисторов, семнадцатого диода; второй вывод дополнительного источника переменного напряжения подключен к охранному кольцу ОК устройства контроля перегруза с помощью двадцать второго резистора через второй зажим, датчик электродный ДЭ этого же устройства соединен с общей точкой двадцатого и двадцать первого резисторов через первый зажим; при необходимости контроля целостности проводов, соединяющих устройство контроля перегруза с блоком контроля перегрузочного устройства в нем, дополнительно предусматривается седьмой транзисторный оптрон, выход которого соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации, а один вывод входа подключен к первому зажиму, а второй вывод входа соединен с вторым выводом дополнительного источника переменного напряжения через последовательно соединенные двадцать третий резистор и восемнадцатый диод, в устройстве контроля перегруза между датчиком электродным ДЭ и корпусом перегрузочного лотка подключен контрольный диод.
Параллельно устройству контроля линии аварийного отключения в блоке управления подключен седьмой приемник информации, выход которого соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации, а в месте загрузки одиночного конвейера или конвейерной линии возможна, при необходимости, установка концевого пульта управления КПУ, основным элементом которого является индивидуальный передатчик информации, включающий в себя четвертый тиристор, главная цепь которого подключена параллельно первому и второму проводам воздействия, параллельно управляющему переходу, зашунтированному двадцать четвертым резистором, четвертого тиристора подключен коллектор-эмиттерный переход четвертого транзистора, коллектор которого соединен с анодом четвертого тиристора через последовательно соединенные двадцать пятый резистор и восемнадцатый диод, а база транзистора подключена к его эмиттеру параллельно соединенными двадцать шестого резистора и девятнадцатого диода, а к аноду четвертого тиристора - через последовательно соединенные девятого конденсатора и двадцать шестого резистора; кроме того концевой пульт управления КПУ содержит другие кнопки Стоп, Пуск и Сигнал с помощью которых первый и второй провода воздействия подключаются в конце линии аварийного отключения, при управлении одиночным конвейером, или к линии сигнализации последнего конвейера N конвейерной линии.
Передатчик информации содержит восьмой транзисторный оптрон, вход которого через двадцать седьмой резистор соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации, а выход включен последовательно в цепь управления пятого тиристора, включающую в себя, подключенный к аноду, двадцать восьмой резистор, тринадцатый диод, выход восьмого транзисторного оптрона, управляющий переход пятого тиристора, зашунтированного двадцать девятым резистором, причем анод пятого тиристора подключен к первому проводу, а катод - ко второму проводу линии переменного напряжения, предназначенной для обмена информацией, в которую необходимо выдавать сигнал путем закорачивания спадающей части полупериода для выдачи в линию кодированного сигнала, или всего полупериода для выдачи в линию метки.
Устройство контроля линии аварийного отключения, устройство контроля защитных элементов, устройство контроля работы оборудования аналогичны и, каждое, содержит второй транзисторный оптрон с входом по переменному току, выход которого соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации, между выводами входа этого оптрона подключен тридцать второй резистор, один входной вывод этого оптрона соединен с первым зажимом контролируемой цепи с помощью тридцать второго резистора, а другой входной вывод оптрона соединен с вторым зажимом контролируемой цепи через третий стабилитрон.
Устройства контроля полупериода содержат девятый транзисторный оптрон, выход которого соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации, между выводами входа подключен тридцать третий резистор, один вывод входа этого оптрона подключен к одному проводу через последовательно соединенные тридцать четвертый резистор и четырнадцатый диод, второй вывод оптрона подключен через четвертый стабилитрон к другому проводу линии переменного напряжения.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявленного комплекса автоматизированного управления конвейерами, отсутствуют. Следовательно, заявляемое изобретение соответствуют критерию патентоспособности "новизна". Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Не выявлена также известность влияния предлагаемых существенных признаков на достижение указанного технического результата. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".
На фиг. 1 изображена схема соединений пульта управления с блоками управления не разветвленной конвейерной линии.
На фиг. 2 изображена структурная схема пульта управления.
На фиг. 3 изображена структурная схема блока управления.
На фиг. 4 изображена принципиальная схема первого (и второго) искробезопасного источника питания.
На фиг. 5 изображена принципиальная схема первого (и второго) искробезопасного источника постоянного напряжения.
На фиг. 6 изображена принципиальная схема устройства для управления звуковой сигнализацией и устройства управления электромагнитным реле.
На фиг. 7 изображены формы напряжений в линии управления комплекса и в линии аварийного отключения:
А - в дежурном режиме,
В - передача разрешения на работу конвейера №1 от пульта управления,
С - передача информации о успешном запуске первого конвейера от блока управления на пульт, и разрешения от пульта управления на работу первого и второго конвейера,
Е - форма напряжения в линии аварийного отключения конвейера,
F - передача команды по линии аварийного отключения на запуск одиночного конвейера с места его загрузки («с хвоста» конвейера).
На фиг. 8 изображены формы напряжений в линии сигнализации комплекса:
K - в дежурном режиме,
L - передача кодового сигнала с пульта или с блоков управления,
М - передача предупредительного сигнала с пульта управления или команды на запуск конвейерной линии с места загрузки («с хвоста» линии управления),
N - передача сигнала об аварийном состоянии третьего конвейера (по отрицательному полупериоду №3 после метки) и причины аварийного отключения (по отрицательному полупериоду №25).
На фиг. 9 изображена принципиальная схема устройства местного управления аппаратом (пультом управления или блоком управления).
На фиг. 10 изображена принципиальная схема устройства управления магнитным пускателем.
На фиг. 11 изображена принципиальная схема блока контроля перегрузочного устройства.
На фиг. 12 изображена принципиальная схема подключения концевого пульта управления КПУ при управлении одиночным конвейером из места загрузки («с хвоста» конвейера).
На фиг. 13 изображена принципиальная схема подключения концевого пульта управления КПУ в месте загрузки конвейерной линии.
На фиг. 14 изображена принципиальная схема передатчика информации.
На фиг. 15 изображена принципиальная схема приемника информации из линии.
На фиг. 16 изображена принципиальная схема устройства контроля линии аварийного отключения, устройства контроля защитных элементов, устройства контроля работы оборудования.
На фиг. 17 изображена принципиальная схема устройства контроля полупериода.
На фиг. 18 изображена схема расположения пультов управления и блоков управления для разветвленной конвейерной линии.
Комплекс автоматизированного управления конвейерами, содержит пульт управления 1 (см. фиг. 1, фиг 2) и блоки управления 2, 3, … N (см. фиг. 1, фиг. 3), связанные между собой трех проводной линией (4, 5, 6 на выходе из пульта управления и на входах каждого блока управления и 7, 8, 6 на выходе каждого блока управления), первый провод 4 совместно с общим проводом 5 составляют линию управления, а другой провод 6 совместно с общим проводом 5 - линию сигнализации, к которой в пульту управления 1 подключены цепочки из последовательно соединенных диода 9 и контакта кнопки «Сигнал» 10, а во всех блоках управления 2, 3…N - аналогичные цепочки из диода 300 и кнопки «Сигнал» 301; пульт управления 1 и блоки управления 2, 3…N имеют (см. фиг 2, фиг 3) устройство индикации 11, устройство обработки информации 12, устройства для управления звуковой сигнализацией 13, устройство управления аппаратом 14 (пультом управления 1 или блоком управления 2, 3…N), тумблеры 15-18, кнопки 19-22 и блок питания 23 с несколькими источниками переменного и постоянного напряжения; первый провод линии управления (вывод 4) пульта 1 (см. фиг. 1, фиг 2) подключен к первому выводу 24 первого искробезопасного источника питания 25 через контакт 26 реле включения, общий провод (вывод 5) соединен с вторым выводом 27 первого искробезопасного источника питания 25 и с вторым выводом 28 второго искробезопасного источника питания 29 с помощью контактов 30, 31 кнопки «Стоп», а первый вывод 32 второго искробезопасного источника питания 29 подключен к другому проводу (вывод 6) линии сигнализации пульта управления 1; в каждом блоке управления 2, 3, … N (см. фиг. 1, фиг. 3) другой провод линии сигнализации 6 проходит транзитом, в разрыв общего провода 5 включен контакт 33 кнопки «Стоп», а в разрыв первого провода 4 линии управления - контакт реле скорости 34; блоки управления 2, 3, … N дополнительно содержат устройства с выходом на зажимы для подключения внешнего оборудования, такие как устройство контроля линии аварийного отключения 35, устройство контроля защитных элементов 36 на приводной головке конвейера, устройство контроля работы оборудования 37, устройство местного управления аппаратом 14 (пультом управления 1 или блоком управления 2, 3, … N), блок контроля перегрузочного устройства 38, устройство управления магнитным пускателем 39, 40, количество которых равно необходимому для работы количеству пускателей, устройства развязки для датчиков скорости 41, 42.
