Устройство формирования и регистрации путевых параметров для управления шахтной подъемной установкой

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ю)ю В 66 S 3/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

Ое

9 а

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4787036! 03 (23) 05. 12.89 (46) 23.08.93. Бюл. М 31 (71) Проектно-конструкторское бюро Треста

Донецкуглеавтоматика" (72) А.Л.Косолапов, Е.Н.Шаронов и В.В.Гончар (56) Авторское свидетельство СССР

М 787324, кл. В 66 В 3/ОО, 1979.

Белоцерковский А.А. и др. Дискретноаналоговый преобразовательдля определения параметров движения подьемной машины. Сб. научных трудов ВНИИГМ им, М.М.Федорова. Вопросы разработки-шахтных стационарных установок Донецк, 1982, с. 156-160, рис.1.

Шапочка H.Á. и др. Комплект аппаратуры управления и защиты подъемных машин на элементах "Логика-И" Сб. научных трудов ВНИИГМ им. М.M.Ôåäîðîâà "Вопросы разработки шахтных стационарных установок" Донецк, 1982, с.164-173, рис.1.

„„ „„1835383 Al (54} УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ И .РЕГИСТРАЦИИ ПУТЕВЫХ ПАРАМЕТРОВ

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАХТНОЙ ПОДЪЕМ- .

НОЙ УСТАНОВКОЙ (57) Сущность изобретения заключается в том, что устройство формирования и регистрации путевых параметров для управления шахтной подъемной установкой содержит датчик перемещения 1 подъемного сосуда, фрикционно связанный с барабаном подъемной машины через вспомогательное колесо постоянного диаметра, формирователь импульсов 7, определитель направления вращения 8, умножитель 9. элементы И 10, 18, 24, 25, ИЛИ 36, инверторы 13, 21, элементы задержки 14,-19, 22, счетчики импульсов 12, 20, 23, регистры 15, 27, триггер 26, пересчетный блок 30, реверсивный двоична-.десятичный счетчик 31 — 35, дешифраторы 38 — 42, индикаторы 43 — 47, !

835383

Изобретение относится к системам автоматического управления шахтными подьемными установками. в частности оборудованными быстродействующими тиристорными электроприводами. 5

Целью изобретения является повышение разрешающей способности, точности формирования и регистрации путевых пара-. метров движения подъемного сосуда в условиях вибрации подъемной машины.

В предлагаемом устройстве поставленная цель достигается тем, что датчик перемещения подъемного сосуда фрикционно связан с барабаном подъемной машины через вспомогательное колесо постоянного диаметра, а блок преобразования дискретной путевой информации содержит последовательно соединенные устройства противодребезга и умножитель Числа импульсов, которые соединены с первым входом логического элемента "И", второй вход которого сОединен с генератором импульсов эталонной частоты, а выход элемента .

"И" соединен со счетчиком импульсов, выходы которого соединены с регистром, вход записи которого соединен с инвертором сигнала генератора импульсов эталонной частоты. а выходы регистра соединены с цифроаналоговым преобразователем, знаковый вход которого соединен с определителем направления, а вход обнуления счетчика импульсов соединен через элемент задержки с инверторам сигнала генератора импульсов эталонной частоты, выход цифроаналогового преобразователя соединен с показывающим прибором скорости, для определения ускорения умножитель числа импульсов соединен с первым входом второго логического элемента "И", второй вход которого соединен через второй элемент задержки с генератором импульсов эталонной частоты, а выход второго элеменга "И" соединен с вторым счетчиком импульсов, вход обнуления которого соединен через третий элемент задержки и инвертор с вторым элементом задержки, а выход второго счетчика импульсов соединен с входом предварительной установки третьего счетчика импульсов, реверсивного, входы прямого и.обратного счета которого соединены с выходами третьего и четвертого логических элементов "И", соответственно первые входы которых соединены с выходом второго логического элемента "И", а вторые входы элементов "И" соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RS-триггера, вход установки единицы которогосоединен с выходом второго элемента задержки и входом перезаписи третьего счетчика импульсов, а вход установки нуля трип ера соединен с выходом признака нуля третьего счетчика импульсов, выходы которого соединены со, вторым регистром, вход записи которого соединен с выходом инвертора сигналов генератора импульсов эталонной частоты, а знаковый разряд соединен с прямым выходом RS òðèããåðà, выходы второго регистра соединены со вторым цифроаналоговым преобразователем, знаковый вход которого соединен с выходом знакового разряда регистра, а выход соединен с показывающим прибором ускорения, для определения пройденного пути умножитель числа импульсов соединен со счетным входом пересчетного устройства, выходы "сантиметры" и "метры™ которого соединены соответственно со счетными входами реверсивных двоично-десятичных счетчиков сантиметров и метров, выходы которых соединены соответственно со счетными входами реверсивных двоично-десятичных счетчиков дециметров и десятков метров, а выход счетчика десятков метров соединен со счетным входом реверсивного двоичнодесятичного счетчика сотен метров, входы направления счета всех двоично-десятичных реверсивных счетчиков соединены между собой и соединены с определителем направления вращения, а входы обнуления счетчиков сантиметров и дециметров и корректирующий вход пересчетного устройства соединены с выходом логического элемента

