Основы автоматизации производства - Поспелов Л.П.

Author: Поспелов Л.П.
Tags: отрасли горной промышленности по виду добываемых минералов, руд, нерудных ископаемых общие вопросы горного дела автоматизация автоматизация технологических процессов телемеханика издательство недра
ISBN: 5-247-00071-4
Year: 1988
Similar
Основы горного дела
Автоматизация оборудования целлюлозно-бумажного производства
Сбор и подготовка нефти, газа и воды
Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа
Text
                    ББК 33.1
П61
УДК [65.011.56:622.3] (075)
Ре:;е из ев т ы канд техн наук Л. И. Толпежнпкоз, А И. Ко.кмийц
Поспелов Л. П.
tl&l Основы автоматизации производства:- Учебник для тех-
никумов.— М.: Недра, 1988.— 232 с.: ил.,
IBBN 5-247-00071.4 .
Рассмотрены основы теории, элементы, приборы и
устройства общепромышленной автоматики и телемеханики.
Описаны средства автоматизации основных звеньев техно-
логического процесса подземной угледобычи. Даны подроб-
ные сведения о датчиках специального назначения., испол-
нительных устройствах ж механизмах, специальных реле,,
аппаратуре автоматического контроля содержания метана
в. шахтной атмосфере. Приведены сведения об автоматиза-
ции забойных и подъемных машин, комплексов, конвей-
ерных линий, погрузочных пунктов, рельсового трашжфта,
установок водоотлива и проветривания.
Для учащихся горных техникумов.
2501020000—23—88—св. план для Сред.	ББК33.1
013(01) -88
ISBN 5-247-00071-4	Издательство «Недра», 1988
ВВЕДЕНИЕ
В целях интенсификации экономики пашей страны предусмотрено
обновление производства, и прежде всего на основе его техни-
ческого перевооружения и реконструкции, повышения уровня ме-
ханизации и автоматизации.1	
Автоматизация — высшая ступень механизации производст-
венных процессов — существенно улучшает условия труда. Так,
при автоматизации управления забойным оборудованием обслу-
живающий персонал выполняет основные технологические про-
цессы находясь в закрепленном безопасном пространстве и на
свежей струе.
Автоматизация также способствует увеличению долговечности
оборудования благодаря снижению уровня и сокращению продол-
жительности перегрузов, обеспечивает эксплуатацию машин в ра-
циональных режимах при оптимальных расходах электроэнергии,,
предотвращает возникновение контролируемых аварийных ситуа*
ций, облегчает поиск неисправностей и этим сокращает простои*
связанные с ремонтом. Следовательно, автоматизация обеспечи-
вает повышение технико-экономических показателей угледобычи.
Таким образом, автоматизация производства имеет не только
технико-экономическое, но и большое социальное значение, так
цак существенно изменяет характер труда, создает условия для
^Гранения различий между физическим и умственным трудом.
Началу развития автоматизации в России способствовали ра-
боты русских изобретателей И. И. Ползунова, К. И. Константино-
ва, А. П. Шпаковского, П. Л. Чебышева, создателей различных
автоматических регуляторов.
В создание стройной теории автоматического регулирования
значительный вклад внесли русские и советские ученые И. А. Выш-
неградский, Н. Е. Жуковский, А. А. Андронов, А. А. Воронов,
М. А. Айзерман, В; С. Кулсбакин, М. П. Костенко, Б, Н. Петров,
В. В. Солодовников и др.
Советские ученые О. М. Кржижановский, В. Б. Уманский,
Ф. Н. Шклярский, С. А. Волотковский, А. Е. Троп, В. С. Тулин и
другие применили теорию автоматического управления и регули-
рования к решению практических задач электропривода горных
машин.
В дальнейшем развитии теории и техники автоматизации
управления и регулирования, в широком внедрении средств авто-
матизации в производственные процессы угольных предприятий и
их совершенствовании большая заслуга принадлежит ученым.
1 Основные направления экономического и социального развития СССР на
1986—1990 годы и на период до 2000 года,— AV Политиздат, 1986.— С. 28.
научно-исследовательских и проектно-конструкторских институ-
тов, инженерам и техникам,, новаторам, рационализаторам и
изобретателям
Начало разработки и внедрения технических устройств авто-
матизации для горной промышленности было положено в 30-х го-
дах. Но широко использовать средства автоматизации начали
С 1945—1955 гг. В 1953 ft -а ^йоскве был создан институт Гипро-
углеавтоматизация, возглавивший все работы по автоматизации
производственных процессов на предприятиях угольной промыш-
ленности. В последующие годы были организованы Центральный
научно-исследовательский институт комплексной автоматизации
(ЦИНИКА), Институт горной механики и технической кибернети-
ки иш М- М. Федорова, ИГД им.. А. А. Скочинского, институты
Автоматгормаш, ВНИИЦветмет, ВостНИИ, ПермНИУИ, Шахт-.
НИ У И и др.
Технические устройства, комплекты и системы автоматизации
выпускают такие заводы, как: «Красный металлист» (г. Конотоп).,
шахтной автоматики (г. Днепропетровск, Прокопьевск). «Сев-
кавэлектроприбор» (г. Нальчик) и др.
г » Для обеспечения высокопроизводительной работы электро-
механического оборудования в сложных подземных условиях за-
воды постоянно совершенствуют аппаратуру автоматизации,
улучшая ее эксплуатационные параметры и повышая надежность.
С этой целью в аппаратуре автоматизации широко исполь-.
зуются полупроводниковые бесконтактные элементы, герметизиро-
ванные магнитоуправляемые контакты, интегральные схемы,
искробезопасные схемы, быстро.р.азъемные штепсельные соедине-
ния узлов и блоков.
.В предлагаемом издании изложены сведения, необходимые
для специалистов, обслуживающих аппаратуру автоматизации.
Раздел первый
ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
ГЛАВА I
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
АВТОМАТИКИ
§ 1.	Комплексная механизация и автоматизация пооизводств.а
Дальнейший:технический прогресс угольной проМышДёй'ШЭСТй
можен только на основе широкой комплексной механизации и
автоматизации технологических процессов, обеспечивающих со-
кращение трудоемкости производственных операций, а следова-
тельно, повышение производительности труда и снижение себе-
стоимости добываемого угля. Повышения производительности
труда и снижения себестоимости угля можно достичь благодаря
совершенствованию технологических процессов, улучшению пла-
нирования и организации производства^ внедрению механизации
и автоматизации операций и процессов, а с наибольшим эффек-
том — при взаимосвязи этих мероприятий.
Комплексная механизация предусматривает выпол-
нение всех основных и вспомогательных операций производствен- *
него процесса с использованием механизмов и машин, исключаю-
щих ручной труд. Разработка и создание средств комплексной
механизации при существующей технологии требуют большого
количества различных механизмов и машин для выполнения
большого числа операций по добыче угйЖ Механизация —обя-
дательная предпосылка автоматизации любой операции или про-
цесса.
Авт о м ат из а цня производственных процессов предусмат
рпвает внедрени® технических средств, обеспечивающих выпол-
нение всех операций технологического процесса без непосредствен-
ного участия человека.
Основное препятствие для комплексной механизации и авто-
матизации — многооперационная технология добычи угля. Следо-
вательно, технология добычи должна совершенствоваться в на-
правлении сокращения многооперационности и создания поточной
(непрерывной) технологии. Одно из главных условий комплексной
автоматизации производства — использование поточной техноло-
гии. При этом комплексная автоматизация тесно связана с ин-
тенсификацией технологического режима;
За годы одиннадцатой пятилетки проведена значительная работа
по повышению технического уровня и перевооружению угольных
предприятий более производительным оборудованием:. Создан и
освоен производством целый ряд комплектов аппаратуры дистан-
ционного, автоматизированного и программного управления до-
бычным и проходческим оборудованием, автоматизации различ-
ных стационарных установок,, £
Существующие в настоящее время технические средства авто-
матизации забойных машин и комплексов оборудования позво-
ляют не только частично или полностью освободить обслужи-
вающий персонал от выполнения трудоемких операций или процес-
са управления, но и повысить безопасность, комфортность и
производительность труда.
Использование систем автоматического отбора и передачи ин-
формации, средств вычислительной техники для решения вопросов
наиболее рациональной организации производства, оперативно-
перспективного планирования и управления предприятиями или
группой предприятий — одно из основных направлений оабот в
области автоматизации.
В настоящее время проводятся активные работы по переходу
от автоматизации отдельных объектов (установок) к автоматиза-
ции производственных процессов и угольных предприятий на
базе автоматизированных систем управления технологическими
процессами (АСУТПХ
В целях повышения качества и эффективности автоматизации
производства угледобычи на ближайшую перспективу также
предусмотрено:	"	.
применение развитых автоматизированных систем оперативно-
диспетчерского управления;
широкое использование комплектных наборов типовой и уни-
фицированной аппаратуры;	ж
максимальное применение автоматизированного регулируемого
электропривода.
§ 2.	Способы управления машинами и механизмами
Управлением в общем случае называют организованное и
целенаправленное действие, оказываемое на какой-либо объект,
производственный процесс или технологический комплекс для
изменения его качественного состояния (включение, изменение
направления вращения или движения, контроль и отключение).
Управление, при котором изменяется количественное состояние
и течение процесса путем изменения или стабилизации одного
или нескольких параметров режима, называют регулирова-
нием.
Управление объектами угольных предприятий может быть
местным (ручным), дистанционным, полуавтоматическим, автома-
тическим, автоматизированным и централизованным.
Местное управление осуществляет обслуживающий персе*
нал (машинист, оператор) непосредственно с места установки
объекта с помощью простейших электромеханических устройств
(разъединителей, пакетных выключателей, контроллеров, реоста-
тов, ручных пускателей и др.), коммутирующих непосредственно
силовые цепи.
Дистанционное управление производит оператор или
диспетчер < пульта, установленного на расстоянии, посредством
электромагнитных или бесконтактных устройств (реле, контак-
торов, магнитных пускателей и командоконтроллеров), коммути-
рующих вспомогательные (промежуточные) цепи, и линий связи,
по которым передаются команды управления. При этом объект
управления, как правило, находится в поле зрения машиниста
(оператора), а пульт управления (кнопочный пост) либо установ-
лен на машине и обеспечивает возможность управления магнит-
ным пускателем, расположенным на расстоянии (например, при
работе горного комбайна или угольного струга в очистном забое-
лаве напряжение с кнопочного поста включается и отключается
пускателем, находящимся на распределительном пункте штрека),
либо расположен в месте, удобном для управления и наблюдения
(например, управление конвейерной линией).
Дистанционное управление, обеспечивающее передачу команд
на значительные расстояния с использованием специальных ме>
тодов и технических средств, получило название гелемех^и
ничё жЖдаг о.
Полуавтоматическим называют управление, при ко-
тором одна часть операций или периодов рабочего цикла выпол-
няется автоматически, а другая — при непосредственном участии
машиниста (оператора), Например, при управлении электро*
двигателем подъемной машины машинист подает импульс на вклю-
чение (нажатием кнопки или переводом рычага управления),
разгон (ускорение) двигателя осуществляется автоматически
е помощью релейно-контакторной автоматики, а торможение (за^
медление) производится с участием машиниста.
Автоматическим называют управление, обеспечивающее
заданную последовательность хода производственного процесса
с помощью аппаратуры автоматики, исключающей участие, и дог
стоянное присутствие обслуживающего персонала. Обслуживание
*Таких объектов заключается лишь в ревизии и наладке оборудо-
вания и аппаратуры при регулярных профилактических осмот-
рах. Так, например, насосы водоотливных установок при автома-
тическом управлении включаются и отключаются с помощью
устройств (датчиков и релейных блоков), контролирующих уро-
вень воды в водосборнике,
А в т о м а т из и р о в а н н ы м называют управление, при кото-
ром участие Оператора весьма ограничено и сводится к подаче
команд пуска и останова, а заданная последовательность произ-
водственного процесса автоматическая. Так, при автоматизиро-
ванном управлении конвейерной линией в момент пуска оператор
кратковременно нажимает кнопку «Пуск». При этом автоматиче-
ски подается предупредительный звуковой сигнал, затем конвей-
еры линии запускаются в определенной последовательности с
контролем времени разгона каждого, включается аппаратура за4
щиты от аварийных режимов работы конвейеров (разрыва
рабочего, органа, недопустимого снижения скорости его движения
и т. п.). Останавливают конвейерную линию нажатием кнопки
«Стоп», а в аварийных случаях автоматически или дистанционно
с любой точки линии по ее длине.	*
Це нт р а л и зов а н н ы м называют управление, осуществля-
емое с центрального диспетчерского пункта (ЦДП) с использо-
ванием средств дистанционного и телемеханического способов.
При этом объекты управления технологического комплекса или
предприятия находятся не в поле зрения диспетчера и располо-
жены, как правило, на больших расстояниях от ЦДП. Так, напри-
мер, с ЦДП шахт осуществляется дистанционное (телемехани-
ческое) управление поверхностной и.центральной подземной под-
станциями, вентиляторами местного проветривания в шахте и
главного проветривания на поверхности, насосами главного водо-
отлива, компрессорными станциями и др.
§ 3.	Этапы автоматизации
При автоматизации производственных процессов угольных шахт
можно выделить три этапа, на которых решают задачи различной
сложности,
Частичная автоматизация (первый этап) предусмат-
ривает освобождение человека от выполнения каких-либо функ*
ций управления. В этом случае могут быть полностью автоматизм-?
рованы отдельные агрегаты или некоторые операции (процессы),
участвующие в данном производственном процессе, а автомати-
зируемые машины и установки не будут иметь связей и блокировок
с другими производственными процессами.	«
- Функции постоянно присутствующего оператора при частичной
автоматизации заключаются в задании режима работы, оценке
состояния технологических звеньев цикла или рабочего процесса
и принятии решений после аварийных отключений агрегатов
при срабатывании автоматических защит. Если автоматизируемый
объект не требует постоянного присутствия оператора, то обору-
дование и аппаратуру автоматизации подвергают периодическим
осмотрам с последующими регулировками, настройками и ре-
монтом.
Комплексная автоматизация (второй этап) охваты-
вает все стадии производства угледобычи от выемки в очистном
забое до погрузки в железнодорожные вагоны и предусматривает
введение общей системы управления и контроля для всего техно-
логического процесса. При этом автоматизируют - все основные
и вспомогательные операции, выполняемые как передвижными,
так и стационарными объектами. Тогда операторы отдельных
машин (установок), комплексов оборудования очистных и подго*
%
тбвительных участков, вцутришахтного транспорта, а также гор-
ный диспетчер шахты наблюдают за ходом производственных
процессов, анализируют их состояние й принимают согласованные
решения по режимам работы установок и комплексов оборудо-
вания.
Комплексная автоматизация требует высокой технической ос-
нащенности всех звеньев производственного процесса с широким
использованием автоматических систем контроля и: управления»
Один из главных признаков такой автоматизации — обязательное
наличие ЦДП, на котором сосредоточиваются технические средст-
ва контроля, управления и связи.
Ц ёцгн'й я авт т и з а ц и я — наивысший (третий)
при котором комплексную автоматизацию дополняют вычисли-
тельными машинами, программными устройствами, общешахтной
системой телемеханики и автоматизированной системой управ-
ления производством (АСУП), При этом автоматизируют как
технологический процесс, так и оперативное управление производ-
ством. Вся информация о ходе производственных процессов
на шахте, поступая в управляющую электронную вычислительную
машину (УЭВМ) по каналам телемеханики, анализируется и об-
рабатывается по заданным программам. От управляющей ЭВМ
командные импульсы поступают на программные устройства си-
стем регулирования комплексов оборудования и установок для
поддержания оптимальных режимов работы. Обработанная
машинная информация используется руководящим персоналом
для согласования и обеспечения ритмичной и эффективной работы
всех звеньев технологического процесса..	$
При полной автоматизации функции обслуживающего персо-
нала сведутся лишь к наблюдению за ходом процессов, програм-
мными устройствами и регуляторами; анализу показателей, выда-
ваемых УЭВМ, вводу необходимых программ и заданий, а также
Настройке, регулировке и совершенствованию систем управления.
4. Системы автоматики и их блок-схемы
Область современной науки и техники, рассматривающую прин-
ципы и средства управления машинами, комплексами оборудо-
ваний и производственными процессами без непосредственного
участия или при ограниченном вмешательстве человека, назы-
вают автоматикой, а используемые при этом комплексы
технических устройств —системами а в тома тик и,
Любая система автоматики состоит из отдельных узлов (буй-
ков) или элементов, воздействующих друг на друга и выполняю-
щих определенные функции. При этом под. элементом системы
управления 'условно подразумевают составную относительно
самостоятельную ее часть. Так, электромагнитные реле служат
элементами аппаратуры контроля нагрева подшипников, а сама
аппаратура, в свою очередь, является составным элементом др у»
гой комплектной аппаратуры (системы!) автоматизации, например
стационарной установки.	?
В автоматике для рассмотрения общего принципа действия
какой-либо системы часто используют блок-схемы, отражающие
состав узлов (блоков), их место в системе ивоздействия друг
на друга. При этом блоки изображают геометрическими фигу-
рами (прямоугольниками, кружками), а воздействия, т, е. влияния
физико-механических факторов,— линиями со стрелками;
В теории автоматического управления (регулирования) каж-
дый элемент блок-схемы называют элементарным (дина*;
мическим) звеном, реализующим элементарную операцию и
характеризующимся математическим выражением,
Различают два вида блок-схем: структурные и функциональ-
ные, имеющие одинаковое или аналогичное графическое изобра-
жение, но различную сущность. При этом структурной назы-
вают схему, в которой элементарные звенья, обозначенные бук-
вами, соответствующими названиям отдельных электрических
устройств (блоков), рассматривают С точки зрения динамики
системы и описывают математическими (алгебраическими, диф-
ференциальными, интегральными) уравнениями — передаточными
функциями. Функциональной называют схему с обозначе-
ниями составных звеньев (функциональных блоков) по. роду
выполняемых функций.	*
Воздействия систем автоматики могут быть задающими, .уп-
равляющими, возмущающими и регулирующими.
“ Зглаюшнм .воздействием или заданием называют
Сигнал или команду, поданную извне на вход системы и вызы-
вающую выполнение какого-либо процесса. Управляющим —
воздействие, подаваемое на объект управления с целью изменить
ход процесса в соответствии с заданием.
Возмущающими называют воздействия, нарушающие
функциональную связь между управляющим воздействием и уп-
равляемой величиной объекта управления. Они непостоянны при
работе систем и делятся, на основные и второстепенные.
Регулирующими или корректирующими назы-
вают воздействия, подаваемые в систему для компенсации влия-
ния возмущающих воздействий на регулируемую величину объекта
управления.
Для простейшей электрической схемы (рис, 1,о) управления
двигателем постоянного тока и соответствующей ей структурной
схемы (рис. 1,6) характерно, что изменение сопротивления
потенциометра RP вызовет изменение тока в обмотке возбуждения
ДЙ генератора G, а следовательно, и напряжения последнего.
Частота вращения управляемого двигателя М при постоянной
нагрузке будет пропорциональна подводимому от генератора
напряжению и может контролироваться ^измеряться) тахо*
генератором TG. При анализе схемы как динамической системы
Каждому из ее звеньев соответствуют определенные уравнения,
Л
--др р.---------»[ LG .
г
-----И 33 I—’—н уэ j
Рис. 1s Схемы управления двигателем постоянного тока
совместное решение которых характеризует протекание переход-
ных процессов в системе. В функциональной схеме (рис. 1,в)
каждому элементу присвоены названия, соответствующие ранее
описанным воздействиям.
Задающим элементом ЗЭ или задатчиком называют
устройство, вырабатывающее задание (сигнал, команду) для под-
держания управляемой величины на заданном уровне или в уста-
новленных пределах. Функции задающего элемента выполняют по-
тенциометры, релейные и программные устройства, вычислитель- а
ные машины и люди.
Управляющим элементом УЭ называют устройство, вос-
принимающее сигнал задатчика и преобразующее его для по-
следующей передачи. Он в свою очередь, может быть более слож-
ной системой., включающей в себя суммирующие устройства,
усилители, фильтры и др.
/ Исполнительным элементом ИсЭ называют устройство,
служащее для выработки сигнала (команды) и подачи его на
вход объекта управления для изменения его состояния. В качестве
исполнительных элементов обычно используют двигатели постоян-
ного тока или различные исполнительные механизмы.
О бъ е кт у п р а в л ей и я ОУ — это машина (установка),
в которой управляющий рабочий процесс характеризуется одним
или несколькими параметрами (частотой вращения, вращающим
моментом, температурой, напряжением и Др.).
И з мер ител;ЬйЫ м элементом ИзЭ называют устройство,
обеспечивающее контроль состояния объекта управления, т. е.
измерение параметров его работы. Роль этих элементов выполняют
различные датчики (скорости, температуры, давления, перемещен
НИЯ и Т. II.) .
Системы автоматики в зависимости от характера функций,
выполняемых шахтной аппаратурой автоматизации, в технологи-
ческик процессах можно разделить на четыре основных вида:
защиту, управления, контроля и регулирования.
п
•fit:
Возмущение
Управление |
УЭ Р^ГЙсэ]-*} О |—»
Рис. 2. Функциональные схемы систем автоматики
^Контроль
УЭ НН ИзЭ |«
Возмущение
Системы автоматической защиты содержат техни-
ческие средства, обеспечивающие, активный контроль за управ-
ляемым объектом без участия человека. При отклонении контро-
лируемых параметров за допустимые пределы в целях предотвра-
щения аварии аппаратура (система) защиты автоматически
отключает контролируемую машину, производственный процесс
(частично или полностью). Например, если при автоматическом
включении насоса водоотливной установки он окажется не залит
водой, то гидравлическая защщта отключит электродвигатель и
насос остановится.
Электрические, механические блокировки и устройства, пре-
дотвращающие возможности неправильных действий обслужи-
вающего персонала, являются разновидностями автоматической
защиты. Например, имеющиеся на распределительных устройствах
электроподстанции блокировки (механическая и электрическая)
препятствуют включению масляного выключателя при отключен-
ном разъединителе и отключению разъединителя при включенном
масляном выключателе, чем предотвращается открытый разрыв
силовых электрических цепей с образованием мощной электри-
ческой дуги, способной повредить оборудование и представляю-
щей опасность для обслуживающего персонала. Автоматическая
защита — составная часть системы автоматического управления
Bg как правило, теса® связана. & автоматическим контролем,»
Системы автоматического управления (рис.
2, а) рабочих процессов обеспечивают смену отдельных операций^
направленных на поддержание заданного режима работы управ-
ляемых объектов, без непосредственного участия человека. При
этом автоматическое управление электроприводами различных ме-
ханизмов и установок в основном сводится к включению автома-
тизации разгона, отключению, реверсированию и торможению^
й функции человека — к выработке, и .вводу программы или дф*
даче пускового импульСй (сигнала)^	.	4
® Система автоматического контро ля (рис. 2, f5)
обеспечивает автоматическое получение (и обработку) информ
мании. о, йбетрянии Ж условиях работы объекта О или технологи-*
ческого процесса, передаваемой на пульт оператора или диспет-
12
церский; пункт непрерывно, периодически' или по запросу. Они
делятся на системы автоматического измерения, у которых в ка-
честве воспроизводящего элемента ВЭ используются указываю-
щие УП или регистрирующие приборы РП, й и> системы авто-
матической сигнализапии, в которых информация воспроизводится
с помощью ламп и звуковых устройств, называемых сигнальными
приборами СП. При этом сигнализация может быть распоряди-
тельной,, исполнительной, предупредительной и аварийной.
О<Й>ема .а нт ом ат ичс ско го регулирования
(рис. 2, д) обеспечивают а ходе какого-либо rtpopwi йбддержй-
ние величин, характеризующих этот процесс (частота врещения,
напряжение, уровень, температуры и др.) в заданных пределах или
на определенном' уровне без участия человека, Эти системы, явля-
ясь частным случаем .системгавтоматическог.о управления, объе-
диняют цепи, воздействий управления и контроля по отношению к
объекту как в прямом, так и в обратном направлении. Цепь воз-
действий прямого направления к объекту проходит через элемен-
ты; ведающий ЗЭ, сравнивания ЭС,, управляющий УЭ^ исполни-
тельный ИсЭ и регулирующий орган РО. Цепь воздействий
обратного направления от объекта к элементу сравнения проходит
через измерительный элемент ИзЭ. Вторую цепь воздействий
называют обратной связью систем^,, а измерительный
элемент ней — элементом обратной связи,
к В системе автоматического регулирования элемент ЙзЭ, из-
меряя регулируемую величину объекта, преобразует ее в величину,
подобную выходной величине задатчика, и подает на элемент срав-
нения. При расхождении между задающим > измеренным зна-
чениями регулируемой величины элемент сравнения выдает сигнал
(воздействие), который после преобразования (или усиления)
в управляющем элементе, подается на исполнительный элемент.
При этом регулирующий орган, например исполнительный меха-
низм, принимает положение, обеспечивающее приближение регу-
лируемой величины объекта к установленному значению;
“ В системах автоматического регулирования в зависимости от
эф ф с кта р егул и ров ан и я об р ат на я с вя з ь м о ж ст быть от р ицател ыю й
и положительной. При отрицательной обратной связи сигнал
рассогласования обусловливает уменьшение регулируемой вели-
чины, а при положительной — увеличение. Наиболее широко
практике применяют отрицательную обратную связь.
§ 5. Требования к элементам и системам. Взрывозащита
^ктрорбррудовавия и аппаратуры автоматизации
К ИпЦарат^ре автоматизации, а также отдельным ® элементам
предъявляется главное требование — надежность работы, г е,
способность безотказно выполнять свои функции в заданных
^(ЙоЦиях эксплуатации п течение установленного срока.
К другим требованиям относят: простоту конструкций при
13
минимальных размерах и массе; удобство монтажа, эксплуатации*
обнаружения неисправностей и их устранения; четкость и точ-
ность функционирования при нормальных н аварийных режй-
мах.
Для повышения надежности и безопасности эксплуатации
Средств автоматизации также предусмотрено:
использование оборудования и аппаратуры в исполнении,
соответствующем окружающим условиям;
изготовление аппаратуры по блочному принципу и с бескон-
тактными элементами;
широкое внедрение герметизированных элементов и узлов для'
условий повышенной влажности и запыленности;
улучшение качества продукции и повышение требований к ра-
ботам по ревизии, ремонту и наладке,
На угольных шахтах, особенно при разработке крутопадающих
пластов, нередко имеют место выделения газа метана, а процесс'
угледобычи вызывает образование пыли, опасной, для взрыва.
При этом вероятность образования опасной взрывчатой смеси от
газа или пыли достаточно высока, возможность появления
источника воспламенения зависит от состояния кабельных сетей,
качества и режимов работы оборудования и аппаратуры, условий
И эксплуатации и других факторов.	s 5	«
* При замыканий й особенно размыканий электрических’цепей
могут возникать искровые, дуговые, тлеющие и смешанные разря-
ды. Искровой разряд, возникающий, например, при электри-
ческом пробое межконтактного промежутка, оказывает терми-
ческое действие при минимальной величине напряжения, зави-
сящей от расстояния между контактами и их формы, характера
среды межконтактного промежутка и окружающей атмосферы.
Дуговой разряд — результат некомпенсированного искрового
разряда. Условиями перехода искрового разряда в дуговой яв-
ляются достаточно высокие напряжения и ток при малом сопротив-
лении цепи (промежутка). Тлеющий разряд может возникнуть
в случаях, когда, кроме условий для дугового разряда, имеется
ионизированная среда с газами, парами или дисперсной пылью.
Воспламеняющая способность электрических разрядов характе-
ризуется величиной минимального воспламеняющего тока.
Директивным документом для расчетов, конструирования и
эксплуатации оборудования и аппаратуры являются Правила
изготовления взрывозащищенного и рудничного электрооборудо-
вания (ПИВРЭ) [11.].
Безопасная эксплуатация электрооборудования в подземных
условиях достигается применением взрывозащиты и электрообору-
дования в исполнении, исключающем распространение возникших,
внутри корпусов искр или дуги в окружающую взрывоопасную
атмосферу. Требования, предъявляемые к электрооборудованию,
связаны с понятием уровня взрывозащиты, под которым подразу*
мсвают мероприятия конструктивного характера, препятствующие
14
воспламенению взрывоопасной' атмосферы ОТ искры, дуги или
сильно нагретых частей;		«
В зависимости от уровня взрывозащиты рудничное электро»
оборудование имеет четыре вида исполнения:.
р у д и и ч н б & = Ю р м а л ь и о ё (Р-Н) без средств взр-ывоза*
щиты, предназначенное для эксплуатации в подземных, выра-
ботках, не опасных но газу и пыли, внезапным выбросам угля
и газа, а также в ок'олоствольных выработках газовых шахт со
фйёжейструей и при отсутствии вблизи суфлярных выделений газа.?
рудничное повышенной надежности (РП), снаб-
женное комплексом средств и мер, снимающих вероятность
едекро- и дугоОбразований и недопустимого нагрева каких-либо
частей. Такое оборудование обеспечивает взрывозащиту в нор-
мальных режимах работы и допускается к применению в основных
выработках, опасных по газу или пыли, омываемых свежей струей
воздуха и не имеющих вблизи суфлярных выделений газов;
р у д Н и ч нюе- вдры&об е зо п ас ное (РВ), в котором при-
няты защитные меры против взрыва как при Нормальной работе,
так и при повреждениях. Взрывобезопасность обеспечивается
благодаря зазорам, через которые возникающее в корпусе пламя
не может'выйти,,. Газы до выхода наружу успевают охладиться
до температуры, не опасной в отношений воспламенения взрыво-
опасной среды. Аппаратура в исполнении РВ должна иметь взры-
воустойчивый корпус, способный без .повреждений и остаточных
деформаций выдерживать максимальное давление, возникающее
при взрыве смеси внутри него. Кроме того, аппаратура должна
быть снабжена блокировкой, предотвращающей открывание крьр
шек при включенном состоянии и включение питания при откры-
тых крышках;
р у д пи ч н с е особ о в зр ы во.безояа с н ое (РО), в кото-
ром предусмотрены средства и меры, исключающие появление
мощных искр и дуг, способных воспламенить окружающую взрыво-
опасную среду как в режиме нормальной работы, так и при раз-
личных электрических и механических повреждениях. Такое ис-
полнение имеет маломощное электрооборудование и аппаратуру
автоматизации с искробезопасными параметрами цепей управле-
ния, контроля, сигнализаций и связи. Искробезопасной
считают цепь, в которой возникшая искра нс способна воспламе-
нить окружающую взрывоопасную среду.
Аппаратуру с искробезопасными параметрами создают с таким
расчетом, чтобы в случае возникновения в ней токов короткого за-
дгыкшшя. (к.з.) они были бы искробезопасными, а любое повреж-
дение во внешней цепи нё вызывало бы воспламенения взрыве»
опасной среды. При этом искробезопасность обеспечивается огра-
ничением токов к.з. до безопасных пределов без чрезмерного, уве-
личения внутреннего сопротивления аппарата.
В> качестве элементов, ограничивающих токи к.з. до искро-
безопасных величин, используют резисторы, конденсаторы, полу-
15
проводниковые приборы, дроссели, короткозамкнутые витки И об-
мотки. При этом ограничители индуктивных элементов потреби-
телей для надежности конструкций заливают затвердевающим
термореактивным компаундом или размещают в запаянной обо-
дочке. В искробезопасных внешних цепях используют постоянный
ток напряжением, не превышающим 20 В,
К искробезопасным устройствам (аппаратуре) и цепям предъ-
являют следующие требования:
зажимы искроопасных и искробезопасных цепей необходимо
располагать в разных камерах, а при совместном расположении
между ними и неизолированными частями соединительных прово-
дов должно быть расстояние не менее 50 мм;	*
в штепсельных разъемах совместное размещение цепей допус-
кается, если зазоры между токоведущими элементами составляют
6, 10, 12, 14 мм для напряжений соответственно 60, 110, 220, 380 В;
зажимы внешних искробезопасных цепей, как правило, закры-
вают крышкой под специальный ключ или пломбирование;
в одном кабеле мржно размещать различные искробезопасные
цепи, только не связанные между собой;
сочетание в одном кабеле искроопасных и искробезопасных
цепей в подземных условиях допускается только в экранированных
кабелях, а на поверхности шахт не допускается;
для искробезопасных цепей не могут быть использованы алю-
миниевые жилы кабелей;
не рекомендуется заземлять провода искробезопасных цепей,
Ц; Также использовать заземляющие жилы в искробезопасных
цепях; ?
провода искробезопасных цепей внутреннего монтажа для от-
личия имеют изоляцию синего цвета.
§ 6. Правила выполнения н чтения электрических схем
При составлении технических проектов, разработке систем авто-
матизации, монтаже и эксплуатации аппаратуры автоматизации
используют различные схемы расстановки и изображения отдель-
ных элементов (узлов), функциональных и электрических связей^
поясняющих их устройство и принцип действия. i	ч
В соответствий с Единой системой конструкторской докумен-
тации (ЕСКД)( введенной в нашей стране с 1971 г., предусмот-
рено обязательное использование во всех отраслях промышлен-
ности Государственных общесоюзных стандартов (ГОСТ), кото-
рые периодически совершенствуют и дополняют.
Согласно ГОСТ 2.701—84, все схемы в зависимости от видов
энергии, элементов и связей, входящих в состав изделия, делятся
на электрические, гидравлические, пневматические, кинематичет
и комбинированные, а в зависимости от. основного казна-
чсния — на структурные, функциональные, принципиальные (пол-
ные), соединений (монтажные), подключения^ общие и располо-
•Кения. В скобках даны названия схем для энергетических соору-
жений;,
Структурныеи функциональные схемы (блок-схемы), выпол-
няемые д, -соответствии д Ш£1 2.702—75, рассмотрены в Д 4,
Принципиальной называют схему с полным составом'
элементов и связей между ними. На ней не приводят истинное рас-
положение элементов. Отдельные элементы схемы и электрические
связи (провода.) между ними изображают в той последователь-
ности, в какой они участвуют в соответствии с заданным режимом
работы. Принципиальные схемы позволяют изучить принцип дейст-
вия и все электрические процессы, протекающие в ходе работы
гистемы < пути протекания токов в различных цепя?<. При этом
порядок расположения элементов и электрических связей между
ними обусловлен удобством чтения схемы для наилучшего уясне-
ния работы как отдельных элементов, так и схемы в целом.
Принципиальные, схемы Шщрёмёйнота ^вурматцзированнбгшв
электропривода обязательно имеют главную (силовую) и вспомо-
гательные (управления сигнализации и защиты) цепи, причем
в сложных схемах автоматизации эти цепи могут изображаться
раздельно. Схема обязательно имеет спецификацию, в которой;
указывают полное наименование отдельных элементов и их основ-
ные параметры (технические данные). Она является основанием
для разработки схем соединений. ’
Схемой с о е д и н е н и й (монтажной) называют такую, в кото-
рой показаны соединения составных частей изделия и провода,
жгуты и кабели, с помощью которых они осуществлены, а также
места их присоединения и вводы (зажимы, разъемы и т. д.). На
схемах соединений положение Отдельных элементов, их составных
частей и электрических цепей соответствует действительному
взаимному расположению в аппарате. Схемами соединений поль-
зуются при разработке чертежей, определяющих прокладку и спо-
собы крепления проводов, жгутов и кабелей в изделиях, а также
для выполнения присоединений при монтаже, наладке, контроле
и ремонтах в период эксплуатации,
Схема подключения показывает внешние подключения из-
делия. На общей схеме изображают составные части, комплекса
и соединения их между .собой на месте ;ажилуатац;и.й& ’
Схема расположения определяет относительное располо-
жение составных частей изделия (установки) и их взаимосвязи.
Любая из схем автоматизации отображает закономерности,
протекания технологического процесса и должна обеспечивать
удобство и гибкость управления. Безопасность действия схемы
заключается в наличии самоконтроля работы и исключении воз-
можности ложных включений (пусков). При возникновении конт-
ролируемой аварийной ситуации схема должна отключаться и
в необходимых случаях блокироваться, предотвращая повторное
включение до ликвидации аварии. При исчезновении напряжения
элементы схемы должны возвращаться в предпусковое состояние.
Правила выполнения электрических схем изделий всех отрас-
лей промышленности установлены ГОСТ 2.702—75, ниже приве-
дены диш.в основные из ни.х.
Всё электрические схемы выполняют дли изделий, находящихся
в отключенном состоянии, и без соблюдения масштаба. Элементы,
входящие в состав изделия, изображают в виде условных графи-
ческих обозначений (символов) по ГОСТ 2.721—74, ГОСТ
2.728—74, ГОСТ 2.730—73. ГОСТ 2.755—74, ГОСТ М5Й—7G.
Существуют два способа изображения элементов- и устройств
на электрических схемах;
й раз не сен ный, при котором составные части элементов®
устройств или отдельные элементы изображают на схеме в разных;
местах так, чтобы отдельные электрические связи (цепи) изде-
лия были показаны наиболее наглядно (такой способ используют:
g .йфинципиадьн.ым схемах);
фйо в м е ш, е н н'Ы й, при котором РВфгавнЫё части элементов и
устройств изображают на схеме в непосредственной близости
друг от друга согласно действительному положению (такой спо:
соб используют в схемах соединений).
Все элементы и устройства, входящие в схему, в соогвегс гвии
В ГОСТ 2.710—81 должны иметь позиционные (буквенно-цифро-
вые) обозначения, которые присваивают -в пределах изделия
(установки). '	‘ С
Буквенные коды наиболее распространенных видов элементов’
электрических схем и примеры двухбуквенных кодов приведены
в табл. 1.В 2 прил. 1 н ГОСТ 2.710—81».
Порядковые номера элементам (устройствам) присваивают в
соответствии с последовательность© расположения их на. схем©;
сверху вниз в направлении слева Направо, начиная с единицы,
в пределах группы элементов (устройств)которым на схеме при-
своено одинаковое буквенное обозначение, например Rl, R2, R3,
С/, С2, СЗ и iC д*	®	'
"В общем случае позиционное обозначение должно ебсфойть из
трех частей, имеющих самостоятельное, смысловое значение и за-
писываемых без пробелов и разделительных знаков. В первой'
части обозиачепия указывают вид Элемента (устройства), -—одну
или несколько букв, например /? — резистор, /(/’ реле поляри-
зованное. Во второй части — порядковый номер — одну или не*
сколько цифр, например КР2. В третьей части обозначения до-
пускается указывать функциональное назначение элемента (уст-
ройства) содержитодну или несколько букв, например R2F —
резистор второй, используемый как защитный.	к
# Позиционные обозначения на схеме вписывают рядом с услов-
ным графическим обозначением с правой стороны или над ним.
При. этом составные части одного и того же элемента, например^
катушка и контакты реле, расположенные в различных частях
схемы, должны иметь одинаковые позиционные обозначение При
большом числе составных; частей одного элемента, например кон-
тактов реле, допускается указывать их порядковый номер, напри-
мер К2.3 — третий контакт второго реле.
s схемах около условных графических обозначений элемен-
тов, кроме позиционных обозначений, допускается указывать но-
минальные величины основных параметров (сопротивление, ем-
кость и др.) или тип элемента.
-I Чтение электрической схемы при изучении или анализе ее ра-
боты следует проводить в определенном порядке. Предпосылкой
к успешному чтению схемы является обязательное знакомство
(или изучение) с технологическим процессом, для Которого пред-
назначена схема. Вначале необходимо ознакомиться с составом
основных элементов (Источники питания, контакторы, реле, полу*
проводниковые приборы, командоаппараты и др.) и изучить их
взаимосвязи. Рассмотреть воздействия на командоаппараты (ко- *
мандоконтроллеры, разъединители, выключатели, кнопки, ключи)
при подготовке аппаратуры и ее схемы к работе. После подачи
напряжения питания на главные и вспомогательные цепи рас-
смотреть исходное состояние элементов схемы. При этом устано-
вить режимы работы контакторов, реле, полупроводниковых
приборов д Оедовательно, и состояние управляемого меха-
низма»
Затем проверяют состояние элементов в рабочих режимах
В соответствии с нормальным функционированием управляемого4
электромеханического оборудования (магнитные пускатели, ис-
полнительные механизмы, рабочие машины), прослеживанием
путей протекания токов в различных, как автономных, так и
взаимосвязанных цепях, начиная от одного полюса источника
питания через все последовательно соединенные элементы схемы
и кончая другим полюсом источника.	3
s Состояние аппаратуры и схемы в аварийных режимах рас-
сматривают аналогично анализу рабочих режимов. При этом ана-
лизируются возможные аварийные ситуации управляемого обору-
дования и изменения состояний элементов схемы, воспринимаю-
щих отклонения от нормальных’ режимов.,	"
й Анализ состояния электрической схемы заканчивают рассмот-
рением действия защит и блокировок, оперативной и аварийной
сигнализации, оценкой достоинств и недостатков аппаратуры и
схемы автоматизации.
При изучении сложных электрических схем ЖгоМЙТйДййЖ
комплексов оборудования следует делать записи путей прохожде-
ния тока в различных параллельных цепях в виде последовательно
расположенных позиционных обозначений Элементов схемы.
. ' Для примера приведено Описание принципиальной схемы
(рис. 3) управления асинхронным двигателем с фазным ротором.
Схема обеспечивает автоматизацию разгона (ускорения) электро-
двигателям функции времени при закорачивании ступеней пуско-
вого реостата йонТакт&рамн ускорения KJ, К2, КЗ й контроля
Времени разгона с помощью реле времени КТ 1, КТ2, КТЗ.
Ж'
19
Рис. 3. Схема управления асинхрон-
ным двигателем с фазным ротором
посредством силовых контактов
По д го т о в к а к .р а б о т е
и и с ходное сост о я н и е.
При включении разъединителей
(Д Д и подаче витания в цепи
управления мгновенно вклю-
чаются реле времени и размы-
кающими контактами разры-
вают цепи контакторов ускоре-
ния. При этом 'Кондакторъг уско-
рения-,. линейный контактор КМ
и реле максимальной защиты
, FA1, FA.2 остаются обесточен-
ными.
Р а б о ч и й (лу с к о в о й)
режим, При нажатии кнопки
SB2 («Ход») включается линей-
ный контактор КМ [по кони:
фаза — предохранитель FU —
кнопка SB1 («Стоп») — кнопка "
SB 2 — контакты FAJ и FA2 —
катушка линейного контактора
ММ —другая фаза], который
подключает статор двигателя к;
сети, а блок-контактами шунтирует кнопку SB2, подготавливает
цепи питания контакторов ускорения и разрывает цепь роле
времени ЛТ/, отключая его. Двигатель трогает с места при пол-
ностью введенном пусковом реоспатс.
По истечении выдержки времени реле КТ1 замкнет свой кон-
такт в цепи катушки контактора К1, который, сработав, силовыми
контактами; шунтирует первую ступень реостата, а размыкающим
блок-контактом отключает реле КТ2. Двигатель начинает разгон.
По истечении выдержки времени реле КТ2 размыкающим контак-
том включает контактор К2, а затем аналогично включается кон-
тактор ЛД и процесс разгона заканчивается. По окончаний разгона
двигателя для уменьшения потребления энергии цепью управления
размыкающим блок-контактом. КЗ последнего контактора обесто-
чиваются все контакторы, кроме последнего:,
На практике с целью более плавного разгона двигателей число
контакторов ускорения принимают 7—9.
Для оперативного останова электродвигателя нажимают кноп-
ку SB1. При этом отключается катушка линейного контактора
КМ и схема приходит в исходное состояние.	»
Аварийные	При нёдопустИОД^ перегрузках
электродвигателя срабатывают реле максимальной защиты FA1,
FA2 и своими контактами отключают катушку контактора КМ,
При перегрузках йли к.з. в цепях, управления сгорает плавкая
вставка предохранителя FU и отключается питание элементов
цепей управления.
Оперативная и аварийная сигнализация в данной схеме от-
сутствуют.
Достоинства описанной схемы — постоянство времени разгона,
сравнительная простота и надежность. Недостатки— возмож-
ность возникновения значительных бросков пускового тока с уве-
личением нагрузок на валу двигателя и усложнение схемы с целью
улучшения плавности разгона двигателя* !
КЪнтрольные вопросы
Г." Что предусматривают Основные направления экономического и социального,
развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года в области угольной;
промышленности?
./ 2. Каково значение автоматизации- в повышении производительности труда
И безопасности работ?
3, В чем состоит вклад русских и советских ученых.в развитии автоматизаций®
4. Укажите годы качала, й .широкого внедрения средств автоматизации.
Г* 5; Назовите институты и заводы, разрабатывающие и изготовляющие средства
автоматизации.
6. В чем состоит роль комплексной механизаций и автоматизаций производ-
ства:?
К Охарактеризуйте современное состояние, и дерсп&йййы развития автомати-
зации производства угледобычи.
8. Перечислите и охарактеризуйте способы управления объектами угольных
шахт.
.Д Дайте характеристику трех этапе® автоматтйацйй угольных? шахт;
10.	Что такое автоматика и система автоматики?
11.	Охарактеризуйте блок-схемы систем автоматик»;
12,	Охарактеризуйте воздействия систем автоматики.
13.	Расскажите о элементах функциональных схем,
14.	Дайте определение и характеристику систем:
а) автоматической защиты;
•4| автоматического управления;.
в)	автоматического контроля;
г)	автоматического регулирований.
15.	Перечислите требования к элементам систем автоматики.
»	16. Охарактеризуйте искровые, дуговые и. тлеющие разряды в электрических
цепях.	«
•г 17. Что называется уровнем Защиты и чем он достигается?
18.	Перечислите и охарактеризуйте виды исполнения оборудования и аппара-
туры.
19.	Чем обеспечивается: искробезопаснэсть оборудования (аппаратуры) и
электрических цепей?	"	.....'
20.	Перечислите требования к искробезопасным устройствам и цепям*
21.	Охарактеризуйте схемы управления в соответствий Ё ГОСТ 2.701—84.
22,	Каковы основные дравида, выполнения электрических схем в соответствии
С ГОСТ 2.702- 75. >Л ............. ' ........
23.	Охарактеризуйте, основные правила чтения (изучения) электрических
..Схем.	..........................................
24.	Опишите поэтапно принцип действия схемы управления (рис. 3) асин-
хронным двигателем с фазным ротором.
ГЛАВА 2
ДАТЧИКИ 0БЩЕПР0Л1ЫШЛЕИНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
При автоматизации производственных процессов предприятий
угольной йромышленности в системах автоматики имеются не
только электрические, но и неэлектрические величины сигналы:
температура в различных частях механизмов (подшипники, при-
водные барабаны и др.) и обмоток электрических машин; линейные
и угловые перемещения рабочих органов и объектов; уровни сыпу-
чих материалов и жидкостей; давления газов и жидкостей; содер-
жание метана и других газов в шахтной атмосфере и т. л. Эти
величины, отражая йботрйнйя процессов, непрерывно изменяются
во времени.
Для- аппаратуры автоматизации, применяемой на предприя-
тиях угольной промышленности,* характерно широкое использо-
вание измерений неэлектрических величин электрическими спосо-
бами. Для этих целей применяют элементы и устройства, воспри-
нимающие изменения физико-механических свойств входной вели-
чины контролируемого (измеряемого или регулируемого) парамет-
ра и преобразовывающие его в другой вид (электрический), удоб-
ный для передачи и дальнейших преобразований. Например.,
разность температур преобразуется в э.д.с., линейное персмсще-
ж ние — в изменение сопротивления и т. п. Такие элементы (уст-
ройства) называют датчиками. Составную часть конструкции
датчика, непосредственно воспринимающую или измеряющую
входную величину, называют чувствительным элементом. Характе-
ристики и параметры датчиков во многом определяют надежность
и качество работы систем автоматики В целом.
Датчики классифицируют по следующим признакам:
принципу преобразования энергии (энергетическому режиму
s работы) — параметрические и генераторные;
виду входной величины — датчики температуры, давления, пе-
ремещения, частоты и момента вращения, скорости, ускорения,
уровня и др.;
виду выходной величины — датчики активного и реактивного
сопротивления, э.д.с., амплитуды и частоты переменного точа, по-
стоянного тока и др.; >г
принципу действия йспользуейШ чувствительных элементов.
* Параметрическими называют датчики, преобразующие
входную величину в изменения какого-либо параметра (сопротив-
ления, индуктивности, емкости) электрической цепи или магнитной
проницаемости ферромагнитных сердечников. Для получения вы-
ходного сигнала к параметрическому датчику следует подвести'
э.д.с. от внешнего источника.
Г енераторными называют датчики, в которых входная «
контролируемая величина преобразуется в э.д.с. Эти датчики сами
служат источниками электрической энергии, вырабатываемой в ре-
зультате взаимодействия с рабочей машиной иди средой.
Ж
Отдельный вид составляют рад на ц и о иные датчики, в ко-
торых используются явления проницаемости у и р —- лучей и иони-
зации, люминесценции некоторых веществ под действием радиоак-
тивного облучения.	“	*
В особую группу выделяют системные датчики специаль-
ного назначений, имеющие, кроме чувствительного элемента, еще
один или несколько элементов усиления при преобразования
выходного сигнала (см. гл. 7).
Датчики, в отличие от других блоков (узлов) аппаратуры ав-
томатизации, находятся и действуют в наиболее тяжелых условиях
Эксплуатации. Они нередко подвергаются воздействию резких пе-
ремен температуры, высоких уровней вибрации, ударных нагрузок,
агрессивных сред, высокой запыленности и влажности окружаю-
щей среды.
Датчик, прежде всего, должен иметь большую чувствитель-
ность и малую инерционность,
»' Ч у в с т в ат е л ь н о с ть ю датчика k называют отношение из-
менения электрического параметра Д£ на выходе ж изменению
контролируемого иеэлектрического параметра Д# за конкретный
промежуток времени	z\£/AA!.
* Чем выше чувствительность; датчика, тем меньше влияние
помех на точность выходного сигнала и тем проще, в случае необ-
ходимости, последующее усиление*
Инерционностью датчика называют его способность вы-
давать сигнал на выходе с большим или меньшим запаздыванием
при мгновенной подаче сигнала на вход. Величина инерционности
работы датчике влияет на погрешность измерения или управления^
Чем меньше инерционность датчиков, тем благоприятнее работа
систем автоматики.
Кроме высокой чувствительности и малой инерционности,
К датчикам предъявляют следующие требования: определенность
№ однозначность зависимости между входной и выходной величи-
нами; минимальное обратное воздействие на входную величину'#
ряж полное его отсутствие; стабильность параметров и характе-
ристик во времени и при изменениях внешних условий; высокая
перегрузочная способность и долговечность; устойчивость к воз-
действиям посторонних факторов; простота устройства, малые
размеры-.и масса; удобство монтажа, обслуживания, ремонтов,
наладок.
I* % Параметрические датчики
St лйрЖёТ^йчёскйм? относят датчики активного сопротивления,
Индуктивные, емкостные и магнитоупругие. При этом датчики ак-
тивного сопротивления делят на контактные, термобиметалличе-
ские. реостатные, потенциометрические, тензометрические, термо-
метры сопротивления, полупроводниковые термосопротивления и
фотосопротивления.
Рис. 4. Устройство .(а) и схема (6) датенцирметра
Контактные датчики обеспечивают преобразование меха-
нического перемещения (линейного, или углового) в  изменение
состояния электрической цепи — ее замыкание или размыкание.
Используемые при этом контакты могут быть скользящими или
контактами давления. Контакты датчиков изготовляют из воль-’
фраца/ЖДибдена, палладия^ серебра, платины, зОлдтаи их сПла^
вов. Эти металлы и их сплавы обладают хорошей электропро-
водностью, большой твердостью й износоустойчивостью, высокой
температурой давления и малой окисляемостыо. Такие, датчики
являются составной частью многих командоаппаратов, реле и
контакторов, используемых при автоматизации шахтных машин
и установок.
я Т ер м о б и м е т а л л и ч е с к и е датчики в качестве чувстви-
тельного элемента имеют термобиметаллические пластинки, обра-
зованные путем горячей прокатки двух полос разных металлов,
имеющих резко отличающиеся температурные коэффициенты ли-
нейного расширения. При нагревании такой пластинки током,
протекающим по расположенному рядом нагрев ягельному эле-
менту (спирали), ее свободный конец, изгибаясь, воздействует
на электрические контакты, механическую защелку, золотник
или другие средства управления. Такие датчики используют для
тепловой защиты машин и электродвигателей от ^алых* но дли-
тельных перегрузок.
Реостатные й потен ц и о м ёт р и чес к и е датчики в ка-
честве чувствительного элемента имеют проволочные сопротив-
ления, обеспечивающие преобразования линейных или угловых
перемещений в изменения активного сопротивления. Датчики в
виде простого реостата Имеют Ограниченное применение из-за
нелинейности их характеристик. На рис. 4 показан потенциометр
тороидального вида. На каркас 1 из изоляционного .материала
намотан провод малого диаметра с высоким удельным сопротив-
лением. Контакт щетки ^соединенной с выводным зажимом спи-
ральной пружиной 3, выполнен из серебра или его сплавов. Ось 2
соединена с измерительным устройством. При повороте оси датчи-
ка изменяются сопротивления J $
плечей спирали, расположен-	3
ной на каркасе.
Достоинства таких датчи-	q
ков — простота устройства, ма-
лые размеры № масса, отсут-
СТВИС НСОбхОДИМОСТИ уСИЛеНИЯ .рис_ 5. Термометр сопротивления
при Измерениях. Основной не-
достаток —скользящий кон*
такт, снижающий, надежность работы.
Принцип работы т е н з о м е т р и ч е с. к и х Д атWX6W (тен-
зодатчиков) основан на использовании зависимости омического;
сопротивления проводниковых и полупроводниковых материалов
от величины их упругой деформации при сжатии или растяжении..
Простейший тензодатчик выполнен в виде проволоки из констан-
тана, уложенной петлеобразно и наклеенной на Полоску тонкой
бумаги. Бумагу с проволокой наклеивают на испытуемую деталь,
подвергающуюся воздействию механических усилий. Вместе с де-
формацией детали деформируется проволока датчика, а пропор-
ционально степени деформации изменяется удельное сопротивле-
ние проволоки, которое регистрируется измерительным прибором.г
Тензодатчики обычно включают в мостовую схему. Они обладают
высокой чувствительностью и стабильностью действия.
Тензодатчики, имеющие в качестве чувствительного элемента
тонкоразмельченный графит или уголь, нанесенный на изоляцион-
ную пластину с помощью связующего вещества (смолы, шеллака),
называют тензолитами.
Действие термометра с о п р оти вл е н и я бейованб на
использовании свойства проводников менять сопротивление при
изменении температуры и теплопроводности окружающей среды.
Для термосопротивлений используют проволоку из чистых метал-
лов, электрическое сопротивление которых при нагреве возрастает.
Сплавы металлов для термосопротивлений не используют ввиду s
нарушения стабильности характеристик.
“ Металлический термометр сопротивления, используемый для
контроля температуры (рис. 5) в качестве чувствительного эле-
мента имеет медную проволоку 1 диаметром около ОД мм, намо-
танную на фарфоровый иди кварцевый каркас. Трубка $ защи-
щает каркас с проволокой от повреждений. При температуре
окружающей среды 20 °C сопротивление термометров составляет
50—100 Ом.
® При использовании термометров сопротивления для измерений
температур возникают погрешности из-за колебаний напряжения
и температуры окружающей среды, нагрева термодатчика про-
текающим по нему током и тепловой инерционности.
В полупроводниковых термосо пр о т и в л е ни я х
(терморезисторах, термисторах) в качестве чувствительных эле-
ментов применяют оксиды, цульфиды, нитриды или карбиды, ме-
Рис. 6. Схемы индуктивных датчиков
таллов (меди, никеля, марганца, кобальта, титана, урана и др.).
Сопротивление терморезисторов в отличие от металлов уменьша-
ется с повышением температуры, т. е. они имеют отрицательный
температурный коэффициент сопротивления.
Терморезисторы по> сравнению с металлическими термосопро-
тивлениями имеют большую чувствительность и высокое активное
сопротивление при весьма малых размерах рабочей части. Это
позволяет им почти мгновенно воспринимать изменения контроли-
руемой температуры и являться практически безынерционными
измерителями. Однако довольна большой разброс сопротивлений
и меньшая стабильность являются существенными недостатками
терморезисторов. Для достижения высокой точности выходного
сигнала следует предотвращать перегрев его рабочей части дли-
тельно протекающим током.	-
В угольной промышленности терморезисторы нашли приме-
нение в аппаратуре защиты обмоток электрических машин и
подшипников оборудования от перегрева. Например, медно-
марганцевые ММ.Т-1 Ч-ММТ-9 и кобальто-марганцевые КМТ-
1-?КМТ-12 служат для измерения температур в диапазоне от
— 70 до ф-180 °C, а КМТ-10 имеет герметизированный метал-
лический корпус (баллон), обеспечивающий использование в среде
е относительной влажностью до 98 %.
Полупроводниковые фот о со п р от и вл е ни я в ка-
честве чувствительного элемента имеют светочувствительный слой,
нанесенный на стеклянную пластинку. Сопротивление этого слоя
обратно пропорционально интенсивности светового потока или
мощности источника освещения. Фотосопротивления обладают
сравнительно высокой стабильностью, позволяют создать бескон-
тактные датчики. Однако их применение на угольных предприя-
тиях ограничено наличием пыли, препятствующей нормальной
работе.
Принцип работы индуктивных датчиков основан на
изменении индуктивности (взаимоиндуктивности) катушек, разме-
щенных на ферромагнитных сердечниках (рис. 6). Входная вели-
чина в датчиках — горизонтальное или вертикальное перемеще-
ние якоря, а выходная — индуктивное сопротивление катушки:
Х = соД —
Действие индуктивных датчиков состоит в следующем. При
подаче питания с частотой 50—1000 Гц током, протекающим по
26
катушкам, создается электромагнитный поток, который разомкнут.,
если зазор 6 между сердечником и якорем велик (рис. 6, а) или
якорь расположен ниже (выше) сердечника (рис. 6, 6) . В этих
случаях потокосцепление ничтожно мало или отсутствует, а сле-
довательно, индуктивное сопротивление катушек мало и через
нагрузки протекает номинальный ток. С уменьшением зазора 6 до
установленного предела или приближением якоря до отметки, при
которой он будет находиться против сердечника, электромагнит-
ный поток замкнется через якорь, потокосцепление резко воз-
растет и приведет к значительному росту индуктивного сопротив-
ления катушек и уменьшению тока в нагрузке. Роль нагрузки
обычно выполняет электромагнитное поле, которое своими кон-
тактами переключает цепи управления, контроля и защиты.
К достоинствам рассмотренных индуктивных датчиков отно-
сятся: простота устройства; надежность работы благодаря отсут-
ствию механических связей между сердечником и якорем, закреп-
ленном обычно на перемещаемом контролируемом объекте; отсут-
ствие необходимости усиления сигнала, так как выходная мощ-
ность вполне достаточна для действия реле. К недостаткам —
зависимость работы от частоты напряжения питания; сравнитель-
но малая чувствительность; наличие тока холостого хода, обуслов-
ленного остаточным магнетизмом и начальным зазором.
Емкостные датчики представляют собой конденсаторы раз-
ных конструкций, преобразовывающие механические линейные или
углорые перемещения, а также давление, влажность или уровень
среды в изменения емкости. При этом конденсаторы с изменяю-
щимся воздушным зазором между пластинами используют .для
контроля малых линейных перемещений; конденсаторы с перемен-
ной рабочей площадью пластин при постоянном зазоре между
ними — для контроля угловых перемещений, а конденсаторы с
изменяющейся диэлектрической проницаемостью между пласти-
нами, но'при постоянных зазорах и рабочих площадях пластин —
для контроля уровней зацолнения резервуаров жидкостями или
сыпучими материалами.
Емкостные датчики используют только при частотах, превы-
шающих 1000 Гц, так как при промышленной частоте их емкостное
сопротивление весьма велико. Датчики широко применяют в раз-
личной аппаратуре как составные части колебательных контуров,
электрических фильтров и других схем. Для контроля уровней они
не нашли применения из-за наличия паразитных емкостей отно-
сительно земли.
Достоинства емкостных датчиков — простота устройства, ма-
лые размеры и масса, высокая чувствительность и малая инер-
ционность. Недостатки — необходимость источника высокой час-
тоты или усилителя при промышленной частоте и вредное влияние
паразитных емкостей.
Действие м а г н и т о у п р у г и х датчиков основано на исполь-
зовании эффекта магнитной упругости, свойственного некоторым
27
Рис. 7. Мдгнитоупругие датчики
ферромагнитным сплавам ме-
таллов (например., железо-
кремниевым трансформатор»,
ным сталям) и заключающегося
в изменении магнитной прони-
цаемости при воздействии да*
формирующих усилий сжатия
или растяжения.
Магнитоупругие датчики
(рис. 7) бывают дроссельного и
трансформаторного типа, причем первые могут контролировать
обе деформации, а вторые — только усилия сжатия.
Датчик дроссельного типа (рис. 7, а) представляет собой
электромагнит переменного тока © замкнутым магнитопроводом,
Ж сердечнику которого приложено де'формирующее усилие, что
вызывает изменение магнитной проницаемости и магнитного пото-
ка, а следовательно, приводит к изменению электрического сопро-
' тивлепия катушки датчика. Для питания катушки необходимо
Стабилизированное напряжение, так как колебание напряжения
приводит к изменению подмагничивания, магнитной проницае-
мости, а значит, и сопротивления катушки датчика. *
Датчик трансформаторного типа (рис. 7, б) имеет две
обмотки, размещенные в отверстиях сердечника. К первичной
обмотке подводят напряжение питания переменного тока, а со вто-*
ричной снимают наведенную э.д.с., значение которой определяют
усилием сжатия, прилагаемым к сердечнику. При отсутствии, меха-
нического усилия взаимоиндуктивность обмоток такова, что э.д.с.
на выходной обмотке равна нулю.
Магнитоупругие датчики используют для контроля усилий
ft широких диапазонах в различных общепромышленных уста-
новках (прессы, прокатные станы и др.), а также на шахтах для
контроля посадки клетей на кулаки, загрузки скидов.
