RU1789480C - Устройство дл диагностики состо ни выходной цепи аппарата защиты шахтной подъемной установки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к шахтному подъему. Сущность изобретени : 1 выходное реле (1), 1 контакт выходного реле (2), 1 аппарат за щиты (3), 1 датчик напр жени  на 2 катушке выходного реле (4), 2 оптрона(5,13), 4 светодиода (6,14,34,35), 2 фототранзистора (7,15), 2 стабилитрона (8,21), 5 резисторов (9,10,11,22,23), 1 датчик состо ни  контакта выходного реле (12), 1 трансформатор (16), 1 выпр мительный мост (17), 3 конденсатора

Description

Изобретение относитс  к шахтному подъему, а именно к аппаратам контрол  и защиты шахтных подъемных установок, и может также примен тьс  дл  контрол  за составлением выходных цепей различных промышленных аппаратов защиты, имеющих выход в виде электрического контакта и не допускающих косвенного контрол  за состо нием выходной цепи - например, аппараты .защиты на транспорте, в системах электроснабжени  и электропередачи и т.д.

Известно устройство защиты от про-- скальзыванй  канатов приводного шкива, в котором контроль за состо нием выходного реле аппарата осуществл етс  косвенным образом - с помощью вспомогательного контакта выходного реле, заведенного в цепь сигнализации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство, содержащее контактор, источник питани , мультиплексор, элемент пам ти, генератор, двоичный счётчик, блок индикации, блоки отбора информации, кнопку индикации и два резистора, и осуществл ющее вы вление , индикацию и запоминание номера пер- вогЬ р аз бмкнувшегос  контакта в цепи защиты машины.

Недостатком известного устройства  вл етс  узость области его функциональных возможностей, поскольку устройство реагирует лишь на первый разомкнувшийс  контакт цепи защиты. После этого размыкани  других контактов Цепи защиты уже не может вызвать срабатывание устройства, т.е. известное устройство не позвол ет независимо друг от друга индицировать состо ние любого контакта цепи защиты.

Цель изобретени  - повышение безопасности и надежности эксплуатации подъемной установки.

Указанна  цель достигаетс  тем, что ус- J. тройство дл  диагностики состо ни  выход- : ... ной цепи аппарата защиты шахтной подъемной установки, содержащее датчик состо ни  контакта выходного реле, генера- тор тактовых импульсов, выход которого со- единен с тактовым входом первого синхронного дес тичного счетчика, источник питани , положительный полюс которого соединен с первым выводом датчика состо ни  контакта выходного реле, второй вывод которого соединен с отрицательным полюсом источника питани , а третий и четвертый выводы предназначены дл  подключени  к выводам контакта выходного реле аппарата защиты, кнопку Сброс, два све- тодиода и элемент пам ти, дополнительно снабжено датчиком напр жени , двум  инверторами , вторым синхронным дес тичным счетчиком и элементом ИЛИ, причем первый и второй выводы датчика напр жени  предназначены дл  подключени  к выводам катушки выходного реле аппарата

защиты, третий вывод подключен к положительному полюсу источника питани , а четвертый - ко второму управл ющему входу первого синхронного дес тичного счетчика, а через первый инвертор - ко второму управл ющему входу второго синхронного дес тичного счетчика, первые и третьи управл ющие входы синхронных дес тичных счетчиков объединены и соединены с положительным полюсом источника пита5 ни , тактовый вход второго синхронного дес тичного счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а вход сброса соединен с п тым выводом датчика состо ни  контакта выходного реле и через

0 второй инвертор - с входом сброса первого синхронного дес тичного счетчика, выход переполнени  которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнени  вто5 рого синхронного дес тичного счетчика, а выход-с анодом первого светодиода, катод которого подключен к отрицательному полюсу источника питани , анод и катод первого светодиода подключены к первой

0 входной паре выводов кнопки Сброс, ко второй входной паре выводов которой подключены соответственно отрицательный и положительный полюсы источника питани , а выходна  пара выводов - соответственно

5 ко входам установки элемента пам ти в единичное и нулевое состо ние, пр мой выход которого соединен с анодом светодиода, катод которого соединен с отрицательным полюсом источника питани .

