Аналоговый имитатор флюидных цепей

 

1. АНАЛОГОВЫЙ ИМИТАТОР ФЛЮИДНЫХ ЦЕПЕЙ, содержащий базовый элемент в виде стеллажа с переменным количеством гнезд, в которых устанавливают модули с различными функциями в виде управляющего модуля, вентиляционного модуля, штрекового модуля и расходного модуля, причем количество модулей каждого типа зависит от имитируемой модели, отличающийся тем, что, с целью повьпцения точности имитации горной выработки, штрековый модуль выполнен в виде блока усиления, операционного усилителя, блока умножения , инвертирующего умножителя, компаратора и резистора, смонтированных на двухсторонней печатной плате, причем резистор включен между землей и входом блока усиления, выход которого через операционный усилитель, раС S ботаюший в режиме линейного выпрями (/) теля, подключен к первому входу и непосредственно подключен к второму входу блока умножения, выход которого через инвертирующий умножитель соединен с входом компаратора, при этом инвертирующий умножитель снабжен переключателем для непрерывной и ступенчатой фиксации сопротивления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А (дд 4 Е 21 С 35/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3352199/22-03 (22) 30.09.81 (31) 495549 (32) 01.10.80 (33) ES (46) 23.12.85. Бюл. ¹ 47 (71) Эмпреса Насьональ Хуллерас дель Норте, С.А. (ХУНОСА) (ES) (72) Висенте Люк Кабаль Хосе Мария

Фернандез Кото и Карлос Фернандез

Рамон (ЕS) (53) 622.232.72(088.8) (56) 1. Автоматизация в угольной и горнорудной промьппленности. N.:

Недра,, 1969, вып. 1, с. 41-51.

2. Угольное и горнорудное машиностроение. M.: НИИинформтяжмаш, 1966, вып. 1, с. 120-131 (54) (57) 1. АНАЛОГОВЫЙ ИМИТАТОР ФЛЮИДНЫХ ЦЕПЕЙ, содержащий базовый элемент в виде стеллажа с переменным количеством гнезд, в которых устанавливают модули с различными функциями в виде управляющего модуля, в ен тиляц ион но го модуля, ш тр ек ов о го модуля и расходного модуля, причем количество модулей каждого типа зависит от имитируемой модели, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности имитации горной выработки, штрековый модуль выполнен в виде блока усиления, операционного усилителя, блока умножения, инвертирующего умножителя, компаратора и резистора, смонтированных на двухсторонней печатной плате, причем резистор включен между землей и входом блока усиления, выход которого через операционный усилитель, работающий в режиме линейного выпрямителя, подключен к первому входу и непосредственно подключен к второму входу блока умножения, выход которого через инвертирующий умножитель соединен с входом компаратора, при этом инвертирующий умножитель снабжен переключателем для непрерывной и ступенчатой фиксации сопротивления.

1200855

2, Имитатор no n. 1, о т л и ч ю шийся тем, что, с целью повышения точности имитации вентилятора, вентиляционный модуль снабжен сумматором и последовательно соединенными усилителем, инвертором, умножителем, вторым сумматором, компаратором и управляющим блоком, причем вход усилителя соединен с выходом источника напряжения, а выход подклю-IpH к входу сумматора, выход которого соединен с вторым входом умножителя .

3. Имитатор по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что вентиляционный модуль дополнительно снабжен вторым компаратором. выход которого соединен с диодом и подключен к входу второго сумматора, и двумя потенциометрами, подключенными к входам сумматоров.

4. Имитатор по и. 1, о т л и ч а— ю m и и с я тем, что, с целью повышения точности имитации расхода, расходный модуль состоит из двух компаИзобретение относится к горной автоматике, а более конкретно к имитации и расчету шахтных вентиляционных сетей и может быть использовано также при имитации и расчете других 5 флюидных цепей.

Известен имитатор флюидных цепей, содержащий универсальнblH модуль в виде диодного функционального преобразователя, который работает с переменным коэффициентом сопротивления Г1) .

