книги из ГПНТБ / Иванин В.Т. Основы автоматизации производства на карьерах учебник

петчерский пункт, не только фиксируется, а является основной для своевременного изменения хода работ по бурению скважин (ввод в работу дополнительного числа станков, перестановка пх и т. д.). Таким образом, внедрение средств телемеханики позволит осуще­ ствить постоянную связь и руководство процессом бурения, даст возможность сократить непроизводительные затраты времени, уско­ рить ведение процесса бурения и тем самым повысить производи­ тельность труда и снизить стоимость буровых работ.

Весьма перспективной с точки зрения технической надежности и экономической эффективности является система автоматического управления станками шарошечного бурения с использованием ти­ ристорного управляемого электропривода. Экономическая эффектив­ ность здесь достигается за счет обеспечения надежности работы си­ стемы, компактности аппаратуры, снижения расхода электроэнер­ гии, облегчения условий труда буровой бригады и т. д.

Так, по данным Криворожского ІОГОКа, увеличение произво­ дительности станков СБШ-250МН в сравнении со станками СБШ-250 составляет в среднем около 30%. Благодаря применению регулируе­ мого привода вращателя и усовершенствованию конструкции стан­ ков СБПІ-250МН достигается годовая экономия ' на один станок в сумме 30 тыс. руб.

и переработке полезного ископаемого конвейерные линии являются наиболее автоматизированными объектами. Современное состояние автоматики позволило применить для автоматизации конвейерных линий наиболее простую и нэдеждную аппаратуру и специальные устройства, полностью'исключающие участие человека в управлении и контроле за работой этих линий. Весьма широко используются также при управлении конвейерными линиями и средства телемеха­ ники.

Конвейерные линии на карьерах имеют большую протяженность, разветвленность, значительную мощность приводных двигателей, работают в условиях 'значительных колебаний температуры и атмо­ сферных осадков и др. Решающее значение имеет надежность работы конвейерных линий, так как вынужденная остановка даже одного конвейера может вызвать простой всех работающих на конвейерную линию экскаваторов и привести к большим убыткам.

Современные крупные карьеры нередко являются составной частью единого технологического комплекса, обеспечивающего не только выемку и транспортирование полезного ископаемого, но и его переработку (дробление, обогащение и др.). Такие комплексы

160

кроме разветвленных конвейерных линий обычно содержат так называемые поточно-транспортные системы (ПТС), представляющие собой комплекс механизмов и сооружений, предназначенных для переработки и транспорта материалов в едином поточном технологи­ ческом процессе.

Специфические условия работы конвейерных линий на открытых горных разработках (периодические переноски, влияние климати­ ческих условий — атмосферные осадки, значительные температурные колебания, переменная влажность н т. д.), а также особенности конвейерных установок как объектов автоматизации предъявляют определенные требования к аппаратуре (см. § 65) и к схемам упра­ вления конвейерными линиями.

1.Конвейеры, переводимые иа дистанционное автоматизирован­ ное управление, должны быть модернизированы и оборудованы дополнительными механизмами и средствами автоматизации, обеспе­ чивающими их работу без постоянного обслуживающего персонала.

2.Пуск конвейерной линии должен осуществляться централи­ зованно с пункта управления кратковременным нажатием пусковой кнопки; дальнейший пуск конвейеров линии, контроль за их работой

иаварийное отключение должны осуществляться автоматически.

3.Все конвейерные линии должны быть сблокированы между собой в определенной последовательности; пуск конвейерной линии должен осуществляться навстречу грузопотоку (допускается пуск конвейерной линии в направлении грузопотока при наличии защиты от завала грузом впереди стоящего конвейера).

4.Включение каждого последующего конвейера в линию должно осуществляться после установления рабочей скорости движения ленты предыдущего конвейера.

5.Перед каждым пуском конвейеров должен быть подан отчет­ ливо слышный по всей длине конвейерной линин автоматический предупредительный звуковой сигнал длительностью не менее 5 сек. Подача сигнала должна осуществляться по всей запускаемой линии с автоматическим отключением после окончания пуска (или по мере пуска отдельных конвейеров).

6.Оперативная остановка конвейерной линии должна осущест­ вляться с пункта управления, а экстренная остановка любого конвей­ ера должна обеспечиваться из любой точки по его длине.

7.При отключении какого-либо конвейера линии все конвейеры, подающие материал на остановившийся, должны автоматически отключаться, а на пункт управления должен быть подан аварийный звуковой сигнал.

