CS253467B1 - Zapojeni měřicího ořevodniku se signalizací poruchy - Google Patents

Abstract

Zapojení se týká měřicích převodníků a řeší zapojeni pro měřeni a pro signalizaci poruchy ve spojovacím vedení mezi snímačem měřené veličiny a vyhodnocovacím zařizením měřicího převodníku. Když dojde ke zkratu na napájecím vedeni nebo na signálovém vedení vytváří se na orvnim odporu nebo na obou odporech poruchový signál, který se zesílí v zesilovači a indikuje se v signalizačním obvodě Jako porucha. Když dojde k poruše napájecího vedení sionalizační obvod rovněž sionalizuje tento stav Jako poruchu. Zapojení se využije k ochraně technologických zařízení pří měřeni elektrických i neelektrických veličin, kde Jsou snímače měřicívh převodníků spojeny s vyhodnocovacím zařízením převodníků vedením, například v dolech, energetice, stavebnictví a potravinářství.

Description

Vynález se týká měřícího převodníku, který automaticky signalizuje poruchu^ to je přerušení nebo zkrat spojovacího vedení mezi snímačem měřené veličiny a výhod noc ovacím zařízením měřícího převodníku·

Jsou známé měřici převodníky u nichž se měřená veli ěina převádí na meronosný signál, který se indikuje na měřicím přístroji. Jako měronosne signály se nej častěji používá elektrické napětí nebo elektrický proud apod.

Celý měřící převodník je tvořen dvěma celky, které jsou navzájem propojeny spojovacím vedením. První celek tvoří snímač měřené veličiny, který má na výstupu měronosný signál schopný přenosu po vedení na větší vzdálenost. Druhý celek tvoří vyhodnocovací zařízení, které upravuje meronosný signál na unifikovaný výstupní signál vhodný k indikaci a k dalšímu zpracování v regulačních smyčkách řídících systémů technologických procesů.

Snímač se obvykle umisíuje na technologické zařízení v bezprostřední blízkosti měřeného media, často na těžko přístupných místech, zatímco vyhodnocovací zařízení bývá umístěno odděleně od snímače na dobře přístupném místě nebo v dozornách a velínech, někdy vzdálených i stovky metrů od snímače. Oba celky jsou propojeny spojovacím vedením. Spojovací vedení může být tvořeno třížilovým kabelem, někdy umístěným na podpěrách nebo v zemi.

V těžkých provozních podmínkách zejména v povrchových dolech, na skládkách sypkých a kusových materiálů v soustavě pásové dopravy je spojovací vedení ohrožováno klimatickými i mechanickými vlivy. Poruchy na spojovacím

253 467 vedení často způsobují dopravní prostředky a těžké mechanismy. Při poruše spojovacího vedení al už při zkratu vedení nebo při porušení vedení přetržením nebo rozpojením, dochází buŽ ke zkreslení, nebo k úplné ztrátě unifikovaného signálu na výstupu měřícího převodníku a tudíž k výpadku správné informace o stavu měřené veličiny. Tato porucha může způsobit v některých případech i vážné narušení technologického procesu, zejména dosáhne-li měřená veličina mezní nebo dokonce maximální hodnoty, zatímco jí odpovídající unifikovaný výstupní signál má hodnotu nižší nebo dokonce nulovou. U exponovaných měřicích převodníků se vyžaduje zvýšení spolehlivosti a odstranění možnosti vzniku havarijních stavů při řízení technologických procesů. Občasná kontrola je nedostačující a požaduje se nepřetržitá kontrola s okamžitou signalizací poruchy.

Tyto nedostatky odstraňuje zapojení měřicího převodníku se signalizací poruchy ve spojovacím vedení, u kterého je napájecí vstup snímače spojen s prvním výstupem napájecího zdroje a s napájecí svorkou kompenzačního obvodu. Společná svorka kompenzačního obvodu je spojena se druhým výstupem napájecího zdroje a s prvním vstupem zesilovače. Výstup zesilovače je spojen se vstupem signalizačního obvodu a se vstupem výstupního obvodu. Druhý vstup zesilovače je spojen s kompenzačním výstupem kompenzačního obvodu a se signálovým výstupem snímače. Podstata vynálezu spočívá v tom, že společná svorka snímače je spojena s prvním vývodem prvního odporu jehož druhý vývod je spojen se společnou svorkou kompenzačního obvodu se druhým výstupem napájecího zdroje a s prvním vstupem zesilovače.