Недостатком имитатора является то, что с его помощью можно имитировать лишь один участок флюидной цепи.

Известен аналогичный имитатор флюидных цепей, соцержащий базовый элемент в виде стеллажа с переменным количеством гнезд, в которых устанавливаются модули с различными функциями в виде управляющего модуля, вентиляционного модуля, штрекового модуля и расходного модуля, причем количество модулей каждого типа зависит от имитируемой модели (21 . ряторов, сопротивления обратной связи, усилителя и пары дополнительных транзисторов, подключенных к выходу второго компаратора, причем выход первого компараторя соединен с входом второго компаратора, а выход пары дополнительных транзисторов соединен с входом усилителя, при этом все элементы смонтированы на двухсторонней печатной плате.

5. Имитатор по пп. 1 и 4, о т л ич а ю шийся тем, что расходный модуль имеет установленные на лицевой панели переключатель и прецизионный потенциометр с градуированным диском.

6. Имитатор по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что управляющий модуль состоит из двух операционных усилителей, двух переключателей и источника питания, смонтированных на двухсторонней печатной плате, причем источник питания выполнен в виде выпрямителя, двух блоков стабилизации и глаживающих конденсаторов.

Недостатком известного устройства является низкая точность имитации горной выработки.

Целью изобретения является повышение точности имитации горной выработки, Поставленная цель достигается тем, что в аналоговом имитаторе флюидных цепей, содержащем базовый элемент в виде стеллажа с переменным количеством гнезд, в которых устанавливают модули с различными функциями в виде управляющего модуля, причем количество модулей каждого типа зависит от имитируемой модели, штрековый модуль выполнен в виде блока усиления, операционного усилителя, блока умножения, инвертирующего умножителя, коммутатора и резистора, смонтированных на двухсторонней печатной плате, причем резистор включен между землей и входом блока усиления, выход которого через операционный усилитель, работающий в режиме линейного выпрямителя, подключен к первому входу и непосредственно подключен к втоз 1200855 4 рому входу блока Умножения, выход ко- ного модуля; на фиг.8 — блок-схема торого через иннертирующий умножи- расходного модуля, на фиг.9 — рабо-тель соединен с входом компаратора, чая характеристика расходного модуля, при этом инвертирующий умножитель на фиг.10 — принципиальная схема расснабжен переключателем для непрерыв- 5 ходного модуля; на фиг.1 1 — источник ной и ступенчатой фиксации сопротив питания расходного модуля; на фиг.12ления. схема управляющего модуля на фиг.13для повышения точности имитации схема соединений между соединительвентилятора вентиляционный модуль ными колодками расхода и давления снабжен сумматором и последовательно 0 и входом; на фиг,14 — вид лицевой соединенными усилителем, ннверторому панели одного из вентиляционных моумножителем, вторым сумматором, КоМ дулей; на фиг. 15 - рабочая характепаратором и управляющим блоком, при- ристика штрекового модуля; на фиг.i6чем вход усилителя соединен с выхо- рабочая характеристика штрекового дом источника напряжения, а выход 15 модуля в крайних режимах; на фиг.17подключен к входу сумматора, выход рабочие характеристики вентиляторов. которого соединен с вторым входом Устройство содержит блок 1 усилеумножителя. ния, операционный усилитель 2, блок

Вентиляционный модуль дополнитель- 3 умножения, инвертирующий умножино снабжен вторым компаратором, вы- 20 тель 4, компаратор 5 (фиг.1), переход которого соединен с диодом и под" ключатель 6 (фиг.3), усилитель 7, ключен к входу второго сумматора, и инвертор 8, сумматор 9, умножитель двумя потенциометрами, подключенными 10, второй сумматор 11, компаратор к входам сумматоров. 12 управляющий блок 13, источник 14

Для повышения точности имитации 25 напряжения, второй компаратор 15

7 расхода расходный модуль состоит из диод 16, потенциометры 17 и 18(фиг.6)

