Русский English
ДонНТУ Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Аналіз пожеж в шахтах на стрічкових конвеєрах показує, що загоряння конвеєрних стрічок можливо від двох груп джерел загоряння:

- зовнішніх джерел, що утворюються при загорянні шахтного дерев'яного кріплення, вугілля або інших горючих предметів, коли в зоні горіння знаходиться конвеєр.

- внутрішніх джерел, які утворюються при роботі самих конвеєрів, в основному від тертя стрічки на барабанах конвеєра, несправних роликоопор і ін.

Всі ці проблеми можуть бути вирішені тільки в разі використання принципово нових технічних засобів і рішень в схемах апаратури автоматизації - мікропроцесорів, математичного програмного забезпечення. За останні роки проведено ряд робіт по вдосконаленню серійних виробів, переведення їх на нову елементну базу і підвищенню ефективності використання. До таких серійних виробів відносяться: комплекс АУК.2М [6], апарат КС.1М, датчик ДМ-3, вимикачі ВКА, пристрої УКТЛ. Але незважаючи на введення новітніх розробок в шахтах постійно реєструються випадки пожеж на стрічкових конвеєрах, особливо пов'язані із загорянням конвеєрних стрічок через пробуксовування в місцях зв'язку з приводним барабаном. Тому актуальною є задача оперативного контролю температури приводних барабанів стрічкових конвеєрів шахти. При цьому необхідно створити такий пристрій, який було б концентратором інформації про тепловому режимі роботи стрічкових конвеєрів, як місць небезпечних по виникненню вогнища пожежі.

1. Технологічний процес як об'єкт автоматизації. Мета проектування і вимоги до розробляється пристрою автоматизації

Об'єктом дослідження є магістральна конвеєрна лінія, що складається з двох і більше конвеєрів.

Для транспортування гірської маси по капітальним (головним) горизонтальних і похилих виробках, бремсбергів і похилих стовбурах шахт, випускаються стаціонарні стрічкові конвеєри з стрічкою шириною 1000 і 1200 мм, створені відповідно до Типорозмірний поруч.

Це конвеєри великої продуктивності, потужність приводу яких може бути від 500 до 1000 кВт, ширина стрічки становить 1000 і 1200 мм. Конструктивно, від дільничних конвеєрів відрізняються тим, що затиск стрічки в них розташований в кінці конвеєра. У приводах конвеєрів застосовуються асинхронні двигуни, як з короткозамкненим, так і з фазним ротором. Конвеєри призначені для експлуатації в виробках вугільних і сланцевих шахт з кутом установки від -3 ° до + 18 °, тобто можуть встановлюватися в горизонтальних і ухил виробках. Саме на цих конвеєрах зареєстровано велику кількість пожеж [7].

Розглянемо конструкцію і обладнання, встановлене на похилому стрічковому конвеєрі 2ЛУ120 [5].

Продуктивність конвеєра - 1200 т / ч, потужність приводу - 500 кВт. Приводная станція виконана пятібарабанной, причому обидва приводних барабана охоплюються чистої (неробочий) стороною стрічки.