Достоинствами магнитоупругих датчиков являются простота
устройства и надежность в работе, устойчивость к воздействиям
ударов, вибраций, влажной» запыленной и агрессивной сред,
а. недостатком — изменение свойств и характеристик с течением
времени.
§ 8. Генераторные датчики
В генераторных датчиках широко используют чувствительные
элементы с термоэлектрическим (термопара) и пьезоэлектричес-
Ш (пьезоэлемент) эффектами.
Тер мопара (рис. 8) имеет два электрода А и Б из. разно-
родных металлов и их сплавов (медь — константан, хромель —
алюмель, вольфрам — молибден и др.). Принцип действия термо-
дары заключается в том, что если место спая (сварки) и концы
термоэлектродов с подключенным милливольтметром mV помес-
28
р

Рис. 8. Термопара	Рис. ? Пьезрэдемент
тить в среды с различными температурами i\ и 12, то в цепи возник^*
нет э.д.с., пропорциональная разности этих температур. При этом
место спая электродов помещается в зону контролируемой темпе-
ратуры /|. Термопары используют для измерения температур в
широких пределах (100—2000 °С)-«
Пьезоэлемент (рис. 9): состоит из монокристалла пьезо-
электрика / (кварц, сегнетовая соль, турмалин и дфД и металли-
ческих электродов %. Под воздействием давления fi Мй кожакти*
рующих поверхностях кристалла появляются заряды, величина
которых пропорциональна давлению. При этом размеры и число
пластин кристаллов выбирают из расчета прочности и требуемой
величины заряда. Пьезоэлектрические датчики- чаще применяют
для измерений быстропротекающих динамических процессов при
ударных нагрузках, вибрациях и г. п.
Индукционные датчики служат для преобразования ли-
лейных или угловых перемещений в индуктированную! э.д.с., про-
порциональную скорости изменения потокосцепления. Индукцион-
ный датчик (рис. 10) состоит из стального сердечника 4, катушки 3
и кольцевого постоянного магнита Ж. При линейном перемещении
якоря 1 и пересечении магнитного потока в катушке индуктируется
э.д.с., прямо пропорциональная скорости перемещения и обратно
пропорциональная зазору между сердечником н якорем.
, Тахогенераторы (малогабаритные генераторы) исполь-
зуют в качестве датчиков, преобразующих контролируемую часто-
ту вращения (угловую скорость) в э.д.с. Они бывают постоянного
И; переменного тока.?
Тахогенераторы постоянного тока выпускают с обмоткой неза-
висимого (параллельного) возбуждения (рис. 11,6') и с постоян-
ными магнитами. Последние вс нуждаются .в. источнике, питания.
Недостаток тахогенераторов постоянного тока — наличие коллек-
тора и щеток, снижающих надежность работы.
Асинхронные тахогенераторы (рис. 11,6) по конструкции по-
добны двухфазным асинхронным двигателям, только их роторы
выполняют в виде тонкостенного металлического цилиндра. Две
обмотки статора тахогенератора смещены на 90° относительно
друг друга. К. обмотке 1 подводят напряжение питания U а к
обмотке 2 (измерительной) через выпрямитель или часть схемы,
управления подключают вольтметр. При подаче напряжения пи-
тания постоянной, величины и частоты пульсирующий магнитный,
поток, пересекая ротор, в измерительный обмотке, индуктирует
20
э.д.с., пропорциональную частоте вращения ротора, приводимого
в движение контролируемой машиной или механизмом.
' Тахогенераторы широко применяют в различных отраслях про-
мышленности, в том числе и в угольной, например, при автомати-
зации электроприводов подъемных машин и экскаваторов.
§ 9. Измерительные схемы с датчиками
Для измерения температуры с использованием термометров сопро-
тивления применяют схемы (рис. 12) уравновешенных и неуравно-
вешенных измерительных мостов. В них изменения сопротивления
преобразуются в соответствующие изменения тока, используемые
для выдачи команд в измерительную систему или систему автома-
тического управления.
Уравновешенный мост. Его действие основано на нуле-
вом методе измерений. При этом в мосте (рис. 12, а) изменением
сопротивления резистора R3 можно добиться равенства потенциа-
лов точек А и Б и, следовательно, отсутствия тока в диагонали
моста, измеряемого милли ампер метром щД с двухсторонней шка-
лой.
При отсутствии тока в диагонали можно записать
= и Д/?1=/^2; hR^-hRl. “
Поделив последние равенства и учтя предыдущие, получим
откуда 7?1 = ЙЗ/?МЖ2.
Если шкалу резистора R3 отградуировать в градусах, то по
положению ползунка, соответствующему уравновешенному мосту,
можно делать отсчет температуры.
Достоинство этого метода измерения температуры — его высо-
кая точность, а недостаток — необходимость уравновешивания
моста при каждом измерении.
30
Н е у р а в ново шенн-ый м о ст.
Резисторы Р1, /?2, /?3 этого моста
(рис. 12,6) подбирают так, чтобы
при начальной температуре мост
находился в равновесии и стрелка
Прибора стояла на нуле. При измене-
нии контролируемой температуры й
соответственно сопротивления рези-
стора /?/ равновесие моста нару-
шится, а прибор покажет наличие
тока. Если шкалу миллиамперметра
гпА отградуировать в градусах, то
прибор будет показывать измеряем
мую температуру. Для проверки на-
пряжения источника питания G,
которое должно быть постоянным,
используют эталонный резистор /?4,
S подключается вместо термометра сопротивления /?(. Так как при
этом все сопротивления моста становятся постоянными, то,
изменяя сопротивление резистора /?5, можно установить ток
первоначального значения, отмеченный на шкале чертой.
Недостаток этого моста — зависимость показаний миллиам-
перметра от напряжения источника питания и необходимость
периодических подрегулировок.
Контрольные вопросы
Рис. 12. Схемы
мостов
который
измерительных
переключателем
t. Дайте определения датчика, чувствительного .элемента и охарактери-
зуйте их роль при автоматизации.
2. Охарактеризуйте датчики по основным признакам.
4,. Каковы условия эксплуатации датчиков на угольных предприятиях?
4. Дайте определения и характеристику чувствительности и инерционности
датчиков. ,
-	5. Перечислите и Охарактеризуйте требования, предъявляемые. к дат-шкам,
6, Охарактеризуйте;
а> контактные и термобймётзллйчёстяте датчики*
б)	реостатные и потенциометрические датчики;.
в)	тензометрические’датчики;
г)	металлические термометры сопротивления?
д)	полупроводниковые термосопротивления;
е)	полупроводниковые фотосопротивления.
7 Опишите устройство и принцип действия индуктивных датчиков
&. Опишите область применения, достоинства и недостатки индуктивных
датчиков.
Ч. Перечи&йМе йсобёйй’бс^й йёЕ&Жезовяния, достоадоХВЙ и. недостатки
емкостных датчиков.
И). В чед ростбит сущность магнитоулругос;и и разновидности магнито-
упругих датчиков?	;	\
11.	Каково назначение, устройство и принцип действия датчика дроссельного
типа?
12	Расскажите ’о назначении., устройстве и принципе действия датчика
Трансформаторного типа.
13.	Охарактеризуйте термопару и пьезоэлемеит, как чувствительные элементы
генераторных датчиков.
а
ДЦ; Опишите назначение, устройство и принцип действия:
.а) индукционного датчика;
б) тахогенераторов постоянного и переменного тока.
15. Каково назначение, сост.а^.и дряццид действия.:
а) уравновешенного моста;
б.> неуравновешенного JOTA;
ГЛАВА 3
РЕЛЕ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ
В шахтной аппйратурё автоматизация большое распространение
имеют различные р е ле. При этом реле называют элемент (устрой-
ство) , обеспечивающее скачкообразное появление выходного уп-
равляемого сигнала при подаче на вход управляющего сигнала
номинальной величины... Реле получили широкое распространение
благодаря возможности управления большими мощностями с по-
мощью относительно малой мощности управляемых сигналов.
Любое реле имеет три основные части: воспринимающую,
ррбйежуточную и исполнительную. В о с п р и ним а ю щ а я часты*
например катушка, принимает входной сигнал (напряжение, ток)
w реагирует на его изменение. Промежуточная часть, на-
пример магпитопровод, передавая воздействие от воспринимаю-
щей части > Исполнительному как правило,, преобразует энергий
одного вида в другой. Так, в электрических реле входная величи- ’
на — ток преобразуется в электромагнитное усилие. Исполнив
тельная часть осуществляет скачкообразное изменение выход-
ной величины, например переключение одного или группы кон-
тактов.
Реле можно классифицировать по ряду признаков?
виду входного сигнала — электрические (напряжения, тока,
частоты), механические (давления, уровня), оптические (силы
света, освещенности), тепловые, акустические, химические и др.;
выполняемой функций — управления, контроля, защиты, бло-
кировки, сигнализации и др.;
назначению-и области использования телефонные, общепро-
мышленной автоматики, авиационные и др.;
величине потребляемой мощности — высокочувствительные
(до 0,01 Вт), чувствительные (до 0,1 Вт) и нормальные (свыше
0,1 Вт); ' ' ~
времени срабатывания — свсрхбьщгролействующие или без-
ынерционные (до 0,001 с), быстродействующие (до 0,05 с), нор-
мальные (до 0,25 с), замедленные (до 1 с) и реле времени (свыше
1с).
.Электрические реле, получившие наибольшее пр'ймёнёййё в
$ЩФьной промышленности, в свою очередь, классифицируются
по следующим признакам:
роду управляющего тока — постоянного п переменного про-
мышленной или высокой частоты;
Рис. 13. Схемы электромагнитных реле
принципу действия — электромагнитные, магнитоэлектриче-
ские, индукционные и др.;	«
влиянию направления тока при срабатывании — нейтральные
и поляризованные;
характеру воздействия на управляемую цепь — контактные
и бесконтактные.
Кроме того, электрические реле можно разделить по виду и
характеру движения якоря, форме магнитопровода и поперечного
сечения сердечника, числу обмоток, катушки, числу контактов
м контактных групп, Так, например, по первому признаку реле
могут быть: с якорем клапанного вида (рис. 13, о), с угловым яко-
рем (рис. 13, б) и с втягиваемым якорем (рис. 13, в), s
Принцип действия электромагнитных реле (рад. 13) состоит
8 следующем. При подаче напряжения на катушку 5, ток, проте-
кающий через нее, создает электромагнитный поток, который
проходит через сердечник 6, ярмо 7, якорь 2 и воздушный зазор
6 между якорем и сердечником. Возникающее при этом электро-
механическое усилие притягивает якорь к сердечнику и вызывает
замыкание, а в других случаях - размыкание или переключение
контактов 4. При снятии напряжения (исчезновение тока) якорь
возвращается в исходное положение пружиной /, упругостью
контактных пластин или упругостью специальных упорных пла-
стин (на рисунке не показаны). Для предотвращения задержки на
отпускание якоря вследствие остаточного магнетизма служит
латунная пластина 3 (или штифт) отлипания, при включенном
реле между сердечником и якорем имеется постоянный воздушный
(немагнитный) зазор (0,1—0,15 мм), облегчающий быстрое исчез-
новение электромагнитного потока после снятия напряжения с
катушки и возврат якоря в исходное положение.
Ввиду меньшей надежности в работе и невозможности исполь-
зования в искробезопасных цепях реле переменного тока в аппа-
ратуре автоматизации наибольшее распространение получили
электромагнитные реле постоянного тока.
В горной автоматике под реле часто подразумевают не только
отдельный элемент схемы, но и комплектное устройство (спе-
циальное реле), включающее в себя несколько элементов и имею-
щее релейную характеристику (например, реле контроля темпера-
туры, положений, уровней д др,), опирандыпе дряде случаев
зз
также исп&льзуют механические реле, выполняющие обычно функ-
цию датчиков с релейным выходом, в которых входными являют-
‘Йгтакие величины, как расход, давление и др. Так, например,
при автоматизации насосов для контроля производительности
используют реле РПФВ-Ш Й РПН, а для контроля давления
реле РДВ.
§ 10. Конструкции электромагнитных реле
Надежность и долговечность работы любого электромагнитного
реле определяется состоянием его контактов и катушек. От состоя-
ния контактов зависят надежность и срок службы реле. Рабо-
тоспособность контактов реле определяется допустимой разрывной
мощностью и ресурсом (числом включений). Наиболее тяжелый
режим работы для контактов — процесс размыкания цепи посто-
янного тока, особенно при наличии в цепи индуктивности. При
размыкании цепи изменяются площадь контактного перехода и
давление, а следовательно, в начале размыкания резко возрастает-
< переходное сопротивление. Между поверхностями контакта обра-
- зуются иглы из расплавленного металла и создаются, условия для:
возникновения газового искрового разряда.
Электрические контакты рёлё по форме йСпОлнёййя делят; на
точечные с соприкосновением (теоретически) в одной точке,,
линейные с соприкосновением по линии и плоскостные
с соприкосновением по плоскости. При этом наиболее распростра-
ненными контактами реле являются точечные, так как они обеспе-
чивают наилучшие условия коммутации. Металлами для изготов-
, ления контактов служат платина, серебро, золото, а также сплавы
' их с вольфрамом, молибденом, иридием, палладием и др. Повы-
* шейную прочность и термостойкость имеют сплавы серебра с воль-
* фрамом и молибденом.
В последние годы в датчиках й реле широкое применение
получили герметизированные контакты — герконы, отличаю-
щиеся большой надежностью и высоким быстродействием. Ресурс
этих контактов достигает сотен миллионов срабатываний при
частоте, достигающей нескольких сот герц. Геркон конструктивно
представляет собой стеклянный или керамический баллон (кор-
заполненный инертным: газом. Внутри размещены пласти-
ны — электроды из упругого ферромагнитного материала, обычно
пермоллоя, контактируемые концы которых покрыты слоем родия
или золота. К выходящим из баллона штырькам припаивают
монтажные провода. Управляют (замыкание, размыкание, пере-
ключение) контактами воздействием внешнего поля электромаг-
нитной катушки или постоянного магнита. На рис. 14, а—г пока-
заны некоторые разновидности герконов, отличающихся друг от
друга взаимным расположением подвижных и неподвижных
пластин электродов, с диаметрами баллонов о—7 мм и длиной
20—50 мм.
34
Рис. 14. Конструкции герметизирован- Рис. 15. Реле электромагнитное РКН
ных контактов (герконов)
Срок службы изоляции, а следовательно, и катушки (с одной
или несколькими обмотками) в основном обусловливается вели-
чиной протекающего по ней тока и условиями окружающей среды
(температура, влажность, наличие кислотных и щелочных паров).
Нагрев катушки током, превышающим номинальное значение,
повышенная температура и влажность, агрессивная среда ускоря-
ют нарушение изоляции катушки. Для намотки катушек реле чаще
всего используют провода с эмалевой изоляцией марок ПЭЛ,
ПЭВ и ПЭМ, допустимая температура нагрева для которых со-
ставляет 105 °C. Реже используют провода в волокнистой изоля-
ции марок ПЭЛШО, ПЭЛШКО, ПБО и ГБД с такой же допусти-
мой температурой нагрева.
В аппаратуре автоматизации угольных предприятий в основном
используют реле типов РКН, РК.М., ПЭ-5, РЭС и РСМ.
Рёле Р К Н (с круглым сердечником, нейтральное) используют
в управляющих цепях при напряжений до 60 В с током коммутации
до 3 А. Реле состоит из основания / (рис. 15), катушки 2, сердеч-
ника «3, якоря 4, рабочих контактов 5 с выводами 6 и выводов 7
концов катушки. Якорь с помощью винта и стальной пружины
крепят к призматической опоре основания. На внутренней стороне
якоря находится штифт отлипания. Реле имеет две контактные
группы, в каждой от 2 до 10 контактных пластин.
•Г" Реле РКН предназначено для работы в импульсных режимах.
В притянутом положении узкий перешеек якоря насыщается и ог-
раничивает поток в магнитопроводе реле. При этом время отпуска-
ния реле приближается к времени срабатывания.
Реле Р К М (с круглым сердечником, малогабаритное) имеет
конструкцию, подобную реле РКН, но меньшие размеры и массу.
Рёле выпускают с одной, двумя и тремя контактными группами,
с общим числом контактов (замыкающих, размыкающих, пере-
ключающих) не более шести. Реле изготовляют на напряжение
питания до 100 В и ток нагрузки контактов 1—3 А,
35
Рис. 16. Реле электромагнитное ПЭ-5
рис. 17. Схема реле, на
герконах
Реле ПЭ-5 (взамен реле МКУ-48) в пластмассовом корпусе
или без него (рис. 16), унифицировано и выпускается как на
постоянный, так и на переменный ток. На сердечнике с раздвоен-
ным полюсом, жестко связанном с магнитопроводом 11, помещена
катушка 13, закрепленная короткозамкнутым витком 10. Магнито^
Провод с сердечником закреплен винтами 14 на стальной скобе 16^
служащей для крепления при монтаже. Плоский якорь 9 с пен
мощью оси 19 укреплен на основании 13, удерживающем кон-
тактную систему. Основание прикреплено к магнитопроводу, на
противоположной стороне которого винтами /2 закреплен ограни-
читель 8 хода якоря. На якоре имеется медная пластина 7 (только
у реле постоянного тока) толщиной 0.15—0,2 мм, служащая для
предотвращения залипания. Пружиной 17 якорь удерживается
в исходном состоянии, а винтом /5 регулируется натяжение воз-
вратной пружины.
“ Контактная система с изолирующими прокладками 2 крепится
g к основанию стягивающими болтами 1. При этом система имеет
две группы с числом контактных систем в каждой от двух до пяти
и позволяет набирать их в различных сочетаниях. При срабаты-
вании реле контакты подвижных пластин 5 замыкаются с кон-
тактами неподвижных пластин 6 с помощью рамки 4, закреплен-
ной на якоре. Упорные пружинящие пластины 3 служат для исклю-
чения вибрации контактных пластин при возврате якоря после
отключения реле. '	£
ж рДля реле ПЭ-5 постоянного тока предусмотрен стальной ко-
роткозамкнутый виток, а для реле переменного тока — виток мед-
ный с удалением пластины отлипания. Обмотки реле рассчитаны
на напряжение постоянного 12—220 В и переменного 12—380 В
тока, контакты — на напряжение до 220 В и ток до 5 А. Мощность,.
* потребляемая катушкой реле, составляет 0,5—7 В А.
Реле Р Э С наиболее разнообразны по исполнению и перспек-
тивны для использования в аппаратуре. Так, реле РЭС-9, РЭС-22,
РЭС-29 предназначены для искробезопасных цепей, РЭС-10,
РЭС-32 имеют пылебрызгозащищенное исполнение, РЭС-42,
РЭС-66 изготовляют на герконах.
Электромагнитное безъякорное реле на герконах (рис. 17)
для управления контактными пластинами 3 имеет катушку 4.
При протекании через нее тока создается электромагнитное
поле, которое, воздействуя на пластины, вызывает притягивание
цх друг к другу и замыкание управляемой электрической цепи.
При снятии управляющего напряжения контактные пластины под
влиянием упругости размыкаются и возвращаются в исходное
состояние. Из герметичного корпуса 2 выведены штырьки 1 для
припайки к ним монтажных проводов. Реле обладает высокой
надежностью и быстродействием, весьма малыми размерами и
массой, не превышающей 50 г,	,
Реле РСМ (сигнальное, миниатюрное) с габаритами
17X26X37 мм изготовляют защищенным в пластмассовом или
алюминиевом корпусе с одной или двумя контактными группами
и общим числом контактов в группе не более двух. Катушка рас-
считана на напряжение 24 В, а контакты — на ток до 1 А при
напряжении до 28 В.
I 11, Параметры работы электромагнитных реле
Работа электромагнитных реле характеризуется следующими
основными параметрами:
токами срабатывания /ср и отпускания /:,тп — значениями
токов, при которых происходит включение и отключение;
номинальным током /ном и номинальной мощностью Раои
соответственно значениями тока и мощности, потребляемыми ка-
тушкой при длительном включении;
мощностью управления Ру, коммутируемой контактами, и раз-
рывной мощностью Рр — максимально допустимой, коммутируе-
мой контактами без образования устойчивой электрической дуги;
коэффициентом запаса отношением, номинального тока к
току срабатывания реле: /г3 = 7иом//ср^ 1,2 4-4,0;	5S
коэффициентом возврата—отношением тока (напряжения)
отпускания к току (напряжению) срабатывания:;
k» = 7.,.4i/7Cp = 0,24- 0,99;
коэффициентом управления — отношением мощности управле-
ния к номинальной, мощности: ^у==Ру/РРом, его значение может
достигать 100; ‘
временем срабатывания 7бр —	времени сд/мш
мента подачи напряжения питания до момента переключения;
контактов;
временем отпускания — промежутком времени с момент^
37
Рис. 18. Характеристики электро-
магнитных реле
литическую и графическую)
отключения напряжения питания
до момента переключения контак?
тов; ,
частотой срабатываний (до
нескольких раз в секунду) и ре-
сурсом (число включений и от*
ключений до 10 млн).
Работа электромагнитных реле
также характеризуется энергети-
ческими (тяговыми и механи-
ческой) характеристиками.
Тяговой характеристик
Шй называют зависимость (дна»
тяговых усилий электромагнит-
ной системы от величины воздушного зазора между якорем и
сердечником при постоянной величине намагничивающей силы:
Г3 = /(6).-„, При этом число тяговых характеристик может
быть любым, пропорциональным величинам намагничивающей
силы.	"	.	>
Механической характеристикой называют зависи-
мость механических усилий, противодействующих притяжению
якоря к сердечнику, от величины воздушного зазора между
НИМИ’
Графически механическую характеристику изображают в виде»
линии, а тяговые характеристики — группы кривых при различных
-значениях (/ w) в пределах изменения воздушного зазора от 5mitl
до 6тах (рис. 18).
Для устойчивого срабатывания реле Необходимо, чтобы тяго-
вая характеристика во всех своих точках лежала выше механи-
ческой. При прохождении тяговой характеристики через точку 1
подвижная система реле трогается с места, но контакты не пере-
ключаются. Когда тяговая характеристика проходит через точку
2, реле срабатывает. Значение намагничивающей силы гштр. С}),
при котором начинается трогание подвижных частей реле (точ-
ка /), называют намагничивающей силой трогания
при срабаты ван и и, а значение i u»Cp, при котором происходит
срабатывание реле (точка 2),— намагничивающей силой
срабатывани я.
Для четкого отпускания реле тяговая характеристика во всех
точках должна лежать ниже механической. Значение намагничи-
вающей силы глУтр.отп, при котором начинается трогание реле на от-
пускание (точка 3), называют намагничивающей силой
трогания при отпускании, а значение /кг0Т[11 при котором
обеспечивается возврат всех подвижных частей реле в исходное
положение (точка 4),—намагничивающей силой от-
пускания.
§12.	Временные параметры
Временные параметры (время срабатывания и Отпускания) элек-
тромагнитных реле могут быть изменены конструктивными и
схемными методами. -
Кон ст ру кт и в н ые методы предусматривают применение
дополнительных короткозамкнутых обмоток и витков (втуЛок);
и могут быть использованы только при проектировании реле.
Если на сердечнике реле вместе с основной обмоткой 1 разместить
дополнительно короткозамкнутую обмотку II (рис. 19), создаю-
щую в переходном режиме магнитный поток Фк, противополож-
ный по направлению основному магнитному потоку Ф, то нараста-
ние его до значения Фср будет удлиняться, а время срабатывания
реле увеличится. Для уменьшения времени срабатывания необхо-
димо короткозамкнутую обмотку разместить так, чтобы ее маг-
нитный поток Фк был направлен согласно потоку Ф рабочей ка-
тушки реле. Массивные медные втулки надевают на сердечник
иод обмотку или рядом с ней. При этом втулки, надетые на конец
сердечника, увеличивают время срабатывания, а надетые у основа-
ния сердечника — время отпускания.
Схемные методы (рис, 20) изменения временных парамет-
ров основаны на изменении длительности переходных процессов,
происходящих в обмотке реле при его срабатывании и отпускании,
последовательным и параллельным подключением к обмотке реле
разных элементов.
Для уменьшения времени срабатывания (форсировки) доста-
точно резистор /Д шунтировать размыкающим контактом (рис,
20, а). При замыкании контакта управления S к обмотке .реле
через его размыкающий контакт подводится повышенное напря-
жение и через нее потечет ток выше номинального. После сраба-
тывания реле оно своим контактом обеспечивает последовательное
включение добавочного резистора ограничивающего ток в об-
мотке реле до номинального.
Время срабатывания может быть также уменьшено (в 5—
10 раз), если резистор Ra шунтировать конденсатором, представ-
ляющим очень малое сопротивление току переходного режима. Но
окончании переходного процесса, т. е. после заряда конденсато-
ра, ток, протекающий через резистор /?я, будет снижен до номи-
нального.
Для увеличения времени срабатывания реле следует параллель-
но его обмотке через размыкающий контакт подключить лампу
накаливания (рис, 20, б). При замыкании контакта S через лампу^
нить которой в холодном состоянии имеет малое сопротивление,
потечет большой ток, что обусловит большое падение напряжения
на резисторе /?д и, следовательно, малое напряжение на обмотке
реле. По мере разогрева нити лампы сопротивление ее возрастет
И! по обмотке потечет ток, вызывающий срабатывание реле с за-
медлением до 5 с. После срабатывания размыкающий контакт
Рис. 19. Схема реле $ короткозам-
кнутой обмоткой
отключит лампу, исключая этим ее влияние на отпускание
реле. - к
В схеме с цепочкой ЯЛС (рис. 20,#) могут быть получены
замедления на срабатывание и отпускание до 10 с. При замыкании
контакта S ток переходного режима вначале течет через емкость,
так как индуктивность обмотки является для него большим со-
противлением. К концу переходного режима сопротивление кон-
денсатора увеличивается и ток, протекающий через обмотку реле,
возрастает до величины срабатывания. При размыкании цепи
реле через его обмотку некоторое время течет ток разряда кон-’
денсатора и оно отключается с замедлением.
чиВ схеме с полупроводниковым диодом (рис, 20, е) обеспечено
увеличение времени на отпускание, так как при отключении пита**
ния катушка реле некоторое время (до 1—2 с) обтекается током
через диод за счет э.д.с, Самоиндукции катушки и якорь реле
удерживается в притянутом состоянии.
С помощью рассмотренных схемных методов нельзя получить'
одновременного уменьшения времени срабатывания и отпускания.
Для получения выдержек (замедлений) на срабатывание и отпус*
кание, достигающих больших значений (от нескольких сот секунд
до нескольких десятков и сот минут), используют специальные
реле времени.
§ 13.	Схемы искрогашения
Работоспособность реле во многом зависит от состояния его:
контактов. При размыкании контактами реле цепи (особенно пос-
тоянного тока) под нагрузкой между поверхностями контактов
возникает искра, вызывающая их подгорание. Искрообразование
происходит вследствие накопления энергии в индуктивности
управляемой электрической цепи* Следовательно, чем больше
индуктивность коммутируемой цепи, тем хуже условия работы
контактов реле.
Меры борьбы с искрообразованием сводятся к использованию
схем, обеспечивающих уменьшение коммутационных напряжений
на контактах до значений, меньших напряжения зажигания. При
этом энергия, накопленная в индуктивности, расходуется не в за-
зоре между контактами, а в дополнительном элементе, шунти-
рующем обмотки реле (рис. 21, а—в), или в элементе, шунти-
рующем управляющие контакты (рис. 21, а—ж).
При шунтирований обмотки реле резистором (рис. 21, а)
и размыкании контакта S энергия расходуется в данном резисторе,
сопротивление которого принимается в 5—10 раз больше актив-
ного сопротивления /?иом нагрузки. Однако при замкнутом кон-
такте S будет дополнительная потеря энергии в резисторе
Этот недостаток устраняют последовательным подключением к ре-
зистору емкости (рис. 21,6).
При включении реле Л’ (рис. 21, в) обратное сопротивление
диода велико и потери энергии весьма малы. При размыкании цепи
ток i, обусловленный э.д.с. самоиндукции обмотки реле, проходит
в проводящем направлении диода, и рассеивание энергии, запасен-
ной индуктивностью обмотки, происходит на его относительно
небольшом сопротивлении. Для увеличения обратного сопротивле-
ния диода, а значит, и повышения надежности последовательно
с диодом можно включить резистор. Схемы с диодом наиболее
экономичны и нашли широкое применение в аппаратуре автомати-
зации.
В схеме (рис. 21,г) при шунтировании контакта S сопротив-
лением Rm— (5-г-10) /?нои искрогашения достигают потреблением
энергии индуктивности в этом сопротивлении. Однако ток в цепи
при разомкнутом контакте S, достигающий 9—16 % номинального,
является существенным недостатком схемы. -
Схема с шунтированием контакта S (рис. 21,6) цепочкой
равноценна рассмотренной выше схемы (см. рис. 21,6), и
все. рекомендации, изложенные ранее, полностью к ней приме-
нимы.	s
Управляющий контакт S (рис. 21, е) шунтирован резистором
У?ш с нелинейным сопротивлением (вилит, тирит, карборунд).
Экономичность этой схемы искрогашения заключается в том, что
сопротивление резистора при разомкнутом контакте S возрас-
тает и снижает значение проходящего тока. В схему вместо не-
41
Рис. 21. Схемы искрогашения
линейного сопротивления можно включить нелинейный конден-
сатор — в ар и ко нд или неоновую лампу*.
Схему с шунтированием контакта S (рис. 21, ж) полупро-
водниковым шунтом /?ш, состоящим из двух встречно включенных
диодов, широко применяют для снижения искрообразования в це-
пях переменного тока. При разомкнутом контакте S и его замыка-
нии через диодный шунт, имеющий большое сопротивление, той
практически не протекает. При размыкании цепи накопленная
В катушке энергия гасится в. большом сопротивлении диодного
шунта.
Таким образом, из рассмотренных схем искрогашения пред-
почтительными являются показанные на рис. 21, в, е, ж и схемы
с варикондами.
§ 14.	Распределители
Рас пр е д ё л и теле м называют элемент автоматики, обеспечи-
вающий поочередное переключение цепей или поочередное под*
ключёние одной цепи к ряду других. При этом входные электри-
е ческие управляющие сигналы (команды); обычно переключают
управляемые электрические цепи. Необходимость в использований
распределителя возникает в тех системах, в которых реализуется
задача управления многими объектами или контроля многих
Объектов с помощью одного и того же органа поочередным под-
ключением его ко всем управляемым или контролируемым объек-
там. Различают электромеханические (контактные) и бссконтакт-
1 ные распределители,	•
Шаговый распредели тс л ь (рис. 22) это импульс-
ный переключатель электромеханического типа. При подаче им-
пульсов на катушку электромагнита 8 якорь 7, притягиваясь и
отпускаясь, с помощью собачки 5 поворачивает храповое колесо
6 и связанный с ним ротор 4. Ротор, поворачиваясь, переме*
щает контактные щетки 3 по контактному полю статора 2 с непод-
вижными контактами 1. Таким образом, щетки распределителя*
с рядом контактов, поочередно замыкают выходные цепи.
42
Рис. 22, Шаговый распределитель
Существуют также распре-
делители, собранные на элек-
тромагнитных реле. При подаче
импульсов на такой распреде-
литель обеспечивается пооче-
редное включение реле и пере-
ключение управляемых электри-
ческих цепей.
Недостатки шаговых распределителей • наличие скользящих
контактов, невозможность мгновенного (быстрого) возврата
в исходное положение и большая (до 70 Вт) потребляемая мощ*
ность. Релейные распределители имеют невысокую надежность
ввиду многоконтактнОсти и сложности.
В угольной промышленности шаговые распределители имеют
ограниченное применение, а релейные совсем не используются.
Наибольшие эффект и экономичность работы обеспечивают бес-
контактные распределители (см. гл. 5).
Контрольные вопросы
1.	Дайте определение .реле и охарактеризуйте его основные (принципиаль-
ные) черты.	...................... '
2.	Приведите классификацию реле.
3.	Опишите принцип действия и основные (конструктивные) части электро»
магнитных реле.
4.	Расскажите О контактах и катушках электромагнитных реле, ИХ .роли и
исполнении.
5.	.Перечислите и охарактеризуйте типы электромагнитных реле, исполь-
зуемых в аппаратуре автоматизации-,	'	....-•
6.	Перечислите и охарактеризуйте основные параметры работы электромаг-
нитных реле.
7.	Вычертите и охарактеризуйте энергетические (тяговые и механическую)
характеристики электромагнитных реле.	.
8.	Каковы условия устойчивого срабатывания и четкого отпускания реле?
9. Вычертите и охарактеризуйте:
а) конструктивные методы изменения временных параметров реле;
йб) Схемные методы изменения временных параметров;
?в) схемы искрогашения с шунтированием обмотки реле (индуктивности
управляемой цепи);
г) схемы искрогашения с шунтированием управляющих контактов.
*	10. Каково назначение, устройство и принцип работы шагового распредели-
теля?
43
ГЛАВА 4
СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ
Из-за неравномерности нагрузки в сетях электроснабжения
угольных шахт значительны колебания напряжения. Для средств
автоматизации, питающихся от вторичных цепей, колебания
напряжений, превышающие ±5 %, недопустимы. Поэтому для
обеспечения устойчивой работы (без сбоев и отказов) шахтных
систем автоматики независимо от кратковременных или длитель-
ных колебаний напряжения в сетях электроснабжения применяют
Стабилизаторы напряжения.
Стабилизатором напряжения называют электричек
ское устройство, которым поддерживают постоянное напряжение
на выходе в заданных, пределах (обычно ±20 %) колебания
напряжения на входе.	4
Основной показатель качества работы стабилизаторов —
коэффициент стабилизации, определяемый как отноше*
ние относительного изменения входной величины к относитель-
ному изменению выходной величины: ka
^у/у-
Чем выше коэффициент стабилизации, тем эффективнее работа
- стабилизатора. Если, например, входное напряжение изменится
: на 20 %, а выходноена 0,5 %, то feCT=s40.
„ В аппаратуре горной автоматики для стабилизации напряже-
ния в цепях постоянного тока применяют полупроводниковые
, стабилизаторы, а в цепях переменного тока — электромагнитные
стабилизаторы с ферромагнитными сердечниками.
* В системах автоматики угольных шахт сигналы йа выходах
датчиков не всегда имеют мощность, достаточную для непосред-
ственного воздействия на управляющие или исполнительные
органы. Поэтому такие сигналы подвергают предварительному
: усилению.
4 Электрическим усилителем называют устройство
для усиления мощности в нагрузке с помощью электрического
сигнала значительно меньшей мощности. Слабые сигналы датчи-
ков усиливаются За счет энергии дополнительных источников до
мощности, обеспечивающей работу управляющих или исполни-
тельных устройств (механизмов).	.,,
V* Любой усилитель характеризуется коэффициентом усиления,
Выходной мощностью и коэффициентом полезного действия. «
* Коэффициентом усиления называют отношение вели-
чины выходного (усиленного) параметра к величине входного
(усиливаемого)' параметра:
Коэффициент усиления может быть определен по току, напря-
жению или мощности.
44
Общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя
определяют как произведение коэффициентов усиления отдельных
каскадов: k —	..kn.'
Выходной мощностью усилителя является максималь-
ная полезная мощность-на его выходе, потребляемая управляю-
щим или исполнительным устройством системы автоматики.
Коэффициентом полезного действия усилителя,
называют отношение выходной мощности к мощности, потребляем
мой усилителем от дополнительного источника п.итания.1,
Г] Раых/Ря.в == Руом / Ря.п-
Широкое использование в стабилизаторах, усилителях и дру-
гих устройствах полупроводниковых приборов позволило значи-
тельно повысить надежность их работы, увеличить к.п.д., существ
венно уменьшить габариты и массу.
Наряду с электронными усилителями широко применяют маг*
нитные усилители с мощностью в несколько десятков киловат#
и значительной перегрузочной способностью. Например, при ис-
пользовании магнитных усилителей автоматизируют электро-
привод подъемных машин.
Ж Стабилизаторы напряжения
Jp стабилизаторах с полупроводниковыми приборами используют
свойство нелинейности вольт-амперных характеристик кремниевых
диодов, заключающееся в том, что при больших изменениях об-
ратного тока пробивное напряжение диода остается постоянным.
Преимущества полупроводниковых стабилизаторов — неогра-
ниченный срок службы, надежность работы при любых положе-
ниях в условиях высокой влажности, пылегазовой атмосферы,
ударных нагрузок и вибраций. Основной недостаток — неустой-
чивость работы в условиях резких перепадов температур из-за
разброса параметров транзисторов.	*
В электромагнитных стабилизаторах напряжения используют
свойство нелинейности кривой намагничивания стальных сердеч-
ников. Есть два вида электромагнитных стабилизаторов — ферро-
магнитные и феррорезонансные.
Ферромагнитный стабйДйгЗйтор напряжения (рис,
Основан на использовании явления магнитного насыщения ферро-
магнитного сердечника, кривая намагничивания которого имеет
нелинейный характер. Он состоит из двух трансформаторов 1 и 2,
первичные обмотки которых1 намотаны согласно, соединены после-
довательно и подключены к напряжению сети. Вторичные
обмотки намотаны встречно и соединены последовательно. Сер-
дечник трансформатора / изготовлен из стали, обладающей боль-
шой индукцией, а сердечник трансформатора 2 — из стали с малой
индукцией, благодаря чему первый насыщается быстро и резко,
а второй — медленно и плавно. При увеличении первичного на-
45
Рис. 23. Схема (а) и харажерйетйШ фёрромагнй'габгд
^абилиэадора. напряжения
пряжения (Л напряжение U” возрастает плавно (рис. 23, б),
тогда как напряжение б/<> сначала возрастает резко, а при достиже-
нии насыщения продолжает возрастать также плавно. Трансфор-
маторы рассчитывают так, чтобы в диапазоне изменений напря-
жения Ui кривые, соответствующие напряжениям U'2 и U", имели
одинаковый угол наклона а. Тогда выходное напряжение U2, рав-
ное разности напряжений. U2 и Ж, будет н этом диапазоне по- .
стоянным.
Фе р р о р е з о н ан с н ы й стабилизатор напряжения (рис,,
24, а) содержит резонансный контур, состоящий из бы стр он а сы- ’
щающего дросселя 1 с конденсатором С и автотрансформатора 2.
При этом резонансный контур обеспечивает более резкую, не-
линейность характеристики и сдвиг по фазе напряжения U'z
контура в зоне насыщения приблизительно на 180°. Стабилизи-
рованное напряжение Сю на зажимах нагрузки (рис. 24, б) при-
близительно равно разности действующих значений С/э и U2 вто-
ричных напряжений.
Каждый из рассмотренных стабилизаторов может быть выпол*
нен на трехстержневом сердечнике, а конденсатор включен парал-
лельно (резонанс токов) или последовательно (резонанс напря-
жений) с катушкой дросселя.
Феррбрезонансные стабилизаторы имеют большую по сравне-
нию с ферромагнитными мощность (до нескольких сот ватт) и
более высокий к.н.д., достигающий 0,8—0,85 (ферромагнитные —
.Рис, '24. Схема (а) и характеристики (б) фёррдрёЗО'КЖ-
Ш9Ш СТа.ЙВДдаЗДТВра напряжения
0,4—0,6). В режиме короткого замыкания ток на выходе ферроре-
зонансных стабилизаторов не превышает двух-,, трехкратных зна-
чений номинального тока, что особенно важно при использовании
их для питания искробезопасных цепей.
§ 16. Электромашипные и магнцтные усилители
ЭИёК^рбмашинньге усилители (ЭМУ) ранее широко применялись
в системах автоматического регулирования различных электро-
приводов. В настоящее время их иногда используют при автомати-
зации подъемных машин для динамического торможения при:
асинхронных двигателях с фазным ротором и для возбуждения'
пусковых генераторов в системах Г-Д и их модификациях.
По способу возбуждения ЭМУ различают: с самовозбужде-
нием (параллельным и последовательным) и с поперечным полем.
ЭМУ' £ поперечным полем представляет собой генератор по-
стоянного тока с двумя парами щеток, установленных под углом
90°. К щеткам продольной оси подключается нагрузка, а щетки
поперечной оси накоротко замкнуты. Конструктивно ЭМУ с попе-
речным полем обычно объединяется с приводным, адф^тродвй-
гателем. , ..
Существенные недостатки ЭМУ с поперечным полем — вредное
влияние гистерезиса., наличие вращающихся частей и щеток
коллектором.,,	”	й
М а г н ит н ы м у си л и г с л е м называют электромагнитное
статическое устройство, в котором использовано свойство ферро-
магнитных материалов изменять свою магнитную проницаемость
под влиянием намагничивания постоянным током, чем обеспечи-
вается возможность управления значительной мощностью, нагруз-
ки в цепи переменного тока относительно малым намагничи-
вающим постоянным током.
й Роль управляем®: Элементов в магнитных усилителях выпол-
няют Катушки индуктивности с. ферромагнитными сердечниками,.
При этом в основу принципа действия магнитных усилителей по-
ложено свойство дросселя насыщения (рис. 25) изменять свою
ЙйдуктйвностнпоД влиянием намагничивания сердечника постоян-
Жм таком. При пропускании постоянного тока по управляющей
обмотке 1 магнитная проницаемость сердечника на переменном
токе уменьшается, что приводит к снижению индуктивного сопро-
тивления нагрузочной обмотки 2 переменному току, а это, в свою
Очередь, вызывает увеличение тока в нагрузке при’ постоянной
амплитуде источника э.д.с. переменною тока.
Для снижения индуктируемой э.д.с. переменного тока в управ-
ляющей обмотке и уменьшения переменного тока, протекающего
через источник иостоян.ного тока, в цепь указаннойобмотки нужно
включать большую индуктивность,.,
Для сердечников магнитных усилителей используют электр"о-
техническне стали, {железо-кремниевые сплавы) и пермаллоем
Рис. 25. Схема дросселя насыщения
(железо-никелевые сплавы), обладающие свойством быстрого
магнитного насыщения и имеющие очень малые потери на гисте-
резис при перемагничивании. Сердечники могут быть кольцевыми
(тороидальными) или П- и Ш-образными.
Рассмотрим простейший магнитный усилитель без начального
подмагничивания (рис. 26, а)составленный из двух дросселей на-
сыщения. На среднем стержне сердечника размещена управляю-
щая (намагничивающая) обмотка, а, на двух смежных стерж-
нях — нагрузочные (выходные) обмотки, соединенные последова-
тельно и намотанные согласжн При пропускании через обмотку
управления постоянного тока магнитная проницаемость сердеч-
ника уменьшается и приводит к снижению индуктивного сопро-
тивления нагрузочных обмоток, что, в свою очередь, вызывает
увеличение тока в нагрузке. При этом указанное включение обмо-
ток нагрузки исключает влияние переменных магнитных потоков
(они взаимно уничтожаются) на обмотку управления, а следова-
тельно, и на источник постоянного тока.
Характеристика управления (рис. 26, б) симметрична относи-
тельно оси ординат и свидетельствует о том, что такой усилитель
нечувствителен к полярности входного сигнала, т. е. одинаковым
значениям управляющих токов противоположной полярности со-
ответствует один и тот же ток нагрузки.
В магнитном усилителе с начальным подмагничиванием,
имеющем больший коэффициент усиления, на среднем стержне
дополнительно размещена обмотка, питающаяся от вспомогатель-
ного источника — выпрямителя и называемая обмоткой смещения.
Магнитным потоком этой обмотки кривая управления смещается
Ш оси ординат, и крутизна одной из ветвей характеристики
увеличивается.
Рис. 26. Схема (а) и характеристика (б) магнитного
усилителя без начального подмагничивания
48
Магнитные усилители широко применяют в системах горной
автоматики, так как по сравнению с другими усилителями они
имеют ряд преимуществ’
высокую надежность при постоянной готовности к работе,
простоте обслуживания и неограниченном сроке службы;
высокий коэффициент усиления (до 105 на каскад) и возмож-
ность усиления весьма малых (до LQ-17) сигналов;
широкий диапазон мощностей—от нескольких ватт до не-
скольких сот киловатт!
высокую перегрузочную способность и стабильность характе-
ристик в неблагоприятных условиях (большие перепады темпера*
тур, вибрация, тряска, пыль, грязь, влажность и др.).
Существенные недостатки магнитных усилителей —- сравни-
тельно высокая (0,08—4 с) инерционность, большие размеры и
масса, особенно при промышленной частоте 50 Гц.
Контрольные вопросы
t. Дайте определение и общую характеристику стабилизаторам напряжения
и электрическим усилителям.
Назовите достоинства и недостатки полупроводниковых стабилизаторов.
Л Расскажите о назначении, устройстве и принципе действия ферромагнит*
ного и феррорезонансного стабилизаторов.
'Укажите достоинства и недостатки ЭМУ..
Ц Расскажите о назначении, устройстве и принципе действия:
а)	дросселя насыщения; .
б)	магнитного усилителя без начального подмагничивания.
® Каковы особенности устройства и характеристики управления магнитного
усилителя со смещением?
&	Укажите достоинства и недостатки магнитных усилителей.
ГЛАВА 5
БЕСКОНТАКТНЫЕ И ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
§ 17, Общая характеристика бесконтактной техники
В аппаратуре и схемах автоматизации в последние годы наряду с •*
релейно-контактными широкое применение находят статические
элементы, не имеющие подвижных частей, называемые бескон-
тактными.
Если для релейно-контактного элемента устойчивые состояния
очевидны и обусловлены способностью его контактов пропускать
или не пропускать электрический ток, то для бесконтактного эле-
мента может быть два различных состояния какого-либо электри-
ческого параметра, например, напряжения и тока или продолжи*
тельности соответствующего импульса. По аналогии с релейно-
контактным элементом можно считать, что состоянию «Включено»
бесконтактного элемента соответствует выдача сигнала (протека-
ние тока), а состоянию «Выключено» — отсутствие выходного
сигнала (запертое состояние). К простейшим-бесконтактным
элементам относят: кристаллические диоды и транзисторы, ферро-
магнитные, элементы с нелинейной, характеристикой намагничива-
ния (стабилизаторы и магнитные усилители), магнитные элемен-
ты с прямоугольной петлей гистерезиса (П11Г) и их комбина-
нии.
В современной аппаратуре автоматизации бесконтактные эле-
менты выполняют функции реле, контакторов, распределителей и
др. Благодаря высокой надежности бесконтактных элементов, их
незначительной энергоемкости, малой чувствительности к вибро-
нагрузкам, влажности, запыленности и. химической агрессивности
шахтной атмосферы, значительно повышаются надежность работы
и эффективность использования аппаратуры автоматизации в под-
земных условиях. &
В различных электронно-вычислительных устройствах и маши*
$ах наряду с бесконтактными щирокЪ используют л о г.ф ч и е
1 л фХге н t ы, под которыми понимают электрические схемы, вы-
полняющие определенные логические зависимости между входными
и выходными сигналами, т. е. реализующие какие-либо логические
операции. При этом наибольшее применение получили схемы, в
которых сигналы входа и выхода имеют дискретные значения двух
уровней — «нуль» и «единица»,— аналогичных двоичной системе
счисления в математике.
Логические элементы по своему действию также дискретны,
f эейрну их положен принцип, реализующий только два состояния:
«Да» или «Нет» (наличие или отсутствие выходного напряжения).
Они не могут передавать амплитуды какой-либо величины, соеди-
нять или. разрывать цепи.
Термин «Логический элемент» относится как к контактным,
так и к бесконтактным элементам, характеризующимся только
двумя устойчивыми состояниями входов и выходов/ Однако бес-
контактные логические элементы не могут заменять контактные
реле, во всех случаях их применения, они могут только аналогично
реле выполнять логические функции.
Конструктивно логические элементы выполняют в виде функци-;
опальных блоков, на панелях которых компактно смонтированы
отдельные детали. Подключают логические элементы к. источникам
питания и соединяют между собой штепсельными разъемами, а в
особо ответственных случаях — пайкой.
При монтаже печатных схем соединения отдельных бесконтакт*
ных элементов между собой выполняют не обычными проводами,
а плоскими металлическими полосками, тем или. иным способом
закрепленными (нанесенными) на плате из изоляционного мате-
риала. '	, ;; “
Методом печати выполняют не только провода, но и отдель-
ные элементы: резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и т. п.
Для защиты бесконтактных элементов от внешних воздействий пе-
чатный монтаж обычно покрывают эпоксидным компаундом и по-
мещают в пластмассовый корпус.
50
Бесконтактные элементы > печатном йсПШНенИй имеют еще
меньшие размеры и массу, а аппаратура с такими элементами не
требует регулировки, наладки при эксплуатации, имеет значитель-
ный срок службы, не зависящий от числа псреключедиж -
§ 18. Бесконтактные реле и распределители
Для. создания бесконтактных переключающих устройств исполь-
зуют магнитные, полупроводниковый и ионные приборы или спе-
циальные схемы, обеспечивающие Скачкообразный переход из
одного устойчивого состояния в другое.
-Магнитные бесконтактные реле. В качестве магнит-
ных реле можно использовать магнитные усилители, обеспечиваю-
щие переход в релейный режим при глубокой положительной
обратной связи.
В современных системах чаще используют магнитные элементы
с прямоугольной петлей гистерезиса (МЭППГ), выполняемые с
Сердечниками из пермаллоев или ферритов и обеспечивающие
устойчивые магнитные состояния в точках положительной и отри-
цательной остаточной магнитной индукции. Эти элементы также
называют и аг нит о-г и с т е ре з и с н ы м и (МГЭ).
Рассмотрим процессы, происходящие в МГЭ (рис. 27, а) С ВХОД-
НОЙ управляющей 1, выходной нагрузочной 2 и питающей или
считывающей 3 обмотками. В исходном состоянии при отсутствии
тока в обмотках, в зависимости от предыдущего намагничивания,
сердечник будет обладать положительной +В0СТ или отрицатель-
ной — Вяст остаточной индукцией (рис. 27, б)*
Предположим, что сердечник находится в состоянии, соответ-
ствующем точке 1 при Вост. При подаче на вход положительного
импульса Ц-Л индукция увеличится да фДтав « нри снятии его —
вновь уменьшится до +ВОст- Сердечник останется намагниченным.,
в состоянии, соответствующем точке 1. При подаче на вход очеред-
ного отрицательного импульса — Л, создающего отрицательную*
намагничивающую силу — Нтав произойдет скачкообразное пере-
магничивание сердечника в состояние, соответствующее точке О,
и в,выходной обмотке 2 появится импульс тока /2.
При следующем намагничивании сердечника импульсом -|-/| и
переходе индукции от --В0(гкв выходной обмотке 2 вновь
возникает импульс тока —/г, нб уже другого направления. При
необходимости амплитуда этого сигнала может быть значительно
уменьшена (практически до нуля) включением диода V.
Для .обратного перемагничивания сердечника используют пи-
тающую обмотку Д а импульсы и Д противоположных
знаков подаются в свои обмотки поочередно. При совпадении зна-
ков импульсов входной и питающей обмоток сигнала в выходной
обмотке не будет.
Таким образом, рассмотренный МГЭ является импульсным
трансформаторным элементом.
Fhc. 27. M?i: нлпю-п.'ст.срезиеный элемент
БрржрдтйМй'О	'реле^Прй
использовании транзисторов может быть получен релейный режим*
, Так, в двухкаскадном усилителе, собранном на двух транзисторах
с глубоко положительной обратной связью, транзистор второго
каскада из состояния насыщения в состояние отсечки будет
переходить скачкообразно, яд е. обеспечит релейный режиму
Переключающее устройство с релейным режимом, называемое
триггер ой, может быть получено из двух транзисторов. В схеме
соединений переключающего устройства база каждого транзи-
стора через резистор соединяется с коллектором другого тран-
зистора, а следовательно, база каждого из транзисторов управ-
ляется напряжением коллектора другого транзистора. Положи-
тельные импульсы, подаваемые поочерёдно, на входы схемы (базы
транзисторов), обеспечивают скачкообразный переход ее из одного
устойчивого состояния в другое; в каждом из которых один тран-
зистор открыт, а другой заперт.	3
V Бесконтактные распре делители по сравнению в Контактными
обеспечивают резкое повышение быстродействия и надежности
работы.	s „
Распределитель на магнитных элементах
(рис. 28) собран из нескольких ячеек с МГЭ, на сердечниках
которых Имеется по четыре обмотки: W1 — входная, или подго-
товки, предназначенная для перемагничивания сердечника и связи
е предыдущим элементом; W2 — питания, или считывания, обеспе-
чивающая обратное перемагничивание сердечника; W3 — пере-
носа, или связи с последующим элементом; IV4 — выходная, или
нагрузочная. При этом обмотки W2 нечетных и четных сердеч-
ников соответственно соединены последовательно; обмотки 1Г<3
’ предыдущих сердечников с обмотками W1 последующих сое-
динены через диоды, что позволяет передавать в обмотки Ж/
последующих сердечников только импульсы, возникающие при
перемагничивании сердечника из состояния «1» в состояние «О».
В исходном положении все сердечники находятся в состоянии
«О». Кратковременным нажатием кнопки S1 сердечник / п.ерево-
1 Схемы и принципы действия изучают в курсе электроники.
52
рис. 28. Схема распределителя на МГЭ
дится в состояние «/» и подготавливает распределитель к работе.
Последующим переводом ключа S2 в положение I на все обмотай
W2 нечетных элементов подается считывающий импульс, соот-
ветствующий переходу из состояния «1» в состояние «О». Так
как только сердечник первого элемента находится в состоянии «1»,
он, перемагничиваясь, вызывает появление импульса на выходе /
и передачу через обмотку W3 импульса на обмотку подготовки
, 1Г/ сердечника 2, переводя его. в состояние «1»;	(
Переводом ключа S2 в положение II очередной импульс считы-
вания посылается в обмотки W2 четных элементов. При этом сер-
дечник 2, возвращаясь в состояние «О», обеспечит выдачу импуль*
са на выходе 2 и подготовку элемента 3, намагничивая его сер-
дечник в состояние «1». Таким образом, при каждом переводе
ключа из одного положения в другое выходные импульсы появ-
ляются поочередно на всех выходах. Очевидно, что функции
кнопки SI и ключа S2 в промышленных распределителях должны
выполнять также бесконтактные элементы:,
§ 19. Логические операции и элементы
В системах (схемах) автоматического управления и вычислитель-
ных машинах дискретного действия все более широкое применение
находят логические элементы, которые осуществляют оп-
ределенные логические зависимости между входными и выходными
сигналами, обусловленные установленными заданиями и называе-
мые л о г и ч секи м и опер а ц и я м и (функциями).
“Ч Основные логические операции: И, ИЛИ, НЕ, а комбинации из
Основных элементов дают возможность получить такие операции,
как, например, И — НЕ, ИЛИ, — НЕ и др.
Логическая операция И (конъюнкция—Д) соответствует
зависимости, при которой сигнал на выходе будет только в слу-
чае одновременной подачи всех предусматриваемых в данном
случае входных сигналов. Эта операция соответствует логическому
умножению, а логический элемент, реализующий ее, называют
Схемой совпадения.:
Логическая операция ИЛИ (дизъюнкция — соответствует
зависимости, при которой сигнал на выходе будет в случае подЛи
хотя бы одного из предусмотренных сигналов на входе. Эта опера-
ция соответствует логическому сложению, а логический элемент,
реализующий ее, называют собирательной схемой.
Логическая операция НЕ (инверсия — отрицание, противо-
положность) соответствует зависимости, при которой сигнал на
выходе будет при отсутствии сигнала на входе и, наоборот/
при подаче сигнала на вход сигнал на выходе исчезает. Логи-
ческий элемент, реализующий эту операцию, называют инверто-
ром. J
-Логическая операция И — НЕ соответствует зависимости, при
'которой сигнал на выходе появляется при " отсутствии входных:
сигналов или подаче одного (любого) из них.
Логическая операция ИЛИ — НЕ соответствует зависимости,
Ври которой сигнал на выходе появляется только при отсутствии
обоих входных сигналов, а при подаче любого или одновременно
обоих входных — выходной сигнал исчезает.
В табл. 1 в соответствии с описанными логическими операциями
приведены условные обозначения логических элементов и логи-
ческие зависимости сигналов (таблица истинности) для них.
При этом элементы изображены С одним-двумя входами и одним
Выходом, однако практически они имеют до 16 входов и 8 выходов.
Логические элементы выполняют на электронных, полупровод-
никовых и магнитных приборах и различных комбинациях с
использованием резисторов и конденсаторов.
Таблица 1																
Логичес- кая one* рация	Обозначение логического элемента			Таблица ИСТИННОСТИ		Логичес* кая опе- рация	Обозначение логического элемента						Таблица истинности ;			
и				:	х2	У	И-НЕ							*3		У	
	X,-	&	— У	1 1 d 1 1 0 0 0	1 0 0 0		*1“		&		f-У		1 1 ; 0 1 1 0 0 0		0 1 1 1	
																
или				*1	*3	У	ИЛИ - НЕ							л-1 л-2		У	
		1	~ У	1 1 0 1 1 0 0 0	1 1 1 0		*1-		1 1		>- У		1 1 0 1 1 0 0 0		0 0 0 1	
																
НЕ				яг	У	И - или - НЕ							*1*3			У
								а &		1 1		— У				
		1 4	р- У	' 1 0	’ &  1	0 t		Аз — *3- •Я						1 0 1 0	1 1 0 0		0 0 0 1
																
54
В промышленности широко используют логические элементы
унифицированной системы «Логика» для работы от дискретных
сигналов с двумя уровнями напряжений: малым и большим,
условно обозначаемыми соответственно нулем и единицей; сигнал
«О» должен иметь абсолютное значение не более 0,9 В, сигнал
1 — не менее 4 В. Система «Логика» позволяет собирать схемы
автоматического управления, регулирования, контроля и защиты
различных объектов (установок).
Далее, в гл. 17 будет описано практическое использование
логических элементов при создании интегральных микросхем, на-
шедших широкое применение в различных отраслях народного
хозяйства.	'а
При проектирований Схем автоматики с использованием бес-
контактных логических элементов следует вначале составить
структурную, или функциональную, схему системы автоматическо-
го управления или регулирования с описанием последовательности
технологических операций, используя набор логических функций
(ИЛИ, НЕ, И и др.). Затем, учитывая специфику работы логичен
ских элементов и правила их включения, составляют принципи-,
альную схему соединения отдельных приборов и узлов системы.
На основании принципиальной схемы разрабатывают схему сое-
динений (монтажную), по которой производят сборку отдельных
блоков аппаратуры автоматики и монтаж их на месте установки.
Контрольные вопросы
1.	Дайте общую характеристику бесконтактных и логических элементов.
Каковы особенности печатных схем с бесконтактными элементами?
Опишите процессы, происходящие в МГЭ с тремя обмотками.
-4* Дайте общую' характеристику бесконтактных полупроводниковых реле.
» Д Расскажите о назначении, устройстве и принципе действия распределителя
на магнитных элементах.	*
Ш Что называется логическим элементом и логической операцией?
С, Перечислите и охарактеризуйте основные и комбинированные логические
операции;	«
& Дайте общую характеристику логических элементен унифицированной
системы «Логика».
9.	Назовите основные положения проектирования схем автоматики с бескон-
тактными логическими элементами.
ГЛАЗА 6
ОСНОВЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ
Телемеханикой называют область науки и техники, охваты-
вающую теорию и средства автоматической передачи на большие
расстояния команд управления и информации о состоянии управ-
ляемых объектов. При этом информацией считают сведения, содер-
жащиеся в том или ином сообщении, а сообщением может быть ка-
кой-либо текст (цифровой или логический).
Комплекс технических средств, ооеспечивающих передачу на
расстояния по каналам связи значительного числа (поочередно
Или одновременно) команд от оператора (диспетчера) или управ-
ляющей вычислительной машины к объектам управления и кон*
трольной информации в обратном направлении, называют си сте-
кой т ел е м е х аники.
Процесс внедрения системы телемеханики в производство от-
расли промышленности называют телемеханизацией. Она позво-
ляет контролировать и управлять многими территориально-разоб-
щенными комплексами оборудования с одного места (центрально-
го диспетчерского пункта — ЦДП) с использованием существенно
меньшего числа жил кабелей, чем при дистанционных способах.
Общее свойство систем телемеханики использование кана-
лов связи для передачи различных сигналов. Следовательно, теле-
механику можно также рассматривать как одну из разновидностей
техники связи.
§ 20.	Классификация и характеристика систем телемеханики
В зависимости от выполняемых функций системы телемеханики
можно разделить на системы: телеуправления, телесигнализации^,
телеизмерения и телерегулирования.' .
-Телеуправление (ТУ) обеспечивает передачу команд уп-
равления вполне определенных значений (например, «Ход»,
«Стоп», «Вверх», «Вниз», «Вперед», «Назад» и др.) различным
исполнительным устройствам и механизмам.
₽ Тел ее и гнал и за ц и я (ТС) обеспечивает передачу сооб-
щений о состоянии контролируемого (управляемого) объекта
(например, «Включено», «Отключено», «Нормальная работа»,
«Перегрев», «Авария» и т. п.).
Телеизмерение (ТИ) обеспечивает передачу сообщений,
дающих количественную оценку состояния объекта, т.. е. передачу
величин (напряжения, тока, температуры и др.), характеризующих
режим работы. * ,
Системы ТС и ТИ, обеспечивающие наблюдение на расстоя-
нии за оборудованием и ходом производственного процесса,
объединяют под общим названием системы телеконтро^
ля (ТК).-	- »
Телерегулирование (ТР) обеспечивает передачу на рас-
стояние некоторых непрерывно изменяющихся величин, определяю-
щих заданный режим» работы.управляемого объекта.
Структуру телемеханической системы в общем виде можно
представить в виде схемы (рис. 29).
Телемеханические устройства на пункте управления и у управ-
ляемых объектов содержат передатчики и приемники сигналов,
обеспечивающие качественное или количественное преобразование
сообщений, передаваемых в обоих направлениях.