0 Датчик состо ни  контакта выходного реле содержит оптрон, анод светодиода которого соединен с первым выводом первого резистора, эмиттер фототранзистора соединен с вторым выводом датчика, первый вы5 вод которого через второй резистор соединен с п тым выводом датчика и коллектором фототранзистора, к катоду светодиода и второму выводу первого резистора параллельно подключены соответственно

0 стабилитрон, третий конденсатор и одно плечо выпр мительного моста, второе плечо которого соединено соответственно через первый конденсатор с третьим выводом датчика и через вторичную обмотку трансфор5

матора и второй конденсатор с четвертым выводом датчика, первична  обмотка трансформатора подключена к источнику переменного напр жени . Новые отличительные признаки за вл емого объекта в сравнении с прототипом - датчик напр жени , два инвертора , второй синхронный дес тичный счетчик и элемент ИЛИ обеспечивают контроль состо ни  выходного реле и его контакта независимо от наличи  на зажимах контакта напр жени , а также оценивать врем  срабатывани  реле, в то врем  как в известном устройстве дл  индикации состо ни  контакта необходимо наличие напр жени  на зажимах контролируемого контакта, а также замкнутое состо ние всех прочих контактов цепи защиты. Таким образом , наличие новых элементов в предлагаемом устройстве обеспечивает ему новый эффект непрерывный контроль состо ни  выходного реле и его контакта, включенного в цепь защиты, а также оценку времени срабатывани  этого реле.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит выходное реле 1 с контактом 2 аппарата защиты 3, датчик 4 напр жени  на катушке выходного реле 1, состо щий из оптрона 5 (светодиод 6 и фототранзистор 7), стабилитрона 8 и резисторов 9-11, датчик 12 состо ни  контакта 2 выходного реле 1, состо щий из оптрона 13 (светодиод 14 и фототранзистор 15), трансформатора 16, выпр мительного моста 17, конденсаторов 18-20, стабилитрона 21 и резисторов 22,23, блок логики 24, состо щий из двух синхронных дес тичных счетчиков 25,26, инверторов 27,28, элемента ИЛИ 29, генератора тактовых импульсов 30, блок пам ти 31, состо щий из асинхронного RS- триггера 32, кнопку 33 сброса запоминани  состо ни  контакта 2 выходного реле 1, све- тодиоды 34,35. Зажимы катушки выходного реле 1 аппарата 3 подключены к соответствующим входам датчика напр жени  4, а зажимы контакта 2 выходного реле 1 подключены к входам датчика состо ни  12. Выходы обоих датчиков 4 и 12 соединены с соответствующими входами блока логики 24, К выходу блока логики 24 подключен анод светодиода 34. К выходу блока пам ти 31 подключен анод светодиода 35. Первый и второй входы блока пам ти 31 посредством кнопки 33 соедин ютс  с выходом блока логики 24, плюсом источника посто нного напр жени  и катодом светодиода 34. Катоды светодиодов 34 и 35 соединены с общей шиной устройства. Датчик 4 напр жени  содержит оптрон 5, анод светодиода 6 которого посредством резистора 10 соединен с катодом стабилитрона 8, анод которого соединен со вторым входом датчика 4 и катодом светодиода 7. Катод стабилитрона 8 через резистор 9 соединен с первым входом датчика 4. Эмиттер фототранзистора 7 соединен с общей шиной устройства , а коллектор соединен с выходом датчика 4 и, посредством резистора 11, с плюсом источника посто нного напр жени .

Датчик 12 состо ни  содержит трансформатор 16, первична  обмотка которого подключена к источнику переменного напр жени , первый зажим вторичной обмотки посредством конденсатора 19 соединен

0 со вторым входом датчика 12, второй зажим вторичной обмотки соединен с первым за - жимом переменного напр жени  выпр мительного моста 17, второй зажим переменного напр жени  которого соеди5 нен посредством конденсатора 18с первым входом датчика 12. Плюс выпр мительного моста соединен с первыми зажимами конденсатора 20 и резистора 22, а также катодом стабилитрона 21, анод которого со0 единен с катодом светодиода 14 оптрона 13, вторым зажимом конденсатора 20 и Минусом выпр мительного моста 17. Эмиттер фототранзистора 15 оптрона 13 соединен с общей шиной устройства, а коллектор сое5 динен с выходом датчика 12 и, посредством резистора 23, с плюсом источника посто нного напр жени . Первый вход блока логики 24 соединен со входом 2 счетчика 25 и входом инвертора 27, второй вход блока ло0 гики 24 соединен с входом инвертора R счетчика 26 и входом инвертора 28, выход которого соединен со входом R счетчика 25. Выход инвертора 27 соединен с входом V 2 счетчика 26. Входы Т счетчиков 25,26 под5 ключены к выходу генератора тактовых импульсов 30. Входы V2 и Уз счетчиков 25,26 соединены с плюсом источника посто нного напр жени . Выходы Р счетчиков 25,26 подключены к соответствующим входам

0 элемента ИЛИ 29. выход которого  вл етс  выходом блока логики 24.

