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

Пневматическое реле уровня изображено на рис. 55. Датчик представляет собой металлический цилиндр 7, подвешенный на бал­ ке 5 в водосборнике. Снизу цилиндр закрыт перфорированным щитком, предохраняющим его от загрязнения, а в верхней части соединяется резиновым шлангом 6 с чувствительным контактным днфманометром 2. Внутри цилиндра на шарнире укреплен попла­ вок 9 со встроенным в него ртутным контактом 10. Ртутный кон-

<j>

такт представляет собой стеклянную колбочку с двумя электрода­ ми, частично заполненную ртутью. При повышении уровня воды в водосборнике поплавок поворачивается, ртуть переливается и за­ мыкает электроды, чем подготавливает схему к работе. При даль­ нейшем повышении уровня вода перекрывает радиальные отверстия В в цилиндре и воздух в верхней части цилиндра начинает сжи­ маться. Давление воздуха передается дифманометру. По мере уве­ личения давления усилие на диафрагме 4 растет, пружина 1 сжи­ мается и шток 3 манометра вместе с укрепленными на нем кон­ тактными ламелями перемещается вверх, по очереди замыкая контакты КУ1 — КУ8 в цепи управления.

На рис. 56 изображено поплавковое реле уровня со встроенным в корпус 1 сельсинным датчиком для дистанционной передачи

показаний. Поплавок 6 подвешен на тросе, который пропущен через ролик 2. На другом конце троса подвешен груз 5. На тросе укреп­ лены отключающие упоры 4. При изменениях уровня воды попла­ вок движется в вертикальном направлении и упоры воздействуют

используются в качестве путевых или концевых бесконтактных вы­ ключателей, например, для контроля посадки клети на кулаки, положения клети относительно приемной площадки, положения вентиляционных дверей, заштыбовки течек, нахождения горной

Рис. 56. Поплавковое реле уровня:

Î —‘корпус, 2 — ролик, 3 — рычаг переключения, 4 — отклю­ чающие упоры, 5 — груз, 6 — поплавок, 7 — сельснн-датчнк, 8 —г редуктор, 9 — контактное устройство -

Рис. 57. Схема фотореле:

ФР — фоторезпетор; Tl, Т2 — транзисторы; Р — реле

Комплект фотореле ФРВ-ЗС состоит из осветителя, приемника и релейного усилителя. В качестве источника света используется лам­ па А-28. Направленный луч создает двояковыпуклая линза, вмон­ тированная в тубус, который имеет резьбу для плавной фокусиров­ ки луча. Чувствительным элементом приемника является фоторе­ зистор ФС-К1. Для собирания луча на фоторезисторе в приемнике также имеется двояковыпуклая линза.

Рис. 58. Схема гамма-электрошюго реле РГЭ-2Н:

в затемненном состоянии сопротивление около 1000 ком, а при ос­ вещении 120—-130 ком.

Гамма-электронные реле применяют в угольной промышленнос­ ти для автоматизации производственных процессов в качестве бес­ контактного датчика уровня сыпучих материалов в бункерах, доза­ торах, вагонах и жидкостей в емкостях. Примером может служить гамма-электронное реле РГЭ-2В во взрывобезопасном исполнении и его модификация .в рудничном нормальном исполнении РГЭ-2Н (рис. 58). Чувствительным элементом реле является газоразрядный счетчик Л2 типа СТС-8. Работает схема следующим образом. Им­ пульс тока, возникающий в счетной трубке при регистрации гаммалучей, создает на нагрузочном резисторе R6 падение напряжения. Это напряжение передается через разделительный конденсатор СЗ на правую сетку двойного триода ЛІ типа 6Н1П, включенного по схеме катодного повторителя. На резисторе R4 появляется напря­ жение, величина которого пропорциональна интенсивности падаю­ щего на чувствительный элемент пучка излучений. Напряжение с

цепочки R4, С2 через резистор R2 подается на левую сетку двойного триода. В анодную цепь левого триода включено исполнительное реле Р, которое для сглаживания пульсаций шунтируется конденса­ тором С1. При отсутствии гамма-излучения или при малой его ин­ тенсивности триод заперт и реле Р отключено.

При увеличении интенсивности потока гамма-лучей триод отпи­ рается и реле Р включается, производя необходимые переключения в цепях управления. Такой режим работы реле называется позитив­ ным .(на включение). Для получения позитивного режима переклю­ чатель Я устанавливают в положение 1. При установке переключа­ теля Я в положение 2 реле будет работать в негативном режиме (на отпускание). В этом случае реле Р включается при отсутствии гам­ ма-излучения, а отключается при его появлении.