"ИЛИ", первый вход которого соединен с выходом "метры" пересчетного устройства, а второй вход элемента "ИЛИ" соединен с кнопкой "Сброс" и входами обнуления счетчиков метров, десятков метров и сотен метров, выходы счетчиков сантиметров, дециметров, метров, десятков метров и GO" тен метров соединены соответственно с дешифраторами двоично-десятичного кода счетчиков в код семисегментных цифровых индикаторов, а выходы дешифраторов соединены соответственно с цифровыми индикаторами пройденного пути сантиметров. дециметров, метров. десятков метров и сотен метров.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Оно содержит датчик перемещения подъемного сосуда 1 в виде прецизионного преобразователя круговых перемещений, вал которого сочленен с постоянного диаметра вспомогательным колесом 2, а последнее с барабаном 3 подъемной машины образует фрикционную передачу 4, блок 5 обработки дискретной путевой информации, блок б управления подъемной установкой. Блок 5 обработки дискретной путевой информации содержит последовательно со1835383 единенные устройство противодребезга 7, определитель 8 направления вращения, ум,но>китель числа импульсов 9, выход которо-. го подключен к первому входу логического элемента "И" 10, второй вход каторога подключен к генератору импульсов эталонной частоты 11, а выход подключен к счетному входу счетчика импульсов 12, вход обнуления которого через инвертор 13, и элемент задержки 14 подключен к генератору импульсов эталонной частоты 11, а выход соединен с регистром 15, вход записи которого подключен к инвертору 13, а выход соединен с цифроаналоговым преобразователем

16, знакомый вход которого соединен с определителем нап равления вращения 8, а выход подключен к показывающему прибору скорости 17, первый вход второго логического элемента "И" 18 соединен с умножителем числа импульсов 9, а второй вход через второй элемент задержки 19 подключен к генератору импульсов эталонной частоты 11, выход второго логического элемента "И" 18 соединен со счетным входом второго счетчика импульсов 20, вход обнуления которого через второй инвертор

21 и третий элемент задержки 22 соединен со вторым элементом задержки 19, а выход подключен к входу предварительной установки третьего, реверсивного, счетчика импульсов 23,. входы прямого и обратно о счета которого соединены с выходами третьего 24 и четвертого 25 логических элементов "И", первые входы которых соединены со вторым логическим элементом "И" 18, а вторые входы соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RS-триггера 26, вход установки единицы которого подключен к второму элементу задержки 19 и входу перезаписи третьего счетчика импульсов 23, выход признака нуля которого соединен с входом установки нуля RS-триггера 26, а информационный выход третьего счетчика импульсов 23 соединен са вторым регистрам 27, вход записи которого подключен к первому инвертару 13, знаковый разряд регистра 27 соединен с прямым выходом RS-триггера 26, а выход подключен к второму цифроаналоговому преобразователю 28, знаковый вход которого соединен с выходом знакового разряда регистра 27, а выход соединен с показывающим прибором ускорения 29, счетный вход пересчетного устройства 30 соединен с умножителем числа импульсов 9, а корректирующий вход соединен с выходом логического элемента

