Устройство для управления водоснабжением участка гидрошахты Советский патент 1986 года по МПК G05B19/418 

гч

Изобретение относится к аятс;;- ;: гизированному управлению ппоизволственными процессами,. :;сТ1ользова)о при управлен-и снабкслиг-ем низконапорной водой участков гидрошахты для смыва горной массы п:о безнапорнь м желобам и является усовершенствованием устройства по авт. ев о № 1115020,

Цель изобретения - расширение функциональных возмо;кностей устройства путем управления насосом -(уль-поводосборника.

На фиг, 1 представлена функи.иональная схема устройства; ня фиг,2 функциональная схема логическогО блока.

Устройство содержит блок 1 задатчиков5. датчик 2 давленияj первый 3 и втйрой 4 датчики расхода,, за;;;ат-чик 5 требуемого количества яоды, блок 6 сравнения, пороговые элементы 7-9, задатчик 10 промывки,, яле-менты ЗАПРЕТ 11-13; логический блок 14, блок 15 управления задвижкой, исполнительный орган 16 задвижки, блок 17 памяти, времязадаюдций блок 18 блок 19 индикации, пульт 20 управления, блок 21 регуляторов, блок 22 управления конвейером, элемент 23 коммутации., исполнительный орган 24 конвейерар задатчик 25 закрытия задвижки, блок 26 определения знака конвейер 27 и желоб 28„ Блок 14 содержит элементы ЕЕ 29, И 30 и ИЛИ 31 и элемент 32 задержки,. Кроме того, устройство содержит (фиг„1 к 2) пульповодосборник 33,, насос 34 с блоком 35 управления,, датчик ЗЬ уровней жидкости и датчик 37 критического уровня твердой массы, а в блок 14 дополнительно введены четыре элемента НЕ 29, четыре элемента И 30 и три элемента ИЛИ 31„

Объект управления работает следующим образом.

Из забоев шахты уголь транспортируется конвейером 27 к жело(5у 28, где производится дальнейшее са.мотечное гидротранспортирование угля (стрелками показано направленкц транспортирования). Водоснабжение, необходимое для гидротранспортироБания, обеспечивается управляемой за-движкой, установленной на трубопроводе, подключенном к cooTBeTCTiryiou iefi насосной системе. Работа коявейерп обеспечивается блоком 22 и органом

24,, Суть управления объектом заключ.иггся }j сиоевремениом обеспечении 1-,1Чнимально необходиггым ко,личеством ВОДЬ,, требуемой для горной Мсъссы вдоль желоба.

Основной режим работы устройства за,1 :1гючается в следующем,

(/кгнал„ соответствующий подаваемому для ,:з горной массы расходу воды от датчика 3 расхода воды, установленного н,а конвейере 27, поступает на задатчик 5, который вырабатывает сигнал, проп(5р1шональньш расходу угля и соответствующий необходимому количеству промывочной воды. Последний сигнап поступает через элемент 12 на второй вход блока 6 сравнения,, которьм вырабатывает сигкал рассогласования между подаваемым и треб-уе--ым расходами воды. Этот сигнал через элемент ЗАПРЕТ 11 поступает на блок 15 управления задвижкой, который совместно с исполнительным ор аном 16 задвижки отрабатывает дан,1ое рассогласование,, Таким образом, устанавливается минимально необходимый расход во,ды.

В с,пучае притока шахтных вод в пульповодосборник 33 или поступления г 1дросмеси от гидравлических забоев с низким содержанием твердого в путЕьповодосборнике 33 аккумулируется избыточная (для дальнейшего гидротранспортирования) вода„ И когда ее количество превылает установку по уровню Н,, , то ,цля смыва горной массы по желобу 28 значительно экоиомизпее использовать эту, воду, а

не г;-:дроэнергию с поверхности шахты. В этом случае задвилжа блокируется на закрытие, а для смыва включается рециркуляционный насос 34 от команд блока 35 з правления, на который поступают уставки с блока 14 логики.

