Система шахтной телемеханики с временным разделением каналов и дистанционным питанием Советский патент 1983 года по МПК H04B3/50 

Изобретение относится к шахтным телемеханическим системам, с временным разделением каналов и может быть использовано для дистанционного включения и отключения с диспетчерского пункта шахтных технологических объектов, и объектов шахтной автоматики.

Известно устройство шахтной телесигнализаций, предназначенное для передачи информации с контролируемого пункта на пункт управления при одновременно дистанционном питании аппаратуры контролируемого пункта по двухпроводной линии связи, содержащее на пункте управления источник пере менного тока, бесконтактный распределитель, диодный мост, делитель напряжения, диод,на контролируемом пунктебесконтактный распределитель, диодный мост и делитель напряжения, а также двухпроводную линию связи,- соединенную с диагоналями диодных мостов „пункта управления и контролируемого пункта и клеммами источника переменного тока, причем в один из проводов линии связи на пункте управления включен диод, делители напряжения на пункте управления и контролируемом пункте подключены к ьотнусовой вершине и к смежной одноименной вершине соответствующего диодного моста, а средние точки делителей напряжения подключены к счетным входам бесконтактных распределителей, а на контролируемом пункте - блок двухпозиционных датчиков и согласующий г рзистор, который последовательно с контактами датчиков включен-параллельно нагрузке диодного моста Cl

Однако, так как данное устройство шахтной телесигнализации имеет дистанционное питание контролируемого пункта по двухпроводной линии связи, то передача информации возможна толь- ко в одном направлении: от контролируемого пункта к пунйту управления, где находится источник питания. Если расположить источник питания на пункте, где находится блок датчиков, то данное устройство телесигнализации не будет функционировать. Таким образом, устройство щахтной телесигнализации, наряду с положительными свойствами дистанционного питания, не может выполнить функции телеуправления по следующим причинам. Резистор, формирующий токовый сигнал в линии связи, в данном случае не разделяется от источника питания линий связи, а подключается при подаче сигнала непосредственно параллельно источнику, что не вызывает изменений в линии связи.

При включении данного резистора в линию связи он снижает энергетические возможностичсистеьфл, так как увеличивает падение напряжения обеих полуволн в линии связи, что снижает дальность действия устройства.

При телеуправлении нагрузка диодного моста контролируемого пункта резко меняется за счет включения энергоемких потребителей - электромагнитных управляющих реле, что требует повьшения напряжения источника дистанционного питания. К тому же увеличение нагрузки при включении рала приводит к значительному увеличению тока в линии связи, которое может превысить его сигнальное значение и вызвать срабатывание управляющих реле по соседним каналам.

Цель изобретения - обеспечение двухсторонней передачи, сигналов с одновременным снижением напряжения источника питания.

Цель достигается тем, что в систему шахтной телемеханики с временным разделением каналов и дистанционным питанием, содержащую на пункте управ;ления источник переменного тока, бес;контактный распределитель, диодный мост, делитель напряжения, диод, на контролируемом пункте - бесконтактный распределитель, диодный мост, делитель напряжения, а также двухпроводную линию связи, соединенную с диагоналями диодных мостов пункта управления и контролируемого пункта и клеммами источника переменного тока, причем в один из проводов линии связи на пункте управления включен диод, делители напряжения на пункте управления и Контролируемом пункте подключены к минусовой вераиине и к смежной одноименной вершине соответствующего диодного моста, а средние точки делителей напряжения подключены к счетным входам бесконтактных распределителей, введены на пункте управления ключи управления, кнопка пуска, два дополнительных транзистора, три резистора и инвертор, а на контролируемом пункте - тиристорный оптрон, диоД, два резистора, регулируемый .резистор, электромагнитные реле и элементы их -включения, при этом на пункте управления первый резистор подсоединен параллельно диоду, эмиттеры дополнительных транзисторов подключены к минусовой вершине диодного моста, коллектор первого дополнительного транзистора через третий резистор подсоединен к вершине диодного моста, к которой подключен и делитель напряжения и через второй резистор к базе второго дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к катоду диода, выходы бесконтактного расп зеделителя через ключи управления и кнопку пуска соединены со входом инвертора и входом запрета счета бесконтактного распределителя, ;выход инвертора соединен с базой первого дополнительного транзистора, а на контролируемом пункте в плечо ди-, дного моста для пропуска сигнала управления включен светодиод тиристорного оптрона,- катоД которого через регулируемый резистор подключен 5 к минусовой вершине диодного кюста, анод тиристора оптрона подсоединен к плюсовой вершине моста, катод тиристора оптрона подключен к входу запрета счета бесконтактного распреде- Ю литаля, через диод - к первым выводам обмоток электромагнитных реле и через первый резистор - к минусовой вершине моста, параллельно тиристо ру оптрона и диоду подсоединен вто- 15 рой резистор, выходы бесконтактного распределителя, подключены ко входам соответствукяцих элементов включения электромагнитных реле, причем вторые выводы обмоток электромагнитных ре- 20 ле соединены через соответствующие элементы включения электромагнитных реле с минусовой вершиной диодного моста.

