Устройство для управления водоснабжением участка гидрошахты Советский патент 1984 года по МПК G05B19/418 

второму входу блока регуляторов, выходы четвертых элементов И и НЕ через четвертый элемент ИЛИ - к третьему входу первого элемента И, выход седьмого элемента И через восьмой элемент НЕ соединен с первым входом восьмого элемента И и вторым входом третьего элемента И, третий вход которого подключен к выходу шестого элемента НЕ, а четвертый вход - к второму выходу пульта управления, первому входу девятого элемента И и второму входу восьмого элемента И, выходы пятых элементов И и НЕ.через пятый элемент ИЛИ соединен с вторым входом девятого элемента И, третий вход которого соединен;; с выходом блока памяти, а выход - с первым вхдом второго элемента ИЖ, соединенго вторым входом через десятый элемент И с первым и пятыми выходами пульта управления, а выходом - с

первым входам одиннадцатого элемента И и через Девятый элемент НЕ с третьим входом восьмого элемента И, четвертый вход которого соединен через шестой элемент ИЛИ с выходом шестого элемента И и вторым выходом времязадающего блока, а выход с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого через двенадцатый элемент И соединен с первым и шестым выходами пульта управления, третий вход шестого элемента И подключен к выходу седьмого элемента НЕ, вход третьего элемента НЕ подключен через седьмой элемент ИЛИ к выходу одиннадцатого элемента И, соединенного вторым входом с первым выходом блока регуляторов и вторым входом седьмого элемента И, и к выходу тринадцатого элемента И,соединенно го с вторым выходом блока регуляторов и с выходом блока определения знака.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЕМ УЧАСТКА ГОДРОШАХТЫ, содержащее первый и второй датчики расхода и датчик давления, логический блок, содержащий элемент задержки, элемент ИЛИ, первый и второй элементы НЕ, первый и второй элементы И, первый выход пульта управления подключен к первому входу элемента ИЛИ, первый выход времязадающего блока - к первому входу блока памяти и входу элемента задержки, выход элемента задержки через элемент ИЛИ подключен к первому входу времязадающего блока, первьй выход первого элемента И соединен с вторым выходом пульта управления, второй вход через первый элемент НЕ - с выходом блока памяти, а выход - с вторым входом времязадающего блока, блок регуляторов и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок задатчиков, пять элементов ЗАПРЕТ, блок сравнения, элемент, коммутации, три noporoHJx элемента и блок определения знака, а в логичер-. кий блок введены семь элементов НЕ, одиннадцать элементов И и шесть элементов ИЛИ, первый, второй и третий выходы блока задатчиков подключены соответственно через первый, второй и третий элементы ЗАПРЕТ к первому входу блока сравнения, выход которого через четвертый элемент ЗАПРЕТ соединен с первым входом, а через пятый элемент ЗАПРЕТ - .с вторым входом блока регуляторов, второй вход первого элемента ЗАПРЕТ подключен к выходу третьего элемен§ та И, вторые входы второго и (Л третьего элементов ЗАПРЕТ подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов ИЛИ, шлход третьего элемента НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента ЗАПРЕТ, входы четвертого и пятого элементов |НЕ, первые входы второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с третьим выходом пульта управления, выход датчика давления через первый пороговый элемент подключен к первому входу седьмого элемента И, выход первого датчика расхода подключен через второй пороговьй элемент к входу шестого элемента НЕ « второму входу шестого элемента И, а через третий пороговый элемент - к вторым входам четвертого и пятого элементов И, к входам второго и седьмого элементов НЕ, четвертый выход пульта управления подключен к второму входу пятого элемента ЗАПРЕТ, а через коммутационный элемент - к