Информационный сигнал Z, соответствующий работе конвейера 27, поступает на б,пок 14 логики с пульта 205 причем с такого его элемента, который уста.навливается в единичное полоасение при нажатии кнопки Пуск конвейера, сохраняется неизменным пос,пе этого вплоть до полного заДуска двигателя конвейера и во время етО работы, а обнуляется при отключении двигателя конвейера. Таким образом определяют сигнал Zj 3 1 - при нажатии кнопки Пуск конвейера на блок 21,т.е при необходимости включе( НИИ конвейера 27; 1 - при работе двигателя конвейера 27; О - при отключении двигателя конвейера 27. Аналоговый сигнал с датчика 4 ра хода угля поступает на пороговые эл менты 8 и 9, формирующие сигналы Z и Z, поступающие в блок логики, пр чем 1 при Q при Q Qij мин 1 при Q,, О ,0 при Qy О -сигнал от датчика 4 рас где Qy хода угля; -величина, пропорциональная минимальному количеству угля, ниже которо го нецелесообразно умень шать количество промывоч ной воды ввиду возможной забутовки желоба крупным кусками угля. Q(. , определяется в зависимости от гранулометрического состава горной .массы и ширины днища желоба. Сигнал Р с датчика 2 давления, установленного на трубопроводе, поступает на пороговый элемент 7, фор мирующий сигнал 7.. 0при Р РО 1при Р Р где Р - величина, пропорциональная минимально допустимому рабочему давлению в трубопроводе при закрытой задвижке При Р : Рр открывать задвижку дпя смыва горной массы нецелесообраз но, поскольку не будет обеспечиваться качественный смью. Величина Р определяется производительностью конвейера 27, гранулометрическим составом горной массы и диаметром водовода. 76 Сигналы ZQ и Z, сигнализирующие сигналы открытия или закрытия задвижки поступают с исполнительного органа 16 задвижки (например, с концевых выключателей задвижки) на блок 14. Пульт 20 управления предназначен также и для задания автоматического () или ручного () режима работы устройства и формирования одного из сигналов: промывки (А -1 или закрытия ) задвижки в ручном режиме при дистанционном управлении. Времязадаюпрнй блок 18 предназначен для формирования интервала (определяют абстрактный интервал необходимого времени промывки как t , величина которого пропорциональна средней -плотности гидросмеси и длине желоба) длительности промьшки. Промывка 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: Р ,(Z, V Z, л Z,) А, где Р - функция памяти совершенной промьшки, которая определена состоянием включения блока 17 памяти. По истечении времени промывки блок 18 формирует импульс К . Блок 18 выключается по истечении интервала С (началом отсчета является момент формирования Р) или при переключении устройства на ручной режим работы РТ° 3 А, , где с - сигнал с выхода элемента задержки, на вход которого поступил сигнал Г . Причем необходимо срабатывание по сигналу сначала блока 17, а затем блока 18. Это обеспечивает элемент 32 задержки, расположенный в блоке 14 в цепи t - элементзадержи -С 3(величина задержки определятся временем срабатывания блока 17). Функция памяти совершенной проывки хранится блрком 17. Назначение той функции в блокировке включения лока 18 в случае, если промывка уже ыла осуществлена и сформировалась ункция

Z, V

Z,

Функции включения и выключения памяти совершенной промывки (т.е;. блока 17) соответственно

Z, Л

Функция р.. учитывает сигнал Z

( поскольку конвейер может быть остановлен груженным (QU О и,соответственно Z-, 1). а при этом нет необ ходимости включать промьюку Если задвижка закрыта, то открыть ее с целью смыва горной массы целесо образно только в случае достаточност давления в трубопроводе (т.е. при 2, 0), в противном случае в блоке 14 формируется блокировочная функция Z, сигнализирующая о недостаточности гидроэнергии в системе 2иас Требуемое открытие задвижки производится (в автоматическом реяшме в случае Qj. 5 Qy д,ин поскольку может возникнуть условие Z Z л z, 1, а при этом необходимо вести про мывку заданным количеством воды, есл .конвейер находится в рабочем состоянии и если не сложилась функция блокировки Zg. При этом в блоке 14 формируется сигнал Z , А Z Л А Z л который поступает на элемент ЗАПРЕТ 12, вход которого подключен к выходу задатчика 5, разрешая прохождение задающего сигнала, пропорционапьно-го расходу твердого, в блок 6 сравнения .и далее сигнал рассогласования посту пает через элемент 11 в блок 15, который совместно с органом 16 отрабатывает данное рассогласование. Таким образом, при формировании Zy 1 устройство устанавливает расход воды для смыва горной массы по желобу, соответствующий требуемому (т.е. пропорционапьньй количеству транспортируемого конвейером твердого) . Закрытие задвижки производится в автоматическом режиме работы устройства, если проведена промывка желоба