"ИЛИ" 36, а выходы "Сантиметры" и "Метры" соединены соответственно с реверсивными двоична-десятичными счетчиками сантиметров 31 и метров 32, выходы кото10

20

50 рых соединены соответственно с реверсивными двоична-десятичными счетчиками дециметров 33 и десятков метров 34, а выход последнега соединен с реверсивным двоична-десятичным счетчиком сотен метров 35, входы направления счета всех двоична-десятичных счетчиков соединены с определителем направления вращения 8, а входы обнуления счетчиков сантиметров 31 и дециметров 33 соединены с выходом логического элемента "ИЛИ" 36, первый вход которого подключен к выходу "метры" пересчетного устройства 30, а второй вход подключен к кнопке "Сброс" 37, которая также соединена с входами обнуления счетчиков метров 32, десятков метров 34, сотен метров

35, а выходы реверсивных двоична-десятичных счетчиков 31 — 34, 35 соединены соответственно с дешифраторами 38 — 42 двоична-десятичного кода в код семисегментных цифровых индикаторов сантиметров 43, дециметров 44, метров 45, десятков метров 46, сотен метров 47, Регистр 15 скорости, определитель 8 направления вращения и регистр 27 ускорения своими выходами соединены с блоком 6 управления подъемной установкой.

Устройство работает следующим образом, Источником дискретной информации о перемещении подъемного сосуда служит датчик 1, получающий вращение ат барабана 3 подъемной машины.

Преобразователь круговых перемещений 1 формирует импульсные сигналы сдвинутые по фазе на 90О, устоайство противодребезга 7 позволяет получить четкие фронты у этих импульсов, а определитель направления вращения 8 формирует сигнал логической единицы или нуля в зависимости от фазового сдвига между импульсными сигналами, который изменяется от

+90 при вращении вперед до -90 при вращении назад, умножитель числа импульсов

5 9 формирует короткие импульсы по переднему и заднему фронтам путевых импульсов, которые соответствуют постоянному путевому кванту 0,12 мм, Генератор импульсов эталонной частоты 11, формирует постоянные промежутки времени измерения Т>, требуемые динамическими свойствами системы регулирования скорости. Счетчик импульсов 12 считывает число импульсов на фиксированном промежутке времени Т>.

Регистр 15 запоминает число полученное счетчиком 12 за интервал времени То. Цифроаналоговый преобразователь 16 преобразует цифровой код регистра 15 в аналоговый сигнал скорости, который индицирует показывающий прибор 17. Знак аналогового сиг1835383 нала скорости определяется эначеним выходного сигнала определителя направления вращения 8. Для определения ускорения счетчик импульсов 23 считает разность между числом путевых импульсов предыдущего такта измерения, которое определяется значением счетчика импульсов 20 и текущим числом путевых импульсов. Регистр 27 запоминает число полученное счетчиком 23, а также знак этого числа, который определяется значением выходного сигнала с прямого выхода триггера 26. Цифроаналоговый преобразователь 28 преобразует цифровой код регистра 27 в аналоговый сигнал ускорения, который индицирует показывающий прибор 29.

Сигналы от регистра 15 скорости, определителя направления вращения 8 и регистра 27 ускорения поступают на блок.6 управления подъемной установкой.

Путевой квант 0,12 мм преобразуется пересчетным устройством 30 в сигналы соответствующие сантиметру и метру пройденного пути, эти сигналы считают счетчики сантиметров 31 и метров 32, которые формируют сигналы дпя счетчиков дециметров

33 и десятков метров 34. Счетчики сантиметров и дециметров обнуляются после каждого метра, что предотвращает накопление ошибки при определении пройденного подъемным сосудом пути, Кнопка "Сброс"

: 37 позволяет связать счетчик пройденного пути с началом отсчета. Пройденный подьемным сосудом путь индифицируют цифровые семисегментные индикаторы сантиметров 43, дециметров 44, метров 45, десятков метров 46 и сотен метров 47.