Изобретение относится к области автоматизированного управления производственными процессами и может бьпь использйвано при управлении снабжением низконапорной водой учас ков гидрошахты для съыва горной мас сы по безнапорным желобам. Известна следящая система, содер жащая элемент сравнения, к первому и второму входам которого подключены соответственно задатчик и датчик регулируемой величины, блок усилителей, выходы которого соединены соответственно с входами блока опре деления знака скорости и с обмотками управления шагового двигателя, который механически соединен с датчи ком шагов и через объект регулирования с датчиком регулируемой величины, коммутатор, один из входов и выходов которого подключены соответ ствённо к выходам датчика шагой и входом блока усилителей, блок задания программы и логический блок, первые входа которых подключены к выходу элемента сравнения, первый и третий выходы блока задания програм №1 соединены соответственно с вторым третьим и четвертым входами логического блока, к пятому и шестому входам которого подключены соответственно выходы блока определения знака скорости, первьй, второй и третий выходы логического блока соединены соответственно с другими входами коммутатора, четвертый выход логического блока подключен к второму входу блока задания программы, к другим входам которого подключены соответственно выходы датчика шагов С 1 . Однако известная система предназначена для качественной отработки задающего воздействия и не может реализовать предлагаем 1й метод управления водоснабжением. Наиболее близким к изобретению по технической супщости является устройство для управления гидротранс- портной установкой, содержащее блок датчиков, первый выход которого соединен с первым входом логического блока, выход и второй вход которого подключены к первому входу и выходу блока памяти, второй выход которого подключен к первому входу 3. 11 блока индикации, соединенного вторым входом с вторым выходом блока датчиков, третий выход и второй вход блока памяти подключены к входу и вы ходу блока сопряжения, а также пульт оператора, первый выход которого через блок управления соединен с вхо дом блока исполнительных механизмов второй выход - с третьим входом блока индикации, третий выход - с треть им входом логического блока, времязадающий блок, формирователь команд блок переключения, первый вход которого подключен к первому входу фор мирователя команд и к четвертому выходу блока памяти, а выход через последовательно соединенные времязадающий блок и формирователь команд - к третьему входу блока памяти, третий вход формирователя команд подключен к третьему выходу бло ка датчиков, а второй выход - к второму входу блока управления, второй выход блока переключения соединен с четвертым выходом пульта oneратора и четвертым входом блока памя ти, второй выход времязадающего блсУка подключен к четвертому входу логического блока L21. Однако и это устройство неприменимо для управления водоснабжением участка гидрошахты, посксхпьку не .учитывает ряд существенных факторов (давление в ставе, текущий и требуемлй расход воды, необходимые уставки, пороговые значения велцчин, работу конвейера, соотношения которых с необходимыми блокировками опре деляют управление водоснабжением. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управлени водоснабжением участка гидрошахты, содержащее первый и второй датчики расхода и датчик давления, логический блок, содержащий элемент задерж ки, элемент ИЛИ, первый и второй элементы НЕ, первьй и второй элементы И, первый И11ХОД пульта управления подключен к первому входу эле мента ИЛИ, первый выход времязадающего блока - к первому входу блока памяти и входу элемента задержки, выход элемента задержки через элеме ИЛИ подключен к первому входу время задающего блока, первый выход первого элемента И соединен с вторым выходом пульта управления, второй вход через первый элемент НЕ - с выходом блока памяти, а выход - с вторым входом времязадающего блока, блок регуляторов и блок индикации, введены блок задатчиков, пять элементов ЗАПРЕТ, блок сравнения, элемент коммутации, три пороговых элемента и блок определения знака, а в логический блок введены семь элементов НЕ, одиннадцать элементов И и шесть элементов ИЛИ, первый, второй и третий выходы блока задатчиков подключены соответственно через первый, второй и третий элементы ЗАПРЕТ к первому ВХ.ОДУ блока сравнения, выход которого через четвертый элемент ЗАПРЕТ соединен с первым входом,-а через пятый эдемент ЗАПРЁТ - с вторым входом блока регуляторов , второй вход первого элемента ЗАПРЕТ подключен к выходу третьего элемента И, вторые входы второго и третьего элементов ЗАПРЕТ подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов ИЛИ, выход третьего элемента НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента ЗАПРЕТ, входы четвертого и пятого элементов НЕ, первые вход{ 1 второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с третьим выходом пульта управления , выход датчика давления череэ первый пороговьй элемент подключен к первому Bxdfty седьмого элемента И, выход первого датчика расхода подключен через второй пороговый элемент к входу шестого элемента НЕ и второму входу шестого элемента И, а через третий пороговый элемент - к вторым входам четвертого и пятого элементов И, к входам второго и седьмого элементов НЕ, четвертый шлход пульта управления подключен к второму входу пятого элемента ЗАПРЕТ, а через коммутационный элемент - к второму входу блока регуляторов, выходы четвертых элементов И и НЕ через четвертый элемент ИЛИ - к третьему вз4оду первого элемента И, выход седьмого элемента И через восьмой элемент НЕ соединен с п ервым входом восьмого элемента И и вторым входом -третьего элемента И, третий вход которого под- , ключен к выходу шестого элемента НЕ, а четвертый вход - к второму выходу пульта управления, первому входу

