Устройство цифровой индикации положения сосуда шахтной подъемной машины Советский патент 1993 года по МПК B66B3/02 

Изобретение относится к горнорудным подъемникам и может быть использовано для индикации местоположения подъемного сосуда,

Известны устройства цифровой индикации положения сосуда шахтной подъемной машины. Недостатком данного устройства является низкая достоверность отображения информации о положении сосуда шихт- ной подъемной машины, из-за того, что при подъеме груза, реверсивный счетчик досчитывает до нулевого состояния и опрокидывается {высвечиваются все девятки) так как подъемный сосуд не достиг еще датчика ну-. левой площадки, вследствии вытягивания подъемного каната.

Наиболее близким из известных устройств является устройство приведенное Bf2.. .

Недостатком данного устройства является низкая достоверность отображения информации о максимально допустимой величине вытяжки каната, что может привести к напуску каната, а следовательно и к аварийной ситуации при управлении шахтной подъемной машиной.

Целью изобретения является повышение достоверности отображения информации с максимально-допустимой величине вытяжки каната при движении шахтной подъемной машины.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство цифровой индикации положения сосуда шахтной подъемной машины, со- держащее источник питания, датчик путевых импульсов, соединенный с первым входом реверсивного счетчика, первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и информационными входами первого и второго элементов памяти, причем декадные выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам блока цифровой индикации, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к управляющему входу реверсивного счетчика, выход перенасыщения которого подсоединен к синхронизирующему входу первого элемента памяти, причем инверсные выходы обоих элементов памяти подсоединены к индикаторам, а прямые выходы к соответствующим входам элемента ИЛИ, датчик точного сто- порения, соединенный с элементом НЕ, выход которого подключен к первому входу второго элемента памяти, введены блок задания максимально-допустимой вытяжки каната, токоограничивающий элемент, коммутатор, третий блок памяти, два элемента И, компаратор и инвертор, причем выходы блока питания подключены к обоих входам блока задания максимально-допустимой вытяжки каната, так же первый вывод через токоограничивающий элемент, а второй через коммутатор, подсоединены к первому входу третьего элемента памяти,

который через элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу установки в исходное состояние реверсивного счетчика и входу первого элемента памяти, прямой

0 выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выходы блока задания максимально-допустимой вытяжки каната подключены к первым входам компаратора, выход которого подключены к второму вхо5 ду второго элемента И, подключенного к третьему блоку памяти, кроме того выходы младших разрядов реверсивного счетчика подключены ко вторым входам компаратора.

0 Изложенная сущность изобретения поясняется на фиг.1 и фиг.2.

Устройство цифровой индикации положения сосуда шахтной подъемной машины (фиг.1) состоит из датчика путевых импуль5 сов 1, первый выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 2, второй выход с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, а третий выход с информационными входами первого и вто0 рого элементов памяти 4 и 5 соответственно. Разрядные выходы реверсивного счетчика 2 подключены к соответствующим входам блока цифровой индикации 6. Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 соеди5 цен с управляющим входом реверсивного счетчика 2, выход переноса которого подсоединен к синхронизирующему входу первого элемента памяти 4. Причем инверсные выходы элементов памяти 4 и 5 подключены

0 к индикаторам 7 и 8 соответственно, а прямые выходы к соответствующим входам элемента ИЛИ 9. Датчик точного стопорения 10 соединен с элементом Н Е 11, выход которого подключен к тактовому входу второго эле5 мента памяти 5. Выходы блока питания 12 подключены к обоим входам блока задания максимально-допустимой вытяжки каната 13. Так же первый вывод через токоограни- чиваюш.ий элемент 14, а второй вывод блока

0 питания 12 через коммутатора 15 подсоединены к первому входу третьего элемента памяти 16, выход которого через элемент НЕ 17 подключен к первому входу первого элемента И 18. Выход элемента И 18соеди5 нен с входами установки в исходное состояние реверсивного счетчика 2 и первого элемента памяти 4, Прямой выход элемента памяти 4 подключен к первому входу элемента И 19. Так же выходы блока задания максимально-допустимой вытяжки каната

13 соединены с первыми входами компаратора 20, выход которого подключен к второму входу второго элемента И 19. Выход элемента И 19 соединен с вторым входом третьего элемента памяти 16. Кроме того, выходы младших разрядов реверсивного счетчика 2 подключены ко вторым входам компаратора 20.

