Нахождение значения емкостис помощью балансного метода

Министерство образования и науки Украины Донецкий национальный технический университет Кафедра ГЭА им. Лейбова КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Тема: ПЗ Выполнил студент гр. ИП РадиоСофт, с, Ерохин И. Задание приняла на выполнение Задума С. Цель работы — разработка устройства весовой загрузки скипа для увеличения производительности данной установки и предприятия в целом, а также улучшения технико-экономических показателей.

Проведен анализ существующих методов измерения и впоследствии выбран наиболее подходящий метод измерения контролируемого параметра с учетом его достоинств и недостатков. Разработаны структурная и функциональная схемы устройства, принципиальная электрическая схема, печатная плата и алгоритм функционирования устройства загрузки скипа по весу. Являясь транспортом с канатной тягой, подъем относится к дискретному прерывному виду транспорта, когда доставка груза в конкретный пункт осуществляется порциями лимитированного объема по массе [1].

Перегрузка данного транспорта приводит к уменьшению срока службы каната и всей установки в целом, недогруз же снижает эффективность данного транспорта. Поэтому невозможно переоценить значение автоматизации этого объекта для горной промышленности. Современные средства автоматизации позволяют повысить надежность и долговечность оборудования, увеличить производительность, уменьшить расход энергии, оптимально отрабатывать заданную диаграмму скорости без аварийных бросков тока и момента привода, разрушающе действующих на оборудование подъема, обеспечить полный контроль за всеми необходимыми параметрами, влияющими на рабочее состояние установки, и соответствующую реакцию на их изменения.

Наиболее рациональными с этой точки зрения являются многоконтурные системы с подчиненным регулированием параметров. Такие системы предусматривают разнообразные обратные связи, позволяющие отслеживать анормальные изменения контролируемых параметров и вести управление в соответствии с полученной информацией.

Обратные связи предусматривают наличие устройств, преобразующие контролируемый параметр в сигнал, используемый в системе управления. Обратной связью в данном случае будет вес скипа с горной массой В системе управления шахтной подъемной установкой вес является одним из главных параметров.

Поэтому к точности воспроизведения веса предъявляются соответствующие требования. Преобразователь должен иметь линейную характеристику, насколько возможно меньшую погрешность воспроизведения веса, обладать определенным быстродействием. Как видно из схемы, при работе двигателя вращаются сидящие на одном валу барабаны 8 подъёмной машины. При этом при вращении барабанов по часовой стрелке подходящий к барабану сверху канат, на котором подвешена нижняя клеть 11, будет навиваться на барабан, а другой, идущий от барабана снизу канат, на котором подвешена верхняя клеть 5, будет свиваться с барабана.

Таким образом клеть 11 будет подыматься, а клеть 5-опускаться. На подъёмных машинах применяются электродвигатели мощностью до квт и более. Асинхронные электродвигатели переменного тока получили распространение на скиповых Ш.

При больших мощностях подъёма обычно используются электродвигатели постоянного тока. Оcобое место среди установок шахтного подъёма занимают многоканатные подъёмные машины. Разница заключается в том, что в одноканатных подъёмных установках со шкивами трения подъёмные сосуды крепят к одному канату, перекинутому через шкив трения подъёмной машины, а в многоканатных установках — к нескольким канатам, перекинутым через общий многоручейный шкив трения.

Применение нескольких канатов вместо одного ведет к значительному уменьшению диаметра приводного шкива машины, к упрощению или полному упразднению редукторов, уменьшается также и общая масса машины, а, следовательно, и стоимость.

Многоканатные машины применяют для двухскиповых или двухклетевых подъёмов, а также для однососудных подъёмов с противовесом, применяемых, в частности, при одновременном обслуживании нескольких горизонтов. При этом упрощается схема автоматизации, уменьшается влияние вытяжки канатов на работу подъёма и повышается запас на нескольжение канатов по приводным шкивам, что особенно важно для шахт небольшой глубины. Многоканатные машины устанавливают на башенных копрах, сооружаемых непосредственно над стволами шахт.

Многоканатные подъёмные машины наиболее широко применяются в Украине, России, Швеции, Германии, Англии, Канаде и Южной Африке. Техническая характеристика и устройство машин в разных странах существенно различаются.