: Современные системы телемеханики чаще всего комбиниро-
Рис, 29. Структура телемеханической системы
ванные, совместно решающие задачу ТУ — ТС — ТИ. Такие систе-
мы являются устройствами двустороннего действия, предназна-
ченными для передачи вручную или автоматически с диспетчер-
ского пункта (ДП) на исполнительный пункт (ИП) команд, реали-
зующих заданную программу управления объектами, и для
передачи в обратном направлении — на ДП контрольных сообще-
ний о состоянии объектов.
В системах ТУ и ТС, как правило, используют одни и те же ме-
тоды и технические средства передачи сигналов и поэтому обычно
объединяют в общую систему ТУ -- ТС, представляющую собой
многофункциональную электрическую схему, собранную из раз-
личных элементов релейной контактной и бесконтактной аппара-
туры и обеспечивающую передачу информации в двух встречных
направлениях. При этом чаще всего сигналы ТУ и ТС передаются
по одной и той же двухпроводной линии связи поочередно во вре-,
мени.
§21.	Признаки сигналов и устройства связи
Носителями информации в системах телемеханики являются сиг-
налы — импульсы тока с различными признаками. При этом
посылки сигналов могут быть прерывистыми, передаваемыми
эпизодически, и непрерывными, передаваемыми постоянно. Первые
используют в системах ТУ и ТС, а вторые ~ в системах ТС, ТИ и
иногда ТР.
Качественные признаки сигналов: полярность и амплитуда
импульсов тока, длительность посылок и интервалов между ними,
частота и фаза посылок.	3
Полярность импульса определяется направлением тока в
цепи и обеспечивает два качественных признака (рис. 30, а). Поло-
жительная полярность сигнала 1 является одним признаком по-
сылки, а отрицательная полярность сигнала 2— другим призна-
ком. Признаки полярности посылок используются только при
двухпроводных линиях связи, а воспринимаются поляризованными
Рис. 30. Качественные признаки сиг-
налов: 1, 2. 3 — импульсы сигналов
реле, нейтральными реле #
диодами или бесконтактными
устройствами.
Импульсы посылок различ-
ной амплитуды (рис. 30, б),
используемые в качестве при-
знака, можно получить измене-
нием напряжения источника
питания. Эти признаки посылок
ввиду возможных искажений
из-за изменений сопротивления
изоляции линии целесообразно
учитывать при кабельных свя»
зях« Прием (расшифровка)
таких признаков выполняется
с помощью реле разной чув-
ствительности. ’’
Длительность пбёыйбк ий-
пульсов (рис. 30, в) характе-
ризуется изменением времени
(продолжительности) очеред-
ного сигнала. При использова-
нии этого признака сигналов
на пункте передачи должно
быть устройство, изменяющее длительность посылок, а на пункте
приема —- элементы, различающие эти посылки. Теоретически
число таких посылок может быть неограниченным, однако на
практике для четкости применяют только два импульса: короткий
и длинный. В качестве посылки можно использовать и паузу раз-
ной длительности между импульсами одинаковой длитель-
ности.
Частота представляет собой признак посылок однополярных
импульсов на постоянном токе или периодически синусоидальных
колебаний на переменном токе (рис. 30, г). Создание частотных
признаков посылок на передающей стороне осуществляется:
генераторами, а расшифровка на приемной стороне — приемни-
ками, настроенными на соответствующие частоты генераторов.
Число посылок с частотным признаком теоретически может быть,
.любым, а практически обусловливается конструктивными воз-
можностями генераторов частоты и приемников — дешифраторов.
Фаза посылки сигнала (рис. 30, (?) определяется по
отношению к какому-либо периодическому опорному процессу, в,
Качестве которого обычно принимается сигнал синусоидальной
формы. Сдвиг сигналов переменного тока по фазе теоретически
может быть любым, но практически надежность работы системы
обеспечивается с фазовым, сдвигом посылок 0 и 180 °; т. е. число
посылок сигналов с фазным признаком равно двум.
В системах телемеханики горной промышленности получили:
распространение признаки сигналов с использованием полярности
постоянного тока и частоты (высокой) переменного тока.
телемеханике преобразование любого сообщения в электри-
ческий сигнал одного из описанных выше признаков производится
кодированием (условным обозначением сигналов)., Закоди-
рованные сообщения передают по каналам связи.
Каналом с в я з и называют комплекс приемно-передающих
устройств и линии связи, обеспечивающий независимую (одновре-
менную или поочередную) передачу сигналов с одного пункта на
другой, часто разделенных большими расстояниями. При этом в
качестве линии связи в подземных условиях используют жилы
контрольных, телефонных и силовых кабелей, а в ряде случаев —
трубопроводы, подъемные канаты, контактный провод и рельсовый
путь. На поверхности в качестве линий связи также используют
провода высоковольтных воздушных линий электропередач (ЛЭП)
и радиолинии.
В целях уменьшения затрат обычно используют общую линию
связи для передачи многих сообщений в прямом и обратном
направлениях. Систему телемеханики с общей линией связи, на ко*
торой организовано несколько независимых каналов ТУ — ТС —
ТИ, называют многоканальной. Такие системы отличаются от
одноканальных наличием в пункте приема разделительных
устройств (в частности, фильтров); выделяющих и пропускающих
раздельно сигналы определенных каналов и не допускающих
смешивания их между собой.
Для систем телемеханики горной промышленности наиболее
целесообразно использование для телемеханической связи свобод-
ных или занятых жил телефонных кабелей, а в подземных усло-
виях •— комбинированной линии связи (жилы телефонных и сило-
вых кабелей). Кроме того, для сокращения затрат прибегают к
многократному использованию выделенных или занятых линий
связи одним из способов: созданием искусственных цепей, пооче-
редным или одновременным предоставлением линии для каждого
вида передачи и частотным уплотнением.
Создание искусственных цепей. Этот способ позво-
ляет сравнительно просто получить возможность многократного
использования существующей телефонной линии связи примене-
нием специальных схем включения и различных видов тока, посы-
лаемого в линию. При этом включаемые разделительные конденса-
торы не пропускают постоянного тока телефонной батареи,
а дроссели, пропуская переменные токи системы телемеханики, не
пропускают переменные (разговорные) токи.
Поочередное или одновременное п р с д о с т а вл е-
н и е линии связи. Поочередное предоставление выделенной
линий может быть осуществлено с использованием признака
полярности. Сущность этого способа (рис. 31, а) состоит в еле*
дующем: при поочередном нажатии кнопок S/ и S2 в линии про-
текают токи противоположной полярности, вызывающие срабаты-
59
Рис. 31. Схема многократного сгюлъзования линий связи
вание соответствующих реле (К1 или К2}, которые своими
контактами переключают цепи управления и сигнализации.
Размыкающие контакты кнопок S1 и* S2 обеспечивают электри-
ческую блокировку, предотвращающую саморазряд батарей при
одновременном нажатии кнопок. Этот способ использования линии
применяют в аппаратуре автоматизации конвейерных линий,
вентиляторов главного проветривания и др.
По выделенной линии связи можно также осуществить пооче-
редную и одновременную передачу сигналов постоянного и пере-
менного тока. Для этого достаточно (рис. 31, ®) в цепи источника
постоянного'тока и реле К/ включить дроссели LI, L2, а в цепи
источника переменного тока и реле К2 — конденсаторы Cl, С2.
При замыкании ключа S1 срабатывает реле /(/, а рёле К2 остается
отключенным, так как конденсаторы не пропускают постоянный
ток, При замыкании ключа S2 отрабатывает только реле К2, так
как дроссели не пропускают переменный ток через обмотку реле
К!. Схема также допускает одновременное включение реле К1 и
при замыкании обоих ключей.
Ч а ст относ уплотнение. Многократное использование
выделенной или, как правило, занятой линии связи под одновре-
менную передачу сигналов разных частот называют частотным
уплотнением. При этом сигналы передаются на частотах в диапазо-
не 10—50 кГц по кабелям и в диапазоне 60—300 кГц по воздушным
лэп.
При частотном уплотнении по жилам силовых кабелей (рис. 32) .
для разделения токов промышленной и высокой частоты в линию
линия связи.
( ФВЧ I
ФНЧ I
Iупп J
| рпп )
ФВЧ )
Рис, 32, Структурная схема частотного уплотнения
60
связи включают фильтры низкой частоты (ФНЧ), не пропускают
тис* токй'высокой часто ты в силовое электрооборудование,
тракт высокой частоты (за передатчиками — высокочастотными
генераторами и перед приемниками — высокочастотными фильт-
рами) включены фильтры высокой частоты (ФВЧ), не пропускаю-
щий то.ки промышленной частоты в устройства телемеханики. Ча-
С.ТОТИЭЙ уплотнение — наиболее аффективный способ создания
большого числа каналов по малому числу занятых жил или про-
водов. Его широко используют в системах телемеханики горной
промышленности.
§ 22.	Характеристика методов набираний
систем телемеханики
Из б и р а н и е м или селекцией (разделением.) называют про-
цесс преобразования первичных сигналов на пункте передачи
(ПП) в вид, удобный для следования их по линии связи, и повтор»
ного преобразования (нередко в первоначальное качество) на
исполнительном пункте (ИП) для дальнейшего использования,.
При этом применяют качественный, комбинационный, распредели-
тельный и кодовый методы избирания.
Качественный метод избирания характеризуется посыл*
кой сигналов разных качественных признаков, причем каждый
Импульс может быть послан, .пр отдельной линии связи, или все
импульсы посылаются по одной линии связи.
;В системе телемеханики с качественным методом избирания
(рис. 33) передают сигналы в линию посылкой одиночных импуль-
сов определенной полярности по индивидуальным проводам.
После установки на ПП ключей управления S/—S3 в соответ-
ствующее положение кратковременным нажатием кнопки S4
по всем линиям связи одновременно посылаются импульсы тока
заданной полярности, вызывающие срабатывание поляризован-
ных реле К1—КЗ на ИП и переключение исполнительных цепей.
. Емкость (число сигналов), системы при качественном
(полярном) методе избирания составит m = &n==2*3 = 6 (fe чис-
ло используемых качеств,л — число проводов без обратной линии
связи).
. Системы телемеханики с полярным признаком обеспечивают
возможность одновременной и быстрой посылки нескольких
сигналов, но повышение емкости требует увеличения числа индиви-
дуальных проводов, что ведет к удорожанию линии связи и. систе-
мы в целом,.
Качественный метод избирания используют также в системах
с частотным признаком (рис. 34). На ПП установлены генераторы
G1—G3 синусоидальных колебаний различных частот fj—(з, кото-
рые пропускаются полосовыми фильтрами ПФ1—ПФЗ, а на ИП —
приемники сигналов ПС1—ПСЗ, настроенные на соответствую*
цие частоты и исполнительные реле KJ—K3, подключенные к
в
Рис. 33. Схема качественной
системы с полярным призна-
ком
Рис. 34. Схема качественной
системы g частотным приз-
наки t.i
фазочувствительным выпрямителям ВФ1—ВФЗ. Система с частот-
ным признаком позволяет осуществлять одновременную передачу
всех сигналов, при этом в линии связи будет сложное колебание,
из которого приемниками сигналов ПС1—ПСЗ будут приниматься
соответствующие частоты с последующей передачей воздействий
на исполнительные реле.*	;	1
Комбинационный метод набирания обеспечивается тем,
что в качестве одного сигнала передается- комбинация разных
качеств импульсов тока, проходящих по отдельным линиям связи.
Качественно-комбинационный метод избирания с полярным при-
знаком может быть получен из простой качественной системы
^й'С; 33)., если одному -сигналу будет соответствовать опре-
деленное положение ключей («4~»"или « —») на ПП. При помощи
ключей S1—S3 можно создать в проводах Л1—ЛЗ следующие
восемь комбинаций качественных, признаков тока.
Ключи Комбинации
1 i S В 7 8
«5
•S?	—1 -|- —- — -|- — -f-
S S3 чф- — —	-
В этом случае ключи St—S3, провода Л1—ЛЗ и реле Д'/—КЗ не
закреплены постоянно, а используются для передачи сигнала
какому-либо объекту совместно.. В соответствии с возможными
Рис. 35. Схема системы с распре-
делительным набиранием
комбинациями ключей на ИП поляризованные реле Ki—КЗ свои-
ми контактами образуют цепи для исполнительных реле [на рис. 33
не показаны)'.
Емкость системы при качественно-комбинациокном методе
набирания в общем случае составит: т — k\
Так как в системах ТУ—ТС—ТИ используют только два качест-
венных признака, то по четырем проводам можно передать 16. по
пяти — 32 сигнала и- т.
При качественно-комбинационном методе избирания с увеличе-
нием числа управляемых (контролируемых) объектов требуемое:
число проводов линии связи возрастает непропорционально, но
одновременная передача, нескольких сигналов невозможна, так
Как для каждого передаваемого сигнала занимаются все провода
ЛИНИИ связи.
Распределительный метод избирания позволяет переда-
вать по двухпроводной линии связи большое число сигналов в виде,
поочередно следующих импульсов тока с заданными признаками
полярности-. Так, в системе с шаговыми распределителями
(рис. 35) к неподвижным контактам (ламелям) распределителя
ll/Pi подключены ключи управления 5/ — S3, а к контактам
распределителя П!П2 - исполнительные поляризованные реле
К!—КЗ. При этом каждое реле закреплено за своим объектом,
включение и отключение которого зависят от полярности сигнала.
При перемещении щеток распределителей, по одноименным непод-
вижным контактам к линии связи будут .поочередно подключаться
соответствующие передающие и приемные устройства. Таким
образом, за один оборот щеток (цикл работы распределителей)
полиции можно поочередно дередать сигналы всем исполнитель-
ным цепям,
Быстродействие и надежность систем с распределительным7
избиранием значительно возрастают при использовании бескон-
тактных распределителей.	*
Преимущества распределительного метода избирания: мало-
проводность линии связи и способность передачи группы сигналов
за один цикл работы распределителей. Недостатки — невозмож-
ность одновременной или выборочной передачи сигналов и необхо-
димость строгого, соблюдения синхронно-синфазного переключе-
ния щеток распределителей.
Кодовый метод избирания — разновидность распредели-
тельного метода, когда передача сигнала осуществляется комбина-
* Й
цией нескольких импульсов кодом с заданными качественными
признаками. Импульсы посылаются в линию связи один за другим.
Для выбора определенного объекта управления или сигнализации
в линию связи посылается последовательно во времени группа,
импульсов с различными признаками, образующими код, Каж-
дому сигналу соответствует свой код. Так как для передачи
одного сигнала (приказа) используют всю серию импульсов, то
за цикл движения распределителей возможна передача приказа
только одному объекту.........
Контрольные вопросы.
I» Дайте определения телемеханики и системы телемеханики.
т 2 Перечислите и охарактеризуйте разновидности систем телемеханики,
3. Каково назначение структурных элементов телемеханической системы?
4, Перечислите и охарактеризуйте качественные признаки сигналов.
Что называется каналом связи и какие линии связи в нём используются?
6. Какая система ТМ называется, многоканальной и чем она отличается от
одноканальной? г	"'•й...................................... s
7. Й чем сущность создания искусственных цепей?
1;	8. Охарактеризуйте два способа поочередного иди одновременного предо-
ставления линии связи,	.............
9.	В чем сущность частотного уплотнения?
10.	Что называют набиранием (селекцией) и какие метода набирания ис-
пользуют?
1К Охарактеризуйте системы с качественным методом набирания.
1:2	. Каковы отличительные особенности комбинационного метода избиранйя?
13.	Охарактеризуйте систему с распределительным методом набирания.
14.	В чем сущность кодового метода набирания? "..............
Раздел второй
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ПРОЦЕССОВ
ГЛАВА 7
ДАТЧИКИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
При автоматизаций процессов и комплексов угольных шахт ис-
пользуют большое число разнообразных датчиков, работающих
как самостоятельно (автономно), так и й комплекте с релейными
блоками (аппаратами) . Так, для контроля нагре-
ва и защиты от перегрева подшипников, приводных барабанов лен-
точных конвейеров, обмоток электрических машин и в ряде других
случаев применяют многочисленные датчики и аппаратуру; для
контроля движущихся объектов очистных забоевц транспорта и
подъема — датчики контроля положений (перемещений); контро-
ля заполнения водосборников, бункеров и мест пересыпов —дат-
чики уровней; контроля скорости движения и исправности рабо-
чих. органов конвейеров —• датчики скорости; контроля давлений
воздушных и 'жидкостных потоков — датчики давления и >а Д*
В ряде случаев изделия, состоящие из чувствительного элемен-
Ш (датчика) и релейного блока, являющиеся, по существу,
специальными реле (аппаратурой), заводами-нзготовите.чями на-
званы датчиками (например, датчик контроля положения —
ДКП-М). Такие изделия будут описаны ниже (см. гд. 9).
§23. Датчики температуры
Датчики контроля температуры ДКТ-1 (рис. 36) имеют латун-
ную трубку, внутри рабочего конца которой размещается индукн
тивная катушка на ферритовом сердечнике. При нормальной
-температуре среды, в которой, навещен датчик, индуктивность
катушки большая (.3000 мкТн). С повышением контролируемой
температуры индуктивность катушки уменьшается. Эти. термодат-
чики подключают к современной аппаратуре контроля темпера-
туры ЛК Т-2. описываемой в гл. 9.
Термодатчики ТД-70	(ТД-100, ТД-150), ТД11-231У,
ТДП-232У, используемые комплектно с аппаратурой (АТВ-229
•и др.), в качестве чувствительного элемента имеют полупровод-
никовый терморезистор, расположенный внутри трубки, сопротив-
ление которого резко уменьшается при повышении температуры
среды до установленной величины..
Для автоматической защиты от перегрева подшипников
электромеханического оборудования, а также автоматического
контроля и регулирования различных тепловых процессов боль-
Рис. 36. Датчик контроля
температуры ДКТ-1
Рис. 37. Термодатчик ТДЛ-2
шое распространение получили датчики ТДЛ-2, в которых чувст-
вительным элементом является легкоплавкий сплав Вуда.
Термодатчик ТДЛ-2 (рис. 37) имеет латунный наконечник Р,
в который сплавом Вуда впаян стержень 8, соединенный через пру-
жину Z .с валиком 5. Такое соединение, заменяющее храповой
механизм, обеспечивает относительный поворот стержня и валика
только в направлении разворота витков пружины 12, нижний
конец которой через втулку б соединен с валикрМ> 3 верхний—
закреплен в Корпуседатчика.
При подготовке датчика к .защите поворотом ручки 1 на 90®
по часовой стрелке, валиком заводится пружина 12 и замыкают-
ся контакты 2. При нагреве наконечника до температуры размяг-
чения сплава (65—75 °C) стержень освобождается, и подвижная
часть, разворачиваясь, размыкает (или замыкает) контакты, По-
сле устранения причины перегрева и остывания сплава поворотом
ручки датчик приводится в рабочее состояние.	
В корпусе подшипника термодатчик ТДЛ-2 крепится штуцером
66
<3, который опирается на проволочное кольцо < установленное
в одной из выточек 11 трубки 10 в зависимости от требуемой глу-
бины установки.
Датчик ТДЛ-2 имеет два кабельных ввода и контакты, рассчи-
танные на ток отключения до 3 А при напряжений 380 В. Он имеет
диаметр рабочей части 15 мм и обеспечивает максимальную глуби-
ну ее установки 90 мм.
§ 24.	Датчики положений (перемещений)
Датчик перемещения угольного комбайна ДПК-1 используют в
автоматической подсистеме контроля, анализа и учета основных
параметров работы очистных комбайнов, входящей в состав авто-
матизированной системы управления технологическими процесса-
ми (АСУТП) угольных шахт. С его помощью контролируют рас-
стояние й направление перемещения комбайна? С помощью
датчика ДПК-1, входящего в состав подсистемы передачи телеин-
формации ППТ-1 в комплекте с другими датчиками, можно
определять местоположение угледобывающей машины в очистном
забое и. уступа забоя, перемещение машины и уступа забоя за
смену (сутки), фактическую длину рабочего участка лавы, ско-
рость выемки, производительность забоя и ряд других пара-
метров.
Датчик ДПК-1 соединяют с механизмом подачи угольного ком-
байна. При работе комбайна вращение вала ведущей звезды
механизма подачи передается входному валу датчика. С входным
валом связан квантующий диск с выступами, перемещающийся
между постоянным магнитом и магнитоуправляемым контактом.
Обороты входного вала датчика с помощью этого диска преобра-
зуются в переключения магнитоуправляемого контакта.
Для определения направления вращения вала звезды и на-
правления перемещения комбайна датчик имеет распознаватель
флажкового типа, фрикционно связанный с квантующим диском
и перемещающийся между вторым магнитом и магнитоуправляе-
мым контактом. Замыкание контакта соответствует движению
комбайна в одном (прямом) направлении, а размыкание — в
другом (обратном).
В системах автоматизации и диспетчеризации подземного
транспорта широко используют датчики конечных положений
различных механизмов и контроля прохождения подвижным
составом отдельных участков пути.
® Датчики, у которых элемент преобразует движение контроли-
руемого объекта в электрический сигнал и которые перемещаются
механической системой, например рычажной, называют м е ха-
ни че с к и м и. Один из наиболее распространенных механических
датчиков — конечный выключатель ВКВ-380М [4}. В его конст-
рукции преобразующим элементом являются контакты (четыре
штепсельных штыря, заходящих в штепсельные гнезда).
----i-i/r
—i—о—I— г—® .
I I LT^zm
-[—о—;--------о
Кабельный
tlfK Ж Датчик рельсовый ДР-IXQ
Для подачи электрического сигнала при наезде скатов вагонет-
ки на контролируемый участок рельсового пути применяют
датчик ДР-170 (рис. 38). Он состоит из специального трансформа-
тора ДР-17А, размещенного в чугунном корпусе и залитого би-
тумной массой, и. электромагнитного реле (МК.У-48, ПЭ-5 и др.),
установленного отдельно в релейном •шкафу.
Контролируемый рельсовый участок В. месте установки датчика
Изолируют специальными лигнофолевыми накладками и фибровы-
ми прокладками, а трансформатор с токоведущим рельсом и изоли-
рованным участком соединяют кабелем,
При въезде колесных скатов на изолированный рельсовый
участок, при положении их между изолированными стыками
Д, происходит короткое замыкание вторичной обмотки трансфор-
матора /. что приводит к срабатыванию реле А и переключению
его контактами цепей управления и контроля.
Для контроля перемещений объектов совместно < различной
аппаратурой используют датчик щеточный ДЩ-1 (рис. 39), кото-
рый представляет собой конструкцию, состоящую из стального
основания / со шпильками, на котором укреплен воспринимающий
(чувствительный) элемент 2 в виде пучка стальных упругих про-
волок.	1
Для контроля положения ленты на роликоопорах конвейеров
используют датчик контроля схода ленты К.СЛ-2 (рис. 40) с маг-
нитоуправляемыми герметизированными контактами МКВ-1,
В корпусов с крышкой 1 расположено исполнительное устройство,
состоящее из магнитной кольцевой системы 5 и магнитоупра-
вляемого контакта в капсуле 6, ввернутой в шайбу 4 и зафикси-
рованной гайкой <3. Гибкий привод датчика состоит из пружины 7,
гибкого троса & восьми конических шайб 10 и резинового гофриро*
ванного кожуха 9. При этом гибкий трос1 связывает магнитную
систему с зажимом И, Выводы магнитоуправляемых контактов
подключены к клеммам /<?, к которым присоединены жилы кабеля,
пропущенного через один из вводов 14. С помощью металлической
планки 12 датчик крепят на роликоопоре грузовой ветви конвей-
ера.
При сходе ленты и воздействии ее на гибкий тросовой привод,
что вызывает отклонение его вершины на 50—70 мм в любую
сторону от центрального положения, происходит перемещение
кольцевой магнитной системы вдоль капсулы с МКВ-1 и контакты
б&
Рис. 39. Датчик щеточ-
ный ДЩ-1
Рис. 40. Датчик контроля-
схода ленты КСЛ-2
замыкаются или размыкаются. После прекращения отклоняющего
воздействия ленты на привод датчика пружина возвращает маг-
нитную систему в исходное положение и контакты занимают
первоначальное положение.
§ 25.	Датчики уровней
Для контроля уровней7 воды в водосборниках при ав^бЖтйЖЦиН
управления насосами водоотливных установок используют элек-
тродные датчики.
Электродный датчик ЭД-1 (рис. 41) состоит из стального или
латунного диска /, к которому приварен стальной стакан 2. Внут-
ри стакана размещена, приваренная к диску, контактная шпилька
В На стакан навернут кабельный штуцер 4, внутрь которого ввин-
чека нажимная гайка 5 кабельного ввода, прижимающая уплотни-
тельную резиновую втулку 6. Полость 7 стакана после присоедннс-
69
01Z5‘
Рис, 41, Электродный датчик ЭД-1
Рис. 42. Датчик уровня ДУ-1 ₽
нйя жилы кабеля к шпильке заливают компаундом. Для защиты от
коррозии диск футеруется слоями свинца Датчик с помощью
кабеля подвешивают на требуемой высоте, при достижении кото-
рой уровнем воды замыкаются цепи управления и сигнализации^
Для контроля уровней сыпучих материалов в бункерах на пере*
сыпах и жидкостей в водосборниках, обладающих электропровод*
костью, наибольшее распространение получил электродный дат-
чик ДУ-1, используемый в комплекте со специальными реле.
Датчик уровня ДУ-1 (рис. 42) имеет пластмассовый корпус
ГО с кабельным вводом. В корпусе, закрытом сверху металлической
крышкой 9, жестко с помощью гайки 7 закреплен рым-болт 2, к
которому подвешен крюк /. Гайка опирается на стальное основа-
ние б. В нижней части корпуса запрессовано металлическое охран-
ное кольцо 4. Для уплотнений имеются резиновые прокладки
3,5,8. '	............
Датчик ДУ-1 устанавливают над бункером или водосборни-
ком и крепят тремя болтами. В качестве электрода - используют
трубу, стальной трос или цепь. Трубу с крюком .соединяют электро-
сваркой, а трос (цепь) крепят болтом или жимком. Длину трубы
(троса, цели) выбирают в зависимости от контролируемого уровня.
§ 26.	Датчики скорости (движения)
""зй
Для контроля скорости движения и исправности рабочих органов
конвейеров и других механизмов используют датчики ДМ-2М;
и ДС.

Рис. 43. Датчик скорости ДМ-2М
Датчик магнито-индукшонный ДМ-2М служитйстбйнйкдм сйг^
нала при контроле скорости движения и целостности цепи одно-
цепных конвейеров, а также для контроля движения таких меха-
низмов, как опрокиды, грохоты, толкатели и др. Датчик исполь-
зуют при совместной работе с реле скорости РСА и аппаратурой
АУК.1М как на поверхности, так и в шахтах, опасных по газу или
пыли.
si В пластмассовом корпусе датчика ДМ-2М (рис. 43) размещен
кольцевой магнит, внутри которого расположёна катушка, опрео
сованная пластмассой и надетая на стальной сердечник. Магни-
тоировод, образуемый сердечником и магнитом, сверху разомкнут.
В корпусе датчика имеется два боковых прилива с отверстиями
для крепления. В нижней части датчика со стороны ввода имеется
камера со шпильками, которую после подсоединения кабеля запол-
няют консистентной смазкой и закрывают.
Принцип действия датчика состоит в следующем. При движе-
нии над датчиком скребковой цепи или другого ферромагнитного
тела с перепоенной массой в нем происходит изменение магнитного
потока вследствие периодических замыканий и размыканий
иагнитопровода. Пульсирующий магнитный поток; пересекая
вж&й катушки, индуктирует в ней переменную э.д.с., которая
подается на релейный аппарат.. Если.контролируемая скорость
движения снижается до порогового значения, то уменьшение э.д.с.
вызывает аварийное отключение релейного аппарата., 
Датчик скорости ДС служит источником сигнала при контроле
скорости движения и целостности леи? конвейеров. Условия его
использования аналогичны датчику ДМ-2М*.
Датчик ДС (рис. 44) состоит из тахогенератора, корпуса,
основания и подвески с приводным роликом. Тахогенератором
является Ю-полюсный генератор однофазного переменного тока,
ротором которого служит вал с постоянным магнитом, а стато-
ром — катушка с шунтам. Подвеска представляет собой рычаж-
ную систему, обеспечивающую, постоянный прижим ролика к ленте
И передающую вращение на тахогенератор.
Принцип действия датчика состоит в следующем. При движе-
нии ленты приводной ролик вращает ротор тахогенератора и он
71
Рис. 44. Датчик скорости ДС
вырабатывает э.д.с., пропорциональную скорости движения
(вращения).
Датчик бесконтактного контроля вращения БКВ предназначен
для контроля скорости движения ленты ленточных конвейеров на
поверхности й в подземных условиях шахт, опасных по газу или
пыли.	»
Датчик БКВ представляет собой вращающийся на подшипни-
ках цилиндрический ролик с пазами, укрепленный на раме сов-
местно с датчиком ДМ-2М, При монтаже датчик устанавливают
на холостой ветви ленты конвейера и с помощью двух отверстий,
имеющихся на его раме? шарнирно соединяют с элементами кон-
струкции^ конвейера.
Принцип действия датчика состоит в следующем. Во время
работы конвейера ролик датчика, взаимодействуя с движущейся
лептой, вращается и в активной зоне датчика ДМ-2М попеременно
проходят пазы и перемычки ролика; при этом в катушке датчика
наводится э.д.с. с частотой, пропорциональной скорости движения
ленты. В случае проскальзывания ленты на ведущем барабане
конвейера уменьшение скорости движения вызывает снижение
наводимой э.д.с., при этом воспринимающий ее аппарат отклю-
чает привод конвейера и останавливает его.
J 27, Датчики давлений потоков и контроля заштыбовки
Для контроля давления (количества) воздуха, поступающего в
тупиковые выработки при работе вентиляторов местного провет-
ривания (ВМП), на нагнетание с аппаратурой защитного отключе-
ния («АЗОТ») используют мембранный датчик (рис. 45, а), выпол-
ненный в металлическом сварном корпусе / с крышкой 2 и кабель*
ным вводом. В центре нижней части корпуса приварен штуцер 5
с трубкой, на конце которой навинчен раструб 4.
Выемная часть датчика (рис. 45, б) состоит из пластмассового
основания /, на котором установлены: мембрана 2 в сборе: шкала
<>; регулировочный винт <5 с ручкой 4, пружиной 6 и упругой стрел-
кой 5; ограничитель 7 перемещения стрелки; прокладка 9 и диод 10.
Рис. 45. Мембранный датчик давления
Рас. 46. Датчик заштыбовкй
ДЗШ
Поворотом регулировочного винта изменяют уставку датчика.
По принципу действия датчик является дифференциальным
манометром. Воздушным потоком через раструб и трубку под мем-
браной 6 (см. рис. 45, а) создастся полное давление Рп, а так как
полость над мембраной сообщается с трубопроводом каналом 3,
то над ней создается статическое давление воздушного потока Рс.
Поэтому на мембрану датчика действует динамическая составляю-
щая воздушного потока, заставляю-
щая ее прогибаться вверх до замы-
кания контактов, причем величина
прогиба мембраны пропорциональна
количеству воздуха, поступающего
по трубопроводу в проветриваемый
забой.
Датчик монтируют на металли-
ческой секции (патрубке), которая
устанавливается в конце прорезинен-
ных труб на расстоянии HW15 м от
забоя. /
Для контроля давлений воздуш-
ных и жидкостных потоков также
используют различные электромеха-
нические реле.
Датчик контроля заштыбовкй
ДЗШ (рис. 46) Предназначен для
контроля мест пересыпов горной мас-
сы с конвейера на конвейер, а также
для фиксации уровней в загрузоч-
ных, устройствах и бункерах. Он
состоит из шарикового контактного
элемента 2, помещенного во взрыво-
f	73
истинасныи стальной корпус 1. контактный стальной посеребрен-
ный шарик 8 и концентрически закрепленное относительно него
контактное кольцо 9 расположены на опоре 10. Сверху шарика
закреплен дополнительный кольцевой контакт 7, электрически
соединенный перемычкой с опорой. На крышке 3 имеется штуцер
4 для ввода кабеля. Колпак 5 предохраняет крышку и кабельный
ввод от механических повреждений, а резиновое уплотнение
6 — от попадания влаги. При наклоне элемента на 11—14° шарик
перемещается и замыкается с контактным кольцом,, а при умень-
шении наклона до 2—4° шарик возвращается в исходное положе-
ние и размыкает контакт:
Датчик ДЗШ подвешивают на кабеле, укрепленном стальным
тросом, а место крепления и высоту подвески выбирают так, чтобы
при заданном уровне засыпки датчик был отклонен на угол, доста-
точный для его действия (срабатывания).
Контрольные вопросы
С Дайте общую характеристику датчикам специального назначения.
Каково: назначение,, устройство и принцип действия датчиков контроля
Температуры ДКТ-1, ТД-70 л др?
Ж, Каково назначение, устройство и принцип действия датчиков:
а)	ТДЛ-2;
б)	ДПК-Ьи ДР-170;
в)	ДЩ-1 и КСЛ-2;
г)	уровней ЭД-1 и ДУ-1;
д)	скорости ДМ-2М и ДС;
е)	БКВ
давления^
3) ДЗШ?
ГЛАВА 8'
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И МЕХАНИЗМЫ
В системах автоматики угольной промышленности для индикации^
сигнализации, управления и регулирования1 используют различ-
ные исполнительные устройства и механизмы. К исполнительным
устройствам относят сигнальные лампы, звуковые, показывающие
и регистрирующие приборы, командоаппараты (кнопки управле-
ния, путевые и конечные, пакетные выключатели, универсальные
переключатели и командоконтроллеры}, реостаты и' контакторы.
Они имеют различные наборы контактов (замыкающие, размы-
кающие и переключающие) с самовозврэтом их в исходное поло-
жение после снятия механического воздействия и с фиксированным
положением.
Исполнительные механизмы представляют собой устройства,
обеспечивающие по сигналу датчика или управляющего регуля-
тора механическое поступательное или вращательное перемеще-
ние рабочих органов машин или установок. Для обеспечения тре-
буемых скоростей перемещения органов исполнительные меха низ-
Мы чаще всего снабжают .различаема редукторами, составляющи-
ми единую конструкцию с двигателями механизмов.
Исполнительные механизмы классифицируют:
по виду выполняемых перемещении — с поступательными уг-
ловым (одаооборотпым или м:но1’ооборотн'ым) перемещением;
типу привода — с электродвигательным и электромагнитным;
роду энергии на выходе — электрические,, механические^
гидравлические и пневматические;
назначению и типу управляемых элементов — для привода ор-
ганов, регулирующих потоки жидкостей, сыпучих тел, газов или
подвижных частей реостатов, клапанов, задвижек, вентилей, зас-
лонок, стрелок и т, и.
§ 28.	Двигатели исполнительных механизмов
В исполнительных механизмах с электродвигательным приводом
применяют двигатели постоянного и переменного тока мощностью
ют 0,й до нескольких кВт.. При этом в маломощных механизмах,
жзюльзуют одно- и двухфазные., а в более мощных — трехфазные
двигатели.
, Так, в двигателях постоянного тока серии С Л обмоткой незави-
симого (параллельного) возбуждения создается электромагнит-
ный поток постоянной величины. Входная величина — сигнал уп-
равления — подводится к щеткам якоря, а выходная представляет
собой угловую частоту вращения якоря. С помощью резистора,
включаемого в цепь якоря (последовательно), изменяется подво-
димое напряжение, -а значит, и частота вращения якоря.
Двухфазные асинхронные двигатели типа АСМ имеют две
одинаковые обмотки, сдвинутые по окружности статора на SO0.
Токи обмоток сдвинуты на фазе с помощью конденсатора на 1/4
периода. Ротор двигателя изготовлен в виде тонкостенного
цилиндра. При подаче напряжения питания вращающееся элект-
ромагнитное поле статора в роторе индуктирует э.д.с., а протекаю-
щий ток, взаимодействуя с полем статора, создаст вращающий
момент двигателя. Если к одной обмотке подключить неизменное
напряжение питания, а к другой — напряжение, изменяющееся в
зависимости от сигнала датчика, то частота вращения ротора дви-
гателя будет также переменной.
Однофазные синхронные двигатели типа СД имеют магнито-
провод, выполняющий роль статора, набранный из электротехни-
чеЕСКой стали и имеющий два расщепленных полюса; одна из частей
каждого полюса охвачена короткозамкнутым витком. Ротор вы-
йолнен в форме колец; ® перемычками и набран из нескольких’
пластин стали с большим остаточным магнетизмом. Валик с ро-
торными пластинами связан с- редуктором, который заключен в
общий с ротором герметический корпус. При подаче напряжения
Питания на катушку статора в сердечнике образуется пульсирую-
щий магнитный поток, который разделяется на два сдвинутых
но фазе и смещённых в пространстве магнитных потока, В резуль-
тате создается вращающееся магнитное поле, приводящее во вра»
щенке ротор.	
Исполнительные механизмы с электромагнитным приводом
используют для осуществления поступательного перемещения pas
бочих органов, которые при этом могут находиться только в двух
крайних положениях. Соленоидные приводы применяют главным
образом в различных вентилях и клапанах. Электромагнитные
муфты, служащие для соединения вращающихся валов, обеспечи-
вают передачу крутящего момента за счет сил трения между Двумя
поверхностями подумуфт, Сжимаемых с помощью электромагнита^
§ 29.	Конструкции исполнительных устройств и механизмов
В данном разделе приведено описание некоторых наиболее рас*
пространенных изделий, используемых при дистанционном и авто-
матическом управлении различными объектами шахт.
Так, при автоматизированном управлении конвейерными ли-
ниями для останова и сигнализации из любой их точки применяют
кабель-тросовый выключатель КТВ-2. Он выполнен в пластмассо-
вом корпусе и имеет кабельный ввод. Кабель-трос из шахтного
телефонного кабеля ТГШВ (ТАШ) крепят к зажимам.
В корпусе выключателя во внутреннем торце валика ручки
местного управления размещен постоянный магнит, воздействую-
щий на герметизированный магнитоуправляемый контакт типа
КЭМ.-2Б. Положение магнита фиксируется через каждые 90' по-
ворота ручки местного управления. Стальная пластина магнитно-
го экрана, имеющая вырез на средней части, прикреплена к штрк^
и помещена между капсулой с контактом и магнитом.
При перемещении штока в любую сторону с помощью кабель-
троса и возврате его в исходное положение пружиной магнитный
экран изменяет свое положение, закорачивая магнитный поток
постоянного магнита или пропуская его через магнитоуправля-
емый контакт. При этом практически мгновенно разрывается или
замыкается цепь управления (сигнализации). Для перемещения
штока необходимо усилие натяжечшя кабель-троса 40—80 Н.
Ручка местного управления без самовозврата* *
Для управления шахтными объектами с возвратно-поступа-
тельным движением рабочего органа (путевые и дозирующие
стопоры,, стволовые двери, бункерные затворы, рабочие тормоза
Лебедок и др.) применяют винтовые моторные приводы ПВМ и
электрогидравлические толкатели.
Привод ПВМ (рис. 47) имеет цилиндрический корпус 2 с ка-
бельным вводом / и встроенным в него асинхронным трехфазным
двигателем с короткозамкнутым ротором. Вал двигателя соединен
с внутренним концом штока с помощью винтовой пары (шток с
резьбой и гайка на валу). На наружном конце штока имеется серь-
га 3 для крепления к ней рабочего органа,
Принцип работы привода заключается в преобразовании вра-
шатсльного движения ротора двигателя при помощи винтовой
пары в возвратно-поступательное движение штока.. Для. обеспе-
чения самоотключения привода при крайних положениях штока
и его надежной фиксации в этих положениях с обеих сторон
в приводе вмонтированы конечные выключатели, .сопряженные с
валом ротора упорными подшипниками.
Приводы ПВМ выпускают четырех типоразмеров; тяговым
усилием 2 кН и ходом штока 200, 350 мм; с тяговым усилием
б кН и ходом штока 250, 400 мм, При этом величина хода штока при
монтаже и эксплуатации может быть уменьшена' до требуемой.
Толкатель электрогидравлический ТЭГ (рис. 48) состоит из
цилиндра /, заполненного маслом; поршня 2 со штоками 3 и тра-
версой 4', электродвигателя 5, вал кото-
рого через муфту 6 соединен с рабочим
валом 7, на конец которого посажено
рабочее колесо 8 центробежного типа.
При включении двигателя рабочее
колесо перекачивает масло из верхней
полости цилиндра через отверстия во
всасывающей трубе в нижнюю под-
поршневую полость и создает давление,
под. действием которого поршень, под-
нимаясь вверх через штоки и траверсу
воздействует на рабочий орган. Травер-
Ш удерживается в верхнем положении
все время работы двигателя. При от-
ключении двигателя поршень под. дей-
ствием собственного (или дополнитель-
ного) веса опускается вниз, вытесняя
масло в надпоршневое пространство.
Для дистанционного, и централизо-
ванного управления стрелочными пере-
Рис. 48. Толкатель, электро-
гидравлический ТЭГ
водами на угольных шахтах применяют
приводы типов I1M.C-4 и ППС-4.
77
Рис. 4& Привод мерный садочный 13М6-4
Привод ПМС-4 (рис. 49) имеет две основные части: асин-
хронный двигатель 5 с буфером 4 и фиксирующее устройство /.
Электродвигатель с буфером вмонтирован в цилиндрический кор-
пус6. Неподвижная панель буфера кольцом 11 зажата между.упо-
ром на корпусе и фланцем /3. С обеих сторон неподвижной панели
гбуфера имеются подвижные панели 12 с, закрепленными на них
контактами 3 конечного выключателя. Подвижные панели прижи-
маются к неподвижной восемью пружинами 9. Перемещаются под-
вижные панели стаканом 10, скрепленным через упорные подшип-
ники с тормозом. Ротор 7 электродвигателя опирается на иголь- ’
чатые подшипники, допускающие некоторое осевое смещение
ротора. В полом валу ротора закреплена трехзаходная гайка 8
с прямоугольной резьбой. При вращении ротора в зависимости от
направления гайка ввинчивает или вывинчивает винт 2 привода.
При этом реечное зацепление исключает вращение штока.
Шток И зубчатые колеса реечного зацепления привода имеют
нарезную часть, равную максимальному ходу штока. Закончив
ход, шток своей ненарезанной поверхностью вклинивается между
двумя шестернями и прекращает движение. При этом ротор, про-
должая вращаться, перемещается в осевом направлении и через..
упорные подшипники воздействует на одну из подвижных панелей
буферного конечного выключателя. Панель, сжимая пружины,
отодвигается и размыкает контакт выключателя фиксирующего
устройства в цепи катушки контактора. Катушка, обесточиваясь,
отключает двигатель. Контакт также размыкается в случаях,
когда усилие на штоке больше номинального или ход его ограни-
чен внешними упорами, а также при неверном подключении
фаз электродвигателя.
Соленоидные приводы ПСС-4 имеют аналогичную: конструк-
ций), в которой вместо электродвигателя в корпусе закрепляют
катушку соленоида, электромагнитное поле которой приводит в
движение шток.
; Детали приводов ПМС-4 и ЩТС-4 унифицированы на 85 %, что
облегчает эксплуатацию,
» Для управления задвижками при автоматизации насосов
водоотливных установок используют приводы ПЗ-1 и ПЗГЭ..
Привод задвижки ПЗ-1 (рис. 50) состоит: из асинхронного
двигателя 1 с короткозамкнутым ротором, четырехступенчатого
редуктора 2 с прямозубыми шестернями, маховика 3, располо-
женного на предпоследнем валу редуктора и служащего для руч*
кого управления, полу муфты 4, посаженной на выходной вал
.редукДора, и камеры выключателей 5.
Е Корпус редуктора, отлитый из чугуна, нёрайъёмйой конструк-
ции, внизу имеет лапы для крепления привода. В корпусе с выход»
н.ым валом редуктора посредством пары шестерен связан червяч*
ный редуктор, который .обеспечивает передачу вращения блоку
кулачков, воздействующих на конечные выключатели, В редукторе
есть регулируемая предохранительная муфта.
Рис. 50. Привод задвижки ПЗ-1
Корпус камеры выключателей, отлитый из чугуна, внутри
имеет блоки кулачков выключателей, защиты Ж шкалу положе-
ния задвижки. На крышке камеры есть смотровое окно, закрытое
стеклом., для визуального наблюдения за шкалой и кнопка
восстановления цепи управления привода цдслй срабатывание
защиты от перегрузки..
При.включенми ейёКтрбдЖйрМШя частота вращения его ротора
р, помощью редуктора снижается на выходном валу до 25 мин
при нормальном вращающем моменте 100'’ М'-.см/
Привод ПЗ-1 обеспечивает:
дистанционное включение двигателя аппаратурой автоматиза?
ции;
автоматическое отключение двигателя в крайних установлен-
ных положениях задвижки;..
автоматическое отключение двигателя при перегрузке при-
вода;
регулировку отключения двигателя © крайних положениях
задвижки в диапазоне от 5 до 40 Оборотову	«=.
отключение двигателя при переходе на ручное управление;
фиксирование цепи управления в разомкнутом состоянии или
самовосстановление с. регулируемой выдержкой времени до 1 мин.
Для дистанционного или автоматического управления группой
(системой) задвижек предназначен электрогидравлический привод
Шйй ПЗГД, в комплект которого входят пять, объединенных, в
:<бш.уйэ £хёму, функциональных изделий: блок управления, блок
распределения, узел концевых выключателей, дублер гидравли-
ческий и маслостанция. При этом каждый из блоков управлений
и распределения управляет тремя задвижками,
80
Электрическая схема
вода П31 Э обеспечивает'
дистанционное и автомати-
ческое управление группой за-
движек;	г
а этом а ти чсский'	оста нов
Привода в крайних положениях
запорного органа задвижей
останов привода в любом
промежуточном положении по
выбору оператора;
создание необходимых
удельных давлений на уплотни-
тельных поверхностях задвиж-
обеспечивающих ее герме-
тичность;
световую	9
наличии питания в крайних
положениях запорного органа,
В автоматизированных ком-
плексах по обмену вагонеток в
клетях подъемных установок
для открывания <. закрывания
стволовых дверей применяют
привод типа ПДС-1, который
имеет: трехфазпый асинхронный
Рис. 51. Вентиль типа ВЭМП-1
двигатель с короткозамкнутым
ротором, трехступенчатый редуктор в чугунном корпусе и привод-
ной барабан с блоком фрикциона. Электродвигатель привода рас-
считан на работу в повторно-кратковременном режиме до 12 вклю-
чений в миг. Йфличина. тягового усилия па приводном барабане
зависит от степени сжатия пружины фрикциона стяжными бол-
тами. При этом стволовая дверь приводится в движение тросом,
закрепляемым на барабане. Привод развивает тяговое усилие от
100 до '600 Н и обеспечивает перемещение стволовой двери на
расстояние до 3 м при скорости 0,83 м /с. В случае заклинивания
двери фрикцион пробуксовывает, а тепловые реле пускателя, от-
ключают двигатель от сети.
„Для переключений в гидрома гиетр а лях применяют электро-
магнитные вентили ВЭМ.П-1 (рис. 51), содержащие чугунный
корпус /, поршень-золотник12, цилиндр 3, крышку 4, якорь 5
электромагнита, катушку 6 электромагнита, пружину возврат’
яую 7 и ниппель (S.
При включении ВЙОРрбмДгнита приводится В действие гидро-
усилитель, который за счет высокого давления жидкости в маги-
страли открывает вентиль. После отключения питания электро-
магнита: поршень-золотник вместе с якорем возвратной пружиной
устгшазливаются в исходное положение и вентиль закрыва-
ется.	
Контрольные вопросы
Дайте обшую характеристику йспйлнительных устройств и механизмов.
В. Каково устройство и принцип действия двигателей исполнительных меха-
низмов?
Опишите назначение,' устройство и принцип действия:
а)	выключателя КТВ-2;
б)	винтовых приводов liBM;
в)	толкателей ТЭГ;
г)	приводов ПМС-4 и Г1С.С-4;
д)	привода ПЗ-1.
'4. Каковы отличительные особенности привода ПЗГЭ?
5. Расскажите о назначении,.устройстве и принципе действия:
а) привода ПДС-1;
£) вентиля ВЭМП-1}
ГЛАВА 9.
АППАРАТУРА КОНТРОЛЯ — СПЕЦИАЛЬНЫЕ РЕЛЕ
При автоматизации процессов угледобычи широко применяют
различную аппаратуру контроля, называемую специальными
реле. Они включают в себя усилитель и одно или несколько
электромагнитных реле, обеспечивающих, выдачу усиленного
релейного сигнала,.
§ 30.	Аппаратура контроля температуры
Аппаратура АКТ-2 предназначена для автоматического контроля
температуры подшипников стационарных объектов (вентиля-
торов, насосов, компрессоров, подъемных машин и др.) и состоит
из аппарата контроля температуры АКТФ-2 и датчиков ДКТ-1
(до 6 штук), рассчитанных на температуры 70 и 90 °C.
Принцип действия электрической схемы (рис. 52) аппаратуры
АКТ-2 состоит в следующем: при подаче питания и нормальном
режиме автогенератор на транзисторе VT3 генерирует импульсы и
вызывает включение реле К1, которое своим контактом включает
реле КЗ и разрывает цепь включения выходного реле К4, через
размыкающий контакт которого включается светодиод V17
(«Нормальная работа») на крышке аппарата. Одновременно
напряжение с обмотки III трансформатора ТЗ через емкости
С1—С7 подается на датчики BJ—J36, индуктивности катушек
которых остаются большими и не оказывают влияния как на
режим автогенератора, так и на элементы памяти Е1—&Т.
При увеличении температуры, например, датчика В1 происхо-
дит уменьшение индуктивности его катушки, что вызывает 'рост
амплитуды .тока ® цепи	—С2, м .сердечник элемента
памяти EI перемагничивается в противоположное состояние.
При дальнейшем повышении температуры до критической уве-
личивается потребляемый ток от обмотки Ш трансформатора
-в результате автоколебания срываются, транзистор V13 запй-
ЖТ-2
растся и рёлё К! Отключается. При этом реле КЗ остается вклю-
ченным через резистор R.I0, а размыкающим контактом К1 вклю-
чается реле К4, контактом которого отключается светодиод V17.
Определяют номер перегревшего датчика нажатием кнопок
При нажатии кнопки S2 импульс тока с конденсатора С9
через диод V9 подается на обмотку трансформатора Т1. Этот им-
пульс перемагничивает сердечник элемента Е1 в исходное состоя-
ние, вызывая при этом в его вторичной обмотке импульс тока,
который через диод VI и резистор R2 отпирает тиристор VII.
В результате включается светодиод V12 («Перегрев»).
Для воспроизведения информации от остальных датчиков пе-
ред нажатием соответствующих кнопок необходимо (каждый
раз) нажимать кнопку SS. отключающую тиристор VII. Пере-
ключатель S1 обеспечивает возможность изменения числа кон-
тролируемых датчиков.
Аппаратура АКТЛ-1 предназначена для автоматического не-
прерывного контроля температуры приводных нефутсрованных
барабанов и автоматической защиты от опасного нагрева обечаек
барабанов ленточных конвейеров. В комплект аппаратуры входят:
генератор высокочастотных сигналов ГСВ-1, блок сигнализации
БСТ-1, секции подвижной ТП-1 и неподвижных TH-1 частей токо-
съемника, а также термодатчик ТД-1.
Секции подвижной и неподвижных частей токосъемников
изтотовл’ены из пластмассы и залиты эпоксидным компаундом,.
При этом три секции подвижной части токосъемника, соединенные
между собой шарнирно,: ц помощью двух шпилек устанавливают
на валу приводного барабана, а на корпусе подшипника этого
барабана с помощью специальных кронштейнов крепят неподвиж*
ные части тркосъемжйМ охватывающие подвижную его часть
с зазором 5—10 мм.
Термодатчик изготовлен в виде стальной шпильки, внутри кото
рой. размещен чувствительный термоэлемент — трехобмоточный
трансформатор на ферритовом сердечнике. Термодатчик залит эпо-
ксидным компаундом и имеет кабель для соединения с подвиж-
ным токосъемником. Для установки термодатчика на барабане
необходимо сделать два отверстия: М20Х1.5—под шпильку и
d = 1.8 —20 мм — для выхода кабеля к подвижной части токосъем-
ника. Термодатчик ввинчивают в тело барабана заподлицо И
предохраняют от самовывинчивания раскерниванием.
Принцип действия электрической схемы (рис. 53) аппаратуры
АКТЛ-1 состоит в следующем. При подаче напряжения на блок пи-
тания БП и нормальной температуре обечайки приводного бара-
бана вырабатываемый генератором ГС высокочастотный сиг-
нал (20 кГц) через обмотки токосъемников и трансформатора
датчика поступает в приемник сигналов ПС и вызывает отпи-
рание выходного транзистора V5. При этом реле К, срабатывая,
одним контактом замыкает цепь контакторной катушки пускате-
ля двигателя конвейера, а другим — включает зеленую лампу //,
84
Рис. 53. Принципиальная схема аппаратуры AKTJI-I
сигнализирующую $ нормальной температуре приводного бара-
бана,
При нагреве обечайки приводного барабана свыше ф-бВуь
± 10 °C магнитная проницаемость сердечника термодатчика резко
уменьшается. Сигнал не трансформируется термодатчиком и,,
следовательно, не поступает на вход приемника сигналов блока
БСТ-1, а выходной транзистор 1'5, запираясь, обесточивает реле Д’.
Последнее своими контактами отключает электропривод конвейера
и зеленую лампу.
Работоспособность аппаратуры проверяют кнопкой SB, при
нажатии которой лампа Я должна погаснуть. При обрыве или
коротком замыкании в цепях также отключается реле Д' и гаснет
лампа Я.
I 31. Аппаратура контроля положений [пёфейёйценйй)
Датчик контроля положения 1 ДК.П-М предназначен для контроля
местоположения в точке пути крупных подвижных объектов (ваго-
кеток, электровозов, подъемных сосудов и др ), обладающих фер-
ромагнитными свойствами. В комплект изделия входят: усилитель
Название заводское, условное.
Рис. 54. Структурная схема ДК.П-М
датчика контроля УДК-2, передающая (излучающая) антенна
датчика АДИ-2 и приемная АДП-2 антенна датчика.
В корпусе из листовой стали усилителя УДК-2 размещены бло-
кировочный выключатель и выемная панель с блоком питания,
усилителем, стабилизатором, блоками генератора и реле.
Антенна АДИ-2 представляет собой катушку, заключенную
f прочный корпус из немагнитного материала и залитую
эпоксидным компаундом. Антенна АДП-2 по конструкции анало-
гична АДИ-2 и отличается только паоаметпами катушки и
Кабельным вводом.
На рис. 54' приведена структурная схема датчика ДК.11-М.
При подаче напряжения на блок питания /, синхронизатор 2
запускает тиристорный генератор тактовых импульсов 3 и через
него тиристорный генератор высоковольтных импульсов 4. Послед-
ний формирует мощное электромагнитное поле в передающей ан-
ненне 5. Это поле при промышленной частоте наводит в приемной
антенне 6 э.,д..с., которая усиливается входным усилителем 7 и по-
ступает на вход, амплитудного селектора 8, который избирает
импульсы с амплитудой больше определенного уровня.
При помещении экрана (появлении объекта контроля) между
передающей и приемной антеннами амплитуда импульсов в прием-
нике уменьшается. Импульсы, прошедшие через амплитудный се-
лектор. поступают на один из входов схемы совпадения й, на дру-
гой вход которой поступают импульсы с генератора тактовых
импульсов 3. Импульс на выходе схемы совпадения 9 появляется
только при временном совпадении импульсов на обоих входах,.
С выхода схемы совпадения 9 импульсы поступают на вход одно-
вибратора /Й, который расширяет импульсы передатчика и по-
даст их на вход выходного каскада с реле 11. Последний вы-
86
[ свм~б$.
л г ,W1 w
Я?
.j. ДЙЙ 55. Принципиальная ёяййЬ НМ-66
прямляет импульсы и включает или отключает реле в зависимости
от наличия или отсутствия экрана между передающей и приемной
антеннами.
Магнитные выключатели ВМ-66 и BM4-G5 предназначены для
работы в качестве путевых и конечных выключателей в системах
автоматического управления, контроля и защиты установок с под*
южными объектам», для предупреждения переподъема клетей
* скипов при автоматизации подъемных установок.
Выключатели ВМ-66 И ВМ4-65 выполнены в виде отдельных
юделий: станции СВМ-66 или СВМ4-65, датчиков ДВМ-65 и маг-
КИТОВ МВМ-бЗ-1. При этом станция СВМ-66 имеет один блок
ЭВМ, а станция СВМ4-65—четыре блока БВМ. -«
Принцип действия магнитных выключателей основан на изме-
нении электрических параметров датчика под воздействием
тостояиного внешнего источника магнитного поля*.
Принципиальная схема ВМ-66 (рис. 55) содержит блок пита-
кия, блок выключателя магнитного БВМ и датчик ДВМ-65. Прй
этом в блок питания входят: трансформатор Т2, выпрямитель
VI—V2, питающий датчик ДВМ-65 и выпрямитель U, питающий
Злок БВМ. В схему БВМ входят: трансформатор входной Г/,
трансформатор выходной ТЗ, дроссель L, транзисторы V3, V4, реле
промежуточное KI, реле исполнительное К2, диоды, конденсаторы,
резисторы;
В исходном состоянии при подаче напряжения питания 380 В
к зажимам 15—16 выключателя на выходных зажимах (/5—Z4)
датчика ДВМ-65 появляется сигнал, который поступает на двух-
каскадный электронный усилитель блока БВМ. Усиленный сигнал
через трансформатор ТЗ и выпрямитель V6—V7 поступает на
обмотку реле КТ которое, сработав, включит реле К'2. Таким обра-
^ом, блок будет находиться в состоянии готовности к работе.
Выходной сигнал датчика при прохождении магнита, укреп-
ленного на. контролируемом объекте, и воздействии постоянного
магнитного поля на датчик, укрепленный в заданной точке пути,
резко уменьшается до величины ниже порога чувствительности,
усилителя, вызывая поочередное мгновенное отклонение реле*
KJ и А’2. Контактами последнего включаются цепи защитного
отключения и аварийной сигнализации. “ 4
Постоянное включение реле К1 и /<2 в" сбстоянис готовности
обусловливает самоконтроль схемы выключателя, так как при
любом ее повреждении, вызывающем потерю работоспособности»
исполнительное реле отключается (блок срабатывает), срабаты-
вает сигнализация о потере контроля и контролируемый объект
останавливается.
§ 32. Аппаратура контроля уровней
Реле контроля уровней РКУ-1М и РКУ-Н предназначены для иск-
робезопасного контроля одного или двух уровней заполнения на«
капительных объемов (бункеров, водосборников) токопроводящи-
ми сыпучими материалами или жидкостями, с использованием
в них электродных, щеточных и других контактных датчиков. При
этом реле РКУ-1М имеет исполнение, соответствующее условиям,,
опасным по газу или пыли, и допускает эксплуатацию в шахтах;
реле РКУ-Н рассчитано дли установки на поверхности шахт и
обогатительных фабрик в помещениях, не опасных по газу и пыли»
Оба аппарата имеют искробезопасные цепи соединения с датчи-
ками. Корпус реле РК.У-1М металлический, а РКУ-Н — пластмас-
совый. Электрические схемы аппаратов аналашчны..
В реле РКУ-1.М на! выемной панели смонтированы функцио-
нальные узлы: трансформатор, блок конденсаторов, блокировок’
ной выключатель, электронный блок, электромагнитные и герконо-
вые реле, элементы управления и сигнализации... Электронный
блок, являясь усилителем с релейной характеристикой, вы-
полнен на базе интегральной микросхемы К140УД1А. В качестве
выходных реле (К/, К2) использованы РЭН-18 и РПУ-0; а проме-
жуточным (КЗ) является герконовое.
В электрической схеме реле РКУ-1А1 (рис. 56) имеются выклю-
чатели (тумблеры)с'помощью которых выполняются следующие
функции: выключателем S1 подается (снимается) напряжение
питания; переключателями S2 и 85 выбирается режим работы реле
(«Уровень» или «Линия»); Тумблером S3 устанавливается сопро-
тивление измеряемой среды («150 кОм» и «3 мОм»); тумблером
84 промежуточное реле КЗ может быть включено в коллекторную
цепь первого ключа (транзисторы VII и 172) —- положение f—
или в коллекторную цепь второго ключа (транзистор 175) — поло-
жение И,
При контроле течек, мест пересыпа и верхнего уровня накопи-
88

тельных емкостей тумблер S4 устанавливают в положение /, при
котором обеспечивается включенное состояние промежуточного и
выходных реле при отсутствии сигнала па входе, т. с. при разом-
кнутой цепи датчика. При контроле верхнего и нижнего уровней
емкостей тумблер S'4 устанавливают в положение //, при котором
указанные выше реле отключены при отсутствии сигнала на входе.
Потенциометром R13 («Время») устанавливают требуемую
выдержку времени в пределах 0,8—8 с на включение промежуточ-
ного и выходных реле. С помощью резистора R21 («Чувствитель-
ность») осуществляется настройка реле.
Принцип действия электрической схемы реле РКУ-1М состоит в
следующем.	..
Подготовка к работе. При контроле течек к зажиму 14
подключается электрод 91; при контроле двух уровней к зажиму
14 подключается электрод верхнего уровня Э1 и к зажиму 15 —
электрод нижнего уровня Э2. Выключатели и тумблеры 82—35
устанавливают в требуемое положение. Выключателем 31 от за-
жимов 1, 2 подается напряжение питания на обмотку I силового
трансформатора Tt ft чем евидетедьетв^ет свечение светодиода
VI зеленого цвета.	» *
Исходное состоя ние. При отсутствии контакта между
электродом датчика Э1 и контролируемой средой на вход 9 усили-
теля на микросхеме Д сигнал не поступает. Резистором R21 на
входе 19 усилителя Д устанавливается уровень сигнала, при
котором на выходе 5 усилителя напряжение максимально и
имеет положительную полярность. С выхода 5 усилителя Д на-
пряжение поступает на базу транзистора первого ключа и удержи-,
вает его в открытом состоянии, при этом промежуточное реле
ДЗ и выходные реле К1 и К2 включены, Ш чем сигнализирует све-
чение светодиода V2.
