Система шахтной телемеханики с временным разделением каналов и дистанционным питанием

 

СИСТЕМА lUAXT НО И ТЕЛЕМЕХАНИКИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ И ДИСТАНЦИОННЫМ ПИТАНИЕМ/ содержащая на пункте управления источник переменного тока, бесконтактный распределитель , диодный мост, делитель напряжения , диод, на контролируемом пункте - бесконтактный распределитель, диодный мост и делитель напряжения, а также двухпроводную линию связи, соединенную с диагоналями диодных мостов пункта управления и контролируемого пункта и клеммами источника переменного тока, причем в один из проводов линии связи на пункте управления включ.ен диод; делители напряжения на пункте управления и контролируемом пункте подключена к минусовой вершине и к смежной одноименной вершине соответствующего диодного моста, а средние точки делителей напряжения подключены к счетным входам бесконтактных распределителей, о т л и ч а ющая, с я тем, что, с целью обеспечения двухсторонней передачи сигналов с одновременным снижением напряжения источника питания, введены на пункте управления, ключи . ;управл€1ния, кнопка пуска, два дополнительных транзистора, три резистора и инвертор, а на контролируемеа пункте - тиристорный оптрон, диод, два резистора, регулируемый резистор, электромагнитные реле и элементы их включения, при этом па пункте управления первый резистор подсоединен параллельно диоду, эмиттеры дополнительных транзисторов подключены к минусовой ве адине диодного моста, коллектор первого дополнительного транзистора через третий резистор подсоединен к вермине диодного ьюста, к которой подключен и делитель напряжения , и через второй резистор - к базе второго дополнительного транзистора , коллектор которого подалючен к катоду диода, выходы бесконтактного распределителя через ключи упразле- $ ния и кнопку пуска соединены с входом инвертора и входом запрета счета 6ec-./j контактного распределителя, выход вертора соединен с базой первого до- ( полнительного транзистора, а на контролируемом пункте в плечо диодного 2 моста для пропуска сигнала управления включен светодиод тиристорного оптрона, катод которого через регулируемлй резистор подключен к минусовой вершине диодного кюста, анод тиГО ристора оптрона подсоединен к плюсовой вершине , катод тиристора 4 оптрона подключен к входу запрета 4 J счета бесконтактного распределителя, через диод - к первым выводам (Збмоток электромагнитных реле и через первый резистор - к минусовой вершине моста, параллельно тиристору оптрона и диоду подсоединен второй резистор, выходы бесконтактного распределителя подключены к входам соответствующих элементов включения электромагнитных реле, причем вторые выводы обмоток электромагнитных реле соединены черезсоответствующие , элементы включения электромагнитных реле с минусовой вершиной диодного моста.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Зцп Н 04 В 3/50!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2933996/18-09 (22) 06.06 ° 80 (46) 15.04.83. Бюл. 9 14 (72) В.В.Тимофеев и Д.В.Солодов (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности "Гипроуглеавтоматизация (53) 621.395.73.063(088.8) (56) i1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2869229/09, кл. Н 04 В 3/50,:

25.12.80 (прототип). (54) (57) СИСТЕМА ИАХТНОИ. TEJIENEXAHHKH

С ВРЕМЕНННМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ И

ДИСТАНЦИОННЫМ ПИТАНИЕМ, содержащая на пункте управления источник пере— менного тока, бесконтактный распределитель, диодный мост, делитель напряжения, диод, на контролируемом пункте — бесконтактный распределитель, диодный мост и делитель напряжения,а также двухпроводную линию связи, соединенную с диагоналями диодных мостов пункта управления и контролируемого пункта и клеммами источника переменного тока, причем в один из .проводов линии связи на пункте управления включен диод; делители напряжения на пункте управления и контролируемом пункте подключены к минусовой вершине и к смежной одноименной вершине соответствующего диодного моста, а средние точки делителей напряжения подключены к счетным входам бесконтактных распределителей, о т л и ч а ю .щ а я с я тем, что, с целью обеспечения двухсторонней передачи сигналов с одновременным снижением напряжения источника питания, введены на пункте управления . ключи управления, кнопка пуска, два дополнительных транзистора, три резистора и инвертор, а на контролируемом