На чертеже приведена структурная 25 электрическая схема предложенной системы.

Система содержит на пункте управления источник перегленного тока 1, . бесконтактный распределитель 2, диод-,,, ный мост 3, делитель напряжения 4, диод 5, а на контролируемом пункте бесконтактный распределитель 6, диодный мост 7, делитель напряжения 8, а также двухпроводную линию связи 9.На пункте управления введены ключи уп- равления 10, кнопка пуска 11, два дополнительных транзистора 12 и 13, три резистора 14, 15, 16 и инвертор 17, а на контролируемом пункте - тиристорный оптрон 18,. диод 19, два 40 резистора 20 и 21, регулируемой резистор 22, электромагнитные реле 23 и элементы включения 24 реле.,

Шходные кпеммл источника переменного тока обозначены позициями А и В.45

Источник постоянного тока на выпрямляющей диагонали моста обозначен

и in

. .

Распределители пункта управления и контролируегюга пункта выполнены jO ,на одной микросхеме -г десятичном |Счетчике с дешифратором. Псотающие выводы распределителей обозначены К1 и К2. Выводы распределителей обозначены следующим образом;55

Т - счетный вход,

Р - сброс,

Тр-запрет счета., Система работает следукшдам образом. Переменное напряжение от источника тока 1 подается одновременно на , диодный мост 3 пункта управления и через линию связи 9 - на диодный мост

7 контролируемого пункта. На пункте 5

управления выпрямленное напряжение с моста 3 фильтруется, стабилизируется и подается для питания электронного распределителя 2 и инвертора-17. Питание бесконтактного распределителя б на контролируемом пункте также осуществляется постоянным током с вы- т прямпяющёй диагонали моста 7.