Блоки питания 23 пульта управления 1 и блоков управления 2, 3, … N выполнены по одной принципиальной схеме с одинаковым конструктивным исполнением и содержат первый 25 и второй 29 искробезопасные источники питания с переменными напряжениями на выходах (24, 27 и 32, 28), первый 43 и второй 44 искробезопасные источники постоянного напряжения, один из которых предназначен для питания устройства обработки информации 12 и других устройств внутри аппарата (пульта управления 1 или блока управления 2, 3, … N), а другой - для питания автономной системы телефонной связи 45; кроме того, блок питания 23 содержит устройство для управления звуковой сигнализацией 13, и устройство управления электромагнитным реле 47; в пульту управления (см. фиг. 1, фиг. 2) общий провод 5 линии управления и линии сигнализации соединен с помощью устройства контроля полупериода 48 с первым выводом 24 первого искробезопасного источника питания 25, с помощью второго устройства контроля полупериода 49, другой полярности, соединен с первым проводом линии управления 4, с помощью устройства контроля источника 50 - с дополнительным выводом 51 первого искробезопасного источника питания 25, с помощью встречно параллельно включенных третьего 52 и четвертого 53 устройств контроля полупериода - с первым выводом 32 второго искробезопасного источника питания 29, а с помощью второго устройства контроля источника 54 соединен с дополнительным выводом 55 второго искробезопасного источника питания 29; в блоке управления (см. фиг. 1, фиг. 3): между общим проводом 5 линии управления и линии сигнализации на входе блока и другим проводом линии сигнализации 6 подключены встречно параллельно пятый 56 и шестой 57 устройства контроля полупериода, общий провод линии управления и линии сигнализации 8 на выходе блока соединен с первым проводом линии управления 4 на входе блока при помощи седьмого устройства контроля полупериода 58, а с первым проводом линии управления на выходе блока 7 соединен с помощью восьмого устройства контроля полупериода 59; устройство контроля линии аварийного отключения 35 подключено к второму искробезопасному источнику питания 29 через другой контакт кнопки Стоп 154, а устройство контроля защитных элементов 36 и устройство контроля работы оборудования 37 подключены к первому искробезопасному источнику питания 25 через дополнительные резисторы 285, 286; в качестве устройства обработки информации 12 пульта управления 1 и блока управления 2, 3, … N применен микроконтроллер, который связан с наружными и внутренними устройствами и блоками с помощью элементов развязки, выполненных с использованием оптоэлектронных приборов; устройство индикации 11 представляет из себя цифровые индикаторы или ЖК - дисплей и блок из нескольких светодиодов 304, подключенные непосредственно, или с помощью дешифратора, к микроконтроллеру устройства обработки информации 12 или к другому микроконтроллеру 60, связанному с микроконтроллером устройства обработки информации 12; тумблеры 15-18 и кнопки 19-21 подключены непосредственно, или через устройства развязки 61-68, к микроконтроллеру устройства обработки информации 12 или к другому микроконтроллеру 60; комплекс автоматизированного управления конвейерами имеет дополнительную систему телесигнализации для обмена информацией между пультом управления 1 и блоками управления 2, 3…N по линии управления (провода 4, 5) и линии сигнализации (провода 5, 6), в которую входят в пульту управления 1 параллельно соединенные первый 69 и второй 70 передатчики информации и приемник информации 71, подключенные между первым выводом 24 первого искробезопасного источника питания 25 и общим проводом 5 линии управления и линии сигнализации, к которому также подключен первый вывод аналогичного набора элементов из параллельно соединенных третьего 72 и четвертого 73 передатчика информации и второго 74 приемника информации, второй вывод этого набора подключен к другому проводу 6 линии сигнализации; в каждом блоке управления (2, 3, … N): между входом в блок первого провода линии управления 4 и выходом из блока общего провода линии управления и линии сигнализации 8 подключены параллельно соединенные пятый передатчик информации 75 и третий приемник информации 76, а между другим проводом линии сигнализации 6 и входом в блок общего провода 5 линии управления и линии сигнализации подключены параллельно соединенные шестой передатчик информации 77 и четвертый приемник информации 78.
Пульт управления 1 имеет, дополнительно, устройство сопряжения с главной линией (см. фиг. 2) с выходом на 3 зажима (4Г, 5Г, 6Г), которые дают возможность подключения пульта управления линии ответвления к линии управления и сигнализации главной линии (4, 5, 6); между первым зажимом 4Г и общим зажимом 5Г подключены параллельно соединенные девятое 81 и десятое 82 устройства контроля полупериода, седьмой передатчик информации 83 и пятый приемник информации 84; между общим зажимом 5Г и вторым зажимом 6Г включены параллельно соединенные одиннадцатое 85 и двенадцатое 86 устройство контроля полупериода, восьмой передатчик информации 87, шестой приемник информации 88 и другая цепочка из последовательно соединенных второго контакта кнопки Сигнал 89 и второго диода 90.
В блоке питания 23 (см. фиг. 1, 2, 3) первый 25 и второй 29 искробезопасные источники питания идентичны и каждый из них содержит (см. фиг. 4) первый 91 (101) и второй 27 (28) провод ввода переменного напряжения, причем, второй провод 27 (28) одновременно является и вторым выводом 27 (28) искробезопасного источника питания 25 (29), первый 92, второй 93 и третий 94 резисторы, третий 95 и четвертый 96 диоды, первый 97 и второй 98 транзисторы, двунаправленный (двуханодный) стабилитрон 99, конденсатор 100, причем, к первому проводу 91 (101) ввода переменного напряжения подключены первый резистор 92, третий 95 и четвертый 96 диоды разной полярностью, вторые выводы которых соединены с коллекторами первого 97 и второго 98 транзисторов разного типа проводимости, второй вывод первого резистора 92 соединен с базами первого 97 и второго 98 транзисторов и с первым выводом двунаправленного стабилитрона 99, второй вывод которого подключен ко второму выводу 27 (28) искробезопасного источника питания 25 (29) куда подключен и конденсатор 100, второй вывод которого соединен с эмиттерами первого 97 и второго 98 транзисторов и с вторым 93 и третьим 94 резисторами; второй вывод второго резистора 93 является первым выходом 24 (32) искробезопасного источника питания 25 (29), а второй вывод третьего резистора 94 является дополнительным выходом 51 (55) этого искробезопасного источника питания; первый 43 и второй 44 искробезопасные источники постоянного напряжения идентичны и каждый из них содержит (см. фиг. 5) первый 102 (103) и второй 104 (105) провод дополнительного переменного напряжения, которое подключено ко входу диодного моста 106, к выходу которого подключена цепочка из последовательно соединенных стабилитрона 107 и четвертого резистора 108, параллельно которому подключен коллектор - базовый переход третьего транзистора 109, эмиттер которого, с помощью цепочки из последовательно соединенных пятого диода 110 и второго конденсатора 111, подключена к общей точке соединения стабилитрона 107 и выхода диодного моста 106, которая является отрицательным выходом 112 (113) искробезопасного источника постоянного напряжения 43(44), положительный вывод 114 (115) этого источника с помощью пятого резистора 116 соединен с выходом элемента стабилизации напряжения 117, вход которого подключен параллельно второму конденсатору 111, а параллельно его выходу подключен третий конденсатор 118 (119).
Устройство для управления звуковой сигнализацией 13, входящее в состав блока питания 23, содержит (см фиг. 6) первый 120, второй 121 и третий 122 транзисторные оптроны, оптрон с симисторным выходом 123 и тиристор 124, которые определенным образом подключены к первому 125 и второму 126 проводу питающего аппарат напряжения (пульт управления 1 или блок управления 2, 3, … N), причем вход первого транзисторного оптрона 120 подключен между первым 125 и вторым 126 проводами питающего аппарат напряжения с помощью последовательно соединенных шестого резистора 128 и шестого диода 127, а вход второго транзисторного оптрона 121 с помощью последовательно соединенных седьмого резистора 129 и седьмого диода 130 подключен между первым проводом питающего аппарат напряжения 125 и первым проводом выхода 131 симисторного оптрона 123, который одновременно является выходом для включения звукового излучателя 132 (см. фиг. 2, фиг. 3), второй провод выхода симисторного оптрона подключен к второму проводу 126 питающего аппарат напряжения, эмиттеры транзисторных оптронов 120 и 121 и катод светодиода симисторного оптрона 123 соединены вместе и подключены к минусу источника питания микроконтроллера 12, а коллекторы этих оптронов подключены к соответствующим входам этого микроконтроллера, анод светодиода симисторного оптрона 123 соединен с катодом светодиода третьего транзисторного оптрона 122, а анод этого светодиода подключен к соответствующему выходу микроконтроллера, анод и катод тиристора 124 подключены к цепи управления (выводы 136, 137) другого аппарата 138 для подключения дополнительных звуковых излучателей N1, N2…Nn, и, дополнительно подключена цепочка из последовательно соединенных коллектор-эмиттерного перехода третьего транзисторного оптрона 122, восьмого резистора 139, восьмого диода 140 и управляющего перехода тиристора 124 (параллельно которому подключен одиннадцатый резистор 141); устройство управления электромагнитным реле 47 содержит электромагнитное реле, обмотка которого 142 зашунтирована вторым стабилитроном 143, а его контакт в комплекте пульта управления 1 используется (см. фиг. 1) в качестве реле работы 26 (выводы 4,24) а в комплекте блока управления 2, 3, … N - в качестве реле контроля скорости 34 (выводы 4, 7), второй тиристор 144, четвертый транзисторный оптрон 145, причем, последовательно соединенные обмотки электромагнитного реле 142, девятого резистора 146 и главной цепи второго тиристора 144 подключены между первым 125 и вторым 126 проводами питающего аппарат напряжения, точка соединения девятого резистора 146 и анода второго тиристора 144 подключена к первому проводу 125 питающего аппарат напряжения последовательно соединенными четвертого конденсатора 147 и десятого резистора 148, первый провод питающего аппарат напряжения 125 подключен ко второму проводу 126 с помощью дополнительной цепочки из последовательно соединенных одиннадцатого резистора 149, девятого диода 150, эмиттер - коллекторного перехода четвертого транзисторного оптрона 145, двенадцатого резистора 151, общая точка девятого диода 150 и эмиттера четвертого транзисторного оптрона 145 соединена с управляющим выводом второго тиристора 144 с помощью пятого конденсатора 152, вход четвертого оптрона 145 подключен к соответствующему выходу 153 микроконтроллера блока обработки информации 12.