Малюнок 1 - Зовнішній вигляд стрічкового похилого конвеєра 2ЛУ120


Ставши конвеєра канатної конструкції з підвісними шарнірними роликоопорами. Приводні барабани конвеєра обертаються двома приводними блоками, кожен з яких складається з двох короткозамкнутих двигунів потужністю по 250кВт з гідромуфтами ГПП500, які забезпечують необхідну плавність пуску конвеєра, редуктора ЦДН710 і колодкового гальма ТКТГ500 з приводом від електромагніту. Перший по ходу стрічки барабан обладнаний храповим зупинкою, який утримує навантажену частину стрічки від зворотного ходу при зупинці конвеєра в аварійних випадках, коли з якої-небудь причини не спрацьовують колодкові гальма. Виносної (розвантажувальний) барабан змонтований на консольної рамі, що дозволяє встановлювати його на окремому фундаменті на значній відстані від приводної станції конвеєра. Ставши конвеєра складається з двох паралельних канатів, натягнутих уздовж траси конвеєра, перехідних, лінійних і натяжних стійок, верхніх роликоопор і нижніх роликів. Натяжна секція є хвостовою частиною конвеєра. Натяжна барабан змонтований на рамі, має чотири ковзанки, на яких вона переміщується по напрямних рейках. Натяг стрічки здійснюється електричною лебідкою, яка канатом через систему блоків пов'язана з рамою натяжної барабана. Конвеєри призначені для виробок з кутом нахилу 100 і більше, оснащуються уловлювачами стрічки для верхньої і нижньої гілок. Уніфіковані комплектні групи (рисунок 1) конвеєра: 1 виносна головка, 2 - приводний станція, 3 - середня частина (ставши), 4 - стрічка, 5 - завантажувальний пристрій, 6 - натяжна головка, електрообладнання для автоматизованого управління високовольтним електроприводом конвеєрів КУП 2ЛУ120 . Плавність запуску цих конвеєрів забезпечується включенням в ланцюг ротора електродвигунів пускових опорів за допомогою вибухобезпечної станції СУВ2ЛУ120 на номінальну напругу 660В. Станція управління складається з п'яти секцій: чотири призначені для управління електродвигунами конвеєра, п'ята для керування гальмовою системою і допоміжним обладнанням конвеєра.

До складу електроустаткування конвеєра (малюнок 2) входить входить БУ - блок управління апаратури АУК-1М, ПУ - пульт управління АУК; ДЗ - датчик заштибовки; 1УСТ, 2УСТ - пристрої сигналізації та телефонного зв'язку; УКПС - пристрій контролю прослизання і швидкості стрічки; УКІ - пристрій контролю та інформації, що містить релейний блок БР, блок індикації БІ, лінійні модулі 1ЛМ-16ЛМ; УКПЛ-1 - пристрій профілактичного контролю міцності конвеєрної стрічки; АТ-3 - апаратура автоматизації зрошення на перевантаженнях, в яку входять вентиль управління

Малюнок 2 – Схема розміщення електроустаткування на стрічковому конвеєрі

ВУ, датчик ДНМ наявності матеріалу на стрічці; 1ПВІ, 2ПВІ, 5ПВІ - пускачі конвеєра; 3ПВІ - пускач гальм; 4ПВІ - пускач лебідки натягу стрічки; 1Д - двигун приводу конвеєра; 3Д - двигун лебідки натягу; 1ПЕТ.2 - електромагнітний привід гальм конвеєра; 1ВПВ - шляховий вимикач контролю спрацьовування ловців стрічки; КП - кнопковий пост управління натяжної лебідки в місцевому режимі; 1СВ.1-11СВ.1 - звукові сигналізатори; 1ВКА - 11ВКА - аварійні вимикачі екстреної зупинки конвеєра; 1ВКА-01 - 12ВКА-01 - аварійні вимикачі контролю сходу стрічки; БКВ - датчик безконтактного контролю обертання; Бутси-блок управління і сигналізації; ДН - датчик натягу; ДМ - датчик контролю частоти обертання приводного барабана.

В цьому випадку пристрій автоматики і датчики, зазначені вище - загальновідомі і описані в [5], [6]. Невідомим залишається пристрій контролю температури приводних барабанів. Справа в тому, що для загоряння стрічки в її агрегатному стані від зовнішніх джерел необхідно тривалий вплив потужного джерела з температурою в сотні градусів. Займання стрічки від джерел, які утворюються при роботі конвеєра (пробуксовка стрічки) відбувається при відносно малій потужності і більш низьких температурах. Це пояснюється тим, що в другому випадку відбувається первинне загоряння не цілою стрічки в її агрегатному стані, а дрібнодисперсних частинок, які утворюються при стирання поверхні стрічки [8].

Пробуксовування стрічки може статися внаслідок вироблення футерування привідних барабанів і при недостатньому натягу стрічки, коли утворюється її « слабина » ;. При пробуксовці втрачається механічна зв'язок стрічки з барабаном, стрічка може бути зупинена, тоді як барабан продовжує обертатися, інтенсивно стираючи поверхню стрічки з утворенням дрібнодисперсних фракцій. Ці фракції і пил осідають внизу барабана, який від тертя нагрівається. Відбувається нагрівання дрібнодисперсних частинок, що викликає в початковій стадії тління, а потім і загоряння при температурі 100-150 ° С. Таким чином, необхідний контрольований діапазон виміру температури приводного барабана повинен знаходитися в межах 20-90 & deg; С.

