Устройство для моделирования шахтной регулируемой вентиляционной сети

Устройство для моделирования шахтной регулируемой вентиляционной сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 22.06.78 (2l ) 2632729/18-24 с присоединением заявки лв (23) Приоритет

Опубликовано 07.07.82. Бюллетень J4 25

Дата опубликования описания 07.07.82 ()942060 (51)M. Кл.

G 06 G 7/48

3Ьеударотесннмй каинтвт

СССР ае делам изобретений и открытий, (З) УДК 68 .333 (088.8) (72) Автор изобретения

6 -.

М.И. Костин

Р

Ь Д.l

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-. .каиФ угольный институт "КНИУЯ"--(71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ШАХТНОЙ

РЕГУЛИРУЕМОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СЕТИ

Изобретение относится к аналого-вычисли тельной технике, а именно к устройствам мо целирования шахтной вентиляционной сети.

Известны устройства для моделирования шахтных вентиляционных сетей и вентиляционных сооружений, предназначенные для моделирования вентиляторов главного проветривания и содержание диодно-функцйональный преобразователь с кусочно-линейной аппроксимацией характеристик (1) .

Эти устройства моделируют только вентилятор без учета вентиляционной сети.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования системы автоматического

: управления проветриванием шахт, содержащее модели вентиляционной сети, вентилятор главного проветривания, вентилятор местного проветривания, управляемых аэродинами. ческих сопротивлений, датчиков расхода воздуха и утечек воздуха (2).

Недостатками данного устройства являются сложность схемы и несоответствие динами- . ческих характеристик модели динамическим характеристикам системы автоматического управления проветриванием, содержащей регуляторы и датчики расхода воздуха. В известном устройстве модели управляемых аэродинамических сопротивлений и датчиков расхода воздуха выполнены на безынерционных звеньях, в то время как реальные исполнительные механизмы регуляторов и реальные датчи. ки расхода воздуха обладают инерционностью. о

Цель изобретения - упрощение схемы модели, а также повышение точности модели. рования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для моделирования шахтной регулируемой вентиляционной сети, содержащем

t5 модель главной вентиляционной сети и мэдели участков местных вентиляционных сетей, каждая из которых выполнены в виде дросселя, один вывод которого через конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, модель вентилятора главного проветривания, модель утечки воздуха главной вентиляционной сети, выполненную в виде управляемого резистора, подключенного параллельно

942060

3 конденсатору модели участка главной венти- . ляционной сети, модели местных утечек воздуха, модсль вентилятора местного проветривания, модели регуляторов расхода воздуха, входы которых соединены с входом модели вентиляторов местного проветривания и подключены к одному выводу дросселя модели участка главной вентиляционной сети, выход каждой модели регуляторов расхода воздуха через дроссель соответствующей модели участков вентиляционной сети соединен с моделью датчика расхода воздуха, модель вентилятора главного проветривания и каждая модель регуляторов расхода воздуха состоит из транзистора, интегратора, порогового элемента и ограничительного диода, причем эмиттер тран- . зистора через ограничительный диод соединен с базой, подключенной к выходу интегратора, соединенному с пороговым -.элементом, а вход интегратора является одним из входов устройства, эмиттер транзистора модели вентилятора главного проветривания подключен к катодам двух разделительных диодов, I анод одного из которых является входом устройства,а анод другого соединен с общей шиной, коллектор транзистора модели вентилятора главного проветривания через последовательно соединенные ограничительные диод и резистор соединен с друтим входом дросселя модели участка главной вентиляционной сети, а модели датчиков расхода воздуха выполнены каждая в виде усилителя постоянного тока, в обратную связь которого подключены параллельно резистор и конденсатор, выходы усилителей являются выходами устройства, а вход каждого усилителя соединен с другим выводом дросселя соответствующей модели участка местной вентиляционной сети, модели местных утечек воздуха выполнены:в виде резисторов, одни выводы которых подключены к эмиттерам, а другие выводы - к коллекторам транзисторов.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит модель вентилятора 1 главного проветривания и модели регуляторов 2 расхода воздуха, содержащие транзистор 3; интегратор 4, пороговый элемент 5 и ограничительный диод 6, модель участка главной вентиляционной сети 7 и модели участков местных вентиляционных сетей 8, содержащие дроссель 9 и конденсатор 10, модели

11 местных утечек воздуха, модели датчиков

12 расхода воздуха, модели вентиляторов 13 местного проветривания, разделительные диоды 14 и 15, ограничительные диод 16 и резистор 17, управляемый резистор 18 модели утечки воздуха главной вентиляционной сети и нагрузочный резистор 19.

Устройство работает следующим образом.

Модель собирается последовательным или параллельным соединением отдельных ветвей в соответствии с заданной топологией вентиляционной сети. Параметры каждой электрической ветви в принятом масштабе моделирования соответствуют параметрам реальной вентиляционной ветви. При этом; процессы, 10 происходящие в электрической модели, будут однозначно отображать процессы, происходящие и реальной вентиляционной сети.