Устройство местного управления аппаратом 14 содержит (см. фиг. 2, фиг. 3, фиг. 9) транзисторный оптрон 155 активизации кнопки Стоп 31 (154), транзисторный оптрон 156 активизации кнопки Пуск 18 (173), транзисторный оптрон 157 контроля состояния кнопки Стоп 31 (154), транзисторный оптрон 158 контроля состояния кнопки Пуск 18 (173), общий провод цепей управления (зажим 5 (242)) соединен с помощью размыкающегося контакта кнопки Стоп 31 (154) с вторым выводом 28 второго 29 искробезопасного источника питания, провод цепи управления кнопки Стоп (зажим 159) и провод цепи управления кнопки Пуск (зажим 160) подключены к дополнительному выводу 55 второго 29 искробезопасного источника питания с помощью дополнительных резисторов 161, 162, между проводом цепи управления кнопки Стоп 159 и общим проводом цепей управления 5 (242) подключен десятый диод 163, соединенный последовательно с размыкающимся контактом кнопки Стоп 164 дополнительного (выносного) поста управления 166, между этими же проводами 159 и 5 (242) подключена цепочка из последовательно соединенных тринадцатого 167 и четырнадцатого 168 резисторов, входной цепи транзисторного оптрона 157 контроля состояния кнопки Стоп 31 (154) и выходной цепи транзисторного оптрона 155 активизации кнопки Стоп 31 (154), другие цепи этих оптронов (выходная цепь 170 одного и входная цепь 171 другого) соединены с микроконтроллером блока обработки информации 12, общая точка тринадцатого 167 и четырнадцатого 168 резисторов дополнительно подключена к общему проводу цепей управления (зажим 5 (242)) с помощью шестого конденсатора 169; между проводом цепи управления кнопки Пуск 160 и общим проводом цепей управления 5 (242) подключен двенадцатый диод 172 последовательно с замыкающимся контактом кнопки Пуск 18, расположенной внутри аппарата (пульта управления или блока управления) или же двенадцатый диод 172, соединенный последовательно с замыкающимся контактом кнопки Пуск 173 дополнительного (выносного) поста управления 166, между этими же проводами 160 и 5 (242) подключена цепочка из последовательно соединенных пятнадцатого 175 и шестнадцатого 174 резисторов, выходной цепи транзисторного оптрона 158 контроля состояния кнопки Пуск (18 или 173) и входной цепи транзисторного оптрона 156 активизации кнопки Пуск (18 или 173), другие цепи этих оптронов (выходная цепь 177 одного и входная цепь 178 другого) соединены с микроконтроллером блока обработки информации 12, общая точка пятнадцатого 175 и шестнадцатого 174 резисторов дополнительно подключена к общему проводу цепей управления (зажим 5 (242)) с помощью седьмого конденсатора 179. (Резистор 180 установлен для стабилизации режима работы входа микроконтроллера 12).
Устройство управления магнитным пускателем 39 (или 40) (см. фиг. 3, фиг. 10) содержит пятый транзисторный оптрон 181, выход которого 190 (191) соединен с микроконтроллером устройства обработки информации 12, а вход подключен между первым 182 (184) и вторым 183 (185) проводом цепи управления магнитного пускателя 186 (187) через последовательно соединенные семнадцатый резистор 188 и четырнадцатый диод 189, между первым 182 (184) и вторым 183 (185) проводом цепи управления магнитного пускателя 186 (187) подключена главная цепь третьего тиристора 192, анод которого соединен с его управляющим электродом последовательно соединенными пятнадцатого диода 193, восемнадцатого резистора 194 и восьмого конденсатора 200, общая точка соединения восемнадцатого резистора 194 и восьмого конденсатора 200 соединена с вторым проводом 183 (185) цепи управления магнитного пускателя с помощью последовательно соединенных девятнадцатого резистора 195 и выхода пятого транзисторного оптрона 196, вход которого 197 (198) соединен с соответствующим выходом микроконтроллера устройства обработки информации 12 (резисторы 248 и 249 предназначены для создания оптимальных режимов пятого транзисторного оптрона 196 и микроконтроллера устройства обработки информации 12).
Блок контроля перегрузочного устройства 38, подключенный к устройству контроля перегруза 201 с использованием первого зажима 202, для подключения датчика электродного ДЭ, второго зажима 203, для подключения охранного кольца ОК и третьего 204 зажима, для подключения корпуса перегрузочного лотка 205, состоит из (см. фиг. 3, фиг. 11) шестого транзисторного оптрона 206, выход которого 207 соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации 12, а вход подключен между первым 209 и вторым 210 выводами дополнительного источника переменного напряжения 211 с помощью третьей цепочки из последовательно соединенных входа шестого транзисторного оптрона 206, шестнадцатого диода 212, двадцатого 213 и двадцать первого 214 резисторов, семнадцатого диода 215; второй вывод 210 дополнительного источника переменного напряжения 211 подключен к охранному кольцу ОК устройства контроля перегруза 201 с помощью двадцать второго резистора 224 через второй зажим 203, датчик электродный ДЭ этого же устройства 201 соединен с общей точкой двадцатого 213 и двадцать первого 214 резисторов через первый зажим 202; при необходимости контроля целостности проводов, соединяющих устройство контроля перегруза 201 с блоком контроля перегрузочного устройства 38 в нем, дополнительно предусматривается седьмой транзисторный оптрон 217, выход которого 218 соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации 12, а один вывод входа подключен к первому зажиму 202, а второй вывод входа соединен с вторым выводом 210 дополнительного источника переменного напряжения 211 через последовательно соединенные двадцать третий резистор 219 и восемнадцатый диод 220, в устройстве контроля перегруза 201 между датчиком электродным ДЭ и корпусом перегрузочного лотка 205 подключен контрольный диод 221. (стабилитроны 222, 223 и резисторы 224, 225 предназначены для стабилизации режимов работы шестого 206 и седьмого 217 транзисторных оптронов).
Параллельно устройству контроля линии аварийного отключения 35 (зажимы 241, 242) в блоке управления 2, 3, … N подключен седьмой приемник информации 226, выход которого 227 соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации 12 (см. фиг. 3, фиг. 12, фиг. 13), а в месте загрузки одиночного конвейера или конвейерной линии возможна, при необходимости, установка концевого пульта управления КПУ 228, основным элементом которого является индивидуальный передатчик информации 229, включающий в себя четвертый тиристор 230, главная цепь которого подключена параллельно первому 231 и второму 232 проводам воздействия, параллельно управляющему переходу, зашунтированному двадцать четвертым резистором 233, четвертого тиристора 230 подключен коллектор-эмиттерный переход четвертого транзистора 234, коллектор которого соединен с анодом четвертого тиристора 230 через последовательно соединенные двадцать пятый резистор 235 и восемнадцатый диод 236, а база транзистора 234 подключена к его эмиттеру параллельно соединенными двадцать шестого резистора 237 и девятнадцатого диода 238, а к аноду четвертого тиристора 230 - через последовательно соединенные девятого конденсатора 239 и двадцать шестого резистора 240; кроме того концевой пульт управления КПУ 228 содержит другие кнопки Стоп 243, Пуск 244 и Сигнал 245 с помощью которых первый 231 и второй 232 провода воздействия подключаются в конце линии аварийного отключения, при управлении одиночным конвейером (см. фиг. 12), или к линии сигнализации 6, 8 последнего конвейера N конвейерной линии (см. фиг. 13).
Передатчик информации 69, 70, 72, 73, 75, 77, 83, 87 (см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) содержит (см. фиг. 14) восьмой транзисторный оптрон 250, вход которого через двадцать седьмой резистор 251 соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации 12, а выход включен последовательно в цепь управления пятого тиристора 252, включающую в себя, подключенный к аноду, двадцать восьмой резистор 253, тринадцатый диод 254, выход восьмого транзисторного оптрона 250, управляющий переход пятого тиристора 252, зашунтированного двадцать девятым резистором 255, причем анод пятого тиристора 252 подключен к первому проводу 256, а катод - ко второму проводу 257 линии переменного напряжения, предназначенной для обмена информацией, в которую необходимо выдавать сигнал путем закорачивания спадающей части полупериода для выдачи в линию кодированного сигнала, или всего полупериода для выдачи в линию метки.