Визначаємо метрологічні вимоги до пристрою контролю температури:

Особливістю вимірювання температури приводного барабана є те, що об'єкт постійно знаходиться в русі і, щоб визначити температуру необхідний дистанційний контроль, так як використання іншого виду вимірювання буде пов'язано з технічними труднощами реалізації.

2. Критичний огляд існуючих рішень і вибір базової апаратури автоматизації

Для управління і контролю роботи стаціонарних і напівстаціонарних нерозгалужених конвеєрних ліній, при числі конвеєрів в лінії до десяти, призначений комплекс управління конвеєрами АУК.1М, який може застосовуватися також для управління розгалуженими лініями з числом відгалужень до трьох [6].

Структурна схема комплексу АУК.1М приведена на мал.3.

Малюнок 3 - Структурна схема апаратури АУК.1М

Апаратура АУК.1М складається з наступних елементів:

- пульта управління ПУ;

- не більше десяти блоків управління БУ, кількість яких відповідає кількості конвеєрів в лінії;

- кнопкового поста керування КУ;

- винесеного приладу показує ВПП;

- пристрої сигналізації та телефонного зв'язку ПСТ;

- блоку пускової апаратури БПА, який складається з пускачів електроприводів конвеєрів;

- блоку датчиків БД. До складу якого входять датчики швидкості ДКС, сходу стрічки КСЛ, заштибовки ДЗ і кабель-тросові вимикачі КТВ-2.

Апаратура АУК.1М виконує функції:

а) з управління:

- Автоматичне включення конвеєрної лінії в напрямку, протилежному вантажопотоку;

- Управління конвеєрами в ремонтно-налагоджувальних режимі;

- Відключення конвеєра з будь-якої точки по його довжині;

- Припинення запуску конвеєрної лінії з будь-якого блоку управління;

б) по блокування:

- Заборона запуску конвеєра при несправних ланцюгах управління звукової сигналізації;

- Пуск кожного наступного конвеєра тільки після встановлення швидкості попереднього конвеєра на номінальному рівні;

- Заборона автоматизованого запуску і роботи в автоматизованому режимі конвеєра, перекладеного на ремонтно-оцінний режим, а також всіх конвеєрів, що знаходяться за ним;

в) щодо захисту:

- відключення конвеєра при сході стрічки, зменшення швидкості її руху, при заштибовки конвеєра;

- відключення конвеєрної лінії при к.з. або обриві лінії зв'язку;

-нульовий захист;

- подачу звукового попереджувального сигналу перед пуском лінії і при зупинці конвеєра;

г) по індикації:

- кількість конвеєрів, що працюють в автоматизованому режимі;

- відключення конвеєра засобами захисту або КТВ-2,

- наявність напруги на блоці БО;

д) двосторонню дуплексну телефонний зв'язок.

Для здійснення пуску конвеєрної лінії необхідно натиснути кнопку & laquo; Пуск & raquo; на пульті ПУ. При цьому сигнал про пуск надходять в блок БУ1, який після закінчення звукової сигналізації видає команду на включення стрічкою номінальної швидкості, видає сигнал пуску на блок БУ2 і так далі. Після включення останнього конвеєра в лінії блок кінцевого реле БКР припиняє процес запуску конвеєрів і переводить їх в автоматизований режим роботи. При цьому контролюється швидкість конвеєрів, відсутність заштибовок і сходи і відсутність сигналів від вимикачів КТВ-2. Кількість працюючих конвеєрів відображається на ЗПС.

Відключення конвеєрної лінії відбувається при спрацьовуванні вищезазначених датчиків, обриві або к.з. лінії зв'язку, а також при натисканні кнопки & quot; Стоп & quot; на ПУ або КП.

