Устройство для защиты шахтной машины от аварийных режимов Советский патент 1988 года по МПК H02H7/08 

4

Фиг. /

Изобретение относится к автоматизации и может найти применение, например, для защиты шахтных, преимущественно многоагрегатных машин с использованием как контактных, так и параметрических датчиков контроля.

Цель изобретения - повышение надежности и расщирение функциональных возможностей.

На фиг. I изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - то же.

Устройство для защиты шахтной машины содержит блоки индикации нормального 1 и аварийного 2 состояний, реле 3 защиты, замыкающий контакт 4 которого подключен к клеммам 5 и 6 искробезопасной цепи 7 управления шахтной машины, блок 8 включения машины, кнопку 9 «Стоп, блок 10 разделения контроля, каналы 11 защиты с датчиками 12, 13 контроля (количество которых равно числу контролируемых параметров), блок 14 проверки исправности устройства, блок 15 контрольных импульсов, блок 16 защиты. При этом первые и вторые выводы блоков индикации нормального 1 и аварийного 2 состояний, включения машины, разрешения контроля, каналов защиты, проверки исправности устройства, контрольных импульсов, защиты соединены соответственно с клеммами 5 и 6 цепи 7 управления. Выход блока 10 разделения контроля соединен с первыми входами каналов защиты, выход блока контрольных импульсов через контактный датчик 12 соединен с вторым входом первого канала защиты, второй вход второго канала защиты через параметрический датчик 13 соединен с клеммой 6 цепи управления, выходы каналов защиты через блоки индикации аварийных состояний подключены к входу блока защиты.

Блок 10 разрешения контроля содержит диод 17 и пороговые элементы 18 и 19. Блок управления содержит резисторы 20- 23, конденсаторы 24, 25, диоды 26, 27, тиристор 28. Блок 14 проверки исправности устройства содержит диод 29, резистор 30 и кнопку 31 «Проверка. Каждый канал 11 защиты содержит полевой транзистор 32, конденсаторы 33, 34, резисторы 35-37, дио10

15

содержит транзисторы 71-73, диоды 74-76, резисторы 77-85.

Устройство работает следующим образом.

В первоначальном состоянии при отсутствии напряжения питания на шахтном магнитном пускателе 46 или при его наличии, но при разомкнутой кнопке 9 «Стоп все конденсаторы устройства разряжены, реле 3 защиты отключено, индикаторы 1, 2 не светятся.

При подаче напряжения питания на шахтный магнитный пускатель 7 или, если и оно имеется, при замыкании кнопки 9 «Стоп в первую очередь заряжаются отрицательной полярностью по отнощению к клемме 6 времязадающие конденсаторы 33 всех каналов защиты, входы которых имеют связь с вторым выходом блока 10 разреще- ния контроля. В результате разряда время- задающих конденсаторов 33 запираются полевые транзисторы 32 каждого канала защи- 20 ты. Положительной полярностью к клемме 6 заряжаются конденсаторы 24 и 63. Как только напряжение на конденсаторе 63 достигнет величины, необходимой для надежного срабатывания реле 3 защиты, резко вследствие положительной обратной связи включается блок 16 защиты пороговым элементом 61 и за счет накопленной энергии конденсатора 63 происходит процесс форсированного включения реле 3. В дальнейшем ток реле ограничивается резистором 57, но этот ток должен в несколько раз превышать ток удержания реле. Таким образом, происходит надежное включение реле 3 защиты и его удержание во включенном состоянии при относительно не- больщом потреблении энергии от искробез- опасного источника питания. Контакт 4 этого реле замыкается, индикатор 1 светится, свидетельствуя о готовности аппарата к работе. Аварийные индикаторы 2, количество которых может быть равно количеству каналов защиты, не светятся.

