Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 08.09.1975 78077 KI. 21c, 68/60 MKP H02h 3/00 \ 4ii: Twórcywynalazku: Edward Hyla, Ewaryst Janik, Andrzej Marcinkiewicz, Edward Mikula, Waldemar Polak Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Konstrukcyjno-Mechanizacyjne Przemyslu Weglowego, Gliwice (Polska) Uklad sterujaco-blokujacy wylaczników elektrycznych, zwlaszcza górniczych urzadzen wydobywczych Przedmiotem wynalazku jest uklad sterujaco-blokujacy wylaczników elektrycznych zwlaszcza górniczych urzadzen wydobywczych.Stosowane w górnictwie uklady sterujaco-blokujace wylaczników powinny byc niezawodne i zawierac iskrobezpieczne obwody zdalnego sterowania. Wystepujace samozalaczanie napedów urzadzen wydobywczych wynikle z uszkodzen elementów ukladów sterujaco-blokujacych stanowia zagrozenie dla górników pracujacych w poblizu tych urzadzen.Znane sa uklady sterujaco-blokujace wylaczników elektrycznych z obwodem zdalnego sterowania, zawiera¬ jace przekazniki sterowane przyciskiem zalaczajacym i wylaczajacym polaczonynf szeregowo z dioda oraz z obwodem zdalnej blokady w którym przycisk blokujacy polaczony jest szeregowo lub równolegle do obwodu zdalnego sterowania. W obwodach zdalnego sterowania wykorzystuje sie charakterystyke wlasna przekaznika sterujacego dzieki czemu uzyskuje sie podtrzymanie zlaczenia przekaznika zjednoczesna kontrola opornosci zyly uziemiajacej wchodzacej w sklad obwodu zdalnego sterowania. Przy wzroscie opornosci zyly uziemiajacej ponad wartosc krytyczna zostaje uniemozliwione zalaczenie przekaznika lub nastepuje zwolnienie przekaznika ze stanu zalaczenia. Wada znanych ukladów sterujaco-blokujacych jest ograniczona trwalosc laczeniowa prze¬ kazników, rozrzuty charakterystyk przekaznika, wrazliwosc na zmiany temperatury wilgotnosci oraz na zapyle¬ nie i wstrzasy.Znane uklady sterujaco-blokujace z przekaznikami w obwodzie zdalnego sterowania niedokladnie kontro-' luja opornosc zyly uziemiajacej z uwagi na to, ze wymagaja dokladnego dobrania parametrów zródla zasilania przekaznika sterujacego.Oprócz tego znane sa uklady sterujaco-blokujace z przekaznikami sterujacymi kluczowanymi wzmocnio¬ nym sygnalem logicznym. Przekaznik sterujacy uruchamiany jest bezposrednio sygnalem ze zdalnego obwodu sterowania. Przy takim podlaczeniu przekaznik sterujacy w czasie kluczowania wogóle nie kontroluje w sposób ciagly opornosci przewodu uziemiajacego w obwodzie sterowania, co znacznie pogarsza bezpieczenstwo pracy.Przy polaczeniu szeregowym przycisku blokujacego do obwodu zdalnego sterowania zablokowanie lacznika2 78 077 elektrycznego odbywa sie poprzez przerwanie obwodu zdalnego sterowania. Przedstawiony uklad sterujaco-blo- kujacy jest wrazliwy na wystepujace zwarcia miedzyfazowe, które uniemozliwiaja sprawne dzialanie blokady i wylaczenie napedu. Przy równoleglym podlaczeniu blokady do obwodu zdalnego sterowania zablokowanie lacznika elektrycznego odbywa sie przez zwarcie linii blokady.Uklad sterujaco-blokujacy nie dziala równiez przy polaczeniu równoleglym przycisku blokujacego w przypadku wystapienia przerwy w obwodzie zdalnego sterowania.Oprócz tego wada znanych ukladów sterujaco-blokujacych jest brak zabezpieczenia przed samozalacza- niem