Некоторые отдельные многоканатные подъёмные машины имеют оригинальные узлы и компоновку, учитывающие осбенности конкретной шахты. Остановимся на автоматизации многоканатной скиповой установки как наиболее распространенной подъемной установке. Обобщённая структурная схема автоматизированного контроля веса горной массы в скип представлена на рисунке 1. Внедрение автоматизированной системы позволит решить следующие задачи: Особенностью проекта можно назвать работу системы в экстремальных условиях, для которых характерны: Информация о загрузке подается на аппарат, и при полной загрузке скипа дается команда на закрытие шибера Ш.

Информация о полной загрузке скипа подается на пульт горного диспетчера ПГД. Оборудование для объемного дозирования проще по устройству, но точность его работы ниже, чем у весовых дозаторов, так как в этом случае сказывается влияние изменения плотности материала. Блоки контроля весовой загрузки Среди существующих решений выделим блок КДС и КРС.

Комплекс аппратуры КДС[3] Предназначен для автоматизации загрузки по весу дозирующих устройств скиповых шахтных подъемных установок и применяется в комплекте с загрузочными устройствами, оборудованными промежуточными бункерами-дозаторами с питателями любого типа. Комплекс состоит из двух чувствительных элементов ДДС с тензоизмерительным датчиком ТПА и электронный блок АДС, в который входит линейный усилитель сигналов тензодатчика и пороговое устройство с регулируемыми уставками срабатывания и отпускания реле Рисунок 2.

Питание моста -от двухступенчатого параметрического стабилизатора. Усилитель преобразования состоит из магнитного и транзисторного каскада. Магнитный выполнен по двухтактной двухполупериодной схеме с глубоким насыщением и положительной ОС, обеспечивая гальваническую развязку входных и выходных цепей в прямом тракте преобразования.

Отрицательная ОС в преобразователе выполнена также с помощью магнитного усилителя для обеспечения гальванической развязки входных и выходных цепей. Она обеспечивает получение стабильных характеристик преобразователя.

В качестве порогового устройства использован нуль-орган на базе балансного диодно-регенеративного компаратора с регулируемым сигналом на опорном входе. Питание схемы- от силового трансформатора. Комплекс снабжен элементами верхнего и нижнего уровней срабатывания, сигнальными лампочками и индикаторами степени загрузки дозировочных бункеров, устройством контроля целостности линий связи, которые облегчают оценку состояния комплекса и его работоспособности.

Работа схемы При загрузке скипа наступает разбаланс моста датчиков ВЭ1, ВЭ2. Сигнал поступает на усилитель ЛУН1,2, далее -на релейный усилитель мощности РУМ транзистор Т1 и каскады усиления на транзисторах Т2, Т3.

Потенциометром R14 на опорном входе компаратора Диод Д1 устанавливается уровень напряжения- уставка срабатывания устройства. На диод Д2 подается сигнал с тензодатчика. При достижении номинальной нагрузки отрицательная ОС срабатывает, срывая колебания генератора ВЧ, транзистор Т3 открывается и включает реле Р1-отключение подачи угля.

Обратно реле возвращается при разгрузке бункера или снятии скипа с датчиков веса при его движении. Бесконтактный датчик загрузки разгрузки скипов КРС[4] Принцип работы этого устройства основан на контроле натяжения каната подъемной установки и бесконтактной передачи сигнала о загрузке в аппарат управления рисунок 2.

Чувствительный элемент-датчик веса на Ш- образном ферритовом сердечнике, прикрепленном к рессоре 1, и резонансной рамки 2 Рисунок 2.

Рессора хомутами крепится к канату у прицепного устройства скипа. Для передачи силы натяжения каната используется специальный упор на рессоре. Перепад прогиба при груженом и порожнем скипе лежит в пределах 1,,5 мм. На разгрузочных кривых устанавливается приемопередающая рамка 3из двух взаимно перпендикулярных катушек.