Приемник информации из линии 71, 74, 76, 78, 84, 88, 226 (см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) содержит (см. фиг. 15) транзисторный оптрон 258 с входом по переменному току, выход которого соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации 12, между выводами входа подключен тридцатый резистор 259, один вывод входа этого оптрона подключен к одному проводу 260 через тридцать первый резистор 261, второй вывод оптрона 258 подключен через десятый конденсатор 263 к другому проводу 262 линии переменного напряжения, предназначенной для обмена информацией. (Резистор 264 установлен для оптимизации режима работы соответствующего входа микроконтроллера устройства обработки информации 12).
Устройство контроля линии аварийного отключения 35, устройство контроля защитных элементов 36, устройство контроля работы оборудования 37 (см. фиг 16) аналогичны и, каждое, содержит второй транзисторный оптрон 265 с входом по переменному току, выход которого соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации 12, между выводами входа этого оптрона подключен тридцать второй резистор 266, один входной вывод этого оптрона соединен с первым зажимом контролируемой цепи 241, (267, 268) с помощью тридцать второго резистора 269, а другой входной вывод оптрона соединен с вторым зажимом контролируемой цепи 242 (270) через третий стабилитрон 271. (Резистор 272 для стабилизации входов микроконтроллера).
Устройства контроля полупериода 48, 49, 52, 53, 56, 57, 58, 59, 81, 82, 85, 86 содержат (см. фиг. 17) девятый транзисторный оптрон 275, выход которого соединен с соответствующим входом микроконтроллера устройства обработки информации 12, между выводами входа подключен тридцать третий резистор 276, один вывод входа этого оптрона подключен к одному проводу 277 через последовательно соединенные тридцать четвертый резистор 280 и четырнадцатый диод 279, второй вывод оптрона 275 подключен через четвертый стабилитрон 281 к другому проводу 278 линии переменного напряжения.
Общий принцип работы комплекса автоматизированного управления конвейерами заключается в следующем. Каждая неразветвленная конвейерная линия до 10 конвейеров управляется с пульта управления, находящегося в месте разгрузки конвейерной линии, а разветвленная конвейерная линия состоит из нескольких неразветвленных конвейерных линий (одна главная и до 4-х ответвлений) (см. фиг. 18).
Пульт управления организует трех проводную линию связи с блоками управления (см. фиг. 1). По линии сигнализации 5, 6 осуществляется двухсторонняя кодовая сигнализация, передается предупредительный сигнал перед запуском линии, передается на пульт управления информация о номере аварийно отключившегося конвейера, о причине отключения (о виде аварии).
По линии управления 4, 5, во время запуска, от пульта управления на блоки управления передается информация о разрешении на запуск следующего конвейера, если с блока управления предыдущего конвейера на пульт управления поступила информация об успешном запуске предыдущего конвейера.
В случае разветвленной конвейерной линии по линии управления, дополнительно, передается на пульты управления ответвлений разрешение на работу одного, или всех, ответвлений, а в ответ получается информация о работе каждого ответвления.
Для того, чтобы было понятно работа комплекса в целом, вначале, приводится описание работы каждого устройства, входящего в комплект пульта управления и блока управления.
Первый 25 и второй 29 искробезопасный источник питания работает следующим образом (см. фиг. 4). Переменное искроопасное напряжение подается на вводы 91, 27 для первого и 101, 28 для второго искробезопасного источника питания, а на конденсаторе 120 выделяется стабилизированное переменное напряжение величиной около 12 V, форма которого показана на фиг. 7 график «А». С помощью резистора 94 обеспечивается искробезопасность источника между выводами 27, 51 для первого источника или 28, 55 для второго источника (см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), которые предназначены для контроля исправности первого и второго искробезопасных источников, а резистором 93 обеспечивается искробезопасность источников между выводами 27, 24 для первого искробезопасного источника и 28, 32 для второго в пульту управления, а в блоке управления - для питания устройства контроля линии аварийного отключения 35, устройства контроля защитных элементов 36, устройства контроля работы оборудования 37.
На вводы 102, 104 для первого 43 и на вводы 103, 105 для второго 44 искробезопасного источника постоянного напряжения (см. фиг. 5) подается искроопасное переменное напряжение (на фиг. 2 и фиг. 3 не показано). Через диодный мост 106 выпрямленное напряжение подается на ограничитель амплитуды, выполненный на транзисторе 109, стабилитроне 107 и резисторе 108. Конденсатор 112 заряжается до напряжения ниже допустимого для стабилизирующего элемента 117, к выходу которого подключен электролитический конденсатор 118 и неполярный конденсатор 119 для подавления высокочастотных помех. Искробезопасное напряжение выдается через ограничительный резистор 116 на выходы 112, 114 для первого 43 и 113, 115 для второго 44 искробезопасного источника постоянного напряжения (см. фиг. 2, фиг. 3).
Устройство для управления звуковой сигнализацией 13 (см. фиг. 6) работает следующим образом. Транзисторный оптрон 120 служит для контроля наличия напряжения на пульту управления или на блоке управления (сигнал 133), транзисторный оптрон 121 служит для контроля включения симисторного оптрона 123, а, следовательно, и звукового излучателя 132 (см. фиг. 2, фиг. 3) при поступлении с микроконтроллера 12 команды 135 на включение звукового излучателя 132 и другого аппарата 138 ((например пускового агрегата АП-4 или др.) для подключения дополнительных звуковых излучателей с помощью устройства, основными элементами которого являются транзисторный оптрон 122 и тиристор 124, который, при необходимости включения, закорачивает один полупериод дополнительного аппарата 138.
Устройство управления электромагнитным реле 47 работает следующим образом (см. фиг. 6, фиг. 2, фиг. 3). При отсутствии команды 46 на включение реле 142 тиристор 144 все время закрыт.Конденсатор 147 разряжен, конденсатор 152 заряжен положительным потенциалом на выводе, соединенном с управляющим электродом тиристора 144 по цепи: вывод 126, резистор 138, конденсатор 152. Диод 150, резистор 149, вывод 125. Для включения реле 142 необходимо с микроконтроллера 12 подавать короткие импульсы 46 каждый раз, когда на выводе 125 по отношению к выводу 126 амплитуда положительного напряжения не достигла максимального значения, но близка к нему.
Импульс 46 открывает тиристор 144 по цепи: вывод конденсатора 152, управляющий переход тиристора 144, резистор 151, коллектор-эмитерный переход транзистора оптрона 145, второй вывод конденсатора 152. Открытие тиристора 144 обеспечивает заряд конденсатора 147, что является следствием включения реле 142. В каждый отрицательный полупериод конденсатор 152 заряжается по указанной ранее цепи. Для обеспечения защитного отказа при обрыве резистора 138 и коротком замыкании в конденсаторе 152 и пробое диода 150 величина резистора выбирается такой, чтобы ток через управляющий переход тиристоры 144 в этом, аварийном, случае, при положительном полупериоде был меньше минимального тока включения этого тиристора. Контакт реле 142 в пульту управления используется как реле работы 26, а в блоке управления - как реле скорости 34 (см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3).
Устройство местного управления аппаратом 14 (см. фиг. 9, фиг. 2, фиг. 3) как для пульта управления, так и для блока управления выполнены по одной схеме и работают совершенно одинаково, причем управление может осуществляться только кнопками Стоп 31 на пульту управления или Стоп 164 на блоке управления и кнопкой Пуск 18 на пульту управления или на блоке управления, при подключенных диодах 162, 172, так и только с выносного поста управления 165, когда эти диоды устанавливаются последовательно с кнопками Стоп 163 и Пуск 173 этого поста.
Принцип работы части устройства, обслуживающего кнопку Стоп 31 (164), включающая транзисторные оптроны 154, 157, конденсатор 169, резисторы 161, 166, 167, 168, 178 полностью совпадает с принципом работы части устройства, обслуживающей кнопку Пуск 18, включающей в себя транзисторные оптроны 156, 158, конденсатор 179, резисторы 162, 174, 175, 176, 180. Для управления кнопками, установленными в аппарате, необходимо установить диоды 162, 172 непосредственно между общим зажимом 5 (для пульта) зажимом 242 (для блока управления) и зажимом 159, а между общим зажимом 5 (242) и зажимом 300 - диод 172.
Для активизации кнопки Стоп 31 (164) необходимо, чтобы по входу 171 от микроконтроллера 12 поступали импульсы длительностью несколько сотен микросекунд и только в этом случае, при замкнутой кнопке Стоп с выхода 170 на микроконтроллер 12 поступают импульсы почти такой же длительности, которые воспринимаются микроконтроллером как рабочее (замкнутое) состояние кнопки Стоп. При разрыве цепи диода 162 конденсатор 169 разряжен, на выходе 170 отсутствуют импульсы, что воспринимается как разомкнутая кнопка Стоп. Импульсы активизации кнопки Стоп всегда имеются, если аппарат находится а исправном состоянии, и отсутствуют, если имеется хотя бы одно нарушение в работе наружных или внутренних устройств. Аналогичным образом работает часть устройства, обслуживающего кнопку Пуск. В этом случае сигнал замкнутого состояния 177 кнопки Пуск 18 появляется только при исправной цепи диода 172, замкнутом состоянии кнопки Стоп 31 (164) и кнопки Пуск 18, при наличии импульсов активизации 178 кнопки Пуск.