При контроле верх не г ©уровня и положении
тумблера S4 I или // по цепи плюс стабилизатора V5 (или V6) —
«земля» — переходное сопротивление контролируемой среды —
электрод Э1 — резисторы R30, R25 — минус стабилизатора V5
протекает ток, который создает напряжение на резисторе R25. Это
напряжение прикладывается ко входу 9 усилителя D, в результа-
те чего последний меняет свое состояние. Положительный сигнал
на выходе усилителя, а следовательно, и на базе транзистора
VII первого ключа уменьшается, транзистор задирается, проме-
жуточное и выходные реле отключаются, светодиод V2 гаснет,
При контроле двух уровней и положении II тумблера S4 элект-
род 92 нижнего уровня подсоединяется через замыкающий кон-
такт К2.3. Исходное состояние схемы аналогично описанному
выше.	*
При заполнении емкости контролируемой средой и
контакте ее с электродом 92 (нижний уровень) реле не срабаты-
вает, так как контакт К2.3 разомкнут. При замыкании цепи
электрода 91 (верхний уровень) по цепи плюс, стабилизатора V5
90
{или V5) —«Земля» — переход-
ное сопротивление контролируй
мой среди — электрод Э1—..ре-
зисторы 930 и R25 — минус стаби-
лизатора V5 течет ток, создавая
•на резисторе R25 падение напря-
жения, которое прикладывается ко
входу 9 микросхемы Д.
При равенстве напряжений на
входах 9 и 10 напряжение на
выходе усилителя уменьшается до
значения, при котором цервый
Рис. 57. Погружное реле уровня
РУП-1
ключ запирается, а второй отпи-
рается. Это вызывает срабаты-
ванне промежуточного Лг3 и ис-
полнительных (Л7, Л’2) реле, в
результате чего заполнение емкости прекращается. Шйуёкаййё
реле произойдет при разрыве цепи электрода Э2 нижнего уровня
со средой, т. е. после опоражнивания емкости.
„При автоматизации проходческих водоотливов для контроля
уровней (нижнего и верхнего) воды применяют погружные взрыв©-
безопасные реле РУП-1. Чувствительный элемент реле (рис. 57) —
резиновая диафрагма 7, закрепленная в корпусе 2. В исходном
©©стоянии при нижнем уровне воды в водосборнике (при малом
давлении на мембрану) рычаг 5, воздействуя на микропереклю-
чатель 6, удерживает его контакты разомкнутыми. При повышении
уровня воды до верхней отметки давление на диафрагму возра-
стает до величины, вызывающей перемещение штока 8, удержи-
ваемого гайкой 5, на такой ход, при котором рычаг 5 воздейст-
вует на микропереключатель 4. Контактами последнего замы-
кается цепь управления и подается команда на включение
насоса. При снижении уровня воды до нижней отметки шток
под действием пружины 7 возвращается в исходное положе-
ние и рычаг, воздействуя на микропереключатель 6, отключает
насос.
§ 33, Аппаратура контроля ёкбростй
В схемах автоматизированного управления конвейерными линия-
ми, а также для контроля скорости движения различных механиз-
мов (лебедок, перегружателей, опрокидывателей, грохотов и др.)
применяют аппараты, называемые ре л е скор ости. В коми-"
лектной аппаратуре автоматизации АУК. ГМ1 реле скорости яв-
ляется составным узлом, входящим в блоки управления.
Реле скорости и аварийной блокировки РС’Д имеет взрывобе-
1 Описание приведено в гл. 12,
зопасное исполнение. Его принципиальная схема (рис. 58) обес-
печивает:
автоматический поочередный запуск двигателей (в частном
случае конвейеров в порядке, обратном направлению грузопо-
тока);	...
контроль врёмени пуска двигателей и выдержку времени между
пусками отдельных приводов;
автоматическое отключение двигателя при резком снижении
скорости или полном останове контролируемого, органа;
блокировку, не допускающую дистанционный повторный пуск
привода после аварийного останова»
П од готовка К; работе и и с ход но с со сто я и и е
схе м ы. При включении блокировочного выключателя $1 эле-
менты схемы находятся в следующем состоянии. Реле управления
К1 и Л2? отключены. От выпрямителя Е5—VII через размыкаю-
щий контакт КМ конденсаторы С4 и С5 заряжены. Транзисторы
V23 и V25 открыты, так как на их базы подается положительный
отпирающий потенциал. Отрицательный потенциал с коллектора
транзистора V23 поступает к базе транзистора V15 усилителя
постоянного тока, запирая его. Транзистор V14 также остается
запертым, и поэтому реле скорости КЗ отключено. Транзистор 1'26'
заперт, так как на его базу через резистор R14 подан отрицатель-
ный потенциал с коллектора открытого транзистора V25, следова-
тельно, реле аварийной блокировки К4 обесточено. Включена бе-
дая лампа Н2.
Р а 0 о чи й режим. При кратковременном нажатии кнопки
SI («Ход») поста КУВ-2 срабатывают реле К! и К2 (пусковая
Полярность) в аппарате РСА, включаются промежуточное реле
Л'2 и контактор К1 пускателя, а следовательно, и двигатель.
При этом контактом КМ реле управления снимается опирающий
. потенциал с баз транзисторов V23 и V25, но они остаются открыты-
ми за счет разряда через их база«эмиттерные переходы
соответствующих конденсаторов С4 и С5. Благодаря этому, тран-
зисторы 1'75, V14 и V26 остаются запертыми.	*
По окончании разряда конденсатора С4, что соответствует
времени разгона лентой (цепью) конвейера до рабочей скорости,
транзистор V23 запирается, а от датчика скорости G через
трансформатор Г и выпрямитель V18—V21 на базу транзистора
V15 подается отпирающий потенциал, что вызывает отпирание
транзисторов V15, V14, включение реле скорости КЗ и заряд
конденсатора С2 по цепи: «плюс» выпрямителя V8—-V11, резистор
/?/, коллектор-эмиттер транзистора V14, диод V16, конденсатор
С2, «минус» выпрямителя» Ццсде включения реле КЗ реле К1 и
К2 остаются включенными (рабочая полярность) через контакты
КЗ.З и К1-2. Одновременно контактом К3.1 шунтируется входтран-
зистора V26, он остается запертым, а реле аварийной блокировки
К4 — отключенным;.	s	®
Аварийные режимы. При исчезновении сигнала от дат*
92
Рис. 59. Принципиальная схема аппаратуры КДК
и резисторы R18, R19}, предотвращающее появление ложного
сигнала на выходе схемы при подаче питания;
генератор синусоидальных колебаний на транзисторе V10.
Подготовка к работе и исходное состояние
схемы. К зажимам 6, 10, 15 блока подключают датчики, выход-
ные зажимы 36, 37 *— к входу блока реле скорости типовой аппа-
ратуры, к зажимам 38, 39 подключают напряжение питания 36 В
переменного тока (от пускателя). При подаче напряжения
выключателем S3 на трансформатор Т1 конденсатор СВ, заря-
жаясь, отпирает транзистор V9, который шунтирует вход транзи-
стора VI0, удерживая его В' запертом состоянии. После подачи
напряжения к неподвижной скребковой цени, (отсутствие сигналов
от датчиков) транзисторы V2, И5 открыты неполностью (при-
открыты), транзисторы VI, V4, /S открыты, а' транзисторы V7t
V9, V10 заперты.
f'a бочий режим. При движении исправной цепи и про-
хождении скребка над датчиками в их Обмотках индуктируются
одинаковые по величине э.д.с., которые через резисторы R3, R9 и
конденсаторы Cl, СЗ поступают на входы соответственно тран-
зисторов V2 и V5, усиливаются, затем через логическую схему
совпадений И (на Транзисторах Vi, V4Q воздействуют на триггер,
опрокидывая его в неустойчивое состояние, при котором тран-
зистор V7 отпирается, а транзистор V8 запирается. Это приводят к
отпиранию транзисторов V9, V10, и на выходе блока контроля
(трансформатор Г2) появляются импульсы тока высокой частоты
95
(примерно ГО—И кГц) в течение 0,5—0,7 с. После прохождения
скребка эти импульсы исчезают и схема (триггер) возвращается
в исходное состояние. При прохождении следующего скребка цикл
повторяется. Таким образом, при нормальной работе конвейера
на выходе блока контроля будет сигнал в виде посылок тока высо-
кой частоты.
Аварийные режимы. При обрыве обеих ветвей скребко-
вой цепи датчики скорости прекращают подачу импульсов и на
выходе блока контроля исчезает высокочастотный сигнал. При
обрыве одной из тяговых цепей конвейера скребки за местом раз^
рыва перекашиваются и при прохождении этого участка цепи над.
датчиком происходит сдвиг импульсов тока во времени, в результа-
те триггер не опрокидывается в неустойчивое состояние, высо-
кочастотные импульсы на выходе блока исчезают и реле скорости
комплектной аппаратуры автоматизации отключается.
Действие схемы будет аналогичным при затянувшемся церекса
$$ цепейг рдутствий нескольких скребков подряд, а. также при
нормальном и аварийном останове конвейера.
Работоспособность аппаратуры КДК проверяется кнопками
Ж при нажатии любой из них работающий конвейер (отклю-
чается соответствующий датчик) должен остановиться. Резнею-
ром R13 настраивают аппаратуру при различных скоростях движе-
ния скребковых цепей.
М* Реле давления и производительности
Рёле давления РДС-1М предназначено для контроля давления в
линии подпитки, высоконапорных насосов станции типа СНУ-5
и контроля минимального давления в Системах орошения горных
,машин. Реле можно использовать, в системах с водомасляными
эмульсиями и шахтной осветленной водой в диапазоне уставок
давления от 0,05 до 1,6 МПа. Коммутирующая способность
контактов до 4А при напряжении до 60В.	’•
Реле РДС-1М (рис. 60) состоит из корпусов 2 иСдоединённых
между собой гайкой Z и шпонкой 7/, которая предотвращает пово-
рот корпусов относительно друг друга. Корпус 2 имеет кабельный
ввод и крышку 12, а внутри него расположен микропереключатель
14, укрепленный' на ограничителе хода ZS, Внутри корпуса 4
размещены сильфон 3 и демпфирующий узел, состоящий из
набора шайб 9, уплотнительных колец 8, фильтра 7 и зажимающее
го их винта 6. Колпачком 5 закрывают входное отверстие для
жидкости при транспортировке.,. С помощью втулки 10 с наружной
резьбой реле давления ввинчивается в отверстие контролируемой
магистрали.
Действие реле.состоит в следующем. Рабочая жидкость (эмуль-
сия или.вода) через фильтр и демпфирующий узел поступает в кор-
пус 4, вызывая сжатие сильфона. Шток сильфона, перемещаясь,
своим торцом /1 нажимает на кнопку микропереключателя и пере-
96
ключает его контакты. Дальнейшее перемещение штока предотвра-
щается ограничителем хода, в который упирается поверхность
В штока. В зависимости от величины контролируемого давления
реле изготовляют с разной толщиной стенок сильфона или с до-
полнительной пружиной.
Реле давления РДВ предназначено для контроля заливки на-
сосов по давлению воды. Его устанавливают на всасывающей
крышке насоса. * Чувствительным элементом реле давления
(рис. 61) является резиновая диафрагма 6. Реле имеет две диск-
ретные ступени регулировки срабатывания по давлению, которые
выбираются с помощью винта 4 вводом в действие только малого
поршня 7 или малого и большого 5 поршней вместе, что соответст-
вует меныней или большей рабочей площади диафрагмы.
Сила давления поступающей воды, воспринимаемая диафрагм
мой, передается через поршень (или поршни) на шток 9, который
воздействует на микропереключатель /. Предварительное сжатие
пружины Ж необходимое для четкого срабатывания реле, регу-
лируется штоком, который ввинчивается в специальную гайку 8
е последующей фиксацией ее шпилькой 3. Зазор между штоком
и микропереключателем (не более 0,5 мм) устанавливается регу-
лировочной гайкой 2. Под гайку болта, крепящего крышку реле,
подложена шайба // из тетинакса для обеспечения герметиза-
ции.
Реле производительности флажкового тина РПФВ-1К (взры-
вобезопасного исполнения) и РПН (нормального исполнения)
предназначены, для контроля работы, насосов по наличию потока
жидкости во всасывающем трубопроводе. Оба реле устроены
аналогично, а принцип действия их основан на изменении усилия,
возникающего при обтекании флажка потоком жидкости й. фа^’
Pi< 61.
Рис. 62. РйМЙВвоЖЖьно^ РПФВ- Н<_
личными давлениями, пропорциональными расходу жидкости по
трубопроводу.
Реле РПФВ-1К (рис. 62) состоит из корпуса / И платы <?, сое-
диненных между собой специальной гайкой 4. В верхней части кор-
пус имеет два отверстия: одно для ввода валика 2, второе, заглу-
шенное пробкой 14, для ключа под специальную гайку 13, крепя-
щую рычаг 12 с флажком 10 из пластмассы или резины. Крышка
5 закрывает рабочую камеру, в которой размещены контактные
группы 6, масляный демпфер 7 и натяжное устройство (на рисунке
не показано), возвращающее систему валик — рычаг — флажок в
исходное положение. Нижняя часть корпуса состоит из массивной
плиты 11 с двумя проушинами для поворотных валиков 8, с по-
мощью которых шпильками 9 реле крепят на трубопроводе.
При Наличии потока жидкости флажок, отклоняясь, через ры-
чаг поворачивает валик, который, воздействуя на контактные груп-
пы, производит соответствующие переключения в цепях контроля
и управления. При резком снижении давления потока жидкости
(при уменьшении производительности работающего насоса более
чем на 25 %) флажок под действием натяжного устройства воз-
вращается в исходное положение, а контакты включают устрой-
ства. сигнализирующие о неисправности и останове насоса.
Масляный демпфер обеспечивает плавное переключение контак-
тов.
§ 35. Аппаратура сигнализации
Реле контроля уровня РКУ-1М, описанное ранее, можно использо-
вать в режиме сигнализации. Принцип действия электрической
Схемы при сигнализации (см. рис. 56) состоит в следующем.
П о д г о т о в к а к р а боте. Переключатели S2, S5 устанав-
ливают в положение «Линия». К зажимам /6,. 17 подключаются
двухпроводная линия, выполненная, например, голыми проводами,
закрепленными на изоляторах в выработке. В конце линии вклю-
чается диод (Д226) с обязательным соблюдением предусмотрен-
ной полярности включения,..
Линия питается от обмотки /У трансформатора Т1. Для ограни-
чения тока короткого замыкания и обеспечения искробезопасно^
сти обмотка IV намотана высокоомным проводом, а выход шунти-
рован емкостью. К выводам этой обмотки через переключатели
S2 и S5 подключены конденсатор С13, стабилитрон V20, резистор
•R29, реле КЗ и линия.
Исходное состояние. В этом случае через линию про-
текает однополупериодный ток положительной полуволны напря-
жения обмотки IV, которая сглаживается конденсатором С13,
Ограничивается по амплитуде стабилитроном V20 и подводится,
к реле КЗ. При этом отрицательная полуволна напряжения запи-
рается диодом в конце линии сигнализации. Так как сопротивле-
ние обмотки реле КЗ выше сопротивления обмотки /У, то большая
9Р
часть напряжения положительной полуволны падаот на обмотке
реле КЗ, оно срабатывает и своим контактом Л-5’./ включает
.исполнительные реле KI, К.2. в результате светодиод V2 вклю-
чается.
Рабочий режим. При закорачивании линии сигнали-
зации в любой точке до ее длине шунтируется концевой диод.
На зажимах 16, 17 появляется переменное напряжение, большая
часть которого падает на сопротивление обмотки IV, так как
параллельная цепочка, состоящая из диодов V18, VI9 и конден-
сатора С13 представляет малое сопротивление для переменного
тока. В результате на обмотке реле КЗ напряжение падает до
значения отпускания. Оно, отключаясь, обесточивает реле К1 и
К2. светодиод V2 гаснет. После устранения цакярдциццниц линии
схема возвращается в исходное состояние.
При возникновении неисправнрстей в линии (обрыв, корот-
кое замыкание), выходе из строя отдельных элементов аппара-
туры или исчезновении напряжения питания обесточивается также
роле КЗ и гаснет светодиод V2. Появление рабочего сигнала в этих
случаях обеспечивает самоконтроль аппаратуры и схемы.
Ко/тсрольные вопросы
1. Каково назначение, комплектность аппаратуры АКТ-2 и принцип действия
де электрической схемы?
2; Каково назначение, комплектность и устройство отдельных изделий аппа-
ратуры ЛКГ./1 I?	'	’	”
3.	Изложите принцип действия электрической схемы аппаратуры АКТЛ-L
4.	В чем состоит назначение, комплектность и устройство входящих изделий
датчика (аппаратуры) контроля положений ДКП-М?
5.	Каков состав и принцип действия структурной схемы ДКП-М?
6.	Дайте общую характеристику и опишите, принцип действия магнитных вы-
ключателей.
7,	Расскажите g роставе и принципе действия схемы магнитного выключа-
теля ВМ-66.
8. В чем состоит назначение и общая характеристика реле контроля уровней?
9.	Какое принцип действия электрической схемы РКУ-1М при контроле одного
уровня?
10.	Каковы особенности использования реле РКУ-1М при контроле двух,
‘уровней?
КЬ Расскажите о назначении, устройстве и принципе работы реле РУП-1.
1'2	. Для чего служит й что обеспечивает реле скорости РСА?
13. В чем состоят подготовка к работе, исходное состояние и рабочий режим
реле скорости РСА?
1.4. Расскажите о действии схемы РСА при аварийных режимах.
15. Для чего служит и что обеспечивает аппаратура КДК?	*
,, 16. Приведите состав электрической схемы КДК и опишите ее подготовку к
работе.
В чем состоит действие схемы КДК:
в рабочем режиме^
б) в аварийных режимах?
Расскажите о назначении, устройстве и принципе р.а'ёоты реле:
РДС-1М:
б) РДВ;
в) РГ1ФВ-1К.
Ж Опишите принцип действия реле РКУ-1М В рйкимё сйГн-алйзаЦйи.
100
ГЛАВА 10
АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ СОДЕРЖАНИЯ
МЕТАНА И КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА В ЗАБОЯХ
И ВЫРАБОТКАХ ШАХТ
§ 36.	Задачи и средства автоматической газовой защиты
Санитарно-гигиенические условия и безопасность работ в шах-
тах обусловлены достаточным количеством свежего, с нормаль-
ным содержанием кислорода воздуха и допустимыми концентра-
циями в нем вредных и опасных газов.
Подземная разработка угольных пластов, особенно круто-
падающих, очень часто сопровождается выделениями (постоян-
ными или внезапными) газа метана, который в забоях и горных
выработках, смешиваясь с воздухом, при определенной концент- £,
рации создает взрывоопасную смесь.
На шахтах-, имеющих выделения метана, контроль его. содер-
жания в подземных забоях и выработках  - одно из главных:
условий обеспечения безопасности работ. Поэтому мероприя-
тиями по техническому перевооружению угольной промышлен-
ности предусмотрено обязательное внедрение на шахтах, опасных
по газу, централизованного контроля содержания метана и авто-
матической газовой защиты (АГЗ)»
Централизованный контроль содержания метана и исполь-
зование систем автоматической газовой защиты существенно по-
вышают оперативность и надежность контроля и наряду с повы-
шением безопасности работ необходимы при внедрении на
шахтах, опасных по газу, более прогрессивных технологических
процессов угледобычи, позволяющих увеличить нагрузку на очист-
ные забои и скорость проведения горных выработок, в итоге
повысить производительность труда.	*.
‘ В угольной промышленности для контроля содержания метана
применяют три вида аппаратуры: встроенную в горные машины
и механизмы (ТМРК.-3); переносную (СММД, СМС-1, ИМС-1|
и стационарную (комплекс «Метан»). При этом в аппаратуре ис-
пользуют термоэлектрический принцип газового анализа с при-
менением низкотемпературных катализаторов.
Существующая система АГЗ базируется на использовании
стационарной аппаратуры непрерывного контроля метана. Си-
стема АГЗ и централизованного автоматического телеконтроля
содержания метана состоит из широкоразветвленной сети стаци-
онарных многопредельных непрерывно действующих анализа-
торов метана,. устанавливаемых в местах контроля й стойки
приемников телеизмерения, находящейся у горного, диспетчера
на ЦДП. В дальнейшем предусматривается связь системы АГЗ с
автоматизированной систе.мой управления проветриванием
забоев И выработок шахты. ’	т
101
Перспективными являются работы по созданию системы,
быстродействующей автоматической газовой защиты (БАГЗ) с
инерционностью действия, не превышающей 1с; усовершенство-
ванию передачи, приема и представления информации с исполь-
зованием общешахтных управляющих ЭВМ и микропроцессоров;
включению в системы АГЗ не только стационарных, но и встроен-
ных, и переносных датчиков метана.
С учетом опыта длительной эксплуатации аппаратуры АМТ-3
для АГЗ и централизованного контроля разработан и серийно*
выпускается комплекс «Метан», который можно использовать
как самостоятельно, так и как часть системы диспетчерского,
управления проветриванием. При этом комплекс «Метан»
обеспечивает; непрерывный автоматический контроль содержа-
ния метана в месте установки датчика; автоматическое отклю-
ченнс напряжения питания контролируемого объекта при доети^
1 жении установленной предельно допустимой концентрации ме-
тана (0,5; 0,7; 1,0; 1,5; 2,0 %); световую и звуковую аварийную
сигнализацию; дистанционный визуальный контроль за содержа-
нием метана.	’	......."	..
Комплекс аппаратуры «МёТйнй- (рис. 63) состоит иЭ анайи-
“ заторов метана АТ 1-1 иАТЗ-1. При этом анализатор метана АТ 1-1
состоит из датчика метана ДМТ-4 и аппарата сигнализации
АС-5, а анализатор АТЗ-1 — из трех датчиков ДМ Т-4 и аппарата
Шрнйййзации /1С-6. Каждый из датчиков ДМТ-4 обеспечивает
непрерывный автоматический контроль содержания метана в
месте его установки, аварийную световую сигнализацию,, пере-
дачу телеметрической информации и сигнала в аппарат АС-5 или,
АС-5 на отключение электроэнергии. Аппарат АС-5 служит длж
питания датчика ДЛ1Г-4, визуального
контроля за содержанием метана, местной,
световой и .звуковой аварийной сигнали-
зациями, автоматического отключения
электроэнергии при достижении предельно
допустимой концентрации метана. Аппа-
рат АС-6 выполняет те же функций для
трех датчиков ДМТ-4.
Стойка приема информации СПИ-1
предназначена для приема и регистрации
телеметрической информации и аварийной
сигнализации от анализаторов метана
АТ1-1 и АТЗ-1. В каркасе стойки располо-1
Жёны выемные блоки измерения, регистра-
ции, и сигнализации. В блоках измерения и
сигнализации расположены усилители с
приемниками сигналов на 14; 20 и 26 кГц.
На лицевой стороне стойки под блоками
сигнализации расположена панель е
гнездами для телефонной связи с аппарйТайи сигнализаций и
датчиками, в нижней части находятся блоки питания. Стойка Й*
комплект анализаторов не входит, ее поставляют отдельно.
Исполнение датчика ДМТ-4 — взрывобезопасное при любых
повреждениях (РО), и он имеет искробезопасные электрические
цепи; аппаратов АС-5 и АС-6— взрывобезопасное, стойки
СПТ-1 — общепромышленное.
Чувствительный элемент (рис. 64) датчика ДМТ-4 помещен
в кожух 3 из высокопрочной пластмассы, В котором сетчатые
колпаки 2 и 1 образуют камеру сгораний. Внутри камеры укреп-
лены рабочий 4 и сравнительный 5 преобразовательные элементы,
представляющие собой цилиндры из активной окиси алюминия с
намотанными на них спиралями из платиновой проволоки. При
этом поверхность рабочего элемента, покрытая платино-палла-
диевым катализатором, темного цвета, а сравнительный элемент
без покрытия — светлый. При сгорании метана сопротивление
спирали рабочего элемента изменяется пропорционально концен-
трации метана. На сравнительном элементе (без катализатора)
метан не сгорает. Изменения условий окружающей среды оди-
наково воспринимаются обоими элементами/
Общий принцип действия комплекса «Метан» заключается
в обработке электрических сигналов, поступающих от чувствитель-
ных элементов датчиков, передаче этих сигналов на аппараты
сигнализации и далее на СПИ-1 диспетчеру. Количественное
содержание метана в воздухе определяется беспламенным-сжига-
нием его при температуре около 400 °C в камере сгорания датчика
ДМТ-4. При этом тепловой сигнал преобразуется в электрический^
усиливается и поступает на указывающий прибор аппарата АС-5
или АС-6 и транзитом на СПИ-1 диспетчерского пункта. При до-
103
снижении установленной предельно допустимой концентрации
метана датчик выдает релейный сигнал в аппарат на отключение
напряжения контролируемого объекта (участка) и аварийный
сигнал на СПИ-1 диспетчеру.
§ 37.	Анализатор метана АТЫ
Принцип действия электрической схемы (рис. 65) анализатора
метана ATI -1 состоит в следующем. При включении блокировоч-
ного выключателя S аппарата АС-5 (рис. 65, а) на вход трансфор-
матора Т1 подается одно из предусматриваемых напряжений
(660, 380, 127, 100 или 36 В). Со вторичной обмотки Т1 напря-
жение 110 В через зажимы а8, Ь8 разъема ХЗ поступает на вход
феррорезонансного стабилизатора СТ, а с его выхода напряжение
52 В подается на зажимы а.8, Ь8 разъема XI и далее на одно-
именные зажимы разъема Х2 блока питания датчика ДМТ-4
(рис. 65,6), С другой вторичной обмотки трансформатора Т1
напряжение 24 В поступает на трансформатор ТЗ блока питания
сирены БПС, а через выпрямитель VI — V4 — на лампы Hl, Н2,
реле KJ, мультивибратор и генератор сигналов G. С выпрями-
теля V7—-V10 через клеммы а.4, Ь4 разъема XI напряжение пода-
ется к сирене И аппарата АС-5 и к телеметрическому усилителю УТ
датчика ДМТ-4.
Связывается датчик с аппаратом телефонным 4-жильным
кабелем; по одной паре жил подается напряжение на датчик и осу-
ществляется аварийная сигнализация, а по другой — передается
телеметрическая информация о содержании метана и осуществ-
ляется телефонная связь. Питание датчика обеспечивается пере-
менным током частотой 50 Гц, а аварийная сигнализация осу-
ществляется наложением постоянного тока. Для разделения
переменной и постоянной составляющих тока в блоке стабилиза-
тора СТ аппарата АС-5 имеются разделительные конденсаторы
С4 и С6. Параллельно конденсатору С4 включен блок реле БР
аппарата. Переменный ток, питающий датчик, проходит через
оба конденсатора, но блок реле на него не реагирует.
С блока питания БП датчика ДМТ-4 напряжение 1,8—2,0 В
через зажимы а5, Ь5 разъема Х2 подается на термогруппу, напря-
жение 24 В через зажимы а4, Ь4,— на усилитель телеметрический
УТ, напряжение 12 В через зажимы Ь2, ЬЗ — на блок исполнитель-
ный, напряжение 1,1 В через зажимы а2, аЗ — на светодиод ИЗ
и блок исполнительный БИ.
Измерительный мост датчика состоит из четырех сопротивле-
ний: рабочего элемента сравнительного /?ср и плечевых рези-
сторов РЮ, R11. Сравнительный преобразовательный элемент
обеспечивает компенсацию влияния окружающей среды (темпе-
ратуры, влаги и т. д.), горения метана на нем не происходит,
Первоначальное уравновешивание моста (при отсутствии мета-
на) производится резистором /?т. При сгорании метана на рабочем
104

Аппарат сигнализации АС-5
Рис. 65. Принципиальная схема анализатора метана А.Т1-1
Рис. 65. (Продолжение)
элементе выделившееся тепло приводит к нарушению равновесия
моста.
При отсутствии метана или содержании его ниже допустимой
нормы из диагонали моста, образованного элементами /?ср и
резисторами Rl, Rll, R3, переменное напряжение поступает на
вход блока исполнительного БИ.
Блок исполнительный (рис. 65, в) состоит из двух фазочувстви-
тельных усилителей первого и второго уровней. Усилитель первого
уровня собран на микросхеме А2, транзисторах V3, V6 и выходном
оптроне V4. Входной сигнал на усилитель поступает через зажи-
мы al, а2 и резистор R4. Усилитель второго уровня собран на
микросхеме А1, транзисторах V2, V10 и выходном оптроне V9, а
сигнал на усилитель поступает через зажимы al, Ы.
В блоке БИ имеется также реле времени, собранное на тран-
зисторах V5, V7 и VS. Оно обеспечивает выдержку времени (пара-
метрами цепи RC2, R11) при срабатывании усилителя первого
уровня. При открытом оптроне V4 конденсатор Cl u&nn.RC2 заря-
жается, а при запирании оптрона конденсатор разряжается через
резистор R11, вызывая отпирание транзисторов V5, V7, запирание
транзистора VS и обесточивание оптрона V9.
При превышении концентрации метана выше предельно допу-
стимого значения, но не более чем на 1,3 от установленного предела
106
срабатывания входной сигнал усилителя первого уровня уменьша-
ется до нуля. Оптрон V4 обесточивается и запирает-цепь заряда
конденсатора С1 цепи реле времени. Если концентрация
метана йе уменьшается, то с выдержкой от 10 до 30 мин обесточи-
вается оптрон V9 и разрывает цепь: выход оптрона V9 — рези-
стор Р2 в цепи питания датчика, что вызывает отключение блока
реле БР аппарата сигнализации АС-5. При этом реле К блока БР
включит сигнальную лампу Н2 и реле — повторитель Л7. Послед-
нее включит блок питания сирены БПС и разомкнет цепь управле-
ния пускателя (зажимы.al, bl разъема Х1)\ питание генератора G
включается через мультивибратор.
При концентрации метана, превышающей 1,3 от установлен-
ного предела срабатывания, сигнал на выходе усилителя второго
уровня (зажимы al, bl) становится равным нулю транзистор V2
запирается и оптрон V9 датчика мгновенно обесточивается.
При срабатывании первого уровня загорается красный свето-
диод H1, а второго уровня — совместно с Н1 — красный свето-
диод Н2. Зеленый светодиод ИЗ сигнализирует о включении дат-
чика.
№
Блок исполнительный с двумя уровнями срабатывания позво-
ляет избежать отключение напряжения питания контролируемого
объекта при случайном, кратковременном повышении концентра-
ции метана.
Выходной сигнал мостовой измерительной схемы поступает
на вход телеметрического усилителя УТ (зажимы Ь4, Ь5), а усилен-
ный сигнал поступает на указывающий прибор Р датчика и далее
в аппарат сигнализации.
С помощью резистора /?л, расположенного в датчике ДМТ-4,
регулируется напряжение его питания, при изменениях длины
линии между аппаратом и датчиком.
Принцип действия электрической схемы анализатора метана
АТЗ-1 аналогичен описанной выше. При этом выдача сигнала теле-
измерения выдается на указывающий прибор аппарата сигнали-
зации АС-6 только от одного из трех датчиков.
§ 38.	Основные положения монтажа, обслуживания
и обеспечения безопасности комплекса «Метан»
При подготовке и проведении работ с комплексом «Метан» должны
соблюдаться требования, установленные «Правилами безопасно-
сти в угольных и сланцевых шахтах» и ГОСТ 12.2.063—81.
Доставка, установка и обслуживание в процессе эксплуатации
комплекса в шахте, выдача из шахты на поверхность для ремонта,
а также наблюдение за работой возлагаются на персонал службы
вентиляции и тёхники безопасности (ВТБ).
/Перед пуском комплекса в шахту все его изделия должны быть
опробованы с проверкой их работоспособности и опломбированы.
Аппараты АС-5 и АС-6 пломбируют навесной пломбой только после
подключения к сети в шахте.
Исправность изделий комплекса, надежность и длительность
срока службы обеспечиваются только при соблюдении правил
эксплуатации, ухода н своевременного устранения неисправно-
стей.
/ Датчики метана устанавливают в местах, где правилами
безопасности предусмотрен непрерывный автоматический конт-
роль содержания метана стационарной аппаратурой. В месте
установки датчик крепят вертикально к крепи с помощью цепной
подвески так, чтобы воздушный поток подходил к датчику со сто-
роны противоположной лицевой панели или сбоку.
Аппарат сигнализации устанавливают на распределительном
пункте лавы или подземной подстанции в месте, удобном для на-
блюдения за прибором.
Сирену искробезопасную СИ-1 устанавливают на распреде-
лительном пункте или в месте, где вероятность, нахождения людей
наибольшая, например на погрузочном пункте.
Стойку приемника информации СПИ-i устанавливают в по-
мещении горного диспетчера, в удобном для наблюдения месте.
108
ТАШС 1*2
ТАШС 1*4
Рис. 66. Схема соединений анализатора метана АТ1-1
Монтируют анализатор метана АТ1-1 согласно схеме подклю-
чения (рис. 66).
Аппарат АС-5 имеет шесть кабельных вводов. Аппарат АС-5
с источником питания напряжением 36, 100, 127, 380 или 660 В
переменного тока соединяют кабелем, который подключают в
аппарате к зажимам 12, 13. Остальные соединения видны на схеме
подключения.
Перед установкой в шахте и после ремонта изделия комплекса
должны пройти приработку и проверку. Для приработки изделия
комплекса соединяют по схеме и выдерживают во включенном со-
стоянии в течение двух суток при нулевой концентрации метана,
а затем в течение двух суток при концентрации метана от 1,5 до
2,2 %. При этом метановоздушная смесь в камере обменивается
не реже чем через 4 часа, и при каждом обмене концентрации
камеру проветривают в течение 10—20 мин. В конце четвертых
суток камеру проветривают в течение 1 часа, затем в ней созда-
ется концентрация метана от 1,5 до 2,2 % и определяется абсолют-
ная погрешность измерения.
Для проверки погрешности срабатывания в камере создается
концентрация метана, превышающая величину уставки не более
чем на 30 %. При этом с выдержкой времени от 10 до 20 мин:
должны включиться лампы «Метан» на датчике и аппарате сигна-
лизации. После проветривания в камере создается концентрация
метана, превышающая величину уставки более чем на 30 %. При.
этом включение ламп должно произойти мгновенно.
Правильность работы системы отключения проверяется нажа-
тием кнопки «Контроль» на датчике.
В процессе эксплуатации необходимо производить внешний
осмотр изделий. При этом следует обращать внимание на надеж-
ность подключения кабелей, наличие пломб, горение сигнальных
амп, правильность подвески датчиков. Один раз в сутки необходи-
мо производить проверку правильности работы системы отклю-
чения питания контролируемого объекта нажатием кнопки «Конт-
роль» на передней крышке датчика, при этом в датчике и аппарате
должны включиться световые сигналы «Метан» и сирена, а также
отключиться напряжение питания контролируемого объекта.
Один раз в неделю производят проверку правильности показа-
ний и нуля. Для этого следует камеру сгорания датчика прокачать
сначала чистым воздухом, а затем метановоздушной смесью.
Если отклонения от нулевой отметки или показания отличаются от
поверочной смеси более чем на 0,2 % СН4, то следует сделать кор-
ректировку, для чего нужно открыть поворотную крышку на перед-
ней стенке датчика и резистором /?„ выполнить регулировку нуля,
а резистором /?г — регулировку показаний. Если не удается
регулировка показания, то термогрупп^ датчика подлежит замене,
которая производится только на поверхности.
Результаты периодических проверок и неисправности записы-
вают в специальные журналы.
Взрывозащита термоэлементов датчика ДМТ-4 обеспечива-
ется ограничением температуры их нагрева в нормальном и ава-
рийном режимах работы до безопасных величин, предотвращением
прямого обдува термоэлементов потоком воздуха и покрытия их
угольной пылью.
Искробезопасность электрических цепей датчика, а также
цепей телеизмерения и телесигнализации достигается ограниче-
нием тока (мощности) до искробезопасных значений в отдельных
элементах схемы, а также шунтированием индуктивностей вари-
кондами, стабилитронами и активными сопротивлениями, ограни-
чивающими ток короткого замыкания.
Взрывобезопасность аппаратов сигнализации АС-5 и АС-6
обеспечивается рядом конструктивных мер, выполняемых в соот-
ветствии с ПИВРЭ. Корпуса изготовляют из материалов, неопас-
ных в отношении воспламенения метановоздушной смеси искрами,
образующимися при трении и соударении. Зазоры в местах соеди-
нений частей корпуса, ввода кабеля и диаметральные зазоры
выполняют в соответствии с нормами. Так, например, зазор между
фланцем корпуса и крышкой камеры вводов не более 0,15, между
фланцем корпуса и крышкой релейной камеры не более 0,2,
диаметральный зазор между валиком и втулкой блокировочного
выключателя не более 0,25 мм. Величины указанных зазоров
периодически контролируются с помощью плоского щупа. Если
при проверке окажется, что величина любого из зазоров превы-
шает допустимую, то аппаратуру снимают с эксплуатации.
Конструкция корпусов аппаратов сигнализации предусматри-
вает одну камеру вводов, разделенную перегородками на камеры
с искробезопасными силовыми цепями, с кабельными вводами
и проходными зажимами для подсоединения жил кабеля. Внут-
реннюю поверхность камеры вводов покрывают тремя слоями
НО
дугостойкой электроизоляционной эмали. Конструкция кабельных *
вводов удовлетворяет условию нераспространения взрыва наружу
из корпуса через место уплотнения кабеля.	*
Изоляционные детали проходных зажимов для подключения
к напряжению до 660 В изготовляют из специального аминопласта.
В аппаратах сигнализации предусмотрены предупредительные
надписи, выполненные на крышках релейной камеры и камеры
вводов выпуклыми буквами,, нанесенными рельефно фотохими-
ческим способом на пластинки, которые прикреплены к крышкам.
Для предотвращения возможного прикосновения к шпилькам
проходных зажимов в релейной камере установлен изоляционный
щит с надписью: «Открывать, отключив от сети!».
Открывание крышек и отвинчивание вводов возможно только
при помощи специального инструмента.
§ 39.	Автоматический контроль подачи воздуха
При проведении подготовительных выработок надежность работы
вентиляторов местного проветривания (ВМП) во многом опреде-
ляет безопасность и производительность труда. Так, с увеличением
длины проветриваемой тупиковой выработки вследствие утечки
в воздухопроводе может оказаться, что при работающем венти-
ляторе в забой, поступает недостаточное количество воздуха,
а следовательно, повышается опасность взрыва метана или уголь-
ной пыли и снижается производительность труда рабочих.
В соответствии с требованиями ПБ на всех шахтах, опасных
по газу или пыли, в тупиковых выработках, где применяется
электроэнергия ВМП, работающих на нагнетание, для контроля
эффективности проветривания необходимо устанавливать аппара-
туру автоматического непрерывного контроля количества пода-
ваемого воздуха. Для этой цели используют широко распростра-
ненную аппаратуру АКВ-2П, которая блокируется с групповым
магнитным пускателем распределительного пункта забоя и обес-
печивает:
выдержку времени 5—10 мин на включение электрооборудова-
ния выработки после включения ВМП и восстановления нормаль-
ного проветривания;
автоматическое отключение, с выдержкой времени 1—2 мин,,
электрооборудования и невозможность его включения при нару-
шении нормального режима проветривания;
автоматическое мгновение отключения электроэнергии при
останове ВМП;
световую сигнализацию о нормальном и аварийном режимах
проветривания забоя выработки.
Комплект аппаратуры АКВ-2П состоит из релейного блока
и датчика давления мембранного вида. Узлы и элементы релей-
ного блока смонтированы на панели, которую мож-но извлекать
из взрывобезопасного корпуса без отключения электрических
Ш
Рис. 67. Принципиальная схема аппаратуры АКВ-2П
соединений (но при снятом напряжении питания!). Электронный
узел с элементами реле времени снабжен штепсельным разъемом.
Датчик аппаратуры двухпозиционного вида имеет контакт, кото-
рый микрометрическим винтом закреплен на гибкой мембране,
подвергающейся действию скоростного напора воздуха. Микро-
метрический винт связан с другим контактом, и благодаря этому
обеспечивается изменение расстояния между контактами, т. е,
производится настройка предела срабатывания на различные ско-
рости движения воздуха.
Электрическая схема релейного блока аппаратуры АК.В-2П
(рис. 67) содержит следующие основные элементы: стабилизиро-
ванный трансформатор Т, приемное реле А/, исполнительное
реле К2, вспомогательное реле АЗ; реле времени, собранное на
транзисторах V5—V8 и конденсаторе СЗ; сигнальные лампы Н1,
М2.
Принцип действия электрической схемы АКВ-2П состоит в сле-
дующем.
Исходное состояние. При подаче напряжения пита-
ния 36 В на зажимы ХЗ, Х4, включении блокировочного разъеди-
нителя Q и неработающем ВМП (отсутствие скоростного напора
воздуха) контакты датчика разомкнуты, а реле постоянного тока
А/ отключено. При этом все транзисторы заперты, реле К2 и
КЗ отключены, конденсатор СЗ заряжается до напряжения,
равного напряжению на стабилитроне V4, по цепи: «плюс» источ-
ника питания — стабилитрон V4 — конденсатор СЗ — размыкаю-
щие контакты К2 и А/ — резистор R2 — диод V2 — «Минус»
источника. Включается красная лампа Н2.
Рабочий режим. При включении ВМП и достижении
112
установленной скорости воздуха контактом датчика параллельно
обмотке реле К1 включается диод VI и от постоянной состав-
ляющей тока реле К/ срабатывает. При этом оно замыкающим
контактом включает зеленую лампу Н1, сигнализирующую о
рабочем режиме аппарата (блока), а переключающим контактом
разрывает цепь заряда конденсатора СЗ и он начнет разряжаться
по цепи: плюс конденсатора СЗ — стабилитрон V4 — резистор
R3 — «Минус» конденсатора СЗ. Разряд обеспечивает выдержку
времени на подачу электроэнергии к механизмам забоя.
По истечении установленной выдержки времени (5—10 мин)
конденсатор СЗ разрядится и начнет перезаряжаться и к базе
транзистора V6 будет приложен положительный потенциал, что
приведет к отпиранию транзисторов /5—и срабатыванию
реле К2, При этом оно самоблокируется, отключает красную лам-
пу Н2 и дает возможность включения группового пускателя через
зажимы XI, Х2. Переключающий контакт К2 замыкает цепь
заряда конденсатора СЗ, который, быстро перезарядившись до
напряжения на стабилитроне запрет транзисторы V-5—V8.
Реле КЗ подготавливается к срабатыванию.
Аварийные режимы. В случае снижения скорости воз-
духа ниже установленного уровня или в других аварийных
ситуациях (замыкание проводов, обрыв цепи датчика и т. п.) про-
изойдет размыкание контакта датчика и отключение реле KI
При этом погаснет зеленая лампа Н1, переключающий контакт
реле Ki разомкнет цепь заряда конденсатора СЗ и он начнет раз-
ряжаться через резисторы R3, R4 и стабилитрон V4, создавая
выдержку времени на отключение механизмов забоя. Через 1 —
2 мин произойдет отпирание транзисторов V5—V8 и сработает
реле КЗ, которое своим размыкающим контактом разорвет цепь
питания реле К2. Последнее, отключившись, своим контактом
(зажимы XI—Х2) разомкнет цепь управления группового пуска-
теля. в результате отключатся все потребители забоя. Контакт К2
включит красную лампу Н2, сигнализирующую о нарушении
режима проветривания, а переключающий контакт К2 замкнет
цепь разряда конденсатора СЗ, в результате чего все транзисторы
запрутся и схема придет в исходное состояние.
§ 40.	Основные положения монтажа, обслуживания
и безопасности для аппаратуры А КВ-2 П
При подготовке к работе и эксплуатации аппаратуры АКВ-2П
необходимо соблюдать «Правила безопасности в угольных и слан-
цевых шахтах», а также «Правила эксплуатации электротехни-
ческих установок».
Перед спуском аппаратуры в шахту ее необходимо опробиро-
вать на поверхности. При этом в датчике проверяют положение
«нуля» с последующей (при необходимости) его установкой, а в
113
релейном блоке — выдержку времени, исправность сигнализации
и выходной цепи.
Датчик аппаратуры крепят на металлической секции, установ-
ленной' в конце прорезиненных труб так, чтобы он находился на
расстоянии-не более 10—15 м от забоя выработки и был защищен
от механических повреждений при производстве взрывных работ
в забое. Релейный блок устанавливают на распределительном
пункте забоя вблизи магнитных пускателей. Датчик и релейный
блок соединяют кабелем с резиновой (полихлорвиниловой) изо-
ляцией жил и такой же оболочкой. Допускается использование
телефонных кабелей марок ТАШ, ТВШ, ТГВШ, ДРВКШ.
В качестве группового аппарата, включающего напряжение,
должен применяться пускатель с искробезопасными параметрами
цепи управления. Включать групповой аппарат необходимо кноп-
кой местного или дистанционного* управления только после
восстановления в выработке нормальных условий проветривания.
Установленную аппаратуру АКВ-2П обслуживает специально
обученное лицо пылевентиляционной службы (ПВС) или горный
мастер вентиляции. В процессе эксплуатации аппаратуру под-
вергают периодической проверке и очистке.
Горный мастер вентиляции ежесменно проверяет действие
аппаратуры следующим образом. Открыв люк над датчиком пере-
крывает его раструб. При этом зеленая лампа Н1 должна погас-
нуть, а через 1—2 мин должен отключиться групповой аппарат
и загореться красная лампа Н2. При открытии раструба должна
загореться зеленая лампа Hi и через 5—10 мин релейный блок
должен подготовить цепь включения группового аппарата.
Два раза в месяц лицо ПВС производит проверку положения
«нуля» датчика и при необходимости его установку. При этом дат-
чик необходимо разместить вертикально шкалой вверх и исклю-
чить попадание воздушного потока в раструб или отверстие
трубки статической компенсации. После проверки датчик обяза-
тельно пломбируют.
Основные меры безопасности при монтаже и обслуживании
аппаратуры:
металлическую секцию или трубы обязательно заземляют;
длина кабеля, по которому осуществляется блокировка, не
должна превышать 5 м;
соединение датчика и релейного блока свободными жилами
силового кабеля, находящегося под рабочим напряжением, не-
допустимо;-
применение в качестве группового аппарата автоматических
выключателей с отключающей катушкой (АФВ) недопустимо,
так как при этом возможна кратковременная подача напряжения
в выработку при взрывоопасном состоянии, в ней атмосферы;
подсоединение релейного блока на автоматическое включе-
ние группового аппарата по окончании выдержки времени
недопустимо.
1И
§41. Защитное отключение и телемеханизация вентиляторов
местного проветривания
Для контроля режима проветривания тупиковых выработок также
используют аппаратуру •защитного отключения электроэнергий
АЗОТ, которая автоматически непрерывно контролирует коли-
чество воздуха, поступающего к забою тупиковой выработки,
проветриваемой ВМП в шахтах, опасных по газу или пыли, и про-
изводит защитное отключение электроэнергии при нарушении «
нормального режима проветривания.
В комплект аппаратуры входят аппарат АЗОТ и датчик контро-
ля давления воздуха аппаратуры АКВ-2П. Аппарат АЗОТ имеет
две модификации: АЗОТВ — во взрывобезопасном корпусе — и
АЗОТБ — в виде выемного блока, предназначенного для встройки
во взрывобезопасный корпус магнитной станции. Оба аппарата
обеспечивают:
местное, автоматизированное и телемеханическое управле-
ние ВМП;
местную телесигнализацию о режимах (нормальном и аварий-
ном) проветривания выработки и телесигнализацию о состоянии
(включённом, отключенном) группового аппарата и пускателя
ВМП;
автоматическое форсированное (без выдержки времени) вклю-
чение группового аппарата при исчезновении напряжения не
более чем на 2 + 0,5 мин при условии отсутствия нарушения ре-
жима проветривания до исчезновения напряжения и восстанов-
ление нормального режима проветривания в течение указанного
времени;
отключение группового защитного аппарата без выдержки
времени при останове ВМП;
защиту от самовключения группового аппарата при повыше*
нии напряжения питающей сети до 150 % номинального;
защиту линии связи с датчиком от обрыва и короткого замы-
кания.
На панелях аппаратов АЗОТ размещены следующие функцио-
нальные блоки: блок питания (БП), блок автоматизированного
управления (БАУ), блок контроля воздуха (БКВ), блок иск-
лючения выдержки времени (БИВ) и блок питания сирены
(БПС).
Принцип работы аппарата АЗОТ основан на обработке сигна-
лов, поступающих от датчиков воздуха, команд местного и теле-
управления и выдаче сигналов на аппаратуру управления ВМП,
электроснабжения выработки и в систему телемеханики.
В системе автоматического контроля и централизованного:
диспетчерского управления ВМП рассредоточенными группами
на нескольких (до 10) пунктах может быть использована аппара-
тура ТУ — ТС «Ветер». Она обеспечивает телеуправление вентиля-
торами, передачу информации от датчиков, имеющих контактный
i 15
Рис. 68. Структурная схема аппаратуры «Ветер»
выход, о состоянии двигателя вентилятора («Включен», «Отклю-
чен») и телеконтроль подачи воздуха.
Комплект аппаратуры «Ветер» состоит из аппарата пункта
управления (ПУ) с пультом управления и 10 аппаратов контроли-
руемых пунктов (КП). Связь между ПУ и всеми КП осуществля-
ется по выделенной двухпроводной кабельной линии.
Аппаратура «Ветер» является бесконтактной, и в ней применен
временной принцип разделения сигналов с распределительным
методом избирания, а избирающим качеством является нали-
чие («1») или отсутствие («0») импульса в линии связи на данном
шаге распределителей. При этом выполнение функций ТУ и
ТС разрешается лишь на одном КП, который выбирает диспет-
чер с помощью ключей ПУ. Остальные КП в этом случае нахо-
дятся в «дежурном» режиме.
Действие аппаратуры по ее структурной схеме (рис. 68) состо-
ит в следующем. От схемы автоматического запуска АЗ запу-
скается распределитель ПУ, и с помощью формирователя тактов
ФТ импульсы «1» продвигаются по ячейкам распределителя.
При считывании «1» в последней ячейке распределителя ПУ
через схему передачи синхронизирующего импульса ПДСИ в
линию связи посылается синхронизирующий импульс, который на
всех КП принимается приемником синхроимпульса ПМСИ и запи-
сывает «1» в первую ячейку распределителя. Дальнейшее про-
движение «1» в распределителе КП выполняется своим ФТ так
же, как и в ПУ. Формирователи тактов ПУ и КП питаются от
общей сети переменного тока со сдвигом по фазе на 180°.
lift
Для передачи на объекты команд ТУ и получения сигналов
ТС от объектов диспетчер соответствующими ключами на ПУ
должен перевести требуемый Л77 в рабочий режим. При этом
от ячеек адресной части распределителя ПУ через схему передачи,
команд ПДК в линию связи поступает сигнал, состоящий из
импульса номера КП и общего для всех КП импульса вызова
пункта. Эти импульсы принимаются на соответствующем КП
схемой приема команд ПМК и взводят схему разрешения при-
ема — передачи РПП, которая, в свою очередь, воздействует на
выходные элементы управления ВЭУ, включающие реле управле-
ния РУ, а последние своими контактами коммутируют оперативные
цепи объектов управления.
Телесигнализация осуществляется коммутацией соответст-
вующих цепей датчиков сигнализации на КП, которые дают
разрешение на работу передатчика сигналов ПДС импульсами
распределителя. Сигнальный код состоит из одного импульса
на каждый включенный объект. При отключении объекта на дан-
ном шаге распределителя .импульс в линию связи не поступает.
С каждого КП на определенном такте работы распределителя
через схему передачи сигналов ПДС посылается импульс «дежур-,
ного» режима (отсутствия информации). При появлении инфор-
мации на КП (изменение состояния датчиков сигнализации ДС)
блок наличия информации БНИ через схему РПП запрещает
передачу в линию связи импульса «дежурного» режима.
На ПУ через схему приема сигналов ПМ.С с каждого КП
принимается по одному импульсу, которые воздействуют на вы-
ходные элементы адреса ВЭА, включающие реле адреса РА.
Одновременно через ПМС импульсы воздействуют на выходные
элементы сигнализации ВЭС, которые включают реле сигнализа-
ции PC, коммутирующие своими контактами цепи сигнализации.
При появлении информации на КП на ПУ соответствующие
ВЭА выключают адресные реле РА, а диспетчеру подаются све-
товой и звуковой сигналы о наличии новой информации.
Контрольные вопросы
1.	Каковы задачи автоматического контроля содержания метана в шахтёр
2.	Дайте общую характеристику трех видов аппаратуры контроля содержания,
метана.
3.	Дайте полную характеристику комплекса аппаратуры «Метан».
4.	Расскажите об устройстве чувствительного элемента датчика ДМТ-4 и
общем принципе действия комплекса «Метан».
5.	Каков состав (блоки и основные элементы) и принцип действия анализа-
тора метана АТ1-1?
6.	В чем состоят основные положения монтажа и обслуживания комплекса
«Метан»?
7.	Чем обеспечивается безопасность эксплуатации комплекса «Метан»?
8.	Расскажите о задачах автоматического контроля подачи воздуха в тупи-
ковые выработки.
9.	Каково назначение, комплектность и устройство аппаратуры АКВ-2П?
10.	Опишите принцип действия электрической схемы АКВ-2П.
117
1 f. Перечислите основные положения монтажа, обслуживания и безопасности
для аппаратуры АКВ-2П.
12.	Каково назначение, комплектность и выполняемые функции:
а)	аппаратуры АЗОТ;
б)	аппаратуры «Ветер»?
13.	Расскажите о составе и принципе действия структурной схемы аппарату-
ры «Ветер».
ГЛАВА. 11
АВТОМАТИЗАЦИЯ ЗАБОЙНЫХ МАШИН
И КОМПЛЕКСОВ
§ 42.	Особенности и задачи автоматизации забойных, машин
Комплексная механизация и автоматизация производственных
процессов — важнейшее направление социально-экономической1
политики, проводимой в нашей стране. Технический прогресс
в угольной промышленности предусматривает дальнейшее широ-
кое внедрение средств механизации и автоматизации в произ-
водственные процессы, и прежде всего в процессы, связанные
непосредственно с добычей угля и проведением горных выработок;
Технология угледобычи испытывает постоянное усложнение
условий работы, связанное с переходом на более глубокие гори-
зонты, разработкой пластов меньшей мощности и наиболее веро-
ятными выделениями газа метана. Автоматизация в таких усло-
виях наряду с достижением высоких технико-экономических пока-
зателей- обеспечит повышение безопасности работ и улучшение
условий труда обслуживающего персонала.
В настоящее время подземная добыча угля характеризуется
широким использованием комбайновых, струговых комплексов
и- агрегатов с передвижными гидрофицированными крепями.
При этом комплексная механизация базируется на,основе узко-
захватной техники.
Узкозахватный комбайн — сложный динамический объект для
регулирования, так как постоянно изменяющиеся физико-меха-
нические свойства углей, условия их залегания, появление раз-
личных нарушений и особенности технологии ведения работ
требуют, особенно в высоконагруженных лавах, практически
непрерывного изменения режима работы комбайна.
Изменения горно-геологических условий диктуют,необходи-
мость выбора определенного соотношения скоростей подач»
и резания, а потребность изменения этого соотношения при
значительных колебаниях крепости угля в пределах одного забоя
обусловливает применение регулируемого привода подачи. Этим
же вызвана необходимость.' прекращения подачи комбайна без
выключения привода резания.
Использование высокопроизводительных комплексов меха-
низмов требует применения, автоматизации оборудования для
11.8
обеспечения оптимальных режимов его работы, а надежная
работа автоматизированного забойного оборудования в опти-
мальном режиме без излишних динамических нагрузок сокра-
щает эксплуатационные расходы, увеличивает межремонтные
сроки и уменьшает удельные затраты на его ремонт.
При автоматизации управления добычными машинами и ком-
плексами для обеспечения нормального функционирования необ-
ходимо, чтобы выемочная машина работала в режимах, исклю-
чающих перегрузы привода, а также автоматически осущест-
влялись режимы; реверса машины в концах лавы, останова ее
при встрече препятствий, воздействия на управление передвижной
крепи, снижения скорости подачи при увеличении крепости угля,
снижения скорости резания при увеличении газовыделения, отклю-
чения приводов подачи и резания при авариях оборудования.
Таким образом, управление выемочной машиной сводится к уп-
равлению направлением движения и регулированию скоростей
подачи и резания.
Автоматизация забойных машин, являясь важнейшей проб-
лемой, позволит выполнить такие задачи:
улучшить динамические качества добычной машины, повы-
сить ее надежность и срок службы;
улучшить качество добываемого угля и снизить его себесто-
имость;
повысить производительность машины благодаря более пол*
ному использованию мощности ее электропривода;
уменьшить выполняемое машинистом число операций по
управлению машиной и повысить безопасность работ в забое;
включить забойные машины в систему централизованного
контроля и управления с использованием средств телемеханики
и вычислительной техники.
Современные средства автоматизации угледобывающих ком-
байнов обеспечивают: подачу предупредительного сигнала перед
пуском комбайна; последовательный, с выдержкой времени, за-
пуск электродвигателей многодвигательной машины; автомати-
ческое снижение до нуля скорости подачи при пуске электродви-
гателя, независимо от положения рукоятки уставки скорости;
четкую фиксацию нулевой скорости подачи, что особенно важно
при прохождении машины у головок конвейера; изменение ско-
рости подачи в зависимости от нагрузки приводов резания и по-
дачи; отключение пускателя в случае опрокидывания двигателя;
плавную разгрузку тяговой цепи после останова комбайна; управ-
ление предохранительной лебедкой.
В угольной промышленности СССР имеется много аппара-
туры для автоматизации добычных и проходческих машин, а так-
же -ведутся активные работы по созданию более совершенных’
средств автоматизированного управления, изыскиваются лучшие
способы контроля и управления движением машин по гипсометрии
в плоскости пласта, предусматривается создание систем авто-
119
матизированного управления на базе универсальных и встраи-
ваемых микроЭВМ. Для проходческих комбайнов предусмот-
рено создание средств автоматического контроля и управления
направленным движением; для нарезных и буровых машин начаты
работы по комплексной автоматизации проходческого оборудо-
вания, в том числе с дистанционным и программным управлением.
§ 43.	Автоматизация подачи и регулирование нагрузки
угледобывающих машин
Автоматическое регулирование режима работы угледобывающих
машин теоретически возможно тремя способами:
изменением скорости подачи при постоянной скорости реза-
ния;
изменением скоростей подачи и резания с поддержанием их
отношения на оптимальном уровне;
поддержанием постоянной производительности машины при
стабилизации отношения скоростей подачи и резания.
Так как существующие добычные машины в качестве привода
резания имеют асинхронные двигатели с короткозамкнутым
ротором и не оборудованы устройством для плавного изменения
скорости резания, то регулируют режимы работы машины с по-
мощью регуляторов, поддерживающих заданную нагрузку изме-
нением только скорости подачи, т. е. по первому способу. При
этом в качестве регулируемой величины принят ток статора дви-
гателя, имеющий однозначную связь с нагрузкой двигателя.
Стабилизация нагрузки привода исключает работу с недогрузом,
а следовательно, с пониженной скоростью подачи на участках
лавы с мягким углем и не допускает перегрузов, приводящих
к опрокидыванию, перегреву и выходу из строя двигателя.
Наиболее совершенным из всех существующих в настоящее
время является унифицированный регулятор нагрузки «УРАН»,
который предназначен для дистанционного и автоматического
управления добычными узкозахватными однодвигательными и
двухдвигательными комбайнами с гидравлическими механизмами
подачи (2К-52М, 1К-101, КШ1КГ, 1ГШ68, КШЗМ).
Регулятор «Уран» обеспечивает:
дистанционное управление с пульта пускателями комбайна
и конвейера, отключением фидерного выключателя, скоростью
подачи комбайна и предохранительной лебедкой;
стабилизацию заданного значения тока наиболее загру-
женного электродвигателя и ограничение суммарного тока,
потребляемого приводом комбайна, автоматическим изменением
скорости подачи;
стабилизацию заданной скорости подачи при недогруженных
электродвигателях;
уменьшение скорости подачи до нуля при пуске комбайна
и длительных перегрузках электродвигателя;
120
фиксацию нулевой скорости подачи комбайна;
защиту электродвигателя от опрокидывания при технологи-
ческих перегрузах;
световую индикацию наличия напряжения питания, работы
регулятора, контроля цепей управления комбайном и конвейером.
В состав регулятора входят: источник питания, электронный
блок, блок индикации и панель аппаратов, размещаемых в элект-
роблоке комбайна.
На шасси электронного блока располагают блоки: канала на*-
грузки БКН, канала скорости БКС, выходных усилителей БВУ,
реле БР, ГАУСС, а также переключатели уставок тока двигателей,
уставок суммарного тока, длительности импульсов и режима
работы.
Блоки БКН, БКС, БВУ, БР выполнены в пластмассовых
корпусах со штепсельными разъемами. Блок ГАУСС обеспечи-
вает блокировку, исключающую подачу комбайна при отключен-
ной предохранительной лебедке.
Для управления, предупредительной сигнализации и связи
можно использовать аппаратуру ГАУСС, АУС или ЦПУ.. При этом
после нажатия на пульте управления кнопки «Пуск комбайна:»
включается предупредительная сигнализация, затем — насос
орошения, а при достижении номинального давления воды сра-
батывает реле давления и совместно с ГАУСС обеспечивает
шунтирование кнопки «Пуск комбайна». По окончании звукового
сигнала включаются пускатели комбайна и конвейера.
В соответствии со структурной схемой регулятора «Уран»
(рис. 69) в нем имеется два канала регулирования: по скорости
подачи, включающий в себя датчик ДС, задатчик ЗС, блоки
БКС и БВУ, и по стабилизации нагрузки, включающий в себя
датчики ДТ1 — ДТЗ, задатчики ЗТ1 —ЗТЗ; блок БКН и задат-
чик ЗИ. При этом в зависимости от соотношения входных сиг-
налов задатчиков тока ЗТ1 — ЗТЗ и скорости С7У, регулятор
может обеспечивать один из режимов: пуск комбайна, стабилиза-
цию скорости прдачи, стабилизацию нагрузки.