и отключен конвейер или при сокращении количества транспортируемого твердого на конвейере до нуля и если была проведена проминка, либо в ручном режиме при соответствующего тумблера (сигнал А 1) на пульте ручного управления

Z,)

(Z, V

нас

Z, Л

V А,, Л

А,

Л

А

а Сигнал Zo поступает на элемент о ЗАПРЕТ 12, вход которого подключен к выходу задатчика 25, разрешая прохождение соответствующего закрытию задающего сигнала в блок 6 сравнения. Промывка же1лоба производится в ручном режиме (при нажатии соответствующего тумблера на пульте 20, т.е. А 1) ив автоматическом при отсутствии блокировочного сигнала Zg и если включилось реле промывки. либо если Q «с Qq и рабо тает конвейер 9 СР-Г А Z л А„ V А„ л А, П q Сигнал Zq необходимости поступает на первьш вход соответствующего элемента 3MIPET 12 второй вход которого подключен к выходу задатчика 10, разрешая прохождение сигнала от задатчика 10 (это ручной задатчик сигнала, поэтому можно при необходимости корректировать промывочный расход воды как в ручном,так и в автоматическом релдаме) 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, Z , Л Z ZQ Л Z,, где Z,j сигнал положительности сигнала рассогласования, формируемый блоком 6 и означающий необходимость дальнейшего открытия задвижки. Элемент 11, на вход которого поступает сигнал Z(o , таким образом предохраняет от перерегулирования (например, от случая, когда задвижка открыта до конца, а блок формирует положительный сигнал рас согласования, соответствующий откр тию, что возможно, например, при утечках в трубопроводе). При запуске системы (объекта и системы управления), т.е. когда за движка закрыта, а конвейер необход мо запустить (оператор нажал кнопк Пуск конвейера на пульте 20 упра ления конвейером) , следует блокиро вать импульс запуска, поступаюпщй с пульта 20 на блок 22 вплоть до момента, пока расход промывочной воды не достигнет требуемого значе ния (т.е. пока отрабатьшается рассогласование, определяемое блоком сравнения), потому что в противном случае может произойти забутовка твердым в начале желоба (если до включения конвейер был груженным). Эту блокировку при запускеосуществляет элемент ЗАПРЕТ 13, которьй от крывается (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 элементом 23 с нормально разомкнутым контактном реле включения конвейера, который бывает замкнут при работе транспортера . На вход блока 19 индикации, пред назначенного для отображения аналоговых и дискретных сигналов (унифицированных) , непрерьтно Поступают сигналы, отображение которых возмож но на основе применения широко известных средств индикации. В случае, когда в пульповодосбор нике собралось достаточное количест во избыточной воды, устройство блокирует работу задвижки и управляющих ею блоков и включает рециркуляционный насос. Датчик 36 уровней жидкости вьздает два сигнала 1 при Ы ti 0при Н - Н„„ц 1при Н О при Н Н . 76 .где Н,Н уровни заполнения водой емкости пульповодосборника 33, соответственно текущий, минимальный и максимальный. Формирование сигнала Z, свидетельствует о том, что в пульповодосборнике 33 собралось достаточное количество избыточной воды, при котором целесообразно осуществлять смьш горной массы с использованием насоса 34. Фop шpoвaниe сигнала свидетельствует о том, что уровень воды :в пульповодосборнике достиг верхнего значения и включить Hdcoc 34 необходимо, чтобы избежать переполнения емкости пульповодосборника 33 водой, поступающей от задвижки смьш а. Датчик 37 формирует значение сигнала Z,4 критического уровня твердой массы. Это такой уровень, вьше которого гидротранспортная установка не в состоянии дозировать твердую массу и воду в требуемой для гидротранспортирования концентрации. Уровень осажденной твердой массы в емкости пульповодосбопника 33 критический, когда разница между уровнем воды и уровнем твердого не больше 10-30 см (в зависимости от объема емкости пульповодосборника). При формировании сигнала Z использовать насос 34 нельзя, так как возникает опасность забутовки емкости пульповодосборника 33 твердым. Блок 35 включает насос 34, если на его вход поступает команда 7, (отключает, если команда Z(g ) и форMiipyeT сигнал ,, сигнализирующий о включении насоса 34, причем Z,5 (Z, Л Z, V Z,, ) Л Z,; Z,g (Z ,4 V Z,, V Z,.) A P. При формировании команды Z кировка открытия задвижки осуществлятся формированием сигналов Z, Z Z, -gj учитывающих зна.чение Z , .е. при Z (,д(, 1 формируется зна7 7 - 1 и Zg О, что приZ,g Ajj одит к закрытию задвижки и к вклюению по команде Z, насоса 34. Последовательность выполнения укаанных логических функций следующая. сли сформирована команда 2,5 1, то происходит включение насоса 34, при этом 1, что приводит к формированию Z U Значение Zg 0 формирует значения U q q S значение сигнала Z gj, после осув ествления промывки желоба 28 устанавливает Zg 1 и задвижка закрьша,ется5 т.е. сначала включается насос 345 а спустя время промывки закрывается задвижка, этим обеспечивается беспе- О ребойное водоснабжение при переводе системы на режим рециркулящга,, что характерно и при обратном переводе. При , 1 формируется команда Zg О и при необходимости про.мывки фор-. мируется команда (- - 1, Z 1, что определяет требуемое открытие задвижки, При этом выключается насос и отработка функций Z- ., Z логична описанной, Формула изобретения Устройство ДЛЯ управления водоснабжением участка гидрошахты по авт св. № 1115020, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройст ва путем управления насосом пульпово досборника, оно дополнительно снабже зо