Блоки БО розташовують, як правило недалеко від електродвигунів приводу конвеєра. Пульт ПУ розміщують в місці знаходження оператора конвеєрної лінії, у блоку БУ1. Там же розміщують і ВПП, і КП, і ПСТ. Датчики швидкості стрічки встановлюють на порожній гілці конвеєра, відразу ж за приводний головкою. Датчики заштибовки ДЗ встановлюють в місцях пересипу з одного конвеєра на інший. Датчики КСЛ і КТВ-2 встановлюють по всій довжині конвеєра. Починаючи з обвідного барабана на відстані не більше 75 м один від одного. Апаратуру ВУК-1М приймаємо в качесіве базової. Розроблювальний пристрій має працювати спільно з нею

На сьогоднішній день розроблена єдина апаратура контролю температури приводних барабанів АКТЛ - 1 [6], [5]. Апаратура призначена для контролю обичайки НЕ футерованого приводного барабана стрічкового конвеєра з метою захисту стрічки від загоряння при пробуксовці. Контроль здійснюється як в процесі обертання, так і при нерухомому стані барабана.


До складу апаратури АКТЛ-1 входять стабілізований джерело живлення, високочастотний генератор сигналів, термодатчик, вузол прийому - передачі сигналів і блок сигналізації. Схема зовнішніх з'єднань апаратури наведена на мал. 4.

Малюнок 4 - Схема зовнішніх з'єднань апаратури АКТЛ -1

Термодатчик ТД-1 являє собою порожню сталеву шпильку, всередині якої розташований термочутливий елемент, виконаний у вигляді котушки індуктивності з феритовим сердечником. Термодатчик герметизується епоксидним компаундом і вбудовується в обечайку барабана. Принцип датчика заснований на використанні ефекту різкого зменшення магнітної проникності при нагріванні його до певної температури. Вузол прийому - передачі сигналів ферритового сердечника є трансформатор, що складається з двох нерухомих і однією рухомою котушок. Нерухомі котушки розміщені в блоках ТН - 1, закріплених на рамі конвеєра. Рухома котушка знаходиться в кільцевому блоці ТП-1, закріпленому на валу барабана і обертається разом з ним. У ланцюг рухливої ??котушки включена котушка індуктивності датчика ТД - 1.

Як видно апаратура має ряд недоліків:

  1. Складність конструкції і принципу дії;
  2. Неможливість оперативного перенесення на інший об'єкт контролю;
  3. Неможливість узгодження з апаратурою автоматизації конвеєрних ліній;
  4. Неможливість управління натяжна станцією стрічкового конвеєра;
  5. Неможливість збору інформації про тепловому режимі від декількох конвеєрів в лінії;
  6. Морально застаріла елементна база пристрою.
  7. Таким чином АКТЛ-1 не задовольняє вимогам розроблюваної апаратури і не може бути використана як базова. Базовою ж апаратурою приймаємо комплектну апаратуру автоматизації конвеєрних ліній - АУК - 1М.

    Проведемо аналіз існуючих методів і засобів безконтактного контролю температури. Для визначення типу пірометричного перетворювача розглянемо ряд поширених типів і зупинимо свій вибір на одному з них. Далі, на підставі характеристик обраного термочутливого елемента буде побудована математична модель пристрою автоматизації.

    Радіаційні термоелементи (ДТЦ)

    Розроблені в даний час ДТЦ призначені для роботи на постійному і змінному опроміненні. На постійному опроміненні працюють в основному біметалічні термоелементи, хоча і серед них більша частина працює на модульованому потоці з частотою близько 5 Гц.

    Термоелементи, виготовлені з напівпровідникових матеріалів, мають більш високу термо-ЕРС. Металеві і напівпровідникові ДТЦ можуть бути дротяними, штирьовими, стрічковими і плівковими. Як правило, всі ДТЦ виготовляють з компенсаційними спаями для підвищення стабільності роботи.

    Радіаційний термоелемент складається з приймальні частини (колектора) і ЧЕ. Виняток становлять анізотропні і деякі швидкодіючі плівкові ДТЦ. Як прийомна частина швидкодіючих ДТЦ (30-100 мс) використовують тонку золоту або срібну фольгу, вкриту золотою черню. У ДТЦ постійного струму приймальні частиною може служити конус з мідною фольгою, а також клин або сфера.