§ 31. Распределители

. Распределителем называется устройство для последовательного во времени переключения цепей, по которым производится управле­ ние или контроль. В зависимости от вида энергии передаваемого

состоящего из набора контактных щеток 3 и храпового колеса 9, и электромагнитного приводного механизма. Электромагнит 8 через собачку 5 и храповое колесо 9 приводит в движение ротор. В зави­ симости от конструкции перемещение ротора возможно только в прямом или обратном направлениях. Перемещение ротора опреде­ ляется числом импульсов электрического тока, поданных в катушку

электромагнита. Шаговые искатели выпускаются с различным чис­ лом контактных полей и различным числом контактов в поле, а так­ же с приводом прямого или обратного действия. В шаговых искате­ лях прямого действия перемещение ротора происходит при притя­

переноса доз и выходную обмотку w4. Магнитное состояние сердеч­ ника характеризуется двумя устойчивыми состояниями «1» (+ ß r) и «0» ( — Вт). Эти состояния показаны на характеристике намагни­ чивания B = f(Н) сердечника (рис. 60, б).

В исходном положении все сердечники, кроме первого, находят­ ся в состоянии «0». Подготовка сердечника 1 (перевод из состояния «0» в состояние «1») производится кратковременным нажатием на кнопку К1 (рис. 60, а). При переводе переключателя К2 в верхнее положение по всем нечетным сердечникам проходит считывающий импульс (считыванием называют перемагничиваиие сердечника из состояния «1» в состояние «0»). Так как в состоянии «1» находился только сердечник 1, то при его перемагничивавши в обмотке до4 воз­ никает выходной импульс. Одновременно от обмотки Доз сердечни­ ка 1 получает импульс подготовки обмотка Wi сердечника 2, в ре-' зультате чего последний переходит в состояние «1». Если теперь переключатель К2 перевести в нижнее положение, то сердечник 2

перейдет из состояния «1» в состояние «О» и при его перемагничива-

яии на обмотке возникнет выходной импульс, а сердечник 3 под­ готовится.

Итак, при каждом переводе переключателя К2 из одного поло­ жения в другое происходит перемагничивание в состояние «1» сле­

дующего сердечника и выдача импульса на выходе соответствую­ щего сердечника, который ранее находился в состоянии «1». Диаг­ рамма импульсов в выходных цепях распределителя показана на рис. 60, в.

Вреальных схемах ключи К1 и К2 отсутствуют и управление распределителем осуществляется бесконтактными элементами.

Врелейных распределителях переключение рабочих электриче­

ских цепей производится несколькими реле, включенными по спе­ циальной схеме. Каждое рабочее положение распределителя фикси­ руется срабатыванием одного из реле, происходящим при поступле­ нии импульсов от соответствующих генераторов.

Входные импульсы в схему распределителей подаются от специ­ альных генераторов электрических импульсов следующих ти­ пов: электронных и полупроводниковых генераторов релаксацион­ ных (несинусоидальных) колебаний— блокинг-генераторов, мульти­ вибраторов, одновибраторов, триггеров, формирователей пилооб­ разного напряжения и др.

Распределители широко используются в устройствах автоматики и телемеханики для преобразования сигналов, распределенных во времени, в сигналы, распределенные в пространстве, для счета им­ пульсов, отыскания контролируемого или управляемого объекта, в устройствах задания программ и др.

§ 32. Логические элементы

Для релейных схем автоматики, отдельные элементы которых могут находиться только в двух устойчивых состояниях: «включе­ но— выключено», «открыто — закрыто» и т. д., оказалось возмож­ ным производить математическое описание работы отдельных узлов и всей схемы в целом средствами, применяемыми в матема­ тической логике. Один из разделов этой науки — исчисление выска­ зываний— устанавливает соотношения между отдельными выска­ зываниями (суждениями). Эти соотношения полностью применимы к схемам, состоящим из соединенных между собой контактов раз­ личных аппаратов.

В математической логике любое высказывание может быть либо истинным, либо ложным. Логические высказывания обозначаются буквами Хі Х2, ..., Уі, Y2, ... Для математических операцийнад вы­ сказываниями принято: если высказывание, например, Хі, истинно,

Из простых высказываний при сопоставлении их друг с другом в различных связях можно построить новые высказывания — истин­ ные или ложные. Связи между высказываниями выражаются логи­ ческими функциями, которые могут иметь различный характер. Рас­ смотрим основные логические функции.

Конъюнкция— функция «и», логическое умножение. Сложное высказывание, составленное из приведенных выше простых выска­ зываний, связанных логической функцией «и», будет формулиро­ ваться следующим образом: если вагонетка находится в клети, и дверь клети закрыта, и кнопка «Пуск» нажата, то двигатель подъ­ емной машины вращается. Высказывание записывается:

Y = X 1X 3X 3.

