книги из ГПНТБ / Фотиев М.М. Рудничная автоматика и телемеханика учеб. пособие

ток возбуждения ЭМУ и, следовательно, скорость вращения двига­ теля. Эта скорость может поддерживаться постоянной (при непо­ движном движке потенциометра) или переменной, например в функции положения подъемных сосудов в стволе.

Действительная скорость двигателя контролируется тахогенератором ТГ, э. д. с. которого пропорциональна скорости вращения двигателя, поскольку их валы жестко соединены. Функцию срав­ нения заданной скорости с действительной выполняют обмотки

гатель; Т Г — тахогенератор; ТР — трансформатор

ОЗ и ОУ ЭМУ. Потоки этих обмоток направлены встречно. Таким образом, в данной схеме с помощью тахогенератора ТГ и обмотки управления ОУ ЭМУ осуществляется жесткая отрицательная об­ ратная связь по скорости вращения двигателя Д.

Схема работает следующим образом: при увеличении скорости вращения двигателя выше заданной величина э. д. с. тахогенерато­ ра возрастает и возросший поток обмотки ОУ уменьшает общий поток возбуждения ЭМУ, вследствие чего уменьшается ток воз­ буждения генератора. Скорость двигателя при этом снижается до первоначально установленной величины.

Стабилизирующая обмотка ОС подключена через стабилизи­ рующий трансформатор Тр к якорю ЭМУ. Через обмотку ОС ток будет проходить лишь тогда, когда напряжение ЭМУ изменяется (при переходных процессах). Поток обмотки ОС направлен встреч­ но основному потоку ЭМУ. Следовательно, обмотка ОС осущест­ вляет гибкую отрицательную обратную связь по напряжению ЭМУ.

Недостатком рассмотренной схемы управления является нали­ чие скользящего контакта щетка — коллектор в ЭМУ, что снижает надежность схемы. Высокая надежность работы электропривода обеспечивается при бесконтактном выполнении схемы. В качестве силовых бесконтактных устройств используют главным образом дроссели насыщения, мощные транзисторы и тиристоры.

На рис. 79 изображена схема управления асинхронным двига­ телем с помощью дросселя насыщения ДН, управляемого обмот­

кой ОУ, получающей питание через выпрямитель В1 от промежу­ точного магнитного усилителя ПМУ. Последний имеет три обмот­ ки подмагничивания: обмотку управления ОУП, обмотку обратной связи по току нагрузки ООТ и обмотку положительной обратной связи ОС. На обмотку ОУП подается разность двух напряжений: от задающего потенциометра Я и от тахогенератора ТГ, осущест-

Рис. 79. Схема управления асинхронным двигате­ лем с помощью дросселя:

вляющего отрицательную обратную связь по скорости вращения двигателя.

При изменении задающего напряжения (с помощью потенцио­ метра Я) изменяется ток обмотки управления ДН. При этом изме­ няется напряжение на статоре двигателя, а следовательно, и ско­ рость его вращения. Промежуточный усилитель ПМУ наряду с функцией усиления сигналов способствует уменьшению размеров дросселя насыщения.

§ 41. Программное управление электроприводами

Программное управление находит все более широкое примене­ ние в приводах проходческих комбайнов, гидромониторов, одно­ ковшовых и многоковшовых экскаваторов и др.

Системы программного управления можно разделить на две группы: разомкнутые системы программного управления или систе­

мы без обратной связи; замкнутые системы программного управ­

ную программу протекания процесса в объекте О. Управляющее устройство через исполнительное МУ и регулирующее РУ устрой­ ства оказывает воздействие на объект О, вызывая в нем изменение

чины; другой — х'ос — от датчика Д, соответствующий действительному (текущему) значению

регулируемой величины. Разность этих сигналов усиливается уп­ равляющим устройством УУ. Кроме функции усиления, управляю­ щее устройство вырабатывает воздействие, направляющее процесс изменения регулируемой величины к заданному ее значе­ нию.

В зависимости от характера задания программы системы про­ граммного управления можно разделить на непрерывные и дис­ кретные. В непрерывных системах программа задается при помо­ щи какой-либо непрерывно изменяющейся величины, а в дискрет­ ных— определенной последовательностью импульсов.

Запись программы может производиться на магнитную ленту, магнитный барабан, перфокарту, перфоленту, кинопленку и др. В системах с лерфокартным или перфолентным вводом программа записывается с помощью соответствующего количества и располо­ жения отверстий, пробитых в этих программоносителях.

