Система шахтной телемеханики с временным разделением каналов и дистанционным питанием

. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательскийинститут по автоматизации угольнойпромышленности "Гипроуглеавтоматизация(56) 1, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2869229/09, кл. Н 04 В 3/50,:25,12,80 (прототип).(54)(57) СИСТЕМА ИАХТНОЙ ТЕЛЕМЕХАНИКИС ВРЕМЕННБМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ ИДИСТАНЦИОННЫМ ПИТАНИЕМ, содержащаяна пункте управления источник переменного тока, бесконтактный распределитель, диодный мост, делитель напряжения, диод, на контролируемомпункте - бесконтактный распределитель,диодный мост и делитель напряжения,а также двухпроводную линию связи,соединенную с диагоналями диодныхмостов пункта управления и контролируемого пункта и клеммами источникапеременного 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 делителейнапряжения подключены к счетным входам бесконтактных распределителей,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью обеспечения двухсторонней передачи сигналов с одновременным снижением напряжения источника питания,введены на пункте управления . ключиуправления, кнопка пуска, два дополнительных транзистора, три резистораи инвертор, а на контролируемом ЛО 1012447 А пункте - тиристорный оптрон, диод,два резистора, регулируемый резистор,электромагнитные реле и элементы ихвключения, при этом па пункте управления первый резистор подсоединенпараллельно 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 ккатоду диода, выходы бесконтактногораспределителя через ключи управле- Ения и кнопку пуска соединены с входоминвертора и входом запрета счета бесконтактного распределителя, выход ин-вертора соединен с базой первого до Сполнительного транзистора, а на контролируемом пункте в плечо диодногомоста для пропуска сигнала управления включен светодиод тиристорного :фффффоптрона, катод которого через регулируеььй резистор подключен к минусовой вершине диодного моста, анод тиристора оптрона подсоединен к плюсо- Явой вершине моса, катод тиристораоптрона подключен к входу запретасчета бесконтактного распределитель, 1 фЬчерез диод - к первым выводам ббмотокэлектромагнитных реле и через первый.резистор - к минусовой вершине моста,параллельно тиристору оптрона и диоду подсоединен второй резистор, выходы бесконтактного распределителяподключены к входам соответствующихэлементов включения электромагнитныхреле, причем вторые выводы обмотокэлектромагнитных реле соединены черезсоответствующие. элементы включенияэлектромагнитных реле с минусовойвершиной диодного моста.Изобретение относится к шахтнымтелемеханическим системам.с временнымразделением каналов и может быть использовано для дистанционного включения и отключения с диспетчерскогопункта шахтных технологических объектов и объектов шахтной автоматики.Известно устройство шахтной телесигнализации, предназначенное дляпередачи информации с контролируемого пункта на пункт управления при одновременно дистанционном питании аппаратуры контролируемого пункта по двухпроводной линии связи, содержащеена пункте управления источник пере менного тока, бесконтактный распределитель, диодный мост, делитель напряжения, диод,на контролируемом пунктебесконтактный распределитель, диодный мост и делитель напряжении, а также двухпроводную линию связи; соединен О ную с диагоналями диодных мостоз,пункта управления и контролируемого пункта и клеммами источника переменного тока, причем в один из проводов линиисвязи 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, а на контролируемом пункте - блок двухпозиционных датчиков и согласующий резистор, который последовательно с контактами датчиковвключенпараллельно нагрузке диодногомоста 1.ООднако, так как данное устройство шахтной телесигнализации имеет дис.танционное питание контролируемого 4 О 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, 5 О наряду с положительными свойствами дистанционного питания, не может выполнить функции телеуправления по следующим причинам. Резистор, формирующий токовый сигнал В линии свяэиу 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 диод- ного 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 резистор, электромагнитные реле и элементы их включения, при этом на пункте управления первый резисторподсоединен параллельно диоду, эмиттеры дополнительных транзисторов подключены к минусовой вершине диодного,моста, коллектор первого дополнительного транзистора через третий резистор подсоединен к вершине диодногомоста, к которой подключен и делительнапряжения и через второй резисторк базе второго дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к катоду диода, выходы бесконтактного распределителя через ключи управления и кнопку пуска соединены совходом инвертора и входом запретасчета бесконтактного распределителя,вого дополнительного транзистора,.