Каналы защиты, у которых отсутствует связь с вторым выходом блока 10 разрешения контроля, находятся в готовом к работе состоянии только при условии постоянно замкнутого контактного датчика 12, так как только в этом случае времязадающий кон25

30

35

40

ды 38, 39, стабилитрон 40, тиристор 41, 45 денсатор 33 заряжается через конденсатор

блок 8 включения машины содержит тиристор 42, датчики 43, 44, блок-контакт 45 шахтного магнитного пускателя 46. Блок 16 защиты содержит транзисторы 47-49, резисторы 50-57, диоды 58-60, пороговые элементы 61, 62, конденсатор 63.

Блок 16 защиты содержит узел 42 задержки на включение ключевого элемента при появлении напряжения питания и наличии команды от элемента 44 или 45 подачи команды на включения. Узел задержки на включение состоит из транзистора 64, конденсатора 65, диодов 66, 67, резисторов 68- 70. Кроме узла задержки блок 16 защиты

50

55

25 импульсами, формируемыми тиристором 28.

Проверка исправной работы всех узлов устройства производится при отсутствии команды на включение объекта путем нажатия кнопки 31 «Проверка, подключенной с общей точкой резистора 20 и диода 26 с помощью цепочки из резистора 30 диода 29. Снимают потенциал с второго выхода блока разрещения контроля и, следовательно, прекращается подзаряд времязадающих конденсаторов 33 каналов защиты. Они начинают разряжаться. Время заряда атих конденсаторов определяется постоянной време

10

5

содержит транзисторы 71-73, диоды 74-76, резисторы 77-85.

Устройство работает следующим образом.

В первоначальном состоянии при отсутствии напряжения питания на шахтном магнитном пускателе 46 или при его наличии, но при разомкнутой кнопке 9 «Стоп все конденсаторы устройства разряжены, реле 3 защиты отключено, индикаторы 1, 2 не светятся.

При подаче напряжения питания на шахтный магнитный пускатель 7 или, если и оно имеется, при замыкании кнопки 9 «Стоп в первую очередь заряжаются отрицательной полярностью по отнощению к клемме 6 времязадающие конденсаторы 33 всех каналов защиты, входы которых имеют связь с вторым выходом блока 10 разреще- ния контроля. В результате разряда время- задающих конденсаторов 33 запираются полевые транзисторы 32 каждого канала защи- 0 ты. Положительной полярностью к клемме 6 заряжаются конденсаторы 24 и 63. Как только напряжение на конденсаторе 63 достигнет величины, необходимой для надежного срабатывания реле 3 защиты, резко вследствие положительной обратной связи включается блок 16 защиты пороговым элементом 61 и за счет накопленной энергии конденсатора 63 происходит процесс форсированного включения реле 3. В дальнейшем ток реле ограничивается резистором 57, но этот ток должен в несколько раз превышать ток удержания реле. Таким образом, происходит надежное включение реле 3 защиты и его удержание во включенном состоянии при относительно не- больщом потреблении энергии от искробез- опасного источника питания. Контакт 4 этого реле замыкается, индикатор 1 светится, свидетельствуя о готовности аппарата к работе. Аварийные индикаторы 2, количество которых может быть равно количеству каналов защиты, не светятся.

Каналы защиты, у которых отсутствует связь с вторым выходом блока 10 разрешения контроля, находятся в готовом к работе состоянии только при условии постоянно замкнутого контактного датчика 12, так как только в этом случае времязадающий кон5

0

5

0

5 денсатор 33 заряжается через конденсатор

45 денсатор 33 заряжается через конденсатор

50

55

25 импульсами, формируемыми тиристором 28.

Проверка исправной работы всех узлов устройства производится при отсутствии команды на включение объекта путем нажатия кнопки 31 «Проверка, подключенной с общей точкой резистора 20 и диода 26 с помощью цепочки из резистора 30 диода 29. Снимают потенциал с второго выхода блока разрещения контроля и, следовательно, прекращается подзаряд времязадающих конденсаторов 33 каналов защиты. Они начинают разряжаться. Время заряда атих конденсаторов определяется постоянной време

ни времязадающего конденсатора 33 и резистора 35, причем в зависимости от необходимости время разряда конденсаторов разных каналов может отличаться. По мере разряда времязадающих конденсаторов 33 открываются полевые транзисторы 32 каждого канала, следовательно, открываются тиристоры 41 и засвечиваются светодио- ды блока индикации аварийного состояния каждого канала. В дальнейшем при отпускании кнопки 31 «Проверка время- задающие конденсаторы 33 вновь заряжаются, транзисторы 32 запираются, но тиристоры 41 остаются во включенном состоянии за счет проходящего через них постоянного тока.