Режим пуска и стабилизации скорости пода-
чи комбайна. При включении комбайна на регулятор пода-
ется напряжение питания, а реле времени пуска РВП комбайна
обесточено. При этом на входах элементов СМ1 и СМ2 удержи-
вается нулевой сигнал U <, = (). Сигнал уставки по скорости по-
дачи иу также равен нулю независимо от положения задатчика
скорости ЗС, и, следовательно, скорость подачи комбайна при
пуске снижается до нуля и, удерживаясь на этом уровне, обес-
печивает облегченный запуск двигателя резания, исключение рез-
кого натяжения цепи, которое представляет опасность для обслу-
живающего персонала.
По истечении 2—3 с РВП, включаясь, выдает сигнал UtC^
^ЦУтах. При этом на выходе элемента СМ1 либо СМ2 в зави-
симости от заданного направления движения появляется сигнал
121
Рис. 69. Структурная схема регулятора УРАН:
•ДТ1-ДТЗ— датчики токов соответственно первого, второго двигателей и суммарного
тока: ЗТ1 — ЗТЗ — задатчики уставок тока; СБ1 — СБ5 — схемы выделения наиболь-
ших сигналов; ФП41 — ФН43 - фильтры низкой частоты; Cl, С2 — элементы сравне-
ния сигналов; РИ—релейно-импульсный элемент; ЗИ — задатчик длительности регу-
лирующих импульсов; ЗС—задатчик скорости и направления подачи; ДС — датчик
скорости и направления подачи; РВП реле времени пуска комбайна; СМ1 — СМ3 —
схемы выделения наименьших сигналов; PC— реле контроля превышения фактической
скорости подачн над заданной; РТЭ— релейный трехпозиционный элемент; У7, У2 —
усилители управления сервоприводом подачи комбайна; — усилители управления
предохранительной лебедкой соответственно «влево», «вправо»; Уо — усилитель сигнала
установки нуля скорости подачи; Л, 1г— токи, потребляемые электродвигателями;
— суммарный ток, потребляемый приводом комбайна; /у — уставка номинального
тока; /ф — наибольший из выходных сигналов тока; U>, lh — выходные напряжения
PPP, иуг1 — уставки по скорости подачн соответственно «влево», «вправо»;
U-un—выходные сигналы соответственно СМ1 и СМ2; — сигнал уставки нуля Ско-
рости подачи; U^„ U$.n — сигналы соответственно фактической скорости и направления
подачи («влево», «вправо»); (/у, [/ф — сигналы на выходах соответственно элементов
СБ2, СБЗ- — напряжение на выходе PC
уставки по скорости и комбайн начинает разгоняться. Если нри
этом не будет перегруза по току любого двигателя или по сум-
марному току, то разгон комбайна будет продолжаться до задан-
ной скорости.
Далее, на схеме выделения максимума СБ2 появляется сиг-
нал Ду, который сравнивается с сигналом t/ф фактической ско-
рости на реле PC, и, пока Uy> U$, на выходе PC будет сигнал
U = 0. На выходах блоков выделения максимума СБ4 и СБ5
образуются сигналы, соответствующие Uy и U$, а их разность
122
&U=U$—Uy, представляющая собой сигнал рассогласования
ПО' скорости, подается на РТЭ, и он, включаясь, обеспечивает
увеличение скорости подачи комбайна, до значения, при котором
/7у—-f/ф станет соответствовать зоне нечувствительности РТЭ, он-
отключается и дальнейшее изменение скорости подачи прекра-
щается.
Если фактическая нагрузка будет находиться в пределах
(0,95—0,8) /у, то на вход СБЗ будет поступать импульсное напря-
жение Ui, по амплитуде большее или равное С7у.тя„ что вызовет
импульсное включение PC и появление на его выходе импульсного;
напряжения £/рд> t/y.max. В результате в момент наличия импуль-?
сов ир на выходах- СБ4 и СБ5 образуются одинаковые напря-
жения и, так как Д(7 = 0, РТЭ отключится. При этом увеличения
скорости подачи не будет, так как контур регулирования по ско-
рости окажется разомкнутым. Изменение (увеличение) скорости
подачи будет происходить только в моменты, когда Е72 =0.
При. задании с помощью ЗС величины и направления скорости
подачи одновременно подается сигнал на усилитель управлениде
предохранительной лебедкой Ул или Уп- Если ЗС установлен в нуле-
вое положение, то сигнал от схемы выделения СМ3 (логичес-
кого элемента ИЛИ — НЕ) будет подан на усилитель сигнала,-'
установки нуля скорости подачи U3.
Режим стабилизации нагрузки. Этот режим работы-
регулятора используют при выемке углей высокой крепости. При
этом канал стабилизации нагрузки управляет изменением ско-
рости подачи комбайна через канал управления скоростью посред-
ством выходных напряжений /Л, С72 релейно-импульсного эле-
мента РИ.
Режим стабилизации нагрузки осуществляется при перегрузах
двигателей. Стабилизация по току происходит при /ф Дг 1,05/у.
При изменении тока нагрузки в пределах, меньших значения-
1,05 Дом, напряжение Ui равно U-,. mat. и не оказывает влияния
на режим регулирования скорости. При нагрузках от 1,05 /нон
до 1,25 /ном напряжение U\ изменяется импульсно и вызывает
импульсное снижение скорости подачи. Если нагрузка больше
1^5 /нои, то U\ =0, что приводит к непрерывному снижению ско-
рости подачи.
§ 44. Аппаратура автоматизации управления комбайнами
Аппаратура САУК-М предназначена для автоматизации режимов^
работы очистных узкозахватных комбайнов 1ГШ-68 и К.Ш-ЗМ,
имеющих гидравлические механизмы подачи и оборудованных
электрогидрораспределителями РП-2И для дистанционного уп-
равления скоростью подачи и режущими органами. Узлы этой t
аппаратуры1 используют при разработке проектов автоматизации
комбайнов для шахт- будущего на напряжение 11’40В.
Аппаратура САУК-М обеспечивает:
дистанционное управление с пульта или радиопульта пускате-
лями комбайна и конвейера, фидерным автоматическим выключа-
телем, режущими органами и скоростью подачи комбайна, предо-
хранительной лебедкой;
автоматическое отключение пускателя комбайна после несо-
стоявшегося пуска или опрокидывания электродвигателя привода
комбайна;
автоматическое регулирование нагрузки автоматическим
изменением скорости подачи;
* стабилизацию скорости подачи на заданном уровне при недо-
грузе электродвигателей привода комбайна;
уменьшение скорости подачи до нуля при пуске комбайна и
длительных перегрузах электродвигателей;
фиксацию нулевой скорости подачи;
защиту электродвигателей комбаййа от опрокидывания при
технологических перегрузах;
интервал времени в ЗС между  пусками электродвигателей
комбайна;
световую индикацию о наличии напряжения питания, целости
цепей управления, работе регулятора и превышении температуры
рабочей жидкости в гидросистеме подающей части,
В комплект аппаратуры САУК-М входят: электроблок ком-
байна, пульт дистанционного управления, датчик скорости
подачи. В электроблоке комбайна расположены элементы
автоматики; четыре контактора для раздельного пуска электро-
двигателей, электроблок регулятора нагрузки УРАН с тремя
датчиками тока, блок управления и два аппарата защиты от опро-
кидывания КОРД. Кроме того, систему САУК-М дополняют
устройством фиксации нулевой скорости подачи, электрогидро-
блока ми управления режущими органами и скоростью подачи
с исполнительными элементами — электрогидрораспределите-
лями РП-2И.
Структурная схема аппаратуры САУК-М (рис. 70) имеет
несколько подсистем управления: электродвигателями комбайна,
режущими органами, скоростью подачи, предохранительной ле-
бедкой и нулевой скоростью подачи. Принцип действия этих
подсистем состоит в следующем.
При нажатии на пульте управления кнопки «пуск комбайна»
(рис. 70, а) по'окончании предупредительного сигнала подается
напряжение на комбайн, включается первая пара контакторов
и запускается первый двигатель. После чего подается напряже-
ние на реле времени, которое с выдержкой времени включает
промежуточное реле пуска комбайна, а последнее обеспечивает
включение второй пары контакторов, подающих напряжение на
второй двигатель. Пуск комбайна заканчивается.
Режущими органами комбайна управляют с пульта двумя
тумблерами. При установке любого из них вверх или вниз
(рис. 70, б) подается напряжение на промежуточное реле, которое
124
a
Пуск
комбайна
Напряжение
на комбайне
Контакторы
первого
двигателя
Реле
времени
РПК
Контакторы
второго
двигателя
б
Режущие
органы
Напряжение Напряжение
на репе	на РП-2И
Давление в
цилиндрах
Лебедка предохрани-
тельная влево (вправо)
Напряжение	Пускатель
на реле	лебедки
П°.даЧа г Напряжение.^ Напряжение
нуль на реле ' на РП-2И
Давление
под силовым
золотником
Закорачивание
силовых
гидрома гистралей
Рис. 70. Структурная схема аппаратуры САУК-М
своими контактами включает электрогидрораспределитель РП-2И
управления режущими органами. Последний, включаясь, подает
давление в цилиндры гидросистемы для подъема или опускания
режущих органов.
Управление подачей (рис. 70, е) может осуществляться авто-
матически регулятором нагрузки УРАН или вручную с пульта.
При автоматическом управлении переключателем на пульте
задаются величина и направление скорости подачи. Регулятор
нагрузки, используя информацию о токах электродвигателей (ДГ)
и скорости подачи (ДСП), включает соответствующий РП-2И.
Последний подает давление управления механизма подачи под
одну из цапф гидронасоса, которая, перемещаясь, изменяет
эксцентриситет насоса и, следовательно, скорость подачи. При
ручном управлении скоростью подачи с пульта операции и схема
аналогичны управлению режущими органами.
При установке переключателя скорости подачи в нулевое
положение включается реле и обеспечивает подачу напряжения
на РП-2И, а он подает давление управления под золотник, кото-
рый закорачивает силовые магистрали между гидронасосом и
гидродвигателем. Этим обеспечивается четкая фиксация нулевой
скорости подачи, что особенно важно при работе с пультом управ-
125
ления на расстоянии, с радиопультом и на концевых операциях.
Управление предохранительной лебедкой производится также
автоматически тем же переключателем скорости подачи. В любом
из положений переключателя (влево, вправо, нуль) включается
соответствующее реле, которое своими контактами подает напря-
жение на промежуточное реле реверсивного пускателя лебедки^
Аппаратуру управления, громкоговорящей связи и предупре-
дительной сигнализации АУС, предназначенную для 'дистанци-
онного управления забойными механизмами, громкоговорящей
связи в лаве и предупредительной сигнализации перед включе-
нием забойных механизмов широко используют на угольных шах-
тах страны.
Аппаратура АУС обеспечивает:
дистанционное управление пускателем комбайна;
дистанционное управление пускателем конвейера с пульта
управления комбайна или погрузочного пункта лавы;
автоматическую подачу предупредительного сигнала громко-
говорителями абонентских станций перед включением пускателя
комбайна или забойного конвейера;
автоматический контроль прохождения предупредительного
сигнала и состояния цепей предупредительной сигнализации;
двустороннюю громкоговорящую связь в лаве как при нали-
чии напряжения на участке, так и при его отсутствии;
отключение забойного конвейера или фидерного автомата
с любой абонентской станции;
искробезопясность цепей управления, предупредительной
сигнализации и громкоговорящей связи;
нулевую защиту;
защиту от замыканий в цепях управления;
блокировки, исключающие возможность одновременного
включения конвейера с разных пультов управления и дистан-
ционного повторного запуска конвейера после отключения его
с помощью реле скорости;
блокировку, позволяющую при необходимости включить кон-
вейер или комбайн без предварительной подачи предупредитель-
ного сигнала;
блокировку, обеспечивающую возможность повторного вклю-
чения пускателя комбайна или конвейера без подачи предупре-
дительного сигнала, если промежуток времени между двумя
следующими друг за другом включениями каждого из пуска-
телей не превышает 3 с.
В комплект аппаратуры АУС входят:
блок управления и предупредительной сигнализации БУ ПС;
станция громкоговорящей связи СГС\ абонентские станции
АС; оконечная абонентская станция с блок-перемычкой БП.
Действие аппаратуры АУС описано применительно к прин-
ципиально-структурной схеме (рис. 71), из которой видно, что
блок СГС питается от источника напряжением 36 или 127 В,
126
ACtS
а блок БУПС запитывается от обмотки напряжением 36 В сило-
вого трансформатора СГС.
Пуск и останов комбайна. Для включения комбайна
следует на пульте управления КПУ нажать и отпустить кнопку
«Ход». При этом катушка промежуточного реле КЗ обтекается
однополупериодным выпрямленным током, достаточным для сра-
батывания этого реле. После отпускания этой кнопки реле КЗ
остается включенным, так как контакты кнопки шунтируются
контактом этого реле и резистором R9. При этом ток, протекаю-
щий через обмотку реле КЗ, достаточен для удержания его якоря
в притянутом положении.
Реле КЗ, срабатывая, замыкает цепь питания реле К9, которое,
включаясь, своим контактом К9.3 (зажимы 5, 18) переключает
цепь 01 блока СГС с кабеля лавы на генератор предупредитель-
ного сигнала ГПС (зажимы 17, 18)', а контактом К9.2 (зажимы
21, 22) включает блок контроля предупредительного сигнала
БКС.
Генератор предупредительного сигнала возбуждается, и уси-
ленное в УНЧ напряжение предупредительного сигнала по жилам
кабеля лавы (02, 03) подается на трансформаторы всех абонент-
ских станций АС; громкоговорители которых воспроизводят сиг-
нал. На оконечной АС напряжение предупредительного сигнала
детектируется диодом V22 и постоянная составляющая напря-
жения сигнала по жиле кабеля 01 подается на вход БКС блока
СГС. При этом реле К/2, срабатывая, замыкает зажимы 31, 32
блока БУ ПС. Контактами К9.1 и К12 подается питание на элек-
тронное реле времени К8, которое начинает отсчитывать выдержку
времени на срабатывание. Через 5—6 с после начала подачи
предупредительного звукового сигнала включается реле К8 и сво-
им контактом замыкает цепь (трансформатор пускателя ком-
байна — контакт К8 — контакт КЗ — диод V13 — трансформатор
пускателя) промежуточного реле К14 пускателя комбайна. Кон-
тактор К17, включаясь, силовыми контактами (на схеме не пока-
заны) осуществляет пуск двигателя комбайна, а блок-контактом
включает реле КЮ, контактом которого замыкается цепь питания
катушки реле Кб. Последнее, включаясь, своим контактом отклю-
чает реле К9, а оно, в свою очередь, отключает генератор пре-
дупредительного сигнала ГПС. Подача предупредительного сиг-
нала прекращается, и отключаются реле К8, К12. После отклю-
чения реле К8 промежуточное реле К14 пускателя комбайна оста-
ется включенным через контакт реле КЮ и резистор R6.
Кроме того, при включении реле КЮ в цепи управления про-
межуточного реле КЗ замыкаются контакты КЮ, а затем размы-
каются контакты Кб, что исключает возможность «пулеметного
эффекта». Для отключения пускателя комбайна следует нажать
кнопку «Стоп», включенную в цепь управления промежуточного
реле КЗ, отключением которого схема приводится в исходное
состояние.
128
Пуск и останов конвейера. Управлять пускателем кон-
вейера можно с пульта управления КПУ или кнопочного
поста КУВ, расположенного на штреке. При управлении с пульта
управления используют реле К2, а при управлении с кнопочного
поста - реле К1.
При управлении пускателем конвейера с пульта управления
следует переключатель S2 установить в положение I (дистанцион-
ное) и нажать кнопку «Ход» конвейера. При этом включится про-
межуточное реле К2 и вызовет включение реле К9. Затем процесс
подачи предупредительного сигнала и включения пускателя кон-
вейера осуществляется аналогично описанному выше процессу
включения пускателя комбайна.
При управлении пускателем конвейера с кнопочного поста
КУВ необходимо предварительно переключатель S2 установить
в положение II (местное). При этом к цепи управления подклю-
чится реле К К которое срабатывает яри нажатии кнопки «Ход»
кнопочного поста, несмотря на наличие резистора R8 в его цепи
управления. После включения реле К/ процесс управления пус-
кателем конвейера ничем не отличается от процесса управления
этим пускателем с пульта управления, расположенного на ком-
байне.
Независимо от варианта управления конвейером отключение
его обеспечивается нажатием любой из кнопок «Стоп», включен-,
ных в цепь управления пускателем конвейера или в цепь управле-
ния реле К1 я К2.
Если очередное включение пускателя комбайна или конвейера.
производится не позднее чем через 3 с после их предыдущего
включения, то предупредительный звуковой сигнал не подается.,
При монтаже забойного оборудования пуски комбайна и кон-
вейера могут осуществляться также без подачи предупреди-
тельного сигнала. Это достигается установкой переключателей
S3 и S4 в замкнутое положение, при котором контакты реле
К8 шунтируются.
Контролируют процесс запуска конвейера с помощью реле ско-
рости К4 и электронного реле времени К7. Для нормального
запуска конвейера необходимо, чтобы реле скорости включалось
раньше, чем сработает реле времени. При включении реле:'
скорости размыкаются его контакты в цепи питания реле времени
и оно остается обесточенным. В противном случае реле К7, сра-
ботав, своим размыкающим контактом разорвет цепь управления
пускателя конвейера и он отключится.
Если после включения пускателя конвейера в течение задан-
ного промежутка времени скорость тяговых цепей не достигает
номинального значения (при обрыве цепи или длительном пере-
косе одной из тяговых цепей), то на вход реле скорости сигнал-
не поступает и оно не срабатывает. При этом создается цепь
для питания реле времени и оно, включаясь, самоблокируется.
В данном случае повторный запуск конвейера возможен только
129
после возврата реле времени в исходное состояние, для чего
необходимо кратковременно снять и подать напряжение питания
на блок БУПС.
Громкоговорящая связь. Режим связи исключен при
подаче предупредительного сигнала, так как контакты реле К9
переключают цепь(7/ (питание.микрофонных усилителей) с кабеля
лавы на генератор предупредительного сигнала, Для осущест-
вления громкоговорящей связи следует нажать кнопочный пере-
ключатель ПКТ любой абонентской станции. Для ответа также
нажимают переключатель любой другой абонентской станции,
В случае отключения электроэнергии на участке усилители АС
питаются от батарей аккумуляторов в течение времени разряда
их до напряжения ниже 17 В,
Для отключения фидерного автоматического выключателя
достаточно нажать и зафиксировать ’переключатель S7 на любой
абонентской станции. При этом цепь управления промежуточ-
ного реле К16 контактора фидерного выключателя- разорвется,
реле обесточится и автомат фидерного выключателя отключит
напряжение на участке.
§ 45. Автоматизированные угледобывающие комплексы
Современные автоматизированные угледобывающие комплексы,
имеющие переменный как по количеству, так и по качеству состав
оборудования и предназначенные для работы в различных гор-
но-геологических условиях, являются сложными объектами
управления. Они решают, как правило, задачи механизации
основных, наиболее трудоемких операций по выемке, погрузке и до-
ставке угля в лаве, креплению призабойного пространства и уп-
равлению кровлей. Обеспечение четкого взаимодействия отдель-
ных машин и механизмов такого комплекса оборудования до-
статочно сложно, так как существенно различные средства
механизации объединяют для совместной работы наложением
технологических, кинематических и конструктивных связей.
Для работ в очистных забоях на пологих пластах мощностью
1,5—1,9 м с породами кровли средней устойчивости в шахтах,
опасных по газу или пыли, любой категории широкое приме-
нение получил угледобывающий комплекс КМ-87А, в состав ко-
торого входят: узкозахватный комбайн 1ГШ-68, скребковый трех-
цепной конвейер СПМ.-87ДА с кабелеукладчиком,- автоматизи-
рованная гидрофицированная крепь М.-87А или М-87ДГА, три
высоконапорные насосные станции СНУ-4М, электрическая маг-
нитная станция М.СВА, механизированные крепи КС-1А сопря-.
жений лавы -с конвейерным и вентиляционным штреками, оро-
сительная установка и комплект (система) аппаратуры авто-
матизации.
Аппаратурой автоматизации комплекса предусмотрено авто-
матическое или централизованное дистанционное управление с
130
I—	"  “—" <—“ •
I	У правление
Рис. 72. Структурная схема автоматизированного управления комплексом со стру-
гом
Управление
. Очистной забой
пульта оператора на конвейерном штреке всеми механизмами,
регулирование нагрузки комбайна и автоматическая передвижка
секций крепи. При пусконаладочных и ремонтных работах
используют режим местного управления. Оператор устанавливает
каждый из режимов переключателями на пульте управления.
В схему автоматического управления угледобывающим комплек-
сом оборудования-КМ-87А включены датчики препятствий, уста-
навливаемые на комбайне, датчики контроля работы ороситель-
ной. установки, реле скорости скребкового конвейера и аппаратура
газового контроля и защиты «Метан».
Наряду с комбайнами в автоматизированных угледобываю-
щих комплексах применяют струговые установки, конструктивно
увязываемые с гид^офицированной крепью.
Систему автоматизированного управления очистным комплек-
сом со стругом можно представить в виде структурной схемы
(рис. 72), в которую входят подсистемы: автоматического регу-
лирования режима работы приводов струга и конвейера; авто-
матического управления передвижкой крепи; управления стругом
по гипсометрии и мощности пласта; обеспечения прямолиней-
ности става агрегата (линия забоя и его ориентации относитель-
но штреков). При этом на пульт оператора и ЦДП выдается
информация о состоянии струга (работает, не работает), загрузке
приводов струга и конвейера, направлении движения струга, поло-
жении струга по длине лавы, аварийном состоянии с расшиф-
ровкой вида аварии.
Для автоматизации управления струговых установок СО-75,
СН-75 и других установок статического действия с цепным тяго-
вым органом предназначена комплектная аппаратура АРУС,
Электрическая схема которой предусматривает:
подачу предупредительного звукового сигнала перед пуском
установки (струга — конвейера.) с переключением на режим гром-
коговорящей связи;
автоматическое и дистанционное реверсирование привода стру-
га на заданном участке лавы, в том числе и конечных точках;
131.
. ..заданную последовательность включения приводов струга
(конвейера);
управление приводами насосной станции, дробилки, конвей-
ера;
управление приводом струга (конвейера) с выносного пульта
управления;
управление приводами струговой установки с пульта помощ-
ника машиниста:
отключение привода струга в конечных точках лавы датчи-
ками положения;
программное управление давлением в магистрали питания ли-
нейных гидродомкратов (гидропередвижчиков);
автоматическое управление средствами секционного орошения
лавы;
непрерывный визуальный контроль места нахождения исполни-
тельного органа в лаве с указанием направления его движения-
контроль давления рабочей жидкости основных механизмов
(в магистрали гидропередвижчИка, механизированной крепи,
орошения) и тока клапанов орошения;
выдачу сигнала для контроля машинного времени работы
струговой установки;
индикацию состояния (включено, выключено) основных и вспо-
могательных объектов управления;
громкоговорящую связь;
необходимые электрические защиты и блокировки, предот-
вращающие неверные технологические действия.
Опыт эксплуатации показывает, что автоматизация угледо-
бывающих -комплексов оборудования повышает производитель-
ность труда рабочих, очистного забоя на 30—45 % и обеспечивает
значительный экономический эффект.
В Советском Союзе накоплен большой опытюоздания и эксплу-
атации автоматизированного забойного' оборудования. Нала-
жен серийный выпуск очистных узкозахватных самозарубаю-
щихся комбайнов повышенной энерговооруженности 1ГШ-68
и КШ-ЗМ с аппаратурой автоматизации САУК-М, струговых
установок СО-75, СН-75, УСВ-2, УСТ-2М, УС-3, оснащенных
аппаратурой автоматизации АРУС, КРОС, УМС-2, механизи-
рованной крепи с дистанционным групповым управлением
М-87ДГА, а также разрабатываются образцы нового техниче-
ского уровня: очистные комбайны К-103, К-120, КУ-16, КНД
и др., комплексы и агрегаты КМ-88, АКШБ, КГ, АК-3, АКД
и др.
Решаются задачи создания устройств автоматизации забой-
ных машин, предназначенных для выемки тонких пологих и кру-
тых пластов:
Ведется разработка систем телемеханического управления
на современной элементной базе, обеспечивающих эксплуатацию
забойных машин на взрывоопасных пластах.
132
§ 46. Автоматизация управления гидрофицированной крепью
Системы централизованного дистанционно-автоматического уп-
равления механизированными крепями являются основой авто-
матизированных угледобывающих комплексов. Гидрофициро-
ванная механизированная крепь — наиболее сложное звено агре-
гата или комплекса с точки зрения его автоматизации. При этом
сложность автоматизации обусловлена большим числом секций
крепи в лаве при тяжелых условиях эксплуатации и значитель-
ным объемом необходимой информации о состоянии секций.
В последние годы для автоматизации передвижки гидрофици-
рованных крепей применяют аппаратуру (системы) М.-87А,..
2КГДА и М-87ДГА.
Аппаратура автоматизации крепи М-87ДГА с групповым
управлением из лавы наиболее современна и совершенна, и сов-
местно с гидравлической системой обеспечивает:
автоматическую передвижку секций крепи в пределах задан-
ной группы (максимальное число секций в группе — число всех
секций крепи в лаве) с визуальным контролем отставания крепи
от комбайна:
дистанционное управление соседней секцией и местное вклю-
чение любой секции крепи.
В комплект аппаратуры (на лаву длиной 200 м) входят: источ-
ник питания ИП-27 В, блок контроля, посты управления (210 шт.),
датчик переднего положения ДП6 (210 шт.) и электрогидро-
клапаны ЭКУ (210 шт.).
Блок контроля предназначен для выбора режима работы,
измерения параметров аппаратуры, напряжения и тока источ-
ника питания, для контроля состояния изоляции жил транзит-
ных цепей и целости магистральных цепей управления, а также
блокировки аппаратуры при отсутствии давления в напорной
магистрали. Последнее осуществляется включением в цепь
питания замыкающего контакта КР реле давления.
Блок контроля конструктивно представляет собой стальной
корпус пылебрызгозащищенного исполнения, в котором смонти-
рованы элементы электрической схемы (рис. 73). На лицевой
панели блока контроля установлены вольтметр, амперметр,
кнопка проверки источника питания 5/, световой индикатор Н
.«Обрыв цепи». На торцевой стенке — выключатель S2 «Режим
работы», имеющий четыре положения:
«раб.» — работа аппаратуры с подключенным узлом конт-
роля обрыва цепи и блокировкой работы насосных станций;
«рем.» — ремонтный режим, при котором блокировка закоро-
чена, т. е. ремонтно-наладочные работы аппаратуры в лаве про-
водят только при отсутствии давления в напорной магистра-
ли;
«пр.+ » — проверка сопротивления изоляции цепей на корпус
при заземленном отрицательном полюсе источника питания;
зз
Рис. 73. Принципиальная схема блока контроля аппа-
ратуры М-87ДГА
«пр.—»— проверка сопротивления изоляции цепей на корпус
при заземленном положительном полюсе источника питания.
Световой индикатор «Обрыв цепи» в режиме «раб.» сигнали-
зирует о срабатывании узла контроля обрыва цепи. В режиме
«рем.» в случае обрыва цепи индикатор отключается,
Контроль параметров источника питания по показаниям
приборов блока контроля осуществляется через размыкающий
контакт кнопки S/. При нажатии кнопки S1 система отключается
от источника питания, а к нему подключается резистор R1,
рассчитанный на номинальную мощность источника.
Для контроля целости магистральных цепей 11, 12, 13, 16
цепи 12 и 13, питаемые через переключатель S4 выбора направ-
ления передвижки, который устанавливают на разъеме послед-
134
него поста управления, замыкаются в блоке контроля через'рези-
стор R7, включенный в диагональ моста V7 — V10. При падении
напряжения на резисторе R7 выше напряжения пробоя стаби*
литронов V5t V6, транзистор оптрона V4 открыт и реле К отклю-
чено. В случае обрыва одной из линий или значительного повы^
шения ее сопротивления через диод оптрона V4 прекращается
протекание тока, его транзистор запирается, а реле К, вклю-
чаясь, разрывает цепь питания 11 постов управления. На блоке
контроля включается индикатор И («Обрыв цепи»). 1
Пост управления предназначен для автоматического режимД
работы по передвижке секций в пределах заданной группы,, Ь
также для дистанционного управления с соседней секции и ме-
стного включения лю0ой секции.
Пост управления конструктивно выполнен в стальном кор-
пусе пылебрызгозащищенного исполнения, в котором размещены
элементы электрической схемы. На крышке поста управления рас-
положены две кнопки «Пуск», под которыми есть стрелки, ука-
зывающие направления («Вверх — S3, «Вниз» — S2) перед-
вижки, кнопка «Стоп» 57 и световой индикатор Н с надписью
«Клапан», служащий для контроля подачи напряжения на элек-
трогидроклапан ЭК.У-
Внутри корпуса поста управления размещены элементы
электрической схемы в виде неразборного блока, сменный
резистор реле времени и клеммник для подсоединения кабелей
датчика положения и электрогидроклапана.
В электрическую схему поста управления (рис. 74) входят
следующие основные элементы: электромагнитные реле К1 (дат-
чика положения), К2 (входное), КЗ (вспомогательное), реле вре-
мени на транзисторе V10 с конденсаторами СЗ и С5, кнопки управг
ления S1 — S3 и световой индикатор Н.
Действие электрической схемы состоит в следующем. Допу-
стим необходимо осуществить передвижку «Вверх». Тогда при
нажатии кнопки S3 поста управления предыдущей секции (ниже
передвигаемой) включается реле R2 в посте управления перед-
вигаемой секции по цепи: «-(-» источника питания — цепь 12 —
кнопка S3 — цепь 14 — диод V2 — обмотка реле К2 — размы-
кающий контакт КЗ — цепь 16 — «—» источника питания. Через
контакты реле К2 включится электрогидроклапан ЭКУ по цепи:
«Н-» источника питания — цепь 11 — замыкающий контакт К2 —
электрогидроклапан ЭКУ — замыкающий контакт К2 — цепь 16
«—» — источника питания. При замкнутом контакте датчика В
(ДП6) (секция не в переднем положении) реле К2 самобло-
кируется по цепи: «-(-» источника питания — замыкающий кон-
такт К2 — размыкающий контакт В — замыкающий контакт
К2 — диод V6 — катушка реле К2 — размыкающий контакт КЗ —
«—» источника питания. .Одновременно через диод VI включится
и самозаблокируется реле К1. При этом начнут заряжаться кон-
денсаторы’ СЗ и С5.
135
Рис. 74, Принципиальная схема поста
управления аппаратуры М-87ДГА
При включении электро-
гидроклапана секция будет
передвигаться к конвейеру, а на
посте управления включится
световой индикатор Н («Кла-
пан»), По окончании передвиж-
ки секции разомкнется контакт
датчика В и отключит реле Л’2.
Световой индикатор Н погаснет.
При отключении реле К2 кон-
денсатор СЗ начнет разряд, по
окончании которого отопрется
транзистор V10 и включится
реле КЗ. Последнее своими кон-
тактами отключит реле Ki и
передаст сигнал на передвижку
следующей секции крепи по
цепи: « + » источника пита-
ния — цепь 12 — замыкающий
контакт КЗ — размыкающий
контакт S3 — линия связи —
цепь 14 — диод V2 — обмотка
реле К2 — размыкающий кон-
такт КЗ — цепь 16 — «—» ис-
точника питания. Конденсатор
С5, зарядившись до напряже-
ния питания, после отключе-
ния реле К1 будет удерживать реле КЗ включенным некоторое
время, достаточное для полного включения реле К2 следующего
поста управления. Последующие секции включаются и передви-
гаются аналогично до полного цикла секций в группе.
При передвижке секции «Вниз» управление производится кноп-
ками S2, при этом переключатель S4 («Передвижка»), установ-
ленный на последнем посте управления в лаве, ставится в поло-
жение «Вниз».
Число секций в группе задается отключением датчика перед-
него положения от зажима в первом посте управления каждой
группы.
Первая секция в группе управляется только дистанционно,
при этом кнопку «Пуск» следует удерживать, пока секция не
передвинется к конвейеру, а затем с поста управления перед-
винутой секции кнопкой «Пуск» запускать следующую секцию
этой группы.
Кнопки S1 («Стоп») каждого поста управления при их нажа-
тии обеспечивают короткое замыкание источника питания. При
этом все элементы схемы обесточиваются и она принимает
исходное состояние.
136
§ 47. Автоматизация проходческих комбайнов
В условиях возрастающих темпов проходки подготовительных
горных выработок с использованием комбайнов ручное вождение
их затрудняется из-за плохой видимости забоя при значительной
запыленности во время работы режущего органа. При этом возни-
кают переборы угля и породы по контуру сечения проходимой
выработки, увеличивается число вынужденных остановов ма-
шины, ограничиваются возможности использования эффективных
способов пылеподавления. При все возрастающих объемах про-
ходческих работ актуальность создания автоматизированных про-
ходческих комбайнов определяется необходимостью повышения
производительности и безопасности труда, улучшения точности
отработки заданного профиля сечения и проведения выработки
в пространстве.
Для обеспечения высоких качества, скорости и точности про-
ведения подготовительных выработок системы автоматизации
проходческих комбайнов должны включать в себя подсистемы:
автоматического программного управления движением режущего
органа; поддержания оптимального режима работы главного
привода режущего органа; автоматического управления направ-
ленным движением (в вертикальной и горизонтальной плос-
костях) в горной выработке.
Подсистема автоматического программного
управления режущим органом должна обеспечивать высо-
кое качество отработки заданного сечения проходимой выработки
с осуществлением раздельной выемки угля и породы и движения
режущего органа по любой программе в автоматическом ре-
жиме. Способы задания программ их перестройки и замены не-
посредственно на рабочем месте должны быть оперативными,
надежными и экономичными.
Подсистема поддержания оптимального ре-
жима привода режущего органа должна обеспечивать авто-
матическое регулирование нагрузки с тем, чтобы использование
привода режущего органа по мощности было наиболее полным.
Используемые для этой цели автоматические регуляторы обеспе-
чивают стабилизацию нагрузки привода режущего органа за счет
изменения скорости подачи его на забой и защиту двигателей
привода режущего органа от опрокидывания при технологических
перегрузах.
Подсистема автоматического управления на-
правленным движением должна обеспечивать автоматический:
контроль положения комбайна в вертикальной и горизонтальной
плоскостях относительно заданного направления в условиях.,
запыленности и загроможденное™ проходимых выработок. Для
комплексного решения автоматизации проведения выработок
также необходимо использовать подсистемы автоматизации про-
ветривания, транспортирования породы и крепления выработок.
137
Подсистема автоматизации проветривания
должна обеспечивать автоматическое поддержание режима так,
чтобы достигалась нормальная температура, запыленность в зоне
работ и содержание вредных и опасных газов не превышали
установленных норм. Описанная ранее аппаратура АКВ-2П,
АЗОТ, «Ветер» и «Метан» решает эти задачи.
Подсистема автоматизации транспортирова-
ния породы должна обеспечивать такое управление транспорт-
ными средствами, при котором достигается бесперебойная работа
комбайна, возможность раздельного транспортирования породы
и угля, а также максимальная безопасность работ. Эти задачи
частично решают с помощью ранее описанной аппаратуры РСА,
КДК и описываемой далее аппаратуры АУК.1М.
Подсистема автоматизации крепления выра-
боток должна обеспечить такой ре*жим крепления, при1 котором
будут устранены ручные трудоемкие операции и достигнуты мак-
симальная скорость и безопасность проведения работ при про-
ходке. Создание таких подсистем — сложный и трудный вопрос.
Наиболее совершенной аппаратурой автоматизации оснащают
проходческие комбайны ПК-9Р и 4ПП2, системы управления
которых обеспечивают дистанционное и автоматическое програм-
мное .управление исполнительным органом с автоматической ста-
билизацией нагрузки его привода и защиту электродвигателя
от опрокидываний.
Аппаратура автоматизации 4ПП2С обеспечивает:
выбор режимов работы (дистанционный, автоматический)
комбайна:
дистанционное управление с переносного пульта пускателем
комбайна, перемещением исполнительного органа и стола питате-
ля комбайна, ходом комбайна, поворотом конвейера хвостовой
части и перемещением домкратов распорного устройства;
автоматическое управление в соответствии с заданной прог-
раммой;
автоматическую стабилизацию нагрузки электродвигателя
исполнительного органа в соответствии с уставкой и защиту
его от опрокидываний при резких перегрузах.
В структурную схему аппаратуры 4ПП2С (рис. 75) входят:
пульт дистанционного управления ПДУ, служащий для по-
дачи электрических сигналов — команд по выбору режима управ-
ления комбайном — на управление перемещением его исполни-
тельного механизма и аварийного отключения;
блок автоматического управления БАУ, включающий в себя
блок дистанционного управления БДУ, электронный блок БЭ,
блок памяти £П и пульт местного управления ПМ.У. Перечислен-
ные блоки осуществляют прием, запоминание, логическую обра-
ботку электрических сигналов и выработку — выдачу электри-
ческих сигналов — команд при управлении (дистанционном, про-
граммном) комбайном:
138
Автоматический регулятор нагрузки
двигателя исполнительного органа
Рис. 75. Структурная схема аппаратуры 4ПП2С
пульт местного управления ПМУ, с помощью которого осу-
ществляют режим ручного управления при выполнении маши-
нистом образцового цикла, устанавливают режим автомати-
ческой работы системы программного управления, контролируют
работу основных звеньев аппаратуры;
элсктрогндроблок ЭГБ, состоящий из электрогидроклапанов
ЭКУ и обеспечивающий преобразование электрических сигналов
в гидравлические, с помощью которых управляют гидравлическим
распределителем комбайна:
датчики перемещений Е1—ЕЗ, обеспечивающие получение
информации об угловых перемещениях исполнительного органа
в горизонтальной и вертикальной плоскостях и перемещениях
стола питателя в горизонтальной плоскости и преобразование
этой информации в цифровой циклический код для последующей
передачи в БДУ\
автоматический регулятор АР, обеспечивающий. изменение
скорости перемещения исполнительного органа изменением коли-
чества подаваемой в гидроцилиндры рабочей жидкости в еди-
ницу времени;
регулятор нагрузки PH с датчиком тока (на рисунке не
показан) и потенциометром Е4 служ&х для задания уставки по
току и измерения фактического тока статора электродвигателя
исполнительного органа, получения разницы этих токов и выра-
ботки в соответствии с рассогласованием таких сигналов управ-
ления на привод перемещения исполнительного органа, при кото-
рых это рассогласование за счет изменения скорости подачи его
на забой будет удерживаться в допустимых пределах, незави-
симо от крепости разрушаемых пород. При возникновении недо-
1У9
П/стимых перегрузов электродвигателя подается команда на
отключение подачи исполнительного органа'на забой.
Автоматизация проходческих комбайнов позволяет экономить
время на обработку забоя режущим органом, уменьшить пере-
боры породы и угля по контуру сечения выработки, увеличивая
до 10 % темпы проходки горных выработок, При этом значитель-
но снижается трудоемкость обслуживания, повышаются безопас-
ность работ, надежность и срок службы оборудования.
Контрольные вопросы
1.	Каковы особенности и задачи автоматизации забойных машин?
2.	Какие функции выполняют средства автоматизации угледобывающих ком-
байнов?
3.	Дайте общую характеристику автоматического регулирования режима
работы угледобывающих машин.
4.	Расскажите о назначении, составе и выполняемых функциях регулятора
нагрузки «УРАН».
5.	Дайте общую характеристику элементов функциональной схемы регулято-
ра «УРАН» и электрических сигналов в ней.
6.	Охарактеризуйте режим пуска и стабилизации скорости подачи комбайна
регулятора «УРАН».
7.	Охарактеризуйте режим стабилизации нагрузки регулятора «УРАН».
8.	Опишите состав, назначение и выполняемые функции САУК-М.
9.	Опишите состав и действие функциональной схемы САУК-М.
10.	Перечислите состав угледобывающих комплексов с узкозахватными ком-
байнами и расскажите о их назначении. 
11.	Перечислите состав и действие функциональной схемы комплекса' со
стругом.
	12. Каковы выполняемые функции, назначение комплектной аппаратуры
АРУС?
13.	Расскажите о назначении и комплектности аппаратуры автоматизации
крепи М-87ДГА.
14.	В чем состоит устройство, принцип действия, назначение:
а)	блока контроля аппаратуры М-87ДГА;
б)	поста управления аппаратуры М-87ДГА?
15.	Каковы задачи автоматизации проходческих комбайнов?
16.	Перечислите и охарактеризуйте подсистемы автоматизации проходческих
комбайнов.
17.	Расскажите о назначении и составе функциональной схемы аппаратуры
4ПП2С.
18.	Охарактеризуйте элементы (блоки, устройства) функциональной схемы
4ПП2С и связи между ними.
ГЛАВА 12
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ
КОНВЕЙЕРНЫМИ ЛИНИЯМИ
§	48. Задачи и требования автоматизации конвейерных линий
Конвейерный транспорт, получивший широкое распространение
на угольных шахтах, как объект управления наиболее полно при-
годен к автоматизации, а следовательно, он и впредь будет пер-
спективным видом транспорта. Он часто составляет взаимосвя-
140
занный комплекс конвейеров в лавах, штреках и наклонных
выработках, транспортирующих уголь от забоев до коренных
сборных штреков, а иногда и до погрузочных бункеров на поверх-
ности. При этом в комплекс входят, как правило, скребковые
и ленточные конвейеры.
Автоматизированной конвейерной линией называют комплекс
конвейеров, аппаратуры электроснабжения и автоматики, объе-
диненных в общую систему, обеспечивающую дистанционное (или
централизованное) управление, автоматический контроль за
работой, необходимые защиты и блокировки.
При автоматизации управления конвейерными линиями необ-
ходимо решение двух основных задач: соблюдения определенного
порядка включения двигателей отдельных конвейеров и устра-
нения бросков тока в сети, которые возникают при наложении
пусковых токов, запускаемых электродвигателей конвейеров.
Для решения первой задачи предусматривают запуск отдель-
ных конвейеров линии в направлении, противоположном грузо-
потоку, чтобы предотвратить завал неработающих конвейеров во
время пуска загруженной линии. При этом используют электри-
ческие блокировки, исключающие запуск последующего конвей-
ера при неработающем предыдущем, осуществляемые реле ско-
рости, которое контролирует нормальную скорость движения
несущего органа конвейера, его целость, а также отсутствие на
линии завалов груза,
Вторая задача заключается в предупреждении срабатываний
максимальной токовой защиты сдвигом во времени запуска от-
дельных конвейеров. Аппаратура автоматизации обеспечивает
запуск конвейеров в линии в функции скорости несущего органа,
т. е. пуск очередного конвейера происходит только после раз-
гона до номинальной скорости несущего органа предыдущего
конвейера.
К аппаратуре и схемам автоматизированного управления кон-
вейерными линиями предъявляют технические требования, регла-
ментирующие порядок работы, схемное и конструктивное испол-
нение, которые предусматривают:
управление конвейерной линией с пульта, расположенного на
пункте погрузки угля в вагонетки, или с пульта, находящегося
в лаве;
автоматическую подачу звукового предупредительного сигнала
перед запуском конвейерной линии вдоль трассы выбранного
маршрута;
автоматический запуск конвейеров линии в порядке, обрат-
ном направлению грузопотока, с контролем времени разгона
рабочего органа (цепи, ленты) каждого конвейера:
возможность независимого пуска любого из маршрутов и:
включение остальных маршрутов без останова работающих;
автоматический контроль скорости движения и целости рабо-
чих органов конвейеров:
, 141
оперативный останов всей конвейерной линии или отдельных
маршрутов с пульта управления в направлении, соответствующем
грузопотоку:
экстренные прекращение пуска и останов конвейерной линии
с любой точки трассы;
автоматический останов конвейера при возникновении контро-
лируемых неисправностей, перегруза электродвигателя, коротких
замыканий или потери цепей управления и контроля;
автоматический останов всех конвейеров линии, подающих
груз на аварийно остановившийся;
исключение возможности дистанционного повторного пуска
автоматически остановившегося конвейера до установления и
устранения причины аварийного останова;
автоматический возврат схемы в исходное состояние после
оперативного останова линии с пункта управления или экстренного
останова с любой точки трассы;
возможность перевода любого конвейера на местное управ-
ление без нарушения автоматизированного управления осталь-
ными конвейерами;
сигнализацию на пульте управления о числе конвейеров,
работающих в линии, маршруте;
сигнализацию на блоках управления о наличии и причине
неисправности конвейера.
Электрическая схема аппаратуры автоматизации конвейер-
ных линий должна иметь блокировки, исключающие возмож-
ность:
работы конвейерной линии без системы орошения и привода
ловителей конвейерной ленты;
. дистанционного пуска конвейерной линии при заполнении при-
емного бункера;
дистанционного пуска конвейера при переводе его на режим
местного управления;
пуска конвейеров ответвлений при неработающих маги-
стральных.
Аппаратуру автоматизации для конвейерных линий угольных
шахт выпускают в рудничном взрывобезопасном исполнении
с искробезопасными параметрами цепей управления и контроля,
она предусматривает двустороннюю телефонную связь между
пультом управления, блоками управления и загрузочными пун-
ктами с возможностью звукового кодового вызова.
Автоматизация конвейерных линий дает большую технико-
экономическую эффективность: аппаратура окупается за время/
не превышающее 5—8 мес., высвобождается значительное число
обслуживающего персонала, повышается безопасность, увеличи-
вается производительность, улучшаются режимы работы обору-
дования и возрастают их межремонтные сроки.
142
§	49. Средства автоматического контроля, защиты и сигнализации
При автоматизации управления конвейерных линий используют
большое число различных средств контроля, защиты и сигнали-
зации. Кроме описанных ранее датчиков КСЛ-2, ДМ-2М, ДС,
ДЗШ (см. гл. 7), кабель-тросового выключателя КТВ-2 (см.
гл. 8) и аппаратуры АКТЛ-1, РСА, КД К (см. гл. 9), применяют
устройства контроля прочности лент УКПЛ-1, реле контроля ско-
рости УКСЛ-1, аппаратуру контроля скорости и пробуксовки
(проскальзывания) лент АКП-1, УКПС, блок сигнализации БС-1,
аппаратуру автоматизации орошения АО-3 и комплектную аппа-
ратуру автоматизации АУК.1М.
Правильность выбора места установки и качество монтажа
датчиков скорости в большой степени определяет надежность
работы аппаратуры и схем автоматизации. Для одноцепных кон-
вейеров датчик ДМ-2М следует устанавливать на первом, за при-
водной головкой, нижнем рештаке под холостой ветвью скреб-
ковой цепи. Датчик контроля двухцепных конвейеров нужно уста-
навливать в 3—5 м от приводных звездочек над рабочей ветвью.
Датчики скорости ДС или БКВ на ленточных конвейерах из
условий удобства монтажа и обслуживания устанавливают у при-
водной головки над холостой ветвью ленты..
Устройство контроля прочности лент УКПЛ-1 применяют для
контроля всех типов конвейерных лент со стальной тросовой
основой шириной до 1200 мм. Оно предназначено для профи-
лактического контроля состояния тросовой основы резино-тро-
совых конвейерных лент при проведении осмотров и ремонтов
и обеспечивает:
обнаружение поврежденных тросов в поперечном сечении
ленты, движущейся с рабочей скоростью1
автоматическое суммирование повреждений основы с учетом
их взаимного влияния на прочность движущейся с рабочей ско-
ростью ленты из-за повреждений тросовой основы по длине
ленты;
непрерывную регистрацию показаний самопишущим при-
бором;
возможность определения на неподвижной ленте числа пов-
режденных тросов на обнаруженных дефектных участках и сты-
ковых соединениях;
выдачу команды на отключение привода конвейера и подачу
светового сигнала при обнаружении повреждения тросов, пре-
вышающего установленный предел в поперечном сечении или
по длине ленты.
Принцип действия УКПЛ-1 основан на методе феррозондовой
дефектоскопии. Предварительно намагниченные в продольном
направлении тросы ленты принимают состояние определенного
остаточного магнетизма, характерного для данного ферромаг-
нитного материала. В местах повреждения тросов возникают
143
I	.....................□
Лента
Рис. 76. Структурная схема УКПЛ-1
магнитные1 поля рассеяния, измеряемые феррозондом — поле-
мером, движущимся вдоль ленты параллельно ее поверхности.
Информация о наличии повреждения тросовой основы заключена
в выходном электрическом сигнале феррозонда.
В структурную схему УКПЛ-1 (рис. 76) входят: блок элект-
ронный БЭ, блок регистрирующий БР, датчики МДИ-1, ММД-2
и намагничивающее устройство.
Блок электронный БЭ выполнен в стальном взрывобезопасном
корпусе, в котором размещены функциональные узлы, указанные
на схеме.
Блок регистрирующий БР имеет самопишущий вольтметр
Н-310 и сигнальную лампу Л С, встроенные во взрывобезопасный
стальной корпус.
Магнитомодуляционные феррозондовые датчики МДИ-1 и
ММД-2 соответственно выполнены в алюминиевом и пластмас-
совом корпусах, в которых размещены феррозонды (обмотки на
пермаллоевых сердечниках).
Намагничивающее устройство представляет собой алюминие-
вый корпус, в котором помещены постоянные магниты.
Намагничивание тросов в ленте в продольном направлении
производится при движении ленты конвейера, а измерение напря-
женности магнитного поля рассеяния (горизонтальной и верти-
кальной составляющих) поврежденных тросов — датчиком
МДИ-1 на движущейся ленте и ММД-2 на неподвижной. Для
питания обмоток возбуждения датчиков служит генератор сину-
соидальных колебаний, а для компенсации внешних постоянных
магнитных полей, влияющих на точность датчика МДИ-1,— узел
компенсации.
Сигналы от датчика МДИ-1 в виде напряжения, пропорцио-
нального величине повреждений, поступают в резонансный уси-
литель и интегратор. После усиления и выпрямления сигналы
поступают на самопишущий прибор регистрирующего блока БР.
В интеграторе происходит суммирование сигналов от повре-
144
ждений, расположенных в пределах длины восстановления тяго-
вой способности тросов. При обнаружении датчиком МДИ-1 пов-
реждения тросов, превышающего установленный предел в попе-
речном сечении или по длине ленты, срабатывает реле выходного
устройства, которое'4 выдает команду пускателю иа отключение
привода конвейера и включение красной сигнальной лампы ЛС.
Датчиком М.МД-2 производят точное определение места и
характера повреждений на неподвижной ленте, а также обследова-
ние стыков, При этом ведется наблюдение за шкалой прибора,
через смотровое окно в крышке корпуса датчика. На блок ре-
гистрации результаты измерений не передаются.
Для контроля скорости рабочих органов ленточных и одяо-
цепных скребковых конвейеров применяют устройство УКСЛ-1,
действующее соответственно в комплекте с датчиком ДС или
ДМ-2М, В отличие от описанного ранее реле скорости РСА в
устройстве УКСЛ-1 контроль скорости ведется не по амплитуде
сигнала от датчика, а по частоте. Устройство обеспечивает: неза-
висимую настройку на две скорости; невозможность эксплуата-
ции конвейера при неправильной настройке; отключение конвейера
при снижении или увеличении скорости рабочего органа сверх
допустимых пределов; механическое затормаживание конвейера
при снижении скорости до (0,2—0,3) Vlf0M.
Для контроля скорости и пробуксовки (проскальзывания)
лент конвейеров применяют аппаратуру АКП-1 и УКПС.
Аппарат АКП-1 контроля скорости и пробуксовки ленты
конвейера на приводном барабане обеспечивает:
контроль скорости и пробуксовки ленты при любых режимах
работы (пуск, нормальная работа, регулирование) конвейера;
выдачу раздельных сигналов на отключение привода кон-
вейера при положительной или отрицательной пробуксовке ленты
и недопустимом снижении ее скорости;
выдачу команды на торможение конвейера при снижении
скорости, ленты до 0,2—0,5 м/с (оперативное) и повышении до
1,05—1,2 м/с (аварийное):
аварийные блокировки от повторного пуска конвейера при
аварийных (защитных) отключениях;
выдачу сигналов о причинах аварийного отключения конвей-
ера.
Унифицированное устройство УКПС контроля проскальзы-
вания и скорости предназначено для контроля работы и защиты
от перегрузов ленточных конвейеров, в том числе двухскоростных»
с номинальными скоростями движения ленты в пределах 1—5 м/с.
Оно обеспечивает:
выдачу сигнала о начале проскальзывания и превышении
скорости ленты;
выдачу команды на управление механизмом натяжения ленты
на начальной стадии проскальзывания;
выдачу команды на отключение привода конвейера' при воз-
145
Рис. 77. Принципиальная схема блока сигнализации БС-1
никновении недопустимого проскальзывания или увеличении
скорости движения ленты и снижении скорости барабана;
выдачу команды на торможение при снижении скорости ленты
до 0,2—0,5 м/с;
аварийные блокировки и сигнализацию, аналогичные аппара-
туре АКП-1.
На рис. 77 представлена электрическая схема блока сигнали-
зации БС-1, который предназначен для предупредительной и ава-
рийной звуковой сигнализации, а также вызывной кодовой и дуп-
лексной телефонной связи на магистральных автоматизированных
конвейерных линиях в шахтах, опасных по газу или пыли.
Элементы блока заключены во взрывобезопасный корпус. Пита-
ние к блоку подается от ближайшего источника напряжением
660-или 380 В либо от сети освещения напряжением 127 В.
К блоку БС-1 подключают три сирены; одну из них устанавливают
у блока и подключают на зажимы 12, 15, а две другие — по обе
стороны от него на расстоянии не более 150 м и подключают
к зажимам 11, 14. Возможно подключение и двух сирен, устанав-
ливаемых в противоположных от блока сторонах на расстояниях
от него не более 75 м. Выбор варианта установки сирен зависит
от слышимости сигнала по всей длине конвейерной линии.
В электрическую схему БС-1 входят следующие основные
элементы: трансформатор Т1, блок телефона БТ с микротеле-
146
фонной трубкой МТ, реле включения сирен КЗ, К2, (РВС1, РВС2)
и реле блокировки питания К1 (РБП), исключающее запуск кон-
вейерной линии без подачи предупредительного сигнала. Зажимы
2 и з блока БС-1 подключают к одноименным зажимам цепей
сигнализации аппаратуры АУК-1М (или АУК- 10ТМ-68).
При отсутствии питания на блоке БС-1 контакты К1 (зажимы
1, 4) замкнуты, а линия 1, 2 аппаратуры АУК.1М (АУК-ЮТМ.-68)
закорочена. При этом включение конвейерной линии с пульта
управления аппаратуры автоматизации невозможно. Контакты
К1 (зажимы Л 19) могут быть использованы для сигнализации
диспетчеру об отсутствии (или наличии) напряжения питания
на блоке БС-1.
В исходном состоянии, при наличии напряжения на БС-1
и отсутствии сигнала от аппаратуры АУК.1М (АУК-10ТМ-68),
реле КЗ и К2 отключены, питание на сирены не подается, реле
К1 включено и его контакт в цепи управления аппаратурой
АУК.1М (линия 1,4) разомкнут.
При поступлении от аппаратуры АУК-1М на зажимы- 2, з
предпускового или кодового сигнала включаются реле КЗ и К2
Последнее подает питание 36 В на сирены.
Для подачи кодового сигнала необходимо на блоке БС-1,
а равно и на пульте или блоках управления аппаратуры АУК-1М
нажать кнопку «Сигнал».
При этом в пульте управления аппаратуры происходит пере-
ключение реле звуковой сигнализации РЗС1 и РЗС2 (первое
отключается, а второе включается),которые обеспечивают поступ-
ление в линию 2—з напряжения, включающего реле КЗ и К2
блока ВС-1.
• Схема телефонной связи выполнена на однокаскадном тран-
зисторном усилителе V7 с выходным трансформатором Т2. Под-
ключают выходную цепь телефонного усилителя блока БС-1 в ли-
нию нажатием кнопки «Разговор». При этом может осущест-
вляться-телефонная связь между блоком БС-1 и пультом управ-
ления аппаратуры АУКДМ или между БС-1 и любым блоком
управления при нажатии на них кнопки «Разговор».
Аппаратура автоматизации орошения АО-3 предназначена
для автоматического включения и отключения системы орошения
на перегрузах различных конвейеров в зависимости от наличия
(отсутствия) транспортируемого материала. Она состоит из
блока релейного БР, вентиля управляемого ВУ и датчика нали-
чия материала ДНМ.
Принцип действия электрической схемы аппаратуры АО-3
(рис. 78) состоит в следующем. При неподвижном конвейере,
транспортирующем материал, подаче напряжения питания на
зажимы 1, 2 от пускателя и включении блокировочного выклю-
чателя Q в исходном состоянии схемы транзисторы VII — V13
заперты, реле К1, КЗ отключены, а реле К4, включаясь, своим
контактом шунтирует резистор R2.
147
Рис. 78. Принципиальная схема аппаратуры АО-3-
При движении материала на конвейере замыкается контакт
датчика наличия материала ДНМ. Отрицательный потенциал
от выпрямителя VI — V4 через резисторы R], R6 и R7 подается
на базу транзистора VII, отпирая его. При этом через эмиттер —
коллекторный переход этого транзистора конденсатор С1 заря-
жается до напряжения, близкого к напряжению источника пита-
ния. Транзисторы V12, V13 отпираются и вызывают включение
реле К1, которое своим контактом включает реле КЗ. Последнее,
в свою очередь, замыкает цепь питания катушки К2 электро-
магнита вентиля ВУ. На катушку К2 подается полное напря-
жение, так как ограничивающий резистор R2 шунтирован контак-
том реле К4. Вентиль, открываясь, подает воду к форсункам
орошения. Одновременно контакт реле КЗ отключает реле К4,
замыкающий контакт которого обеспечивает снижение напря-
жения питания электромагнита для предотвращения перегрева
его катушки при длительной работе.
В случае прекращения движения материала размыкается кон-
такт ДНМ, вызывая запирание транзистора VII. При этом за
счет разряда конденсатора С1 транзисторы V12 и V13 в течение
5 с остаются открытыми. По окончании разряда конденсатора С1
транзисторы V12 и V13 запираются и отключаются реле К1, КЗ,
а последнее отключает катушку К2 электромагнита вентиля ВУ
и подача воды к форсункам орошения прекращается. При отклю-
чении пускателя, питающего трансформатор Т блока релейного
БР, или размыкания блокировочного выключателя Q система
орошения отключается мгновенно.
.14.8.
§ 50. Комплектная аппаратура автоматизации
Длительное время для автоматизации управления конвейерными
линиями применяли аппаратуру АУК-ЮТМ-68. С учетом опыта
эксплуатации в эту аппаратуру внесен ряд усовершенствований,
повышающих надежность работы и безопасность эксплуатации,
В настоящее время серийно выпускают комплекс автоматизи-
рованного управления конвейерами АУК. 1М,  предназначенный
для управления и контроля работы неразветвленных конвейерных
линий, состоящих из ленточных и скребковых (одноцепных, а при
использовании аппарата КДК и двухцепных) конвейеров. Для
управления разветвленными линиями комплекс АУК. 1М допол-
няют пультом управления ПРЛ.
Дополнения и изменения, внесенные'в комплекс АУК.1М, вы-
полнены с учетом возможности использования пультов и блоков
аппаратуры АУК-ЮТМ-68 с комплексом и их совместной работы.
При этом обеспечена взаимозаменяемость, допускающая; уста-
новку выемной части пульта АУК.1М. в корпус пульта
АУК-ЮТМ-68 и, наоборот, установку выемных частей блоков
управления одной аппаратуры в корпус другой при условии ис-
пользования соответствующих датчиков заштыбовкй.
Аппаратура и схема комплекса АУК. IM полностью удов-
летворяют техническим требованиям и имеют необходимые элек-
трические блокировки, В состав комплекса АУК.1М входит сле-
дующее основное оборудование: пульт управления, выносной при-
бор-указатель, блоки управления (до 10 шт.) конвейерами и блок
концевого реле.
Общие сведения о конструкции комплекса.
Пульт управления имеет взрывобезопасный корпус, в котором
закреплена выемная часть с элементами электрической схемы.
На передней панели выемной части расположен блок из четырех
реле типа РКН, защищенных от механических повреждений не-
съемной' поворотной крышкой из пластмассы. На крышке кор-
пуса находятся нажимные штоки трех кнопок («Пуск», <?Стоп»,
«Сигнал») и окно для наблюдения за состоянием лампы аварий-
ного отключения.
Выносной прибор-указатель ВПУ выполнен в виде отдельного
стального корпуса, в котором расположены: прибор-указатель
числа работающих конвейеров с лампами подсветки и резисто-
рами, блок телефона и клеммник для подключения кабеля, сое-
диняющего ВПУ с пультом управления. В нижней части правой
боковой стенки ВПУ есть крючок для навески микротелефонной
трубки.
Блок управления по общей компоновке аналогичен пульту
управления. На передней панели выемной части блока управления
размещены: прибор контроля настройки реле скорости, блок реле
скорости БРС, блок реле РКН, блок отсчета времени и телефона
БОВТ и блок заштыбовкй БЗ. На нижней части крышки корпуса
Г49
расположено пять нажимных штоков для кнопок «Проверка»,
«Рем. — Авт.», «Разговор», «Сигнал» и «Стоп» (кнопка «Рем. —
Авт.» может быть зафиксирована в положении «Рем.», а в поло-
жении «Авт.» — опломбирована). В верхней части крышки нахо-
дится смотровое окно для наблюдения за показаниями прибора
настройки реле скорости и состоянием ламп сигнализации.
Блок дистанционного управления БДУ последним конвейером
состоит из БОВТ и элементов дистанционного управления.