8.Схема должна обеспечивать невозможность дистанционного повторного включения неисправного конвейера при срабатывании

защиты до момента ручного возврата ее в исходное положение.

9.Вдоль конвейерной линии должна быть обеспечена двусторон­ няя оперативная сигнализация и связь.

10.Должен быть предусмотрен автоматический контроль за ис­

правностью цепей аварийного и экстренного отключения.

11. Схема должна обеспечивать возможность:

простого перевода управления любым конвейером с автомати­ ческого па местное с оставлением автоматизированного управления остальными конвейерами;

местной деблокировки, предотвращающей пуск данного конвей­ ера с пульта управления;

блокировки работы конвейерной липни с работой погрузочного пункта.

12. При автоматизированном управлении разветвленными кон­ вейерными линиями кроме перечисленных требований схема должна обеспечивать:

селективность подачи предупредительного сигнала перед пуском данного маршрута или его части;

пуск и остановку любого маршрута с центрального поста упра­ вления или с места загрузки конвейеров данного маршрута;

одновременную работу нескольких маршрутов.

13. При автоматическом управлении мощными конвейерными установками с многодвигательным приводом необходимо предусма­ тривать мероприятия, обеспечивающие автоматическое регулирова­ ние конвейеров в зависимости от текущих условий:

автоматическое распределение тягового усилия между барабанами двухбарабаииого привода в соответствии с углами обхвата и коэф­ фициентами трения;

автоматическое поддержание натяжения сбегающей ветви ленты конвейера, потребное для обеспечения работы привода без пробук­ совки, в зависимости от изменяющихся условий работы — загрузки конвейера и коэффициента трения ленты по барабану;

автоматическое изменение скорости ленты в соответствии с по­ требной производительностью для обеспечения нормальной загрузки ленты и работы ее с натяжениями в нормальных пределах;

автоматическая ликвидация схода ленты в сторону; автоматическое поддержание нормального режима работы пере­

грузочных устройств в соответствии с расчетной для данной скорости загрузкой ленты и автоматическое предотвращение и ликвидация завала перегрузочного пункта, а в случае невозможности ликвиди­ ровать завал — автоматическая остановка конвейерной линии.

§ 65. Аппаратура и устройства автоматизации конвейерных лпннй

При автоматизации конвейерных линий на ряду с ранее изу­ ченными используются специальные виды аппаратуры и устройств автоматизации. Рассмотрим назначение и конструкцию некоторых из них.

Контроль скорости ленты конвейера осуществляется на ведомых элементах конвейера — отклоняющем барабане или ролике. Аппа­ ратура для контроля скорости ленты используется также для пуска сблокированных электроприводов с интервалом, достаточным для разгона предыдущего по пуску механизма.

162

Наиболее часто применяются электрические реле скорости, которые выпускаются Диепропетровким заводом шахтной автома­ тики (реле РС-67, РСА, УКСЛ-1) и Ленинградским заводом «Ре­ дуктор» (реле типа РСИМ).

Реле скорости представляет собой блок аппаратуры, состоящий из датчика (тахогенераторного типа УПДС или магиитоиидукционного типа ДМ) и релейного усилителя.

На рис. 107, а представлена схема установки магнитоиндукцион­ ного датчика ДМ у поддерживающего ролика конвейера. При вра­ щении ролика, на конце которого выполнено подобие звездочки,

К цепям управления и сигнализации

Рис. 107. Магнитоиндукционный датчик и релейный усилитель:

а — схема установки датчика; б — схема релейного усилителя

ив обмотке датчика наводится э. д. с., достаточная для питания релейного усилителя (рис. 107, б). На выход обмотки датчика через двухполупериодиый выпрямитель В1 подключается поляризованное реле Р1. При номинальной скорости вращения реле Р1 срабатывает

ивключает исполнительное реле Р2, которое получает питание через трансформатор Тр от сети 127, 220 или 380 В.

Преимуществом магиитоиидукционпого датчика является отсут­ ствие непосредственного контакта с движущимися элементами конвейера, что обеспечивает большую надежность в работе и удоб­ ство в эксплуатации.

Тахогенераторный датчик УПДС предназначен для подачи элект­ рических сигналов реле скорости, контролирующих скорость движе­ ния и целостность конвейерной ленты. Ои состоит (рис. 108) из тахо­ генератора 7 переменного тока с ротором в виде постоянного магнита, рычага 2 и скобы 4. На оси тахогенератора закреплен резиновый ролик 1, который прижимается к холостой ветви конвейера пружи­ ной 6. Рычаг 2 соединен шарнирно со скобой 4 с помощью валика 5. Тахогенератор заключен в пластмассовый корпус (на рисунке не показан). Датчик устанавливается у приводной головки конвейера

между рабочей и холостой ветвями и крепится болтами к угольнику 3 рамы конвейера.