В числовых системах управления запись программ осущест­ вляется в виде кодов: двоичного, десятичного и двоично-десятич­ ного. Применение двоичного кода целесообразно благодаря просто­ те считывающих устройств, элементов памяти и т. д. Это объяс­ няется тем, что наиболее легко различаются два устойчивых состояния: «есть пробивка — нет пробивки» (при использовании перфокарты или перфоленты), «намагниченный участок — нена­

устройство, которое преобразует код в сигналы, удобные для уп­ равления исполнительным механизмом и для сравнения с сигна­ лом, получаемым от датчика контролируемой величины. В общем случае декодирующее устройство может содержать в себе несколь­ ко элементов: считывающий механизм, дешифратор, преобразова­ тель информации и др.

низм К, толкатель которого перемещает движок потенциометра П. Напряжение U3(t) на выходных зажимах потенциометра П являет­ ся задающим воздействием. Фактическая скорость двигател'я изме­

буждения генератора Г и, следовательно, скорость электродвига­ теля в направлении уменьшения этой ошибки.

ГЛАВА VII

ТЕЛЕМЕХАНИКА

§ 42. Основные понятия и определения

Телемеханикой называют область науки и техники о теории и технических средствах передачи на расстояние команд управления и информации о состоянии объектов.

Телемеханика охватывает весь комплекс вопросов, связанных с управлением и контролем за состоянием объектов на расстоянии. Однако расстояние передачи не является единственным критерием применимости систем телемеханики. Использование систем телеме­ ханики может оказаться целесообразным и при небольших расстоя­ ниях.

По выполняемым функциям системы телемеханики можно раз­ делить на системы телеуправления, телесигнализации и телеизме­ рения.

Телеуправление (ТУ) служит для передачи на расстояние команд управления производственными установками: включения

иотключения, изменения режима работы и т. д. Частным случаем телеуправления является телерегулирование (ТР), которое служит для передачи команд регулирования.

Телесигнализация (ТС) используется для передачи различного рода сообщений о состоянии объектов («Включено», «Отключено»

ит. д.).

Телеизмерение (ТИ) служит для передачи непрерывных значе-- ний контролируемых величин, характеризующих режим работы контролируемых устройств.

Телеизмерение и телесигнализацию объединяют общим назва­ нием телеконтроль (ТК).

В настоящее время наблюдается тенденция решать совместно задачи ТУ, ТС и ТИ и создавать комбинированные устройства те­ лемеханики.

Процесс передачи информации, в телемеханических системах протекает следующим образом. Сообщение от источника сообще­ ния поступает в передатчик (рис. 82). Передатчик преобразует со­ общение в сигнал, который через линию связи поступает в прием­

ку!

ник. Приемник осуществляет обратное преобразование сигнала в сообщение, которое затем передается получателю сообщения.

При телемеханическом управлении число линий связи всегда меньше количества передаваемых команд, что достигается приме­ нением специальных методов избирания (селекции).

Чтобы использовать одни и те же линии связи для передачи различных команд, необходимо иметь в пунктах передачи и приема специальные элементы избирательного включения. На исполни­ тельном пункте таким устройством является приемник с дешифра­ тором.

Рис. 82. Блок-схема системы передачи информации

.£

Уточним понятия, которые используют при описании системы передачи информации.

Под сообщением понимают все то, что подлежит передаче. На­ пример, в телеуправлении сообщениями являются команды о вклю­ чении и отключении, в телеизмерении— данные измерения различ­ ных параметров.

Превращение сообщения в сигнал — кодирование. Правило, по которому производится кодирование, называется кодом. Передача сигналов от передатчика к приемнику осуществляется по линии связи. По одной линии связи может быть образовано несколько ка­ налов связи для независимой передачи нескольких сообщений.

Каналом связи называют совокупность технических средств, обеспечивающих независимую передачу сообщений.

Понятия сообщения и информации не тождественны. Под ин­ формацией понимают содержащиеся в сообщении сведения. Всю информацию, передаваемую телемеханическими системами, можно разделить на непрерывную и дискретную.

Непрерывная информация имеет место при телепередаче непре­ рывно изменяющихся во времени величин (например, напряжения, мощности, давления и т. д.).

Дискретная информация имеет место при передаче конечного числа сообщений. К дискретным можно отнести извещения о пре­ дельном состоянии объектов («Включено», «Отключено») и пози­ ционные команды («Включить», «Отключить»),

Телемеханические системы обслуживают как стационарные, так и подвижные объекты. Стационарные объекты могут быть располо­ жены в одном месте или территориально разобщены. Телемехани­ ческие системы, обслуживающие объекты, расположенные в одном пункте, называются системами с сосредоточенными объектами, а

обслуживающие территориально разобщенные объекты — система­ ми с рассредоточенными объектами.

