Устройство для моделирования шахтной регулируемой вентиляционной сети

Сов э СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(6 ) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 22.06.78 (2 ) 2632729/18-24с присоединением заявки лв(53)М. Кл. 6 06 6 7/48 Ьеуааротесннцй каинтвт СССР в аелаи изобретений и открытий, Опубликовано 07.07,82. Бюллетень МЬ 25Дата опубликования описания 07.07.82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ШАХТНОЙ РЕГУЛИРУЕМОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СЕТИ 1Изобретение относится к аналого-вычислительной технике, а именно к устройствам мо. целирования шахтной вентиляционной сети.Известны устройства для моделирования шахтных вентиляционных сетей и вентиляционных сооружений, предназначенные для моделирования вентиляторов главного проФветривания н содержание диодно-функциональный преобразователь с кусочно-линейной аппроксимацией характеристик 1.Эти устройства моделируют только вентилятор без учета вентиляционной сети.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования системы автоматического : управления проветриванием шахт, содержащее модели вентиляционной сети, вентилятор главного проветривания, вентилятор местного проветривания, управляемых аэродинами. ческих сопротивлений, датчиков расхода воздуха н утечек воздуха 2).Недостатками данного устройства являются сложность схемы и несоответствие динами ческих характеристик модели динамическим характеристикам системы автоматического управления проветриванием, содержащей регуляторы и датчики расхода воздуха, В извест.ном устройстве модели управляемых азродинамических сопротивлений и датчиков расходавоздуха выполнены на безынерционных звеньях, в то время как реальные исполнительные механизмы регуляторов и реальные датчики расхода воздуха обладают инерционностью,1 ОЦель изобретения - упрощение схемы модели, а также повышение точности модели.рования,Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для моделирования шахтной регулируемой вентиляционной сети, содержащем15модель главной вентиляционной сети и медели участков местных вентиляционных сетей,каждая нз которых выполнены в видедросселя, один вывод которого через конден.сатор соединен с шиной нулевого потенциала, модель вентилятора главного проветримния, модель утечки воздуха главной вентиля.ционной сети, выполненную в виде управляемого резистора, подключенного параллельно942060 3конденсатору модели участка главной венти.ляцнонной сети, модели местных утечек воздуха, модсль вентилятора местного проветрива.ния, модели регуляторов расхода воздуха,входы которых соединены с входом моделивентиляторов местного проветривания и под.ключены к одному выводудросселя моделиучастка главной вентиляционной сети, выходкаждой модели регуляторов расхода воздухачерез дроссель соответствующей модели участков вентиляционной сети соединен с модельюдатчика расхода воздуха, модель вентилятораглавного проветривания и каждая модельрегуляторов расхода воздуха состоит из транзистора, интегратора, порогового элемента иограничительного диода, причем эмиттер транзистора через ограничительный диод соединенс базой, подключенной к выходу интегратора, соединенному с пороговым .элементом,а вход интегратора является одним из входов устройства, эмиттер транзистора моделивентилятора главного проветривания подключен к катодам двух разделительных диодов,(анод одного из которых является входом устрой.ства,а анод другого соединен с общей шиной,коллектор транзистора модели вентилятораглавного проветривания через последовательно соединенные ограничительные диод и резистор соединен с друтим входом дросселямодели участка главной вентиляционной се.ти, а модели датчиков расхода воздуха выполнены каждая в виде усилителя постоянного тока, в обратную связь которого подключены параллельно резистор и конденсатор, выходы усилителей являются выходами устройства, а вход каждого усилителя соединен сдругим выводом дросселя соответствующеймодели участка местной вентиляционной сети, модели местных утечек воздуха выполнены в виде резисторов, одни выводы кото.рых подключены к эмиттерам, а другие выво.ды - к коллекторам транзисторов.На чертеже изображено предлагаемое устройство,Устройство содержит модель вентилятора 1главного проветривания и модели регуляторов 2 расхода воздуха, содержащие транзистор 3 интегратор 4, пороговый элемент 5 иограничительный диод 6, модель участка главной вентиляционной сети 7 и модели участ.ков местных вентиляционных сетей 8, содержащие дроссель 9 и конденсатор 10, модели11 местных утечек воздуха, модели датчиков12 расхода воздуха, модели вентиляторов 13местного проветривания, разделительные диоды 14 и 15, ограничительные диод 16 и резистор 17, управляемый резистор 18 моделиутечки воздуха главной вентиляционной сети и нагрузочный резистор 19. фУстройство работает следующим образом.Модель собирается последовательным илипараллельным соединением отдельных ветвей в соответствии с заданной топологией вентиляционной сети. Параметры каждой электрической ветви в принятом масштабе модели.рования соответствуют параметрам реальной вентиляционной ветви. При этом; процессы, 10 происходящие в электрической модели, будут однозначно отображать процессы, проис.ходящие и реальной вентиляционной сети.Так, выходное напряжение модели главного вентилятора отображает депрессию, а выход ной ток - производительность главноговентилятора, Ток каждой электрической вет.