Так, выходное напряжение модели главного вентилятора отображает депрессию, а выход15 ной ток - производительность главного вентилятора, Ток каждой электрической ветви соответствует расходу воздуха в параллельной вентиляционной ветви. Зависимость изменения выходного тока транзистора от у0 величины управляющего напряжения соответствует нелинейной расходной характеристике реального регулятора расхода воздуха. Остаточный ток через шунтирующее сопротивление 11 запертого транзистора соответствует местным утечкам воздуха через закрытый регулятор. Время интегрирования интегратора равно времени сервомотора исполнительного механизма. Изменение тока в параллельных ветвях при регулировании в одной из них отображает взаимосвязь воздушных потоков параллельных вентиляционных выработок.

С помощью коммутационных шнуров устройство соединяется с внешним автоматическим регулирующим прибором или с пуль1 том дистанционного управления вентиляционными регулирующими органами. От автоматического регулирующего прибора по определенному закону или от кнопок дистанпионного управления вручную на входы интеграторов

40 вентилятора модели главного проветривания и моделей регуляторов расхода воздуха поступают управляющие сигналы в виде знакоперемениых напряжений постоянного уровня.

В зависимости от длительности управляющих сигналов на выходе интеграторов устанавли45 ваются определенной величины напряжения, которые приложены к эмиттер-базовым переходам транзисторов моделей регуляторов.

Напряжения интеграторов смещают рабочие .точки выходных характеристик транзисто 0 ров, в результате чего изменяются их внутренние сопротивления. На выходе модели вентилятора главного проветривания устанавливается напряжение, соответствующее в принятом масштабе определенной депрессии вентиэ5 лятора, а аналоги регуляторов принимают заданные величины сопротивлений. В результате в электрических ветвях устанавливаются определенные токи, которые соответствуют

942060 заданному распределению воздуха в вентиляционной сети. При этом, динамические процессы в электрической модели будут соответствовать динамическим процессам в регулируемой вентиляционной сети. Измерение установившегося тока в каждой электрической ветви, что соответствует измерению расхода воздуха в вентиляционной ветви, производится путем измерения падения напряжения на линейном нагрузочном сопротивлении апериодическим звеном первого порядка. Выходное напряжение апериодического звена, как сигнал обратной связи, подается на вход внешне.

ro автоматического регулирующего прибора или, как сигнал контроля, подается на пульт управления регуляторами.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет более простую схему и, следовательно, более экономично ° в изготовлении и нщежно в эксплуатации, а также позволяет исследовать на нем динамику процессов автоматического управления проветриванием в шахтных вентиляционных сетях. Устройство может использоваться для диагностики и настройки систем автоматического регулирования проветриванием шахт. При этом возможно определить неисправность автоматических приборов, устойчивость системы регулирования, оптимальные настроечные параметры ее по быстродействию, статической и динамической точности.

Формула изобретения

Устройство для моделирования шахтной регулируемой вентиляционной сети, содержащее модель участков главной вентиляционной сети и модели участков местных вентиляционных сетей, каждая из которых выполнена в виде дроСселя, один вывод которого через конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, модель вентилятора главного проветривания, модель утечки воздуха главной вентиляционной сети, выполненную в виде управляемого резистора, подключенного параллельно конденсатору модели участка главной вентиляционной сети, модели местных утечек воздуха, модель вентиляторов местного проветривания, модели регуляторов расхода воздуха, входы которых соединены с входом модели вентиляторов местного проветривания и подключены к одному выводу

- дросселя модели участка Главной вентиляционной сети, выход каждой модели регуляторов расхода воздуха через дроссель соответствующей модели участков вентиляционной сети соединен с моделью датчика расхода воздуха, 10 о т л и. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности моделирования, модель вентилятора главного проветривания и каждая модель регуляторов расхода воздуха состоит из транзистора, М интегратора, порогового элемента и ограничи-. тельного диоДа, причем эмитгер транзистора через ограничительный диод соединен с базой, подключенной к выходу интегратора, соединенному с пороговым элементом, а вход интегратора является одним из входов устройства, эмиттер транзистора модели вентилятора главного проветривания подключен к катодам двух разделительных диодов, анод одного из которых является входом устройства, а анод другого соединен с общей шиной, коллектор транзистора модели вентилятора главного проветривания через последовательно соединенные ограничительные диод и резистор соединен с другим входом дросселя

30 модели участка главной вентиляционной сети, а модели датчиков расхода воздуха выполнены каждая в виде усилителя постоянного тока, в обратную связь которого подключены параллельно, резистор и конденсатор, выходы усилителей являются выходами устройства, а вход каждого усилителя соединен с другим выводом дросселя соответствующей модели участка местной вентиляционной сети, модели местных утечек воздуха выполнены в виде резисторов, одни выводы которых подключены к эмиттерам, а другие выводык коллекторам транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 258742, кл. G 06 G 7/48, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР N 260976, кл. G 06 G 7/48, 1968.. 942060

Составитель И. Лебедев

Редактор Н. Гришанова Техред Е. Харитончик Корректор E.Pîøêî, Заказ 4843/41 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уя. Проектная, 4