PL194636B1

PL194636B1 - System for automatically controlling operation of shaft heaters

Info

Publication number: PL194636B1
Application number: PL338818A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Tytko; Krzysztof Mruzek
Original assignee: Kompania Weglowa Sa
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2007-06-29
Also published as: PL338818A1

Abstract

Układ automatycznego sterowania nagrzewnicami szybowymi podłączony do elektronicznych urządzeń do pomiaru temperatury, znamienny tym, że ma cewki sterujące kolejnych przekaźników elektromagnetycznych (P1), (P2) i (P3), włączone równolegle, odpowiednio pierwszą do styku zwiernego (1), urządzenia (E1), drugą do styku rozwiernego (2) urządzenia (E1) i styku zwiernego (3) urządzenia (E2) a trzecią do styku rozwiernego (4) urządzenia (E2), ponadto jeden styk zwierny (5) przekaźnika (P1) jest włączony do cewki sterującej przekaźnika czasowego (PC), a jego drugi styk zwierny (6) i oba styki zwierny (7) i rozwierny (8) przekaźnika (PC) są włączone szeregowo do obwodów załączających (Z1) i (Z2) i cewek sterujących przekaźników pomocniczych (P1a), (P1b), (P2a) i (P2b) kolejnych silników nagrzewnic, zaś styki rozwierne (9), (10), przekaźników (P2) i (P3) zostały włączone szeregowo w obwody podtrzymania systemów (S1) i (S2), a cewki przekaźników (P1a), (P1b), (P2a) i (P2b) są podłączone do obwodów zasilania przez swoje styki rozwierne (1a), (1b), (P1), (2a), (2b) i zwierne (3a), (3b), (4a), (4b), do obwodów podtrzymania (S1) i (S2), przy czym styk rozwierny (6b), przekaźnika (P2b) wchodzi do cewki sterującej przekaźnika (PC), a pomiędzy obwodami cewek przekaźników (P1a), (P1b), (P2a) i (P2b), zostały włączone zwierne styki (5a), (5b), (6a), poprzedzającego przekaźnika (P1a), (P1b) i (P2a).Automatic control system for shaft heaters connected to electronic temperature measuring devices, characterized in that it has control coils of subsequent electromagnetic relays (P1), (P2) and (P3), connected in parallel, respectively, the first one to the normally open contact (1) of the device (E1), the second one to the normally closed contact (2) of the device (E1) and the normally open contact (3) of the device (E2) and the third one to the normally closed contact (4) of the device (E2), furthermore one normally open contact (5) of the relay (P1) is connected to the control coil of the time relay (PC), and its second normally open contact (6) and both normally open (7) and normally closed (8) contacts of the relay (PC) are connected in series to the switching circuits (Z1) and (Z2) and the control coils of the auxiliary relays (P1a), (P1b), (P2a) and (P2b) of subsequent heater motors, and the normally closed contacts (9), (10), relays (P2) and (P3) have been connected in series to the holding circuits of systems (S1) and (S2), and the coils of relays (P1a), (P1b), (P2a) and (P2b) are connected to the power supply circuits via their normally closed contacts (1a), (1b), (P1), (2a), (2b) and normally open contacts (3a), (3b), (4a), (4b), to the holding circuits (S1) and (S2), wherein the normally closed contact (6b) of relay (P2b) enters the control coil of relay (PC), and between the coil circuits of relays (P1a), (P1b), (P2a) and (P2b), the normally open contacts (5a), (5b), (6a) of the preceding relay (P1a), (P1b) and (P2a) have been connected.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ automatycznego sterowania nagrzewnicami szybowymi, stosowany zwłaszcza do regulacji temperatury powietrza kopalnianego w szybach.The subject of the invention is an automatic control system for shaft heaters, used in particular to regulate the mine air temperature in shafts.

Znane jest elektroniczne urządzenie do pomiaru temperatury, stosowane w układach sygnalizacji i sterowania nagrzewnicami szybowymi, umieszczone poza szybem i połączone z czujnikiem temperatury, zabudowanym w szybie, zawierającym termistor oraz głowicę przyłączeniową. Urządzenie składa się z, zasilacza zawierającego transformator sieciowy i prostownik z filtrującym kondensatorem, członu elektronicznego zabudowanego z mostka pomiarowego, wzmacniaczy operacyjnych i tranzystorów, oraz diod świecących sygnalizacji optycznej.An electronic temperature measuring device is known, used in signaling and control systems for shaft heaters, located outside the shaft and connected to a temperature sensor built into the shaft, containing a thermistor and a connection head. The device consists of a power supply containing a network transformer and a rectifier with a filtering capacitor, an electronic module built from a measuring bridge, operational amplifiers and transistors, and optical signaling LEDs.