    Для повышения чувствительности РТЭ его ЧЭ помещают в вакуумный корпус. Однако вакуумные РТЭ со временем теряют свою чувствительность из-за попадания воздуха в корпус. РТЭ изготавливают одиночными и многоэлементными. Термостолбики и термобатареи могут состоять из большого числа последовательно включенных термопар (с целью увеличения коэффициента преобразования и упрощения согласования с измерительной схемой).

    Много лет РТЭ используют в качестве ЧЭ для оптических приборов ультрафиолетовых, видимых и инфракрасной областей спектра. Благодаря простоте конструкции, надежности в работе, стабильности параметров и экономичности РТЭ не потеряли актуальности и в настоящее время. Они широко применяются в радиационной пирометрии, спектрометрии, радиометрии, в том числе актинометрии, технике и дозиметрии ионизирующих излучений. При измерении температур, близких к комнатным, необходим термостабилизирующий прибор, который усложняет конструкцию и снижает точность измерений.

    Болометри.Дія болометра заснована на зміні його опору при поглинанні падаючого потоку випромінювання, що призводить до модуляції напруги (струму) в вимірювальної ланцюга, в якій включено болометр.

    Для визначення характеристик болометра і їх взаємної зв'язку його можна уявити, як систему із зосередженими параметрами.

    Ефект електротеплової зв'язку в болометр обумовлений протіканням струму по чутливого елемента. Суть його полягає в тому, що при зміні опору болометра під опроміненням в ньому додатково розсіюється тепло, яке впливає на вихідний сигнал.

    В даний час розроблені металеві, напівпровідникові та діелектричні болометри. Завдяки використанню кріогенних ефектів створені надпровідні ізотермічні і неізотерміческімі болометри.

    болометр застосовуються в ІК радіометрії, спектрометрії та пірометрії, інфрачервоної і лазерної техніки та в інших областях оптичного приладобудування [8]. У спектрометрії ближньої та середньої ІК області (1 25 мкм) болометри використовуються як приймачі випромінювання. Однак при повільному скануванні спектра на низьких частотах модуляції (5-9 Гц) вважають за краще використовувати вакуумні радіаційні термоелементи, що володіють такою ж чутливістю, але дозволяють спростити електронну схему. При роботі на більш високих частотах модуляції (9-250 Гц) болометри більш кращі, ніж ДТЦ, так як мають кращу швидкодію і більш високу чутливість.

    Піроелектричні приймачі випромінювання. Маючи чутливість, яку можна порівняти з чутливістю інших ТДВ при кімнатній температурі, піроелектричні приймачі випромінювання (ППІ) є швидкодіючими [31]. Їх ЧЕ, який має ємнісний характер, можна виготовляти у вигляді фігур складної форми з великими розмірами приймальні площі. На відміну від болометрів ці приймачі при роботі не вимагають додаткових джерел живлення. ППІ мають універсальність, що складається в тому, що зміною значення навантажувального опору можна змінювати постійну часу приймача на багато порядків.

    Завдяки сукупності своїх унікальних властивостей ППІ в минулому десятилітті отримали широкий розвиток. Цьому особливо сприяло швидке розвиток лазерної техніки, що призвело до розширення діапазону вимірюваних потоків випромінювання більш ніж на 15 порядків.

    Спільними у всіх одноелементних ППІ є наявність піроактівного кристала, двох електродів і поглинає покриття, нанесеного на один з них. Електрод, який опромінюється, може бути виготовлений і без поглинаючого покриття, якщо він виконаний напівпрозорим. Це особливо істотно при розробці швидкодіючих ППІ.

    ППІ з чутливими елементами на тонких, попередньо металізованих органічних плівках, мають високу вібростійкою.

    До диференціальним координатним ПІ відносять двухплощадковие, квадрантні, хрестоподібні і діагональні приймачі. Фотоелектричні і теплові диференціальні приймачі випромінювання відомі давно. Принцип їх роботи заснований на виникненні разностного сигналу при зміщенні пучка щодо центру двох приймачів.