Тактовыми импульсами для работы распределителей пункта управления и контролируемого пункта является одна из полуволн синусоидального напряжения, которая снимается с делителей напряжения 4 и 8 и подается, соответственно, на входы распределителей 2 и 6, которые работают синфазно и сийхронно, так как используются тактовые импульсы одного источника переменного тока 1. Управление объектё«-1И в шахтной телемеханике сводится К;поспёд6вательному включению исполнительных реле, контакты которых задействованы в цепях включения и выключения объектов. Таким образом, каждюму исполнительному реле может соответствовать временная позиция тактового импульса. Импульсный сигнал, прииюдаий на определенном такте, управляет включением своего исполнительного реле. Номер объекта и характер операции (включение или отключение ) устанавливается включением соответствующего ключа 10 на пункте управления. При отключенной кнопке пуска 11 напряжение питания, равное нулю подается на вход инвертора 17 и вход Тр распределителя 2, который работает в циклическом режиме. Плюс с выхода инвертора открываеттранзистор 12, через который проходит полуволна синусоидального напряжения в направлении от клдиимы А источника 1 на минус моста 3. .Нулевое напряжение, снимаемое с коллектора транзистора 12, через резистор 15 поступает на базу транзистора 13.и закрывает его. Переменный ток полуволны, следующий в направлении от клем1%з В к клемме А источника 1, проходит через диод 5 в прямом направлении, провод линии связи на плюс моста 7 контролируемого пункта, нагрузку моста, состоящую из схемы распределителя 6, минус ьюста и через второй провод линии связи на клемму А источ|{ика питания. В .обратной направлении ГОК проходит от клеммы А источника переменного тока 1 по проводу ли:НИИ связи, светодиод оптрона 18,включенный в плечо моста. Далее ток иде через нагрузку на минус моста, второй провод линии связи, резистор-14 и клемму В источника 1. Ток в линии связи в направлении от клеммы В к клемме А зависит от сопротивления линии связи RAC сопротивления на,грузки, Рц , которой является электри ческая схема распределителя 6. Ток линии связи в обратном направлении (. от Л к В ) зависит от Кд, R , и сопротивления управляющего резисто ра 14 К , если выполнено условие 3опт. И) где и - напряжение источника переменного тока 1, J - ток срабатывания тиристор ного оптрона 18, то тирис тор оптрона 18 находится в закрытом состоянии, плюс выпрямленного напряжения подается на обмотки электро магнитных реле 23 через резистор 21, сопротивление которого во много раз больше сопротивления ббмотки реле 23 Нулевое напряжение, снимаемое с катода оптрона 18, подается на вход запрета счета распределителя б, разрешая счет тактовых импульсов. Элементы 24, управляемые выходами распределителя б, поочередно открываются. Но поскольку ток в их коллекторной цепи практически отсутствует, ре ле 23 находится в отключенном состоя Если сопротивлением резистора 14 R, становится равно нулю и отношение то ток в линии связи по направлению от клеммы Л к В возрастает до значения, превы1иающего ток срабатывания оптрона 18. Для надежной работы устройства ток в линии связи должен уве личиваться примерно в два раза. В этом случае (Г Если R настолько велико, что не выполняется условие выражения (2) приданном напряжении питания, то параллельно нагрузке диодного моста 7 включается регулируемый,резистор 22 который уменьшает общее сопротивление нагрузки и обеспечивает ток сра батывания оптрона в первоначальный момент его включения. К тому же изме нением сопротивления регулируемого резистора 22 компенсируется изменени длины линии связи для выполнения условий выражения (. 3 ). Выполнение приведенных соотношений обеспечивает прохождение на конт ролируемый пункт сигнала управления, информационное сообщение которого соответствует его временной позиции. Рассмотрим прохождение управляюще го сигнала. Выбор объекта и характер операции определяется включением одного из ключей управления 10 на пунк те управления. При включении кнопки пуска 11 по тожительное напряжение с соответствующего вывода распреДелителя 2, например вывод п , что соответствует включению объекта, через замкнутые контакты ключа управления 10 и кнопки 11 поступает на вход инвертора 17 и вход запрета счета распределителя 2. Распределитель 2 прекращает счет тактовых импульсов и остается в положении, соответствующем временной позиции передаваемого си нала. Нулевой сигнал с выхода инвертора 17 закрывает транзистор 12, с коллектора которого полуволна А синусоидального напряжения через ограничительный резистор 15 подается на базу транзистора 13, ток обратного направления ( от В к А ) через диод 5 и открытый транзистор 13.проходил бы,, минуя нагрузку, на минус моста 3 и А источника 1, вызывая короткое замыкание в цепи источника 1. При закрытом транзисторе 13 ток в направлении от В к А через линию связи проходит на питание нагрузки,- подключенной к диагонали + - моста 7 на кoнтpoлиpye /юм пункте. Открытый транзистор 13 шунтирует резистор 14 при прохождении тока в линии связи по направлению от клеммы А к В. Ток линии связи через открытый транзистор 13 проходит на минус моста 3 и клемму В источника 1. Таким образом, из линии связи при подаче команды исключается сопротивление R-,, резистора 14. Ток полуволны, проходящей через светодиод оптрона 18, возрастает в два раза и открывается тиристор оптрона 18. Постоянное напряжение с плюсовой вершины моста 7, минуя резистор 21, подается на обмотки исполнительных реле. На катоде тиристора оптрона 18 появляется положительный потенциал, который подается на вход запрета счета распределителя б и останавливает его в положении, соответствующем временной позиции передаваемого сигнала. Одновременно открывается соответствующий элемент 24, срабатывает одно из реле 23, исполняя передаваемую команду. Так как распределители 2 и 6 работают синхронно и синфазно, цепь пита-, ния тиристора оптрона, включенного последовательно с реле 23 и элемента включения 24, формируется через те реле и элементы, которые соответствуют передаваемой команде. Остановка распределителя пункта управления осуществлена с целью более ПОЛНОГО -использования мощности ИСТОЧ-ника питания. Резистор 14 исключается из линии связи на все подачи команды (включения реле), что позволяет полностью использовать для питания нагрузки обе полуволны синусоидального напряя ения. К тому же остановка распределителя контролируемого пункта позволяет упростить схему устройства, так как остановка распределителя в момент появления управляютего сигнала в линии связи исключает такие традиционные дЛя временных систем элементы, как схемы совпадения и память триггеры ) для эапоминания сигнала на йремя полного цикла работы :распределителя.После подтверждения исполнения команды оператор выключает кнопку пуска 11. Нулевое напряжение через нормально замкнутый контакт подается на вход запрета счета распределителя 2 и вход инвертора 17. Транзистор 12 открывается, а. транзистор 13 закрывается, включая в линию связи резистор 14. Ток в направлении от клеммы А к клемме В, проходящий через светодиод оптрона 18, уменьшается в два-раза, но тиристор оптрона остается открытым. Так как с входа запрета счета распределителя 2 снято положительное напряжение, он продолжает счет тактовых импульсов и на определенном такте, .например О, подает команду на формирование отличительного признака синхрбнизирующего сигнала. На контролируемом пункте формируется синхроимпульс, который подается навход сброса распределителя б и приводит его в исходное положение О. Снима г. ется положительный сигнал с эл емента включения 24, он закрывается и разрывает цепь .питания тиристора оптрона р 18, который, закрываясь, снимает положительный сигнал с входа запрета счета распределителя 6. Реле 23 отключается. Разрешается счет тактовых импульсов, продолжая тем самым синхронную и синфазную работу рас-. пределителей. Устройство готово к передаче следующей команды.; : Диод 19 служит для развязки входа запрета счета распределителя 6 с обмотками -реле 23, Резистор 20 имеет большое сопротивление и служит для формирования устсэйчивого нулевого сигнала на входезапрета счета распределителя при закрытом тиристоре оптрона 18. Технико-экономические преимущества предлагаемого устройству заключаются в обеспечении подземной аппаратуры контролируемого пункта централизован-. ным питанием с поверхности по информационным проводам, что позволяет осуществлять управление объектами, независимо от состояния подземных источников питания и повышает общую надежность системы телемеханики}в возможности управления теми объектами, которые сами производят включение подзеимых источников питания, напримёр, высоковольтными ячейками управления фидерами подстанций, в повышении помехоустойчивости устройства, так как для выделения управляющего сигнала применяется тиристорный оптрон, работающий как пороговое устройство, и все помехи, создающие импульсы тока Ниже порога срабатыч ния оптрона не регистрируются на контролируемом пункте; в возможности снижения напряжения источника питания, что позволяет работать в пределах искробезопасных мощностей, так как информационный управляющий сигнал полиостью используется для нагрузки ( включение реле ); в упрощении аппаратуры, так как в устройстве отсутствуют как та ковые линейныеУЗЛЫ, а остановка рас- пределитёля контролируемого пункта делает возможным исключение из схемы таких узлов, как схема совпадений и устройство запоминания команд (триггеры).