Реле контроля скорости РС-67 применяется для контроля скорости и прубуксовки ленты одиночных конвейеров, а также для последова­ тельного пуска нескольких конвейеров при автоматизации ПТС на обогатительных фабриках и открытых горных разработках.

Принципиальная схема реле РС-67 представлена на рис. 109. Элементами настройки схемы являются переключатель режима работы Г; переменное сопротивление В.6 настройки реле скорости на контроль пробуксовки; переменное сопротивление RII установки выдержки времени на отключение; кнопка ПК правильности настройки реле. .

При работе на скребковом конвейере переключатель Т устанавли­ вается в положение С, на ленточном — в положение Л.

Схема работает следующим образом. При подаче напряжения питания и наличия на зажимах 1 и 2 подключенного коптакта КЛ пускового аппарата транзистор ППЗ открыт, так как на его эмит­

164

тер-базовый переход подается отпирающее напряжение. При этом отрицательный (запирающий) потенциал транзистора ППЗ подводится к базе транзистора ПП2, надежно запирая его. Закрытое состояние транзистора ПП2 определяет такое же состояние транзистора ППІ, поэтому выходное реле Р2 обесточено. Конденсатор СЗ заряжен до напряжения выпрямителя В1.

После включения конвейера, когда лента достигает номинальной скорости, от датчика скорости через трансформатор Тр2 и выпря­ мительный мост В2 на эмиттер-базовый переход транзистора ПП2 подается отпирающее напряжение, но он остается закрытым, так

Рис. 109. Принципиальная схема реле скорости РС-67

как на его базу через открытый транзистор ППЗ поступает отрица­ тельное запирающее напряжение. Одновременно с включением конвейера размыкается контакт КЛ, снимая отрицательное напряже­ ние с базы транзистора ППЗ и прекращая заряд конденсатора СЗ. Транзистор ППЗ остается открытым за счет разряда конденсатора СЗ, который определяет время выдержки на срабатывание реле скорости. После разряда конденсатора СЗ транзистор ППЗ запирается. На базе транзистора ПП2 остается только положительное отпирающее напряжение датчика скорости, что приводит к открыванию транзи­ сторов ПП2 и ППІ, срабатыванию реле Р2 и зарядке конденсатора С2. При исчезновении сигнала от датчика скорости конденсатор С2, разряжаясь, поддерживает в открытом состоянии транзисторы ПП2 и ППІ, создавая выдержку времени на отключение реле скорости, которая регулируется сопротивлением/?#, подключеннымпараллельно конденсатору С2.

и контактор пускателя двигателя данного конвейера.

165

При правильной настройке реле скорости надежно контролирует снижение скорости при пробуксовке ленты в пределах 15—25% номи­ нальной. Правильность настройки реле проверяют, нажав кнопку ПК п регулируя входной сигнал на заданную величину показания мил­ лиамперметра. При нажатии кнопки ПК на базу транзистора ПП2 через сопротивление R7 подается запирающий сигнал, эквивалент­ ный снижению скорости ленты на 25%.

Днепропетровским заводом шахтной автоматики изготовляются также реле контроля скорости РСА и УКСЛ-1, обеспечивающие очередность пуска п контроль пробуксовки ленты конвейера. Рабо­ тают эти реле с использованием датчи­ ков скорости аналогично реле РС-67,

но схемы их значительно сложнее. Для контроля наличия материала на

ленте конвейера применяются электро­ механические, электронные, емкостные, индуктивные и фотоэлектрические реле, гамма-реле ГР и РУР, а также реле искробезопасного контроля сопротив­ ления ИКС-2, ИКС-2Н.

Реле типа ИКС-2 и ИКС-2Н применяются для контроля наличия материала при сопротивлении цепп «электрод — контролируе­ мый материал — земля» до 1 МОм. Реле ИКС-2Н имеет нормальное общепромышленное псполненпе, а реле ИКС-2 — рудничное взрывобезопасное. В конструкции последнего блокировочное устройство не позволяет открыть крышку до снятия с реле напряжения.