    Области применения ППИ быстро расширяются [11]. ППИ использовались для энергии и мощности интенсивных потоков в непрерывном режиме мощностью 1—10 Вт/м2, пиковой мощности 102—104 Вт/м2 импульсов наносекундной и посекундной длительностями, преобразования изображения с чувствительностью 10-8- 10 -10 Вт/м2 связанны с использованием биоактивных элементов.

    Пірометри з ППІ випускаються рядом зарубіжних фірм. ІК пірометр з піроелектричні детектором для області 8-14 мкм призначений для вимірювання температури в діапазоні 0-400 ° С при зміні температури навколишнього середовища від 0 до 60 ° С [11].

    Піроелектричні приймачі по виявляє здатності перевершують кращі теплові приймачі.

    Таким чином, розглянувши існуючі на сьогоднішній день способи і методи безконтактного вимірювання температури найкращим варіантом вирішення завдання є використання піроелектричного датчика температури на підставі наступних принципів:

    а) піроелектричні приймачі випромінювання є термоелектричними, генераторами струму на відміну від термопар і болометрів;

    б) ППІ мають універсальність, яка полягає в тому, що зміною значення навантажувального опору можна змінювати постійну часу приймача на багато порядків;

    в) висока чутливість;

    г) недорога технологія;

    е) швидкодіючі і не чутливі до постійних теплових впливів;

    ж) піроелектричні приймачі по виявляє здатності перевершують теплові приймачі.

    Для побудови пірометричного датчика контролю температури приймаємо координатно чутливий диференційний квадратний пірометричний чутливий елемент бо саме він є ідеальним рішенням для побудови розроблюваного устрою автоматизації на основі зазначених вище закономірностей.

    3. Обґрунтування напряму автоматизації технологічної установки

    На підставі аналітичних досліджень причин пожеж в шахтах на стрічкових конвеєрах очевидно, що загоряння конвеєрних стрічок походить від двох груп джерел:

    1) зовнішніх джерел – при загорянні шахтної дерев'яного кріплення, вугілля або інших горючих предметів, при знаходженні конвеєра в зоні горіння;

    2) внутрішніх джерел – при роботі самих конвеєрів, в основному від тертя стрічки на приводних барабанах, несправних роликоопорах і ін.

    Вирішити ці проблеми можливо шляхом використання принципово нових технічних засобів і рішень в схемах апаратури автоматизації – актуальних засобів відбору інформації, мікропроцесорних пристроїв, математичного програмного забезпечення. За останні роки проведено ряд робіт по вдосконаленню серійних виробів, переведення їх на нову елементну базу і підвищенню ефективності використання. Однак, незважаючи на введення новітніх розробок в області автоматизації стрічкових конвеєрів на шахтах постійно реєструються випадки пожеж, особливо із загорянням конвеєрних стрічок при пробуксовці в місцях контакту з приводним барабаном. Таким чином, актуальною є задача оперативного автоматичного контролю температури приводних барабанів стрічкових конвеєрів.

    Для вирішення даної проблеми необхідно вирішити такі завдання:

    1. Обгрунтувати метод контролю температури приводного барабана стрічкового конвеєра виходячи з технологічних особливостей роботи даного об'єкта, а також розробити конструктивні рішення з даного засобу вимірювання. ;
    2. Розробити алгоритм роботи пристрою автоматичної температурної захисту стрічкового конвеєра від загоряння, робота якого була б інтегрована з базовою апаратурою автоматизації;
    3. Розробити структуру і конструктивні рішення з даного пристрою автоматичної температурної захисту.

    При вирішенні питання створення пристрою вимірювання температури приводного барабана стрічкового конвеєра необхідно забезпечувати високих метрологічних і надежностних характеристик. Також розробляється засіб вимірювання повинно з необхідною точністю, дистанційно здійснювати поточний контроль температури, що обумовлює необхідність застосування в якості останнього & ndash; пирометра. На його основі стає можливим розробити спеціалізований пристрій, що входить до складу апаратури автоматизації стрічкових конвеєрів, яке в залежності від поточного значення температури приводного барабана буде здійснює управління конвеєрною лінією.