253 467

Výhodou zapojení podle vynálezu je, že zvyšuje spolehlivost měřicích převodníků. Kromě indikace měřené veličiny signalizuje poruchu spojovacího vedení mezi snímačem a vyhodnocovacím zařízením. Spolehlivě signalizuje přerušení i zkrat tohoto vedení a zamezí tak okamžitě vzniku následných poruch v technologickém provozu, které by mohl vyvolat nesprávný údaj na výstupu měřicího převodníku v důsledku poruchy spojovacího vedení. Tato signalizace má mimořádný význam zejména jsou-li měřící převodníky použity při hlídání mezních stavů a jejich výstupy ovládají důležité servopohony k zastavení plnění nebo vyprazdňování nejrůznějších nádrží, sil, k ovládání dopravníků apod. Okamžitá signalizace poruchy měřícího převodníku zabraňuje tak vzniku následných škod na technologických zařízeních, například vzniku ekologických škod při přetečení agresivních, toxických nebo radioaktivních látek nebo brání výbuchu či požáru při nehlídaném přev kročení tlaku či teploty, a tím zabraňuje i vzniku oasových a materiálních škod při odstraňování důsledků takových havárií.

Příklad zapojení měřícího převodníku se signalizací poruchy ve spojovacím vedení podle vynálezu je znázorněn v blokovém schématu na přiloženém výkrese, kde na obr. 1 je zapojení s jedním odporem, na obr. 2 zapojení se dvěma odpory.

Měřící převodník je rozdělen do dvou celků, které jsou navzájem propojeny spojovacím vedením 2 (obr. 1 a obr. 2), které může být až několik set metrů dlouhé. První celek 1 tvoří snímač měřené veličiny s měronosným napětovým nebo proudovým signálem na výstupu. Druhý celek tvoří vyhodnocovací zařízení 2» do kterého patří zesilovač 31« napájecí zdroj 32. kompenzační obvod £2, první odpor 21» výstupní obvod 2S» signalizační obvod 36

- 4 253 467 a druhý odpor 37. Jednotlivé bloky zapojení je možno charakterizovat takto· Snímač 1, obsahuje snímač měřené veličiny, např· kapacitní snímač nebo snímač tlaku nebo teploty apod., na jehož výstupu je napětový nebo proudový měronosný signál· Spojovací vedení 2 je třívodičové vedení, které může být až několik set metrů dlouhé a může být vedeno např. v kabelových trasách nebo jako závěsný nebo zemní kabel s několikanásobným přechodem přes připojovací svorkovnice. Zesilovač 31 je tvořen stejnosměrným zesilovačem a slouží k zesílení měronosného signálu ze snímače. Napájecí zdroj 32 je sílový napájecí zdroj stabilizovaný integrovaným obvodem a slouží k napájení snímače jL a kompenzačního obvodu 22* Kompenzační obvod 22 je složen z pevného a proměnného odporu a slouží k nastavení kompenzačního napětí nebo proudu. První odpor 34 slouží k vytvoření napěťového úbytku pro zesilovač 31 při zkratu spojovacího vedení 2 mezi snímačem 1 a vyhodnocovacím zařízením 2· Výstupní obvod 35 je proveden odlišně pro kontinuální výstup a pro limitní výstup. U kontinuálního výstupu tvoří výstupní obvod buň přímo měřící obvod, např. ukazovací přístroj, nebo převodník na vhodný unifikovaný napěťový nebo proudový signál. U limitního výstupu se kontinuální signál převádí na logický signál buň pomocí komparátoru nastavené meze, nebo Sohmlttova klopného obvodu, které dále ovládají např. kontakty relé. Signalizační obvod 36 je tvořen tranzistorem budícím signalizační relé a slouží k signalizaci poruchy, to je zkratu nebo přerušení spojovacího vedení mezi snímačem a vyhodnocovacím zařízením měřícího převodníku. Druhý odpor 37 slouží k vytvoření napěťového úbytku pro zesilovač 31 při zkratu spojovacího vedení 2 mezi snímačem JL a vyhodnocovacím zařízením 2· Zapojení jednotlivých bloků měřicího převodníku se signalizací poruchy ve spojovacím vedení je provedeno taktoo