Блок концевого реле БКР имеет металлический корпус с раз-
мещенными в нем концевым реле типа РКН и другими элемен-
тами..
Выполнение технологических команд и об-
щий принцип работы комплекса. Управление, сиг-
нализация и телефонная связь для комплекса АУК. 1М преду-
смотрены по двухпроводной линии; проложенной вдоль конвей-
ерной линии, и общешахтному контуру «Земля». При этом линия
связи может быть выполнена голыми, изолированными друг от
друга и от земли проводами или кабелем. Для экстренного пре-
кращения пуска и аварийного останова конвейера (линии) пре-
дусматривают дополнительную пару голых проводов с конце-
вым диодом или телефонный кабель. Пуск конвейерной линии
осуществляется с пульта управления или выносного кнопочного
поста командами, выдаваемыми через линию связи (провода 1, 2)
на блоки управления. После кратковременного нажатия кнопки
«Пуск» происходит следующее:
по линии подается предупредительный звуковой сигнал;
не менее чем через 5 с на первый блок управления поступает
сигнал пусковой полярности с пульта управления;
с первого блока управления поступает сигнал включения пус-
кателя первого конвейера, он запускается и от его датчика ско-
рости включается реле скорости;
по истечении выдержки времени, соответствующей разгону
рабочего органа запускаемого конвейера до номинальной ско-
рости, сигнал пусковой полярности поступает на второй блок
управления и пускатель, включаясь, запускает второй конвейер;
аналогично от блоков управления № 3—10 включаются и
запускаются соответствующие конвейеры;
при включении реле скорости последнего блока управления
сигнал пусковой полярности поступает в блок концевого реле
БКР;
включается БКР и по линии сигнализации (провод 2, «Земля»)
на пульт управления подается команда на прекращение пуска;
пульт управления в линии связи (провода 1, 2) переключает
пусковую полярность на рабочую, отключается БКР;
конвейеры линии работают в нормальном режиме с контро-
лем заданных параметров (скорости, пробуксовки, зашты-
бовки и др.).
При необходимости запуска части конвейеров линии оператор
150
следит по прибору-указателю и при включении требуемого числа
нажатием кнопки «Сигнал» прекращает дальнейший запуск. До-
запуск конвейеров линии осуществляется аналогично пуску, т. е<.
нажатием кнопки «Пуск».
Оперативный останов конвейерной линии осуществляется
нажатием кнопки «Стоп» пульта управления. При нажатии
кнопки «Стоп» блока управления отключаются конвейер управ-
ляемый данным блоком, и конвейеры, подающие уголь на оста-
навливаемый.
Экстренное прекращение пуска производится нажатием-
кнопки «Сигнал» пульта или любого блока управления, вызы-
вающим прекращение запуска последующих конвейеров, кроме
тех, которые достигли номинальной скорости рабочих органов.
Аварийный останов конвейера или экстренное' прекращение
запуска линии осуществляют замыканием накоротко голых про-
водов воздействием на кабель-трос любого выключателя КТВ-2,
обеспечивающего отключение аварийного и всех последующих
конвейеров.
Аварийный останов и экстренное прекращение пуска про-
исходит также при срабатывании средств контроля и защиты
при затянувшемся пуске, недопустимом снижении скорости рабо-
чего органа или его поперечном разрыве, срабатывании элек-
трических или тепловой защит, потере связи приводной звез-
дочки с редуктором, утечке масла из турбомуфты.
Местное управление отдельным конвейером осуществляется
только при ремонте, наладке и настройке установкой переклю-
чателя в положение «Рем.» и воздействием на кнопки «Сигнал»,
«Проверка» и «Стоп» блока управления. При этом сохраняется
действие всех видов контроля и защиты, что и в режиме «Авт.».
Управляют отдельным конвейером в режиме «Рем.» кнопками
«Сигнал», «Проверка» и «Стоп» блока управления в определен-
ном порядке: нажимают кнопки «Сигнал» и «Проверка», которые
после появления звукового сигнала отпускают; через 5—6 с после
отпускания кнопок должен включиться конвейер, прекратиться
звуковой сигнал и начаться процесс разгона рабочего органа.
Назначение и принцип работы основных бло-
ков, узлов и элементов электрической схемы
комплекса АУК.1М (рис. 79).
В пульте управления (рис. 79,а) стабилизированный тран-
сформатор Т1 блока питания имеет первичную искроопасную об-
мотку I, служащую также для питания блока реле времени БРВ,
реле К2", К1, и для искробезопасных цепей — обмотки II, III, V,
VI, VII, имеющие следующее назначение:
II — для питания через выпрямительный мост У<9— VII реле
К4 в пульте и реле KI всех блоков управления конвейерной линии;
III — для питания реле КЗ, К5, Кб пульта и реле К2 всех
блоков управления конвейерной линии;
V — для питания ламп прибора-указателя;
151
VI—для питания блока телефона прибора-указателя;
VII — для питания цепей, обеспечивающих запирающее
напряжение в целях уменьшения уровня шумов в цепях телефон-
ной связи от фона частоты 50 Гц.
Блок реле времени БРВ обеспечивает: выдержки времени
не менее 5 с для подачи предупредительного сигнала перед запус-
ком конвейерной линии, переключение рабочей полярности на
пусковую, и наоборот. В схему БРВ входят: реле К2, транзисторы
VJ, V2, резисторы R1—R6, диоды V3 — V6, конденсаторы Cl, С2.
В исходном состоянии схемы при подаче питания (реле КЗ
включено) конденсатор С/, задающий выдержку времени на вклю-
чение реле К2, заряжен. Транзистор VI открыт током, проте-
кающим через его эмиттер — базовый переход. Транзистор V2
заперт, так как на его базу через эмиттер — коллекторный пере-
ход открытого транзистора VI подается положительный запи-
рающий потенциал. При этом реле' К2 отключено.
При кратковременном нажатии кнопки «Пуск» пульта управ-
ления включается реле К5. При этом также включаются реле
К4 и KI, а контактами последнего подается питание на реле К2,
расположенные в блоках управления всей линии. Одновременно
самоблокируется реле К5 и снимается питание с времязадаю-
щего конденсатора CI. Конденсатор, разряжаясь, некоторое вре-
мя (не менее 5 с) удерживает транзистор VI в открытом состоя-
нии. По окончании разряда конденсатора CI транзистор VI запи-
рается, a V2 отпирается. При этом реле К2 включается и оста-
ется в этом положении до тех пор, пока не поступает сигнал
пуска на блок управления последнего конвейера и блок концевого
реле БКР. В последнем включается реле KI3 и своим контактом
отключает в пульте управления реле КЗ, которое, в свою оче-
редь, разрывает цепь питания реле К2. Реле KI, К2, К5 отклю-
чаются, а реле К4 самоблокируется.
Реле К4 служит для обеспечения нулевой защиты схемы при
снятии напряжения и аварийного отключения при замыкании
линейных проводов 1 и 2. Реле К4 настраивается заводом так,
что при замыкании проводов в конце линии (сопротивление линии
не более 20 Ом) оно отключается.
Реле КЗ и К1 служат для предпусковой и кодовой звуковой
сигнализации, а также прекращения запуска. При наличии
питания от обмотки III реле КЗ включено. При нажатии кнопки
«Сигнал» пульта управления реле КЗ отключается и своим кон-
тактом подает питание на обмотку II реле К1. Последнее своими
контактами включает цепь питания сигнализатора и цепь пита-
ния реле К2, расположенных по линии в блоках управления.
Указанное взаимодействие происходит также при нажатии кнопки
«Сигнал» любого блока управления.
При пуске реле К1 включается от тока, протекающего через
обмотку I от выпрямителя V3 — V6.
Реле К5 служит для запуска конвейерной линии кнопкой
152
Рис. 79. Црйндададдыед. схема комплекса АУК..1Л1



\K12
SI
wi
vs
Vf3-VtS
ГЗ
vis
г
K<t
(W
K2
>7
*-
/
о-
Х^с№/рел<
РЗИ
КЗ' К12
wo
if пФ
«9
v.vz 'vj;12?;
_______руф?[ j
фКГ 55 Ki'
кг
«
/fj
KS
ЯЮ I
w
C8
29
Б08Т
1Д
n
«
17
CIO
RZ4 HZ\
82
й-
иг/7=
fi?
’ 823 I
822 I
{
ji-t
Я V33-V4Z
® I НЧ\ 13 52.
। L.
н ^68..
Блок заштыНовки 53
К32
Vlf4 Ш VV5
 fttfCJ
С12
fiMyrpq
V35-V33
Блок реле ।
\V!7
I И
TfJ j
313
Iff 82?
Л9
K5
V33
84
825 81 КБ
826 Чг КВ
Cl
83
812
Рем. Авт.
о
«-Г»
»-Н»
4-г»
Блок управления Nt
K2S V51
\-V52-V55
K2


7








Рис. 79. (Продолжение)
«Пуск» пульта управления или с Ьыносного кнопочного поста.
При кратковременном нажатии кнопки «Пуск» реле Кб вклю-
чается по цепи: обмотка III Т1, кнопка «Стоп» пульта, кнопка
«Пуск», зажим 4, диод V34, зажим 3, катушка реле Кб, обмотка III,
При отпускании кнопки «Пуск» реле Кб остается включенным
по цепи: обмотка III, кнопка «Стоп», контакты Кб и KI, рези-
стор R21, диод V33, катушка реле Кб, обмотка III.
Отключается реле Кб в следующих случаях:
при нажатии кнопки «Стоп» пульта управления;
при отключении реле К1 от воздействия на кнопку «Сигнал»
пульта или блока управления либо при замыкании контакта
К13 блока концевого реле БКР’,
154
Ч
МП
f.!5 VS1
V28
ft!2
УЗв
в
CZ1
£22
да
№
_»—<s <¥
—о /У
К охран, ммцу
К мектройу
-»----Я2-
J,----
rasO^
3£_i£.
R3S
V77
ЕИ
iwq
IwH
V62
у Ре/н. ____
cpopacow
OK
SPC
К зажимам 1, Z
Л выключа-
тетям кгВ-2
и Затчикам
КОЛ-2
KSf
R55
VSS
^XZ &
VS7-V7B
Ww 
733
5/IM атеиста бремена а
телефона soffr
R42,
№3
K1Z'
K12.
SO ВТ
7
23
’M
Д S3
\XI
jPfAf. A fat
»•




при отключении реле KI от срабатывания аварийного реле
К4 блока управления или замыкания проводов ], 2.
Реле отключения линии Кб служит для обеспечения совместной
работы комплекса АУК.1М с пультом ПРЛ, а также подклю*
чения контактов цепей блокировки работы комплекса с другими
аппаратами и механизмами, например системами противопожар-
ных защит и ограждения.
В исходном состоянии при подаче напряжения питания и
исправном состоянии линии связи реле Кб включено с питанием
от обмотки I1IT1. При размыкании блокировочного контакта реле
Кб отключается. Оно также отключается при замыкании проход-
ных зажимов 2, 6. В обоих случаях отключается реле К4 и вклю-
чается лампа ИЗ, сигнализирующая об аварийном отключении.
Блок концевого реле БКР (рис. 79, в) служит для выдачи
155
блок управления Н1!}
Рис. 79 (Продолжение)
сигнала на переключение режимов работы схемы (с пускового
на рабочий) после запуска последнего конвейера. В исходном
состоянии реле К13 блока БКР отключено. По окончании запуска
всей линии на зажим 4 блока БКР поступает напряжение пуско-
вой полярности (« + ») и реле К13, срабатывая, своим контактом
выдает в схему команду, аналогичную выдаваемой на прекра-
щение пуска нажатием кнопки «Сигнал». При этом в пульте
отключается реле К2 и в линию поступает напряжение рабочей
полярности (« + » на зажим 30, а « —» на зажим 4 блока БКР).
В блоке управления (рис. 79, б) блок питания имеет стаби-
лизированный трансформатор ТЗ с первичной обмоткой 1 и вто-
ричными //, 111, из которых первая искроопасная и служит для
156
питания схемы реле скорости КЗ и реле аварийного отключения:
К4, а вторая искробезопасная и обеспечивает питание блока
телефона, реле отключения конвейера К5 и реле К14 при дистан-
ционном управлении последним конвейером линии.
Реле управления Ki служит для приема и выдачи сигнала
управления приводом конвейера в режиме «Авт». Оно питается;
от обмотки // Т1 пульта управления через выпрямительный мост
из диодов V2, V3, V6, V7. При запуске реле Ki обтекается током
пусковой (прямой) полярности («плюс» на зажиме /), а после
запуска всей линии — током рабочей (обратной) полярности
(«плюс» на зажиме 2). При этом в рабочем режиме реле Ki каж.-
дого блока управления питается через контакт реле скорости
КЗ данного блока управления; реле Ki включает вторичное реле
К12.
157
Реле управления Л/2 предназначено для включения искро-
безопасных цепей магнитных пускателей; исключения вероятности
самовключения (блокировки) реле Л7 данного блока управления
при замыкании на «землю» провода 1 и наличии предпускового
звукового сигнала; исключения вероятности самовключения реле
К1 последующего блока управления при аналогичном замыка-
нии; обеспечения начала отсчета выдержки времени на включение
схемы реле КЗ и К4. Кроме того, с помощью реле К72 и кнопок
«Сигнал», «Проверка», при одновременном нажатии их, осуще-
ствляется управление конвейером в режиме «Рем.».
Реле включения сирены К2 служит для включения звукового
сигнализатора перед пуском конвейера, а также для вызывной
кодовой или аварийной сигнализации. Реле К2 включается при
поступлении с пульта управления, напряжения при полярности
«плюс» на зажим 2 и «минус» — на «землю».
Блок контроля заштыбовкй БЗ совместно с электродным
датчиком и реле Кб используют-для контроля уровня транспор-
тируемой горной массы в местах перегрузки с конвейера на кон-
вейер. Превышение допустимого уровня, приводящее к просыпа-
нию материала за пределы несущего органа конвейера, услов-
но названо «Заштыбовка». Контроль заштыбовкй производят
методом измерения электрического сопротивления горной мас-
сы, находящейся между контактной частью датчика и «зем-
лей».
Блок отсчета времени и телефона БОВТ состоит из трех узлов:
отсчета времени, предназначенного для автоматического от-
счета длительности предпускового сигнала при работе конвейера
в режиме «Рем.»;
сдвига по'времени между пусками электродвигателей двух-
приводного конвейера и задержки на отключение реле Кб от
действия блокировочных устройств;
усилителя телефона.
Реле отключения конвейера К5 совместно с кабель-трос-
совыми выключателями КТВ-2 служит для экстренного прекра-
щения пуска и аварийного останова конвейера с любой точки
по его длине при прокладке цепей управления в кабеле. При
воздействии на КТВ-2 размыкается его контакт, что приводит
к разрыву цепи питания реле К5 и его отключению. При этом
отключается цепь питания реле К12 и K6t что вызывает пре-
кращение пуска или отключение привода конвейера. При про-
кладке цепей управления голыми проводами, изолированными
друг от друга и подсоединяемыми к зажимам 3, 6, прекращение
пуска и аварийный останов осуществляются замыканием этих
проводов. 	'	
Узел контроля скорости предназначен для выполнения:
выдержки времени между пусками конвейеров, входящих в
линию;
контроля движения рабочего органа конвейера;
158
контроля снижения скорости движения ленты до 75 % от
номинальной;
выдержки времени на отключение реле скорости;
выдержки времени на подачу звукового сигнала при аварий-
ном отключении и защтыбовке.
В исходном состоянии узла контроля скорости переключатель
режима работы устанавливают в положение «Авт.» и подают
напряжение питания 36 В. При этом конденсатор С5 заряжен,
транзистор V27 открыт, транзисторы V19, V18 заперты и релё
КЗ отключено.
Работа блока управления при ленточном кон-
вейере. После срабатывания реле KI, К12 включается про-
межуточное реле пускателя, а значит, и пускатель привода кон-
вейера. По мере нарастания скорости движения ленты сигнал от
датчика скорости через трансформатор и выпрямительный мост
поступает на входы транзисторов V19, V18. Однако последние46
остаются запертыми, так как на базу транзистора V19 через
эмиттер-коллекторный переход открытого транзистора V27 посту-
пает отрицательный потенциал запирающего напряжения.
' Одновременно с включением реле А72 его контакт снимаем
отпирающее напряжение с базы транзистора V27, но он удержи-
вается в течение не более 5 с в открытом состоянии за счет раз-
ряда конденсатора С5. По окончании разряда конденсатора С5
транзистор V27, запираясь, обеспечит отпирание транзисторов.
V19, V18, включение реле КЗ и заряд конденсатора СЗ.
При исчезновении сигнала от датчика или снижении его бо-
лее чем на 25 % с выдержкой времени (2—5 с), обеспечиваемой^
разрядом конденсатора СЗ, транзисторы V19, V18 закроются,
и реле скорости КЗ отключится. При этом включившееся реле
аварии К4 своими контактами отключит реле Кб и К12 и включит
лампу Н1. В свою очередь, реле Кб, отключившись, включит
лампу Н2.
Узел аварийного реле К4 предназначен:
для контроля заданного времени запуска конвейера (5—25 с);
аварийного отключения как при затянувшемся .пуске, так.
и при пробуксовке или порыве рабочего органа;
блокировки от повторного автоматизированного запуска пос-
ле аварийного останова; магнитная фиксация якоря, предусмот-
ренная в конструкции реле, обеспечивает эту блокировку даже,
после снятия и повторной подачи напряжения питания.
Работа реле К4. В исходном состоянии конденсатор
С6 заряжен, транзистор V29 открыт, транзистор V31 заперт и
реле К4 отключено.
При включении реле К1 и К12 транзистор V29 запирается
по окончании разряда конденсатора С6, а транзистор V31, отпи-
раясь, остается в таком состоянии на весь период работы кон-
вейера.
Если при пуске время разгона конвейера не превысило вре-
Ий
мени на включение реле К4, то реле КЗ, включившись, своим
контактом разорвет цепь обмотки реле К4. Если же в период
пуска рабочий орган конвейера в течение заданного времени не
достигнет номинальной скорости, то реле КЗ не включится, а через
его размыкающий контакт включится и заблокируется реле К4.
При этом оно своими контактами прекратит пуск конвейера,
включит сигнальную лампу Н1 и разорвет цепь питания реле К12 и
Кб, а контактами последнего включатся лампа М2 и реле КЗ.
В свою очередь, контактами реле Кб и КЗ включится цепь аварий-
ной прерывистой сигнализации по линии.
Для подготовки схемы к повторному запуску конвейера или
дозапуску линии необходимо устранить аварию и кратковремен-
ным нажатием кнопки «Стоп» блока управления деблокировать
магнитную фиксацию реле К4.
Для централизованного управления из пункта оператора, рас-
положенного в шахте или на поверхности разветвленной кон-
вейерной линии, с числом маршрутов до шести и с числом кон-
вейеров в каждом маршруте до 10, аппаратурой АУК.1М
(АУК- 10ТМ-68) предназначен пульт ПРЛ, обеспечивающий:
выбор и пуск любого маршрута с автоматическим прекраще-
нием запуска после разгона последнего конвейера;
пуск части конвейеров данного маршрута и последующий
дозапуск его конвейеров без останова работающих;
оперативное отключение каждого комплекса аппаратуры
АУКДМ. (ответвления, субмагистрали);
автоматическое отключение ответвлений, субмагистралей и
'магистралей;
селективную подачу кодового звукового сигнала на любой
комплекс (ответвление, субмагистраль, магистраль) и соответ-
ственно селективный прием световых и звуковых сигналов;
дуплексную связь между оператором и абонентами;
расшифровку оператором кодовых и аварийных сигналов
световыми и звуковыми сигналами;
непрерывную визуальную информацию о числе включенных
конвейеров в каждом комплексе;
временное отключение аварийной звуковой сигнализации
(сброс Зв — сброс звукового сигнала) при сохранении световой
индикации и автоматической подготовки схемы к приему пов-
торных звуковых сигналов;
нулевую защиту, вызывающую отключение конвейеров при
снятии напряжения с пульта.
§ 51. Эксплуатация автоматизированных конвейерных линий
Бесперебойная работа автоматизированных конвейерных линий
шахты в значительной степени определяет эффективность техно-
логического комплекса угледобычи в целом. Обеспечить такую
работу можно только при качественно, выполненных монтаже
160
и наладке, а также при систематическом проведении профилакти-
ческих осмотров и ремонтов аппаратуры автоматизации. Несо-
блюдение сроков профилактических работ, а также ошибки в на-
стройке аппаратуры приводят к авариям и простоям конвейерных
линий. Так, например, неправильная настройка реле скорости:
ленточного конвейера способствует преждевременному износу
ленты, а иногда и ее возгоранию.
Так как большинство возникающих неисправностей конвейера
Вызывает уменьшение скорости или останов его рабочего орга-
на, то реле скорости являете^ одним из главных устройств ко-
нтроля. Однако при эксплуатации конвейерных линий могут воз-
никать неисправности, не контролируемые реле скорости, такие,
как завал мест пересыпов, сход ленты с роликов, нагрев при-
водного барабана и ленты при длительных проскальзываниях.
Для исключения этих неисправностей необходимо систематически
и тщательно следить за соответствующими техническими сред-,
ствами контроля.
Надзор за правильной эксплуатацией, ремонт и наладку
аппаратуры производит служба автоматики шахты, помощник
главного механика (иногда главного энергетика) по автоматиза-
ции. В его штате имеется бригада электрослесарей-автомат-
чиков (из расчета 1 человек в смену на 3—4 автоматизированные
установки), которые осуществляют:
участие в пусконаладочных работах по автоматизации, про-
водимых монтажно-наладочной организацией;
надзор за правильной эксплуатацией аппаратуры автомати-
зации и ее профилактику согласно графику, утвержденному глав-
ным механиком (главным инженером) шахты;
замену блоков (аппаратов), вышедших из строя;
составление заявок на аппаратуру и запасные части, необ-
ходимые для нормальной работы автоматизированных конвейер-
ных линий;
регистрацию и систематизацию данных о частоте отказов
средств автоматизации, причинах их возникновения, затратах
времени и средств на ликвидацию отказов.
Дежурный электрослесарь, заступив на смену, обязан:
ознакомиться с режимом работы конвейерной линии со слов
дежурного электрослесаря предыдущей смены или по «Книге
учета работы»;
осмотреть аппаратуру автоматизации, электрооборудование*,
кабельные сети, обращая особое внимание на наличие пломб
и состояние заземления;
проверить правильность настройки реле скорости с помощью
кнопки «Проверка», исправность кодовой сигнализации и теле-
фонной связи;
проверить состояние голых проводов или кабель-тросовой
линии управления и возможность экстренного останова линии)
осмотреть механическую часть конвейеров;
161
сделать запись в «Книге учета работы» о результатах осмотра
и проверки.	'
Непосредственное управление автоматизированной конвейер-
ной линией осуществляет машинист-оператор, прошедший обуче-
ние по утвержденной программе, имеющий практические навыки
по обслуживанию и соответствующее удостоверение. В функции
оператора входят: осмотр электромеханического оборудования,
проверка сигнализации, телефонной связи и наличия средств по-
жаротушения, выполнение операций по управлению- конвейерной
линией, вызов дежурного электрослесаря при аварийном останове
и оказание ему помощи в отыскании неисправности.
У оператора около пульта управления должны быть разме-
щены на щите схема автоматизации и инструкция по управлению,
таблица основных неисправностей и аварийных режимов, спосо-
бов их обнаружения и устранения.
Техническое обслуживание автоматизированной конвейерной
линии осуществляется в следующие сроки:
профилактический осмотр — не реже одного раза в сутки;
ревизия аппаратуры электроснабжения — не реже двух раз
в месяц;
ревизия датчиков, линии управления, правильности настрой-
ки пульта и блоков управления — не реже одного. раза в месяц;
ревизия пульта и блоков управления с последующей чисткой
контактов, заменой изношенных частей, регулировкой и настрой-
кой — не реже двух раз в год.
Контрольные вопросы ‘
1.	Охарактеризуйте задачи автоматизации конвейерных линий.
2.	Перечислите основные- технические требования к аппаратуре и схемам
автоматизации конвейерных линий.
3.	Каково значение места и правильности установки датчиков скорости?
4.	Каково назначение и общий принцип действия устройства УКПЛ-11?
5.	Охарактеризуйте состав, и принцип действия функциональной схемы
УКПЛ-1.
6.	Расскажите о назначении и выполняемых функциях:
а)	устройства УКСЛ-1;
б)	аппарата АКП-1;
в)	устройства УКПС;
г)	сигнализации БС-1.
7.	Охарактеризуйте состав и принцип действия электрической схемы БС-1
8.	В чем состоит назначение аппаратуры АО-3 и принцип действия ее элек-
трической схемы?
9.	Каковы особенности исполнения и назначение комплекса АУК.1М-.
10.	В чем состоят особенности конструкций отдельных изделий- комплекса
АУК-1М?
11.	Охарактеризуйте выполнение технологических команд и общий принцип
работы комплекса АУК. 1М.
12.	Опишите'состав, назначение и принцип действия:
а)	электрической схемы пульта управления комплекса АУК-1М;
б)	блока управления.
13.	Расскажите о назначении и принципе действия:
а)	узла контроля скорости комплекса АУК-1М;
F62
б)	блока концевого: реле и блока контроля заштыбовкй комплекса АУК.1-М.
14.	Расскажите о назначении и выполняемых функциях пульта ПРЛ.
15.	Охарактеризуйте основные положения эксплуатации автоматизированных
конвейерных линий.
ГЛАВА 13
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОГРУЗОЧНЫХ ПУНКТОВ
И РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА
§ 52.	Автоматизация подземных погрузочных пунктов
Подземные погрузочные пункты — промежуточное звено между
конвейерным транспортом и локомотивной откаткой. От четкости
и надежности работы погрузочных пунктов в большой степени
зависит непрерывность работы поточно-транспортной системы
и подъемной установки, а в конечном счете — производитель-
ность шахты.
Участковый подземный погрузочный пункт обеспечивает пере-
грузку угля, поступающего из лавы, с конвейера в шахтные ва-
гонетки. Высокопроизводительная работа в очистном забое опре-
деляется четким взаимодействием механизмов погрузочного пун-
кта, которые выполняют технологические операции: загрузку
вагонеток с конвейера или из бункера; перемещение состава
вагонеток в процессе погрузки; перекрытие межвагояеточного
пространства при непрерывной загрузке или управление потоком
угля при загрузке из бункера; перевод грузопотока от загружен-
ной вагонетки на порожнюю; защиту от подхода негабаритных
кусков и других предметов; маневры по обмену груженого сос-
тава вагонеток на порожний; пылеподавление (пылеулавливание).
Кроме перечисленных функций, аппаратура .автоматизации
допол нительно должна: определять наличие угля и выдавать сиг-
нал, разрешающий погрузку; контролировать погрузку и выда-
вать сигнал на останов конвейерной линии при отсутствии угля
или порожней вагонетки; вести учет загруженных ватнежж и их
маркировку; обеспечивать электрические защиты и аварийные
блокировки.
Опыт эксплуатации автоматизированных гюгрузочных пунк-
тов показывает, что для .перемещения .состава во время его за-
грузки наиболее рациональны цепные, винтовые и электрогидрав-
лические толкатели, а для перекрытия межвагонеточного про-
странства при погрузке с конвейера — устройства лоткового,
фартучного, шиберного и других видов. При загрузке вагонеток
из бункера управляют потоком угля секторными затворами или
качающимися питателями. Для' маневровых операций по обмену
груженых составов на порожние наиболее эффективно применение
электровозов. Подавление пыли — обязательная операция на по-
грузочных пунктах — осуществляется путем орошения с исполь-
163
| ДКС
ПУ
дкп |
| кв
| Конвейер |<‘
А | а
-J I_________
L-ДКЗ J4- —
Уголь
'—Г
у_	.
I в	II—J	ДП1
МП I'
Рис. 80. Структурная схема автоматизации
погрузочного пункта
татслем
а. При этом
i ДНП ]
| У о
1
| ДП2 |
А
I
зованием аппаратуры
АО-3. Для уплотнения
угля в вагонетках пока нет
надежных и бесшумных
виброуплотнителей.
Аппаратура и схема
автоматизации погрузоч-
ных пунктов должны обес-
печивать автоматическое
выполнение заданной тех-
нологической последова-
тельности операций и дей-
ствий, входящих в комп-
лекс механизмов при
взаимосвязи с автомати-
зированной конвейерной
линией или затвором (пи-
автоматизации основных
циклически повторяющихся технологических операций (загрузка
отдельных вагонеток и замена загруженных вагонеток порож-
ними), следует обеспечивать необходимые защиты и блокировки,
исключающие работу комплекса механизмов в случаях: отсутствия
порожних вагонеток или нормального окончания загрузки всего
состава; останова конвейерной линии или минимального уровня
угля в бункере; нарушения нормального режима работы толкателя
или привода межвагонеточного перекрытия; неисправности
системы орошения; выхода первой груженой вагонетки за
стрелку разминовки.
Систему автоматического учета количества угля, добытого
каждым участком, целесообразнее устанавливать в околостволь-
ном дворе, так как это обеспечит объективную оценку работы
отдельных погрузочных пунктов и использования транспортных
средств. При этом на погрузочных пунктах следует устанав-
ливать только аппаратуру автоматической маркировки загружен-
ных вагонеток. Для этой цели следует использовать устройства,
позволяющие наносить на борта вагонеток магнитные ленты
(шифры), которые будут считываться в околоствольном дво-
ре.
Выполнение технологического процесса и контроль отдельных
операций автоматизированного погрузочного пункта можно рас-
смотреть по структурной схеме (рис. 80). При нажатии кнопки
«Пуск» пульта управления ПУ конвейер, включившись, начинает
загружать вагонетку, одновременно вызывая включение устройс-
тва орошения УО и воздействуя на датчик контроля загрузки
ДКЗ. По окончании загрузки вагонетки ДКЗ включает привод
толкателя ПТ, который, воздействуя рабочим органом РО на гру-
женую вагонетку В, перемещает ее. При этом вагонетка воздей-
ствует на датчики положения ДП1, ДП2, контролирующие ее
164
продвижение и подающие команды на перекидывание меж
вагонеточного перекрытия МП.
Оперативный останов комплекса механизмов погрузочного
пункта производится нажатием кнопки «Стоп» ПУ по окончании
загрузки всех вагонеток состава.
Для исключения аварий предусмотрены: датчик контроля схо-
да вагонетки с рельсов ДКС, датчик контроля перегруза ваго-
нетки ДКП, датчик контроля наличия порожняка ДНП и конеч-
ный выключатель КВ, предотвращающий выход первой груженой
вагонетки за стрелку. Каждый из указанных элементов в случае
нарушения режима подает команду на отключение конвейера,
а его останов вызывает отключение толкателя и орошения. ,
Для автоматизации стационарных и полустационарных по-
грузочных пунктов наибольшее распространение получили раз-
личные модификации гидрофицированных установок ГУАПП, на
основе которых разработан автоматизированный комплекс меха-
низмов, предназначенный для загрузки вагонеток с глухим кузо-
вом и донной разгрузкой.
§ 53.	Автоматизация управления электровозами
Контактные электровозы угольных шахт в настоящее время
оборудуют электродвигателями постоянного тока при ступенча-
том регулировании тока двигателя с помощью контроллера.
Автоматизируют такие электровозы в основном в двух направ-
лениях: создание и совершенствование систем дистанционного
управления локомотивами и систем автоматизации управления
некоторыми основными операциями режима работы привода.
Дистанционное управление контактными электровозами, ис-
пользуют в местах погрузки и разгрузки составов, его осуще-
ствляет машинист с вынесенного из кабины поста управления.
К основным операциям, выполняемым автоматически, относят
такие, как: плавность трогания с места и разгон без буксо-
вания, регулирование скорости движения в зависимости от веса
состава и состояния пути, эффективное торможение, контроль
состояния электропривода и посылка сигналов в систему управ-
ления транспортом о режимах работы электровоза, месте его
положения и состоянии его узлов.
При дистанционном управлении электровозом для обеспечения
безопасности участок контактного провода, на котором произво-
дится это управление, изолируют от остальной части контактной
сети. Схема, показанная на рис. 81, предусматривает установку
магнитных станций на электровозе и в пункте погрузки или раз-
грузки. Электровоз с участка контактной сети 1, проходя по инер-
ции изоляционную вставку 2, останавливается на обесточенном
участке 3. Машинист, установив контроллер в одно из начальных
положений, выходит из кабины к посту дистанционного управ-
ления. Для движения электровоза вперед он нажимает и удер-
165
Рис. 81, Принципиальная схема ди-
станционного управления электрово-
зом
живает кнопку 5Л При этом
контактор KI, срабатывая, по-
дает напряжение на изолиро-
ванный участок от основной
контактной сети. Затем на стан-
ции электровоза срабатывает
контактор КЗ, через контакты
которого подается питание на
обмотки возбуждения LI, L2 и
якоря Ml, М2 приводных дви-
гателей. Электровоз будет дви-
гаться со скоростью, определяе-
мой сопротивлением резистора
/?, включенного контроллером в
якорную цепь двигателей. При
S1 электровоз останавливается.
отпускании машинистом кнопки
Для движения электровоза назад машинист нажимает кнопку
S2, которой вначале замыкается контакт S2.1 в цепи транс-
форматора Т, а затем контакт S2.2 в цепи контактора К1. При
этом реле К2 включается по цепи: корпус (земля) обмотки тран-
сформатора Т — корпус электровоза — обмотка реле К2 —
диод V — токосъемник П — конденсатор С — контакт S2.1 — Об-
мотка трансформатора Т. Реле К2 переключающим контактом
подготавливает к включению контактор К4. При замыкании кон-
такта S2.2 контактор К1, включившись, подает питание на изо-
лированный участок и контактор К4, сработав, вызывает измене-
ние направления тока в цепи обмоток LI, L2 двигателей, и
электровоз будет двигаться в обратном направлении до момента
отпускания машинистом кнопки S2. Существенный недостаток
управления по данной схеме — недостаточная плавность трога-
ния состава с места. Для его устранения применяют автомати-
ческое управление основными операциями работы двигателя
электровозов.
Автоматизируют управление двигателями электровозов при
ступенчатом или плавном изменении управляющего параметра.
Этот параметр — сопротивление пускового (тормозного) рео-
стата при реостатном управлении и напряжение источника
тока — при безреостатном. Для управления (включения — вы-
ключения) реостатом используют контакторы или контроллеры
с электромагнитным электромеханическим или электропневмати-
ческим приводом. Для плавного регулирования тока в обмотках
возбуждения, а следовательно, и частоты вращения приводных
двигателей в настоящее время широко применяют бесконтактные
тиристорные схемы.
Наиболее совершенен экспериментальный комплекс автома-
тизированного управления шахтными поездами СТАРТ-1, в со-
став которого входят:
аппаратура пункта управления, содержащая пульт управ-
, и’6
ления, мнемосхему, -устройство' расшифровки сигналов и устрой-
ство разделения цепей;
аппаратура сигнализации и блокировки путевого участка,
состоящая из путевых датчиков, светофоров, блока блокировки
маршрутов, устройства задания и блокировки маршрутов;
аппаратура обмена информацией между электровозом и путе-
выми устройствами автоматики:
аппаратура автоматического управления аккумуляторным
электровозом.
Технические средства комплекса СТАРТ-1 обеспечивают:
дистанционное управление электровозом на погрузочных пунк-
тах, при котором машинист выполняет функции оператора пог-
рузки;
централизованное управление движением поездов, при кото-
ром оператор пункта управления задает и контролирует мар-
шруты движения, а электровозами управляют машинисты в соот-
ветствии с сигналами светофоров;
автоматизированное управление электровозом, при котором
машинист устанавливает задание по скорости и наблюдает за
работой, а все другие операции по управлению выполняются
автоматически;
автоматическое управление движением поездов без машинис-
тов в магистральных выработках и дистанционное в местах пог-
рузки; при этом задание и контроль .маршрутов выполняет опе-
ратор пункта управления;
автоматическое управление движением поездов без машинис-
тов, но в комплексе с управляющей электронной машиной;
при этом задача управления электровозным, транспортом пере-
растает в более сложную задачу управления грузопотоком и для
своего решения требует большой объем информации, в частности,
о динамике работы добычных участков;
путевую сигнализацию и блокировку на стрелках путевых
участков; при этом маршрут движения по участку задает маши-
нист электровоза, а установка маршрута, блокировочные зави-
симости и разделение маршрута после прохода поезда осуще-
ствляются автоматически;
централизованный контроль местонахождения поезда в отка-
точных выработках; при этом используют устройства контроля
занятости участка пути (по одному на участок) и мнемосхему
путевого развития с устройством расшифровки сигналов на пункте
управления;
централизованный контроль местонахождения поездов в
сочетании с путевой сигнализацией и блокировкой с использо-
ванием аппаратуры, применяемой при централизованном контроле
местонахождения, путевой сигнализации и блокировок.
При использовании комплекса СТАРТ-1 предусматривают
передачу четырех команд-скоростей на электровоз и двух команд
(наличие электровоза на участке и исправность аппаратуры) с
167
электровоза. При неправильной команде или ее отсутствии элек-
тровоз выполняет команду «Стоп». При этом для передачи сиг-
налов-команд использована высокочастотная (телемеханиче-
ская) система в диапазоне частот 50—150 кГц по линии индукти-
вной связи.
§ 54.	Автоматизация управления сигнальными огнями
й стрелочными переводами
Автоматизация всех звеньев внутришахтного транспорта от по-
грузочных пунктов добычных участков до околоствольного дво-
ра — главная предпосылка повышения эффективности работы
шахты в целом. В настоящее время высокая интенсивность, безо-
пасность. и безаварийность движения поездов, контроль правиль-
ности выбора маршрутов, управление световыми -сигналами и
стрелочными переводами обеспечивает аппаратура АБСС-1
и НЭРПА.
Аппаратура блокировки стрелок и сигналов АБСС-1 предназ-
начена для автоматического управления сигнальными огнями и
приводами стрелочных переводов на блок-участок подземного
электровозного транспорта. Она действует автоматически с выбо-
ром маршрута движения по запросу машиниста из кабины дви-
жущегося электровоза, Этой аппаратурой можно оборудовать
однопутевые и двухпутевые перегоны при скорости движения
электровозов, не превышающей 20 км/ч,
В комплект аппаратуры АБСС-1 входят аппараты управления
сигнальными огнями АУСО-2 и стрелочными приводами АУСП-2,
а также трансмиттер кодовый, взрывобезопасный, ТВК.-1.
Аппаратура АБСС-1 обеспечивает: автоматическое включе-
ние разрешающего (зеленого) огня светофора по запросу маши-
ниста, если данный маршрут свободен и стрелки переведены;
автоматическое переключение красного нормального горящего
сигнала на мигающий, если запрашиваемый блок-участок занят;
автоматическое переключение мигающего красного сигнала на
зеленый после освобождения занятого участка; автоматическое
переключение зеленого сигнала на красный при выходе состава
за светофор; невозможность одновременного задания враждеб-
ных маршрутов; возможность накопления и последующее оче-
редное их задание; одновременное задание нескольких невраж-
дебных маршрутов; автоматический перевод стрелок в маршруте;
подачу предупредительной сигнализации «Берегись электровоза»
с момента включения зеленого огня и до момента разделения
маршрута. Полное описание аппаратуры и ее схемы приведено
в [3].
Наиболее совершенная и унифицированная аппаратура —
комплекс устройств типа НЭРПА, предназначенный для автома-
тического считывания информации о номере электровоза, направ-
лении его движения, а также выдачи сигналов управления стре-
168
лочными переводами, схемами СЦБ, вентиляционными дверями
и аппаратурой безопасности с движущегося электровоза в шах-
тах, опасных по газу или пыли.
Комплекс устройств НЭРПА изготовляют и поставляют в
виде следующих изделий:
передатчика сигналов локомотивного ЛПС-1, состоящего из
генератора сигналов, локомотивного ЛГС-1, кнопочного поста
КУ-92 управления генератором и передающей антенны А-1;
приемника сигналов управления НПУ, состоящего из аппа-
рата приема сигналов управления АПСУ и приемной антенны
А-1;
приемника сигналов информации НПИ-1, состоящего из ап-
парата приема и выдачи кодированных сигналов информации
АПСИ-1 о номере и направлении движения и двух приемных
антенн А-1;
комплекса НЭРПА-1, состоящего из передатчика сигналов
ЛПС-1, приемника сигналов управления НПУ, пускателя привода
ППВ-2, сигнального светового указателя ССУ-2 и привода мотор-
ного стрелочного ПМС-4.
Комплекс НЭРПА-1 обеспечивает: перевод стрелки с движу-
щегося электровоза кнопкой местного управления или вручную
с помощью рукоятки, а также контроль положения и прижатия
остряков стрелки с помощью сигнального светового указателя.
Ниже приведено краткое описание основных изделий комплек-
са НЭРПА-К
Передатчик сигналов ЛПС-1 предназначен для формирования
и передачи сигналов высокой частоты с движущегося локомотива,
содержащих код его номера и команды управления для схем
автоматики рельсового транспорта. Он имеет стабилизированный
источник питания ИП, модуляторный, генераторный тракты и мо-
жет использоваться вместе с приемниками сигналов НПУ, НПИ-1.
Модуляторный тракт передатчика сигналов ЛПС-1 на структур-
ной схеме (рис. 82) содержит генераторы фиксированных частот
G1 — G8, сигналы которых смешиваются на потенциометрическом
смесителе С и поступают на усилитель низкой частоты УНЧ и
далее, в генераторный тракт. Подключением на вход смесителя
модулирующих генераторов G1 — G5 в комбинациях пятиразряд-
ного кода электровозу присваивается определенный номер. Вы-
сокочастотный сигнал, промодулированный генератором G6,
предназначен для управления схемами СЦБ и аппаратурой
безопасности, а промодулированный генераторами G7 и G8 —для
управления стрелочными .переводами. или .вентиляционными две^
рями. При нейтральном положении кнопочного поста на вход
смесителя поступают сигналы кодовых генераторов GI — G5 и
постоянно подключенного генератора G6. При попеременном
подключении машинистом на вход смесителя генераторов. G7 или
G8 посредством‘двухкнопочного поста сигналы генераторов G1 —
G5 снимаются.
169
Рис. 82. Структурная схема передатчика сигналов ЛПС-1
Генераторный тракт передатчика сигналов ЛПС-1 состоит из
генератора несущей частоты (задающего) ЗГ, генерирующего
колебания с частотой ПО кГц, предоконечного усилителя высо-
кой частоты (модулируемый каскад) М и оконечного усилителя
высокой частоты УВЧ, работающего в режиме усиления моду-
лированных колебаний. Нагрузкой оконечного каскада УВЧ явля-
ется антенна W. В модулируемом каскаде М происходит модуля-
ция сигнала, поступившего от УНЧ, по амплитуде сигнала несу-
щей частоты.
Приемники сигналов управления НПУ, предназначенные для
приема амплитудно-модулированных колебаний высокой частоты,
нх обработки и выдачи команд управления в схемы автоматики
рельсового транспорта, выпускают трех видов: НПУ-1—для
управления стрелочными переводами; НПУ-2 и НПУ-3 — длй
систем СЦБ, схем управления вентиляционными дверями и аппа-
ратуры безопасности. Все приемники аналогичны по устройству, а
отличаются лишь значениями модулирующих частот в аппаратах
АПСУ.
На рис. 83 изображена структурная схема приемника сигналов
НПУ-1. Принцип действия НПУ-1 состоит в следующем. Коле-
бания, принятые антенной U7, усиливаются в усилителе высокой
частоты в УВЧ. При номинальном входном сигнале полоса про-
пускания УВЧ составляет 3,5—4 кГц. С УВЧ сигнал поступает
на амплитудный детектор Д, который выделяет модулирующий
сигнал. Автоматическая регулировка усиления АРУ осуществля-
ется по высокой частоте. Модулирующий сигнал после усиления
в УНЧ поступает на фильтр Ф, в котором выделяется постоянная
составляющая. Выходной детектор ВД обеспечивает преобра-
зование пульсирующего напряжения, поступающего с фильтра,
в сигнал постоянного тока. Реле К.1 является исполнительным
(выходным) элементом приемника НПУД. В схеме предусмотрен
блок питания БП.
170
«—I БП !—►
I
▼
Рис. 83. Структурная схема приемника сигналов НПУ-1
Описание пускателя приводов ППВ-2, светового сигнального
указателя ССУ-2 и привода моторного, стрелочного, ПМС-4, ис-
пользуемых ранее в аппаратуре ЧУС-3, приведено в [2, 3].
§ 55.	Основы автоматизации грузовых канатных откаток
По наклонным выработкам с углом наклона 15—18° для транс-
портирования угля используют одноконцевые и двухконцевые
канатные откатки. Дистанционное автоматизированное управ-
ление такими откатками позволяет снизить трудоемкость и уве-
личить производительность труда, повысить надежность и безо-
пасность работы.
Автоматизация откаток концевыми канатами обычно включает
автоматизированное управление электроприводом лебедок, ав-
томатизацию погрузочно-разгрузочных операций и вспомогатель-
ных механизмов, а также защиты, блокировки и сигнализацию.
Аппаратура и схемы автоматизации должны обеспечивать: авто-
матическое выполнение заданной диаграммы скорости во все
периоды движения и при колебаниях нагрузки двигателя от
20 до 120 % номинальной; дистанционное управление стрелоч-
ными переводами с блокировкой работы лебедки в соответствии
с положением стрелок и толкателей; возможность местного управ-
ления с выбором любого скоростного режима.
При автоматизации управления лебедкой одноконцевой канат-
ной откатки предусматривают управление приводным двигателем
с помощью командоконтроллера, приводимого в действие двига-
телем с короткозамкнутым ротором. Для рабочего регулируемого
торможения используют электрогидравлический толкатель, а для
аварийного нерегулируемого торможения — тормозной электро-
магнит. Управляет откаткой оператор с верхней приемной пло-
щадки в соответствии с кодовыми звуковыми сигналами, пода-
ваемыми плитовым с нижнего горизонта.
Рассмотрим основные положения автоматизации по струк-
турной схеме (рис. 84).
Подготовка к работе и исходное состояние.
171
380 0
Рис. 84. Структурная схема управления лебедкой однокояце-
вой канатной откатки
На станции управления переключатель режима работ ставят в по-
ложение «Диет» и, кнопкой «Ход» включают линейный пускатель
ЛП. При этом -подается напряжение питания на станцию управ-
ления СУ и аппарат сигнализации АС, подготавливается цепь
питания двигателя М2 — он подключается к цепи ротора двига-
теля Ml. Сопротивление пускового реостата полностью введено
в цепь ротора.
Спуск партии порожних вагонеток. При наличии
на верхнем штреке состава вагонеток он воздействует на ко-
нечный выключатель SS; при этом через айпарат сигнализации
и станцию управления двигатель М2 подключается к статорной
цепи двигателя Ml. Оператор дистанционно переводит стрелку
и нажимает на станции управления кнопку «Ход-вверх». Подается
напряжение на двигатели Ml, М2, М3 и тормозной электромаг-
нит ТЭ. Лебедка растормаживается, двигатель контроллера, вклю-
чаясь, выводит первую ступень пускового сопротивления. Подъ-
емный двигатель Ml лебедки, враща-ясь с малой скоростью,
вытягивает состав вагонеток вверх по уклону до конечного выклю-
чателя S7. Воздействие состава на S7 приводит к отключению
двигателей Ml, М2 и электромагнита ТЭ, в результате чего
лебедка останавливается и затормаживается, роторное сопротив-
ление полностью вводится. Оператор дистанционно переводит
стрелку в исходное положение.
Далее, оператор нажимает на станции управления кнопку
«Ход-вниз», в результате лебедка растормаживается, а двигатель
Ml начинает вращаться в обратном направлении для спуска
состава, и он с малой скоростью проходит стрелку.-После про-
хождения составом стрелки и воздействия на конечный выклю-
чатель S6 привод контроллера, полностью выведя роторное сопро-
172
тивление, остановится, а двигатель лебедки продолжит враще-
ние с максимальной скоростью.
При- подходе состава вагонеток к закруглению нижнего штре-
ка, он воздействует на конечные выключатели S1 и S2, что вызы-
вает включение двигателя контроллера на ввод роторного сопро-
тивления и переключение двигателя М2 на питание от роторной
цепи двигателя Ml. При этом снижается и автоматически под-
держивается малая частота вращения двигателя и вагонетки,
проходя закругление, воздействуют на конечный выключатель
S9. В результате лебедка останавливается, двигатель М2 пере-
ключается на питание от статорной цепи, и продолжается введе-
ние роторного сопротивления. По окончании введения сопротив-
ления двигатель контроллера М3 отключится от сети.
Подъем партии груженых вагонеток. Плитовой'
нижней площадки, произведя смену составов, подает оператору
сигнал «Подъем». Оператор нажимает на станции управления
кнопку «Ход-вверх», и двигатель лебедки Ml подключается к
сети. После подачи питания на двигатель М3 контроллер Кр,
включившись, начнет выводить роторное сопротивление. Состав
с малой скоростью пройдет закругление. После выхода состава
вагонеток из закругления благодаря воздействию указателя
глубины на конечный выключатель S5 роторное сопротивление
продолжает выводиться и частота вращения двигателя увели-
чивается. После полного вывода сопротивленияпривод контрол-
лера отключается, и двигатель лебедки вращается с максимальной
частотой.
При подходе состава к верхней стрелке он воздействует на
конечные выключатели S3 и S4, что вызывает включение дви-
гателя М3, и контроллер вводит часть роторного сопротивления
двигателя Ml, двигатель М2 переключается на питание от ротор-
ной цепи двигателя Ml. Последний с малой частотой вращения
обеспечит движение вагонеток с малой постоянной скоростью.
Пройдя стрелку, состав первой вагонеткой воздействует на ко-
нечный выключатель S7, вызывая отключение двигателя лебед-
ки Ml с наложением тормоза и полное введение реостата в цепь
ротора. Оператор переводит стрелку и кнопкой «Ход-вниз» вновь
включает двигатель Ml лебедки, а двигатель М2, подключившись
к ротору, обеспечивает малую постоянную скорость движения
при пуске состава. Состав выходит по закруглению на верхний
штрек и воздействием на конечный выключатель S8 вызывает
отключение приводного двигателя лебедки с наложением тор-
мозов. Схема приходит в исходное состояние.
Для управления шахтными подъемными установками, обо-
рудованными лебедками, эксплуатируемыми в подземных усло-
виях, опасных по метану или угольной пыли, предназначена
аппаратура АДУ-1 дистанционного управления с приводом в ис-
полнении РВ. Эта аппаратура обеспечивает:
управление разгоном и замедлением электрического привода;
173
управление приводом рабочего и аварийного тормозов;
выдачу импульсов в отдельных точках пути движения подъ-
емного сосуда (состава вагонеток) для необходимых переклю-
чений в схеме управления;
дистанционный визуальный контроль положения подъемных
сосудов (соста ва);
сигнализацию о скорости движения сосуда (состава) и режиме
работы установки;,
визуальный контроль за давлением масла в гидросистеме;
защиту от превышения скорости и переподъема сосуда (соста-
ва),
§ 56.	Механизация и автоматизация процессов разгрузки и
обмена вагонеток
Околоствольный двор — это сборный пункт, на который посту-
пают составы с углем, а с него, в свою очередь, отправляют
составы порожняка, оборудование, крепежные и другие мате-
риалы. Следовательно, от пропускной способности околостволь-
ното двора в конечном счете зависят ритмичность работы и' про-
изводительность шахты.
'Составы с углем, поступающие от добычных участков в около-
ствольный двор, разгружают на специальной станции., с которой
уголь поступает в бункер, а затем скипами выдается на поверх-
ность. Четкость и надежность работы перегрузочной станции
определяют в большой степени производительность скипового
подъема.
Для разгрузки вагонеток с открывающимися днищами в
местах разрузки укрепляют специальные разгрузочные кривые
с ^отжимающими шинами, обеспечивающими воздействия на за-
порные устройства вагонеток. Перемещаемый электровозом со-
став, проходя над разгрузочной ямой, разгружается без останова.
Вагонетки «с глухим ‘кузовом разгружают, как правило,на круго-
вых опрокидывателях, без расцепки состава. В процессе раз-
грузки вагонетки барабан поворачивается на IW”, а затем воз-
вращается в исходное положение. При этом . опрокидыватели
снабжают тормозными устройствами для фиксации барабана в
любом пало женин и механизмом для транзитного пропуска ваго-
неток 'через барабан.
При автомат из айда процесса разгрузки с помощью опроки-
дывателей возможны три варианта установки толкателей: одно-
го — перед опрокидывателем, одного — после опрокидывателя
или двух -—перед и за опрокидывателем. Технологическая схема
«толкатель — опрокидыватель—толкатель» по третьему вари-
анту более приспособлена к полной автоматизации разгрузки со-
става, но ее применение ограничено размерами околоствольного
двора.
Схемы автоматизации разгрузки и обмена вагонеток в опро-
17-1
кидывателе должны иметь блокировки, позволяющие.: включать
опрокидыватель при работающем толкателе, открытых стопорах
и заполненном приемном бункере; включать толкатель при рабо-
тающем опрокидывателе или если последний не занял исходного
положения; включать толкатель до отцепки электровоза, подав-
шего груженый состав; включать механизмы разгрузки при под-
ходе электровоза за порожняком при полностью занятом порож-
няковом пути, при смещении с установленных мест податливых
преград, защищающих обслуживающий персонал..
Для автоматизации разгрузки нерасцепляемых составов, ваго-
неток в околоствольном дворе созданы комплексы механизмов
АРС-1М и АРС-3 соответственно для двух- и трехтонных ваго-
неток.
Обмен вагонеток в околоствольных дворах при клетевых
подъемах производят на станциях обмена, оборудованных толка-
телями, стопорами, путевыми тормозами, стрелочными пере-
водами. При этом применяют в основном технологические схемы
с самокатными путями и с принудительной подачей вагонеток
в клеть.
Для механизации и автоматизации обмена вагонеток в око-
лоствольных дворах, на промежуточных горизонтах и верхних
приемных площадках при самокатной откатке применяют спе-
циальные агрегаты, обеспечивающие выполнение следующих опе-
раций: прием вагонеток с предыдущего комплекса; гашение ско-
рости или полный останов вагонеток, подходящих к клети; удер-
жание вагонеток на путях приемных площадок; проталкивание
и обмен вагонеток в клетях. Для околоствольных дворов с при-
нудительной подачей вагонеток также имеются типовые ком-
плекты оборудования, выполняющие аналогичные функции..
Полная автоматизация обмена вагонеток в клетях затрудне-
на ввиду большого количества взаимосвязанных операций.
Поэтому до настоящего времени управляют процессом обмена
вагонеток дистанционно при участии и под наблюдением опера-
тора и его помощника.
Автоматизация процесса обмена вагонеток в надшахтных зда-
ниях весьма трудоемка и осложнена тем, ч-то, кроме средств
автоматизации, необходимы установка дополнительных механиз-
мов и выполнение большого объема строительных работ. Суще-
ствующие комплексы механизмов обмена обеспечивают выпол-
нение следующих взаимосвязанных операций: посадку клети, от-
крывание предохранительных стволовых дверей; вталкивание в
клеть порожней вагонетки и выталкивание гружёной; закрывание
предохранительных дверей; подачу груженой вагонетки к опроки-
дывателю; разгрузку, очистку вагонетки и подачу ее' к клети.
Контрольные вопросы
1.	Каково назначение и выполняемые функции автоматизированных погру-
зочных пунктов?
к?5
2.	Опишите состав и принцип действия функциональной схемы автома-
тизированного погрузочного пункта.
3.	Перечислите направления автоматизации электровозов.
4.	В чем состоит принцип действия схемы дистанционного управления
электровозом?
5.	Опишите состав комплекса СТАРТ-1 автоматизированного управления
шахтными поездами.
6.	Перечислите функции, выполняемые комплексом СТАРТ-1.
7.	Каково назначение, комплектность и выполняемые функции аппаратуры
АБСС-1?
8	В чем состоит назначение и комплектность аппаратуры ЧУС-3 частотного
управления стрелками?
9.	Расскажите о назначении, комплектности и характеристиках отдельных
изделий комплекса НЭРПА.
10.	Каково назначение, устройство и принцип работы (по функциональной
схеме): ’	’
а)	передатчика сигналов ЛПС-1;
б)	приемника сигналов НПУ.	®
.11. Перечислите основные принципы автбматй’зацни канатных откаток.
12.	Опишите состав, подготовку и исходное состояние функциональной
схемы автоматизации лебедки одноконцевой откатки.
13.	Каково взаимодействие элементов функциональной схемы:
а)	при спуске партии порожних вагонеток;
б)	при подъеме партии груженых вагонеток.
14.	Каково назначение и выполняемые функции аппаратуры АДУ-1?
15.	В чем состоят функции околоствольного двора и каковы способы раз-
грузки в нем груженых вагонеток?
16.	Перечислите варианты установки то’лкателей и блокировки, предусмот-
ренные при автоматизации разгрузки.
17.	Опишите особенности обмена вагонеток в околостаольных дворах и над-
шахтных зданиях.
ГЛАВА 14
АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВОК ВОДООТЛИВА
И ПРОВЕТРИВАНИЯ
Стационарные установки водоотлива и проветривания являются
важнейшими объектами шахт. Известно, что обводненность шахт-
ных полей — основной неблагоприятный фактор, ухудшающий
безопасность и уменьшающий производительность труда. Нор-
мальные и безопасные условия труда подземных рабочих в значи-
тельной мере зависят от количества и качества шахтного воздуха,
а значит, от надежной и безотказной работы вентиляторной уста-
новки главного проветривания шахты.
Высокая надежность работы автоматизированных устано-
вок водоотлива обусловливается тем, что отдельные операции
выполняются при управлении автоматически вне зависимости от
квалификации дежурных машинистов. При этом снижается число
аварийных отключений, исключается работа насосов вхолостую,
значительно возрастает эффективность использования электро-
механического оборудования и высвобождается постоянно
обслуживающий персонал.
176
Автоматизация установок главного проветривания шахт обес-
печивает надежность и бесперебойность проветривания подземных
выработок и забоев. При этом автоматизация сводится к дистан-
ционному управлению двигателями вентиляторов и устройствами
опрокидывания воздушной струи с пульта, установленного на
центральном диспетчерском пункте или в другом месте нахожде-
ния дежурного персонала, а также автоматическому контролю
и сигнализации о режимах работы.
§ 57. Требования к автоматизации установок-водоотлива
Требования, предъявляемые к автоматизации водоотливных уста-
новок, определяются их назначением и мощностью. В соответствии
с технологией угледобычи предусмотрено применение вспомога-
тельных (зумпфовых, проходческих, перекачных), участковых
и главных водоотливов. При этом первые оборудуют одним-двумя
насосами с подачей, не превышающей 50 м3/ч, с низковольтным
асинхронным двигателем. Участковые установки комплектуют
двумя-тремя агрегатами с насосами подачей 100—150 м3/ч и низ-
ковольтными асинхронными двигателями мощностью до 120 кВт
Главные водоотливы оборудуют тремя и более агрегатами с насо-
сами подачей, как правило превышающей 150 м3/ч, и высоковольт-
ными электродвигателями.
Аппаратура и схемы автоматизации вспомогательных устано-
вок должны обеспечивать;
автоматическое и ручное (местное) управления;
автоматическую заливку насоса (на,сосов) перед пуском;
автоматический пуск и останов насоса (насосов) в зависимо-
сти от уровня воды в водосборнике;
автоматическую поочередную работу насосных агрегатов;
гидравлическую защиту от резкого снижения или потери по-
дачи работающего насоса;
тепловую (от перегрева подшипников) и электрические (нуле-
вая, максимальная) защиты;
сигнализацию о состоянии установки и аварийном уровне воды
в водосборнике.
Аппаратура и схемы автоматизации участковых и главных
водоотливов, в дополнение к перечисленному, должны обеспечи-
вать:
дистанционное управление от диспетчера;
дозировку заливки по времени; контроль включения насосов по
времени и давлению;
возможность включения нескольких агрегатов на параллель-
ную работу;
автоматическое включение резервных насосных агрегатов при
выходе из строя работающих;
автоматическое отключение насоса, включенного диспетчером,
при достижении водой нижнего уровня, а также возможность
177
дистанционного отключения при уровне, воды ниже верхнего;
автоматическое управление задвижками на нагнетательном
ставе труб;
блокировки, исключающие пуск незанятого насоса, включе-
ние электропривода задвижки до пуска главного насоса и оста-
нов его при открытой.задвижке, дистанционный пуск насоса при
отсутствии верхнего- уровня воды в водосборнике, повторный пуск
отключившегося агрегата до устранения причин останова;
сигнализацию на диспетчерский пункт о наличии питания в це-
пях управления и работе насосных агрегатов (.световую), об ава-
рийном отключении любого агрегата, аварийном уровне воды,
в водосборнике, неисправностях сигнальных цепей (световую и
звуковую) и в камеру водоотлива—о наличии питания в цепях
управления и аварийном отключении насоса.
§ 58.	Способы заливки насосов при автоматизаций
На угольных шахтах в основном используют центробежные иа-
сосы, обязательное условие перевода которых на автоматическое
управление—предварительная заливка их водой перед пускам.
Для этого преимущественно применяют заливку с помощью) ба-
ковых аккумуляторов и вспомогательных насосов.
При заливке с помощью бакового аккумулятора (рис. 85ч а)
насос и бак 3 заполняют водой из нагнетательного трубопрово-
да 6 через вентиль обводной трубки 5 или через штуцер на баке
после предварительного снятия уравнительной трубки 4. При
включении насоса вода из бака с большой скоростью проходит
через кольцевую щель, образованную приваренной в баке трубой
2, и захватывает воздух из верхней части бака и всасывающего
трубопровода 1. При этом водовоздушная смесь через управляе-
мый вентиль 9 сбрасывается в водосборник. По мере нарастания
разрежения всасывающий трубопровод и баковый аккумулятор
заполняются водой. По окончании пуска, при полном заполнении
указанных выше частей водой, управляемый вентиль закрыва-
ется и вода через постоянно открытую задвижку 8,. открывая об-
ратный клапан 7, поступает в нагнетательный трубопровод. При
очередных пусках повторная заливка не требуется, так как при
останове насоса вода, уходя из всасывающего трубопровода в слу-
чае плохого состояния приемного клапана или даже его,отсут-
ствия, остается в баке и насосе. Для предотвращения ухода из
бака после останова насоса служит уравнительная трубка, урав-
нивающая степень разрежения в насосе и баке при пуске.-
При заливке вспомогательным насосом (рис. 85, б), погружен-
ным в водосборник, установка работает следующим образом. При
достижении водой датчика 4 верхнего уровня включается погруж-
щой насос 5 комплектной конструкции (насос — двигатель), гер-
метичного исполнения, имеющий три нагнетательных патрубка.