Устройство работает аналогично, если диоды 162, 172 перенести в дополнительный кнопочный пост управления 165 и цепь кнопки Пуск 173 подключить к зажиму 160.
Устройство управления магнитным пускателем 39 или 40 (см. фиг. 10, фиг. 3) работает следующим образом. В исходном состоянии на зажимах 182, 183 (для первого пускателя) и 184, 185 (для второго пускателя) имеются переменные напряжения цепей управления магнитных пускателей. На все время отрицательного полупериода на зажиме 182 (184) по отношению к зажиму 183 (185) с выхода устройства на микроконтроллер 12 выдается положительный импульс 190, но команда на включение 197 (198) виде импульса, длительностью несколько сотен микросекунд поступает на вход транзисторного оптрона 196 каждый раз после окончания импульса 190 (191) при условии, что в блоке управления отсутствует аварийная ситуация и имеется разрешение на включение данного пускателя. В этом случае импульс на включение тиристора 192 поступает в начале положительного полупериода на зажиме 182 (184) по отношению к зажиму 183 (185), что приводит к включению тиристора 192 и к закорачиванию положительных полупериодов в цепи управления магнитного пускателя, а, следовательно, и к включению этого пускателя. Для обеспечения защитного отказа при обрыве резистора 199, и коротком замыкании в конденсаторе 200 и пробое диода 193, величина резистора 194 должна быть такой, чтобы ток через управляющий переход тиристора 192, в этом случае, при положительном полупериоде на зажиме 182 (184) был меньше тока включения этого тиристора.
Блок контроля перегрузочного устройства 38 9 см. фиг. 11, фиг. 3) работает следующим образом. Если не требуется осуществлять контроль целостности проводов, соединяющих устройство контроля перегруза 201 с блоком контроля перегрузочного устройства 38, то этот блок включает в себя транзисторный оптрон 206, диоды 112, 215, стабилитрон 223, резисторы 225, 213, 216 и переменный резистор 214, который служит для установки порога срабатывания. В исходном состоянии, когда датчик электродный ДЭ не имеет утечки на землю, с выхода 207 на микроконтроллер 12 выдаются импульсы длительностью приблизительно равные положительному полупериоду на вводе 210 по отношению к вводу 209.
Если же утечка датчика электродного ДЭ на землю превышает допустимое значение, установленное переменным резистором 214, то прекращается выдача импульсов 207, что микроконтроллером 12 воспринимается, как аварийная утечка. При необходимости контроля целостности проводов, соединяющих устройство контроля перегруза 201 с блоком контроля перегрузочного устройства 38 в нем дополнительно предусматривается транзисторный оптрон 217, диод 220, стабилитрон 222, резисторы 219, 224, а на устройстве контроля перегруза 201 дополнительно устанавливается контрольный диод 221. В этом случае на микроконтроллер 12 выдаются импульсы 218, совпадающие по фазе и длительности с отрицательным полупериодом на зажиме 210, только при исправном состоянии цепи: зажим 202, зажим устройства контроля перегруза 201, контрольный диод 221, «земля».
Изображенная на фиг. 12 схема подключения концевого пульта управления КПУ 228 для управления одиночным конвейером с места загрузки работает следующим образом. Концевой диод 246 линии аварийного отключения (см. фиг. 3) перенесен в КПУ и подключен к этой линии через размыкающийся контакт кнопки 243. При замыкании кнопки 244 индивидуальный передатчик 229 закорачивает в каждом отрицательном полупериоде спадающую часть, что блоком управления одиночного конвейера воспринимается как команда на включение конвейера с места загрузки. При необходимости управления с места загрузки («с хвоста») не разветвленной конвейерной линией или конвейерной линией ответвления (см. фиг. 13, фиг. 18) концевой пульт управления КПУ подключается не к линии аварийного отключения последнего конвейера, а к линии сигнализации 6, 8 на выходе из последнего конвейера N неразветвленной конвейерной линии или конвейерной линии ответвления. В этом случае по линии сигнализации можно передавать кодовый сигнал кнопкой 245 и запускать конвейерную линию с места загрузки кнопкой 244 подавая на пульт управления с помощью индивидуального передатчика 229 предупредительный сигнал путем закорачивания спадающей части положительных полупериодов в линии сигнализации 6, 5 (см. график G на фиг. 8), что используется для включения конвейерной линии с пульта управления. Для отключения линии достаточно замкнуть кнопку 243, что приводит к отключению реле работы 26, а, следовательно, и всех конвейеров в линии управления.
Передатчик информации 69, 70, 72, 73, 75, 77, 83, 87 (см. фиг. 14, фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) используется для передачи информации путем закорачивания спадающей части полупериодов и для создания меток путем полного закорачивания каждого N-го полупериода. Исполнительным элементом является тиристор 252, подключенный своими выводами 256, 257 паралельно линии управления 4, 5 или линии сигнализации 5, 6 с учетом необходимой полярности. Если необходимо передавать информацию, то импульсный сигнал 248 поступит от микроконтроллера 12 при спаде необходимого полупериода, а, если необходимо обозначить метку, то импульсный сигнал 248 поступит в начале нужного полупериода, тиристор откроется и закоротит полностью полупериод, который необходимо сделать меткой.
Приемник информации из линии 71, 74, 76, 78, 84, 88, 226 (см. фиг. 15, фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) подключается выводами 260, 262 к линии переменного напряжения, из которой необходимо принимать информацию, переданную путем закорачивания спадающей части полупериодов, а выход 259 от одних приемников подключены к микроконтроллеру 12, а от других могут подключаться к микроконтроллеру 12 или 60 (см. фиг. 2, фиг. 3).
Устройство контроля асимметрии переменного напряжения (см. фиг. 16, фиг. 3) используется в устройстве контроля линии аварийного отключения 35, в устройстве контроля защитных элементов на приводной головке конвейера 36, в устройстве контроля работы оборудования 37. Устройство контроля асимметрии подключено к контролируемой линии с переменным напряжением выводами 267, 270 и выдает результат 249 на микроконтроллер 12, который анализирует этот сигнал и принимает за норму только, если имеется один полупериод и отсутствует другой, а, если имеются, или отсутствуют, оба полупериода, то принимается за аварийное состояние. Этот принцип обеспечивает защитный отказ при обрыве цепей входа или выхода и при пробое выхода транзисторного оптрона 265. Для более четкого реагирования на асимметрию во входную цепь может быть включен стабилитрон 271.
Вход 277, 278 устройства контроля полупериодов 48, 49, 52, 53, 56, 57, 58, 59, 81, 82, 85, 86 (см. фиг. 17, фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) подключен к контролируемой линии переменного напряжения для каждого полупериода свое устройство. Выходы 247 подключаются к одному 12 или к другому 60 микроконтроллеру. Аналогичные устройства используются так же в устройствах контроля источников 50, 54 (см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3).
С некоторыми изменениями эти устройства используются как устройства развязки 41, 42, 61_ 68.
Функциональные возможности комплекса автоматизированного управления конвейерами определяются загруженными в микроконтроллеры 12, 60 пульта управления и блока управления программами, которые разрабатываются с учетом поставленной задачи, количеством внешних устройств, выбором типа устройства индикации, целесообразности и фантазией разработчика. Для практической проверки предлагаемых принципов поставлена задача разработать комплекс, который бы выполнял все функции работающей на угольных предприятиях Российской Федерации аппаратуры АУК.1М с устранением недостатков, с возможностью расширения выполняемых функций, без существенных изменений, в дальнейшем, аппаратной части, по возможности, максимально понятной индикацией режимов работы и аварийных ситуаций. В случае разработки нового корпуса аппаратов можно увеличить площадь окошка, что позволит использовать жидкокристаллический дисплей или светодиодные индикаторы бегущей строки, что значительно расширит эффективность индикации, но, с учетом площади окошка на крышке существующего корпуса блока управления АУК.1М, использованы один двухразрядный и один трехразрядный, другого цвета, светодиодные цифровые индикаторы, расположенные один под другим. Дополнительно использована группа из 4-х светодиодных индикаторов разного цвета, расположенная ниже цифровых индикаторов, каждый из которых подключен к отдельному входу микроконтроллера 12. В пульту управления они используются для индикации режимов работы ответвления, а в блоке управления - для индикации режимов работы магнитных пускателей (до 4-х).
Для облегчения процесса описания и упрощения усвоения принципа работы блока управления целесообразно, для некоторых устройств и элементов вместо цифровых обозначений ввести буквенные обозначения, напоминающие о выполняемых функциях:
КС - кнопка «Стоп» в корпусе блока управления (контакты 33, 164);
КП - кнопка «Пуск» (контакт 18);
КМА - кнопка «Местное\Автоматика» (контакт 19);
ККС - кнопка кодовой сигнализации (допол. контакт 20, основной 89);
КПР - кнопка «Проверка» (контакт 21);
ТУР - (контакт тумблер установки режимов 15 - установка временных параметров и номера конвейера в линии);
ТУО - тумблер установки оборудования(контакт 16-набор комплекта
ленточного или скребкового конвейер);
LEH - ленточный конвейер;
СКР - скребковый конвейер;
ТОК - тумблер выбора одиночного конвейера;
dC1 - датчик скорости 1 (обозначен 293);
dC2 - датчик скорости 2 (обозначен 294);
ПУ1 - магнитный пускатель 1 (обозначен 186);
ПУ2 - магнитный пускатель 2 (обозначен 187);
ПЕР - датчик перегруза электродный (обозначен 201);
LAO - линия аварийного отключения подключена к зажимам 241, 242, содержит кабель-троссовые выключатели КТ1 - КТn, концевые схода ленты КС1 - КСn, с диодом 246 в конце линии или в концевом пульту управления 228, если предусматривается управление конвейерной линией с места загрузки;
КПУ - концевой пульт управления (обозначен 228);
ЗУГ - защитные устройства на головке конвейера содержит цепочку из одного 295 или нескольких последовательно соединенных контактов с диодом 296 в наиболее удаленном месте, которые замкнуты, если защитные устройства находятся в рабочем состоянии;
КРО - контроль работы оборудования содержит цепочку из последовательно соединенных диода 298 и одного 297 или нескольких контактов аппаратов, работа которых контролируется.