ана контролируемом пункте в плечо диодного моста для пропуска сигналауправления включен светодиод тиристорного оптрона, катод которого через регулируемяй резистор подключенк минусовой вершине диодного моста,анод тиристора оптрона подсоединенк плюсовой вершине моста, катод тиристора оптрона подключен к входу запрета счета бесконтактного распределителя, через диод - к первым выводам обмоток электромагнитных реле ичерез первый резистор - к минусовойвершине моста, параллельно тиристору оптрона и диоду подсоединен второй резистор, выходы бесконтактногораспределителя. подключены ко входамсоответствующих элементов включенияэлектромагнитных реле, причем вторыевыводы обмоток электромагнитных ре- . 20ле соединены через соответствующиеэлементы включения электромагнитныхреле с минусовой вершиной диодногомоста,на чертеже приведена структурная 25электрическая схема предложеннойсистеьн.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, атакже двухпроводную линию связи 9.Напункте управления введены ключи управления 10, кнопка пуска 11, два до,полнительных транзистора 12 и 13,три резистора 14, 15, 16 и инвертор17, а на контролируемом пункте - тиристорный оптрон 18, диод 19, два 40резистора 20 и 21, регулируеьий ре 1 зистор 22, электромагнитные реле 23 иэлементы включения 24 реле.,Выходные клеммы источника переменного тока обозначены позициями А и В.45Источник постоянного тока на выпрямляющей диагонали моста обозначени+а а иРаспределители пункта управленияи контролируемого пункта выполнены . 50,на одной микросхеме - десятичном1.счетчике.с дешифратором. Пытающие выводы распределителей обозначены К 1и К 2. Выводы распределителей обозначены следующим обраэомю 55Т - счетный вход,.Р - сброс,Тр в .запрет счета.Система работает следующим образом. 60Переменное напряжение от источника тока 1 подается одновременно надиодный мост 3 пункта управления ичерез линию связи 9 - на диодный мостконтролируемого пункта. На пункте 65 управления выпрямленное напряжение с моста 3 фильтруется, стабилизируется и подается для питания электронного распределителя 2 и инвертора 17. Пи тание бесконтактного распределителя 6 на контролируемом пункте также осуществляется постоянным током с выпрямляющей диагонали моста 7.Тактовыми импульсами для работыраспределителей пункта управления и контролируемого пункта является одна из полуволн синусоидального напряжения, которая снимается с делителей напряжения 4 и 8 и подается, соответственно, на входы распределителей 2 и 6, которые работают синфаэно и синхронно, 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 своего 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 открывает. транзистор 12, через который проходит полуволна синусоидального напряжения в направлении от кламьы А источника 1 на доминус" 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 клеыща В к клемме А источника 1, проходит через диод 5 в прямом направлении; провод линии связи на фплюсф моста 7 контролируемого пункта, нагрузку моста, состоящую из схемы распределите ля 6, "минус" моста и через второй провод линки связи на клемму Ъ источника питания. В,обратной направлении гок проходит от клеммы А источника переменного тока 1 по проводу ли;нии связи, светодиод оптрона 18,включенный в плечо моста. Далее ток идет через нагрузку на "минус" моста, второй провод линии связи, резистор 14 и клемму В источника 1. Ток в линии связи в направлении от клемьы В к клемме А зависит от сопротивления линии связи йи сопротивления нагрузки, Ри , которой является электри;ческая схема распределителя 6, Токлинии связи в обратном направленииот Л к В ) зависит от Й, Рн и сопротивления управляющего резистора 14 йн, если выполнено условиеОР +Р +Р опт1")лс н1где 0напряжение источника переменного тока 1,Э - ток срабатывания тиристор(оптного оптрона 18, то тиристор оптрона 18 находится в закрытомсостоянии, "плюс" выпрямленного напряжения подается на обмотки электромагнитных реле 23 через резистор 21,сопротивление которого во много разбольше сопротивления обмотки реле 23.Нулевое напряжение, снимаемое скатода оптрона 18, подается на входзапрета счета распределителя б, разрешая счет тактовых импульсов, Элементы 24, управляемые выходами распределителя б, поочередно открываются. Но поскольку ток в их коллекторной цепи практически отсутствует, реле 23 находится в отключенном состоя нии.