Устройство работает следующим образом .

Датчик 4 напр жени  на катушке выход5 ного реле 1 и датчик 12 состо ни  контакта 2 выходного реле 1 выдают информацию о наличии (либо отсутствии) напр жени  на катушке 1 и состо нии (замкнутое либо разомкнутое ) контакта 2 реле 1. Причем, нали0 чию напр жени  и замкнутому состо нию соответствуют сигналы логического нул  на выходах датчиков 4 и 12, а отсутствию напр жени  и разомкнутому состо нию - сигналы логической единицы. Блок логики 24

5 при поступлении сигнала логического нул  на первый вход начинает отсчет времени, и если в течение заданного временного отрезка То поступит сигнал логического нул  и на второй вход (т.е. после подачи напр жени  на катушку 1 контакт 2 замкнетс  за

отрезок времени, меньший to), то на выходе блока логики 24 так и останетс  первоначально существовавший сигнал логического нул . Аналогично, при обесточивании катушки 1 на первый вход блока логики 24 с выхода датчика 4 поступает сигнал логической единицы и начинаетс  отсчет времени от момента размыкани  контакта 2 (т.е. до момента по влени  сигнала единицы на выходе датчика 12). Если временный отрезок между поступлени ми сигналов единицы на входы блока логики 24 меньше to, то на выходе блока 24 по-прежнему будет нулевой сигнал, светодиод 34 не будет гореть, блок пам ти 31 будет иметь на выходе сигнал логического нул  - светодиод 35 также не горит. Это значит, что выходное реле 1 и его контакт 2 исправны, а временам замыкани  и размыкани  контакта 2 соответствует норма - т.е. неисправности в аппарате защиты 3 отсутствуют. Если же выходна  цепь аппарата защиты 3 неисправна - т.е. либо при запитанной катушке 1 контакт 2 разомкнут дольше, чем to, либо при обесточенной катушке 1 контакт 2 разомкнут дольше to, на выходе блока логики 24 по вл етс  сигнал единицы, светодиод 34 загораетс , сигнализиру  о возникшем сбое, блок пам ти 31 запоминает факт существовани  сбо , на его выходе по вл етс  сигнал единицы и светодиод 35 загораетс , свидетельству  о запомненном факте сбо . Этот факт будет запомнен, а светодиод 35 будет светитьс  и при исчезновении неисправности, т.е. при по влении в дальнейшем на выходе блока логики 24 сигнала нул . Дл  сброса запомненного факта неисправности предназначена кнопка Сброс 33.

На чертеже представлены примеры конкретной реализации узлов предлагаемого устройства.

Датчик 4 содержит оптрон 5 гальванической разв зки цепи питани  катушки 1 И

блока логики 24, стабилитрон 8 защищает светодиод 6 от перенапр жени , а резисторы 9,10,11 ограничивают ток через стаби- литрон 8, светодиод 6 и фототранзистор 7 соответственно. Датчик 12 содержит однофазный трансформатор 16, вторичным переменным напр жением которого диагностируетс  состо ние контакта 2. При этом контакт 2 включен в цепь защиты и датчик 12 контролирует его состо ние: при замкнутом контакте 2 в цепи датчика 12 (через конденсаторы 18,19, мост 17) протекает переменный ток, который выпр мл етс  мостом 17, фильтруетс  конденсатором 20 и поступает в светодиод 14 оптрона 13 - фототранзистор 15 при этом открываетс  и на выходе датчика 12 сигнал логического нул . При разомкнутом контакте 2 напр жени  на конденсаторе 20 нет, светодиод 14 0 не излучает, фототранзистор 15 заперт и на выходе датчика 12 сигнал логической единицы . Оптрон 13 осуществл ет гальваническую разв зку блока логики 24 и цепи защиты (цепи контакта 2). Стабилитрон 21 5 защищает светодиод 14 от перенапр жени , а резисторы 22 и 23 ограничивают токи светодиода 14 и фоторезистора 15 соответственно . Блок логики 24 состоит из двух синхронных дес тичных счетчиков 25,26, 0 счетные входы Т которых объединены с выходом генератора тактовых импульсов 30. Установка счетчиков в нуль осуществл етс  подачей нулевых сигналов на входы R.

Счетчики 25 и 26 устанавливаютс  в 35 нуль выходным сигналом датчика 12 (счетчик 26 - пр мым выходным сигналом, а счетчик 25 - инверсным). Входы разрешени  счета /2 управл ютс  датчиком 4. Выходы счетчиков 25 и 26 объединены ИЛИ 29. 0 При запитывании либо обесточивании катушки реле 1 один из счетчиков 25 и 26 начинает счет, который ведетс  до по влени  сигнала сброса на входе R. Возможны следующие комбинации:

Каждый из счётчиков 25,26 работает так, что сигнал единицы на его выходе по вл етс  при поступлений каждого дес того импульса на вход Т.