„.SU„„1012447 A пункте — тиристорный оптрон, диод, два резистора, регулируемый резистор, электромагнитные реле и элементы их включения, при этом па пункте управления первый резистор подсоединен параллельно диоду, эмиттеры дополнительных транзисторов подключены к минусовой вершине диодного моста, коллектор первого дополнительного транзистора через третий резистор подсоединен к вершине диодного моста, к которой подключен и делитель напряжения, и через второй резистор — к базе второго дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к катоду диода, выходы бесконтактного распределителя через ключи управле- ния и кнопку пуска соединены с входом инвертора и входом запрета счета бесконтактного распределителя, выход ин- вертора соединен с базой первого до- 1С ; полнительного транзистора, а на контролируемом пункте в плечо диодного моста для пропуска сигнала управления включен светодиод тиристорного оптрона, катод которого через регулируемый резистор подключен к минусо вой вершине диодного моста, анод тиристора оптрона подсоединен к плюсовой вершине мос а, катод тиристора оптрона подключен к входу запрета счета бесконтактного распределителя, через диод — к первым выводам ббмоток электромагнитных реле и через первый резистор — к минусовой вершине моста, параллельно тиристору оптрона и диоду подсоединен второй резистор, выходы бесконтактного распределителя подключены к входам соответствующих элементов включения электромагнитных реле, причем вторые выводы обмоток электромагнитных реле соединены через. соответствующие. элементы включения электромагнитных реле с минусовой вершиной диодного моста.

1012447

Изобретение относится к шахтным телемеханическим системам. с временным разделением каналов и может быть использовано для дистанционного включения и отключения с диспетчерского пункта шахтных технологических объектов и объектов шахтной автоматики.

Известно устройство шахтной телесигнализации, предназначенное для передачи информации с контролируемого пункта на пункт управления при одновременно дистанционном питании аппаратуры контролируемого пункта по двухпроводной линии связи, содержащее на пункте управления источник пере менного тока, бесконтактный распреде-15 литель, диодный мост, делитель напряжения, диод,на контролируемом пунктебесконтактный распределитель, диодный мост и делитель напряжении, а также двухпроводную линию связи; соединенную с диагоналями диодных мостов,пункта управления и контролируемого пункта и клеммами источника переменного тока, причем в один из проводов линии связи на пункте управления включен 25 диод, делители напряжения на пункте управления и контролируемом пункте подключены к минусовой вершине и к смежной одноименной вершине соответ ствующего диодного моста, а средние точки делителей напряжения подключены к счетным входам бесконтактных распределителей, а на контролируемом пункте - блок двухпозиционных датчиков и согласующий резистор, который последовательно с контактами датчиков включен параллельно нагрузке диодного моста 1 .

О

Однако, так как данное устройство шахтной телесигнализации имеет дистанционное питание контролируемого 4О пункта по двухпроводной линии связи, то передача информации возможна толь ко в одном направлении: от контролируемого пункта к пункту управления, где находится источник питания. если 45 расположить источник питания на пункте, где находится блок датчиков, то данное устройство телесигналиэации не будет функционировать. Таким образом, устройство шахтной телесигнализации, 50 наряду с положительными свойствами дистанционного питания, не может выполнить функции телеуправления по следующим причинам. Резистор, формирующий тоКоВый сигнал В линии сВязиу 55 в данном случае не разделяется от источника питания линий связи, а подключается при подаче сигнала непосредственно параллельно источнику, что не вызывает изменений в линии связи.

При включении данного резистора в линию связи он снижает энергетические возможности, системы, так как увеличивает падение напряжения обеих полу« : 65 волн в линии связи, что снижает дальность действия устройства.

При телеуправлении нагрузка диодного моста контролируемого пункта резко меняется за счет включения энергоемких потребителей - электромагнит ных управляющих реле, что требует повышения напряжения источника дистанционного питания. К тому же увеличение нагрузки. при включении реле приводит к значительному увеличению тока в линии связи, которое может превысить его сигнальное значение и вызвать срабатывание управляющих реле по соседним каналам.

Цель изобретения — обеспечение двухсторонней передачи, сигналов с одновременным снижением напряжения источника питания.