Датчик путевых импульсов 1 предназначен как для определения направления движения сосуда шахтной подъемной машины, так и для выдачи дискретных сигналов с частотой пропорциональной скорости движения сосуда. С первого выхода датчика путевых импульсов 1 поступают импульсы с дискретностью, например 0,01 М. При движении сосуда вниз от нулевой площадки на втором и третьем выходах датчика будут присутствовать сигналы 1 и О соответственно. Если же сосуд движется вверх от нижнего горизонта до нулевой площадки, то на втором и третьем выходах датчика путевых импульсов 1 появляются сигналы О и 1 соответственно,

Реверсивный счетчик 2 предназначен для определения положения подъемного сосуда в стволе, путем подсчета путевых импульсов, поступивших с первого выхода датчика путевых импульсов 1.

Блок цифровой индикации 6 предназначен для преобразования информации о пути, пройденном сосудом и максимально-допустимой вытяжки каната, представленной в двоично-десятичном коде в семисегментный код. а также для отображения этой информации цифровыми индикаторами.

Функциональная схема блока задания максимально-допустимой вытяжки каната 13 приведена на фиг.2. Блок 13 представляет собой узел, выполненный на коммутаторах 21 и резисторах 22. В качестве коммутаторов 21 могут быть использованы, например, микротумблеры или программные переключатели типа ПП8. При замыкании коммутатора 21 к соответствующему входу компаратора 20 поступает потенциал одного полюса блока питания 12, а при размыкании, через резистор 22, другого.

Компаратор 20 представляет собой логическую схему сравнения и может быть вы- полнен, например, на микросхемах К561ИП2.

Устройство, приведенное на фиг.1, работает следующим образом.

Перед началом работы устройства в блоке 13с помощью программных переключателей устанавливают максимально-допустимую вытяжку каната в зависимости от

глубины шахты, диаметра каната и величины допустимого груза.

При движении шахтной подъемной ма шины от начального положения вниз, на

втором и третьем выходах датчика путевых импульсов 1 присутствуют логические сигналы Г и О соответственно.

Предположим, что вниз опускается не загруженный подъемный сосуд.

0 С первого выхода датчика путевых импульсов 1 на счетный вход реверсивного счетчика 2 поступает дискретная информация о пути, пройденном сосудом. В это время на выходе логического элемента

5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 присутствует сигнал 1 так как на его первом входе имеется сигнал 1, а на втором - сигнал О, вслед- ствии наличия сигналов О на прямых выходах элементов памяти 4 и 5. Наличие на

0 управляющем входе реверсивного счетчика 2 сигнала Г разрешает работать ему на сложение. Индикаторы 7 и 8 гореть не будут, так как на вторых выходах первого и второго элементов памяти 4 и 5 будут сигналы 1,

5 что соответствует нормальной работе подъемной машины.

В свою очередь сигнал О с первого выхода первого элемента памяти 4 поступает на второй вход элемента И 19 который, в

0 следствии этого, блокирует прохождение сигнала с выхода компаратора 20 при про- хождении сосудом отметки, значение которой набрано в блоке задания максимально-допустимой вытяжки каната

5 13.