Устройство формирования и регистрации путевых параметров дпя управления движением шахтной подъемной установкой имеет следующие преимущества; комплексное использование прецизионного преобразователя круговых перемещений, фрикционной передачи с большим передаточным числом, умножителя и устройства противодребезга обеспечивает высокую разрешающую способность, позволяет получить путевой квант соответствующий

0,00012 м (на два порядка выше чем у прототипа — базового объекта); повышает технику безопасности при эксплуатации подъемной установки; позволяет применить предлагаемое устройство для управления быстродействующим тиристорным электроприводом; наличие вспомогательного колеса постоянного диаметра обеспечивает универсальность заявленного устройства — позволяет применить его дпя машин с разным диаметром рабочего барабана, позволяет сократить время монтажа и наладки устройства.

Формула изобретения

Устройство формирования и регистрации путевых параметров для управления шахтной подъемной установкой, содержащее датчик перемещения подьемного сосуда, определитель направления движения, реверсивный двоично-десятичный счетчик пройденного пути и цифровые табло, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

10 разрешающей способности и точности формирования и регистрации путевых параметров движения подъемного сосуда в условиях вибрации подъемной машины, в устройство введены формирователь импульсов, умножитель, четыре элемента И, генератор импульсов эталонной частоты, два инвертора, три элемента задержки, элемент ИЛИ, RSблок, два регистра, кнопка "Сброс" и дешифраторы, при этом датчик перемещения подъемного сосуда фрикционно связан с барабаном подьемной машины через вспомогательное колесо постоянного диаметра, выход датчика перемещения через последовательно соединенные формирователь импульсов и умножитепь соединен. с первым

30 входом первого и второго элементов И и счетным входом пересчетного блока, выход формирователя импульсов через определитель направления вращения подключен к знаковому входу первого цифроаналогового

35 преобразователя и к входам "Направление счета" каждого разряда реверсивного двоично-десятичного счетчика, выход каждого разряда которого через соответствующий дешифратор подключен к индикатору, гене40 ратор импульсов эталонной частоты подключен к второму входу первого элемента И, через первый последовательно соединенные первый инвертор и первый элемент задержки — к входу обнуления первого

45 счетчика импульсов и через последовательно соединенные второй элемент задержки, второй инвертор и третий элемент задержки — к входу обнуления второго счетчика импульсов, выход первого элемента И соеди50 нен со счетным входом первого счетчика импульсов, выход второго элемента задержки подключен к второму входу второго элемента И и к входу перезаписи третьего счетчика импульсов, выход второго эпемен55 та И соединен со счетным входом второго счетчика импульсов и с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RS- триггера, а выход — с входами прямого и обратного

20 триггер, три счетчика импульсов, два цифроаналоговых преобразователя, пересчетный

1835383

Составитель А,Косолапов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко

Редактор Т,Куркова

Заказ 2974 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 счета третьего счетчика импульсов, выход первого счетчика подключен к информационному входу первого регистра знаковый вход которого объединен со знаковым входом второго регистра и подключен к выходу 5 первого инвертора, информационный вход второго регистра соединен с соответствующим выходом третьего счетчика импульсов, а знаковый вход объединен с соответствующим входом второго цифроаналогового пре- 10 образователя и подключен к прямому выходу BS-триггера, выходы регистров соединены соответственно с входами первого и второго цифроаналогового преобразователей, которые подключены к соответствую- 15 щему показывающему прибору, кнопка

"Сброс" подключена к первому входу элемента ИЛИ и входу обнуления трех последних разрядов реверсивного двоично-десятичнога счетчика, второй вход элемента ИЛИ обьединен с входом "Счет" одного из разрядов реверсивного двоично-десятичного с«етчика и подключен к первому выходу пересчетного блока, выход элемента ИЛИ подключен к входам Обнуление" первых двух разрядов реверсивного двоично-десятичного счетчика и к корректирующему входу пересчетного блока, второй выход которого соединен с входом "Счет" первого разряда реверсивного двоично-десятичного счетчика, выход второго счетчика импульсов соединен с входом предварительной установки третьего счетчика импульсов, нулевой выход которого соединен с соответствующим входом

RS-триггера, единичный вход которого соединен с выходом второго элемента задержки,