    Розглянемо принцип роботи засоби вимірювання. У термоелектричному приймачі інфрачервоного випромінювання об'єкта вимірювання підвищення температури Тп мішені в результаті поглинання променистого потоку Ф, вимірюється за допомогою мініатюрного термочутливого елемента (ТЧЕ), гарячий спай якого знаходиться в тепловому контакті з мішенню-поглиначем. Різниця температур нагрітого спаю і температури Т 0 холодних кінців ТЧЕ призводить до виникнення на висновках термоЕРС Е = е т U , де е т – питома термо-ЕРС термоелектродів.

    При підключенні ТЕП має опір Rт, до вимірювального ланцюга з опором в вимірювальної ланцюга притікає ток:

    I = E/(Rт + Rн), (1)

    за значенням якого можна судити про падаючому на мішень променистому потоці Ф . ЕРС, що генерується ТЧЕ, прямопропорційна надлишкової температурі ϑ, характеризує процес наростання ЕРС або струму ТЕП:

    ,(2)

    де П – теплові втрати (провідність) мішені при одиничній різниці температур; а1 – інтегральний коефіцієнт поглинання фронтальної поверхні мішені для робочого інтервалу довжин хвиль; Ф ст - стаціонарний променистий потік.

    Сталі значення ЕРС і струму знаходять з виразів, відповідно:

    Еп.у.=bnтeтϑп.у, (3)

    Iп.у.=bnтeтϑп.у/(Rт+Rн) (4)

    З урахуванням (4) і (3) вольт-ватна і струмовий чутливості приймача мають вигляд:

    , (5)

    Sі = SU/(Rт+Rн), (6)

    де b – безрозмірний коефіцієнт, менший одиниці і враховує оптичну прозорість матеріалу вхідного вікна ТЕП і поглинаючу здатність робочої поверхні мішені.

    Термобатарея проектованого пристрою включає гарячі спаї, які розміщені по периметру круглої мішені Æ=1,13 мм. Так як звичайні органічні тонкоплівкові підкладки мають стійкість до реагентів беруть участь у фотографічному процесі, то для даного ТЕП використана більш стабільна плівка Si3N4-SiO2 товщиною 1 мкм, сформована на платівці з монокристалічного кремнію. Термобатарея монтується на цоколі транзисторного корпусу ТО-5. вхідний вікно ТЕП закрито пластиною КВr. Внутрішній об'єм ТЕП заповнений аргоном, при цьому чутливість становить 30 – 50 В / Вт, постійна часу 15 – 40 мс, опір приймача 20 кОм

    4. Схемотехнічне рішення системи автоматизації

    Для повної автоматизації стрічкового конвеєра і натяжна станції необхідно розробити систему, що дозволяє реалізовувати алгоритм управління конвеєром згідно з інформацією про температуру приводного барабана.

    Розробляється апаратура управління, повинна забезпечувати спільну роботу з комплектної апаратурою автоматизації стрічкових конвеєрів типу АУК 1М або АУК 2М. Блок управління і пульт управління системи автоматичного контролю температури повинні мати звукову сигналізацію, до функцій якої входить попередити персонал в аварії на конвеєрної лінії (блок керування відповідає за подачу звукового сигналу на протяжності конвеєра на якій спрацював тепловий датчик; пульт управління - за подачу сигналу аварії на центральному пункті управління конвеєрної лінії). Апаратура повинна мати концентратор інформації про тепловому режимі роботи конвеєрів в лінії, який повинен бути розташований в блоці пульта САКТІ. Також треба відзначити що концентратор інформації (пульт) повинен мати вихід на персональний комп'ютер для внесення змін роботи пульта і отримання інформації про роботу конвеєрної лінії.

    Для запобігання аварій і забезпечення безпечної роботи конвеєра проектоване пристрій повинен забезпечувати безперервний контроль температури приводного барабана в залежності від натягу конвеєрної стрічки. Необхідність швидкої оцінки ситуації і прийняття рішень з управління при роботі конвеєра в умовах значної розносна приводних станцій натягу і конвеєра вимагає від пристрою автоматизації забезпечення широких інформаційних можливостей. Повинна передбачатися блимає:

    1. Індикатор роботи приводів конвеєра та натяжної станції;
    2. Індикатор натягу стрічки;
    3. Індикатор причини відключення, яке сталося;
    4. Індикатор цілісності ланцюгів датчика температури.