девятого элемента И и второму входу восьмого элемента И, выходы пятых элементов И и НЕ через пятый элемент ИЛИ соединен с вторым входом девятого элемента И, третий вход которого соединен с выходом блока памяти, а выход - с первым входом второго элемента ИЛИ, соединенного вторым входом через десятый элемент И с первым и пятым выходами пульта управления, а выходом - с первым входом одиннадцатого .элемента И и через девятый элемент НЕ - с третьим входом восьмого элемента И, четвертый вход которого соединен через шестой элемент ИЛИ с выходом шестого элемента И и. вторым выходом времязадаю- нии щего блока, а выход - с первым вхо дом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого через двенадцатый эле мент И соединен с первым и шестым выходами пульта управления, третий вход шестого элемента И подключен выходу седьмого элемента НЕ, вход третьего элемента НЕ подключен через седьмой элемент ИЛИ к выходу одиннадцатого элемента И, соединен ного вторым входом с первым выходо блока регуляторов и вторым входом седьмого элемента И, и к выходу тринадцатого элемента И, соединенного с вторым выходом блока регуля торов и с Выходом блока определения знака. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 функциональная схема логического блока. Устройство содержит блок I задат чиков, датчик 2 давления, первый 3 и второй 4 датчики расхода, задатчик 5 требуемого количества воды, блок 6 сра:внения, пороговые элементы 7-9, задатчик 10 промывки, элементы ЗАПРЕТ 11-13, логический блок 14, блок 15 управления задвижкой, исполнительный орган 16 задвижки, блок 17 памяти, времязадающий блок 18, блок 19 индикации, пульт 20 управления, блок 21 регуля торов, блок 22 управления конвейером, элемент 23 коммутации, исполнительный орган 24 конвейера, задат чик 25 закрытия задвижки, блок 26 определения знака, конвейер 27 и желоб 28. Блок 14 содержит элементы НЕ 29, элемент И 30, элементы ИЖ 31, элемент 32 задержки.

Объект управления работает следующим образом.