На приемной площадке нижнего горизонта подъемный сосуд загружается полезным ископаемым. Вследствие увеличения концевой нагрузки, подъемный канат вытя0 гивается. Таким образом, начиная подъем груженого сосуда подъемная машина сначала выбирает вытяжку каната, а затем сосуд начинает двигаться. На втором и третьем

5 выходах датчика путевых импульсов 1 появляются сигналы О и 1 соответственно. Реверсивный счетчик 2 отсчитает некоторое количество импульсов, после чего сосуд начнет подыматься. В связи с тем, что на обоих

0 входах логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 будут логические сигналы О, на его выходе появится сигнал О, который поступает на управляющий вход реверсивного счетчика 2. Следовательно, реверсив5 ный счетчик 2 будет работать на вычитание. При подходе подъемного сосуда к точке, которая расположена на некотором расстоянии от датчика точного стопор ения 10 на первых выходах появится нулевая информация и при дальнейшем движении сосуда, на втором выходе (выходе переноса) счетчика

2 появится логический сигнал, который поступает на синхронизирующий вход первого элемента памяти 4. Но так как на информационном входе первого элемента памяти А присутствует сигнал 1, он изменит свое состояние на противоположное. Индикатор 7 загорается, сигнализируя о наличии вытяжки каната. В это время на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 поступает сигнал 1 с первого выхода элемента памяти 4 через элемент ИЛИ 9. Сле- довательно на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 появляется сигнал 1, который переведет реверсивный счетчик 2 из режима вычитания в режим сложения. Счетчик 2 начнет работать на сложение, показывая информацию о величине вытяжки подъемного каната.

Так же сигнал 1 с первого выхода элемента памяти 4 поступает на второй вход второго элемента И 19, который вследствие этого разрешит прохождение сигналов с выхода компаратора 20.

При подходе к начальному положению сосуд наезжает на датчик точного стопоре- 10, Если при этом информация о величине вытяжки каната превысила величину заданную о блоке 13, то на выходе компаратора 20 будет присутствовать логический сигнал О. Это не приведет к появлению сигнала 21 на выходе элемента памяти 16, а следовательно сигнала О на выходе элемента НЕ 17. При наезде сосуда на датчик точного стопорения 10 на его выходе появится сигнал О, что приведет к появлению логического сигнала 1 на выходе элемента НЕ 11 и логического сигнала 1 на выходе элемента И 18. Этот сигнал установит первый элемент памяти 4 и реверсивный счетчик 2 в исходное состояние. Следовательно индикатор 7 погаснет, а индикатор 8 загорится, указывая на то, что при нулевой информации в блоке 6, подъемный сосуд находится на нулевой площадке (на датчике точного стопорения 10). Горение индикатора 8 обусловлено переходом элемента памяти 5 в противоположное состояние под действием сигнала 1 на выходе элемента НЕ 11.

Если значение информации с выхода реверсивного счетчика 2 превышает значение величины допустимой вытяжки каната, на выходе компаратора 20 появляется сигнал 1.

Данный сигнал через элемент И 19 установит элемент памяти 16 в противоположное состояние. Сигнал Г1 с элемента памяти 16 поступит на элемент НЕ 17. Сигнал О с выхода элемента НЕ 17 поступает на один вход элемента И 18. При наезде

сосуда на датчик точного стопорения 10 и появлении на выходе элемента НЕ 11 сигнала Г, теперь уже не приводит к установке первого элемента памяти 4, реверсивного

счетчика 2 в исходное состояние. Горение индикатора 7 при горящем индикаторе 8 сигнализирует о наличии максимально-допустимой вытяжки-каната, а блок цифровой индикации 6 покажет ее величину. Так же

0 горение индикатора 7 совместно с индикатором 8 сигнализирует о возможности наступления аварийной ситуации от напуска каната. После устранения максимально-допустимой вытяжки каната, кратковремен5 ним нажатием кнопки коммутатора 15 элемент памяти 16, а следовательно реверсивный счетчик 2 и элемент памяти 4 устанавливают в исходное (нулевое)состояние, после чего индикатор 7 гаснет, а индикатор

0 8 продолжает гореть, сигнализируя о наличии подъемного сосуда на датчике точного стопорения 10.

Проверка вытяжки каната при незагруженном сосуде, находящемся на приемной

5 площадке нижнего горизонта, производится аналогично описанному выше путем его перегона к нулевой площадке (датчику точного стопорения 10).