У двух компараторов, сопротивления об- усилитель 19 и второй компаратор 20 ратной связи, усилителя и пары допол- (фиг. 8), пару транзисторов 21, пернительных транзисторов, подключенных вый компаратор 22 (фиг.i0), операцик выходу второго компаратора, причем З0 онные усилители 23 и 24, первый певыход первого компаратора соединен с реключатель 25, второй переключатель входом второго компаратора, а выход 26, выпрямитель 27 (фиг. 12), вентипары дополнительных транзисторов сое- ляционные модули 28, штрековые модудинен с входом усилителя, при этом ли 29, управляющий модуль 30, измевсе элементы смонтированы на двух- рительный элемент 31, базовый эле35 сторонней печатной плате. мент в виде стеллажа 32 (фиг.14).

Расходный модуль имеет установ- На чертеже обозначены также соленные на лицевой панели переключа- противление 33 (фиг.1), двухпозицитель и прецизионный потенциометр с онный переключатель 34, установка градуированным диском.

35 нуля с кнопкой, потенциометр 36

Э t

Управляющий модуль состоит из переключатель 37, сопротивление 38, двух операционных усилителей, двух кнопка 39 потенциометра (фиг. 7), сопереключателей и источника питания, противление 40 обратного литания, смонтированных на двухсторонней пе- прецизионный потенциометр 41 (фиг.8), чатной плате, причем источник пита- двухпозиционный переключатель 42, ния выполнен в виде выпрямителя, цепь 43, кнопка 44, стабилитроны 45 двух блоков стабилизации и сглаживаю- и 46, конденсаторы 47-50 (фиг.10).. щих конденсаторов. Работа имитатора осуществляется

На и а фиг.1 показана схема штреково- следующим образом.

ro модуля на фиг.2 — рабочая харак- 50 В имитаторе взаимосоответствуют, теристика штрекового модуля; на сила тока (Х) и расход (q) падение фиг. 3 — схема штрекового модуля с напряжения (U) и потеря нагрузки (Н). переключателями. на ф на фиг.4 — рабочие В аналоговом имитаторе флюидных характеристики штрековога модуля; на цепей каждый элемент цепи представфиг.5 — рабочие характеристики -венти- лен автономным электронным блоком, ляторов, на фиг.6 — принципиальная называемым модулем, в котором измесхема вентиляционного модуля., на рение силы тока и падения напряжения фиг.7 — подробная схема вентиляцион- осуществляется мгновенно, что обусi 200855 лавлива ет е го основное тгреимущество перед другими системами: легкость и удобство интерпретации результатов измерения любого колебания цепи.

Для конструирования имитатора использовались обычные аналоговые интегральные схемы и множитель (делигель оригинальной конструкции).

В имитаторе использован базовый 1гг элемент, представляющий собой стандартный стеллаж 32 с двенадцатью гнездами, В одном из этих гнезд постоянно находится управляющий Мо дуль 30, который позволяет переводить 15 в единицы измерения значения силы тока и падения напряжения каждого модуля с помощью простого переключателя.

В остальных гнездах можно раз- 30 местить до трех вентиляционных модулей 28, штрековые модули 29 или модули постоянного расхода (потока).

Основные модули аналогового имитатора следующие: штрековый модуль, вентиляционный модуль, управляющий, модуль, расходный модуль.

Максимальные пределы работы имитатора: максимальная сила тока 20 мА; максимальное падение напряжения

10 В.

В силу того, что трансформаторы питания каждого модуля независимы от последнего, их первичные обмотки могут быть подключены к напряжению цепи, имеющемся в месте установки аналогового имитатора. Однако предусмотрено также производство трансформаторов на 220 В.

Анало гия, Максимальная допустимая сила тока 20 мА и максимальное напряжение 10 В даже когда вентиляторы дают несколько повышенное напряжение. Поэтому эти значения расхода и давления будут ограничивать устанавливаемую аналогию.