Принципиальная схема реле ИКС-2Н показана на рис. 111. Напряжение питання подводится к первичной обмотке трансформа­ тора Тр. Вторичная высокоомная обмотка w3 трансформатора имеет пять отводов. К этой обмотке через переключатели ПІ Я.П2, селеновый выпрямитель ВСІ и селеновый шунт ШС1 присоединены обмотки поляризованного реле Р1 и электродный датчик. Параллельно обмоткам реле Р1 включен конденсатор С, выполняющий роль фильтра.

При контроле наличия материала с большим сопротивлением (от 2 до 1000 кОм) в схеме используются обе обмотки реле Р1 (высо-

166

коомиая п низкоомная), которые с помощью переключателя П2, устанавливаемого в положение 0—1000 кОм, соединяются последо­ вательно. При контроле наличия материала сопротивлением до 2000 Ом обмотки реле шунтируются сопротивлением R, для чего переключатель П2 устанавливается в положение 0—2 кОм.

к цепям управления и сигнализации

Охранное кольцо

Электрод

Рис. 111. Принципиальная схема реле ИКС-2Н

При контроле сопротивлений от 2 до 1000 кОм переключатель П1 занимает одно из пяти положений, благодаря чему в цепь датчика могут быть поданы напряжения 12, 50, 85, 120 или 148 В, которые обеспечивают срабатывание прибора при сопротивлении цепи до 50, 200, 500, 700 пли 1000 кОм соответственно. При контроле сопроти­ вления до 2 кОм переключатель П1 устанавливается в положение 1.

Вторичная обмотка на напряжение 34 В питает катушку исполнительного реле Р2 через селеновый выпрямитель ВС2. Контакт поляризованного реле Р1 в цепи включения реле Р2 зашунтирован встречным селеновым шунтом ШС2, защищающим контакт от под­ горания при разрыве цепи.

167

При прикосновении электрода датчика к контролируемому мате­ риалу замыкается цепь питання реле Р1, реле срабатывает и замы­ кает контакт в цепи питания катушки исполнительного реле Р2, которое переключает контакты в цепях управления и сигнализации.

Для обеспечения надежной работы прибора в случае запыленности изолятора датчика сделано охранное кольцо, присоединенное непо­ средственно к выпрямителю, благодаря чему преграждается путь токам утечки с электрода на землю.

Номинальное напряжение питающей реле ИКС-2 сети 127, 380

и 660 В, а реле ИКС-2И - 127, 220 и 380 В.

Недостатком описанного датчика является нечувствительность к изменению уровпя измельченных материалов (угольный штыб, песок и др.), причем когда материал не отклоняется, а засыпается в вертикальної! положении.

При эксплуатации ленточных конвейеров на открытых горных разработках сбегание ленты является одной из главных причин про­ стоев конвейерных линий и преждевременного износа ленты.

Для контроля аварийного схода конвейерной ленты в сторону применяется выпускаемый Днепропетровским заводом шахтной авто­ матики датчик КСЛ-2.

Датчик (рис. ИЗ, а) состоит из корпуса 1, гибкого привода 2, заключенного в резиновый кожух; кольцевого магнита 5(рис. ИЗ, б) и капсулы 4 с магнитоуправляемым контактом 3, находящимися в корпусе. В верхней части гибкого привода закреплен трос, нижний конец которого связап с магнитом.

168

При воздействии ленты конвейера на гибкий привод последний изгибается, вызывая перемещение нижнего конца троса и кольцевого

60—70 мм.

В настоящее время для ликвида­ ции схода ленты часто используют центрирующие роликовые опоры, по­ ворачиваемые самой сместившейся в сторону лентой.

Ö

Рис. 113. Датчик контроля схода лепты КСЛ-2:

а — общий вид; б — кольцевая магнитная сис­ тема с контактами

Кроме перечисленных, при автоматизации конвейерных линий применяется целый ряд других устройств. К ним относятся устройства автоматического контроля выпадания роликов, автоматические металлоискатели, устройства очистки ленты и др.

§ 66. Схемы управления конвейерными установками

На открытых разработках применяются схемы централизованного дистанционного автоматизированного управления различной слож­ ности в зависимости от оснащенности конвейерных установок аппа­ ратурой автоматического управления, контроля и сигнализации.

Наиболее совершенными являются схемы управления, конвейер­ ными линиями с применением.реле скорости, действующими от рабо­ чего органа конвейера (ленты) и включающими каждый последую­ щий конвейер только после того, как лента предыдущего конвейера достигнет номинальной скорости движения.

169