Из забоев шахты уголь транспортируется конвейером 27 к желобу 28, где производится дальнейшее самотечное гидротранспортирование угля (стрелками указано направление транспортирования . Водоснабжение, необходимое для гидротранспортирования, обеспечивается управляемой задвижкой, установленной на трубопроводе, подключенном к соответствующей насосной системе. Работа конвейера обеспечивается блоком 22 и органом 24. Суть управления объектом заключается в своевременном обеспечеминимально необходим ш количеством воды, требуемой для скыва горной массы вдоль желоба. Основной режим работы устройства заключается в следующем. Сигнал, соответствующий подаваемому для смыва горной массы расходу воды от датчика 3 расхода (воды), установленного на трубопроводе, поступает на первый вход блока 6 сравнения. Сигнал с датчика 4 расхода (угля, например, электродинамических весов, установленного на конвейере 27, поступает на задатчик 5, который вырабатывает сигнал, пропорциональный расходу угля и соответствующий необходимому количеству про№1вочной воды. Последний сигнал поступает через элемент 12 на второй вход блока 6 сравнения, который вырабатывает сигнал рассогласования между подаваемым и требуемым расходами воды. Этот сигнал через элемент ЗАПРЕТ 11 поступает на блок 15 управления задвижкой, который совместно с исполнительным органом 16.задвижки отрабатывает данное рассогласование. Таким образом устанавливается минимально необходимый расход воды. Информационный сигнал f , соответствукиций работе конвейера 27, поступает на блок 14 логики с пульта 20, причем с такого его элемента, который устанавливается в единичное положение при нажатии кнопки Пуск конвейера, сохраняется неизменным после этого вплоть до полного запуска двигателя конвейера и во время его работы, а обнуляется при отключении двигателя конвейера. Таким образом определен сигнал Z,, 1 - при нажатии кнопки Пуск конвейера на блоке 2 1 , т.е. при необходимости включения конвейера 27; 1 - при работе двигателя конвейера 27; О - при отключении двигателя конвейера 27. Аналоговый сигнап с датчика 4 рас хода (угля поступает на пороговые элементы 8 и 9, формирующие сигналы Ел и Z , поступающие в блок логи ки, причем (I при Q о при Q ; при QU 0, о при Q О, где QU - сигнал от датчика 4 расход (угля); - величина, пропорциональная минимальному количеству угля, ниже которого не целесообразно уменьшать коли чество пром)1вочной воды вв ду возможной забутовки желоба крупными кусками угля Qumfvq определяется в зависимости от гр.анулометрического состава горной массы и ширины днища желоба. Сигнал Р с датчика 2 давления, установленного на трубопроводе, поступает на пороговый злемент 7, формирующий сигнал Z . ГО при Р РО Z t при Р4Р„ , где РО - величина, пропорциональная минимально допустимому рабочему давлению в трубопроводе при закрытой задвиж ке.ПриР Р открывать задвиж ку для смыва горной массы не целесообразно, поскольку не будет обеспечиваться качественный смыв.Величина Р определяется производительностью конвейера 27,гранулометрическим составом горной массы и диаметром водовода. Сигналы 7.Q и Z5, сигнализирующие положение, или сигналы закрытия задвижки поступают с исполнительного органа 16 задвижки (например, с концовых выключателей задвижки) на блок 14. Пульт 20 управления предназначен также и для задания автоматического ( или ручного ( режима работы устройства и формирования одного из сигналов: ( или закрытия ( задвижки в ручном режиме при дистанционном управлении. Времязадаюпщй блок 18 предназначен для формирования интервала (определим абстрактный интервал необходимого времени промывки как t , величина которого пропорциональна средней плотности гидросмеси и длине желоба) длительности промивки. HpoMiiBка осуществляется в автоматическом режиме работы устройства после прекращения работы конвейера, либо при сокращении количества транспортируемого твердого на конвейере до нуля. Функция включения времязадающего блока 18 следующая P;4Z,VZ,A2JAP,AA. где Pf - функция памяти совершенной промывки, которая определена состоянием включения блока 17 памяти. ; Блок 18 выключается по истечении интервала t (началом отсчета является момент формирования Р ) или при переключении устройства на ручной режим работы P tjVAc,, где tj - сигнал с выхода элемента задержки, на вход которого поступил сигнал f . Причем необходимо срабатывание по сигналу t сначала блока 17, а затем блока 18. Это обеспечивает элемент 32 задержки, расположенный в блоке 14 в цепи t - элемент задержки - tj ( величина задержки определяется временем срабатывания блока 17). Функция памяти совершенной проьывки хранится блоком 17. Назначение этой функции в блокировке включения блока 18 в случае, если промывка уже была осуществлена и сформировалась функция

Z, V Z А Zg

Функции включения и выключения памяти совершенной прокывки (т.е. блока 17) соответственно будут

Ph Z, А Ze

. Функция Ру учитывает сигнал -2, , поскольку конвейер может быть остановлен груженным (Qu О и соответственно Z0 1), а при этом нет необходимости включать промывку.

Если задвижйа закрыта, то открыт ее с целью смыва горной массы целесообразно только в случае достаточности давления в трубопроводе (т.е. при Ztt 0) , в противном случае в блоке 1А формируется блокировочная функция, 2g , сигнализирующая о недостаточности гидроэнергии в системе .

