автоматическая система управления подземными инженерными сооружениями

Формула изобретения

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОДЗЕМНЫМИ ИНЖЕНЕРНЫМИ СООРУЖЕНИЯМИ, содержащая датчики метана, соединенные с преобразователями сигналов, блок питания, устройство логической обработки сигнала, блок сигнализации и мнемосхема, отличающаяся тем, что в нее введены устройства стабилизации и выделения сигнала, блок индикации и блок согласования, образующие пульт контроля и сигнализации содержания метана, пульт диспетчерского управления технологическим оборудованием, устройство логической обработки сигнала выполнено из двух блоков ИЛИ, один из которых выполнен из последовательно соединенных приемных светодиодов оптопары и транзистора, а другой из диодов, а устройство стабилизации и выделения сигнала с каждого технологического участка содержит три параллельных блока стабилизации и выделения сигнала, каждый из которых выполнен из стабилизатора, подключенного к одной из диагоналей диодного выпрямительного моста, другая диагональ которого через резистор и стабилитрон подключена к одному из светодиодов оптопар, при этом к стабилизаторам устройства стабилизации и выделения сигнала подключен блок питания, а вход устройства стабилизации и выделения сигнала подключены к устройствам логической обработки сигнала, последнее через блок индикации подключено к мнемосхеме контроля и сигнализации содержания метана, а через блок согласования к блоку сигнализации, причем пульт диспетчерского управления технологическим оборудованием содержит блок логики и управления фидерами, соединенный с блоком питания, и блок индикации фидеров, последний соединен с мнемосхемой технологического оборудования, а выход блока согласования пульта контроля и сигнализации содержания метана подключен к блоку логики и управления фидерами пульта диспетчерского управления технологическим оборудованием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к автоматическим системам и средствам управления подземными технологическими сооружениями и их метрологическому обеспечению, и может быть использовано как в горной промышленности, так и в любых подземных инженерных сооружениях, в частности в коллекторах г.Москвы.

Известна система автоматического управления технологическим оборудованием, содержащая ячейки контроля метана, соединенные с сигнализаторами состояния технологического оборудования, и мнемосхему [1] Известная система громоздка и энергоемка.

Известна также система автоматического управления технологическим оборудованием, содержащая датчики метана, соединенные с преобразователями, блок питания, соединенный с блоком приема и разделения информации, соединенный с сигнализатором, блоками контроля и мнемосхемой [2] Эта система также громоздка, потребляет много энергии при невысокой надежности за счет использования контактных элементов.

Целью изобретения является повышение надежности при снижении материалоемкости и энергоемкости.

Достигается это тем, что в нее введены устройства стабилизации и выделения сигнала, блок индикации и блок согласования, образующие пульт контроля и сигнализации содержания метана, пульт диспетчерского управления технологическим оборудованием, устройство логической обработки сигнала выполнено из двух блоков ИЛИ, один из которых выполнен из последовательно соединенных приемных светодиодов оптопар и транзистора, а другой из диодов, а устройство стабилизации и выделения сигнала с каждого технологического участка содержат три параллельных блока стабилизации и выделения сигнала, каждый из которых выполнен из стабилизатора, подключенного к одной из диагоналей диодного выпрямительного моста, другая диагональ которого через резистор и стабилитрон подключена к одному из светодиодов оптопар, при этом к стабилизаторам устройства стабилизации и выделения сигнала подключен блок питания, а выход устройства стабилизации и выделения сигнала подключен к устройствам логической обработки сигнала, последнее через блок индикации подключено к мнемосхеме контроля и сигнализации содержания метана, а через блок согласования к блоку сигнализации, причем пульт диспетчерского управления технологическим оборудованием содержит блок логики и управления фидерами, соединенный с блоком питания, и блок индикации фидеров, последний соединен с мнемосхемой технологического оборудования, а выход блока согласования пульта контроля и сигнализации содержания метана подключен к блоку логики и управления фидерами пульта диспетчерского управления технологическим оборудованием.

На фиг. 1 изображена структурная схема автоматической системы управления подземными инженерными сооружениями; на фиг. 2 пример выполнения устройств 3, 5, 8 и 10.

Автоматическая система управления (АСУ) подземными инженерными сооружениями состоит из двух систем:

автоматической системы контроля и сигнализации содержания метана (АСКМ);

автоматической системы управления технологическим оборудованием (АСУТО).