- 5 253 467

Napájecí vstup 101 snímače 1 (obr. 1) je spojen spojovacím vedením 2 s napájecí svorkou 301 vyhodnooovacího zařízení 2> ^ΐο 3® s prvním výstupem 321 napájecího zdroje 32 a s napájecí svorkou 331 kompenzačního obvodu 33. Společná svorka 333 kompenzačního obvodu 33 je spojena s druhým výstupem 322 napájecího zdroje 32. se druhým vývodem prvního odporu 34 a s prvním vstupem 311 zesilovače 31. Výstup 313 zesilovače 31 je spojen se vstupem 351 výstupního obvodu 35 a se vstupem 361 signalizačního obvodu 36. Druhý výstup 312 zesilovače 31 je spojen s kompenzačním výstupem 332 kompenzačního obvodu 22 a se signálovou svorkou 303 vyhodnocovacího zařízení 2· Signálová svorka 303 vyhodnocovacího zařízení 2 3® spojena spojovacím vedením 2 se signálovým výstupem 103 snímače JL· Společná svorka 102 snímače JL je spojena vedením 2 se společnou svorkou 302 vyhodnocovacího zařízení 2» J® s prvním vývodem prvního odporu 34. U zapojení se dvěma odpory 21» 37 (obr. 2) je druhý výstup 312 zesilovače 31 spojen s kompenzačním výstupem 332 kompenzačního obvodu a se druhým vývodem druhého odporu 22· Erv&í vývod druhého odporu 37 je spojen se signálovou svorkou 303 vyhodnocovacího zařízení 2· Signálová svorka 303 vyhodnocovacího zařízení 2 4® spojena vedením 2 se signálovým výstupem 103 snímače l.Zapojení ostatních bloků je stejné jako u zapojení s prvním odporem 34.

Zapojení pracuje takto. V bezporuchovém stavu se na svorky 302 » 303 vyhodnocovacího zařízení 2 přivede měronosný signál ze snímače 1. Tento signál po zesílení v zesilovači 31 vybudí výstupní obvod 22· Eřl P^oruše spojovacího vedení <2, to je při přerušení kteréhokoli ze tří spojovacích vodičů, ale i při přerušení dvou i všech tří vodičů současně, stejně tak jako při zkratu kterýchkoli dvou spojovacích vodičů nebo i všech tří vodičů spojovacího vedení 2 se na vstupy 311. 312 zesilovače li

- 6 233 487 přivádí signál z kompenzačního obvodu 33. který má opačnou polaritu než měronosný signál ze snímače 1· Tento kompenzační signál po zesílení v zesilovači 31 se projeví na jeho výstupu 313 jako signál s opačnou polaritou než je polarita .signálu v bezporuchovém stavu. Signál opačné polarity vybudí signalizační obvod 36. který signalizuje poruchu spojovacího vedení. První odpor 34 slouží k vytvoření potřebného kompenzačního signálu při zkratu napájecího napětí do snímače 1. To je, když nastane zkrat na vedení 2 mezi napájecí svorkou 301. vyhodnocovacího zařízení 3 a jeho společnou svorkou 302. Kompenzační signál se rovněž projeví při zkratu signálového napětí, to je při zkratu na vedení 2 mezi společnou svorkou 302 vyhodnocovacího zařízení 2 ^{a mezi} signálovou svorkou 303. Pro některé případy zapojení, například při odlišném provedení zesilovače 31 nebo odlišném provedení napájecího zdroje 32. je vhodné rozdělit první odpor 34 na dvě části a vřadit jeho druhou část do zapojení jako druhý odpor 37. (Obr. 2.)

Druhý odpor 37 vytváří potom druhou část kompenzačního signálu při zkratu napájecího vedení nebo signálového vedení.

Měřící převodník se signalizací poruchy spojovacího vedení mezi snímačem měřené veličiny a vyhodnocovacím zařízením měřicího převodníku se využije při měřeních neelektrických veličin, zejména v těžkých provozech povrchových dolů, elektráren a hutí, na skládkách, ve stavebnictví, v potravinářském průmyslu i v jiných odvětvích národního hospodářství.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT 7 ϊ Κ / 1 E Z II

   253 467

   1. Zapojení měřicího převodníku se signalizací poruchy ve spojovacím vedení, ú kterého je napájecí vstup snímače spojen s prvním výstupem napájecího zdroje a s napájecí svorkou kompenzačního obvodu, jehož společná svorka je spojena se druhým výstupem napájecího zdroje a s prvním vstupem zesilovače jehož výstup je hpojen se vstupem signalizačního obvodu a se vstupem výstupního obvodu a druhý vstup zesilovače je spojen s kompenzačním výstupem kompenzačního obvodu a se signálovým výstupem snímače, vyznačující se tím, že společná svorka (102) snímače (1) je spojena s prvním vývodem prvního odporu (34) jehož druhý vývod je spojen se společnou svorkou (333) kompenzačního obvodu (33) se druhým výstupem (322.) napájecího zdroje (32) a a prvním vstupem (311) zesilovače (31)·
2. 2. Zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že signálový výstup (103) snímače (1) je spojen s prvním vývodem druhého odporu (37), jehož druhý vývod je spojen se druhým vstupem (312) zesilovače (31) a s kompenzační svorkou (332) kompenzačního obvodu (33).