Zi| л Zg

Z6

Требуемое открытие задвижки производится (в автоматическом режиме в случае Qy РутГл поскольку может возникнуть условие Z л Z2A Z;, 1, а при этом необходимо вести про№1вку заданным количеством воды, если конвейер находится в рабочем , состоянии и. если не сложилась функция блокировки Zg. При этом в блоке 14 формируется сигнал Z

Z Zi2 л Z л Z AQ,

который поступает на элемент ЗАПРЕТ 12, вход которого подключен к выходу задатчика 5, разрешая прохождение задающего сигнала, пропорционального расходу твердого, в блок 6 сравнения, и далее сигнал рассогласования поступает через элемент 11 в блок 15, который совместно с органом 16 отрабатывает данное рассогласование. Таким образом, при формировании Z 1 устройство устанавливает расход воды для смыва горной массы по желобу, соответствующий требуемому (т.е. пропорциональный количеству транспортируемого конвейером твердого).

Закрытие задвижки производится в автоматическом режиме работы устройства, если проведена промашка желоба и отключен конвейер или при сокращении количества транспортируемого твердого на конвейере до нуля и если -была проведена промывка.

либо в ручнрм режиме при нажатии соответствующего тумблера (сигнал на пульте ручного управления

, 8(1vг,лгJ)лR,л-Ac vAзлAc

Сигнал Zg поступает на элемент ЗАПРЕТ 12, вход которого подключен к выходу задатчика 25, разрешая прохождение соответствующего закрытию задающего сигнала в блок 6 сравнения.

Промывка желоба производится в ручном режиме (при нажатии соответствующего тумблера на пульте 20,

т.е. А1 1) и в автоматическом при отсутствии блокировочного сигнала Zg и если включилось реле npoNbiBKH, либо если Q Qij Qurni« и работает конвейер

HY-(v24A2jA 3)Ai AAavAttAAq

Сигнал ZQ необходимости проьывки поступает на первый вход соответствующего элемента ЗАПРЕТ 12, второй вход которого подключен к выходу задатчика 10, разрешая прохождение сигнала от задатчика 10 (это ручной задатчик сигнала, поэтому можно при необходимости корректировать проьывочный расход воды как в ручном, так ив автоматическом режиме) на блок 6 сравнения и затем сигнал рассогласования поступает с блока 6 через элемент 11 на блок 15, Элемент ЗАПРЕТ 11 открыт (т.е. разрешает отработку заданного сигнала рассогласования, когда на его вход с блока 14 поступает. сигнал Z.

.1у2оЛ2;,4 f

где Z - сигнал положительности сигнала рассогласования, формируегуый блоком 6 и означающий необходимость дальнейшего открытия задвижки.

Элемент 11, на вход которого поступает сигнал Z/(g, таким образом предохраняет схему от перерегулирования (например, от случая, когда задвижка открыта до конца, а блок 6 формирует положительный сигнал рассогласования , соответствующий открытию, что возможно, например, при утечках в трубопроводе V

При запуске системы (объекта и систем.1 управления), т.е. когда задвижка закрыта, а конвейер необходимо запустить (оператор нажал кноп11.1

ку Пуск конвейера на пульте 20 управления конвейером, следует блокировать импульс запуска, поступающий с пульта 20 на блок 22 вплоть до момента, пока расход промывочной воды не достигнет требуемого значения ( т.е. пока отработается рассогласование, определяемое блоком 6 сравнения), потому что в противном случае может произойти забутовка твердым в начала желоба (если до включения конвейер был груженным). Эту блокировку при запуске осуществляет элемент ЗАПРЕТ 13, который открывается (нулевым сигналом от блока 6,.т.е. после отработки рассогласования) для прохождения пускового импульса с пульта 20 на блок 22 Однако, чтобы элемент 13 не нарушал дальнейшую работу пульта 20 и блока 22, он шунтируется элемен02012

том 23с нормально разомкнутым контактом реле включения конвейера, который а 1вает замкнут при работе транспортера.

5На вход блока 19 индикации,

предназначенного для отображения аналоговых и дискретных сигналов (унифицированных, непрерывно поступают сигналы, отображение которых

10 возможно на основе применения широко известных средств индикации.

На гидрошахтах в настоящее время питание участков водой осуществля15 ется при помощи систем и устройств диспетчерской связи без автоматического учета транспортируемого количества угля и требуемого количества воды, что обусловливает зна20 чительные потери воды и увеличивает тем самым себестоимость угля.

Фиг,1

AaAaAjAnfli tZ, ,

Фи&2