napedów w przypadku uszkodzenia dowolnego elementu ukladu oraz niemozliwosc wylaczenia lacznikiem elektrycznym napedów górniczych urzadzen, co stwarza w obwodach sterowania zagrozenie dla obslugi.Celem wynalazku jest zwiekszenie skutecznosci dzialania ukladów sterowania i blokady laczników elek- N trycznych z równoczesna poprawa bezpieczenstwa pracy, zwlaszcza w górniczych urzadzeniach zautoma¬ tyzowanych.Cel ten osiagnieto1 za pomoca ukladu sterujacoblokujacego, zawierajacego tor glówny i tor pomocniczy propagacji sygnalów logicznych z tym, ze tor glówny ma czlon zdalnego sterowania, którego wyjscie polaczone jest poprzez czlon opóznienia czasowego zalaczenia, sume logiczna i dwa równolegle polaczone elementy negacji z lacznikiem cewki stycznika w ten sposób, ze wyjscie czlonu opóznienia czasowego zalaczenia polaczone jest bezposrednio z jednym wejsciem sumy logicznej i posrednio poprzez czlon opóznienia czasowego zalaczenia — wylaczenia z drugim wejsciem sumy logicznej z tym, ze wyjscie tego czlonu poprzez zwieme styki pomocnicze stycznika doprowadzone jest do masy ukladu, przy czym wejscie czlonu opóznienia czasowego zalaczenia zasilane jest ze zródla stabilizowanego napiecia przemiennego poprzez opornik wlaczony równolegle do obwodu zdalnego sterowania, natomiast tor pomocniczy zawiera czlon kontrolny zdalnego sterowania zasilany z obwodu zdalnego sterowania, polaczony z trzecim wejsciem sumy logicznej tak, ze w zaleznosci od jednoczesnego pojawienia sie w torze glównym i pomocniczym sygnalów zer logicznych, nastepuje wysterowanie lacznika i zalaczenie stycznika przy wspólpracy z obwodem zasilanym napieciem pulsujacym, poprzez opornik wlaczony równolegle do tego obwodu, którego wyjscie polaczone jest poprzez jedno skrajne sprzezenie dwóch iloczynów logicznych z czlonem opóznienia czasowego zalaczenia, a drugie skrajne sprzezenie tych iloczynów polaczone jest z czlonem kontrolnym zdalnego sterowania poprzez czlon blokady ziemnozwarciowej ze sztucznym zerem wylacznika.Przedmiot wedlug wynalazku uwidoczniono w przykladowym wykonaniu na rysunku, który przedstawia schemat blokowy ukladu sterujaco-blokujacego wylacznika elektrycznego z obwodem zdalnego sterowania oraz obwodem zdalnej blokady.Uklad sterujaco-blokujacy 1 zawiera czlon 2 zdalnego sterowania, którego wejscie polaczone jest z obwo¬ dem zdalnego sterowania 3 w sklad którego wchodza szeregowo polaczone: przycisk zalaczajacy Pz zboczniko- wany opornikiem R, przycisk wylaczajacy Pw oraz dioda Di polaczona przewodem uziemiajacym.! z masa ukladu. Czlon 2 oraz obwód 3 zasilane sa ze zródla napiecia zmiennego stabilizowanego Uz poprzez opornik Rx.Czlon zdalnego sterowania 2 zawiera wejsciowy opornik R3, podlaczony do anody diody D3 oraz do katody diody D4, przy czym katoda diody D3 polaczona jest z opornikiem R4 poprzez kondensator Ci z masa ukladu, natomiast anoda diody D4 polaczona jest z opornikiem R5 i poprzez kondensator C2 z masa ukladu.Pozostale konce oporników R4 i R5 polaczone sa ze soba i z wejsciem blokujacym j czlonu 2. Do wejscia blokujacego przylaczony jest jeden koniec potencjometru Pi, drugi koniec tego potencjometru podlaczony jest do masy ukladu, zas jego suwak podlaczony jest do wejscia przerzutnika