книги из ГПНТБ / Карташов Ю.В. Рудничная транспортная сигнализация и автоблокировка

Т6 закрыт также, тиристор Д28 закрыт и сигнал ТЭ опережающей сигнализации погашен. Мультивибратор работает постоянно.

При подаче команды запроса через датчик ДЗ и трансформатор Тр2 триггер запроса РЗ перекинется в другое состояние, и, если транзистор Т4 по-прежнему закрыт, что означает незанятость блокучастка, транзистор 775 откроется, тиристор Д26 откроется и за­ горится зеленый сигнал. Транзистор Т9 закроется, тиристор Д35 закроется и красный сигнал погаснет. Одновременно диод Д20 окажется включенным в непроводящем направлении и транзистор Т6 и тиристор Д28 начнут открываться и закрываться с частотой колебаний мультивибратора. Сигнал ТЭ будет мигать.

Если блок-участок уже был занят, то диоды Д5 и Д6 окажутся включенными в проводящем направлении, транзистор ТЗ закроется, транзистор Т4 откроется, диод Д15 будет включен в проводящем направлении и при подаче запроса транзистор 775 не откроется. Диод Д32 будет включен в проводящем направлении, вследствие чего транзистор Т9 и тиристор Д35 будут открываться и закры­ ваться с частотой колебаний мультивибратора. Красный сигнал бу­ дет мигать.

При освобождении блок-участка транзистор 775 откроется, тран­ зистор Т9 закроется и красный сигнал сменится зеленым.

При замыкании датчика перемены сигнала через трансформа­ тор Tpl и конденсаторы С1 и С2 будет подан импульс на пере­ кидывание триггеров запроса и перемены сигнала. Триггер за­ проса вернется в исходное состояние и будет подготовлен к приему команды запроса. Транзистор Т10 закроется, транзистор Т11 от­ кроется, диод Д22 окажется включенным в непроводящем направ­ лении и, хотя зеленый сигнал сменится красным и диод Д20 будет включен в проводящем направлении, сигнал ТЭ будет по-преж­ нему мигать. Одновременно диод Д7 будет включен в проводящем направлении, транзистор ТЗ закроется, транзистор Т4 откроется и на блокировочных выходах В сохранится плюсовой сигнал. После срабатывания датчика разделки схема вернется в исходное со­ стояние.

При погасании красного сигнала или его мигания включается

ло, и отменить маршрут или вернуть триггеры блоков завраждованных маршрутов в исходное состояние.

При выполнении мультивибратора на тиристоре число транзи­ сторов может быть сокращено, а сам мультивибратор может быть выполнен мощным и на целую группу взаимосвязанных блоков.

181

Для управления стрелочными переводами с движущегося электровоза в системе АРД-2 применены магнитные датчики с по­ лярным выходом, аналогичные таковым в системе АРД-1 [17]. Это позволяет выполнить управление соленоидом весьма простым и на­ дежным способом (рис. 145).

При воздействии магнитного поля воздействующего элемента ВЭ на магнитное состояние реагирующего элемента РЭ на выходе последнего появляется напряжение, знак которого соответствует полярности воздействующего элемента. Это напряжение преобра­ зуется в формирователе импульсов ФИ1 или ФИ2 в прямоуголь­

в цепь первичной обмотки трансформатора. Одна вторичная об­ мотка со средней точкой служит для питания реагирующего эле­ мента РЭ, выполненного по схеме двухтактного магнитного уси­ лителя со смешанной обратной связью и нулевым выходом.

На выходе второй обмотки установлены выпрямитель В из дио­ дов типа Д7 и сглаживающая емкость С2 порядка 200 мкф для питания коллекторных цепей формирователей импульсов и элемен­

содержит стрелочный соленоидный привод типа ШСП-М с катуш­ ками плюсового ПС и минусового МС направления и автопере­ ключателем АП, служащим для управления лампами Л2 и ЛЗ ука­ зателя поворота. Для включения привода служат тиристоры Д8 и

182

дк

пг

Рис. 146. Принципиальная электрическая схема управления стрелочным переводом в системе АРД-2

Д10 (основные) типа ВКДУ-25 или ВКДУ-50, а для отключения — вспомогательный тиристор Д9 и коммутирующие емкости С12 и С13 порядка 10—15 мкф. Защита тиристоров от перенапряжений осуществляется диодами Д11 и Д12 типа В2-10.

трансформатором Тр2. В качестве порогового элемента использо­ ван несимметричный триггер с общей эмиттерной связью. Его наз начение — преобразовать медленно меняющееся напряжение реа­ гирующего элемента в прямоугольные управляющие импульсы для запуска тиристоров и элемента задержки, который представляет собой ждущий мультивибратор с общей эмиттерной связью. На вы­ ходе пороговых элементов и ждущего мультивибратора установлены усилители, нагрузкой которых являются первичные обмотки транс­ форматоров Тр2—Тр4, выполненных на ферритовых кольцах.

