Полидиафрагма встраивается в кирпичную перегородку и её закрывает специальная штора с электроприводом. При изменении положения пластинчатой шторы изменяется пропускное сечение перегородки, а следовательно и расход воздуха Qр= f (Rp), протекающий через регулятор. При расчете расхода воздуха через регулятор в качестве расчетного параметра принимается аэродинамическое сопротивление регулятора Rp = f (R?x). Регулирующий орган регулятора, находясь в одном из фиксированных положений, представляет собой местное аэродинамическое сопротивление, которое в зависимости от положения шторы изменяется в пределах где – аэродинамическое сопротивление регулятора РРВ, соответствующее полностью закрытому состоянию шторы; – аэродинамическое сопротивление регулятора РРВ, соответствующее полностью открытому состоянию шторы.
Таким образом, задача автоматического управления регулятором расхода воздуха сводится к переводу шторы в то или иное положение, задаваемое с верхнего уровня управления (ЭВМ), с учетом расчетного расхода воздуха через регулятор и расходной характеристики регулятора. В настоящее время рассматриваемый регулятор не автоматизирован. Перемещение шторы регулятора осуществляется путем переключения режима работы приводного электродвигателя шторы горным мастером ВТБ по наряду, что не соответствует требованиям по оперативному управлению проветриванием.
В зависимости от сложности вентиляционной сети шахты и решаемых функциональных задач возможны различные варианты построения автоматизированной системы управления процессом проветривания. Как правило, система управления имеет два уровня управления: верхний – управляющая (или «советующая») ЭВМ, которая располагается на поверхности шахты; нижний – датчики контроля, устройства управления вентиляторными установками, устройства управления регуляторами РРВ. При этом технические средства автоматизации рассредоточены в пространстве, передача данных осуществляется на значительные расстояния, устройства управления регуляторами РРВ расположены в подземных условиях шахты. Таким образом, устройство управления регулятором РРВ должно: - получать команды управления от ЭВМ в зависимости от знака и величины рассогласования заданного и текущего количества воздуха и текущего аэродинамического сопротивления регулятора (по положению шторы); - передавать информацию о состоянии регулятора в ЭВМ; - переводить положение шторы в заданное положение; - электронные элементы устройства должны располагаться в отдельной взрывозащищенной оболочке и иметь искробезопасные цепи контроля и управления.
В соответствии с вышеизложенным разработано устройство управления регулятором воздуха типа УУРВ. Структурная схема устройства УУРВ приведена на рисунке 3. На рисунке 3 обозначено: МГД – магнитогерконовые датчики; БСЗ – блок согласования и защиты; МК – микроконтроллер; АП – передатчик информации; БВК – блок вывода команд управления; БП – блок питания. Магнитогерконовые датчики устанавливаются на полидиафрагме рядом с вентиляционными отверстиями через шаг ?x. Крайние датчики являются концевыми и применяются для остановки шторы в положениях открыто или закрыто. Срабатывание происходит при прохождении постоянного магнита, закрепленного на шторе, возле геркона. Таким образом, формируется посылка с числом импульсов, соответствующим положению шторы в данный момент времени. Эта посылка поступает через блок БСЗ в микроконтроллер МК. Блок БСЗ осуществляет: преобразование токовых сигналов от датчиков в сигнал напряжения (используются прецизионные резисторы); гальваническую развязку линий связи устройства с контактными датчиками (используются оптопары); защиту микроконтроллера устройства от возможных перенапряжений в соединительных линиях датчиков с помощью стабилитронов и резисторов, которые также обеспечивают искробезопасность линий датчиков, что важно для использования устройства в подземных условиях шахт. Блок питания БП должен быть искробезопасным.
Микроконтроллер по входной информации формирует команды на переключение режима работы электропривода шторы, которые передаются через блок БВК в магнитный пускатель ПВИ электропривода. Блок БВК содержит тиристорные оптопары. Тиристор оптопары должен включаться непосредственно в цепь дистанционного управления магнитного пускателя.
Связь микроконтроллера с ЭВМ на поверхности шахты осуществляется с помощью приемопередающего адаптера АП интерфейса RS-485, что позволит подключить до 32 адаптеров к одной и той же линии длиной не более 1200м.
Управление регулятором РРВ с помощью устройства УУРВ осуществляется следующим образом. При необходимости регулирования, ЭВМ системы управления посылает в устройство УУРВ информацию о степени регулирования шторы регулятора. Микроконтроллер МК обрабатывает информацию и формирует управляющее воздействие на включение электропривода шторы на её закрытие или открытие. Остановка шторы осуществится тогда, когда число импульсов, сформированных магнитогерконовыми датчиками, будет равно заданному числу от ЭВМ. По завершению регулирования микроконтроллер МК формирует сообщение в систему управления о текущем положении шторы.
В соответствии с структурной схемой устройства разработана принципиальная электрическая схема с применением микроконтроллера серии Atmel типа Аtiny2313, транзисторных оптопар типа АОТ128Б, тиристорных оптопар типа АОУ103Б, адаптера МАХ1480В фирмы MAXIM и магнитогерконовых датчиков типа ДПМГ.
Библиотека