Таким образом, если за врем  t -10tu t о контакт 2 займет состо ние, соответствующее напр жению на катушке 1, то счетчик не досчитает до 10 и сброситс , т.е. на выходе Р не по витс  сигнал единицы. По вление сигнала логической единицы на выходе Р счетчика свидетельствует о том, что либо врем  замыкани , либо врем  размыкани  превысило нормируемый уровень - т.е. о неисправности выходной цепи аппарата защиты 3. С учетом норматива на врем  срабатывани  реле 1 выбираетс  частота генератора 30. Например, если врем  срабатывани  (размыкани  либо замыкани ) to 0,05 с, то f 10/to 200 Гц. Факт вы вленного сбо  запоминаетс  блоком пам ти 31, представл ющим собой асинхронный RS-триггер. Выход блока логики 24

через кнопку 33 подаетс  на вход S триггера 32, а дл  сброса вход R соедин етс  с плюсом источника питани . Таким образом, све- тодиод 34 индицирует фактическое

состо ние выходной цепи, а светодиод 35 запоминает имевший место сбой. Блоки логики 24 и пам ти 31 могут быть выполнены либо на дискретных логических элементах (например, в качестве счетчиков

применена микросхема К 155 ИЕ 9), либо на базе микропроцессорного комплекта. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет диагностировать фактическое состо ние выходной цепи защиты, контролиру  непосредственно контакт выходного реле, включенный в цепь, оценивать врем  срабатывани  выходного реле и запоминать факт вы вленной неисправности выходной цепи, что позвол ет повысить безопасность

и надежность эксплуатации подъемной установки , оборудованной подобным устройством .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1.Устройство дл  диагностики состо ни  выходной цепи аппарата защиты шахтной подъемной установки, содержащее датчик состо ни  контакта выходного реле, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом первого синхронного дес тичного счетчика, источник питани , положительный полюс которого соединен с первым выводом датчика состо ни  контакта выходного реле, второй вывод которого соединен с отрицательным полюсом источника питани , а третий и четвертый выводы предназначены дл  подключени  к выводам контакта выходного реле аппарата защиты, кнопку Сброс, два светодиода и элемент пам ти, отличаю. щ е е с   тем, что, с целью повышени  безопасности и надежности эксплуатации подъемной установки, в него введены датчик напр жени , два инвертора, второй синхронный дес тичный счетчик И, элемент ИЛИ, причем первый и второй выводы датчика напр жени  предназначены дл  подключени  к выводам катушки выходного реле аппарата защиты, третий вывод подключен к положительному полюсу источника питани , четвертый - к второму управл ющему входу первого синхронного дес тичного счетчика, а через первый инвертор - к второму управл ющему входу синхронного дес тичного счетчика, первые и третьи управл ющие входы синхронных дес тичных счетчиков объединены и соединены с положительным полюсом источника.

   питани , тактовый вход второго синхронного дес тичного счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а вход сброса соединен с п тым выводом датчика

   состо ни  контакта выходного реле и через

   второй инвертор - с входом сброса первого

   синхронного дес тичного счетчика, выход

   переполнени  которого соединен с первым

   входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнени  второго синхронного дес тичного счетчика, а выход-с анодом первого светодиода, катод которого подключен к отрицательному полюсу источника питани , анод и катод первого светодиода подключены к первой входной паре выводов кнопки Сброс, к второй входной паре выводов которой подключены соответственно отрицательный и положительный полюсы источника питани ,

   а выходна  пара выводов - соответственно к входам установки элемента пам ти в единичное и нулевое состо ни , пр мой выход которого соединен с анодом светодиода, катод которого соединен с отрицательным

   полюсом источника питани .
2. 2.Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что датчик состо ни  контакта выходного реле содержит оптрон, анод светодиода которого соединен с первым выводом

   первого резистора, эмиттер фототранзистора соединен с вторым выводом датчика, первый вывод которого через второй резистор соединен с п тым выводом датчика и коллектором фототранзистора, к катоду светодиода и второму выводу первого резисторапараллельно подключены соответственно стабилитрон, третий конденсатор , одно плечо выпр мительного моста , второе плечо которого соединено соответственно через первый конденсатор

   с третьим выводом датчика и через вторичную обмотку трансформатора и второй конденсатор с четвертым выводом датчика, первична  обмотка трансформатора подключена к источнику переменного напр жени .