Примером системы с рассредоточенными объектами может слу­ жить система ТУ—ТС поточно-транспортных линий, которая имеет несколько исполнительных пунктов, расположенных на удалении друг от друга, вдоль линии конвейеров.

§43. Каналы связи устройств рудничной телемеханики

Для передачи сигналов могут быть использованы как провод­ ные линии связи, так и беспроводные (радиолинии).

Передача по одной линии связи нескольких телемеханических сигналов имеет большое экономическое значение, так как стоимость линий связи обычно превосходит стоимость аппаратуры устройств телемеханики. Многократное использование линии связи возможно либо при одновременной независимой передаче нескольких сигна­ лов на различных частотах (частотное разделение каналов), либо при передаче сигналов последовательно во времени, один за дру­ гим (временное разделение сигналов).

Основное требование, предъявляемое к телемеханическим кана­ лам связи, заключается в обеспечении допустимой неискаженности передаваемого сигнала.

В настоящее время в горной промышленности наибольшее при­ менение получили проводные линии связи. Многоканалы-юсть до­ стигается использованием для передачи переменных токов различ­ ной частоты. Диапазон рабочих частот, используемых для переда­ чи, принято разделять следующим образом: 0 — 300 гц — подто­ нальные частоты; 300—3200 гц — тональные частоты; 3200— 10 000 гц — надтональные частоты; свыше 10 000 гц — высокие ча­ стоты.

Для передачи сигналов телемеханики могут быть использованы силовые кабельные сети. Передача тёлемеханических сигналов по силовым сетям возможна только при частотном разделении кана­ лов. Для контроля за работой рассредоточенных машин на участ­ ке шахты применяют частотное разделение каналов. В тех случа­ ях когда требуется контролировать работу сосредоточенных объ­ ектов (устройства для счета вагонеток и др.), используют комбини­ рованные методы с применением частотного разделения каналов и временного разделения сигналов.

Радиопередача может найти широкое применение на поверхно­ сти шахт, например, для телеуправления шурфовыми вентилятора­ ми. В подземных выработках шахт из-за большой поглощаемости энергии радиоволн горными породами устойчивая радиосвязь осу­

ществляется на расстоянии несколько десятков метров и может быть использована для телеконтроля или телеуправления. В вер­ тикальных стволах при их проходке радиосвязь возможна на рас­ стоянии до 1 км.

§44. Телемеханические сигналы

иметоды избирания

Сигналы, используемые в системах ТУ—ТС, делятся на непре­ рывные и дискретные.

Простейшие непрерывные сигналы, используемые в системах ин­ тенсивности, характеризуются значением силы тока или напря­ жения.

'В более совершенных импульсных и частотных системах дис­ кретного типа условные сигналы образуются посылками (импуль­ сами) тока с качественно различными признаками. Приемные уст­ ройства ТУ и ТС различают эти признаки и реагируют лишь на те из них, на которые настроены.

Сигналы строятся в виде кодов — условных комбинаций им­ пульсов, различающихся по какому-либо параметру: амплитуде, полярности, длительности, частоте заполняющих импульс колеба­ ний, фазе и др. Эти параметры называют импульсными призна­ ками.

Операция преобразования передаваемых сообщений в сигналы и последующей их расшифровки называется избиранием (селекци­ ей). В системах ТУ и ТС используют следующие методы избира­ ния: качественный, комбинационный, распределительный и комби­ национно-распределительный.

При качественном методе избирания сигналам придают опреде­ ленные качественные признаки: полярный, временной, частотный и др.

При комбинационном методе избирания используют два или бо­ лее качественных признака, например амплитуду и частоту; поляр­ ность и амплитуду и др. При этом методе требуется меньше прово­ дов, чем при качественном избирании, так как можно выбирать различные комбинации качественных признаков. Устройства для образования комбинаций получили наименование шифраторов, а устройства для расшифровки комбинаций на приемной стороне — дешифраторов. В системах ТУ и ТС, использующих качественный и комбинационный методы избирания, с увеличением числа объек­ тов увеличивается и число линий связи. Поэтому эти две группы устройств объединяют общим названием — многоканальные систе­ мы ТУ и ТС.

При распределительном методе избирания производится пооче­ редное, последовательное во времени подключение линии связи к аппаратам на диспетчерском (ДП) и исполнительном (ИП) пунк­ тах. Такое подключение осуществляется с помощью распредели­ телей, перемещение которых на ДП и ИП должно быть синхрон­ ным и синфазным.