Вода заполняет всасывающие трубопроводы и насосы. По исте-
178
Рис. 85. Гидравлические схемы заливки насосов
чении времени заливки при создании требуемого давления вклю-
чается главный насос, открывается управляемая задвижка 1 и от-
ключается заливочный насос. Контролируют работу реле произ-
водительности 3 и термодатчики 6. Вентили 2 используют при
ручном управлении. Этот способ заливки требует периодического
наблюдения за погружным насосом и приемными клапанами вса-
сывающих трубопроводов главных насосов, находящимися в пло-
хих условиях эксплуатации.
. Надежность работы водоотливной установки при автоматиче-
ском управлении в большой степени зависит от способов заливки
и пуска, гидравлической схемы установки в целом и -от качества
используемых оборудования и аппаратуры.
Агрегаты с центробежными насосами запускают двумя спосо-
ба-ми: с управляемой 'задвижкой, открываемой по окончании раз-
гона двигателя, и неуправляемой, постоянно открытой задвижкой.
Применение первого способа обеспечивает плавность движения
воды в трубопроводе при пуске и исключает гидравлические удары
в нагнетательном трубопроводе при останове насоса. При втором
способе отпадает необходимость в приводе задвижки, но требуется
установка на нагнетательных ставах обратных клапанов и ком-
пенсирующих устройств в целях предотвращения гидравлических
ударов.
Наиболее простая и надежная гидравлическая схема при авто-
матическом управлении — схема при постоянном, заполнении
насосов водой и неуправляемых постоянно открытых задвижках.
Надежность работы автоматических насосных установок так-
же зависит от правильности выбора и эксплуатации электрообо-
179
рудования и аппаратуры. Так как насосы не требуют постоянной
регулировки производительности при работе, то в качестве при-
вода для них преимущественно используют низковольтные трех-
фазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.
Применение же высоковольтных асинхронных двигателей с фаз-
ным ротором (для главных водоотливов) требует более слож-
ных и дорогих распределительных устройств, а дистанционное
управление ими усложняет электрическую схему автоматизации
за счет введения аппаратуры управления приводами распреде-
лительных устройств. Для обеспечения надежности действия ап-
паратуры автоматизации ее необходимо подвергать тщательным
периодическим осмотрам, настройкам, регулировкам и ремонтам
§ 59.	Обзор аппаратуры автоматизации водоотливных установок
В настоящее время для автоматизации различных водоотливов
серийно изготавливают аппаратуру следующих типов: АВ-7, УАВ,
ВАВ и КАВ, удовлетворяющих требованиям,, указанным в § 57
Аппаратуру АВ-7 применяют для автоматического управления
перекачными и проходческими подвесными установками с одним
или двумя насосами и низковольтными асинхронными двигате-
лями с короткозамкнутым ротором.
Унифицированная аппаратура УАВ предназначена для авто-
матического управления водоотливными установками, оборудо-
ванными агрегатами (от 1 до 16) с низковольтными или высо-
ковольтными асинхронными двигателями с короткозамкнутым
ротором, а также высоковольтными асинхронными двигателями
с фазным ротором или синхронными двигателями. Аппаратура
УАВ выполнена в рудничном нормальном исполнении по блочному
принципу: для управления каждым насосным агрегатом пред-
усмотрен отдельный блок насоса, установленный в корпусе с по-
мощью штеккерных разъемов; в общем блоке насосов помещены
элементы, общие для всех насосных агрегатов.
Взрывобезопасная аппаратура ВАВ предназначена для авто-
матического управления водоотливными установками, оборудо-
ванными агрегатами (до 9) с низковольтными или высоковольт-
ными асинхронными двигателями с короткозамкнутыми или
фазными роторами. Аппаратура ВАВ выполнена также по блоч-
ному принципу, а ее электрическая схема собрана на герметизи-
рованных реле в сочетании с полупроводниковыми элементами.
Комплекс унифицированной аппаратуры КАВ предназначен
для автоматического управления шахтными и рудничными водо-
отливными установками с низковольтными и высоковольтными
электродвигателями без управляемых задвижек, с одной или дву-
мя управляемыми задвижками на каждом насосном агрегате.
Область применения комплекса охватывает все многообразие во-
доотливных установок, встречающихся в настоящее время на шах-
тах и рудниках. Универсальность комплекса позволяет заменить
180
им все выпускаемые в настоящее время комплекты аппаратуры
автоматизации.
Комплекс КАВ по сравнению с другими комплектами аппара-
туры автоматического управления водоотливными установками
имеет ряд преимуществ:
бесконтактное исполнение логической части-с использованием
интегральных микросхем;
блочный принцип построения аппаратуры, обеспечивающий
применение типажного унифицированного ряда субблоков;
увеличение профилактических и межремонтных сроков об-
служивания;
повышение надежности и срока службы аппаратуры.
Комплекс КАВ, обладая функциональными возможностями
лучших образцов изготовляемой аппаратуры (УАВ, ВАВ), допол-
нительно обеспечивает возможность:
координируемой работы любого числа насосов, входящих в ус-
тановку;
работы с бесконтактными датчиками без дополнительных сог-
ласующих устройств;
контроля пусковой аппаратуры насосных агрегатов;
расшифровки неисправностей по контролируемым парамет-
рам;
согласования работы водоотливных установок, расположен-
ных на различных горизонтах;
принудительной смазки подшипников насосных агрегатов.
Комплекс КАВ в зависимости от условий применения изготов-
ляется в (2 модификациях, приведенных в табл. 2.
Комплекс КАВ работает в зависимости от сигналов, поступаю-
Таблица 2
Условное обозначе- ние комплекса	Максималь- ное число автоматизи- руемых на- сосных агре- гатов	Число уп- равляемых задвижек на каждом аг- регате	Условия применения комплекса (вид водоотлива)
КАВ-0	1	—	Перекачкой низковольтный
КАВ-1	2	—	Проходческий низковольтный
КАВ-2'	3	—	Участковый низковольтный
КАВ-3-0	3	—	Участковый высоковольтный
КАВ-3-1	3	1	Главный высоковольтный
КАВ-3-2	3	2	То же
КАВ-5-0	5	—	— »—-
КАВ-5-1	5	1	—" —•
КАВ-5-2	5	2	— »’—-
КАВ-10-0	10	—	— » —
КАВ-10-1	10	1	— » —
КАВ-10-2	10	2	— » —
181
Рис. 86. Структурная схема комплекса КАВ
щих от датчиков уровня ЭД, реле давления РДВ, реле произво-
дительности РПФВ-1К (РПН), термодатчиков ТДЛ-2, конечных
выключателей привода задвижки ПЗ-1, которые обрабатываются
устройством ввода и обработки информации УВО с последующей
выдачей команд на исполнительные механизмы ЗПН, ППВ-1,
ПЗ-1, главный насос и сигнализации о состоянии установки на
сигнальное табло СТВ-1 диспетчера.
В состав структурной схемы (рис. 86) комплекса КАВ входят:
искробезопасный, источник питания ИИ {на 12 В); устройство
ввода и обработки информации УВО, включающее в себя блоки
управления, программирования, ввода и вывода информации;
сигнальное табло СТ В-Г, блок ввода сигналов ВВС; блок поиска
и расшифровки аварии БПРА', заливочный погружной насос ЗПН
с пускателем; приводы задвижек ПЗ-1 с пускателями; распредели-
тельное устройство РВД-6; датчики уровней НУ (нижнего), ВУ
(верхнего), ПУ (повышенного) и АУ (аварийного); термодат-
чики; реле производительности и давления.
Блок управления служит для поочередной обработки инфор-
мации. Для этого время работы установки делят на промежутки,
называемые циклами. Каждому насосному агрегату присваивают
цикл, номер которого совпадает с номером агрегата. Блок управ-
ления, в свою очередь, состоит из трех узлов (субблоков): датчика
тактов насоса ДТН, служащего для деления времени на циклы,
182
датчика тактов контроля ДТК, служащего для деления цикла на
такты, и формирователя, формирующего различные импульсы,
необходимые для работы устройства.
Блок программирования включает в себя два субблока, обес-
печивающих опрос датчиков в порядке, при котором они подклю-
чаются к источнику питания только на время своего цикла и орга-
низацию обработки информации, поступающей от каждого насоса
на тактах, формируемых блоком управления.
Блок ввода информации функционально предназначен для
ввода раблюдаемых исходных переменных, выполнения: над ними
логических операций и приема телемеханических сигналов из
линии связи. В этот блок входят субблоки ввода и согласования
сигналов, операционный, контроля и диагностики. Он обеспечивает
согласование и гальваническую развязку с выходами датчиков.
Блок вывода информации .функционально предназначен для
хранения и выдачи на исполнительные механизмы или на входы
блока ввода результата решения логической функции, для обес-
печения задержек и выдачи информации в линию связи. В блоке
вывода установлены субблоки усилителей, памяти, согласования
и реле времени. Он обеспечивает согласование и гальваническую
развязку с искробезопасными входами исполнительных меха-
низмов.
Блок ввода сигналов БВС предназначен для согласования
искробезопасных цепей УВО с искробезопасными цепями управ-
ления высоковольтных ячеек РВД-6.
Блок поиска и расшифровки аварий БПРА принимает соответ-
ствующие сигналы от блока вывода информации, а сигнальная
часть информации подается но линии связи на сигнальное табло
СТВ-1, находящееся у диспетчера на поверхности шахты.
§ 60.	Общие сведения об автоматизации вентиляторов
главного проветривания
Установка вентиляторов главного проветривания должна обеспе-
чивать: непрерывную к бесперебойную подачу в шахту необходи-
мого количества воздуха; возможность регулирования производи-
тельности при наличии резерва ее не менее 20 %, от наибольшей
подачи; переход с работы одного вентилятора на другой и при не-
обходимости их совместную работу; возможность опрокидыва-
ния вентиляционной струи за время не более 10 мин при сохра-
нении дебита не менее 60 % от нормального; необходимый конт-
роль параметров режима работы; устойчивую и экономичную
работу при простоте и удобстве эксплуатации.
Аппаратура автоматизации вентиляторов главного провет-
ривания должна обеспечивать:
возможность использования ее для различных типов вентиля-
торов и схем проветривания;
представление и расшифровку информации о причинах аварий;
1.83
автоматическое включение резервного агрегата при аварийном
останове или выходе из строя работающего;
частичное регулирование производительности вентилятора
дистанционным поворотом лопаток направляющего -аппарата;
высокие технико-экономические показатели при эксплуатации;
простоту в обслуживании при профилактических осмотрах и
ремонтах и высокую ремонтнопригодность.
Автоматизация установок главного проветривания в настоя-
щее время сводится к дистанционному управлению двигателями
вентиляторов и устройствами опрокидывания воздушной струи
с пульта, установленного на центральном диспетчерском пункте
или в другом месте нахождения дежурного персонала (например,
у дежурного поверхностной подстанции), а также автоматиче-
скому контролю и сигнализации о режимах работы. При этом
существующие аппаратура и схемы автоматизации обеспечи-
вают: дистанционный пуск и останов выбранного вентилятора;
дистанционное управление лядами и шибером при опрокидывании
воздушной струи; автоматический контроль режима работы вен-
тилятора и температуры подшипников установки; автоматиче-
скую защиту электродвигателей (нулевую, от коротких замыканий
и несимметричных режимов); автоматическую световую сигнали-
зацию при нормальном режиме, световую и звуковую — при
аварийном.
В перспективе предусмаривается автоматическое регулирова-
ние подачи вентиляторов в зависимости от содержания метана
в исходящей струе или при изменении потребного количества воз-
духа.
Вентиляционная сеть — комплекс выработок, по которым
перемещается воздух, существенно влияет на режим работы вен-
тилятора главного проветривания. Так, сечения и состояние вы-
работок определяют эквивалентное отверстие сети, а характери-
стика последней изменяет положение точки режима (точка пере-
сечения характеристик вентилятора и вентиляционной сети), а.
следовательно, и парамеры режима. Обеспечение устойчивого
режима работы вентиляторов наряду с другими условиями может
быть получено при автоматизации установки.
§61.	Аппаратура автоматизации вентиляторов главного
проветривания
Для автоматизации вентиляторов главного проветривания на
действующих шахтах применяют аппаратуру АДШВ, УКВГ,
ЭРВГП-2, а для реконструируемых и вновь строящихся шахт
предусмотрена аппаратура УКАВ-2. В настоящее время серийное
производство аппаратуры АДШВ, УКВГ и ЭРВГП-2 прекращено.
Унифицированный комплект аппаратуры УКАВ-2 предназна-
чен для автоматизации установок, оборудованных одним-двумя
нереверсивными или реверсивными осевыми вентиляторами либо
184
центробежными вентиляторами одно- и двустороннего всасывания,
имещих одно- и двухдвигательный привод с синхронными или
асинхронными двигателями низкого или высокого напряжения.
Эта аппаратура обеспечивает выполнение всех технологических
и эксплуатационных требований; более широкую унификацию
схем станций и пультов управления; максимально возможное
поагрегатное разделение электрооборудования и средств авто-
матизации.
В комплект аппаратуры УКАВ-2 входят: пульт управления
диспетчера, станции автоматизации для одно- и двухдвигатель-
ного электроприводов, станции статорные (реверсивные и неревер-
сивные), роторная станция, станция возбуждения, станция вспо-
могательных приводов, станция контрольно-измерительных прибо-
ров. Тип и количество станций для конкретных условий выбирают
в зависимости от технологической схемы вентиляторной уста-
новки, типа электропривода, потребностей контроля и защит.
Аппаратура УКАВ-2 обеспечивает:
дистанционное (с пульта диспетчера и из машинного зала) или
местное ручное управление;
работу вентиляторной установки в нормальном и реверсивном
режимах;
дистанционное управление устройствами опрокидывания вен-
тиляционной струи;
автоматическое повторное включение (АПВ) при кратковре-
менном (до 10 с) отключении питающего напряжения;
автоматическое включение резерва (АВР) низкого напряже-
ния;
автоматическое включение резервного вентилятора при ава-
рийном отключении работающего;
частичное регулирование подачи работающего вентилятора
поворота лопаток направляющего аппарата.
Аппаратурой УКАВ-2 предусмотрен автоматический конт-
роль:
напряжения и тока в силовых и управляющих цепях;
разгона электродвигателя в функции времени;	
отключения напряжения электродвигателя и останова вен-
тилятора;
положения ляд, лопаток направляющего и спрямляющего
аппаратов и тормоза;
производительности и депрессии вентилятора, осуществляе-
мый дифманометрами со вторичными приборами;
температуры обмоток элктродвигателя, подшипников двига-
теля и вентилятора;
давления в системе смазки.
Аппаратура обеспечивает сигнализацию: на пульте управле-
ния диспетчера — световую предупредительную о включении,
отключении и автоматическом режиме работы; в машинном
зале — блинкерную предупредительную и аварийную на станции
185
автоматизации и световую на станциях; статорную (о наличии
напряжения), роторную (о наличии напряжения и готовности
к пуску), возбуждения (о наличии напряжения и контроль форси-
ровки), вспомогательных приводов (о наличии напряжения и
положении ляд).
Схема аппаратуры УКАВ-2 обеспечивает автоматические
защитные отключения вентиляторной установки с подачей диспет-
черу светового и звукового сигналов в случаях: затянувшегося
пуска; отключения напряжения питания на время более J0 с;
перегрузов и коротких замыканий; отклонений производительно-
сти и депрессии от заданных значений; повышения температуры
в контролируемых точках; наложения тормоза во время работы.
Аппаратура и схема УКАВ имеет блокировки, исключаю-
щие:
одновременное задание двух видов управления (местное —
ручное и дистанционное—автоматизированное);
повторное или самопроизвольное включение привода венти-
лятора после оперативного или аварийного отключения без ко-
манды на пуск и до устранения причины аварии;
включение привода вентилятора до установки ляд и шибера
в положение, соответствующее выбранному режиму проветри-
вания;
одновременную работу двух вентиляторов, если это не преду-
смотрено (второй агрегат резервный);
включение двигателя реверсивного вентилятора в обратную
сторону до полного его останова;
перестановку ляд нереверсивного вентилятора при открытом
направляющем аппарате;
перестановку ляд реверсивного вентилятора при включенном
приводе или расторможенном роторе;
включение и работу вентилятора при нарушениях масло-
смазки;
коммутацию высоковольтных разъединителей под нагрузкой.
Перспективное и проблемное направление в области автомати-
зации проветривания — разработка системы автоматического уп-
равления проветриванием (САУП), которая бы полностью решила
задачу не только подачи во все выработки и забои свежего воз-
духа для нормальной жизнедеятельности работающих, но и ав*
тематического поддержания концентрации вредных и опасных
газов в шахтной атмосфере на допустимом уровне. При этом
в САУП должны быть включены подсистемы функционально-тер-
риториального признака: подготовительный и добычной участки,
добычной комплекс, вентиляторы главного и местного проветри-
вания, вентиляционные двери, обслуживаемые соответствующей
аппаратурой автоматизации управления и контроля.
На следующем этапе развития САУП, кроме указанных выше
подсистем, она будет дополнена, например, такими: управления
противопожарными устройствами, автоматического пожароту-
Г86
шения и спасания, рабочих, автоматического и диспетчерского
аварийного оповещения, телеавтоматической аварийной сигнали-
зации о возникновении пожаров в шахте с расшифровкой места;
возникновения очага пожара.
Контрольные вопросы
1.	Дайте общую характеристику автоматизируемых установок водоотлив#
и проветривания.
2.	Перечислите требования к автоматизации установок водоотлива.
3.	Расскажите о работе водоотливной установки при заливке:
а)	насоса с помощью бакового аккумулятора;
б)	главного насоса вспомогательным, погруженным в воду.
 4. Какие факторы влияют на надежность работы автоматических водоотливов?
5.	Каково назначение аппаратуры и АВ-7?
6.	В чем состоит назначение и особенности аппаратуры УАВ и ВАВ?
7	Расскажите о назначении и преимуществах комплекса аппаратуры КАВ.
8.	Дайте характеристику основных блоков функциональной схемы комп-
лекса КАВ.
9.	Перечислите требования к автоматизации установок главного провет-
ривания.	'	,
10.	Расскажите о назначении и комплектности унифицированной аппара-
туры УКАВ-2
11.	Перечислите функции, обеспечиваемые аппаратурой УКАВ-2.
12.	Перечислите виды сигнализации и автоматические защитные отключений,
аппаратуры и схемы УКАВ-2.
13.	Перечислите блокировки, предусмотренные аппаратурой и схемой УКАВ-2<
14.	Расскажите о перспективном направлении автоматизации,проветривания.
ГЛАВА 15	-
АВТОМАТИЗАЦИЯ СТАЦИОНАРНЫХ УСТАНОВОК
ПОВЕРХНОСТИ ШАХТ
Подъемная установка, служащая для выдачи угля из около-
ствольного двора на поверхность, является наиболее сложным
и ответственным звеном комплекса шахтного подъема, включаю-
щего также околоствольный двор и надшахтное здание. При этом
существующие комплексы грузовых и комбинированных клетевых
подъемов -характеризуются многооперационностью процесса
работы, сложностью маневрирования сосудами и большим диапа-
зоном изменения концевой нагрузки.
Наиболее благоприятны условия для автоматизации грузовых*
подъемных установок, нагрузка и диаграмма скорости которых*
стабильны на протяжении большого числа циклов подъема. По-
этому наибольшее распространение получила автоматизация гру-
зовых подъемов со скипами и опрокидными клетями вследствие
более напряженной их работы, сравнительно малых колебаний
нагрузки и относительной простоты управления.
Особенности автоматизации подъемных установок обуслов-
лены главным образом типом подъемного сосуда и видом электро-
привода. При скиповом подъеме управление машиной более бла-
187
гоприятное, поскольку циклы подъема повторяются постоянно,
а точность останова подъемного сосуда лежит в пределах 150—
200 м. При клетевом подъеме нередко возникает необходимость
выполнения маневровых операций (приподнятие и плавное опус-
кание клети, перегон вагонеток с одной стороны околоствольного
двора на другую), что усложняет управление. Кроме того, для
клетей точность останова составляет 50—75 мм, т. е. требуется
более точное выполнение диаграммы скорости в периоды дотяги-
вания и стопорения.
Подавляющее большинство (до 95%) подъемных установок
угольных шахт со скипами и опрокидными клетями оборудованы
асинхронным приводом, особенности регулирования которого
усложняют автоматизацию, так как требуют в период замедле-
ния создания тормозного момента с регулированием его в зави-
симости от колебаний величины концевого груза. При этом авто-
матизация управления подъемных машин с асинхронным двигате-
лем из-за непостоянства жесткости механических характеристик
усложняется, особенно в заключительные периоды цикла подъема. '
В подъемных установках, оборудованных двигателями посто-
янного тока вследствие постоянной жесткости механических ха-
рактеристик и строгой зависимости скорости двигателя от поло-
жения рукоятки управления, обеспечивается большая легкость
автоматизации управления при высокой плавности и точности.
Недостаток привода постоянного тока — большие капитальные
затраты на оборудование, сооружение фундаментов и строитель-
ство зданий, которые связаны с необходимостью установки мно-
гих электромашинных агрегатов, кроме приводного двигателя.
При автоматизации подъемных установок повышается эксплу-
атационная надежность благодаря следующим факторам: сни-
жению в 1,5—2 раза аварийности механической части установки
в результате снижения динамических нагрузок за счет повышения
плавности разгона и замедления; наличию блокировок, устра-
няющих несогласованность работы звеньев (элементов) установки
и исключающих ошибки, возможные при ручном управлении;
уменьшению износа оборудования, а следовательно, увеличению
межремонтных сроков; обеспечению увязки работы подъема с
процессами погрузки, разгрузки скипов, обмена вагонеток; осво-
бождению машиниста (при неполной автоматизации) от напря-
женного труда по управлению, а также исключению влияния
степени квалификации и состояния машиниста на процесс управ-
ления.
На угольных шахтах с взрыво- и выбросоопасными крутыми
пластами в целях безопасности работ используют пневматиче-
скую энергию, т е. энергию сжатого воздуха, получение которой
обеспечивается поршневыми и центробежными компрессорами.
При этом компрессорная установка состоит из собственно комп-
рессоров, электрического или другого привода, большого числа
технологической аппаратуры различного назначения, коммуни-
188
каций и арматуры. Компрессорные станции — это один из наибо-
лее энергоемких объектов.
Давление сжатого воздуха является основным параметром,.ха-
рактеризующим как работу компрессоров, так и питающихся от
них потребителей. При снижении давления у рабочего оборудова-
ния уменьшается производительность, что приводит к резкому
ухудшению технико-экономических показателей. Увеличение дав-
ления выше номинального также нежелательно, так как при этом
увеличиваются потери сжатого воздуха в атмосферу и износ обо-
рудования.
Основ’ная задача автоматизации компрессорных станций —
обеспечение работы всего оборудования с оптимальными технико-
экономическими показателями при высокой культуре обслужива-
ния. Поскольку от надежности работы компрессоров зависят
производительность технических процессов и безопасность
эксплуатации оборудования, то автоматизация компрессорных
установок должна решать и задачу повышения надежности их
работы.
Таким образом, при автоматизации процесса получения сжа-
того воздуха решаются задачи, связанные с созданием нормаль-
ных условий эксплуатации комплекса машин, используемых для
получения сжатого воздуха, их безаварийной работой, а также
с комплексной автоматизацией обслуживаемых ими установок
и машин.
Калориферные установки шахт, работающие совместно с вен-
тиляторами главного проветривания, предназначены для подогре-
ва в зимнее время воздуха, поступающего в шахту, в целях созда-
ния нормальных санитарно-гигиенических условий для работаю-
щих, устранения обмерзания стволов, подъемных канатов и сосу-
дов; При этом воздух, подаваемый калориферной установкой,
подогревается паровыми или водяными калориферами. Для снаб-
жения паром и горячей водой калориферной установки, а также
обогрева промышленных объектов и административно-бытового
комбината на шахте предусмотрена котельная установка.
§	62. Принципы автоматизации приводов подъемных машин
Управление подъемными установками может быть автоматиче-
ским, полуавтоматическим, дистанционным, дистанционно-авто-
матическим и ручным. При автоматическом управлении цикл
подъема полностью автоматизирован. Импульс на включение
подъемной машины в этом случае подается различными аппарата-
ми в функции времени с контролем загрузки и разгрузки подъем-
ных сосудов, а импульсы на замедление, дотягивание и стопоре-
ние — путевыми выключателями и средствами динамического и
механического тороможения. Полуавтоматическое управление осу-
ществляется при участии машиниста, который, растормаживая
машину, дает пусковой импульс; в отдельных случаях машинист
189
выполняет замедление и торможение, а пусковой импульс по-
дается из шахты. Дистанционное управление осуществляется с
приемной площадки надшахтного здания. При дистанционно-
автоматическом управлении пусковой импульс подается с места
загрузки или из клети (инспекторский подъем). При ручном
управлении машинист, непосредственно воздействуя на рукоятки
пульта управления и руководствуясь кодовой сигнализацией и
показаниями приборов, выполняет все периоды цикла;
Системы автоматического управления грузовых и грузолюд-
ских подъемных установок, удовлетворяя1 требованиям безопас-
ности, надежности и экономичности, должны обеспечивать:
малую скорость трогания подъемных сосудов с посадочных ку-
лаков ^(брусьев);
реализацию заданных законов в периоды разгона, замедления,
дотягивания, исключающих появление недопустимых ускорений,
замедлений и динамических нагрузок;
заданную скорость движения, сосудов в период равномерного
хода независимо от нагрузки и направления движения;
контроль отклонения скорости и включение защитных уст-
ройств при превышениях ее допустимых значений;
отключение электропривода и наложение рабочего тормоза при
стопорении с контролем положения сосудов при загрузке и раз-
грузке;
электрические защиты (нулевую и максимальную) и защиту
от переподъемов;
контроль состояния технологического оборудования подъем-
ной установки и работы загрузочно-разгрузочных устройств.
При автоматизации подъемных машин грузовых установок
преимущественно используют шестипериодную диаграмму ско-
рости, которой предусмотрены периоды малого н большого (ос-
новного) ускорений при разгоне, равномерного движения с макси-
мальной скоростью, а .при торможении — основного замедления,
дотягивания и стопорения.
При автоматизации разгона (пуска) подъемной машины
ускорение подъемных сосудов, во избежание недопустимых пере-
грузов, не должно превышать заданного значения при положи-
тельных усилиях на валу подъемного двигателя. Поэтому задачу
автоматизации сводят в основном к подаче напряжения в цепь
статора двигателя и выведению сопротивления из цепи ротора,
так, чтобы выполнялась заданная диаграмма скорости. При этом
наиболее часто применяют системы автоматического управления,
обеспечивающие автоматизацию разгона в функции тока и вре-
мени с использованием релейно-контакторной аппаратуры, осуще-
ствляющей, выведение ступеней роторного реостата.
В период равномерного движения двигатель работает на
естественной (жесткой) характеристике регулирования, а значит,
и участия устройств автоматики не требуется. При этом автомати-
чески контролируется скорость движения подъемных сосудов
190
(по частоте вращения рабочих органов — барабанов) ,, а в случае
превышения ее установленного предела двигатель автоматически'
отключается, и подъемная машина затормаживается аварийным
тормозом.
Автоматизацию замедления осуществляют в функции пути
и скорости. Для небольших скиповых подъемов с однодвигатель-
ным приводом при небольших отрицательных или нулевых усилиях
замедление происходит в режиме свободного выбега; для более
мощных подъемов при больших отрицательных усилиях замед-
ление осуществляется с регулируемым динамическим или меха-
ническим торможением. Автоматизировать замедление двухдвига-
тельного привода можно путем совмещенной работы одного
двигателя в. режиме регулируемого динамического торможения,
а другого — в двигательном режиме на одной из первых искус-
ственных характеристик или при его отключении от сети.
Автоматизацию режима дотягивания подъемного! сосуда в раз-
грузочных кривых осуществляют в функции скорости при работе
подъемного двигателя на одной из первых искусственных харак-
теристик при регулируемом торможении, а стопорение — в функ-
ции пути с помощью магнитных выключателей или программного
путевого командоаппарата с последующим наложением рабочего
тормоза, отключением реверсора и контакторов ускорения.
В схемах автоматизации подъемных машин для регулирования
скорости в периоды замедления, дотягивания и стопорения исполь*
зуют динамическое торможение е помощью электромашинного
или релейного регулятора, изменяющего значение постоянного
тока в статорной цепи асинхронного подъемного двигателя в
зависимости от отклонения действительной скорости от заданного
значения, и механическое торможение с помощью электромеха-
нического регулятора давления, обеспечивающего плавное
регулирование давления воздуха в цилиндре рабочего тормо-
жения.
В- настоящее время для автоматизации скиповых подъемных
установок вертикальных стволов, оборудованных асинхронным
электроприводом, применяют современную аппаратуру АГП-2,
в основу электрической схемы которой положены следующие
принципы:
растормаживание машины и разгон двигателя при реостатном
управлении выполняются в функции времени с корректировкой
по фактическому току нагрузки;
равномерный ход с максимальной скоростью после включения
контактора восьмой ступени, при этом контакторы первой — седь-
мой ступеней отключаются и осуществляется автоматический
контроль скоростного режима;
замедление при "автоматическом регулировании динамического
торможения в функции рассогласования между действительной и
заданной скоростями;
дотягивание при питании подъемного двигателя от тиристор-
191
ного преобразователя низкой частоты и отключенном динамиче-
ском торможении; 
стопорение подъемной машины наложением рабочего тормоза
при достижении поднимаемым скипом крайнего положения и
срабатывании конечного выключателя.
Для автоматизации привода постоянного тока клетевых подъ-
емных установок применяют различные модификации системы
Г—Д, а применительно к грузовым (скиповым) подъемным уста-
новкам находит широкое применение привод по системе ТП—Д
(тиристорный преобразователь — двигатель), в которой электро-
машинный преобразователь 'Заменен тиристорным.
§	63. Задачи и принципы автоматизации компрессорных
установок (станций) шахт
Автоматизация компрессорной станции охватывает работу всех
агрегатов, включая все основное и вспомогательное оборудова-
ние: компрессоры, главные (приводные) двигатели,- маслонасос
с электроприводом, промежуточные и конечные воздухоохлади-
тели, маслоохладители, дроссельную заслонку, выпускной воздуш-
ный клапан, обратный клапан на нагнетании, задвижку на на-
гнетании.
Система автоматизации управления пневмохозяйством состоит
из трех подсистем:
автоматизации управления пуском и остановом приводами
отдельных машин и механизмов;
автоматического регулирования режимов работы компрессор-
ных агрегатов;
автоматического контроля технологических параметров и за-
щиты от работы в аварийных режимах.
При автоматизации компрессорной станции предусматривают:
дистанционное или автоматическое управление пуском и остано-
вом каждого компрессора: поочередную работу компрессоров
станции; автоматическое регулирование производительности
работающего компрессора (станции); учет количества и давле-
ния выработанного сжатого воздуха; автоматический выпуск шла-
ма и конденсата из промежуточного холодильника и воздухосбор-
ника; контроль исправности клапанов каждого компрессора;
контроль в картере и лубрикаторах уровня масла, его циркуляции,
давления и температуры; контроль циркуляции и температуры
охлаждающей воды на сливе из крышек цилиндров и промежу-
точного холодильника; контроль температуры воздуха после
выхода его из цилиндров первой, второй ступеней и холодиль-
ника; контроль температуры обмоток статора электродвигателя
подшипников компрессора и двигателя.
При автоматизированном управлении импульс на пуск и оста-
нов агрегатов компрессорной станции подается с пульта диспет-
чера шахты, машиниста станции или пусковым реле давления
192
системы воздухосбора или воздухораспределения. При этог^
автоматически включаются насосы водяного охлаждения и мае*
лосмазки, продуваются компрессоры, холодильники, воздухосбор-
ники, а затем поочередно запускаются двигатели компрес-
соров.
Производительность компрессорной станции с поршневыми
компрессорами регулируют ступенчато с использованием различ-
ных • регуляторов. Регулирование центробежных компрессоров
(турбокомпрессоров) осуществляется изменением количества
всасываемого воздуха путем дросселирования заслонкой на
всасе,
Дальнейшее совершенствование систем управления син-
хронными двигателями компрессоров связано с использованием
тиристорных возбудителей, обеспечивающих: улучшение условий
пуска; поддержание с высокой точностью заданных параметров
режима работы; улучшение устойчивости и надежности работы
при сокращении потерь электроэнергии.
Давление в различных участках воздушного тракта, масло-
и водопровода — это параметр, который полно и безынерционно
характеризует условия работы отдельных узлов компрессоров
и позволяет выявить нарушения режима их работы. Давление
и температура сжатого воздуха, температура охлаждающей воды
и масла контролируются электроконтактными термометрами и маг
нометрами, а подача насосов системы охлаждения — струйными
реле.
Автоматические системы контроля, сигнализации, блокировки
и защиты обеспечивают получение и переработку информации
о работе контролируемых узлов компрессорной станции; передачу
информации об отклонениях контролируемых параметров от
заданных; защиты и блокировки от аварийных режимов и непра-
вильных действий (команд).	
§	64. Задачи и принципы автоматизации калориферных
и котельных установок
К задачам автоматизации калориферной установки относят:
обеспечение бесперебойного обогрева ствола шахты и безаварий-
ной эксплуатации оборудования; достаточно точное поддержание
температуры воздуха в стволе (не ниже 4-2 °C); повышение
эффективности использования тепла и уменьшение расхода
электроэнергии; снижение трудоемкости, обслуживания; повыше-
ние надежности и экономичности работы всей установки.
На котельных установках автоматизируют котлы, имеющие
устройства механизации подачи и распределения топлива, золо-
и шлакоудаления. При этом автоматизируют процессы подачи
топлива, его горения, водоподготовки и питания котлоагрегатов,
удаления золы и шлака.
В настоящее время для автоматизации калориферных уста-
193
новой используют унифицированную аппаратуру АКУ-3, предна-
значенную для поддержания в заданных пределах температур
воздуха в стволе шахты и отработанного теплоносителя. При
этом диапазон уставок регулирования температуры воздуха
в стволе установлен в пределах 4—10 °C, а диапазон регулиро-
вания температуры отработанного теплоносителя — 30—70 °C.
Аппаратура АКУ-3 функционально представляет собой двух-
контурную систему автоматического управления (регулирова-
ния): первый контур изменяет расход первичного теплоносителя
в зависимости от величины и знака отклонения температуры
воздуха в стволе шахты от заданной; второй — интенсивность
воздушного потока через секции калорифера в зависимости от
величины и знака отклонения температуры отработанного тепло-
носителя на выходе из калорифера.
Аппаратура и схема АКУ-3 обеспечивают управление регули-
рующими органами как в автоматическом, так и в ручном режимах
и предусматривает два вида защиты секций калорифера от замора-
живания:
постоянным автоматическим контролем параметров первич-
ного теплоносителя (температуры, давления) на магистрали об-
ратного трубопровода;
автоматическим контролем температуры теплоносителя на
выходе секций калорифера.
Основные принципы автоматизации котельных установок на
твердом топливе характеризуются следующими системами регу-
лирования.
Система автоматического регулирования
подачи топлива. Топливо в топку подается по сигналам от
датчика давления пара электрического манометра с дистанцион-
ной передачей показаний. Давление пара, подводимого к мано-
метру от паровой магистрали котла, преобразуется в электри-
ческий сигнал. После усиления сигнал подается на электро-
гидравлический исполнительный механизм, управляющий регули-
рующим органом (заслонкой) подачи топлива, который вос-
станавливает давление пара до заданного значения.
Система автоматического поддержания по-
стоянства разрежения. Постоянство разрежения в топке
обеспечивает регулятор. При этом разрежение воспринимается
датчиком, установленным в верхней части топки, и подается на
тягомер, который величину разрежения преобразует в электриче-
ский сигнал, поступающий в усилитель. По усиленному сигналу,
пропорциональному степени разрежения, исполнительный меха-
низм воздействует на ветилятор-дымосос до восстановления за-
данного разрежения.
Система автоматического регулирования
процесса горения. Процесс горения в топке осуществля-
ется поддержанием соотношения расходов пара и воздуха с по-
мощью регулятора воздуха, реагирующего на три импульса: пер-
194
вый (основной) определяется — по расходу пара из котла, второй
(вспомогательный) — по расходу воздуха, третий — положением
органа, регулирующего подачу топлива. В установившемся режи-
ме расход воздуха поддерживается пропорциональным расходу
пара, а в переходных процессах, при изменениях нагрузки на ко-
тел, расход воздуха пропорционален расходу топлива.
Система автоматического регулирования
(поддержания) уровня воды. Поддержание уровня
воды в барабане котла осуществляется таким образом. Датчики
уровня! воды передают сигналы на дифманометр, а он, в свою оче-
редь, воздействует на питательный клапан, через который запол-
няется барабан котла до необходимого уровня.
Контрольные вопросы
I.	Расскажите о назначении подъемной установки шахты и особенностях
ее автоматизации.
2.	Каковы условия применения, достоинства и недостатки различных электро-
приводов при автоматизации?
3.	Расскажите о назначении и задачах автоматизации компрессорных уста-
новок (станций)
4.	Расскажите о назначении калориферных установок и их технологической
связи с другими установками.
5.	Охарактеризуйте способы управления подъемными установками.
6.	Перечислите требования, предъявляемые к автоматизации подъемных:
установок.
7	Охарактеризуйте принципы автоматизации (разгон, равномерное движение,
замедление, дотягивание и стопорение) подъемных машин.
8.	Перечислите принципы, заложенные в аппаратуру и схему АГП-2.
9.	Перечислите звенья (агрегаты) и системы автоматизации пневмохозянства:..
10.	Перечислите функции, обеспечиваемые при автоматизации компрессорных
станций.
11.	Охарактеризуйте принципы автоматизации и системы автоматизации
компрессорных агрегатов.
12.	Каковы основные задачи автоматизации калориферных и котельных.,
установок?
13.	Охарактеризуйте принципы автоматизации, заложенные в аппаратуре
АКУ-3.
14.	Охарактеризуйте принципы автоматизации котельных установок.
ГЛАВА 16
ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ
ПРОИЗВОДСТВОМ
§ 65.	Научные основы организации управления
Управление в широком понятии представляет собой целенаправ-
ленное воздействие на какой-либо объект или протекающий про-
цесс с целью качественного или количественного изменения пара-
метров и достижения определенных целей, Управление произвол-
195
ством, как руководящая, организаторская и административная
деятельность, включает в себя многочисленные соподчиненные
звенья, начиная от низшего (управление производственным уча-
стком) и кончая высшим (управление отраслью промышлен-
ности), охватывающим не только сферу производства, распре-
деления и потребления, но и работу всех административных
учреждений.
Производительные силы социалистического общества на осно-
ве технического прогресса развиваются сейчас высокими темпами,
растут размеры предприятий и масштабы производства, усложня-
ются производственные и хозяйственные связи, увеличиваются
объемы вычислительных операций и потоки перерабатываемой
информации, и поэтому в нашей стране уделяют большое внима-
ние вопросам совершенствования системы управления и опти-
мального использования огромных основных фондов. В этих усло-
виях важнейшее направление повышения эффективности произ-
водства —- это разработка и внедрение новых прогрессивных форм
его организации, планирования и управления на основе широкого
использования экономико-математических методов, электронно-
вычислительной техники, оргтехники и совершенных средств пе-
редачи информации.
Сложность управления любым производством, в том числе
и угледобывающим, определяется не количеством рабочих, не
номенклатурой выпускаемой продукции и другими факторами,
а суммарными потоками информации в процессе производства,
трудоемкостью их обработки и использования результатов. Сле-
довательно, управление — процесс преобразования исходной
информации с целью анализа, предположения возможных ситуа-
ций и на этой основе улучшения организации деятельности пред-
приятий. Таким образом, чем выше уровень автоматизации сбора,
обработки, представления и использования информации, тем луч-
ше организация ведения производственных процессов угле-
добычи.
Современная угольная шахта как объект управления характе-
ризуется следующими особенностями: высокой насыщенностью
энергоемкими комплексами механизмов и средствами автоматики
при наличии ручного труда; непрерывным перемещением и терри-
ториальной рассредоточенностью технологического оборудова-,
ния; жесткой взаимосвязью основных процессов .добычи, транс-
порта и подъема угля; влиянием на производственные процессы
горно-геологических условий и других возмущающих факторов;
значительной инерционностью технологических операций и про-
цессов.
Главной задачей угольной шахты с учетом указанных выше
особенностей является обеспечение выполнения планов добычи
и переработки угля за счет высокой оперативности управления,
перспективного планирования, преодоления случайных наруше-
ний хода производственных процессов при минимальных трудо-
196
вых, материальных и энергетических затратах. Эту задачу можно
успешно решать только при четкой взаимосвязи всех производ-
ственных поцессов, при координации работы отдельных участков,
Вспомогательных служб и обеспечении выполнения плана с
наилучшими технико-экономическими показателями.
Повышать эффективность использования технологического
оборудования, совершенствовать методы организации и управле-
ния угольной шахты можно лишь при использовании высоко-
производительных ЭВМ, автоматизированных систем управления
(АСУ); обеспечивающих более четкое распределение функции
управленческого персонала и изменяющих характер труда работ-
ников управления.
В автоматизированных системах управления ЭВМ с огромной
скоростью перерабатывает большие объемы информации, выпол-
няет сложные математические и логические операции, превосходя
возможности коллективов людей. Однако, при любых АСУ и раз-
решающих возможностях ЭВМ, роль человека в процессе управле-
ния остается решающей.
Структура управления народного хозяйства нашей страны
в настоящее время характеризуется следующими уровнями:
первый — управление технологическим оборудованием и про-
цессами; на этом уровне осуществляются централизованный конт-
роль и управление с помощью единой системы оперативно-дис-
петчерского управления (СОДУ);
второй — управление звеньями, бригадами, цехами, участка-
ми, службами; этому уровню соответствуют автоматизирован-
ные системы управления технологическими процессами (АСУТП),
предназначенные для оптимизации управления отдельными про-
цессами по заданным параметрам;
третий — управление предприятиями, объединениями и фир-
мами. На этом уровне используют автоматизированные системы
управления производством (АСУП) предприятий, объединений
и фирм, обеспечивающие оптимальное управление в условиях
новой системы планирования и экономического стимулирова-
ния;
четвертому и пятому уровням управления соответствуют тер-
риториальные и отраслевые автоматизированные системы
(ОАСУ), предназначенные для оптимального управления админи-
стративно-территориальными районами и отраслями народного
хозяйства.
Шестому уровню соответствует разрабатываемая в настоящее
время общегосударственная автоматизированная система (ОГАС)
управления народным хозяйством, предназначенная для обеспе-
чения общесоюзных, республиканских и территориальных органов
управления, министерств и ведомств технико-экономической ин-
формацией, необходимой для учета, анализа, планирования и
принятия решений. Функционирование ОГАС будет в тесной связи
с автоматизированными системами всех уровней.
197
§ 66.	Задачи и организационная структура оператнвног
диспетчерского управления
Современные угольные шахты характеризуются интенсивно во-
зрастающим объемом высокомеханизированного и автоматизиро-
ванного производства, наличием высокопроизводительных комп-
лексов оборудования, расположенных на больших расстояниях
друг от друга, необходимостью постоянной и четкой взаимоувязки
технологических процессов и, как следствие, усложнением орга-
низации и управления производством. Эффективность работы
угольной шахты определяется в основном степенью использова-
ния технологического оборудования, отражающей машинное
(чистое) время работы и продолжительность простоев; чтобы не
допустить неплановых простоев или значительно снизить их про-
должительность, горный диспетчер должен располагать своевре-
менной, всесторонней и достоверной информацией.
Перечисленные выше условия и требования вызвали на первом
этапе необходимость централизованного диспетчерского контроля
и управления, а на настоящем этапе их развития — создания еди-
ной системы оперативно-диспетчерского управления (СОДУ).
При этом СОДУ являются комбинированными (человек — ма-
шины) системами, в которых автоматическая работа средств от-
бора (сбора), передачи, обработки и отображения информации
сочетается с активными организационными действиями горного
диспетчера.
В основные функции СОДУ входят: обеспечение ритмичной
работы технологических звеньев шахты при высоких коэффициен-
тах использования оборудования; поддержание технологического
процесса угледобычи и основных плановых показателей на задан-
ном уровне; устранение возникающих нарушений с минимальными
потерями времени и добычи, наименьшими затратами трудовых,
материальных и энергетических ресурсов.
В автоматизированных СОДУ важнейшую роль отводят конт-
ролю условий безопасности. Так, к функциям оперативно-диспет-
черского контроля обеспечения безопасности труда относятся:
автоматический учет людей, находящихся в шахте; контроль
содержания метана в шахтной атмосфере с автоматическим
анализом и прогнозированием возможности развития угрожаю-
щих ситуаций; немедленное распознавание места и характера
аварии и принятие мер по реализации плана ликвидации аварии;
управление противопожарным оборудованием (насосами противо-
пожарного водоснабжения, противопожарными дверями в шахте
и т. п.).
Организационная структура оперативно-диспетчерского
управления определяется спецификой и производственной мощно-
стью шахты, функциональными особенностями транспорта и сте-
пенью автоматизации отдельных процессов. Она может быть одно-
н двухступенчатой. При одноступенчатой структуре центральный
диспетчерский пункт (ЦДП), оборудуемый в здании администра-
тивно-бытового комбината, имеет непосредственные линии связи и
каналы телемеханики со всеми объектами и комплексами шахты.
При двухступенчатой структуре ЦДП, имея прямые связи с по-
давляющим числом объектов, связан с отдельными комплексами
через промежуточные (операторские или диспетчерские) пункты.
Например, на некоторых шахтах, кроме горного диспетчера, есть
диспетчер внутришахтного транспорта (ВШТ), непосредственно
организующий и контролирующий его работу. Одноступенчатая
структура предпочтительна для действующих и обязательна для
реконструируемых и строящихся шахт.
Горный диспетчер ЦДП шахты, наделенный правами сменного
руководителя производства, контролирует работу всех звеньев
технологического процесса добычи, обогащения и отгрузки угля,
а в необходимых случаях корректирует согласованность их дей-
ствий. Он контролирует работу добычных и подготовительных за-
боев, основных транспортных звеньев, стационарных установок
и своими оперативными действиями предотвращает простой по
организационным причинам. При этом качество и эффективность
диспетчерской службы во многом зависят от объема оперативно-
производственной информации.
При внедрении СОДУ общими для угольных шахт являются
комплексы задач, учитывающие: контроль положения («Рабо-
тает», «Не работает», «Аварийный останов») основных техно-
логических объектов; контроль за погрузкой угля в железнодо-
рожные вагоны; учет времени работы основного оборудования;
учет времени и причин простоев основного оборудования; учет
количества добытого угля по каждому забою и шахте в целом.
Одна из основных задач диспетчерской службы — выполнение
функций, связанных с руководством и оперативной координацией
работы всех объектов шахты. При этом диспетчер является актив-
ным и определяющим звеном СОДУ,
Всю оперативно-производственную информацию по характеру
использования можно разделить на три основных вида. Первый —
для оперативного вмешательства в ход процесса. При этом гор-
ный диспетчер по информации о причинах простоя или характере
аварии принимает решение и необходимые меры по устранению
простоя или аварийной ситуации. Второй — для совершенствова-
ния организации управления. Собранную информацию по кон-
кретным объектам обрабатывают за сутки, неделю, месяц и т. д.;
оценивают причины и закономерности простоев, определяют меры
по устранению выявленных причин, назначают ответственных
лиц и службы. Третий —для совершенствования машин и комп-
лексов оборудования, создания новых конструкций и схем. Поря-
док использования накопленной информации при этом аналоги-
чен второму случаю, однако требует значительно больше времени
для наблюдений.
Структура системы оперативно-диспетчерского контроля
199
и управления (рис. 87) современной угольной шахты предусмат-
ривает возможность внедрения:
автоматического управления подъемными скиповыми и ка-
лориферными установками, насосными установками (участковы-
ми и главными) шахтного водоотлива и хозяйственного водоснаб-
жения и автоматического контроля содержания метана в шахтном
воздухе;
централизованного диспетчерского управления поверхностной
и центральной подземной подстанциями, насосами противопожар-
ного водоснабжения, вентиляторами главного и местного провет-
ривания;
дистанционного автоматизированного управления оператора-
ми, конвейерными линиями и погрузочными пунктами добычных
участков, стрелками, светофорами и вентиляционными дверями
на электровозной откатке, обменом вагонеток в околоствольном
дворе и надшахтном здании, технологическим комплексом поверх*
ности и погрузкой угля в железнодорожные вагоны;
местного управления машинистами клетевых подъемов, элект-
ровозами, а также в подавляющем большинстве механизирован-
ными комплексами очистных забоев и проходческими комбай-
нами подготовительных забоев.
В дальнейшем предусмотрено уменьшение числа объектов,
управляемых операторами и машинистами, и соответствующее
увеличение числа автоматизируемых установок и комплексов,
управляемых непосредственно диспетчером.
В ближайшей перспективе в структуру оперативно-диспетчер»
ского управления будут введены:
автоматическая разгрузка вагонеток в околоствольном дворе
с использованием саморазгружающихся вагонеток и секционных
поездов;
централизованное диспетчерское управление подземными кон-
вейерными линиями и технологическим комплексом поверхности
шахт с применением промышленного телевидения на погрузке
угля в железнодорожные вагоны;
управление очистным механизированным комплексом (опера-
тором с пульта управления, установленного на штреке);
управление машиной клетевого подъема (оператором над-
шахтного здания).
§ 67.	Задачи (функции) и структура автоматизированных
систем управления
В соответствии с особенностями угольной шахты как объекта
управления и с учетом главной ее задачи АСУ разных уровней
выполняют функции:
сбора, переработки, анализа и хранения технико-экономиче-
ской и статистической информации за различные периоды вре-
мени;
201
выявления тенденций и закономерностей развития экономиче-
ских процессов;
минимизации объема информации, ускорения процесса ее пе-
реработки и повышения достоверности;
оперативного управления производственно-хозяйственной
деятельностью подведомственных предприятий;
поиска и выдачи соответствующему аппарату управления
и вышестоящим организациям информация, необходимой для их
функционирования;
оптимального планирования, нормирования, прогнозирования
и регулирования управления - производством и хозяйственной
деятельностью;
применения экномико-математических методов для учета, ана-
лиза и планирования для наилучшего, использования трудовых,
материальных и финансовых ресурсов;
совершенствования системы технико-экономических показате-
лей. работы, структуры и методов управления предприятием;
разработки предложений аппарату управления для принятия
решений, передачи принятых решений низшим уровням управле-
ния и контроля за их исполнением;
формирования программ решения различных задач управ-
ления;
механизации и автоматизации инженерного и управленческого
труда, сокращения управленческого аппарата и снижения затрат
на управление.
Для АСУ высших уровней дополнительными задачами явля-
ются: прогнозирование состояния объекта управления (про-
изводственного объединения, отрасли) на основе сведений за
предыдущие периоды; планирование и регулирование запасов
сырья, затрат, производительности труда и т. п.; технический,
статистический, бухгалтерский учет и контроль; анализ сопо-
ставления плановых и учетных показателей; выявление при-
чин их несоответствия;, оценка эффективности работы предприя-
тия.
Независимо от уровня АСУ она имеет такие звенья: орган
(аппарат) управления, информационно-вычислительный центр
(ИВЦ), систему передачи информации, первичные информацион-
ные пункты (ПИП) и АСУ нижестоящего уровня.
Главное звено АСУ — ИВЦ и ему принадлежит руководящая
роль по организации и установлению рациональных режимов
работы системы. ПИП — это низовое звено АСУ; он принимает,
подготавливает, обрабатывает и своевременно передает первичную
информацию в ИВЦ, а также принимает от последнего перерабо-
танную (производную) информацию.
Каждое звено АСУ состоит из организационной (функцио-
нальной) и обеспечивающей (технической) частей. При этом орга-
низационная часть — первична, а обеспечивающая — вторична.
Вначале ставят задачу, определяют цель управления, выбирают
202
методику управления, а затем с учетом современного состояния
подбирают технические средства.
Организационная часть АСУ, состоящая обычно из несколь-
ких подсистем, предназначена для решения задач оперативного
(текущего) и перспективного планирования, анализа технико-
экономических показателей работы предприятия в целях выра-
ботки управленческих решений. Подсистемой АСУ может быть
самостоятельная (локальная) система, предназначенная для
выполнения какой-либо отдельной функции (см. § 71).
Обеспечивающая часть АСУ содержит комплекс средств ма-
тематического, технического, информационного и правового обес-
печения. Математическое обеспечение влючает в себя программы
и экономике-математические методы решения задач. Технические
средства — это устройства, обеспечивающие сбор, формирование,
преобразование, обработку, передачу, представление и хранение
информации. Информационное обеспечение представляет собой
совокупность принятых систем классификации и кодирования
информации, унифицированных документов, правил формирова-
ния массивов информации и порядка использования их в органи-
зационной части. Правовое обеспечение — это элемент системы,
предназначенный для юридической регламентации функциони-
рования АСУ в соответствии с общесоюзным (республиканским)
законодательством и постановлениями центральных органов уп-
равления.
§ 68.	Общая характеристика АСУ горной промышленности
В горной промышленности в настоящее время имеются АСУ трех
уровней:
автоматизированные системы управлений технологическими
процессами (АСУТП) на базе электронных вычислительных ма-
шин;
автоматизированные системы управления производственными
объединениями (АСУП);
отраслевые автоматизированные системы управления (ОАСУ)
Министерств угольной промышленности СССР и УССР.
 На современных угольных шахтах для механизации и автома-
тизации управления уже функционируют АСУТП, представляю-
щие собой взаимосвязанный комплекс средств, обеспечивающий
автоматизацию процессов вычисления, приема, обработки, пере-
дачи и представления информации, организационного, информа-
ционного и правового обеспечения.
АСУТП шахт выполняют следующие основные информацион-
но-вычислительные функции:
сбор, первичную обработку и хранение технологической и эко-
номической информации;
подготовку информации для смежных и вышестоящих систем
и уровней управления;
203
отображение оперативной информации и рекомендаций веде-
ния тсх-нолсл'ических процессов и управления оборудованием;
авоматический обмен информацией с вышестоящими и смеж-
ными системами управления;
косвенное измерение параметров процессов состояния техно-
логического оборудования;
регистрацию параметров технологических процессов, состоя-
ний технологического оборудования и результатов расчетов;
контроль и регистрацию отклонений параметров процессов
и состояний оборудования от заданных;
сигнализацию о состоянии параметров технологического обо-
рудования;
расчет технико-экономических и эксплуатационных показа-
телей технологических процессов и работы технологического обо-
рудования;
анализ срабатывания защит и блокировок технологического
оборудования,
АСУТП на угольных шахтах можно создавать для комплексов
оборудования, основных и вспомогательных процессов и производ-
ственного процесса в целом, управление которым предусматри-
вает формирование и распределение заданий, выбор режимов
работ, обеспечение процессов трудовыми и материальными ресур-
сами, координацию работ технологических комплексов оборудо-
вания и процессов. АСУТП шахт могут также охватывать плани-
рование, контроль, анализ, выработку и реализацию решений.
При этом в зависимости от объема автоматизации основных функ-
ций процесса управления АСУТП шахт могут работать в инфор-
мационно-советующем (справочном), прямого управления и
комбинированном режимах.
АСУТП является системой, состоящей из человека-оператора
и комплекса технических средств, включая ЭВМ, используемых
оператором в процессе работы. При этом в процессе управления
деятельность человека-оператора складывается из трех этапов:
прием информации о состоянии управляемых объектов с помощью
органов чувств (зрения, слуха, осязания); переработка воспри-
нятой информации с помощью центральной нервной системы и
принятие решений; реализация принятого решения подачей ко-
манд, распоряжений или воздействием на органы управления
(кнопки,-рукоятки, выключатели и т. и.).
Технические средства АСУТП обеспечивают механизацию и ав-
томатизацию сбора, обработки, передачи, представления и накоп-
ления информации, позволяющей, в свою очередь, улучшить учет
и анализ показателей работы шахты. Автоматизация особенно
важна при сборе информации в подземных условиях с большим
числом технологических датчиков механизмов, комплексов обору-
дования и установок.
Большая часть информации после оперативного использова-
ния накапливается на машинных носителях (перфокарты, перфо-
204
ленты, магнитные ленты, диски) и периодически передается в банк
информации АСУ более высокого уровня, например производ-
ственного объединения (АСУП).
Созданием АСУП предусмотрено коренное совершенствование
процессов управления на базе современных технических средств,
методов передачи и обработки информации: Совершенствование
управления угольной промышленностью неразрывно связано
с 'созданием ОАСУ-уголь, представляющей взаимоувязанный
комплекс экономико-математических методов'управления произ-
водственно-хозяйственной деятельностью предприятий и органи-
заций отрасли.
В автоматизированных системах управления более высоких
уровней (АСУП, ОАСУ), в отличие от АСУТП, ЭВМ взаимодей-
ствует не с самими техническими объектами управления, а с их
информационными отображениями (моделями). При этом инфор-
мацию о финансово-экономической деятельности коллективов
людей, осуществляющих управление, представляют преимуще-
ственно в форме документов установленной формы, передаваемых
по почте, телеграфу, телетайпу или телефону в ЙВЦ; обрабаты-
вают и в форме приказа возвращают персоналу, осуществляю-
щему управление.
В организации управления отраслью угольной промышлен-
ности предусмотрена стыковка ОАСУ-уголь с АСУ объединений
(АСУП) и последних с АСУТП шахт по структуре, нормативной
базе и потокам информации; При этом главный вычислительный
центр (ГВЦ) министерства линиями связи соединен с АСУ объе-
динений угольных бассейнов, а ИВЦ объединений линиями связи
соединены с ПИП АСУТП шахт.
Отраслевая АСУ-уголь в основном обеспечивает:
ускорение процесса получения и переработки первичной ин-
формации от предприятий, повышение коэффициента ее исполь-
зования;	:
оптимальное планирование технико-экономических показате-
лей;
совершенствование системы технико-экономических показате-
лей работы;
выработку объективных критериев оценки хода выполнения
производственных планов;
совершенствование структуры и методов управления произ-
водством;
решение периодических технико-экономических задач;
выполнение инженерных, бухгалтерских и других текущих и
массовых расчетов;
накопление комплексной информации для анализа работы
подведомственных предприятий за длительные периоды и выявле-
ния тенденций развития экономических процессов.
205
§ 69. Математическое и техническое обеспечение АСУ
Для функционирования АСУ необходимо математическое и тех-
ническое обеспечение. При этом для математического обеспечения
используют комплекс средств подготовки задач, эффективного
использования ЭВМ, облегчения ее эксплуатации и упрощения
связи человека с машиной. Техническое обеспечение служит для
различных преобразований информации.
Математическое обеспечение содержит две части; внутреннее
(общее) и внешнее (специализированное).
Внутреннее математическое обеспечение
АСУ связано е конкретной ЭВМ и обычно содержит программу-
диспетчер, эксплуатационные программы, а также систему про-
граммирования и подготовки данных. Программа-диспетчер
организует многопрограммный режи.м решения задач и одновре-
менное обслуживание нескольких потребителей. Каждая из про-
грамм для ЭВМ, входящая в комплекс программы-диспетчер, вы-
полняет определенные функции. Эксплуатационные (текстовые
и диагностические) программы предназначены для контроля пра-
вильности работы оборудования, обнаружения неисправностей
и выдачи рекомендаций по их устранению. Система программиро-
вания и подготовки данных имеет картотеки стандартных про-
грамм для решения типовых математических, технических и эко-
номических задач.
Внешнее математическое обеспечение АСУ
состоит из серии программ, решающих основные задачи автомати-
зации управления объектом. Основные задачи АСУТП — это
исследование технологических процессов и факторов, влияющих
на их ход; разработка и математическая формулировка целей
автоматизации управления; разработка математической модели
(идентификация) объекта.
Средства технического обеспечения АСУ описаны по харак-
теру преобразования ими информации.
К средствам отбора и. первичного преобразо-
вания информации относятся различные датчики, специ-
альные реле и аппаратура. Для ручного ввода служат кнопки,
ключи, переключатели, на воспринимающий элемент которых
воздействует человек. Документированную информацию обычно
вручную переводят на перфокарты или перфоленты, а затем вво-
дят в память ЭВМ. К средствам первичного преобразования ин-
формации относятся цифро-аналоговые и аналого-цифровые пре-
образователи, усилители, модуляторы, демодуляторы, преобразо-
ватели амплитудного сигнала в частотный и т. п.
Средства обработки информации — это устройства,
преобразующие исходную информацию в целях получения новых
сведений и выдачи их в форме, удобной для дальнейшего исполь-
зования. К средствам обработки информации относятся плани-
метры, преобразовательные релейные схемы, счетно-перфора-
206
цйонные машины, обрабатывающие информацию на перфокартах.
Электронно-вычислительные машины — это наиболее совер-
шенные средства обработки информации при решении весьма раз-
нообразных задач, обеспечивающие полную автоматизацию. В ав-
томатизированных системах управления наиболее распространены
цифровые электронные вычислительные машины (ЭЦВМ). Одна
из наиболее совершенных управляющих вычислительных ма-
шин — ЭВМ типа М6000/АСВТ-М, выполненная на базе модулей
агрегатной системы средств вычислительной техники ЛСВТ-.М.