При включении тиристора 41 через первый вход блока 16 защиты и диод 58 подается кбманда на отключение реле 3 защиты, при этом с помощью порогового элемента 62 блок 16 защиты скачком перехо0

разряда должен замкнуться контактный датчик 12, должны появиться импульсы напряжения, поддерживающие заряд времязадающих конденсаторов 33. При нормальном режиме работы мащины никаких других изменений не происходит до момента отключения. Если же в процессе работы произошло нарушение режима работы установки (разомкнулся контактный датчик 12 из-за неисправности насоса или отсутствия жидкости в нем, прекратились импульсы от одного

из параметрических датчиков 13 из-за заклинивания насоса или при потере фаз питающего напряжения), то через некоторое время открывается транзистор 32 соответ- 5 ствующего канала защиты, включается тиристор 41, блок 2 индикации аварийного состояния, отключается реле 3 защиты и своим контактом 4 отключает индикатор 1 и промежуточное реле 46 магнитного пускателя. Установка аварийно отключена с вы

Изобретение относится к области автоматизации и может найти применение, например, для защиты шахтных, преимущественно многоагрегатных машин, с использованием как контактных, так и параметрических датчиков контроля. Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Цель достигается введением в устройство блока 14 проверки устройства, блока 15 контрольных импульсов, блока 16 защиты. Ток реле 3 ограничивается резистором 57, но этот ток превышает в несколько раз ток удержания реле 3. Поэтому происходит надежное включение реле 3 и его удержание во включенном состоянии при относительно небольшом потреблении энергии от искробез- опасного источника питания. Каналы защиты находятся в готовом к работе состоянии только при условии постоянно замкнутого контактного датчика 12, так как только в этом случае времязадающий конденсатор 33 заряжается через конденсатор 25 импульсами, формируемыми тиристором 28. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. SS сл

дит в отключенное состояние раньще того 20 свечиванием причины аварийного отключе- момента, когда ток через обмотку реле 3ния. Резистор 20 устройства по величине

сопротивления должец быть гораздо больше возможной величины резистора, подключенного с целью удержать промежуточное реле 46 во включенном состоянии. Это условие необходимо для надежного отключения промежуточного реле 46 на случай пробоя элементов устройства.

Задержка в блоке 16 необходима для того, чтобы при подаче напряжения на устзащиты уменьщается до тока отпускания, что особенно важно при кратковременном перерыве питания схемы, например при кратковременном размыкании кнопки 9 «Стоп. При проверке должны высветиться светодио- ды блоков 2 индикации аварийного состояния всех рабочих каналов, с помощью проверки можно учесть тот факт, что удержание во включенном состоянии реле про25

межуточного шахтного магнитного пускате- зо роиство и при наличии команды на включение от элементов 44, 45 блок включения мащины некоторое время оставался отключенным для заряда конденсаторов 33 всех каналов защиты. При отсутствии этой задержки несколько каналов защиты могут

рается такой, чтобы напряжение в общей 35 переключаться в аварийное состояние при точке резистора 20 и диода 26 превышало подаче напряжения питания. Как только конденсатор 65 зарядится до порогового значения, полевой транзистор 64 закрывается, открывается транзистор 72, включая индикатор 1, и закрывается транзистор 73,

порога проводимости первого элемента 18. 40 открывая для элементов 44, 45 тиристор 42. Для возврата устройства в готовое к рабо- Аварийные индикаторы 2 не светятся. Таким

образом, устройство позволяет осуществлять защиту многоагрегатных машин или контролировать несколько параметров одного агрегата.