    Необхідно також виконання вимог по вибухозахисту апаратів і іскробезпеки вихідних і вхідних ланцюгів.

    На підставі розробленого вище засоби вимірювання стає можливим розробити автоматичну систему температурного контролю. Її структурна схема представлена ??на рис.5 і включає в себе: ПДТ – піроелектричний датчик температури; ДЗА – датчик забруднення атмосфери; СНД – схема настройки датчика на об'єкт; СПС – схема посилення сигналу; СІД, Сібуя, сіпу & ndash; схеми інтерфейсів датчика, блоку управління і пульта управління; МК ДТ, МК БО, МК ПУ – мікроконтролери датчика температури, блоку управління і пульта управління; СІ ПД – схема іскробезпеки вихідних сигналів піроелектричного датчика; СИСД – схема іскробезпеки вхідних сигналів блоку управління; МС – мультиплексор сигналів; СКВС1, СКВС2 – схеми комутації вихідних сигналів блоку і пульта управління; КУ1, КУ2 – кнопки управління блоку і пульта управління; Мі1, мі2 – модуль індикації блоку і пульта управління; БР1, БР2 – блоки регістрів.

    Малюнок 5 – Структурна схема системи автоматичного температурного контролю

    Висновки

    В процесі виконання дипломного проекту доведено необхідність контролю температури приводного барабана, як місця небезпечного по виникненню вогнища пожежі. При розгляді конвеєра, як об'єкта автоматизації, сформульовані основні технічні вимоги до розробленої апаратури управління. На підставі критичного аналізу існуючих засобів контролю температури встановлена ??необхідність використання пірометричні датчиків контролю температури так як саме вони здійснюють безконтактний контроль температури, а також дозволяють врахувати запиленість робочого простору.

    Таким чином, можна зробити висновок, що розроблена апаратура відповідає висунутим вимогам і дозволяє здійснювати оперативний автоматичний контроль температури приводних барабанів стрічкових конвеєрів.

    Перелік посилань

    1. Правила технічної експлуатації електроустановок споживачів і Правила техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачів / Глав. Упр. Держ. Енергетичного нагляду Міненерго СРСР.- четвертого вид.- М.: Енергоатоміздат, 1989.- 432с.
    2. Правила улаштування електроустановок / Міненерго СРСР. - Шостий вид. пере. і доп. - М: Вища школа, 1985. - 640 с.
    3. Правила безпеки у вугільних шахтах.- До.: Основа, 1996.- 421 с.
    4. Автоматизація виробництва на вугільних шахтах / Г.І. Бідняк, В.А., Ульшин, В.П. Довженка та ін. - М.: Техніка, 1989. - 272 с.
    5. Батицкий В.А., Куроєдов В.І., Рижков А.А., Автоматизація виробничих процесів і АСУ ТП в гірській промисловості: Учеб. Для технікумів. - Другий вид., Перераб. і доп. - М.: Недра, 1991.
    6. Довідник по автоматизації шахтного конвеєрного транспорту / Стадник Н.І. і ін. М.: Техніка, 1992. - 438с.
    7. Боротьба з пожежами на стрічкових конвеєрах в шахтах. & Ndash; М .: Углетехіхдат, 1959
    8. Стрічкові конвеєри в гірській промисловості. В.А. Дьяконов та ін. М .: Недра, 1982 р
    9. вибухопожежобезпеки гірського устаткування / С.П. Ткачу, В.П. до & ndash; До .: 2000
    10. Керівництво по ревізії, налагодження та випробування стрічкових конвеєрів і конвеєрних ліній вугільних і сланцевих шахт. М.С. Глухів та ін. & Ndash; М .: Недра, 1983
    11. Гордов А.І., Жагулло О.М. Основи температурних вимірювань. М .: Вища школа, 1992