но датчиком уровней жидкости и. датчиком критического уровня твердой массы, установленными в пульповодосборнике, и блоком управления насосом, а в логический блок введе:ны четыре элемента НЕ,- четыре элемента И и три элемента ИЛИ, выход блокэ. управления насосом подключен к третьеодиннадцатый элемент НЕ - с первым входом пятнадцатого элемента И, выход блока управления насосом соеди- нен с вторым входом пятнадцатого элемента И, вькод которого соединен с вторым входом девятого элемента ИЛИ, а выход седьмого элемента И соединен с. первым входом девятого элемента ИЛИ, му входу пятого элемента ИЛИ, третий выход пульта управления и первый выход датчика уровней жидкости соединены соответственно с первым и вторым входами двенадцатого элемента И, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ, второй выход датчика уровней жидкости соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом тринадцатого элемента И, выход датчика критического уровня твердой массы через восьмой элемент НЕ соединен с вторым входом тринадцатого элемента И, выход которого подключен к первому входу блока управления насосом, выход датчика критического уровня твердой массы соединен также с первым входом восьмого элемента ИЛИ, первый и второй выходы датчика уровня жидкости через девятьм и десятый элементы НЕ соединены соответственно с вторым и третьим входами во.сьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четырнадцатого элемента И, выход блока памяти соединен с вторым входом четьфнадцатого элемента И, выход которого соединен с вторым входом блока управления насосом и через

Изобретение относится к автоматизированному управлению производственными процессами, может быть использовано при управлении снабжением низконапорной водой участков гидрошахты для смыва горной массы по безнапорным желобам и является усовершенствованием изобретения по авт. св. 1115020. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем управления насосом пульповодосборника. Устройство дополнительно содержит датчики уровней жидкости и критического уровня твердой массы и блок управления насосом, а в логический блок введены ч 1тыре элемента И, три элемента ИЛИ и четыре элемента НЕ. При . образовании в пульповодосборнике дос-i таточного количества воды срабатывает датчик уровней жидкости и устройi ство блокирует работу задвижки и управляющих его блоков и включает на(Л сос. Блокировка насоса производится при осаждении в пульповодосборнике твердой массы критического уровня по сигналу соответствующего датчика. 2 ил. К) ел оо а