При наезде подъемного сосуда на дат0 чик точного стопорения 10 и отсутствии мак- симально-допустимой вытяжки каната, элемент памяти 4 и элемент памяти 5 переходят в противоположное состояние. На выходе элемента памяти 5 появляется сигнал

5 1, а на выходе элемента памяти 4 сигнал О. Поэтому на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 появляется сигнал 1, который позволяет счетчику 2 работать в режиме сложения. Если после наезда подъ0 емного сосуда на датчик точного стопорения 10 его движение продолжается, то начинается участок переподъема. Счетчик 2 работая на сложение, отображает информацию о величине переподъема, а горящий

5 индикатор 8 укажет на его наличие.

При изменении сосудом направления движения, на первом входе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 появится сигнал 1, а на втором, соединенном через

0 элемент ИЛИ 9 с первым выходом второго элемента памяти 5, остается сигнал Г. Поэтому на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 логический сигнал 1 изменится на сигнал О, и реверсивный

5 счетчик 2 начнет работать на вычитание. Подъемный сосуд, опускаясь подойдет к датчику точного стопорения 10 теперь уже из верхнего положения. При прохождении сосудом датчика точного стопорения 10 второй элемент памяти 5 изменит свое состояние на противоположное вследствие присутствия на его информационном входе логического сигнала О, поступающего с третьего выхода датчика путевых импульсов 1.

Изменение состояния второго элемента памяти 5 на противоположное приведет к погасанию индикатора 8 и появлению сигнала 1 на выходе логического элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, который изменит работу реверсивного счетчика 2 с вычитания на сложение. Реверсивный счетчик 2 работая на сложение, выдает информацию на

блок цифровой индикации 3 положения сосуда шахтной подъемной машины, который показывает глубину нахождения сосуда при его движении вниз. В дальнейшем устройство работает аналогично описанному выше.

Изобретение содержит датчик путевых импульсов 1, реверсивный счетчик 2, исключающее ИЛИ 3, элемент памяти 4,5,16, блок цифровой индикации 6, индикаторы 7,8, элемент ИЛИ 9, датчик точного стопорения 10, элемент НЕ 11, 17, блок питания 12, блок задания максимально-допустимой вытяжки каната 13, токоограничивающий элемент 14, коммутатор 15, элемент И 18, 19, компаратор 20. 2 ил.

Формула изобретения Устройство цифровой индикации положения сосуда шахтной подъемной машины, содержащее источник питания, датчик путевых импульсов, соединенный с первым входом реверсивного счетчика, первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и информационными входами первого и второго элементов памяти, причем разрядные выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам блока цифровой индикации, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к управляющему входу реверсивного счетчика, выход перенасыщения которого подсоединен к синхронизирующему входу первого элемента памяти, причем инверсные выходы обоих элементов памяти подсоединены к индикаторам, а прямые выходы - к соответствующим входам элемента ИЛИ, датчик точного стопорения, соединенный с элементом НЕ, выход которого подключен к первому входу второго элемента памяти, отличающее- с я тем, что, с целью повышения достоверности отображения информации о максимально допустимой величине вытяжки

каната,в него введены блок задания максимально-допустимой вытяжки каната, токоог- раничивающий элемент, коммутатор, третий блок памяти, два элемента И, компаратор и инвертор, причем выходы блока питания подключены к обоим входам блока задания максимально допустимой вытяжки каната, также первый вывод через токоогра- ничивающий элемент, а второй через коммутатор, подсоединенный к первому входу третьего элемента памяти, который через элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу установки в исходное состояние реверсивного счетчика и входу первого элемента памяти, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выходы блока задания максимально- допустимой вытяжки каната подключены к первым входам компаратора, выходы которого подключены к второму входу второго элемента И, подключенного к третьему блоку памяти, кроме того, выходы младших разрядов реверсивного счетчика подключены к третьему и четвертому входам компаратора.

I

Ч