Цель достигается тем, что в систему шахтной телемеханики с временным разделением каналов и дистанционным питанием, содержащую на пункте управ, ления источник переменного тока, бес контактный распределитель, диодный мост, делитель напряжения, диод, на контролируемом пункте — бесконтактный распределитель, диодный мост, делитель напряжения, а также двухпроводную линию связи, соединенную с диагоналями диодных мостов пункта управления и контролируемого пункта и клеммами источника переменного тока, причем в один из проводов линии связи на пункте управления включен диод, делители напряжения на пункте управления и контролируемом пункте подключены к минусовой вершине и к смежной одноименной вершине соответствующего диодного моста, а средние точки делителей напряжения подключены к счетным входам бесконтактных распределителей, введены на пункте управления ключи управления, кнопка пуска, два дополнительных транзистора, три резистора и инвертор, а на контролируемом пункте - тиристорный оптрон, диод, два резистора, регулируемый ре« зистор, электромагнитные реле и элементы их -включения, при этом на пункте управления первый резистор подсоединен параллельно диоду, эмиттеры дополнительных транзисторов подключены к минусовой вершине диодного, моста, коллектор первого дополнительного транзистора через третий резистор подсоединен к вершине диодного моста, к которой подключен и делитель напряжения и через второй резисторк базе второго дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к катоду диода, выходы бесконтактного распределителя через ключи управления и кнопку пуска соединены со входом инвертора и входом запрета счета бесконтактного распределителя, ;выход инвертора соединен с базой пер -1012447 вого дополнительного транзистора,. а на контролируемом пункте в плечо диодного моста для пропуска сигнала управления включен светодиод тиристорного оптрона,- катод которого через регулируемяй резистор подключен к минусовой вершине диодного моста, анод тиристора оптрона подсоединен к плюсовой вершине моста, катод тиристора оптрона подключен к входу за-. прета счета бесконтактного распределителя, через диод - к первым выводам обмоток электромагнитных реле и через первый резистор - к минусовой вершине моста, параллельно тиристору оптрона и диоду подсоединен вто- 15 рой резистор, выходы бесконтактного распределителя. подключены ко входам соответствующих элементов включения электромагнитных реле, причем вторые выводы обмоток электромагнитных ре- 20 ле соединены через соответствующие элементы включения электромагнитных реле с минусовой вершиной диодного моста.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенной системы.

Система содержит на пункте управления источник переменного тока 1, бесконтактный распределитель 2, диодный мост 3, делитель напряжения 4, диод 5,. а на контролируемом пункте — . бесконтактный распределитель 6, диодный мост 7, делитель напряжения 8, а также двухпроводную линию связи 9.На пункте управления введены ключи уп равления 10, кнопка пуска 11, два доi полнительных транзистора 12 и 13, три резистора 14, 15, 16 и инвертор 17, а на контролируемом пункте - тиристорный оптрон 18» диод 19, два 40 резистора 20 и 21, регулируеьый ре-! зистор 22, электромагнитные реле 23 и элементы включения 24 реле., Выходные клеммы источника перемен ного тока обозначены позициями A и В.45

Источник постоянного тока на выпрямляющей диагонали моста обозначен и+а «» n

Распределители пункта управления и контролируемого пункта выполнены, 5О ,на одной микросхеме — десятичном

1. счетчике. с дещифратором. Пытающие выводы распределителей обозначены К1 и К2. Выводы распределителей обозначены следующим образом: 55

Т вЂ” счетный вход,.

P — сброс, Т вЂ” запрет счета.

Система работает следующим образом. 60

Переменное напряжение от источни ка тока 1 подается одновременно на диодный мост 3 пункта управления и через линию связи 9 - на диодный мост контролируемого пункта. На пунктеуправления выпрямленное напряжение С моста 3 фильтруется, стабилизируется и подается для питания электронного распределителя 2 и инвертора. 17. Пи« танне бесконтактного распределителя

6 на контролируемом пункте также осуществляется постоянным током с выпрямляющей диагонали моста 7.

Тактовыми импульсами для работы ,распределителей пункта управления и контролируемого пункта является одна иэ полуволн синусоидального напряжения, которая снимается с делителей напряжения 4 и 8 и подается, соответственно, на входы распределителей 2 и 6, которые работают синфаэно и сиихронно, так как используются тактовые импульсы одного источника переменного тока 1. Управление объектами в шахт-. ной телемеханике сводится к последовательному включению исполнительных реле, контакты которых задействованы в цепях включения и выключения объектов. Таким образом, каждому исполнительному реле может соответствовать временная позиция. тактового импульса..

Импульсный сигнал, пришедший на определенном такте, управляет включением cBoeio исполнительного реле. Но" мер объекта и характер операции (включение или отключение ) устанавливается включением соответствующего ключа 10 на пункте управления. При отключенной кнопке пуска 11 напряжение питания, равное нулю подается на вход,инвертора 17 и вход Т распределителя 2, ко- торый работает в циклическом режиме.