Расход. Во-первых, необходимо установить максимально возможную величину расхода Q„, в цепях, питаемьгх непосредственно вентилятором или наьН,,„,= 10 В, Н>>окс мм Вод, ст °

H 10  — х

Н мокс

10 (мм вод.ст. ) hH = Г„U (В).

Х=F М, мм вод ст м с мм вод,ст, 30 Р

Р

7Р7 Т

Г 8

F2 щщ > 2

= NI I. сосом.

Устанавливается соотношение („=20 мА, при этом скалярный коэффициент Ро для расхода будет

Я мз /c Q (мз /c) 20 мА 20 мА и Q =F I (мА).

Падение давления. Аналогичным образом., рассчитав максимальное падение давления, которое можно установить на каком-либо участке цепи по величине AEE „, устанавливается соотношение при этом скалярный коэффициент F„è для падения давления будет

Сопротивление в штреке или на участке цепи. После определения скалярных коэффициентов для расхода и падения давления устанавливается скалярный коэффициент F для сопротивления: после чего становится очевидным, что

Штрековый модуль. В аналоговом имитаторе флюидных цепей штрековый модуль получается из уравнения Н

= z>Q и регулирует режим штрека или участки цепи, электрически связанные уравнением У=К Р, где U — напря" жение, приложенное к модулю В (ана> лог давления в мм вод.ст.); I — - сила тока, мА, проходящего по нему (расход в м /с), M — коэффициент пропорциональности, выраженный в г>(мА)к.

Этот модуль выдает в любой момент не только абсолютные величины расхода и давления, но и направление циркуляции. Это предполагает, что режим штрека или участка цепи отвечает уравнению, наиболее точно отражающему действительное положение Н =

= E:Q ° Q. Следовательно, модуль, имитатор штрека или участка цепи, должен отвечать уравнению

7200855

При наличии напряжения U на входе (фиг. 1 и 2) появляется определенная сила тока (согласно выбранному значению К), которая проходя по сопротивлению 33 обратного питания, вызывает некоторое падение напряжения (-> i ) таким образом, что выполняется уравнение U-Б = г . Это напряжение, усиленное блоком 1 усиления,подходит к одному из входов ц блока 3 умножения, в то время как на другом входе остается потенциал массы.

До того как сигнал дойдет до входов х, он проходит через операционный усилитель 2, работающий как линейный выпрямитель. Включение этого блока позволяет сигналу переключаться на один из входов K -умножителя в зависимости от знака напряжения U, прило- женного к блоку, в то время как на другом входе появляется потенциал массы. Этот выбор входов в умножитель позволяет получить не только квадратичный выход, пропорциональный величине тока, но и указание его знака. Напряжение подводится к блоку 4, действующему как умножитель-инвертор, который позволяет получить линейное изменение коэффициента усиления с помощью внешнего калиброванного потенциометра с диском, градуированным от 0 до 1000 делений. Посредством переключателя обеспечивается выбор этого коэффициента усиления в отношении 10 к

Этот сигнал сравнивается в блоке

S (фиг. 3) с первоначальным сигналом

-r i) и с выходным напряжением указанного блока, позволяя осуществить регулировку 1 таким образом, чтобы для зафиксированных величин выполнялось уравнение U=M ° (7). Если необходимо, чтобы этот модуль мог моделировать различные типы штреков или участков цепей, коэффициент И должен быть как можно более широким, поскольку изменения этого коэффициента представляют изменения аэродинамического сопротивления в штреке.

Переключатель 6 позволяет обеспечить изменение коэффициента M в четыре скачка. Каждый скачок изменяет И в

10 раз (фиг.3).