Если сопротивлением резистора 14Й становится равно нулю и отношениеояопт )30ьс+ н то ток в линии связи по направлению от клеммы А к В возрастает до значе-. ния, превышающего ток. срабатывания З 5 оптрона 18. Для надежной работы устройства ток в линии связи должен увеличиваться примерно в два раза.В этом случаеЙ =Р +Йн. (3) 40 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 контролируемый пункт сигнала управления, информационное сообщение которого соответствует его временной позиции,Рассмотрим прохождение управляющего сигнала. Выбор объекта и характер 60 операции определяется включением одного из ключей управления 10 на пункте управления. При включении кнопки пуска 11 положительное напряжение с соответствующего вывода распреде лителя 2, например вывод и , что соответствует включению объекта, череззамкнутые контакты ключа управления10 и кнопки 11 поступает на вход инвертора 17 и вход запрета счета распределителя 2. Распределитель 2 прекращает счет тактовых импульсов и остается в положении, соответствующемвременной позиции передаваемого си. -нала, Нулевой сигнал с выхода инвертора 17 закрывает транзистор 12, сколлектора которого полуволна А синусоидального напряжения через ограничительный резистор 15 подается набазу транзистора 13, ток обратногонаправления (от В к А ) через диод 5и открытый транзистор 13.проходил бы,.минуя нагрузку, на "минус" моста 3 иклемму А источника 1, вызывая короткое заьыкание в цепи источника 1. Призакрытом транзисторе 13 ток в направлении от В к А через линию связи проходит на питание нагрузки; подключенной к диагонали "+" "-" моста 7 наконтролируемом пункте,Открытый транзистор 13 шунтируетрезистор 14 при прохождении тока влинии связи по направлению от клеммыА к В. Ток линии связи через открытыйтранзистор 13 проходит на "минус"моста 3 и клемму В источника 1. Такимобразом, из линии связи при подачекоманды исключается сопротивление йрезистора 14. Ток полуволны, проходящей через светодиод оптрона 18, возрастает в два раза и открывается тиристор оптрона 18.Постоянное напряжение с плюсовойвершины моста 7, минуя резистор 21,подается на обмотки исполнительныхреле. На катоде тиристора оптрона 18появляется положительный потенциал,который подается на вход запретасчета распределителя б и останавливает его в положении, соответствующемвременной позиции передаваемого сигнала. Одновременно открывается соответствующий элемент 24, срабатываетодно из реле 23, исполняя передаваемую команду,Так как распределители 2 и б работают синхронно и синфаэно, цепь питания тиристора оптрона, включенногопоследовательно с реле 23 и элементавключения 24, формируется через тереле и элементы, которые соответствуют передаваемой команде.Остановка распределителя пунктауправления осуществлена с целью болееполного,использования мощности источ-.ника 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 контролируемогопункта позволяет упростить схему устройства, так как остановка распределителя в момент появления управляющего сигнала в линии связи исключаеттакие традиционные для временных систем элементы, как схемы совпадения нпамять триггеры ) для запоминаниясигнала на Время полного цикла раб ты. распределителя . После подтверждения исполнения ко-. манды оператор выключает кнопку пуска 1 О 11. Нулевое напряжение через нормально замкнутый контакт подается на - вход запрета счета распределителя 2 и вход инвертора 17. Транзистор 12 открывается, а транзистор 13 закрывается, 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 откры О тым. Так как с входа запрета счета распределителя 2 снято положительное напряжение, он продолжает счет тактовых импульсов и на определенном такте, например "0", подает команду на 25 формирование отличительного признака синхрЬииэирующего сигнала. На контролируемом пункте формируется синхроимпульс, который подается навход сброса распределителя б и приводит его в исходное положение фО". Снима- ется положительный сигнал с элемента включения 24, он закрывается и разрывает цепь .питания тиристора оптрона 18 р которыйр закрываясь снимает по ложительный сигнал с входа запрета счета распределителя б. Реле 23 .отключается, Разрешается счет тактовых импульсов, продолжая тем сании синхронную и синфазную работу рас-, пределителей. Устройство готово ,к передаче следующей команды+ Диод 19 служит для "развяэкиф 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 телемеханикифв 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 ахеж таких узлов, как схема совпадений и устройство запоминания команд (триггеры ).1012447 Составитель В. Грачевимохина ТехредЖ. Кастелевич Корректор А.Ильин дакто ака лиал ППП "Патент ф, г. Ужгород, ул. Про ек 4; О/70 Тираж б 75 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РПодписноетета СССРрытийая наб д.4/5 оми отшс