"Плюс" с выхода инвертора открываеттранзистор 12, через который проходит полуволна синусоидального напряжения в направлении от кламьы А источника 1 на "минус" моста 3.;Нулевое напряжение, снимаемое с коллектора транзистора 12, через резистор 15 поступает на базу транзистора 13 и закрывает его. Переменный ток полуволны, следующий в направлении от клемм В к клемме A источника 1, проходит через диод 5 в прямом направлении; про-вод линии связи на "плюс" моста 7 контролируемого пункта, нагрузку моста, состоящую иэ схемы распределите ля б, "минус" моста и через второй провод линки связи на клемму A источника питания. B,îáðàòíoé направлении гок проходит от клемма А источника переменного тока 1 по проводу ли,:нни связи, светодиод оптрона 18,включенный в плечо моста. Далее ток идет через нагрузку на "минус" моста, вто рой провод линии связи, резистор. 14 и клемму В источника 1. Ток в линии связи в направлении от клемьы В к клемме A зависит от сопротивления лиI нии связи и с и сопротивления нагрузки, Рн, которой является электри;ческая схема распределителя 6. Ток

1012447 линии связи в обратном направлении (от Л к В ) зависит от Й, нн и сопротивления управляющего резистора 14 йн, если выполнено условие

P + + оп (1) лс н

1 где 0 напряжение источника переменного тока 1, Э вЂ” ток срабатывания тиристор- )(f опт ного оптрона 18, то тиристор оптрона 18 находится в закрытом состоянии, "плюс" выпрямленного напряжения подается на обмотки электромагнитных реле 23 через резистор 21, сопротивление которого во много раз больше сопротивления обмотки реле 23.

Нулевое напряжение, снимаемое с катода оптрона 18, подается на вход запрета счета распределителя 6, разрешая счет тактовых импульсов. Элементы 24, управляемые выходами распределителя 6, поочередно открываются. Но поскольку ток в их коллекторной цепи практически отсутствует, реле 23 находится в отключенном состоя-25 нии.

Если сопротивлением резистора 14

Й„ становится равно нулю и отношение и

p +q ow

30 ьс+ н то ток в линии связи по направлению от клеммы A к В возрастает до значе-. ния, превышающего ток. срабатывания З5 оптрона 18. Для надежной работы устройства ток в линии связи должен увеличиваться примерно в два раза.

В этом случае

Р = н +Йн. (3)

Если Рн настолько велико, что не вы- полняется условие выражения (2 ) при данном напряжении питания, то параллельно нагрузке диодного моста 7 включается регулируемый, резистор 22, который уменьшает общее сопротивление нагрузки и обеспечивает ток срабатывания оптрона в первоначальный момент его включения. К тому же изменением сопротивления регулируемого резистора 22 компенсируется изменение длины линии связи для выполнения условий выражения (3 ).

Выполнение приведенных соотношений обеспечивает прохождение на конт-5-"1 ролируемый пункт сигнала управления, информационное сообщение которого соответствует его временной позиции.

Рассмотрим прохождение управляющего сигнала. Выбор объекта и характер 60 операции определяется включением од- . ного из ключей управления 10 на пункте управления. При включении кнопки пуска 11 положительное напряжение с соответствующего вывода распрейте- 65 лителя 2, например вывод и, что соответствует включению объекта, через замкнутые контакты ключа управления

10 и кнопки 11 поступает на вход инвертора 17 и вход запрета счета распределителя 2. Распределитель 2 прекращает счет тактовых импульсов и остается в положении, соответствующем временной позиции передаваемого си.— нала. Нулевой сигнал с выхода инвертора 17 закрывает транзистор 12, с коллектора которого полуволна А синусоидального напряжения через ограничительный резистор 15 подается на базу транзистора 13, ток обратного направления (от В к А ) через диод 5 и открытый транзистор 13.проходил бы,. минуя нагрузку, на "минус" моста 3 и клемму A источника 1, вызывая короткое заьыкание в цепи источника 1. При закрытом транзисторе 13 ток в направлении от В к А через линию связи проходит на питание нагрузки; подключенной к диагонали "+" "-" моста 7 на контролируемом пункте.