Катушки приемопередающей рамки подключаются к аппарату управления4. Электрическая принципиальная схема рисунок 2. Генератор собран по принципу преобразователя напряжения. Для получения искробезопасных параметров катушка А и выходная обмотка трансформатора Тр 1 шунтируются варикондами ВК. Переменный резистор R 3 подстраивает частоту. Катушка В подключается к усилителю с нагрузкой в виде реле Р. Трансформатор Тр 2 служит для гальванической развязки цепи источника питания. Температурная компенсация -за счет введения в схему терморезистора R 6.

Переменным резистором R 9 осуществляется регулирование величины сигнала на входе усилителя, зависящего от расстояния между приемопередающей и резонансной рамками. Работа схемы При отсутствии скипа в разгрузочных кривых ЭДС взаимоиндукции в рамках А и Б равна 0.

При подходе скипа на уровень разгрузки за счет прогиба рессоры общая индуктивность контура возрастает, и его колебания входят в резонанс с частотой генератора 6 кГц.

В резонансной рамке А наводится ЭДС. ЭДС, наводимая в Б, вызывает срабатывание реле Р. После разгрузки пргиб уменьшится, и колебания контура станут отличными от 6 кГц. Стоит отметить, что и для задачи загрузки можно слегка изменить алгоритм работы КРС, если изначально настроить генератор частоты на значение, соответствующее колебанию рессоры с нулевым прогибом например, 2 кГц.

Тогда пустой скип, приходя на загрузку, заставит рамку за счет нулевого прогиба Частота 2 кГц попасть в резонанс с генератором, и реле Р сработает, открыв шибер бункера-питателя. При загрузке скипа индуктивность за счет прогиба возрастет, а частота колебаний рессоры станет выше 2 кГц, что и обесточит связанное с шибером бункера реле Р.

Измерительный мост

Из перечисленных способов измерения веса можно выделить наиболее подходящий метод с использованием тензорезистора, который обладает малыми габаритами и массой, может быть установлен в различных местах для произведения измерения, высокой чувствительностью, позволяет проводить измерения на удалении для промышленного мониторинга [5].

Однако применим в нашем устройстве микроконтроллер фирмы Atmel с возможностью программирования различных функций. Это дает нам способность перепрограммирования и совершенствования устройства без изменения его структурной схемы. Расчет будет произведен для блока гальванической развязки, стабилизации тока.

Также наряду с алгоритмом будет приведена программа на ассемблере для данного устройства. Структурная схема связи устройства весовой загрузки с внешними устройствами представлена на рисунке 3. ДВ- датчик веса БСО- блок согласования входных сигналов МК-микроконтроллер БП- блок питания БСТ- блок стабилизации БВК- блок выводных контактов ПВИШ- пускатель двигателя электропривода шибера УТШ- устройство телемеханическое шахтное 3.

Для питания схемы предусмотрен выпрямитель Z, фильтр Z и стабилизатор STU. Для выдачи внешних сигналов используют выходные оптопары VU3, VU4 и подсветку HL, HL. Согласно разработанной структурной схеме составляем алгоритм работы устройства и описание принципа его работы. Алгоритм работы приведен на рисунке 3.

После подачи сырья срабатывают тензодатчики, сигнал с которых поступает на АЦП микроконтроллера. Затем определяется масса сырья в скипе при помощи программы АЦП, после чего сигнал поступает на один из светодиодов, которые сигнализируют о количестве сырья и аварийных ситуациях.

При полной загрузке скипа соответствующий сигнал может подаваться как на реле группового аппарата пускателя , так и на пост диспетчера через устройство телемеханическое шахтное. Разработка принципиальной электрической схемы устройства контроля веса 4. Для согласования с датчиками веса используется двухвходовой, операционный усилитель.

Таким образом, обеспечивается контроль веса в скипе и подается сигнал на вход микроконтроллера. Для выполнения основных функций управления используется микроконтроллер Atmel Mega В качестве индикации, сигнализирующей наличие сырья в скипе, используются светодиоды.

Принципиальная схема устройства контроля веса сырья в вагон-весах приведена на рисунке 4. Так как принципиальная схема данного устройства выполнениа в редакторе печатных схем P-CAD, не составляет особого труда создать лист связей в компонените P-CAD PCB.

Разработка устройства весовой дозировки скипа - файл n7.



Авторизация
Вход