Для нормальной работы блока. (фиг.3) установлены максимальные значения для напряжения и силы тока

10 В и 20 мА соответственно. При этих максимальных значениях и с y re= том четырех скачков переключателя 6 и изменения коэффициента усиления от l до l0, установленного для блока 4, обеспечивается возможность изменения коэффициента М до 25 В/мА (фиг.4, цифры в кружках означают одно из положений переключателя 6, а стрелки показывают направление изменения M

10 при вращении калиброванного диска в сторону уменьшения). Для обеспечения правильной работы в зоне нуля блок имеет внешнее устройство Установка нуля", скомбинированное с кнопкой, 15 включающей вход усилителя. Кроме того, для обеспечения надежности показаний вблизи нуля имеется двухпозиционный переключатель 34 1 и 10

7 расположенный в верхней части лице2О вой панели. Этот переключатель позволяет модулю множителя работать для выходных напряжений, близких к 7 нулю, на тех же уровнях напряжения, что и с максимальным входным напря25 жением. Для этого увеличивают коэффициент усиления блока 1 и уменьшают его в блоке 4 в 10 раз, что не меня" ет общего коэффициента усиления системы, но увеличивает надежность покаЗО заний вблизи нуля. Измерение напряжения осуществляется косвенным путем с выхода А.

Выход 1 обеспечивает измерение силы тока, проходящего в блоке, с помощью преобразователя "Напряжение

ft ток, расположенного в блоке управления.

Все компоненты блока смонтированы на плате с печатной схемой с двух с TopoEI, Вентиляционный моДуль. В вентиляторе давление изменяется с расходом, который существует для определенного давления. На штриховой линии для каждой характеристики (фиг.5) можно видеть также параболы или их участки, которые математически выражаются уравнением

rl= (30- Ах Bx, где величины х и соответствуют значениям„взятым из рабочих характеристик указанных вентиляторов.

Учитывая полное совпадение между этими параболами и характеристиками вентиляторов, были спроектированы модули, моделирующие последние таким образом, чтобы они отвечали вышеприведенному математическому уравнению.

1200855

Конструкция модуля должна предусма r ривать возможнос ть применения к лю6о»у типу параболь|, соответствовать работе любого вентилятора в определенных установленных пределах (фиг. 5)

Отправная цепь — это цепь от источника напряжения последовательного включения, в которую включена секция

Расчет для адаптации напряжения (давление в мм вод,ст.) к выходному току (расход в м /с), Данная секция представляет собой сопротивление

189,7 ) 1%, которое вызывает падение напряжения, пропорциональное выходному току. Это напряжение доводится до соответствующего уровня блоком 7 усилителя (максимальный ток 20 мА соответствует напряжению 10 В), с выхода которого через блоки — инвертор

8 и сумматор 9 попадает на входы х и ц умножителя.

Это напряжение умножается на коэффициент 4, с которым суммируется коэффициент 5, оба соответствующие параболе, которую желательно получить, и которые были предварительно рассчитаны вместе с величиной Ч„, Инверторный модуль необходим для установки знака сигнала до его входа в умножитель. Во втором сумматоре 11 соответствующая величина V суммируется с выходным сигналом умножителя

10 и на выходе указанного сумматора получается напряжение, удовлетворяющее уравнению (1 = hx +Bx+Y» которое

:. подстановкой Ч и I принимает следующий вид V = AI +BI+1,. Это напряжеl, ние сравнивается с выходным напряжением блока в компараторе 12 и выдается сигнал ошибки, усиленный на коэффициент усиления в разомкнутой цепи, который регулирует работу управляющего блока 13 (два транзистора, включеннь|е по схеме Дарлингтона).

Подстройка коэффициентов Ди Ь и величины У, осуществляется с лицевой панели, позволяя, таким образом, регулировать работу блока в любом желаемом режиме.

Парабола (фиг.5), соответствующая вентиляторам V4 и V, имеет для данного значения V ниже 12 В два возможных значения силы тока. Для избежания этого двойного математического решения при нормальной работе в блоке имеется второй компаратор

15 (фиг.б) в котором сравнивается сигнал (пропорциональный 1) с эталонным напряжением, Когда сила тока надает ниже зафиксированной величины, компаратор переключается на отрицательную зону насьпцения, Поскольку

5 выход этого компаратора через диод

16 соединяется с входом второго сумматора 11, он заставляет насьпцаться второй сумматор 11 и компаратор 12, обеспечивая, таким образом, при небольших величинах тока постоянное выходное напряжение блока, равное

14 В.

Насьпцение сигнализируется на лицевой панели загоранием диода, Потенциометры 17, 18 и Зб служат для регулировки значений V, 8 и A соответственно, имеют по 17 витков, а их ручки выведены на лицевую панель.

Переключатель 37 имеет два положения и расположен в верхней части лицевой панели с надтг4сями ОР-A. Для работы в нормальном режиме он должен стоять в положении ОР, а в положении A он отключает защиту и цепь коэффициента В, переключая на массу сопро гивление 38 первого сумматора и подготавливая таким образом блок для регулировки и не позволяя никакого сумми рования с коэффициентом А. Для проM ведения этой регулировки выдается эталонный сигнал нажатием кнопки. потенциометра 39 на лицевой панели.

Это эталонное напряжение имеет такую величину, которая обеспечивает силу тока в блоке, равную б мА.

Установлены следующие пределы работы этого блока:

Б,.„,= 14 В I„„,= 20 мА

B,„„= 3, 8 В/мА Ммчн =

Если необходимо применить блок к какой-либо характеристике, коэффициенты которой выходят за укаэанные пределы это требует новой конструкции с тем, чтобы не были превьппены характеристики некоторых элементов.

Как и в модуле (фиг.1) все элементы смонтированы на плитах с двухсторонними печатными схемами. Эта плата с печатной схемой имеет те же размеры и распределение контактов, что и модуля (фиг.1), для обеспечения заменяемости.

Обычно характеристчка давления— расход моделируемого вентилятора дается в мм рт.ст. — в м /с соответст12

200855

ll 1 венно. Поэтому необходимо, используя уже известные скалярные коэффициенты F и F>, перевести эти координа1 н ты в значения напряжения и силы тока с учетом пределов, установленных для блока, а именно: Б„ „ =10 В и Х„ „=20 мА. На этой новой характеристике напряжение, сила тока берутся из кривой (четыре или. более точек) с координатами I, Ц1 It Ut у... 1 I hUn и эти значения подставляются в многочлен U=U +АР +

О

+BI, представляющий уравнение параболы. Решив это уравнение каким-либо математическим способом, получаем величины U А и В, которые используются для регулировки модуля.

Расходный модуль. В этом модуле сила тока независима от приложенного напряжения. Модуль применяется главным образом в очистных забоях, где по уеловиям эксплуатации требуется определенный расход воздуха. Модуль, вмонтированный в вентиляционную сеть в соответствующем месте, позволяет задавать желаемый расход с помощью диска на передней панели. На его зажимах создается разность потенциалов, подаваемая цепью для поддержания этого расхода. В случае, если последний не устанавливается в сети, это свидетельствует о том, что вентиляторы не обеспечивают подачу в забой минимального напора, чтобы заставить циркулировать заданный расход. Ток, проходящий через второй компаратор 20 на массу, создает определенное падение напряжения (-, ) на сопротивлении 40 обратного питания.

Это напряжение, пропорциональное силе тока, усиливается в усилителе 19 и сравнивается в компараторе 22 с постоянным напряжением, пропорцио- нальным желаемой силе тока (фиг. 8 и 9). Вследствие этого сила тока поддерживается постоянной и равной

Из принципиальной схемы расходного модуля (фиг.10) видно, что на выходе компаратора 20 включены два добавочных транзистора 21 с тем, чтобы позволить установление тока выше

5 мА, который может принять операционный усилитель. Переключатель 42, смонтированный на передней панели, позволяет выбирать в две ступени (х1 и X 10) максимальные режимы тока, точная регулировка которого осуществляется с помощью прецизионного потенциометра 41, расположенного также на лицевой панели и приводимого диском, 5 градуированным на 1000 делений так же,как и в модуле М. Аналогично этому модулю с сопротивления обратного питания снимается напряжение,пропорциональное 1, которое через выход подается на измерительный элемент для указания расхода. Для измерения приложенного напряжения необходимо включение усилителя 19, выполненного в виде разностного усилителя. Для избежания перегрузки шунта его отрицательный вход соединяется с выходом первого компаратора 22 и поэтому регулировка осуществляется посредст-, вом сопротивлений, подключенных к

2О усилителю 19.

Источник питания + 15 В (фиг.11) комплектует схему этого модуля. Устанавливается максимальный рабочий ток 20 мА с помощью переключателя 12

25 в положении х 1 диска, поставленного на максимум (1000 деление). Благодаря большой точности (257) и линейности потенциометра 41 при приложении переключателя на х 1 каждое деление

Зр диска соответствует току 20 мА.

В положении х 10 переключателя 42 чувствительность увеличивается настолько, что 1000 делений диска соответствуют току 2 мА. Таким образом, каждому делению соответствует ток 2 мкА.

Все компоненты модуля (за исключением 42 и 41) смонтированы на плате с двухсторонней:печатной схемой таких же размеров и таким же распределением контактов, что и в модуле (фиг.1) для обеспечения возможности заменяемости в любом положении.

45 Управляющий модуль. Ца стандартный стеллаж с разъемами .для печатной схемы с гнездами .максимум на 12 модулей монтируется серия вентиляционных и штрековых модулей и один управляющий модуль, образующие базовый элемент.

Управляющий модуль (фиr.12) служит для выбора с помощью переключателя и отвода давления (напряжения и расхоца тока) от кажцого из модулей и подачи на измерительный элемент, состоящий из двух цифровых устройств панельного типа, размещенных в не1200855

5

1Î

5Î

55 большом контейнере в верхней части стеллажа.

Основные элементы модуля: 12-по-— зиционный первый переключатель 25, шесть цепей 43, два операционных усилителя 23 и 24, источник 27 напряжения на 15 В и разъем для печатной схемы 2 25 контактов с шагом 2,54 °

Между вьлодами 1 и 6 разъема вентиляционных и штрековых модулей существует напряжение, пропорциональное току, проходящему по этим модулям, а между я и С существует напряжение выхода или входа в зависимости от выбранного модуля, В соответствии со схемой проводки эти выходы подаются на основной разъем управляющего модуля и оттуда через три первых секции переключателя 25 — на вход операционных усилителей 23 и 24. Усилитель 23 подгоняет напряжение, пропорциональное силе тока, к входному напряжению, требуемому цифровым индикатором, выбранным для измерения давлений.

Выпрямитель 27 содержит два стабилитрона 45 и 46 и конденсаторы 47-50, обеспечиваюшие стабилизированное напряжение 15 В для питания усилителей 23 и 24. На стеллаже 32 предусмотрены установка максимума 11 модулей (вентиляционных 28 и штрековых

29) и одного управляющего модуля 30.

Если необходимо установить большее количество модулей, то требуется увеличить количество стеллажей. Для избежания дублирования измерительного элемента управляющий модуль имеет два разъема с шестью ножками на задней части стеллажа: ВХОД (С0-2) и

ВЫХОД (СО-3). Вход выполнен в форме розетки, а выход — в форме штепселя.

Этот разъем служит для следующего: если добавляются несколько стеллажей и требуется получить информацию о расходе и давлении от модуля, размещенного во втором стеллаже, необходимо, чтобы информация, имеющаяся на выходном разъеме управляющего модуля во втором стеллаже, могла дойти до модуля через первый стеллаж. Для этого с помощью соответствующего проводника соединяют выход второго стеллажа с входом первого стеллажа, а выход последнего — с измерительным элементом.

Поставим переключатель 25 (управляющего модуля) второго стеллажа в выбранное положение измерения, а переключатель 25 управляющего модуля первого стеллажа — в положение 12 или проходное. При этом каждый выход управляющего модуля второго стеллажа соединен с измерительным элементом в следующей последовательности. Выходы 1 и 2, обеспечивающие положение запятой, закорочены с выходом 3 в зависимости от выбранной чувствительности xi или х 10 и проходят прямо через входной разъем на выход первого стеллажа и от него — на измерительный элемент. С выхода 3 сигнал поступает на вход 3 первого стеллажа и оттуда через четвертую секцию переключателя 25, поставленного в проходное положение, подается на выход 3 указанного модуля и на измерительный элемент. В такой же последовательности работают выходы 4 и 6, несущие информацию о расходе (сйле тока и давлении, напряжении) соответственно. С выхода 5 массы или эталонного уровня сигнал поступает прямо на выход.