Schmidta E, którego wyjscie jest jednoczesnie wyjsciem czlonu 2. Wyjscie czlonu 2 polaczone jest z wejsciem czlonu 4 opóznienia czasowego zalaczenia, którego wyjscie z jednej strony polaczone jest bezposrednio z wejsciem a sumy logicznej 5 oraz z wejsciem b iloczynu logicznego 6.Natomiast z drugiej strony wyjscia z czlonu 4 polaczone sa poprzez czlon opóznienia czasowego zalacze¬ nia i wylaczenia 7 z wejsciem c sumy logicznej 5 oraz poprzez zacisk d styki pomocnicze stycznika z masa ukladu 1. Wyjscie sumy logicznej 5 poprzez równolegle polaczone elementy negacji 8, 9 oraz zacisk wyjsciowy e ukladu 1, polaczone jest z lacznikiem sterujacym oraz z wejsciem f zanegowanej sumy logicznej 10. Wejscie czlonu 2 jest dodatkowo polaczone poprzez czlon kontrolny zdalnego sterowania 11 z wejsciem g sumy logicznej 5 oraz z wejsciem h iloczynu logicznego 6, którego wyjscie jest polaczone z wejsciem i zanegowanej sumy logicznej 10. Wyjscie zanegowanej sumy logicznej 10 polaczone jest z wejsciem kluczujacym generatora akustycznego 12, którego wyjscie podlaczone jest do linii lacznosci glosnomówiacej. Wejscie blokujacej czlonu 2 polaczone jest z wyjsciem iloczynu logicznego 13, natomiast wejscie blokujace k czlonu 11 polaczone jest z wyjsciem iloczynu logicznego 14. Poszczególne wejscia iloczynów 13,14 sa ze soba równolegle polaczone, przy czym do wejscia m podlaczone jest wyjscie czlonu zdalnej blokady 15, natomiast do wejscia u podlaczone jest78 077 3 wyjscie czlonu blokady ziemnozwarciowej 16, zas do pozostalych wejsc podlaczone sa wyjscia blokad lokalnych wylacznika.Wejscie czlonu 16 podlaczone jest do sztucznego zera wylacznika, zas do wejscia czlonu 15 podlaczony jest ob\vód zdalnej blokady 17 zasilany ze zródla Uz poprzez opornik R2 w sklad którego wchodza szeregowo polaczone: przycisk blokujacy Pb oraz Dioda D2 polaczona z masa ukladu.Zasada dzialania ukladu polega na tym, ze w przypadku nacisniecia przycisku Pz w obwodzie sterujacym 3 pojawia sie napieciowy sygnal pulsujacy o polaryzacji dodatniej, który po przejsciu przez diode D3 w bloku 2 ulega filtracji na kondensatorze Ci i poprzez opornik R4 i potencjometr Pi wysterowuje przerzutnik Schmidta F.Na wyjsciu przerzutnika F pojawia sie sygnal logiczny 1, który opózniony i zanegowany w czlonie 4 steruje wejscie sumy logicznej 5 oraz wejscie b iloczynu logicznego 6. Równoczesnie z wyjscia czlonu 4 sygnal logiczny zero po opóznieniu w czlonie 7 steruje wejsciem C sumy logicznej 5 oraz podawany jest przez rozwarte styki pomocnicze stycznika na mase ukladu. Jednoczesnie na wejscie czlonu 11 o strukturze wewnetrznej identycznej do struktury czlonu 2 przedostaje sie napieciowy sygnal pulsujacy w wyniku czego na wyjsciu g sumy logicznej 5 pojawia sie sygnal logicznego zera. Przy wystapieniu sygnalów zer logicznych na wszystkich wejsciach sumy logicznej 5 wystepuje równiez sygnal zera logicznego na równolegle polaczonych ze soba wejsciach zanegowa¬ nych iloczynów 8, 9 w wyniku czego poprzez zacisk wyjsciowy e ukladu 1 sterowanyjest poprzez lacznik cewki stycznika sygnal logicznego zera. Na wyjscia czlonu 7 sygnal ten wystepuje przez kilka sekund, po czym zrfiienia sie na sygnal jedynki logicznej. Jesli przed uplywem tego