Формула изобретения . Устройство для зашиты шахтной, машины от аварийных режимов, содержащее блоки индикации нормального и аварийного состояний, блок защиты, искробезопасную

этом блок 8 производит закорачивание отри- ,,, цепь управления шахтной машины, кнопку цательной полярности в клемме 5 цепи уп- «Стоп, блок включения машины, блок равления по отношению к клемме 6, что разрешения контроля, при этом выводы приводит к включению реле 46 промежуточ- блока включения машины подключены соот- ного шахтного магнитного пускателя, и всеветственно к первой и второй клеммам

агрегаты машины включаются в работу.искробезопасной цепи управления шахтной

На втором выходе блока 10 разрешения конт- 55 машины через кнопку «Стоп, отличающееся роля отсутствует отрицательный потенциал. тем, что, с целью повышения надежности Времязадающие конденсаторы 33 каналов и расширения функциональных возможнос- защиты начинают разряжаться. За время тей, дополнительно введены каналы защиты

ля 46 происходит далека не при полном закорачивании отрицательного полупериода в клемме 5 к клемме 6 (приблизительно при отношении амплитуд 1:2). При проверке величина сопротивления резистора 30 выбинапряжение в этой точке при асимметрии в клеммах 6, 5, равной началу отпускания реле шахтного магнитного пускателя 46, но чтобы это напряжение было ниже

те состояние необходимо кратковременно (на несколько секунд) разомкнуть кнопку 9 «Стоп. При этом тиристоры 41 всех каналов защиты закрываются, и при последующем замыкании кнопки 9 схема приходит в готовое к работе состояние, как описано ранее. Команда на включение щахт- ной машины подается замыканием электродного датчика 43 на воду (на землю). При

45

25

45

с датчиками контроля, количество которых равно числу контролируемых параметров, блок проверки исправности устройства, блок контрольных импульсов, при этом первые и вторые выводы блоков контрольных им- пулсьов, разрешения контроля, проверки исправности устройства, защиты, индикации нормального состояния и каналов защиты соединены соответственно с первой и второй клеммами искробезопасной цепи управления шахтной машины, выход блока разрешения контроля соединен с первыми входами каналов защиты, выход блока контрольных импульсов через контактный датчик соединен с вторым входом первого канала защиты, соединен с второй клеммой искробезопасной цепи управления шахтной машины через параметрический датчик, выходы каналов защиты через блоки индикации аварийных состояний подключены к входу блока защиты, выход которого функционально связан с входом блока включения машины.

резистор соединен с коллектором второго транзистора, база второго транзистора через последовательно включенные восьмой резистор и третий диод в обратном направлении соединена с входом блока защиты. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок защиты содержит цепочку из последовательно соединенных четвертого диода в прямом направлении и девятого резистора, которая включена между входом блока

0 защиты и базой четвертого транзистора, коллектор которого соединен с затвором пятого транзистора, сток которого через десятый резистор соединен с базой щестого транзистора, эмиттер которого подключен к первому выводу блока защиты, параллельно

5 переходу эмиттер - база шестого транзистора включен одиннадцатый резистор, цепочка из последовательно соединенных двенадцатого, тринадцатого резисторов и пятого диода в прямом направлении включена меж0 ДУ первым выводом блока защиты и затвором пятого транзистора, общая точка соединения двенадцатого и тринадцатого резисторов через щестой диод в обратном направлении подключена к стоку пятого транзистора и через последовательно вклю5 ченные седьмой диод в обратном направлении и четырнадцатый резистор подключена к базе седьмого транзистора, коллектор которого через пятнадцатый резистор подключен к второму выводу блока индикации нормального состояния, эмиттеры четвертого.

0

седьмого транзисторов и исток пятого тран5

зистора подключены к второму выводу блока защиты, между базой и эмиттером четвертого и седьмого транзисторов включены соответственно щестнадцатый и семнадцатый резисторы, между затвором и истоком пятого транзистора включены параллельно соединенные восемнадцатый резистор и второй конденсатор, база щестого транзистора через девятнадцатый резистор и восьмой диод в обратном направлении соединена с вторым 0 выводом блока защиты, а через двадцатый резистор - с входом блока включения машины.