В исходном состоянии транзисторы 77, Т2, Т5, Т6, Т7 и Т9 за­ крыты, транзисторы ТЗ, Т4 и Т8 открыты (на схеме они показаны в кружке), тиристоры Д8—Д10 закрыты, тока в обмотках солено­ ида нет и на указателе поворота горит, например, лампа Л2.

При появлении отрицательного напряжения на базе транзи­ стора, например 77, и превышении порога срабатывания триггер ПЭ1 переключится, транзистор ТЗ перейдет в закрытое состояние и на выходе его появится отрицательное напряжение, которое че­ рез емкость С6 будет импульсом передано на базу транзистора Т5. Со вторичной обмотки трансформатора Тр2 положительный им­ пульс поступит на управляющий электрод тиристора Д10 и от­ кроет его. Катушка минусового перевода МС соленоида попадет под ток, и стрелка переведется. Одновременно отрицательное на­ пряжение с коллектора транзистора ТЗ через емкость С8 и разде­ лительный диод ДЗ поступит импульсом на базу транзистора Т7, что приведет к переключению мультивибратора. При возвращении

рицательное напряжение с его коллектора будет подано импуль­ сом на базу транзистора Т9 через емкость СП, вследствие чего по­

бота схемы практически не зависит от длительности воздействия магнитного поля воздействующего элемента, поэтому при непере­

ливается вблизи управляемой стрелки.

184

В процессе исследований в схему были внесены некоторые из­ менения и дополнения. Была изменена, например, схема одновибратора (рис. 147). На входе транзистора Т2 установлен делитель R7—R8, в коллекторной цепи транзистора 77 добавлен резистор R4, а также установлен дополнительный резистор R6. Это позво­ лило уменьшить емкость конденсатора С с 50 до 10 мкф и увели­ чить мощность выходного импульса на трансформаторе Тр.

Схема (см. рис. 146) подвержена ложным срабатываниям при

го напряжения возникают импульсы, которые повторяются в раз­ личной степени на всех элементах схемы. Наиболее сильно эти броски выражены на нагрузке открытого транзистора. Кроме того,

Первое плечо триггера выполнено на составном транзисторе 77—Т2, причем параметры схемы выбраны так, что он в исходпом состоянии открыт. Транзистор ТЗ закрыт. Ввод транзистора ГУ позволил разделить схемы запуска и установки порогового уровня.

Емкость конденсатора С1 может составлять несколько сотен микрофарад, что важно для сглаживания пульсаций индуктивных датчиков. Исследования показали, что броски напряжения от бло­ ков питания при включениях и выключениях наиболее слабо вы­ ражены на коллектор-эмиттерном переходе открытого транзистора и нагрузке закрытого транзистора. В соответствии с этим выход­ ной сигнал снимается с трансформатора Тр, включенного в кол­ лекторную цепь закрытого транзистора. Вместе с тем нарушено ус­

185

Tpi тРг

Рис. 150. Тиристорный триггер с до­

в — то же, на нагрузке

Рис. 151. Тиристорный триггер с ре-

+ 0-

в исходном состоянии потреблять меньшую мощность, а при подаче команды от индуктивного датчика — снимать более мощный выход­ ной сигнал. Для дальнейшего сглаживания пиков от блока пита­ ния резистор R8 и первичная обмотка трансформатора Тр шунти­ рованы конденсатором небольшой емкости (около 0,01 мкф).

Были проведены специальные исследования с силовым блоком. На рис. 149, а показана типовая схема тиристорного триггера, со­ держащая основной тиристор 77, вспомогательный тиристор Т2, нагрузку Z, резистор R и коммутирующую емкость С. Запуск и от­ ключение триггера осуществляются через вторичные обмотки

На рис. 150 показан тиристорный триггер, в котором силовой ти­ ристор зашунтирован конденсатором С2, а параллельно индуктив­ ной нагрузке установлен диод Д. Как видно из осциллограмм, броски напряжений несколько уменьшились. Недостатком при ус­ тановке конденсатора является то, что при малой емкости он ока­ зывает незначительное влияние на броски, а при большой — сило­ вой тиристор 77 может не включиться.

Более эффективным способом является установка последова­ тельно с силовым тиристором неуправляемого диода. Такая схема позволяет уже выбирать тиристоры по номинальному напряжению. Недостатками рассмотренного триггера является то, что броски напряжения на нагрузке и коммутирующем конденсаторе сохра­ няются. Кроме того, диод должен выбираться на тот же ток, что и силовой тиристор.