ви соответствует расходу воздуха в паралдельной вентиляционной ветви. Зависимость изменения выходного тока транзистора от щ величины управляющего напряжения соответствует нелинейной расходной характеристике реального регулятора расхода воздуха. Остаточный ток через шунтирующее сопротивление 1 1 запертого транзистора соответствует местным утечкам воздуха через закрытый регулятор. Время интегрирования интегратора равно времени сервомотора исполнительного механизма. Изменение тока в параллельных ветвях при регулировании в одной из них отображает взаимосвязь воздушных потоков параллельных вентиляционных выработок.С помощью коммутационных шнуровустройство соединяется с внешним автоматическим регулирующим прибором или с пуль.том дистанционного управления вентиляционными регулирующими органами. От автоматического регулирующего прибора по определенному закону или от кнопок дистанпионного управления вручную на входы интеграторов 40вентилятора модели главного проветривания и моделей регуляторов расхода воздуха поступают управляющие сигналы в виде знакоперемениых напряжений постоянного уровня.В зависимости от длительности управляющих сигналов на выходе интеграторов устанавливаются определенной величины напряжения, которые приложены к эмиттер.базовым переходам транзисторов моделей регуляторов.Напряжения интеграторов смещают рабочие .точки выходных характеристик транзисто ров, в результате чего изменяются их внутренние сопротивления. На выходе модели вентилятора главного проветривания устанавливается напряжение, соответствующее в принятом масштабе определенной депрессии вентиэ 5 лятора, а аналоги регуляторов принимаютзаданные величины сопротивлений. В результате в электрических ветвях устанавливаются определенные токи, которые соответствуютзаданному распределению воздуха в вентиляционной сети. При этом, динамические процессы в электрической модели будут соответствовать динамическим процессам в регулируемой вентиляционной сети, Измерение установившегося тока в каждой электрической ветви, что соответствует измерению расхода воздуха в вентиляционной ветви, производится путем измерения падения напряжения на линейном нагрузочном сопротивлении апериодическим звеном первого порядка. Выходное напряжение апериодического звена, как сигнал обратной связи, подается на вход внешне го автоматического регулирующего прибора или, как сигнал контроля, подается на пульт управления регуляторами.Таким образом, предлагаемое устройство имеет более простую схему и, следовательно, более экономично в изготовлении и нщежно в эксплуатации, а также позволяет исследовать на нем динамику процессов автоматического управления проветриванием в шахтных вентиляционных сетях. Устройство может использоваться для диагностики и настройки систем автоматического регулирования проветриванием шахт. При этом возможно определить неисправность автоматических приборов, устойчивость системы регулирования, оптимальные настроечные параметры ее по быстродействию, статической и динамической точности.Формула изобретенияУстройство для моделирования шахтной регулируемой вентиляционной сети, содержащее модель участков главной вентиляционной сети и модели участков местных вентиляционных сетей, каждая из которых выполнена в виде дросселя, один вывод которого че. рез конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, модель вентилятора главного про. ветривания, модель утечки воздуха главной вентиляционной сети, выполненную в виде управляемого резистора, подключенного параллельно конденсатору модели участка главной вентиляционной сети, модели местных утечек воздуха, модель вентиляторов местного проветривания, модели регуляторов рас.хода воздуха, входы которых соединены свходом модели вентиляторов местного проветривания и подключены к одному выводудросселя модели участка главной вентнляцион.ной сети, выход каждой модели регулятороврасхода воздуха через дроссель соответствую.щей модели участков вентиляционной сетисоединен с моделью датчика расхода воздуха, 1 О отличающееся тем,что,сцельюупрощения устройства и повышения точностимоделирования, модель вентилятора главногопроветривания и каждая модель регулятороврасхода воздуха состоит из транзистора, 1 З интегратора, порогового элемента и ограничительного диода, причем эмиттер транзисторачерез ограничительный диод соединен с базой,подключенной к выходу интегратора, соединенному с пороговым элементом, а входинтегратора является одним из входов устройства, эмиттер транзистора модели вентилято.ра главного проветривания подключен к катодам двух разделительных диодов, анододного из которых является входом устройства, а анод другого соединен с общей ши.ной, коллектор транзистора модели вентилятора главного проветривания через последовательно соединенные ограничительные диод ирезистор соединен с другим входом дросселя 30модели участка главной вентиляционной сети,а модели датчиков расхода воздуха выполнены каждая в виде усилителя постоянного тока, в обратную связь которого подключеныпараллельно, резистор и конденсатор, выходыусилителей являются выходами устройства, Зэ а вход каждого усилителя соединен с другим выводом дросселя соответствующей модели участка местной вентиляционной сети,модели местных утечек воздуха выполненыв виде резисторов, одни выводы которых 40 подключены к эмиттерам, а другие выводык коллекторам транзисторов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Мф 258742,кл, 6 06 6 7/48, 1968,2. Авторское свидетельство СССР й" 260976,кл. 6 06 6 7/48, 1968.. 942060 аказ 4843/41 Тираж 731 По ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.