Это высказывание истинно, если истинны все входящие в него высказывания, т. е. Хі = 1, Х2=1 и .Хз=1. Если хотя бы одно из вы­ сказываний ложно, например Х2 = 0 (дверь клети не закрыта), то

ложно, равно нулю, высказывание У (двигатель не вращается). В релейно-контакторных схемах конъюнкция реализуется с по­

мощью последовательного включения замыкающих контактов. В рассматриваемом случае это будет катушка контактора двигате­ ля подъема, в цепь которой включены последовательно кнопка «Пуск» и контакты концевых выключателей, замыкающиеся при за­ крытии дверей и нахождении вагонетки в клети.

Недостатком схем, построенных на контактных реле, является их малая надежность. В последние годы получают широкое распро­ странение более надежные схемы на бесконтактных элементах. Ло­ гические операции в таких схемах выполняются логическими элементами. Они делятся на полупроводниковые, электронные, маг­ нитно-полупроводниковые (магнитно-вентильные, феррит-транзис- торные), магнитные и пневматические. Логические элементы имеют несколько входов, и сигнал на выходе их формируется в зависимо­ сти от сигналов на входах в соответствии с выполняемой или логи­ ческой функцией.

В логическом элементе — конъюнкторе, реализующем функцию «и», сигнал на выходе получается только в том случае, когда име­ ются сигналы на всех его входах.

В табл. 1 приведены условные обозначения (по ГОСТ 2.743—69), релейный эквивалент и функциональные формулы некоторых логи­ ческих элементов.

Дизъюнкция — функция «или», логическое сложение, обознача­ ется У=ХІѴЛ’2Ѵ... Она означает, что высказывание У истинно в

том случае, когда истинно хотя бы одно из. высказываний Х2, ... В дизъюнкторе — логическом элементе, реализующем функ­ цию «или», сигнал на выходе получается при наличии..сигнала хо­

сигнал на выходе инвертора будет в том случае, когда входной сиг­ нал отсутствует.

Элемент «Память» имеет два входа и характеризуется тем, что ■ при подаче сигнала на первый вход появляется сигнал на выходе и остается там после снятия сигнала с этого входа. Для снятия сигнала с выхода необходимо подать сигнал на второй вход. Ло­ гическая операция «Память» в контактных схемах выполняется с помощью контакта реле, включенного параллельно управляющему контакту. В бесконтактных схемах для этой цели широко приме­ няют триггеры.

Рассмотрим схемы некоторых логических элементов.

На рис. 61, а показана схема транзисторного логического эле­ мента «не». В цепь коллектора включен резистор RK. Схема рабо­ тает от входного сигнала отрицательной полярности. При наличии входного сигнала (на входе «1») транзистор открывается и на вы-

ходе сигнала не будет (на выходе «О»), При отсутствии входного сигнала (на входе «О») транзистор запрется и на выходе возник­

Х3 = 0 ), т. е. меньше + £, то соответствующий диод будет открыт и выходное напряжение будет также низким (^,^2 ^ 3 = 0 ). Для того чтобы выходное напряжение было высоким (ХіА2Аз= 1 ), необходи-

Рис. 61. Схемы логических элементов:

«или», работающая при положительных входных сигналах. Сигнал на выходе получается при наличии сигнала на любом из входов.

Наибольшее применение в угольной промышленности получили искробезопасные полупроводниковые элементы серий ЭТ и Т. Их ■используют в устройствах автоматики, .телемеханики, системах централизованного контроля и сигнализации, системах измерений и защиты стационарных и передвижных установок, работающих во взрывоопасных и агрессивных средах. Серия ЭТ состоит из 21 наи­ менования элементов и делится на четыре группы: логические эле­ менты (ЭТ-Л02И — ЭТ-Л08И), функциональные элементы (ЭТ-Ф02И, ЭТ-ФОЗИ), элементы времени (ЭТ-ВОІИ — ЭТ-В04И), выходные усилители (ЭТ-УОІИ — ЭТ-У08И).

На рис. 62 показана схема логического элемента ЭТ-Л02И.

Элемент состоит из двух транзисторных ключей, имеющих общий нулевой провод, цепь коллекторного питания и цепь смещения. База транзистора каждого из ключей связана с входными, зажима­ ми диодом Д1(Д2) и резистором R2(R11) через резистор R1(R10). При работе элемента в режиме «не» входным служит резистор Rl(RlO), а входной сигнал подается «а зажим 1 (2) и диод Д1(Д2). При работе элемента в режиме «Память» входным сопротивлени­ ем служат последовательно соединенные резисторы R2, RI (R11,