Наиболее совершенная схема триггера показана на рис. 151, а. Параллельно индуктивной нагрузке установлен диод Д2, а парал­ лельно коммутирующему конденсатору — резистивно-диодная цепь R1—Д1. Как видно из осциллограмм, для тиристора 77, нагрузки Z и конденсатора С (рис. 151, б, в, г) при соответствующем выборе величины сопротивления резистора R1 (порядка нескольких килоом) броски напряжения при запуске тиристоров 77 и Т2 исчезают совсем. Характерно, что диод Д1 не является силовым. Все эле­ менты схемы выбираются по номинальному напряжению, что су­ щественно повышает экономичность и надежность устройства.

Рассмотренные схемы могут быть использованы в качестве ос­ новы высоконадежной системы управления стрелочными перево­ дами. Схемы управления маршрутными сигналами и стрелочными переводами в системе АРД-2 выполнены на печатных платах и яв­ ляются весьма компактными.

187

З А К Л Ю Ч Е Н ИЕ

Рудничная локомотивная откатка в настоящее время имеет преимущественное распространение по сравнению с другими ви­

нятых в горнодобывающей промышленности. Так как в ближай­ шие годы намечается резкое увеличение промышленной продукции и повышение производительности труда, электровозная откатка становится наиболее перспективным объектом исследований среди прочих процессов при подземной добыче полезных ископаемых. Рудничная откатка непрерывно совершенствуется: разрабатыва­ ются новое горношахтное оборудование и машины для выполне­ ния основных и вспомогательных операций, улучшаются параметры тяговой сети и рельсового полотна и т. д.

На рудниках и шахтах страны наибольшее распространение получила аппаратура разработок институтов Донуги, быв. ВУГИ, конотопского завода «Красный металлист», института ВостНИГРИ и других предприятий и организаций по системам сигнализации, централизации и блокировки, которые позволяют диспетчеру упо­ рядочить движение, управлять стрелочными переводами и марш­ рутными сигналами, контролировать состояние блок-участков.

С 1969 г. все шире внедряются системы типа АБСС, БТАС и АРД, в которых основные функции выполняются автоматически. Автоматические системы сигнализации и автоблокировки успешно конкурируют с централизованными и по ряду технико-экономиче­ ских показателей имеют преимущества. Автоматизируются погру- зочно-разгрузочные операции, непрерывно возрастает техническая оснащенность откатки.

Дальнейшее повышение производительности труда может быть достигнуто при автотелеуправлении всем локомотивным транспор­ том, что позволит высвободить много квалифицированных ра­ бочих.

Работы по автотелеуправлению транспортом были начаты в на­ шей стране еще в пятидесятые годы, когда проф. А. В. Рысьевым была доказана принципиальная возможность автоматизации руд­ ничного электровозного транспорта [14]. Проводились исследования проф. Б. С. Беловидовым, канд. техн. наук Л. Г. Живовым [14] и другими учеными. Несмотря на несовершенство предлагаемых тех­ нических решений, уже тогда было обращено внимание на такие важные моменты, как каналы передачи информации, электрообо­ рудование электровозов и т. д. Существенным недостатком данных систем автотелеуправления являлось отсутствие обратной связи между диспетчером и движущимся объектом, ограниченность воз­ действия и привязанность к известным сигнальным и силовым рас­ пределительным системам.

Более конкретное техническое воплощение идеи автотелеуправ-

188

1$

автодиспетчером и объектами управления выполняется приемнопередающими устройствами. Каналом связи могут служит рель­ сы, контактный провод, силовые и телефонные сети и т. д.

На рис. 153 показана блок-схема системы автотелеуправления движущимся объектом. Управляющим органом служит автомаши­ нист, обменивающийся информацией по каналу связи через прием- но-передающие устройства с силовой, тормозной и другими испол­ нительными системами объекта управления, а также с посторон­ ними объектами, в частности с автодиспетчером.

Техническое воплощение принципиальных блок-схем в опреде­ ленные конструкции затруднено в связи с выбором каналов передачи информации, степенью использования существующей аппаратуры и конструктивным выполнением систем. Выбор канала передачи информации предопределяет работоспособность систем автотелеуправления на рудничном транспорте. В системе ИГД СО АН СССР в качестве канала связи использованы рельсовые цепи, а в системе института КГРИ контактный провод. Ненадеж­ ность этих каналов связи общеизвестна. Рельсовые цепи рабо­ тают в шахтных условиях удовлетворительно при длине не более 4—5 м, т. е. по существу являются устройствами точечного дей­ ствия. Применение контактного провода на многих шахтах огра­ ничено, а на газовых, как правило, и невозможно. Видимо, более целесообразно в качестве канала связи использовать специаль-

189