Блок управления работает следующим образом (см. фиг. 3). В дежурном режиме, при отсутствии аварийных ситуаций внутри блока и в наружных цепях, при замкнутом ТОК и разомкнутой КМА (управление одиночным конвейером с места загрузки) на двухразрядном индикаторе ОК (одиночный конвейер), на трехразрядном LEH или СКР (тип конвейера).
При разомкнутом ТОК и разомкнутой КМА (автоматическое управление конвейером в составе линии) на двухразрядном индикаторе Н 1 (2, 3…НА или 10 - присвоенный номер конвейера в линии), на трехразрядном LEH или СКР (тип конвейера).
При замкнутой КМА (конвейер может управляться только кнопками на блоке управления 18, 164 или только с выносного поста управления 165 (см. фиг. 9)), независимо от состояния ТОК, на двухразрядном индикаторе будет КП (пуск только кнопкой 18 или только с выносного кнопочного поста 165), на трехразрядном LEH или СКР, но возможен вариант, когда на трехразрядном индикаторе высвечивается сохраненная в энергонезависимой памяти EEPROM микроконтроллера 12 уставка времени, необходимого для запуска данного конвейера.
Во всех, перечисленных выше, случаях редко мигают светодиоды разрешенных к работе пускателей (в нашем случае ПУ1 или ПУ2 или ПУ1 и ПУ2, но возможно и четыре пускателя).
Сохранение в EEPROM микроконтроллера 12 временных параметров и номера конвейера в линии осуществляется кнопками ККС (20) и КМА (19) при постоянно замкнутом контакте 15 тумблера установки режимов ТУР:
- номер блока управления (конвейера) - H1 до НА (от 01 до 10);
- время задержки фиксации аварийного состояния (контроль времени запуска конвейера) в период пуска - У10 до У99 (от 10 до 99 сек);
- сдвиг по времени на включение 2-го пускателя двух приводного конвейера - 1У1 до 1У5 (от 1 до 5 сек);
- время задержки фиксации аварийного состояния в рабочем режиме при снижении скорости ниже допустимой - 2У1 до 2У5 (от 1 до 5 сек;
- время задержки на отключение конвейера при заштыбовке перегрузочного устройства - 3У1 до 6У5 (от 1 до 5 сек).
Примечание. Возможны установки и др. параметров при расширении функциональных возможностей комплекса.
Сохранение в EEPROM микроконтроллера 12 следующих конструктивных особенностей конвейера осуществляется кнопками ККС (20) и КМА (19) при постоянно замкнутом контакте 16 тумблера установки оборудования ТУО:
- ленточный конвейер - на трехразрядном
«LEH»;
- скребковый конвейер
«СКР»;
- пускатель эл. двигателя №1
«ПУ1»;
- пускатель эл. двигателя №2
«ПУ2»;
- датчик скорости №1
«dC1»;
- датчик скорости №2
«dC2».
Для фиксации в EEPROM номинальной скорости рабочего органа конвейера необходимо при вскрытой оболочке замкнуть контакты ТУР, ТУО, ТОК, а при закрытой оболочке переключить на местное управление (замкнуть КМА - Мест\Авт), подать напряжение питания. На индикаторе «С00», «КП» (фиксация скорости одиночного конвейера).
Кратковременно нажать кнопку «КП» 18 или кнопочного поста 165. Вначале включится предупредительный сигнал, через 6 сек. включится эл. двигатель №1, а еще через 1-5 сек включится эл. двигатель №2, на вход микроконтроллера 12 через элемент развязки 41 (для ленточного) или 42 (для скребкового конвейера) будут поступать импульсы от датчика скорости dC1 (293), частота которых прямо пропорциональна скорости вращения колеса датчика (приблизительно от 5 до 70 гц.), на трехразрядном должно высвечиваться количество импульсов в сек. («С48» (или др.)), «ПУ» (режим пуска)
Через 3-5 сек после установившегося максимального значения частоты нажать кнопку Сигнал (ККС), на индикаторе «ЗАП» (запись произведена), частота отдатчика запишется в EEPROM, отключить Сигнал (ККС), отключить КМА (Мест\Авт), вскрыть оболочку, отключить ТУР, ТУО и ТОК (если конвейер не одиночный), закрыть крышку, подать напряжение. Индикатор должен показывать «:LEH» или «СКР», «H1 - НА».
В дальнейшем, при нормальной работе, трехразрядный индикатор будет показывать не скорость в импульсах, а отношение фактической скорости к эталонной, записанной в EEPROM (от «0,??» до «1,??).
Для проверки исправной работы аппарата при снижении скорости ниже 0,75 от номинальной (записанной в EEPROM) необходимо при включенном конвейере в любом режиме замкнуть кнопку Проверка (КПР - контакт 21). На индикаторе, например, «1,00», «ОК» или «Н1» - «НА. Для проверки необходимо замкнуть кнопку КПР и удерживать ее до снижения показаний скорости 0.75. В это время действительная скорость должна сравниваться не с зафиксированной в EEPROM эталонной скоростью, а с величиной в 1,25 раза больше эталонной. Показание индикатора должно быть ниже «0,75». Через 1-5 сек (уставка «2У1-5») аварийное состояние должно зафиксироваться в EEPROM, конвейер отключается, на индикаторе часто мигает «0,75» или ниже. Для снятия аварийного состояния необходимо кратковременно нажать кнопку ККС (20).
После записи в EEPROM микроконтроллера 12 параметров, необходимых для работы конкретного конвейера, одиночный конвейер, при замкнутом ТОК, может управляться с места загрузки (КМА разомкнута) или с головы конвейера (КМА замкнута), а конвейер в составе линии (ТОК разомкнут) может управляться только с пульта управления (КМА разомкнута), а местное управление возле приводной головки конвейера (КМА замкнута) может использоваться только во время ремонтных работ для проверки механической, электрической части, средств контроля работы или для проверки правильности настройки защиты от пробуксовки ленты.
Одиночный конвейер (ТОК замкнут) управляется с места загрузки (КМА разомкнут) с помощью концевого пульта управления КПУ 228 следующим образом (см. фиг. 12, фиг. 3).
На двухразрядном индикаторе ОК. на трехразрядном время необходимое для успешного запуска конвейера в сек. (например 025), редко мигают светодиоды контроля работы пускателей, разрешение на работу которых зафиксировано в EEPROM микроконтроллера 12.
Для включения необходимо замкнуть кнопку 244 в КПУ 228 и отпустить ее при включении предупредительного сигнала, при этом, на индикаторах высвечивается ОК ПРЕ. Через 5-6 сек на индикаторах ОК ПУС, включается пускатель первого электродвигателя, постоянно светится светодиод первого магнитного пускателя ПУ1.
Если имеется разрешение на работу второго электродвигателя, то через несколько секунд включается второй магнитный пускатель, что подтверждается постоянным свечением светодиода ПУ2, двухразрядный индикатор показывает ОК а на трехразрядном высвечивается отношение действительной, на данный момент, скорости ленты конвейера, к номинальной скорости, зафиксированной в EEPROM микроконтроллера 12. По мере увеличения скорости ленты конвейера это соотношение будет увеличиваться от 0.00 до около 1.00. Запуск конвейера считается успешным, если за отведенное время скорость ленты превысит 0,75. Если же скорость не достигает значения больше 0.75 во время запуска или снизится ниже 0.75 после нормальной работы, то фиксируется аварийное состояние в EEPROM микроконтроллера 12, конвейер отключатся. При этом на индикаторах мигают часто OK, а на трехразрядном также мигает значение от 0.00 до 0.74, которое привело к аварийному отключению конвейера. Значение 0.00 является следствием полной остановки ленты конвейера или датчика скорости dC1 или его неисправности. Снять аварийное состояние можно только замыканием кнопки ККС 20. Можно использовать другие кнопки. Для остановки конвейера с КПУ необходимо кратковременно нажать кнопку 243 (см. фиг. 12), размыкающий контакт которой обрывает цепь диода 246, на трехразрядном индикаторе редко мигает LAO.
Управление одиночным конвейером (замкнут ТОК) с головки конвейера (замкнута КМА) отличается только тем, что на двухразрядном индикаторе светится КП вместо ОК, что свидетельствует о возможности управления конвейером только кнопками на корпусе (18, 164) или только с выносного кнопочного поста 165 (173 - Пуск, 163 - Стоп).