Автоматическая система контроля и сигнализации содержания метана состоит из датчика 1 метана, преобразователя 2 сигнала, пульта 3 контроля и сигнализации о наличии метана, содержащего устройство 4 стабилизации и выделения сигнала с каждого технологического участка, устройство 5 логической обработки сигнала, блок 6 индикации, блок 7 согласования, блок 8 сигнализации, блок 9 питания и мнемосхему 10 АСКМ.

Автоматическая система управления технологическим оборудованием состоит из пульта 11 диспетчерского управления технологическим оборудованием, выполненного из блока 12 логики и управления фидерами, блока 13 индикации состояния фидеров, мнемосхемы 14 АСУТО и блока 15 питания.

Датчики 1 метана через преобразователи 2 сигнала двухсторонней электрической связью соединены с устройством 4 стабилизации и выделения сигнала, выход которого подключен к устройству 5 логической обработки сигнала, а выход последнего через блок 6 индикации подключен к мнемосхеме 10 АСКМ и через блок 7 согласования к блоку 8 сигнализации. Выход блока 7 согласования подключен к блоку 12 логики и управления фидерами, выход которого подключен к фидерам вентилятора 16, насосов 17, рабочее освещение 18 и аварийное освещение 19, фидера 16, 17 и 18 через соответствующие щиты управления 20, 21 и 22 подключены к технологическому оборудованию вентилятору 23, насосам 24, рабочему освещению 25, а фидер 19 соединен с аварийным освещением 26 непосредственно.

На каждом технологическом участке коллектора устанавливается по три датчика 1 метана, поэтому каждое устройство 4 стабилизации и выделения сигнала содержит по три стабилизатора 27, диодных выпрямительных моста 28 и оптопары 29. Причем один из светодиодов 30 оптопары 29 включен в одну из диагоналей диодного выпрямительного моста 28 через резистор 31 и стабилитрон 32. Другие светодиоды 33 оптопары 29 соединены между собой последовательно и вместе с транзистором 34 образуют первый блок ИЛИ 35 устройства 5 логической обработки сигнала, а его второй блок ИЛИ 36 выполнен на диодах 37.

Блок 7 согласования выполнен на транзисторе 38 с переключателем 39 режимов ручного и автоматического.

Блок 12 логики и управления фидерами содержит диоды 40, 41, 42 и 43, транзисторы 44, 45, 46, 47, 48, 49 и диоды 50, 51, 52 и 53.

Пример работы АСУ подземных инженерных сооружений в автоматическом режиме при концентрации метана 1% СН₄ (режим аварии).

При концентрации метана в подземных инженерных сооружениях больше порога срабатывания датчиков (1% СН₄) постоянная составляющая (напряжение постоянного тока) на выходе стабилизаторов 27 пропадает. При этом фототок через последовательно включенные светодиоды 33 оптопар 29 течь прекращает и транзистор 34 устройства логической обработки 5 (первый блок ИЛИ 35) закрывается. Напряжение на его эмиттере пропадает. Транзисторный ключ блока 6 индикации закрыт (не показан) и напряжение +12 В поступает на светодиоды мнемосхемы 10 АСКМ, индицирующие наличие метана в зоне контроля.

Этот же сигнал "Наличие метана" поступает на базу транзистора 38 блока 7 согласования, который выполнен по схеме эмиттерного повторителя и обеспечивает передачу сигнала на вход блока управления фидерами, отключает насосы и рабочее освещение и включает вентиляторы и аварийное освещение. Это происходит следующим образом. Сигнал с эмиттера транзистора 38 через диоды 40 и 41 поступает на базы транзисторов 44 и 45. Они открываются, поэтому на коллекторах этих транзисторов напряжение близко к "0". Напряжение к фидерам 16 и 17 не поступает и происходит отключение рабочего освещения и насосов. Сигнал с эмиттера транзистора 38, прошедший через диоды 42 и 43, поступает на базы транзисторов 46 и 48, которые открываются и закрывают транзисторы 47 и 49 (ключи-инверторы) и с диодов 52 и 53 напряжение пойдет на включение аварийного освещения и через фидер 19 и щит управления 22 на включение вентиляторов 26.

Кроме того, с эмиттера транзистора 38 блока согласования 7 сигнал пойдет в блок 8 сигнализации, где будет включена звуковая сирена.

Блок 13 индикации состояния силовых фидеров предназначен для индикации состояния фидеров 15, 16, 17 и 18 и через ключевые элементы (не показаны) пропускают сигналы на светодиоды мнемосхемы 14 АСУТО.

Датчики метана, преобразователи параметров, блоки стабилизации и сирены серийно выпускаются НПО "Красный металлист" г.Конотоп, Украина.