Открытый транзистор 13 шунтирует резистор 14 при прохождении тока в линии связи по направлению от клемана

А к B. Ток линии связи через открытый транзистор 13 проходит на "минус" моста 3 и клемму В источника 1. Таким образом, из линии связи при подаче команды исключается сопротивление и резистора 14. Ток полуволны, проходящей через светодиод оптрона 18, возрастает в два раза и открывается тиристор оптрона 18.

Постоянное напряжение с плюсовой вершины моста 7, минуя резистор 21, подается на обмотки исполнительных реле. На катоде тиристора оптрона 18 появляется положительный потенциал, который подается на вход запрета счета распределителя 6 и останавливает его в положении, соответствующем временной позиции передаваемого сигнала. Одновременно открывается соответствующий элемент 24, срабатывает одно из реле 23, исполняя передаваемую команду.

Так как распределители 2 и 6 работают синхронно и синфаэно, цепь питания тиристора оптрона, включенного последовательно с реле 23 и элемента включения 24, формируется через те реле и элементы, которые соответствуют передаваемой команде.

Остановка распределителя пункта управления осуществлена с целью более полного,использования мощности источника питания. Резистор 14 исключается из линии связи на все время подачи команды (включения реле ), что позволяет полностью использовать для питания нагрузки обе полуволны синусоидального напряжения. К тому же остановка распределителя контролируемого пункта позволяет упростить схему уст7

1012447 ройства, так как остановка распределителя в момент появления управляющего сигнала в линии связи исключает такие традиционные для временных систем элементы, как схемы совпадения н память (триггеры ) для запоминания сигнала на Время полного цикла раб. ты .распределителя.

После подтверждения исполнения команды оператор выключает кнопку пуска >0

11. Нулевое напряжение через нормально замкнутый контакт подается на— вход запрета счета распределителя 2 и вход инвертора 17. Транзистор 12 открывается, а транзистор 13 закрыва-15 ется, включая в линию связи резистор

14. Ток в направлении от клеммы А к

- клемме В, проходящий через светодиод оптрона 18, уменьшается в два. раза, но тиристор оптрона остается открытым. Так как с входа запрета счета

-распределителя 2 снято положительное напряжение, он продолжает счет тактовых импульсов и на определенном такте, например "0", подает команду нар формирование отличительного признака синхрЬииэирующего сигнала. На контролируемом пункте формируется синхроимпульс, который подается на вход сброса распределителя б и приводит его в исходное положение "0". Снима-.. ется положительный сигнал с элемента включения 24, он закрывается и разрывает цепь .питания тиристора оптрона

1 8 р который i э акрыв аясь I снимает по ложительный сигнал с входа запрета счета распределителя б. Реле, 23 отключается. Разрешается счет тактовых импульсов, продолжая тем саьим синхронную и синфазную работу рас-. пределителей. Устройство готово . @ к передаче следующей коман ды+е

Диод 19 служит для развязки" входа запрета счета распределителя б .с обмотками .реле 23. Резистор 20 имеет большое сопротивление и служит для формирования устойчивого нулевого сигнала на входе запрета счета распределителя при закрытом тиристоре оптрона 18.

Технико-экономические преимущест- ва предлагаемого устройства заключаются в обеспечении подземной аппаратуры контролируемого пункта централизованным питанием с поверхности по инфор мационным проводам, что позволяет осуществлять управление объектами, независимо от состояния подземных источников питания и повышает общую надежность системы телемеханики,в возможности управления теми объектами, которые сами производят включение подземных источников питания, например, высоковольтными ячейками управления фидерами подстанций, в повышении помехоустойчивости устройства, так как для выделения управляющего сигнала применяется тиристорный оптрон, работающий как пороговое устройство, и все помехи, создающие импульсы тока йиже порога срабатывания оптрона не регистрируются на контролируемом пункте; в возможности снижения напряжения источника питания, что позволяет работать -в пределах искробезопасных мощностей, так как информационный управляющий сигнал полностью используется для нагрузки (включение реле ), в упрощении аппаратуры, так как в устройстве отсутствуют как таковые линейные узлы, а остановка распределителя контролируемого пункта делает возможным исключение из схемы таких узлов, как схема совпадений и устройство запоминания команд (триггеры).

1012447

Составитель В. Грачев

Редактор С.Тимохина ТехредЖ. Кастелевич Корректор A.Hëüèí

Заказ 2790/70 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðoä, ул.Проектная, 4: