Устройство для управления водоснабжением участка гидрошахты

 

Изобретение относится к автоматизированному управлению производственными процессами, может быть использовано при управлении снабжением низконапорной водой участков гидрошахты для смыва горной массы по безнапорным желобам и является усовершенствованием изобретения по авт. св. 1115020. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем управления насосом пульповодосборника. Устройство дополнительно содержит датчики уровней жидкости и критического уровня твердой массы и блок управления насосом, а в логический блок введены ч 1тыре элемента И, три элемента ИЛИ и четыре элемента НЕ. При . образовании в пульповодосборнике дос-i таточного количества воды срабатывает датчик уровней жидкости и устройi ство блокирует работу задвижки и управляющих его блоков и включает на (Л сос. Блокировка насоса производится при осаждении в пульповодосборнике твердой массы критического уровня по сигналу соответствующего датчика. 2 ил. К) ел оо а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩЮЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,, 12 5 76 (у 4 С 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) -1115020 (21) 3933966/24-24 (22) 23.07.85 (46) 07.12.86. Бюл. И 45 (71) Донецкий ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) В.И.Груба, А.В.Аксенов, Ф.А.Папаяни, А.С.Оголобченко, А.Д.Тихонов и В.В,Филатов (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1115020, кл. G 05 В 19/ 18, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЕМ УЧАСТКА ГИДРОШАХТЫ (57) Изобретение относится к автоматизированному управлению производст-. венными процессами, может быть использовано при управлении снабжением низконапорной водой участков гидрошахты для смыва горной массы по безнапорным желобам и является усовершенствованием изобретения по авт, св. 1115020, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем управления насосом пульповодосборника. Устройство дополнительно содержит датчики уровней жидкости и критического уровня твердой массы и блок управления насосом, а в логический блок введены ч.".тыре элемента И, три элемента ИЛИ и четыре элемента НЕ. При образовании впульповодосборнике дос- таточного количества воды срабатыва» ет датчик уровней жидкости и устройство блокирует работу задвижки и управляющих его блоков и включает насос. Блокировка насоса производится при осаждении в пульповодосборнике твердой массы критического уровня по сигналу соответствующего датчика.

2 ил.

Изобретение относи3 > к а,-;Io.. «-зированному JJltpBI;J(CIII «рс>из во3 . -венными процессам:.. - сскет бь пользова33о при управ:Зс:г:., снабясс>нс ем низконапорной водой участков г-3, .-рошахты для смыва горной масс:ы о безнапорным желобам и я>3пяетс->,.-овершенствованием уcTI>oйств» по авт, св. № 1115020„

Цель изобретения — расширен>.:. функциональных возможносте3 гс . 3ойства путем управления насоссм поводосборника.

На фиг. 1 представлена с» нкциональная схема устройства: н: фиг,2 функциональная схема логи"с c ко::!> блока.

Устройство содержит блок i зада;— чиков,. датчик 2 давления„, первый 3 и второй 4 датчики расхода„ задат-чик 5 требуемого количества 3оды, блок 6 сравнения, пороговые элемен-ты 7-9, задатчик 10 промыв.с3с, .>лементы ЗЛПР" T 11 — 13, логичеc!"", и бпок

14, блок 15 управления задви ккой, исполнительный орган 16 зад:-:ижки. блок 17 памяти, времязадающий элок

18, блок 19 индикации, пульт 20 уп— равления, блок 21 регуляторов,, элок

22 управления конвейером, э,3емент 23 коммутации, исполнитe>I bHLIA >pc =! «24 конвейера, задатчик 25 закрыти задвижки,, блок 26 определения знака,. конвейер 27 и желоб 28. Блэк 1 -- содержит элементы НЕ 29, И 30 и,:3ПИ

31 и элемент 32 задержки= Кром того, устройство содер>кит (фиг.1 и 2, пульповодосборник 33, насос 34 с блоком 35 управления,, цатчик 36 уров-ней жидкости и датчик 37 критическо-го уровня твердой массы,, а в блок

14 дополнительно введены четырс э Ieмента НЕ 29, четь>ре элеме33тз И 30 и три элемента ИЛИ 31 „

Объект управления работает .лецующим образом.

Из забоев шахты уголь транспортируется конвейером 27 к желобу 28„ где производится дальнейшее с.;. ото=;:— ное гидротранспортированиe уг. (стрелками показано направлен«:-: транспортирования). Бодоснабжс.н>>е. необходимое для гидротранспортнроI-ания, обеспечивается управляемой задвижкой, установленной на т>убопро-. воде, подключенном к соответстиующей насосной системе, Работа конвейера обеспечивается блоком 22 «; >ганом

2-. Суть упр=:аления с>бъектом заклюсас тся н с>;с>евременном обеспечении вснимально необходимым количеством иоды,, требуемэй для смыва горной ма3эcbl вдоль >ке.соба.

Основной режим работы устройства

"a»s!Io Ip! e rc>; в следующем.

Снгссал„соответс -вующий подаваемо >у для смыва горной массы расходу п воды от датчика 3 расхода воды, установленного на конвейере 27, поступает на задатчик 5, который вырабатывает сигнал, пропорциональный расходу угля и соответствующий необходимому ксличеству промывочной воды.

Hoi.ледний сигнал поступает через элемент 12 ня второй вход блока 6 ,. равнения., который >зырабать3вает сиг— н» рассогласования между подаваемым и тр -буе:.я>м расходами воды. Этот сиг;Ьб над че р е з элемент ЗР,ПРЕ Т 1 1 и оступает на блок 1 5 управления задвижкой, ко торый совместно с исполнительным ор - ан ом 1 6 з адвижки отрабатывает д а на о е р аc с oãë àc о âàíè å ., Таким образом, уст а на влив ает ся минимально нео бходи— мый расход воды .

Б случае притока шахтных вод в

QQ пу:сьповодосборник 33 или поступления гидросмеси or гидравлических забоев с «Bзким содержание l твердого в пульпозодосборнике 33 аккумулирует— ся избыточна"I (для дальнейшего гидротранспортирования) вода. И когда ее количествэ превыдает установку по уро:вню Н,, то для смыва горной массы по желобу 28 значительно эко:3оми Знее использовать эту воду, а пе гидроэнергию с поверхности шахты.

Б этом случае задвижка блокируется па закрытие, а для смыва включается ре.-п33>куляционный насос 34 от команп б.:ока 35 управления, на который поступают уставки с блока 14 ло—

Г1 l!I«, И>3формаци энный сигнал 7,, соотвстствующий р боте конвейера 27, nocò-.;iãI:cò на блок 14 логики с пульта

fl

20, причем с такого его элемента, oторый уста« гливается в единичное

11 положение при на>катни кнопки Пуск конвейера", сохраняется неизменным после этого вплоть до полного заПуска двигателя конвейера и во время его работы, а обнуляется при отключс.нии двигателя конвейера. Таким с>бразом определяют сигнал 7., 1275376

Z! = при Ц = 0

Опри >О

3 где („

0 при P > Pp

1 — при нажатии кнопки "Пуск конвейера" на блок 21,т.е. при необходимости включения конвейера 27;

1 — при работе двигателя кон- 5 вейера 27;

0 — при отключении двигателя конвейера 27.

Аналоговый сигнал с датчика 4 рас- 1О хода угля поступает на пороговые элементы 8 и 9, формирующие сигналы Z и Z> поступающие в блок логики. причем

1 при 0„(мин

0 npu Q (ин

25 — сигнал от датчика 4 расхода угля;

Я„ д„„ " величина, пропорциональная минимальному количеству угля, ниже которо- ЗО го нецелесообразно уменьшать количество промывочной воды ввиду возможной забутовки желоба крупными кусками угля. 35 ,„ определяется в зависимости от гранулометрического состава горной,массы и ширины днища желоба.

Сигнал P с датчика 2 давления, установленного на трубопроводе, по- 4О ступает на пороговый элемент 7, формирующий сигнал Z

1 приP Р, где P — величина, пропорциональная минимально допустимому рабочему давлению в трубопроводе при закрытой задвижке.

При Р P, открывать задвижку дпя смыва горной массы нецелесообразно, поскольку не будет обеспечиваться качественный смыв. Величина P определяется производительностью конвейера 27, гранулометрическим составом горной массы и диаметром водовода.

Сигна-лы Z и Z5, сигнализирующ е сигналы открытия или закрытия задвижки поступают с исполнительного органа 16 задвижки (например, с концевых выключателей задвижки) на блок 14, Пульт 20 управления предназначен также и для задания автоматического (А=1) или ручного (А=О) режима работы устройства и формирования одного из сигналов: промывки (А„=1 или закрытия А =1) задвижки в ручном режи4

3 ме при дистанционном управлении.

Времязадающий блок 18 предназначен для формирования интервала (определяют абстрактный интервал необходимого времени промывки как с величина которого пропорциональна средней плотности гидросмеси и длине желоба) длительности промывки. Промывка осуществляется в автоматическом режиме работы устройства после прекращения работы конвейера, либо при сокращении количества транспортируемого твердого на конвейере до нуля. Функция включения времязадающего блока 18 следующая:

P„=:(Z V Z, Л Z>) nPn A где Р„ — функция памяти совершенной промывки, которая определе. на состоянием включения блока 17 памяти.

По истечении времени промывки блок 1.8 формирует импульс

Блок 18 выключается по истечении интервала о (началом отсчета являет1 ся момент формирования Р„) или при переключении устройства на ручной режим работы о

P = ч А с Я Р где — сигнал с выхода элемента

3 задержки, на вход которого поступил сигнал

Причем необходимо срабатывание по сигналу с сначала блока 17, а затем блока 18. Это обеспечивает элемент 32 задержки, расположенный в блоке 14 в цепи — элемент задержки — (величина задержки определяз ется временем срабатывания блока 17).

Функция памяти совершенной промывки хранится блрком 17. Назначение этой функции в блокировке включения блока 18 в случае, если промывка уже была осуществлена и сформировалась функция

1275376

Z,ч Z,Л Z, I

Р = ь

Z =(Z

8 к „A< Z, Л 7 )/I

Р„= Z Л Z

Функции включения и выключения памяти совершенной промывки (т.е. блока 17) соответственно а

Функция Р„ учитывает сигнал Z поскольку конвейер может быть остановлен груженным (0 > 0 и, соответц ственно 2, = 1) а при этом нет необЭ

15 ходимости включать промывку.

Если задвижка закрыта, то открыть ее с целью смыва горной массы целесообразно только в случае достаточности давления в трубопроводе (т.е. при

Z4 = О), в противном случае в блоке

14 формируется блокировочная функция

Z<, сигнализирующая о недостаточности гидроэнергии в системе

Z =К Л Z V К„,Л Х

Требуемое открытие задвижки производится (в автоматическом режиме в случае 0> g»««, поскольку можег

30 возникнуть условие Z л Z л Z, 1, а при этом необходимо вести про-, мывку заданным количеством воды, если конвейер находится в рабочем состоянии и если не сложилась функция блокировки Z6. При этом в блоке !4 фор- 35 мируется сигнал

Z7 =Z2A Z Л Zá Л Аоу который поступает на элемент ЗАПРЕТ

4О

12, вход которого подключен к выходу задатчика 5, разрешая прохождение задающего сигнала, пропорционального расходу твердого, в блок 6 сравнения, 45 и далее сигнал рассогласования поступает через элемент 11 в блок 15, который совместно с органом 16 отраба тывает данное рассогласование.

Таким образом, при формировании

Z = 1 устройство устанавливает

7 расход воды для смыва горной массы по желобу, соответствующий требуемому (т.е. пропорциональный количеству транспортируемого конвейером твердого). 55

Закрытие задвижки производится в автоматическом режиме работы устройства, если проведена промывка желоба и отключен конвейер или при сокращении количества тран< портируемого твердого на конвейере до нуля и если была проведена промывка, либо в руч «oM режиме при нажатии соответствующего тумблера (сигнал <<.5 = 1) на пульте ручного управления

ЛР,, A А,„3! А A Ац

Сигнал Z поступает на элемент

ЗАПРЕТ 12, вход которого подключен к выходу задатчика 25, разрешая прохождение соответствующего закрытию задающего сигнала в блок 6 сравнения.

Промывка желоба производится в ручном режиме (при нажатии соответствующего тумблера на пульте 20, т.е. А<„ = 1) и в автоматическом при отсутствии блокировочного сигнала

Х и если включилось реле промывки, либо если Я Я 0,„ и работает конвейер

ZÝ,(Р Z, Л <, Л Z )A

Л Z Л A« " А,„Л А, Сигнал Z9 необходимости промывки поступает на первый вход соответствующего элемента ЗАПРЕТ 12, второй вход которого подключен к выходу задатчика 10> разрешая прохождение сигнала от зацатчика 1О (это ручной задатчик сигнала, поэтому можно при необходимости корректировать промывочный расход воды как в ручном,так и в автоматическом режиме) на блок 6 сравнения и затем "игнал рассогласования поступает с блока 6 через элемент !1 на блок 15. Элемент ЗАПРЕТ

11 открыт (т.е. разрешает отработку заданного сигнала рассогласования), когда на его вход с блока 14 поступает сигнал Z<

<о Х Л Х ч 7о A Е« где Z

Элемент 11, на вход которого поступает сигнал Z

35 34 нельзя, так как возникает опасность забутовки емкости пульноводосборника 33 твердым.

Блок 35 включает насос 34, если на его вход поступает команда 2< (отключает, если команда Z® ) и формирует сигнал Z»<, сигнализирующий о включении насоса 34, причем

Е = (Е<г Л Е< Е< ) Л 2<4 — (<«ч <г Ч

Z,„„) Л Р

При формировании команды Z блокировка открытия задвижки осуществля

50 ется формированием сигналов 76, Z7, Е, Z9 учитывающих значение ZHQ т.е, при Z «a, = 1 формируется значение Z4 = Z> = i и Е = О, что приводит к закрытию задвижки и к вклюИ чению по команде Z< насоса 34.

Последовательность выполнения указанных логических функций следующая.

Если сформирована команда Z = 1, 1 при Н Нм„„

<г при Н «< мин при « - Н макс

0 при Н (Н мс<кс

7 12753 вания (например, от случая, когда задвижка открыта до конца, а блок 6 формирует положительный сигнал рассогласования, соответствующий открытию, что возможно, например, при 5 утечках в трубопроводе) .

При запуске системы (объекта и системы управления), т.е, когда задвижка закрыта, а конвейер .необходимо запустить (оператор нажал кнопку fO

"Пуск конвейера" на пульте 20 управления конвейером), следует блокировать импульс запуска, поступающий с пульта 20 на блок 22 вплоть до момента, пока расход промывочной <5 воды не достигнет требуемого значения (т.е. пока отрабатывается рассогласование, определяемое блоком 6 сравнения), потому что в противном случае может произойти забутовка 20 твердым в начале желоба (если до включения конвейер был груженным).

Эту блокировку при запуске осуществляет элемент ЗАПРЕТ 13, который открывается (нулевым сигналом от блока 6, т,е. после отработки paccort ласования) для прохождения пускового импульса с пульта 20 на блок 22.

Однако, чтобы элемент 13 не нарушал дальнейшую работу пульта 20 и блока

22, он шунтируется элементом 23 с нормально разомкнутым контактном реле включения конвейера, который бывает замкнут при работе транспортера,На вход блока «9 индикации, предназначенного для отображения аналоговых и дискретных сигналов (унифицированных), непрерывно поступают сигналы, отображение которых возмаж- но на основе применения широко известных средств индикации.

В случае, когда в пульповадосборнике собралось достаточное количество избыточной воды, устройство блокирует работу задвижки и управляюZ щих ею блоков и включает рециркуляционный насос.

Датчик 36 уровней жидкости выдает два сигнала

76 8 где ","„,Н „ — уровни заполнения водой емкости пуль- .= поводосборника 33, соответственно текущий, минимальный и максимальный.

Формирование сигнала Z<> свидетельствует о том, что в пульповодосбарнчке 33 собралось достаточное количество избыточной воды, при котором целесообразно осуществлять смыв горной массы с использованием насоса 34. Формирование сигнала свидетельствует о том, что уровень воды ъ пульпавадосборнике достиг верхнего значения и включить насос

34 необходима, чтобы избежать переполнения емкости пульповодосборника 33 водой, поступающей от задвижки смыва.

9 то происходит включение насоса 34, при этом Z ù = 1, что приводит к формированию Z = f. Значение К = 0 формирует значения Z., --. Z = О, а значение сигнала Z„ после осуществления промывки желоба 28 устанавливает Z = 1 и задвижка закрывается, т.е. сначала включается насос 34, а спустя время промывки закрывается задвижка, этим обеспечивается беспе- fo ребойное водоснабжение при переводе системы на режим рециркуляции, что характерно и при обратном переводе.

При Е ь = 1 формируется команда Е

= 0 и при необходимости промывки фор- 5 мируется команда Z = 1, что определяет требуемое открытие задвижки.

При этом выключается насос Х„ =О, и отработка функций Z., Z>„ Z аналогична описанной. 2О

Формула изобре гения

Устройство для управления водоснабжением участка гидрошахты по авт.25 св. N 1115020, отличающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройст-. ва путем управления насосом пульповодосборника, оно дополнительно снабже-щ но датчиком уровней жидкости и. датчиком критического уровня твердой массы, установленными в пульповодосборнике, и блоком управления насосом, а в логический блок введены четыре элемента НЕ, четыре элемента И и три элемента ИЛИ, выход блока управления насосом подключен к третье376 му входу пятого элемента ИЛИ, третий выход пульта управления и первый выход датчика уровней жидкости соединены соответственно с первым и вторым входами двенадцатого элемента И, выход которого соединен с первым вхо дом седьмого элемента ИЛИ, второй выход датчика уровней жидкости соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом тринаццатого элемента

И, выход датчика критического уровня твердой массы через восьмой элемент

НЕ соединен с вторым входом тринадцатого элемента И, выход которого подключен к первому входу блока управления насосом, выход датчика критического уровня твердой массы соединен также с первым входом восьмого элемента ИЛИ, первый и второй выходы датчика уровня жидкости через девятый и десятый элементы НЕ соединены соответственно с вторым и третьим входами восьмого эл:емента ИЛИ, выход которого соединен с. первым входом четырнадцатого элемента И, выход блока памяти соединен с вторым входом четырнадцатого элемента И, выход которого соединен с вторым входом блока управления насосом и через одиннадцатый. элемент НŠ— с первым входом пятнадцатого элемента И, выход блока управления насосом соединен с вторым входом пятнадцатого элемента И, выход которого соединен с вторым входом девятого элемента ИЛИ, а выход седьмого элемента И соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ.

1275376

/Кмис

Ннмю

lrq laAeAq Pq lr г, г, 1 lp4gAi y c ll 41

1н Риз 7

Составитель И. Рякина

Техред Л.Олейник

Корректор C.Èåêìàð

Редактор Н. Пилипенко

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6559/38

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4