czasu nie nastapi zalaczenie stycznika, to sygnal jedynki logicznej nie ulega zwarciu do masy poprzez styki pomocnicze i tym samym utrzymuje sie sygnal jedynki logicznej, blokuje lacznik cewki, co powoduje wylaczenie stycznika.Oprócz tego w czasie propagacji sygnalu logicznego poprzez czlon 4 na wejsciu a elementu 5 wystepuje sygnal jedynki logicznej, natomiast na wyjsciu g elementu 5 z bloku U pojawia sie sygnal zera logicznego w wyniku czego poprzez iloczyn logiczny 6 podawany jest sygnal zera logicznego na wejscie i zanegowanej sumy 10.Natomiast na wyjsciu f sumy logicznej 10 jest równiez podawany sygnal zera logicznego z wyjscia elementu negacji 8, 9, co w efekcie powoduje wysterowanie generatora sygnalu akustycznego 12, pozwalajacego na wyprzedzenie sygnalem akustycznym momentu zalaczania napedu. Zalaczenie napedu uzaleznione jest od jednoczesnego pojawienia sie sygnalu zera logicznego w glównym torze, skladajacym sie z szeregowo polaczo¬ nych czlonów 2,4, 7 oraz pomocniczym torze zawierajacym czlon U. W przypadku uszkodzenia sie jednego z elementów w torze glównym lub pomocniczym pojawienie sie sygnalu zero wywoluje sygnal akustyczny sygnalizujacy uszkodzenie w wyniku czego nie nastepuje samozalaczenie napedu.Zwolnienie przycisku Pz powoduje na wejsciu czlonu 2 oraz czlonu 11 pojawienie sie niesymetrycznego sygnalu przemiennego o amplitudzie dodatniej i ujemnej dzieki opornikowi bocznikujacemu przycisk Pz. Wsku¬ tek tego na kondensatorze C2 pojawia sie ujemny potencjal przy istniejacym dodatnim potencjale na kondensa¬ torze Ci w wyniku róznicy, w której nastepuje zmniejszenie wartosci sygnalu sterujacego przerzutnik F.Dzieki histerezie wlasnej przerzutnika F nastepuje podtrzymanie jego stanu zalaczenia w wyniku czego utrzymuje sie podtrzymanie zlaczenia napedu.Nacisniecie przycisku wylaczajacego Pw powoduje wystapienie równych potencjalów co do wartosci bezwzglednej na kondensatorach Ci C2 w wyniku czego przerzutnik F wylacza naped. Kontrolaopornosci zyl uziemiajacych polega na tym, ze przy wzroscie opornosci ponad wartosc krytyczna amplituda ujemnych pólokresów sygnalów wzrasta w ten sposób, ze wywoluje to zanik napiecia sterujacego podtrzymujacego stan zalaczenia przerzutnika F i wylaczenie napedu. Za pomoca potencjometru Pi istnieje mozliwosc ustalenia kontroli wartosci opornosci w obwodzie sterowania. Zwarcie miedzyfazowe w obwodzie zdalnego sterowania powoduje równiez zanik sygnalu sterujacego na przerzutniku F i wylaczenie sterowanego napedu. Dzialanie obwodu zdalnej blokady polega na tym, ze na wejsciu czlonu 15 o identycznej strukturze co czlon 2111 wystepuje stale sygnal pulsujacy, który utrzymuje w stanie zalaczenia przerzutnik F. Natomiast nacisniecie przycisku Pb wzglednie zwarcie przewodów w obwodzie zdalnej blokady, powoduje wystapienie potencjalu zera logicznego na wejsciu przerzutnika E, co w efekcie za pomoca elementu iloczynu logicznego 13 powoduje'na wyjsciu j czlonu 2 zwarcie sygnalu sterujacego przerzutnika F czlonu 2-a tym samym wylaczenie napedu.Jednoczesnie poprzez element iloczynu logicznego 14 oraz wejscie blokujace k czlonu 11 nastepuje zablokowanie sygnalu sterujacego w czlonie U co polepszajakosc i niezawodnosc blokady.4 78 077 PL PL