Очевидно, что если вместо двух стеллажей используются три или более и требуется произвести измерения в модуле, расположенном в третьем стеллаже, переключатель управляющих модулей первого и второго стеллажей должен стоять в проходном положении, а переключатель третьего стеллажа — в положении, соответствующем модулю, с которого снимаются показания. Кроме того, необходимо соединить вход и выход указанных модулей.

Все компоненты этого модуля смонтированы на двух платах из стеклотекстолита с печатными схемами.

Измерительный элемент. Для показаний расходов и давлений предусмотрены два панельных цифровых индикатора со следующими основными характеристиками: максимальное входное напряжение

2 В (1999), указание полярности и возможности локализации запятой.

Все входы осуществляются через разьем 2х15 контактов с шагом 2,51, пронумерованные от 1 до 15 с маркировкой А или В перед цифрой, в зависимости от стороны соединителя. Питание от внешнего источника 5 В.

На лицевой панели шасси 190 80 мм и глубиной 150 мм смонтированы индикаторы, а в задней части — входной разъем как и в управляющих модулях.

15 ?х0

Внутри монтируются все элементы источника питания (фиг. 13). Вход на

220 В осуществляется через сетевую соединительную колодку, расположенную также в задней части шасси.

Разъем индикатора давления подключается для указания знака приложенного сигнала (мостик между В2 и В6) и

I десятичной точки в положении 10 (мостик между А4 и Аб). Поэтому при мак- 10 симально возможном напряжении на входе (2 В) индикатор покажет 19,99 В.

Такая же проводка осуществлена для индикатора расхода за исключением того, что запятая может занимать по- 15 ложение 10 или 10, в зависимости от положения переключателя чувствительности управляющего модуля « 1 или

110. Так, при положении переключателя

«1 замыкается мостик Аб-А4 и поэтому 20 при максимальном входе 2В индикатор покажет i9,99 мА. То же происходит в положении х10, где шунтируются А6 с АЗ, и индикатор покажет 1,999 мА.

На фиг.14 (масштаб 1/2) показан вид лицевой панели одного Hs базовых элементов, состоящего из двух вентиляционных модулей 28, девяти штрековых рсг 16 модулей штреков 29, одного управляющего модуля 30 и измерительного элемента 31 в правой верхней части.

Иэ всех описанных элементов смонтированы и отрегулированы только один штрековый модуль, один вентиляционный модуль, один расходный и один управляющий модуль (фиг. 15-17), На фиг. 15 показана рабочая характеристика в первоМ и третьем квадратах штрекового модуля; на фиг.16— эта же характеристика (работа в первом квадрате) при максимальном, промежуточном и минимальном показании диска для каждого из четырех возмож-. ных положений переключателя. Характеристики в штриховой линии показывают нахлестку положений 4,3 и 2 при показании 100 диска с положениями 3, 2 и 1 при показании диска 1000.

На фиг..17 показана рабочая характеристика каждого из трех вентилято" ров, отрегулированная последовательно в вентиляционном модуле. При выходном токе 4,5 мА срабатывает цепь защиты механизмов, доводя выходное напряжение до 14 В.

1200855

1 i."0855

ntA

180 т /му.

120085з! . ()085 ">

5о© ф5 шеф ор go ® o

О © а O O ад% арщЪ а а

4М у2

1300855!

200855

4е1б ч . 10 Ж . mA

1200855

Составитель И.Назаркина

Редактор H.ÏóøHåíêoâà Техред И.Гайдош Корректор С,йекмар

Заказ 2540 Тираж 481

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подпис ное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,