Управление конвейером в составе линии в режиме местного управления (замкнута КМА) осуществляется точно также, как управление одиночным конвейером с головки и с аналогичной индикацией.
Управление конвейером в составе линии в автоматическом режиме (КМА и все другие кнопки и тумблеры разомкнуты) отличается от описанных ранее режимов и будет подробно рассмотрено при описании управления конвейерной линией с пульта управления.
Принцип аварийной сигнализации в дежурном режиме, в режиме управления одиночным конвейером с места загрузки или с головки, в автоматическом или местном режиме управления конвейером в линии заключается в следующем. В случае возникновения аварийной ситуации внутри блока или в наружных цепях нейтрализуется кнопка Стоп 164 путем прекращения выдачи на устройство местного управления 14 аппаратом импульсов 171, что приводит к отсутствию сигнала о ее нормальном состоянии, если даже она замкнута, а, следовательно, аппарат переходит из рабочего состояния в дежурный режим. При этом на цифровом индикаторе мигают сокращенные обозначения аварийного блока или наружного устройства, приблизительно, следующим образом:
БП БП - неисправен блок питания БП;
ГБ ГБ - неисправен главный блок ГБ;
ГБ БП - неисправен главный блок ГБ или блок питания БП;
ГБ LAO неисправен главный блок ГБ или линия аварийного отключения LAO;
ГБ ЗУГ неисправен главный блок ГБ или защитные устройства на головке конвейера ЗУГ;
ГБ ПУС неисправен главный блок ГБ или пускатели ПУ1, ПУ2;
ГБ dC1 неисправен главный блок ГБ или датчик скорости dC1;
ГБ dC2 неисправен главный блок ГБ или датчик скорости dC2;
ГБ ПЕР неисправен главный блок ГБ или перегрузочное устройство ПЕР;
ГБ Б1Н неисправен главный блок ГБ или блок индикации БИ.
Следующее включение конвейера возможно только после устранения нарушения.
Для упрощения процесса описания и облегчения усвоения принципа работы пульта управления целесообразно для некоторых устройств, элементов и сигналов вместо цифровых обозначений ввести буквенные обозначения, напоминающие об элементах или о выполняемых функциях (см. фиг. 1, фиг. 2):
КС - кнопка Стоп 30, 31 в корпусе пульта управления;
КП - кнопка Пуск 18 в корпусе пульта управления;
КМА - кнопка 19 Местное\Автоматика;
ТУР - (тумблер установки режимов 15 - установка временных параметров и номера ответвления разветвленной конвейерной линии);
ТУГ - тумблер 17 управления главной конвейерной линией;
ККС1 - кнопка 10 кодовой сигнализации по своей линии управления;
ККС2 - кнопка 89 кодовой сигнализации по главной линии с пульта управления ответвления (см. фиг. 2, фиг. 18);
KOd - кодовый сигнал по линии сигнализации;
ПРЕ - предупредительный сигнал по линии сигнализации;
РАЗ - сигнал разрешения с пульта управления по линии управления на работу конвейеров;
РАБ - подтверждение о успешном запуске очередного конвейера;
САС - сигнал аварийного состояния.
Пульт управления работает следующим образом (см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 8, фиг. 9, фиг. 18).
В дежурном режиме при наличии напряжения питания, отсутствии аварийных ситуаций, замкнутых контактах 30, 31 кнопки Стоп, на двухразрядном индикаторе, в зависимости от того какой линией пульт управляет, высвечивается НГ, если пульт возглавляет главную конвейерную линию (замкнут ТУГ). В этом случае остается режим управления местными кнопками Пуск 18, Стоп 30, 31 или с выносного поста управления 165 независимо от состояния кнопки КМА, а при разомкнутом тумблере ТУГ пульт управления переводится в режим управления ответвлением и, в этом случае, управление ответвлением осуществляется только с пульта главной линии ПУ-Г (см. фиг. 18) путем выдачи разрешения на работу данного ответвления (КМА и тумблер 16 разомкнуты) или только с места загрузки конвейерной линии ответвления от концевого пульта управления КПУ, если КМА разомкнута, а тумблер 16 замкнут, но при наличии разрешения на работу этого ответвления с пульта управления главной линии. При замкнутой КМА, независимо от состояния тумблера 16 и от наличия разрешения на работу с пульта управления главной линии, данное ответвление управляется только кнопками Пуск 18 и Стоп 30, 31 на корпусе оболочки или только с выносного поста управления 165 (см. фиг. 9).
Возможен вариант запуска с КПУ (с места загрузки) вначале конвейеров главной линии, необходимых для работы ответвления, а затем конвейеры ответвления, с возможностью отключения с этого же КПУ. В дежурном режиме (см. фиг. 1, фиг. 2) устройства 50, 54 контролируют исправность первого 25 и второго 29 источников переменного напряжения. Если каждое устройство 50, 54 выдает импульсы контроля каждого полупериода, то это свидетельствует об исправности источников питания 25, 29, но, если отсутствует хотя бы один, из 4-х, сигнал, то причина неисправности возможна как в блоке питания БП, так и в главном блоке ГБ и поэтому, в этом случае, на индикаторе будет мигать БП ГБ-. Если, при отсутствии одного или нескольких сигналов контроля от 50, 54 на выходах 24, 32 копии этих сигналов также отсутствуют, то на индикаторах будут мигать БП БП-. В других аварийных случаях возможны мигания ГБ ГБ-, ГБ LУП (главный блок или линия управления), ГБ LC- (главный блок или линия сигнализации).
Если устройство 54 выдает оба сигнала и имеется сигнал от элемента 52, но отсутствует сигнал от устройства контроля полупериода 53 (см. график L фиг. 8), то аварийного сигнала не будет так как это воспринимается как кодовый сигнал, получаемый при замыкании кнопки 10 на пульту управления или кнопки 301 на блоках управления. При этом трехразрядный индикатор будет высвечивать KOd.
В дежурном состоянии на выводах 27, 24 первого искробезопасного источника питания 25 имеется переменное напряжение с метками через каждые N периодов, образованными путем закорачивания, с помощью передатчика 69, одного полупериода (см. график А на фиг. 7), а в линии управления 4, 5 указанное выше напряжение будет только после замыкания контакта 26 при запуске конвейерной линии.
На выводах 28, 32 второго искробезопасного источника питания 29 также имеется переменное напряжение с метками, с помощью передатчика 72, через каждые N периодов (см. график G, фиг. 8), которое имеется также на выводах 5, 6 линии сигнализации. В линии сигнализации, с помощью элементов 52, 53, контролируются оба полупериода, а в линии управления, в дежурном состоянии, контролируются с помощью элемента 48 только отрицательные полупериоды на выводе 24 по отношению к выводу 5, а положительный полупериод контролируется элементом 49 только после замыкания контакта 26 и это воспринимается как исполнение команды «пуск».
Количество периодов между метками и полярность закороченного полупериода могут отличаться в линии управления по сравнению с линией сигнализации (см. фиг. 7, фиг. 8).
Для запуска главной конвейерной линии необходимо замкнуть кнопку Пуск 18 (см. фиг. 2, фиг. 6, фиг. 9) при замкнутых контактах 30, 31 кнопки Стоп. Сигналом 46 от микроконтроллера 12 включается реле работы 142 и своим контактом 26 подается переменное напряжения первого искробезопасного источника питания 25 в линию управления 4, 5. Наличие сигнала от элемента 49 воспринимается микроконтроллером 12 как начало запуска линии, и он включает в работу передатчик 70, который закорачивает спадающую часть каждого первого, после метки, отрицательного полупериода в линии управления 4, 5 (см график В на фиг. 7), что является разрешением на запуск первого конвейера, а в линию сигнализации 5, 6 передатчик 73 постоянно закорачивает спадающие части всех положительных полупериодов на зажиме 6 по отношению к зажиму 5, что воспринимается на всех блоках управления линии как предупредительный сигнал (см. график М фиг. 8), который включает предупредительную сигнализацию по всем конвейерам запускаемой линии на время, необходимое для запуска наиболее трудно запускаемого конвейера. Не раньше чем через 5 сек. должен включиться первый конвейер. В случае успешного запуска первого конвейера замыкается контакт 34 реле скорости (см. фиг. 1) и на пульт управления передатчик 75 выдает подтверждение об успешном запуске конвейера путем закорачивания первого, после метки, положительного полупериода в линии управления 4, 5 (см. график С фиг. 7). Принятый приемником 71 сигнал подтверждения успешного запуска первого конвейера приводит к возвращению в исходного состояния уставки времени, необходимой для запуска следующего конвейера, и выдает разрешение на его запуск закорачивая спадающую часть второго отрицательного полупериода (см. график С фиг. 7). При успешном запуске каждого следующего конвейера по следующему положительному полупериоду получается подтверждение, возвращается в исходное состояние уставка времени, необходимая для запуска следующего конвейера, и выдается разрешение, по следующему отрицательному полупериоду, на включение очередного конвейера. Максимальное количество конвейеров 10, но если требуется запустить часть конвейеров, то необходимо замкнуть кнопку сигнал 10 пульта управления или кнопку Сигнал 301 на любом блоке управления. Для дозапуска неработающей части конвейеров необходимо кратковременно замкнуть кнопку Пуск 18 (или кнопку 173 выносного поста управления 165).
