Устройство автоматического распределения воздуха в горных выработках Советский патент 1982 года по МПК E21F7/00 E21F1/00 F24F7/06 

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам автомати ческого управления распределением вен тиляционных потоков на угольных шахтах и рудниках. По основному авт.св. № 769024 известно автоматического устройство рас пределения воздуха в горных выработках, содержащее регулятор производительности главного вентилятора, п участковых широтно-импульсных регуляторов расхода воздуха с подземными вентиляционными исполнительными органами, каждый из которых состоит из последовательно соединенных суммирующего усилителя, широтно-импульсного преобразователя и управляющего блоки а также генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с выходом регулятора производительности главного вентилятора и пусковыми . входами широтно-импульсных преобразователей п участковых регуляторов рас хода воздуха -1 . Указанное устройство при повышении быстродействия (уменьшении длительности такта импульсного регулирования) теряет устойчивость, и система переходит в автоколебательный режим. Цель изобретения - повышение эффективности за счет обеспечения неограниченного запаса устойчивости при повышении быстродействия и сохранении заданного качества переходных процессов. Поставленная цель.-достигается тем, что устройстро снабжено блоком единичных отрицательных компенсационных связей переменной структуры, каждый участковый регулятор снабжен форсирукядим звеном, вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя, а выход форсирующего звена соединен с входом широтно-импульсного преоб- . разователя. Блок единичных отрицательных компенсационных связей переменной структуры выполнен в виде двух потенциометров, начальные выводы которых под соединены к различным полярностям ис точника сдвоенного напряжения, а ко нечные выводы потенциометров подсоед иены к общей средней точке источника при этом выводы движков потенциометров через контакты Больше, Меньше регулятора производительности главного вентилятора подсоединены к общей точке первого вывода выходного сопротивления и первого вывода емкости, второй вывод емкости подсоединен к средней,точке источника, а второй вывод сопротивления подсоед нен к paз fe кaющим контактам концевых выключателей открытого состояния исполнительных органов. На фиг. 1 представлена структурна схема устройства автоматического рас пределения воздуха в горных выработках; на фиг. 2 - схема блока единичных отрицательных компенсационных св зей. Устройство состоит из генератоpa 1 тактовых импульсов, регулятора производительности главного вентиля ора, блока 3 компенсационных, связей и п участковых регуляторов расхода воздуха, каждый из которых содержит суммирующий усилителе 5, фо сирующее звено 6, широтно-импульсный прео(5разователь 7, управляющий блок и подземный исполнительный орган 9. Блок 3 компенсационных связей (фиг. 2) состоит из двух потенциомет ров 10 и 11, емкости 12, сопротивления 13. В схему блока вх(дят контакты Т Больше, 15 Меньше регулято рапроизводительности главного венти лятора и размыкающие контакты 16,.., .. . 16 .-.. концевых вьи-спючателей открытого состояния исполнительных. органов 9. Устройство работает сл.ед гощим образом. Электрический сигнал Хф,пропорци нальный поступающему на эксплуат ционный участок количеству воздуха, от измерителя расхода воздуха исполнительного органа Э поступает на вхРД суммирующего усилителя 5i где сравнивается с сигналом задания х., На выходе суммирующего усилителя воз никает напряжение, пропорциональное величине рассогласования лх между заданным и фактическим количеством воздуха, которое поступает на вход форсирующего звена 6. Введение в каждый участковый регулятор форсирующего звена позволяет учитывать не только наличие рассогласования d Хр но и тенденцию к росту или уменьшению этого рассогласования. В результате увеличивается скорость реакции систем регулирования, повышается ее быстродействие и уменьшается динамическая ошибка. В зависимости от величины и знака сигнала, поступающего с. выхода форсирующего звена при очередном пусковом импульсе тактового генератора, каждый широтно-импульсный преобразователь 7,- вырабатывает определенной длительности управляющий сигт нал, который передается в управляющий блок 8 своего участкового регулятора. Управляющий блок участкового регулятора по полученному сигналу от широтно-импульсного преобразователя и сигналу концевого выключателя открытого состояния исполнительного органа формирует упраалящий сигнал, который передает на свой исполнительный орган 9,- в случае неполного открытия исполнительного органа и на вход регулятора . производительности главного вентилятора в случае полностью открытого состояния исполнительного органа 9i. Под действием управляющего сигнала происходит изменение положения исполнительного органа участкового регулятора или производительности главного вентилятора таким образом, чтобы уменьшить величину рассогласования между заданным и фактическим количеством воздуха. Структура блока 3 компенсационных связей определяется положением концевых выключателей открытого состояния исполнительных органов участковых регуляторов. Блок компенсационных связей производит преобразование импульсных сигналов управления регулятора производительности главного вентилятора в аналоговые компенсирующие си|- налы. В зависимости от знака сигнала рассогласования регулятора производительности главного вентилятора компенсационные сигналы через размыкающие контакты 16 ... 16.,- ... 16 поступают на входы суммирующих усилителей тех участковых регуляторов, у которых регулирующие органы еще полностью не открыты (контакты концеаых выключателей открытого состояния замкнуты), компенсируй влияние регулятора производительности главного вентилятора на величину рассогласования участковых

регуляторов, благодаря чему обеспечивается квазиавтономность управления участковых регуляторов. .За счет введения в схему управления отрицательных единичных компенсационных связей вмногосёязной системе в целом создается практически неограниченный запас устойчивости.

Использование блока единичных отрицательных компенсационных связей nepe менной структуры и введение форсирующих звеньев в участковые регуляторы повышают эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным так как при значительном повышении быстродействия в системе обеспечивает ся неограниченный запас устойчивости.

Использование предлагаемого устройства позволяет перейти от систек диспетчерского к системам автоматического управления проветриванием, что обеспечивает дальнейшее существенное сокращение простоев по газовому фактору и расхода электроэнергии на проветривание.

Формула изобретения

1. Устройство автоматического распределения воздуха в горных выработках по авт.св. № 76902t, Q т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения его эффективности за счет обесг печения неограниченного запаса уст.ойчивости при повышении быстродействия, оно снабжено блоком единичных отрицательных компенсационных связей переменной структуры, каждый участковый регулятор снабжен форсирующим звеном, вход которого соединен с выходом сумt u pytsa,ero усилителя. а выход форсирующего звена соединен с входом широтноимпульсного преобразователя.

2. Устройство поп. 1, отличай щ е е с я тем, что блок единичных отрицательных компенсационных связей переменной структуры выполнен в виде двух потенциометров, начальны.3 выводы которых подсоединены к различным полярностям источника сдвоенного напряжения, а конечные выводы потенциометров подсоединены к общей средней точке источника, при этом выводы движков потенциометров через контакты Больше, Меньше регулятора производительности главного вентилятора подсоединены к общей точке первого вывода выходного сопротивления и первого вывода емкости, второй вывод емкости подсоединен к средней точке источника, а второй вывод сопротивления подсоединен к размыкающим контактам концевых выключателей открытого состояния исполнительных органов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 765)02, кл. Е 21 F.7/00, 197 (прототип).

R-I

I