В качестве средств передачи информации в АСУТП
применяют описанные ранее комплекты аппаратуры «Метан»,
«Ветер», аппаратуру телемеханики (ТУ-ТС) типов ТСД-1М,4
ТК.У-2П, ТВЧС, аппараты телефонной и телеграфной связи и дру-
гую специальную аппаратуру,.
Средства хранения информации. В основе работы
всех ЭЦВМ лежит принцип программного управления, состоящий,
в том, что программа и исходный числовой материал записывают
в закодированном виде в память машины, причем в каждой ко-
манде программы фигурируют не сами числа, над которыми сле-
дует произвести какие-либо действия, а номера (адреса) ячеек,
памяти,- в которых эти числа хранятся. Специализированный
процессор машины выполняет основные функции по обработке и
хранению информации. Для расширения памяти ЭВМ комплек-
туются накопителями памяти — электромеханическими узлами с;
магнитными лентами, магнитными барабанами и дисками.
В качестве средств выдачи и представления ин-
формации используют устройства вывода информации на пер-
фоленту, электрифицированную или автоматически печатающую
машинку, телетайп, или экран видеотерминального устройства —
дисплея. На вывод ЭВМ могут также подключаться различные;
чертежные автоматы, воспринимающие элеметы авторегуляторов
машин и комплексов оборудования.
К средствам оргтехники и оперативного руко-
водства относятся средства оперативной связи и оповещения,,
телевизионный контроль, а также устройства, служащие для:
размножения документов (электрографические установки, ап*
параты термокопирования, спиртовой и трафаретной печати ж
ДР-)-
§ 70. Методы и средства представления и
отображения информации
Технические средства представления и отображения информации
на ЦДП — связующее звено между техникой управления объекта-
ми и диспетчером при его руководящей роли. Эти средства должны:
гарантировать возможность быстрого распознавания производ-
ственной или аварийной ситуации и принятия оперативных ре-
шений.
207
Организация представления информации должна обеспечи-
вать:
форму представления, которая облегчала бы восприятие и рас-
шифровку информации;
минимальный объем одновременно отображаемый информа-
ции об объектах, но достаточный для общей оценки текущего
положения;
подробную информацию по каждому из объектов для выра-
ботки конкретных решений по управлению;
' соблюдение очередности и срочности представления инфор-
мации по анализу производственной обстановки;
выделение Особо важной информации на отдельных полях
отображения;
•территориальное разделение информации о количественной и
качественной сторонах деятельности объекта;
цифровую информацию о количественной стороне хода произ-
водственного процесса с учетом технологических связей смежных
объектов.
/ Поступающая на ЦДП информация воспроизводится различ-
ными индикаторами и приборами, с помощью которых может
отражаться:
дискретная индикация информации, качественно характери-
зующей контролируемые объекты, например, «Включено», «От-
ключено», «Авария», «Открыто», «Закрыто», «Вперед», «Назад»,
«Вниз», «Вверх» и т. д/,	.
цифровая индикация параметров, характеризующих количе-
ственную сторону протекания процессов, например, концентрация
метана в местах установки датчиков, параметры работы установ-
ки главного проветривания, число вагонеток (порожних и груже-
ных) на погрузочных пунктах и в околоствольном дворе, число
поднятых с углем скипов или клетей (вагонеток), объем добы-
чи и т. п.;
регистрация данных, необходимых для учета и последующего
анализа функционирования подразделений шахты.
Для дискретной индикации применяют сигнальные лампы и лю-
минесцентные элементы, располагаемые на мнемощитах, световых
табло и др. Для качественной оценки состояния контролируемых
объектов применяют также установки промышленного телевиде-
ния, позволяющие диспетчеру осуществлять видеоконтроль неко-
торых комплексов и установок на поверхности шахты.
Для цифровой индикации используют различные электромеха-
нические счетчики, газоразрядные приборы и светодиодные ин-
дикаторы. Для одновременного контроля нескольких параметров
по принципу «в норме — не в норме» используют линейные газо-
разрядные индикаторы аналоговой информации и узкопрофиль-
ные приборы с несколькими шкалами.
Информацию, предназначенную для учета и анализа, регист-
рируют различными регистрирующими и самопишущими прибо-
208
рами, перфораторами и автоматическими печатающими ма-
шинками.
Перечисленные элементы отображения информации не исчер-
пывают полного перечня существующих средств, но являются
основой, на которой разработан типовой комплекс диспетчер-
ских устройств КОД-1 М, включающий в себя: пульт управления,
мнемощит, блок коммутации, приборные стойки с набором ти-
повой аппаратуры, показывающих и регистрирующих приборов,
комплект телевидения и управляющую вычислительную ма-
шину.
Пульт горного диспетчера оснащен ключами централизован-
ного управления, средствами автоматизированного управления,
лампами контроля автоматически работающих установок и опове-
щения об аварийных остановах, счетчиками учета работы подъем-
ных установок, различной аппаратурой связи, магнитофоном для
записи распоряжений диспетчера при ликвидации аварийных си-
туаций. На центральной (вертикальной) панели пульта смонти-
рованы приемник промышленного телевидения для обзора некото-
рых объектов поверхности и электроннолучевая трубка дисплея,
на которой отображаются алфавитно-цифровые результаты обра-
ботки информации.
Впереди пульта горного диспетчера расположен мнемощит
с планом горных работ и схемой электроснабжения; В случае
пожара или взрыва газа (пыли) при нажатии соответствующей
кнопки пульта на мнемощите информатора об авариях, уставов
ленного в зоне постоянного обзора диспетчера, высвечиваются
границы аварийной зоны и ее номер в соответствий с планом лик-
видации аварий, безопасные маршруты вывода людей из аварий-
ной зоны и далее из шахты на поверхность. На специальном табло
засвечиваются надписи команд первоочередного выполнения (до
прибытия на шахту ответственного за ликвидацию аварии), напри-
мер, «Закрыть противопожарные двери», «Произвести реверс
вентилятора главного проветривания», «Вызвать горноспаса-
телей» и т. п. На схеме электроснабжения засвечиваются, как
правило, только узловые точки, а остальные (линии, аппарату-
ра коммутации) изображаются краской или накладными полос-
ками.
§ 71. Локальные системы автоматической обработки
информации в АСУТП шахт
В АСУТП угольных шахт в качестве подсистем применяют локаль-
ные системы автоматической обработки информации, функцио-
нирующие в комплексе с управляющими ЭВМ. Широкое распро-
странение получили системы АИСТ, АСТРА, САТУРН.
Автоматическая информационная система технолога АИСТ
предназначена для централизованного контроля работы основ-
ного оборудования очистных забоев. Применение системы в СОДУ
209
Организация представления информации должна обеспечи-
вать:
форму представления, которая облегчала бы восприятие и рас-
шифровку информации;
минимальный объем одновременно отображаемый информа-
ции об объектах, но достаточный для общей оценки текущего
положения;
подробную информацию по каждому из объектов для выра-
ботки конкретных решений по управлению;
соблюдение очередности и срочности представления инфор-
мации по анализу производственной обстановки;
выделение особо важной информации на отдельных полях
отображения;
•территориальное разделение информации о количественной и
качественной сторонах деятельности объекта;
цифровую информацию о количественной стороне хода произ-
водственного процесса с учетом технологических связей смежных
объектов.
Поступающая на ЦДП информация воспроизводится различ-
ными индикаторами и приборами, с помощью которых может
отражаться:
дискретная индикация информации, качественно характери-
зующей контролируемые объекты, например, «Включено», «От-
ключено», «Авария», «Открыто», «Закрыто», «Вперед», «Назад»,
«Вниз», «Вверх» и т. д.;
цифровая индикация параметров, характеризующих количе-
ственную сторону протекания процессов, например, концентрация
Метана в местах установки датчиков, параметры работы установ-
ки главного проветривания, число вагонеток (порожних и груже-
ных) на погрузочных пунктах и в околоствольном дворе, число
поднятых с углем скипов или клетей (вагонеток), объем добы-
чи и т. п.;
регистрация данных, необходимых для учета и последующего
анализа функционирования подразделений шахты.
Для дискретной индикации применяют сигнальные лампы и лю-
минесцентные элементы, располагаемые на мнемощитах, световых
табло и др. Для качественной оценки состояния контролируемых
объектов применяют также установки промышленного телевиде-
ния, позволяющие диспетчеру осуществлять видеоконтроль неко-
торых комплексов и установок на поверхности шахты.
Для цифровой индикации используют различные электромеха-
нические счетчики, газоразрядные приборы и светодиодные ин-
дикаторы. Для одновременного контроля нескольких параметров
по принципу «в норме — не в норме» используют линейные газо-
разрядные индикаторы аналоговой информации и узкопрофиль-
ные приборы с несколькими шкалами.
Информацию, предназначенную для учета и анализа, регист-
рируют различными регистрирующими и самопишущими прибо-
208
рами, перфораторами и автоматическими печатающими ма-
шинками.
Перечисленные элементы отображения информации не исчер-
пывают полного перечня существующих, средств, но являются
основой, на которой разработан типовой комплекс диспетчер-
ских устройств КОД-IM, включающий в себя: пульт управления,
мнемощит, блок коммутации, приборные стойки с набором ти-
повой аппаратуры, показывающих и регистрирующих приборов,
комплект телевидения и управляющую вычислительную ма-
шину.
Пульт горного диспетчера оснащен ключами централизован-
ного управления, средствами автоматизированного управления,
лампами контроля автоматически работающих установок и опове-
щения об аварийных остановах, счетчиками учета работы подъем-
ных установок, различной аппаратурой связи, магнитофоном для
записи распоряжений диспетчера при ликвидации аварийных си-
туаций. На центральной (вертикальной) панели пульта смонти-
рованы приемник промышленного телевидения для обзора некото-
рых объектов поверхности и электроннолучевая трубка дисплея,
на которой отображаются алфавитно-цифровые результаты обра-
ботки информации.
Впереди пульта горного диспетчера расположен мнемощит
с планом горных работ и схемой электроснабжения. В случае
пожара или взрыва газа (пыли) при нажатии соответствующей
кнопки пульта на мнемощите информатора об авариях, уставов
леннрго в зоне постоянного обзора диспетчера, высвечиваются
границы аварийной зоны и ее номер в соответствий с планом лик-
видации аварий, безопасные маршруты вывода людей из аварий-
ной зоны и далее из шахты на поверхность. На специальном табло
засвечиваются надписи команд первоочередного выполнения (до
прибытия на шахту ответственного за ликвидацию аварии), напри-
мер, «Закрыть противопожарные двери», «Произвести реверс
вентилятора главного проветривания», «Вызвать горноспаса-
телей» и т. п. На схеме электроснабжения засвечиваются, как
правило, только узловые точки, а остальные (линии, аппарату-
ра коммутации) изображаются краской или накладными полос-
ками.
§ 71. Локальные системы автоматической обработки
информации в АСУТП шахт
В АСУТП угольных шахт в качестве подсистем применяют локаль-
ные системы автоматической обработки информации, функцио-
нирующие в комплексе с управляющими ЭВМ. Широкое распро-
странение получили системы АИСТ, АСТРА, САТУРН.
Автоматическая информационная система технолога АИСТ
предназначена для централизованного контроля работы основ-
ного оборудования очистных забоев. Применение системы в СОДУ
209
или АСУП обеспечивает возможность получения оперативной ин-
формации о работе очистных забоев и накопления данных для
перспективного планирования (управления). Она выдает_необхо-
димые исходные данные для выявления и анализа «узких мест»,
расчета планов добычи, разработки организационно-технических
мероприятий по увязке всех технологических звеньев шахты, для
оценки эффективности внедряемых средств механизации и авто-
матизации.
Система АИСТ позволяет: вести автоматический непрерывный
контроль состояния угледобывающей машины («Работает», «Не
работает») и направления ее перемещения («Вверх», «Вниз»);
определять местоположения выемочной машины в лаве; контро-
лировать перемещение машины и подвигание забоя за опреде-
ленный период (смену, сутки); контролировать скорость и машин-
иое время выемки угля; выдавать информацию о расчетной и фак-
тической добыче угля из лавы и в целом по шахте, а также о про-
изводительности комбайнов (стругов) и конвейерных линий. Кро-
ме того, АИСТ представляет информацию для оценки: фактиче-
ской длины рабочего участка лавы, длительности концевых опе-
раций, эксплуатационного коэффициента работы механизирован-
ного очистного забоя, коэффициента использования выемочной
машины по времени (скорости), коэффициента добычи (извлече-
ния угля из лавы), времени наработки очистного забоя на отказ,
длительности простоев основного оборудования.
В систему АИСТ (рис. 88) входят: управляющий вычисли-
тельный комплекс УВК обработки, регистрации, отображения
и представления информации, который состоит из управляющей
ЭВМ типа М6000/АСВТ, индикатора добычи ИД-6, индикатора
местонахождения комбайна ИМК-300, блока представления ин-
формации БПИ и циклографа;
устройство формирования информации УФИ, включающее
датчик нагрузки ДИ, датчик перемещения комбайна ДПК, датчи-
ки конечных положений комбайна ДКП, электронно-гидравличе-
ские весы ЭГВ участкового и главного конвейеров;
аппаратура ТВЧС-66 телемеханической передачи информации
по сети электроснабжения, состоящая из передающего блока ком-
байна ПБК, блока приема и передачи информации БППИ, высо-
ковольтного устройства присоединения УПВ и стойки приемников
с блоками питания, устанавливаемые в ЦДЛ.
Общий принцип действия системы АИСТ состоит в следую-
щем. Импульсные сигналы от датчика перемещения комбайна
ДПК через передающий блок ПБК подаются на блок приема и
передачи информации БППИ. На этот же блок подаются сигналы
от датчиков конечных положений ДКП и нагрузки ДН, а также
от весов ЭГВ. С выхода БППИ сигналы через устройство присое-
динения УПВ, установленное в поверхностной подстанции, посту-
пают на приемник стойки, а затем в ЭВМ и циклограф. Сигналы
от ЭГВ главного конвейера по отдельной паре жил телефонного
210
кабеля поступают только в ЭВМ. В управляющей ЭВМ сигналы
запоминаются, и после обработки по специальной программе ма-
шина рассчитывает параметры контролируемых объектов. На
панели сигнализации ЭВМ автоматически отображается состоя-
ние каждого комбайна («Работает», «Не работает»).
Устройство регистрации ЭВМ через заданный интервал вре-
мени выдает цифровую информацию (в автоматическом или ручном
режиме) о работе контролируемого оборудования, местонахож-
дении комбайна (струга), времени работы и простоя, добыче из
лавы и по шахте, средней часовой производительности лавы за
смену и другие параметры.
Циклограф на основе получаемых сигналов на бланках с коор-
динатной сеткой воспроизводит график перемещения комбайна
в лаве в реальном масштабе времени. Блок представления инфор-
мации БПИ, работающий совместно с циклографом, позволяет
визуально контролировать в любой момент местонахождение ком-
байна в лаве, скорость его перемещения и добычу из лавы за каж-
дый цикл выемки.
Информация для анализа и оценки работы лав, оперативного
управления и накопления статистических данных о ходе процесса
добычи накапливается с помощью устройства регистрации (циф-
ровой и графической). Цифровая информация параметров по каж-
211
дЪму контролируемому объекту может быть выведена на табло,
индикации по запросу оператора. Данные о работе объектов авто-
матически печатаются на бланке или могут быть представлены
на экране дисплея.
Сбор и накопление информации о числе, продолжительности,
характере и причина^ простоев механизмов и комплексов обору-
дования, а также аналитический материал, полученный в резуль-
тате обработки этой информации, позволяют принимать решения
по устранению нарушений нормальных условий эксплуатации,
улучшению монтажно-наладочных работ и совершенствованию
конструкций отдельных узлов и машин.
Автоматизированная система транспорта АСТРА предназначена
Для учета, контроля и анализа работы внутришахтпого транспорта
с локомотивной откаткой. Система обеспечивает получение дан-
ных по основным параметрам, характеризующим работу погрузоч-
ных и разгрузочных пунктов шахты, а именно: число вагонеток,
находящихся на ветвях участка, и число вагонеток, загружен-
ных (разгруженных) с начала смены. Использование системы
АСТРА позволяет улучшить оперативное управление подземным
транспортом, повысить четкость работы погрузочных пунктов и со-
кратить'время простоев очистных участков за счет своевремен-
ного Обеспечения ИХ ПОРОЖНЯКОМ;
 Система АСТРА состоит из управляющего вычислительного
комплекса УВК с ЭВМ М.6000/АСВТ, производящего обработку
данных; устройства формирования информации УФИ, служащего
для сбора, формирования и передачи информации о перемещении
вагонеток в шахте, и станции индикации данных СИД-1000, обес-
печивающей представление оперативной информации на экране
Станции по вызову оператора.
В состав УФИ для одного участка входят: четыре блока дат-
чиков — генераторов БДГ (в блоке по две ДГ на точку контро-
ля), восемь чувствительных элементов ЧЭ (по два к каждому
БДГ), блок питания и приемников БПП с восемью приемниками
и четырьмя блоками направления транспорта. При этом блоки
БДГ крепят на стенках выработок в пунктах контроля, чувстви-
тельные элементы ЧЭ укрепляют попарно на контррельсе специ-
альной конструкции в точках контроля, блок БПП устанавливают
в общей стойке ЦДП поверхности. Чувствительные элементы с бло-
ками БДГ соединяют кабелями (длиной не более 4 м). Блоки БДГ
с блоком БПП соединяют свободной парой жил телефонного
кабеля.
Общий принцип работы системы АСТРА состоит в следующем.
При прохождении реборды колеса вагонетки около чувствитель-
ного элемента происходит срыв генерации датчика генераторов
й соответствующее изменение состояния приемников сигналов
блока БПП. После прохождения двух пар колес вагонетки блок
БНТ выдает сигнал о том, что она прошла в данном направлении.
Счетные импульсы с приемных блоков, формируемые устройством
212
УФИ, с .учетом направления перемещения вагонеток через точку
контроля подаются в. управляющий вычислительный комплекс.
После обработки данные информации печатаются на бланке через
установленный интервал времени или по запросу оператора.
Дальнейшее развитие системы АСТРА предусматривает вы-
дачу информации о движении локомотивов по их номерам на
основе использования аппаратуры НЭРПА, а также выработку
советов по оптимальному распределению подвижного состава,
оптимальным маршрутам движения составов с автоматической
передачей управляющего воздействия на маршрутные указатели
и другие функции.
Система автоматического табельного учета рабочих номеров
САТУРН предназначена для автоматизированного сбора, первич-
ной обработки, передачи, представления и анализа информации
по учету трудящихся угольных шахт. Система выполняет функции
по повышению безопасности труда, контролю и поддержанию
трудовой дисциплины, подготовке исходных данных для начисле-
ния заработной платы, оперативному контролю, анализу и управ-
лению трудовыми ресурсами.
Для выполнения функций по повышению безопасности труда
в шахте система обеспечивает непрерывный, точный автоматизи-
рованный учет спуска и выезда на главном и вспомогательном
,ствол ах, а также на всех запасных выходах шахты, выявление
лиц, задержавшихся в шахте после окончания смены, и их место-
нахождения.
По контролю и поддержанию трудовой дисциплины система
предусматривает контроль планового места работы и номера сме-
ны, учет времени работы, выявление лиц, отработавших неполную
смену, не явившихся на работу и нарушающих установленный
режим работы.
По подготовке исходных данных, используемых при начисле-
нии заработной платы, система обеспечивает учет времени рабо-
ты трудящихся, учет лиц повторно являющихся на работу в те-
чение суток, хранение в памяти системы информации о рабочем
времени каждого трудящегося в течение месяца.
По оперативному контролю, анализу и управлению трудовыми
ресурсами система представляет данные по использованию трудо-
вых ресурсов за сутки, неделю и месяц, ежесуточно обобщает
данные о количестве явок и неявок трудящихся по отдельным
[участкам и шахте, учитывает распределение трудовых ресурсов
по бригадам, оповещает трудящихся об изменении места ра-
боты.
По каждому трудящемуся шахты система учитывает следую-
щие показатели: табельный номер; фамилию, имя, отчество; но-
мер участка, номер бригады; отметку о работе в шахте или на
поверхности; право на внутрисменный спуск-подъем; категорию
или профессию; разряд; время спуска в шахту или прихода на
работу на поверхности; время выезда на шахты или ухода с рабо-
213
Группа .Спуск
Рис. 89. Структурная схема САТУРН
ты на поверхности; плановый номер смены; номер пункта учета при
спуске; Причину отсутствия на работе.
Система предусматривает автоматическую или по вызову опе-
ратора (диспетчера) печать списков по каждому из пунктов дея-
тельности работающих на шахте.
В состав САТУРН (рис. 89) входят: управляющая ЭВМ
М600/АСВТ, индукционные считывающие устройства ИСУ и
комплект жетонов — носителей информации табельных номеров.
При этом жетоны изготовлены из нержавеющей стали в виде
профилированной пластины, обеспечивающей механическую
прочность и хорошее прилегание к фаре шахтного головного све-
тильника. На жетоне высечен код табельного номера. Жетон,
имеющий два фиксированных положения: для считывания инфор-
мации и прижатия к корпусу фары, крепят к крючку-держателю.
Действие системы в общем состоит в следующем. В исходном
состоянии, при наличии питания ИСУ, на его панели светится
табло «Вставьте жетон». При вставлении жетона ИСУ считывает
код табельного номера и передает его в машину. После под^
тверждения правильности считанного кода машина выдает ответ-
ный сигнал, на панели ИСУ засвечивается табло «Идите» и
снимается блокировка с контрольно-пропускного устройства
(например, поворотного турникета). Трудящийся вынимает жетон
и, поворачивая турникет, проходит. При отсутствии сигнала о при-
нятии кода или ошибке при считывании, машина никаких действий
не выполняет и жетон должен быть вставлен вторично.
Контрольные вопросы
1.	В чем состоят научные основы организации управления?
2.	Каковы особенности современной угольной шахты как объекта управле-
ния и ее главная задача?
3.	Охарактеризуйте уровни структуры управления народного хозяйства
нашей страны.
21’4
4.	Перечислите задачи и функции СОДУ
5.	Какова организационная структура диспетчерской службы такту?
6.	Что предусматривает структура оперативно-диспетчерского контроля и
управления современной угольной шахты?
7.	Каковы перспективы развития структуры оперативно-диспетчерского кон-
троля и управления?
8.	Перечислите функции (задачи) АСУ разных уровней.
9.	Охарактеризуйте основные звенья АСУ,
10.	Перечислите задачи и основные функции АСУТП угольной шахты.
11.	Каковы особенности и функции АСУП и ОАСУ
12.	Охарактеризуйте
а)	математическое обеспечение АСУ;
б)	техническое обеспечение АСУ.
13.	Перечислите задачи представления информации.
14.	Перечислите разновидности отображаемой информации.
15.	Расскажите о назначении и компоновке комплекса оборудования диспет-
чера К0Д-1М.
16.	Расскажите о комплектности и принципе действия
а)	системы АИСТ;
б)	системы АСТРА;
в)	системы САТУРН.
ГЛАВА 17
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СРЕДСТВА
И ПРОМЫШЛЕННАЯ РОБОТОТЕХНИКА
В 60-х годах были изобретены интегральные микросхемы (ИМС),
представляющие собой законченные электронные схемы с высокой
плотностью размещения электрически соединенных элементов
(транзисторы, диоды, резисторы и конденсаторы) на кристалле
кремния и выполняющие определенную функцию преобразования
и обработки сигналов.
Преимущества ИМС перед отдельными приборами и компо-
нентами схем состоят в их небольшом размере, высокой надеж-
ности и низкой стоимости. Кроме того, миниатюрные схемы потреб-
ляют меньшую мощность и позволяют ускорить процесс вычисле-
ний, так как электрическим сигналам не приходится преодолевать
большие расстояния.
Технология изготовления первых ИМС допускала размещение
не более 10 активных элементов на одном кристалле. Позже доби-
лись размещения до 100 активных элементов. Технология из-
готовления современных микросхем допускает размещения
на одном кристалле значительно большего числа элементов.
Микросхемы с числом элементов больше 100 называют боль-
шими интегральными схемами (БИС), а микросхемы с тысячами
активных элементов — сверхбольшими интегральными схемами
(СБИС).
Появление в начале 70-х годов дешевой и надежной микро-
процессорной элементной базы послужило основой становления
и развития новых перспективных систем обработки данных и уп-
равления ими, а широкое применение микропроцессорной техники
215
привело к фундаментальным сдвигам в областях автоматизации,
связи, приборостроения и вычислительной техники,
Создание и использование микропроцессоров (МП) опреде-
лило науало принципиально нового этапа в теории и практике
автоматизации производственных процессов. Микропроцессоры,
БИС и системы на их базе сочетают достоинства универсальных
и специализированных устройств управления и контроля.
С появлением первого МП как универсальной БИС с програм-
мируемой функцией технология интегральных микросхем получила
возможность совершенствоваться в направлениях, в которых ра-
нее она не могла развиваться. Совершенствование БИС для рас-
ширения круга возможностей ее применения обусловило создание
БИС с программно-перестраиваемой логикой, которая в отличие от
обычной БИС в своем составе содержит управляющие элементы,
обеспечивающие возможность настройки на выполнение любых
функций, т. е. на реализацию любой зависимости между последо-
вательностью входных и последовательностью выходных элект-
рических сигналов. Таким образом, БИС с программно-перестраи-
ваемой логикой — это универсальный электронный прибор, допус-
кающий настройку на выполнение чрезвычайно широкого круга
весьма сложных функций по преобразованию последовательно-
стей электрических сигналов.
Существует два основных вида интегральных микросхем:
аналоговые, применяемые, например, в качестве усилителей, и
дискретные (переключающие), используемые в дискретных
устройствах. В дискретных микросхемах составными компонен-
тами являются ключевые элементы — транзисторы и иногда
элементы, ограничивающие протекание электрического тока,— ре-
зисторы, элементы для сохранения зарядов конденсаторы и
-элементы, допускающие протекание тока лишь в одном направле-
нии,— диоды.
§ 72. Устройство интегральных микросхем
Существуют три вида ИМС: полупроводниковые, пленочные и гиб-
ридные, причем современная микроэлектроника развивается пре-
имущественно по созданию полупроводниковых и гибридных
интегральных МС.
Наибольшее распространение получили полупроводниковые
ИМС, у которых все элементы и межэлементные соединения выпол-
нены в объеме и на поверхности полупроводника.
Пленочные ИМС выполняют на диэлектрической подложке из
стекла, керамики, а элементами микросхем являются резисторы,
конденсаторы и иногда индуктивности,
Гибридные ИМС изготовляют на диэлектрической подложке,
на поверхности которой выполнены их пассивные элементы (/?,
С, L), а полупроводниковые приборы и другие компоненты раз-
мещают в виде отдельных навесных элементов.
216
Рис. 90. Основные части микросхемы
Для изготовления полупроводниковых ИМС используют крем-
ниевые монокристаллические пластины диамером 30—60 мм и тол-
щиной 0,25—0,4 мм. Элементы микросхемы формируют в полу-
проводниковой пластине по технологии, используемой для диск-
ретных полупроводниковых приборов, а межэлементные соедине-
ния выполняют напылением узких проводящих дорожек алюми-
ния на окисленную (т. е. электрически изолированную) поверх-
ность кремния, имеющую окна в пленке окисла в тех,местах, где
должен осуществляться контакт дорожек с кремнием (в области
эмиттера, базы, коллектора транзистора и т. д.). Для соединения
элементов микросхемы с ее выводами на проводящих дорожках
создают расширенные участки — контактные площадки.
Полупроводниковые ИМС изготовляют групповым методом,
при котором на одной пластине 1 (рис. 90) одновременно созда-
ют большое -число (до 300—500) одинаковых функциональных
структур (наборов элементов и межсоединений). После выполне-
ния всех операций по формированию пластину разрезают на от-
дельные платы 2, называемые кристаллами, Их закрепляют на
основании корпуса 3, а контактные площадки соединяют с выво-
дами микросхемы с помощью тонких проводников. Затем на осно-
вание надевают крышку 4 и корпус герметизируют, обеспечивая
защиту кристалла от воздействий внешней среды.
Разработки каждой серии ИМС начинают с базового элемен-
та, лежащего в основе микросхем серии. Как правило, базовые
элементы выполняют логические операции И — НЕ либо ИЛИ —
НЕ. По принципу построения базовые элементы микросхем делят
на следующие типы: резисторно-транзисторной логики (РТЛ),
диодно-транзисторной логики (ДТЛ), транзисторно-транзистор-
ной логики (ТТЛ) и некоторые другие.
Для примера рассмотрим базовый элемент РТЛ (рис. 91, а) ,
который выполняет логическую операцию ИЛИ—НЕ. Управление
его действием осуществляется подачей сигналов в базовые цепи
217
Рис, 9t. Базовый элемент РТЛ
Рис. 92. Кристалл полупроводниковой микро
схемы
транзисторов: наличие сигнала 1 хотя бы на одном входе приводит
к отпиранию соответствующего транзистора и обеспечению состоя-
ния 0 (нуль) на выходе элемента. При этом резисторы, включен-
вые в базовые цепи транзисторов, служат для выравнивания
входных токов.
На рис. 91,6 показана принципиальная схема функциональ-
ного узла микросхемы логического элемента ИЛИ — ЙЕ, состояще-
го
го из транзисторов VI и V2 и резисторов Rl, R2 и R3.
На рис. 92, а показан кристалл полупроводниковой микро-
схемы, соответствующей функциональному узлу логического эле-
мента ИЛИ—НЕ (см. рис. 91). Области, занятые транзисторными
структурами, отмечены символами VI и V2, а выводы эмитте-
ров— Э, коллекторов — К, баз — Б\ пленочные резисторы R1,
R2, R3 отмечены точками. Межсоединения и контактные пло-
щадки 1~5 отмечены штриховкой. На рис. 92, б показан кристалл
в разрезе, на котором видны: эмиттерная п-4- — область транзи-
стора VI и вывод его эмиттера Э; базовая р — область и ее вы-
вод 5; коллекторная п — область и ее вывод А, а-также изолирую-
щий слой двуокиси кремния на поверхности подложки (заштрихо-
ван) и пленочные резисторы Rl, R3, отмеченные точками.
Рассмотренная полупроводниковая микросхема составлена из
пяти элементов, однако в изготовляемых промышленностью ИМС
на кристаллах размещают десятки и даже сотни тысяч элементов.
§ 73. Практическое применение интегральных микросхем
Интегральные микросхемы в 60—70-х годах использовались толь-
ко в радиоэлектронной аппаратуре. В конце 70-х начале 80-х го-
дов ИМС стали применять в различных отраслях промышлен-
ности (машиностроении, приборостроении, энергетике и др.).
В последние годы некоторые ИМС встраивают в аппаратуру авто-
матизации и робототехнику горной промышленности.
Из выпускаемых промышленностью ИМС особого внимания
заслуживают операционные усилители, позволяющие осуществить
до сотни различных схем включения и использовать одну и ту же
микросхему для создания усилителей ВЧ, ПЧ, НЧ, преобразовате-
лей, генераторов, детекторов, активных фильтров.
Так, в ранее описываемой аппаратуре РКУ. 1М (см. рис. 56)
встроен усилитель на микросхеме К140УД1А, имеющей коэффици-
ент усиления, по напряжению равный 900.
Микросхема К140УД1А представляет собой широкополосный
Операционный усилитель, принципиальная схема которого показа-
на на рис. 93.
Усилитель состоит из входного, выходного и промежуточного
усилительных каскадов и каскада смещения. Он имеет два входа
(нормальный вывод 10— и инвертирующий — вывод 9) и один
выход — вывод 5. Вывод 4 — общий, а остальные (кроме 1, 7) ис-
пользуют для контроля режима или подключения внешних эле-
ментов в зависимости от конкретного применения. Выводы 1 и 7
служат для подвода напряжения питания (соответственно —
— Еп и 4-£п).
Входной каскад выполнен по дифференциальной схеме на
транзисторах VI и V2, в общую эмиттерную цепь которых вклю-
чен токостабилизирующий двухполюсник с большим внутренним
сопротивлением на транзисторе V3 с термокомпенсирующим дио-
219
Рис. 93. Микросхема К140УД1А
(операционного усилителя) 
дом (транзистор V6 в диодном вклю-
чении). Основное назначение этого
каскада — большое усиление сигна-
ла при максимальном подавлении
помех.
Выходной сигнал первого каскада
снимается с резисторов R1 и R2 и
подается на промежуточный диффе-
ренциальный каскад на транзисторах
V4 и И5 с резистором R5 в эмиттер-
ной цепи. Так как выходное напря-
жение каждого дифференциального
каскада содержит не только полез-
ный сигнал, но и постоянную состав-
ляющую напряжения коллектор —
база транзистора, то на коллекторе
транзистора V5 относительно «Зем-
ли» имеется постоянное напряжение.
Его необходимо нейтрализовать, сох-
ранив передачу полезного сигнала.
Так как установка разделительного
конденсатора недопустима (усили-
: тель постоянного тока), то для реше-
ния этой задачи помещен каскад
смещения на транзисторах V5 и V9.
Смещение уровня сигнала проис-
ходит на резисторе R9 вслед-
ствие протекания через него коллекторного тока транзистора V9,
который использован в качестве генератора стабильного тока.
Так как резистор R9 и сопротивление коллекторного перехода
транзистора. V9 образуют делитель с большим сопротивлением
нижнего (транзисторного.) плеча, то сигнал почти без затухания
поступает на базу транзистора. V10 выходного каскада. Компен-
сацию температурного дрейфа тока коллектора транзистора V9
обеспечивает транзистор V6.
 Выходной каскад микросхемы выполнен на транзисторе V10 по
схеме эмиттерного повторителя. Он обеспечивает усиление по мощ-
ности. Повышению усиления способствует обратная положитель-
ная связь за счет передачи части выходного напряжения с дели-
теля RI0 — Rl 1 на.эмиттер транзистора V9. Диод //,, включенный
между базами транзисторов V3 и V10, предназначен для допол-
нительного отбора тока в случае короткого замыкания на выходе
усилителя. ...	-	...
§ 74. Общие сведения о роботах и робототехнических системах
Роботом называют универсальное автоматическое устройство
(машину) многоцелевого назначения, а в более полной редак-
ции — это универсальный автомат, способный обучаться в про-
220
Рис. 94. Функциональная схема робота
цессе активного взаимодействий С окружающей средой и пред-
назначенный для имитации разнообразных механических опера-
ций, "совершаемых человеком в процессе физического и умствен-
ного труда.
Для получения представления о роботе в целом как об авто-
матической системе рассмотрим его функциональную схему
(рис. 94).
В общем случае робот состоит из управляющего, исполнитель-
ного и чувствительного устройств и системы связи оператора с тех-
нологическим оборудованием и другими роботами. На. пульте
управления  (ПУ) имеется система отображения, информации
(СОИ), включающая в себя регистрирующие и указывающие
приборы, различные дисплеи и телевизионные экраны.
Управляющее устройство робота служит для выработки за-
кона управления приводами исполнительных механизмов на осно-
ве управляющего сигнала ха и сигналов обратной связи Хю, Хц
от чувствительного устройства. Кроме того, оно предназначено
для общения робота с оператором и технологическим оборудова-
нием. Управляющее устройство роботов обычно реализуется на
базе управляющих ЭВМ.	•
Исполнительное устройство робота служит для отработки уп-
равляющих сигналов хз, формируемых управляющим устройст-
вом, и для воздействия сигналом на внешнюю среду (техноло-
гическое оборудование и другие роботы). В качестве исполни-
тельных устройств используют манипуляторы (механические
руки), педипуляторы (механические ноги), самоходные тележки,
синтезаторы речи и их различные комбинации.
Чувствительное устройство служит для восприятия и преобра-
зования информаций о состоянии внешней среды (сигнал Хб) и са-
мого робота (сигнал х4). Робот оснащен различными чувстви-
тельными элементами (датчиками) в соответствии с решаемыми
им задачами. В качестве таких элементов используют: контактные
и бесконтактные датчики, датчики положения и перемещения,
тахометры, различные оптико-электронные и телевизионные
221
устройства, лазерные и ультразвуковые дальномеры и другие
устройства, играющие роль органов чувств робота.
Система связи робота служит для организации обмена инфор-
мацией между роботом и оператором или другими роботами и
технологическим оборудованием. Обычно от оператора к роботу
информация или задание (сигнал Xj) поступает через устройство
ввода ПУ. При этом чаще всего используют физические воз-
действия (нажатие кнопки или клавиши, перевод ключа или
тумблера), однако в последнее время начинают применять речевое
обращение. С ПУ сигнал %2 на определенном языке поступает в
управляющее устройство, а после преобразования и выработки
сигнала хз по каналам связи он передается на исполнительное
устройство. По каналам связи от управляющего устройства посту-
пает сигнал Хз для управления технологическим оборудованием
или совместно работающими роботами. Одновременно технологи?
ческое оборудование и другие роботы могут оказывать управляю-
щее воздействие на данный, робот (сигнал ху). Информация,
поступающая от робота к оператору (сигнал х&), осуществляется,
как правило, в виде световых и звуковых сигналов с помощью
разного рода табло, цифровых и стрелочных индикаторов, дис-
плеев, телеэкранов.	; -
§ 75. Назначение и краткая классификация робототехнических
систем
Для современного производства характерна высокая автомати-
зация основных технологических процессов, но при этом вспомо-
гательные операции выполняют вручную. Эти операции примитив-
ны, утомительны, а нередко тяжелы, вредны и даже опасны для
здоровья и жизни. На них пока все еще приходится значительная
доля трудовых затрат.
Практика показала, что традиционными средствами невоз-
можно автоматизировать многие вспомогательные операции. Это
сдерживает интенсификацию производства. В результате воз-
никла насущная потребность в создании и широком использовании
промышленных роботов, в которых основными исполнительными
устройствами являются манипуляторы — многозвенные механиз-
мы, которые под действием автоматической системы управления
совершают движения, подобные движениям рук человека в про-
цессе его трудовой деятельности.
Робототехнические системы являются принципиально новым
техническим средством комплексной автоматизации производ-
ственных процессов. При их использовании можно наиболее полно
исключить ручной труд на основных и вспомогательных техноло-
гических операциях.
Наибольшее развитие и практическое применение в промыш-
ленности получили манипуляционные робототехнические системы,
которые делят на три группы:
222
—	автоматически действующие роботы, автоматические ма-
нипуляторы и роботизированные технологические комплексы
(РТК);
—	дистанционно управляемые роботы, манипуляторы и техно-
логические комплексы;
—	роботы, функционирование которых непосредственно свя»
зано с движением рук, а иногда и ног человека.
Первые из систем применяют в основном в промышленном
производстве (промышленные роботы и роботизированные комп-
лексы), вторые — главным образом в экстремальных условиях
(наличие-загазованности, взрывоопасности, высоких или низких
температур и давлений, радиации), а третьи — для погрузочно-
разгрузочных и тяжелых работ.
Автоматически действующие манипуляционные роботы делят
на четыре вида: жестковстроенные, программные, адаптивные
и интеллектные.
Жестковстроенные манипуляторы не имеют пере-
страиваемых программных управляющих устройств. Это механи-
ческие руки (автоопер^торы) жестко связанные с остальным тех-
нологическим оборудованием и подчиняющиеся определенной
программе технологического процесса в целом.
Программные роботы имеют управляемые приводы во
всех суставах (звеньях), и их система управления легко перена-
лаживается на различные операции. После каждой переналадки
они повторяют многократно одну и ту же жесткую программу
с определенно расположенными предметами (деталями). Такие
роботы требуют создания технологической оснастки, упорядочи-
вающей положение деталей и в то же время затрудняющей пере-
наладку робота на новые операции.
Адаптивные роботы могут самостоятельно в большей
или меньшей степени ориентироваться в нестрого определенной
обстановке, приспосабливаясь к ней. Для этого их снабжают дат-
чиками, реагирующими на обстановку, и системой обработки ин-
формации от датчиков для выработки сигналов адаптивного
управления, т. е. гибкого изменения программы движения мани-
пулятора в соответствии с возникшей обстановкой. Такие роботы
широко разрабатывают и используют на производстве.
Интеллектные роботы имеют более богатое очувствле-
ние, с распознаванием обстановки, микропроцессорной обработ-
кой информаций, автоматической выработкой решений о после-
дующих действиях для выполнения нужных технологических опе-
раций в неопределенной или меняющейся обстановке. Это роботы
с элементами искусственного интеллекта.
Общая схема автоматически действующей робототехнической
системы показана на рис. 95. Система может иметь несколько
манипуляторов и агрегатов технологического оборудования (или
других объектов), а также устройства передвижения. При этом
манипуляторы могут находиться в разных местах общего ком-
223
Рис. 95. Функциональная схема автоматической робототехнической системы:
f/& — чувствительный элемент; ВУ-т вычислительное устройство; ИУ— исполнитель-
ное устройство; М — манипуляторы; On — оператор; цу— пульт управления; УП—
устройство передвижения; ТО—технологическое оборудование; ОС — обратная связь
плёкса и иметь как свои индивидуальные управляющие устройства,
так и общую систему управления.
В производственных условиях робот, выполняющий определен-
ную работу, сопряжен в единую систему соответствующего тех-
нологического оборудования. Поэтому его рассматривают как эле-
мент комплексно автоматизированного производственного про-
цесса. При этом часто используют не один робот, а целую группу
в единой технологической системе.
§ 76. Значение и современные задачи робототехники
Для интенсификации промышленного производства необходимо
его коренное техническое перевооружение на основе комплексной
механизации и автоматизации технологических процессов и повы-
шения производительности труда.
При использовании робототехники вследствие резкого сокра-
щения времени и затрат на изменение технологического процесса
создают благоприятные условия для комплексной автоматизации
производства.
Исключение человека из производственного цикла с его эмо-
циями, усталостью, возможной невнимательностью создает усло-
вия более четкого соблюдения всех технологических требований,
в результате чего повышается качество продукции и увеличива-
ется производительность труда.
При использовании роботов, включающих участие человека
в непосредственном производстве, облегчается переход на двух-
и трехсменную работу и существенно повышается ритмичность
производственного процесса (по суткам, неделям, месяцам), а сле-
довательно, существенно повышается степень использования тех-
нологического оборудования и улучшается организация произ-
водства,
Для эффективного использования робототехнических систем,
224
как правило, следует пересматривать существующую технологию
И заменять основное оборудование на более производительное, что
дает дополнительный экономический эффект и нередко приводит
к сокращению производственных площадей.
Роботизация значительно снижает стоимость работ и повы-
шает безопасность труда в экстремальных условиях. Так, безлюд-
ная выемка угля в шахтах снимает вопрос обеспечения безопас-
ности и удешевляет все операции технологического процесса.
Роботы принципиально отличаются от известных традицион-
ных средств автоматизации производственных процессов своей
многофункциональностью и быстротой перехода на новые опе-
рации.
Роботизация производства представляет собой комплексную
проблему, охватывающую чрезвычайно большое количество науч-
но-технических и организационно-экономических вопросов, а
робототехника предъявляет повышенные требования к механиз-
мам манипуляторов, приводам и их системам управления, дат-
чикам очувствления и обратной связи, микропроцессорной въши-
слительной технике, а также к вопросам математического про-
граммного обеспечения.
В целях широкого применения роботов во всех отраслях на-
родного хозяйства необходима. их типизация с одновременной
унификацией отдельных узлов, чтобы можно было составлять ра-
боты и роботизированные технологические комплексы различной
сложности и различного назначения в зависимости от той или иной
производственной задачи.
Вид робототехнических систем, которые целесообразно приме-
нить в каждом случае, зависит от характера технологического про-
цесса, местных условий, вида и количества выпускаемой продук-
ции. Чем разнообразнее номенклатура изделий, тем сложнее
задача роботизации, тем важнее использование свойств много-
функциональности роботов и тем в большей степени могут пона-
добиться адаптивные роботы.
Во всех случаях из нескольких возможных вариантов должен
быть-выбран тот, который даст наибольший эффект при наимень-
шей стоимости самого робота (или манипулятора) и вспомога-
тельной оснастки, связывающей робота с другим технологическим
оборудованием.
В целом при правильном широком применении робототехниче-
ских систем во Йсех отраслях народного хозяйства будет достигнут
большой экономический эффект. При этом оценка экономической
эффективности применения робототехнических систем с учетом
социальных последствий — важная и сложная задача.
Освобождение человека от нетворческого ручного труда спо-
собствует переходу его к более интересной и интеллектуальной
деятельности. Это благоприятно сказывается на развитии чело-
века, повышении его квалификации и общей культуры.
Большое социальное значение робототехники состоит не только
225
в повышении культуры производства, ио и в оздоровлении усло-
вий труда, так как замена ручного труда машинным с участием
манипуляторов и роботов ликвидирует производственный трав-
матизм и многие профзаболевания.
Важное социальное значение робототехники состоит еще и
в решении проблемы трудовых ресурсов. Без широкого примене-
ния робототехнических систем, хотя бы в; простейшей форме,
наряду с традиционными средствами механизации и автоматиза-
ции производственных процессов во всех отраслях промышлен-
ности эта проблема не может быть решена полностью.
Создание и- внедрение миниатюрных электронных управляю-
щих машин и промышленных роботов открывает новые револю-
ционные возможности. Так, первая техническая революция была
связана с развитием механики и энергетики, в результате чего
в значительной степени был механизирован физический труд.
Современная научно-техническая ре'волюция связана с электро-
никой, кибернетикой, вычислительной техникой и информацион-
ными системами. Это привело к невиданным ранее разнообразным
формам автоматизации умственной деятельности человека и на
этой базе буквально революционизировало все стороны научно-
исследовательских и производственных работ.
С появлением робототехники можно связать новый этап науч-
но-технической революции. Используя механику, кибернетику
и вычислительную технику, робот в одной машине объединяет
выполнение трех функций человека в процессе его трудовой дея-
тельности, а именно: восприятие внешней среды с помощью «орга-
нов чувств» (технические средства очувствления робота), «обду-
мывание» и принятие решения (микропроцессорный «мозг» ро-
бота), активное воздействие на внешнюю среду своими «руками»
(манипуляторы робота). Это составляет принципиальную новизну
машин-роботов и определяет совершенно новые возможности
комплексной автоматизации производства.
В СССР практическое применение роботов началось в середине
60-х годов.
В настоящее время происходит широкое внедрение промыш-
ленных роботов и манипуляторов, что дает большой экономиче-
ский и социальный эффект в масштабе всей страны.
При решении проблемы создания роботов одним из естествен-
ных путей является изучение и техническое моделирование процес-
сов деятельности человека и живой природы вообще с поиском
новых путей и учетом возможностей современной техники. При
этом необходимо учитывать, что роботы сами по себе не самоцель,
а средство для создания комплексно автоматизированных процес-
сов, объектов и производств. Поэтому в робототехнике условно
можно выделить две основные задачи: создание собственно
роботов и создание основанных на них систем и комплексов
различного назначения.
Существующие традиционные средства автоматизации дают
226
только узкоспециализированные частные решения,- Роботы же спо-
собны решить проблемы комплексной автоматизации современного
производства и в силу своей универсальности автоматизировать
любые работы с возможностью быстрой переналадки на новые
операции. Создание роботизированных производств, в свою оче-
редь, требует параллельной работы в направлениях*
разработки новых технологий, оборудования и производства
в целом, основанных на применении роботов; .
роботизации действующих объектов и производств.
Первое направление в перспективе будет ведущим. Суть второ-
го состоит в применении промышленных роботов на действующих
производствах с учетом реально ограниченных возможностей из-
менения последних, но с весьма существенной модернизацией.
Использование робототехнических систем и ЭВМ. в широком
плане является основой создания гибких автоматизированных
производств с минимальным числом работников управления и
обслуживающего персонала.
§ 77. Робототехника в горнодобывающей промышленности
Горнодобывающие отрасли промышленности — одни из наиболее
тяжелых и сложных, так как среда, в которой выполняются ра-
боты, характеризуется стесненностью рабочего пространства, вы-
сокими температурами и влажностью, загрязненностью и нередко
взрывоопасностью подземной атмосферы, наличием вредных га-
зов, шумом и вибрациями, иногда внезапными выделениями газов
и. выбросами угля. Неблагоприятное воздействие этих факторов
усиливается с повышением темпов работ и переходом на более
глубокие горизонты при подземной разработке угля, приводя к
снижению производительности труда и увеличению опасностей
травматизма.
Уровень, достигнутый в области механизации и автоматизации,
в настоящее время уже позволяет приступить к осуществлению
выемки полезных ископаемых без непосредственного присутствия
людей в забое с использованием автоматов-роботов, имитирующих
физическую и умственную деятельность людей и способных
заменить их на рабочих местах. Однако робототехника в горно-
добывающих отраслях пока находится в стадии формирования
научно-технич^ких основ и определения практических перспектив
применения роботов в конкретных технологических условиях.
Роботизация горнодобывающей промышленности характеризу-
ется рядом проблем, связанных с технологическими особ нностями
отрасли.
Кроме неблагоприятных факторов, указанных а начале данного
параграфа, к особенностям еще следуе отнести постоянное пере-
мещение рабочего места в пространстве при выполнении всех ос-
новных операций; многообразие и существенное различие опе-
раций; отсутствие естественного освещения; значительные габа-
227
риты и масса технологического оборудования; трудность, а порою
невозможность упорядочения рабочего пространства в зоне дей-
ствия машин; значительное разнообразие и случайный характер
горно-геологических условий. Всё это весьма затрудняет роботи-
зацию горнодобывающей, промышленности.'
• В. создании горной робототехники неизбежно будут иметь
место две противоположные тенденции — специализация и
универсализация. Очевидно, что роботы для выполнения основных
операций, должны, быть специализированными, а роботы для
выполнения вспомогательных операций — универсальными.
 В соответствии с основными технологическими процессами
должны, создаваться горные робототехнические комплексы для
очистных забоев, подготовительных выработок, транспорта,
горно-спасательной службы и др.
В настоящее время уже решаются-задачи создания высокоэф-
фективных манипуляторов и промышленных роботов, в том числе
с адаптивным управлением, построенным на основе микропроцес-
сорной техники, с исполнительными органами, выполненными на
малогабаритных гндро-пневмоэлектроприводах, для выполнения
работ без постоянного присутствия человека в рабочих зонах,
а также робототехнических очистных комплексов и агрегатов с
универсальными управляющими и информационными устрой-
ствами и промышленными роботами.
На первом этапе роботизации очистных работ, робот будет
выполнять исследовательские (информационные.) функции, пере-
давая информацию об обстановке в забое оператору, который смо-
жет принимать соответствующие решения об изменении, напри-
мер, режима работы выемочной машины, программы передвижки
крепи и других автоматизированных элементов технологического
оборудования.
Наиболее перспективны для роботизации способы добычи угля
с агрегативным и специализированным для работы без участия
человека оборудованием, особенно для схем безлюдной выемки.
В качестве примера можно привести робототехнический комплекс
на базе комбайна КМ-103, которым выполняют три технологиче-
ские операции: разрушение угля комбайном, транспортирование
его вдоль забоя и управление кровлей. Эти операции разобщены
пространственно.
Изложенное в данном параграфе не исчерпывает имеющихся
практических разработок в области роботизации горной промыш-
ленности, а лишь иллюстрирует некоторые возможности исполь-
зования промышленных роботов.
Контрольные/вопросы
1	Что называют интегральной микросхемой (ИМС) и каковы ее преимуще-
ства?
2.	Расскажите о совершенствовании технологии изготовления ИМ-С.
228
3.	Перечислите разновидности ИМС и опишите их устройство.
4.	Охарактеризуйте базовый элемент РТЛ, выполняющий логическую опе-
рацию ИЛИ —НЕ.
5.	Расскажите о практическом применении ИМС.
6.	Опишите состав и принцип действия микросхемы К140УД1А.
7	Дайте определение робота и охарактеризуйте его функциональные частив
8.	Каковы предпосылки создания и разновидности робототехнических систем?
9,	Охарактеризуйте четыре вида манипуляционных роботов.
10.	В чем состоит технике-эко но ми чес кое и социальное значение роботизаций
производства?
11.	Каковы современные задачи роботизации отраслей народного хозяйства
СССР?
12.	Перечислите предпосылки и факторы, определяющие необходимости--
использования роботов в горнодобывающей промышленности.
13.	Каковы тенденции и задачи создания манипуляторов и роботов для уголь#
ной промышленности?  
14.	Охарактеризуйте перспективы роботизации угольных шахт.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Автоматизированные системы управления технологическими процессами
угольных шахт.— М.: ЦНИЭИуголь, 1982
2.	Алябьев Н. М., Поспелов Л. П. Автоматизация производства на угольных
шахтах.—М.: Недра, 1978.
3.	Батицкий В. А., Куроеедов В. И., Рыжков А. А. Автоматизация производ-
ственных-процессов и АСУП в горной промышленности — М.: Недра, 198!
4.	Бухгольц В. П. Основы автоматизации производства на горных, предприят
тиях,— М.: Недра, 1981,.
5.	'Датчики для автоматизации в угольной промышленности / Под ред,
В. А. Ульшина.— М.-: Недра,- 1984.	
6.	Зубков Л. А., Силаев В. И.» Ененков Б. И Аппаратура автоматизации,
очистных комбайнов.— М.: Недра, 1979.
7.	Изделия шахтно’й. автоматики, изготовляемые предприятиями всесоюзного
промышленного объединения «Союзуглеавтоматика». Номенклатурный каталог,—
М.: ЦНИЭИуголь, 1985.	.
8.	Комплексная механизация и автоматизация очистных работ в угольный
шахтах / Под ред. Б. Ф, Братченко.— М.: Недра, 1977.
9.	Поспелов Л. П. Рудничная автоматика и телемеханика.— М.: Недра, 1983.
10.	Правила безопасности в угольных- и- .сланцевых шахтах.— М.: Недра,
1986.	.	.
11.	Правила изготовления взрывозащищенного и рудничного электрообору-
дования / Под ред. И. А. Бабокина.—М.: Энергия, 1969.
12.	Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт — М,.
Недра, 1976.
13.	Робототехника. Автоматические манипуляторы и робототехнические
системы / Под ред. Е. П. Попова и Е. И. Юревича.— М.: Машиностроение, 1984.
14,	Системы управления и средства передачи информации для оборудования,
очистных забоев / Е. Ф. Лагунович, Б. А. Сидяк, И. Я. Верховский и др.— М,.-
ЦНИЭИуголь, 1983.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .......................	3
Раздел первый
ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
Глава 1. Основные понятия и определения автоматики.....................  5
§ 1.	Комплексная механизация, и автоматизация производства . , , . .	5
§ 2.	Способы управления машинами и механизмами.........................  6
§ 3.	Этапы автоматизации.................................................8
§ 4.	Системы автоматики и их блок-схемы.............................  .	9
§ 5.	Требования к элементам и системам. Взрывозащита электрообору-
дования и аппаратуры автоматизации.............................	. . ,	13
§ 6.	Правила выполнения и чтения электрических схем ........	16
Глава 2. Датчики общепромышленного назначения .........	22
§ 7.	Параметрические датчики..........................................  23
§ 8.	Генераторные датчики ............................................  28
§ 9.	Измерительные схемы с датчиками , ...............................  30
Глава 3. Реле и распределители . . . . . .... . . . .	.	32
§ 10.	Конструкции электромагнитных реле...............................  34
$11. Параметры работы электромагнитных реле...........................  37
§ 12.	Временные параметры . ..................................,	. . .	39
§ 13.	Схемы искрогашения .............................................. 41
§ 14.	Распределители.................................................   42
Глава 4. Стабилизаторы напряжения и электрические усилители ....	44
$ 15.	Стабилизаторы напряжения..................... 45
$ 16.	Электромашинные и магнитные усилители	......	.	.	*	-	47
Глава 5. Бесконтактные и логические элементы .......................... 49
§ 17.	Общая характеристика бесконтактной техники .	.	.	....	.	.	49
§ 18.	Бесконтактные реле и распределители	51
$ 19.	Логические операции и элементы....................... 53
Глава 6. Основы телемеханики...................................       .	55
§ 20.	Классификация и характеристика системы телемеханики	.	,	.	.	.	56
$ 21.	Признаки сигналов и устройства связи............................. 57
§ 22.	Характеристика методов избирания систем телемеханики	,	.•	„	,	,	61
Раздел второй
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
Глава 7. Датчики специального назначения .	.	.	.	.	.	.	.	.	ьа
$ 23.	Датчики температуры .......	. . .	»	.	.	-	.		•	65
§ 24.	Датчики положений (перемещений)................................ 67
§ 25.	Датчики уровней...............................................  69
§ 26.	Датчики скорости (движения).................................... 70
§ 27.	Датчика давлений потоков и контроля заштыбовки . .............. 72
Глава 8. Исполнительные устройства и механизмы .........	74
§ 28.	Двигатели исполнительных механизмов ...........	75
§ 29.	Конструкции исполнительных устройств и механизмов.............. 76
230
Глава 9. Аппаратура контроля — специальные реле	82
§ 30.	Аппаратура	контроля температуры ....	82
§ 31.	Аппаратура	контроля положений (перемещений)	85
§ 32.	Аппаратура	контроля уровней	88
§ 33.	Аппаратура	контроля скорости	91
§ 34.	Реле давления и производительности	96
§ 35.	Аппаратура сигнализации	99
Глава 19. Автоматический контроль содержания метана и количества
воздуха в забоях и выработках шахт	101
§ 36.	Задачи и средства автоматической газовой защиты	Ю1
§ 37.	, Анализатор метана АТ1-1 .....	Ю4
§ 38.	Основные положения монтажа, обслуживания и обеспечения безо-
пасности комплекса «Метан» .	.....	. .	...	108
§ 39. Автоматический контроль подачи воздуха .	. .	. .	111
§ 40.	Основные положения монтажа, обслуживания и безопасности для
аппаратуры АКВ-2П . , .	............. . .	ИЗ
§ 41.	Защитное отключение и телемеханизация вентиляторов местного
проветривания ...	.	.	115
Глава 11. Автоматизация забойных машин и комплексов ....	1'8
§42.	Особенности и задачи автоматизации забойных машин . ...	.118
§ 43.	Автоматизация подачи и регулирования нагрузки угледобывающих
машин ...........................................................    120
§ 44.	Аппаратура автоматизации управления комбайнами . ...	.	123.
§ 45.	Автоматизированные угледобывающие комплексы ....	130
§ 46.	Автоматизация управления гидрофицированной крепью . .	133
§ 47.	Автоматизация проходческих комбайнов......................... 137'
Глава 12. Автоматизированное управление конвейерными линиями . .	140
§ 48.	Задачи и требования автоматизации конвейерных линий . . .	140'
§49.	Средства автоматического контроля, защиты и сигнализации . .	143.
§ 50.	Комплектная аппаратура автоматизации.......................... 149
§ 51.	Эксплуатация автоматизированных конвейерных линий . . . *	160
Глава 13. Автоматизация погрузочных пунктов и рельсового транспорта 163
§ 52. Автоматизация подземных погрузочных пунктов . ............ '	163
§ 53.	Автоматизация управления электровозами........................ 165
§ 54.	Автоматизация управления сигнальными огнями и стрелочными
переводами .....................................................     168
§ 55.	Основы автоматизации грузовых канатных откаток................ 171
§ 56.	Механизация и автоматизация процессов разгрузки и обмена вагоне-
ток ................................................................ 174
Глава 14. Автоматизация установок водоотлива и проветривания . .	176.
§ 57.	Требования к автоматизации установок водоотлива . ............ 177
§ 58.	Способы заливши насосов при автоматизации . ............... .	178
§ 59.	Обзор аппаратуры автоматизации водоотливных установок . . .	180 *
§ 60.	Общие сведения об автоматизации вентиляторов- главног© про-
ветривания .......................................................   183>	<
§61.	Аппаратура автоматизации вентиляторов главного проветривания 184-
Глава 15. Автоматизация стационарных установок поверхности шахт 187
§ 62. Принципы автоматизации приводов подъемных машин............... 189
§ 63.	Задачи и принципы автоматизации компрессорных установок
(станций) шахт ...................................................   |92
§ 64.	Задачи и принципы автоматизации калориферных и котельных ®
установок	193
*
Глава 16. Основы автоматизированного управления производством	195
§ 65.	Научные основы организации управления ....	....	195
§ 66.	Задачи и организационная структура оперативна-диспетчерского
управления.......................................................     igfj
§ 67.	Задачи (функции) и структура автоматизированных систем управле-
ния .	.....................; . . ,	.	...	201
§ 68.	Общая характеристика АСУ горной промышленности . . .		203
§ 69.	Математическое н техническое обеспечение АСУ ......	206
§ 70.	Методы и средства представления и отображения информации . . . 207
§71, Локальные системы автоматической обработки информации в АСУТП
шахт	. .	.	209
Глава 17. Микропроцессорные средства и промышленная робототехника 215.
§ 72.	Устройство интегральных микросхем ......	216
§ 73.	Практическое применение интегральных микросхем . .	219
§ 74.	Общие сведения о роботах и робототехнических системах . .	220
§ 75.	Назначение и краткая классификация робототехнических систем .	222
§76, Значение и современные задачи робототехники...................... 224
§ 77	Робототехника в горнодобывающей промышленности, . . , . .	227
Список литературы	т	229
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
Поспелов Леонид Петрович
ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА
Заведующий редакцией £. Г. Воронежская
Редактор издательства Т. Ф. Дегтярева ,.
Технический редактор Н. В. Жидкова
Корректор И. П. Рованова
ИБ № 6544
Сдано-в набор 26,05,87. Подписано в печать 02,02,88. Т-0792Й, Формат 60 X90‘/ie.
Бумага книжно-журнальная. Гарнитура Литературная. Печать офсетная. Усл.-яеч,
л. 14,5. Усл. кр.-отт. И,75. Уч.-изд. л. 15.70. Тираж 20 300 экз. Заказ 605/736-6.
Цена 55 коя.
Ордена «Знак Почета* издательство «Недра» 125047, Москва, пл. Белорусского вок-
зала, 3
Ленинградская типография № 2 головное предприятие Ордена Трудового Красного
Знамени Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой Союз-
полиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии
и книжной торговли. 198052, г Ленинград, Л-52, Измайловский проспект, 29.