СИСТЕМА lUAXT НО И ТЕЛЕМЕХАНИКИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ И ДИСТАНЦИОННЫМ ПИТАНИЕМ/ содержащая на пункте управления источник переменного тока, бесконтактный распределитель, диодный мост, делитель напряжения, диод, на контролируемом пункте - бесконтактный распределитель, диодный мост и делитель напряжения, а также двухпроводную линию связи, соединенную с диагоналями диодных мостов пункта управления и контролируемого пункта и клеммами источника переменного тока, причем в один из проводов линии связи на пункте управления включ.ен диод; делители напряжения на пункте управления и контролируемом пункте подключена к минусовой вершине и к смежной одноименной вершине соответствующего диодного моста, а средние точки делителей напряжения подключены к счетным входам бесконтактных распределителей, о т л и ч а ющая, с я тем, что, с целью обеспечения двухсторонней передачи сигналов с одновременным снижением напряжения источника питания, введены на пункте управления, ключи . ;управл€1ния, кнопка пуска, два дополнительных транзистора, три резистора и инвертор, а на контролируемеа пункте - тиристорный оптрон, диод, два резистора, регулируемый резистор, электромагнитные реле и элементы их включения, при этом па пункте управления первый резистор подсоединен параллельно диоду, эмиттеры дополнительных транзисторов подключены к минусовой ве адине диодного моста, коллектор первого дополнительного транзистора через третий резистор подсоединен к вермине диодного ьюста, к которой подключен и делитель напряжения, и через второй резистор - к базе второго дополнительного транзистора, коллектор которого подалючен к катоду диода, выходы бесконтактного распределителя через ключи упразле- $ ния и кнопку пуска соединены с входом инвертора и входом запрета счета 6ec-./j контактного распределителя, выход вертора соединен с базой первого до- ( полнительного транзистора, а на контролируемом пункте в плечо диодного 2 моста для пропуска сигнала управления включен светодиод тиристорного оптрона, катод которого через регулируемлй резистор подключен к минусовой вершине диодного кюста, анод тиГО ристора оптрона подсоединен к плюсовой вершине , катод тиристора 4 оптрона подключен к входу запрета 4 J счета бесконтактного распределителя, через диод - к первым выводам (Збмоток электромагнитных реле и через первый резистор - к минусовой вершине моста, параллельно тиристору оптрона и диоду подсоединен второй резистор, выходы бесконтактного распределителя подключены к входам соответствующих элементов включения электромагнитных реле, причем вторые выводы обмоток электромагнитных реле соединены черезсоответствующие, элементы включения электромагнитных реле с минусовой вершиной диодного моста.