Если при работающей конвейерной линии необходимо отключить один конвейер с конца линии, или несколько, необходимо, при замкнутой кнопке Сигнал 10, кратковременно замкнуть кнопку Пуск 18 пульта управления столько раз, сколько конвейеров необходимо отключить. Это дает возможность уменьшать количество работающих конвейеров без предварительного отключения всей линии, что предотвращает нежелательный запуск конвейеров отрицательно влияющий на механическое и электрическое оборудование конвейера.
В случае, когда очередной конвейер не смог успешно запустится или аварийная ситуация возникла во время нормальной работы, то с аварийного конвейера на пульт управления по отрицательным полупериодам линии сигнализации (см. график N фиг 8) передается информация о номере аварийного конвейера и о виде аварии, при этом на индикаторе часто мигают H1 (или до 10) и вид аварии:
ПРО - пробуксовка ленты, или
ПЕР - перегрузочное устройство, или
LAO - линия аварийного отключения, или
ЗУГ - защитные устройства на головке конвейера (ограждение, установка пожаротушения и др.),
ОБО - оборудование на приводной головке (пускатели, эл. магн. тормоз, аппаратура и др.).
Конвейерная линия ответвления (см. фиг. 18) может управляться одним из указанных ниже режимов:
- местное управление с пульта управления ответвления без блокировки с главной конвейерной линией;
- местное управление с пульта управления ответвлением сблокированное с главной конвейерной линией;
- управление конвейерной линией ответвления с места ее загрузки, с помощью концевого пульта управления КПУ;
- управление конвейерной линией ответвления с пульта управления главной конвейерной линии.
Местное управление с пульта управления ответвления без блокировки с главной конвейерной линией используется, в основном, при ремонтных и отладочных работах и принцип не отличается от управления главной конвейерной линией.
Местное управление с пульта управления ответвлением, сблокированное с главной конвейерной линией, возможно только если главная конвейерная линия управляется в автоматическом режиме, причем, в качестве блокировки может использоваться только наличия напряжения в линии управления главной линии (выводы 4G, 5G), контролируемое элементами 81, 82 (в этом случае невозможно запретить работу или отключить данное ответвление, без отключения главной линии) или, кроме наличия напряжения, может учитываться еще и разрешение с главного пульта управления, которое принимается приемником 84 (в этом случае предоставляется возможность давать запрет на работу данного ответвления или отключать его во время работы без отключения главной линии).
Управление конвейерной линией ответвления с места ее загрузки, с помощью концевого пульта управления КПУ, возможно только, если главная конвейерная линия управляется в автоматическом режиме и в качестве блокировки используются наличии напряжения в главной линии (выводы 4G, 5G), свидетельствующее о корректной работе главной конвейерной линии и разрешения с пульта управления главной конвейерной линии на работу данного ответвления.
Управление конвейерной линией ответвления с пульта управления главной конвейерной линии выполняется следующим образом.
Блок из 4-х светодиодов в пульту управления главной линии служит для индикации разрешения на работу ответвлений от №1 до №4, а на пульту управления ответвлений они же служат для индикации разрешения на работу данного ответвления.
Если от пульта управления главной линии отсутствуют разрешения на работу ответвлений, то и на пультах управления всех 4-х ответвлений не светятся светодиоды. Если на пульту управления главной линии имеется разрешение на работу одного или нескольких ответвления, то на нем редко мигают соответствующие светодиоды, и на каждом, разрешенном к работе ответвлении, на пульту управления редко мигает соответствующий светодиод, сигнализируя о наличии разрешения на работу данного ответвления. С пульта управления главной линии разрешение на работу каждого ответвления можно устанавливать и убирать как в дежурном режиме, так и вовремя работы. При запуске главной линии с соответствующей блокировкой запускаются все ответвления, которым разрешена работа, светодиоды успешно запущенных ответвлений светятся постоянно как на главном пульту, таки и на пульту управления ответвления. Если потребуется запустить неработающее ответвление, то необходимо вначале дать разрешение на работу этого ответвления, а затем включить пуск конвейерной линии с главного пульта управления. Для отключения конкретного ответвления необходимо убрать разрешение на его работу. Если же во время запуска или в процессе работы произошло аварийное отключение конвейера в линии ответвления, то часто мигают светодиоды данного ответвления, двухразрядные индикаторы показывают номер аварийного конвейера, а трехразрядные - причину аварийного отключения на обоих пультах управления, причем, пульт управления ответвления эту сигнализацию сохраняет до ликвидации аварийного состояния, а пульт управления главной линии выдает эту индикацию в течении 5-10 сек, а затем цифровые индикаторы переходят в режим индикации главной линии, а светодиод продолжает часто мигать, сигнализируя об аварийном состоянии на ответвлении.
Как видно из описания предложенный комплекс автоматизированного управления конвейерами имеет положительные отличия от известного:
- предусмотрена возможность управления одиночным конвейером, некоторыми или всеми ответвлениями, а так же всей конвейерной линией от диспетчера, с места разгрузки («с головы») или с места загрузки («с хвоста»);
- в качестве элементов развязки используются, в основном, оптоэлектронные приборы, индуктивность входных и выходных цепей которых близка к нулю, что позволяет обеспечивать искробезопасность цепей без дополнительных защитных устройств;
- все элементы развязки искроопасных с искробезопасными цепями предусматривается размещать в блоке питания 23, что обеспечивает возможность предусмотреть взрывобезопасную оболочку исполнения РВ только для блока питания, а главный блок ГБ и блок индикации БИ с клемными сборками для внешних соединений можно располагать в оболочке исполнения РО;
- блоки питания и блоки индикации универсальны и могут использоваться как в пульту так и в блоках управления без дополнительного изменения как этих блоков, так и схемы их соединений;
- в качестве «единицы» во входах и выходах микроконтроллера воспринимаются, в основном, только импульсы определенной длительности и в определенное время, что гарантирует отсутствие «единицы» при выходе из строя как светодиодов, так и транзистора или тиристора оптоэлектронных приборов и при нарушении работы микроконтроллера (зависание или нарушение работоспособности портов), что гарантирует полный защитный отказ;
- в качестве устройства индикации могут использоваться цифровые индикаторы, в том числе и с бегущей строкой, или ЖК-дисплей, которые позволят выводить поименованное место отказа, что значительно сокращает время на его устранение, а для расширения функциональных возможностей могут, дополнительно, использоваться светодиоды;
- для редактирования и сохранения в энергонезависимой памяти EEPROM микроконтроллера 12 в дежурном режиме номера конвейера в линии (номера блока управления) номера ответвления (номеров пультов управления возглавляющих ответвление), всех выдержек времени используется один тумблер, который в рабочем состоянии разомкнут, и двумя кнопками, которые в рабочем состоянии используются по своему прямому назначению, причем величины отображаются на индикаторах как во время редактирования, так и могут быть проверены в дежурном режиме, а тип конвейера (скребковый или ленточный) и состав оборудования в комплекте этого конвейера (один или два датчика скорости, один или несколько магнитных пускателей) могу редактироваться и сохраняться в энергонезависимой памяти EEPROM микроконтроллера 12 в дежурном режиме при замкнутом другом тумблере (но возможно использование, для этой цели, и первый тумблер), который в рабочем состоянии разомкнут, и теми же двумя кнопками, которые в рабочем состоянии используются по своему прямому назначению, причем величины отображаются на индикаторах как во время редактирования, так и могут быть проверены в дежурном режиме, что значительно сокращает время на наладку аппаратуры в шахтных условиях;
- даже при малой длительности причины, вызвавшей аварийное отключение, предусматривается индикация о ней длительностью, достаточной для осознания обслуживающим персоналом (3-5 сек.), причем указывается неисправность не только внешних устройств, но и конкретного блока внутри аппарата, что значительно ускоряет время на ликвидацию отказа, увеличивает наработку между отказами механического и электрического оборудования конвейера;
- предложенный комплекс позволяет отключать с пульта управления как всю линию одновременно, так и по одному или по несколько конвейеров начиная с последнего, вплоть до первого, что значительно улучшает эксплуатационные характеристики механического и электрического оборудования;
- имеется возможность использования комплекса, без коренных изменений аппаратной части, для управления двухцепными скребковыми конвейерами и ленточными конвейерами с контролем пробуксовки, для чего достаточно добавить в аппаратную часть блоки для управления двумя магнитными пускателями;
- представляется возможность статистического учета времени работы, количество и причины аварийных отключений каждого конвейера в линии и выдачу этих данных на пульт управления, что позволит эффективно организовывать техническое обслуживание оборудования;
- имеется возможность передачи с пульта управления на диспетчерский пункт информации о состоянии всех конвейеров, управляемых с этого пульта, а, при необходимости, и управления конвейерной линией с диспетчерского пункта;
- для ввода в работу, отладки и обслуживания не требуется высококвалифицированный обслуживающий персонал и применения специальных средств, достаточно убедится, что питающее напряжение находится в допустимых пределах, а все нарушения выводятся блоком индикации во время обычной проверки работоспособности комплекса.
Проведенные испытания макетных образцов предложенного комплекса автоматизированного управления конвейерами подтвердили достижение требуемого технического результата и правильность выбора принципиальных схем.