Urządzenie to zapewnia uzyskanie pełnej informacji o temperaturze powietrza panującej w szybie, natomiast jej korygowanie poza dolne i górne progi wymaga ręcznego sterowania. Polega ono na uruchamianiu lub zatrzymywaniu przez operatora części nagrzewnic. Jest to nie tylko kłopotliwe ale również niebezpieczne, szczególnie przy dużych dobowych wahaniach temperatury, kiedy to nieuwaga operatora mogła doprowadzić do zalodzenia szybu i zatrzymania wyciągów szybowych lub nadmiernego przegrzania szybu, powodując zaburzenia w przepływie powietrza kopalnianego.This device provides complete information on the air temperature in the pane, while its correction beyond the lower and upper thresholds requires manual control. It consists in starting or stopping some of the heaters by the operator. It is not only troublesome but also dangerous, especially in the case of large daily temperature fluctuations, when the operator's inattention could lead to icing of the shaft and stopping the shaft hoists or overheating the shaft, causing disturbances in the mine air flow.

Układ automatycznego sterowania nagrzewnicami szybowymi, podłączony do elektronicznych urządzeń do pomiaru temperatury, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma cewki sterujące kolejnych przekaźników elektromagnetycznych włączone równolegle, odpowiednio pierwszą do styków zwiernego pierwszego urządzenia, drugą do styku rozwiernego pierwszego i styku zwiernego drugiego urządzenia, a trzecią do styku rozwiernego drugiego urządzenia, ponadto jeden styk zwierny pierwszego przekaźnika jest włączony do cewki sterującej przekaźnika czasowego, a drugi styk zwierny i oba styki zwierny i rozwierny przekaźnika czasowego, są włączone szeregowo do obwodów załączających i cewek sterujących przekaźników pomocniczych kolejnych silników nagrzewnic. Styki rozwierne dalszych przekaźników zostały włączone w obwody podtrzymania dwóch systemów, zaś cewki sterujące przekaźników pomocniczych są podłączone do obwodów zasilania przez swoje styki rozwierne i do obwodów podtrzymania poprzez styki zwierne, przy czym styk rozwierny ostatniego przekaźnika pomocniczego wchodzi do cewki sterującej przekaźnika czasowego, a pomiędzy obwodami cewek sterujących kolejnych przekaźników pomocniczych zostały włączone styki zwierne poprzedzającego przekaźnika pomocniczego.The automatic control system for shaft heaters, connected to electronic temperature measuring devices, according to the invention is characterized in that it has control coils of successive electromagnetic relays connected in parallel, first to the normally open contacts of the first device, the second to the normally open contact of the first device and the normally open contact of the second device, the third to the normally closed contact of the second device, moreover, one normally open contact of the first relay is connected to the control coil of the timer, and the second normally open contact and both normally open and normally closed contacts of the timer are connected in series to the switching circuits and control coils of the auxiliary relays of the successive heater motors. The break contacts of the further relays are connected to the holding circuits of the two systems, and the control coils of the auxiliary relays are connected to the supply circuits through their break contacts and to the holding circuits through the make contacts, with the break contact of the last auxiliary relay entering the control coil of the timer and between circuit of the control coils of successive auxiliary relays, the closing contacts of the preceding auxiliary relay were switched on.

Układ automatycznego sterowania nagrzewnicami szybowymi, według wynalazku, pozwala na kontrolowane załączanie i wyłączanie części nagrzewnic w szybie a tym samym ograniczania zużycia energii elektrycznej. Ponadto umożliwia utrzymywanie założonych progów stabilizowanej temperatury i przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa używania nagrzewnic w szybie.The automatic control system for shaft heaters, according to the invention, allows for controlled switching on and off of some of the heaters in the shaft, thus reducing electricity consumption. In addition, it allows you to maintain the assumed thresholds of stabilized temperature and contributes to increasing the safety of using the heaters in the shaft.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy zasilania układu sterowania, fig. 2 - schemat zasilania urządzeń do pomiaru temperatury, fig. 3 -schemat podukładu do identyfikacji temperatury, fig. 4 - podukład rozruchowy nagrzewnic a fig. 5 pokazuje charakterystykę pracy układu sterowania.The subject matter of the invention in the exemplary embodiments is reproduced in the drawing, in which Fig. 1 shows a schematic diagram of the control system power supply, Fig. 2 - power supply diagram for temperature measurement devices, Fig. 3 - temperature identification subsystem diagram, Fig. 4 - start-up subsystem of heaters and Fig. 5 shows the operating characteristic of the control system.

W szybie, w strefie występowania najniższej temperatury, najlepiej na głębokości równej czterokrotnej średnicy szybu, zostały zabudowane dwa czujniki temperatury, połączone z osobnymi elektronicznymi urządzeniami do pomiaru temperatury E1, E2 umieszczonymi na powierzchni. Urządzenia E1 i E2, zasilane z sieci 220 V, zaopatrzone w ręczny wyłącznik W i zabezpieczający bezpiecznik Ł, mają podłączone równolegle obwody cewek sterujących przekaźników elektromagnetycznych P1, P2 i P3, tworzących podukład identyfikacji temperatury. Cewka przekaźnika P1 jest podłączona do styku zwiernego i urządzenia E1, cewka przekaźnika P2 do styku rozwiernego 2 urządzenia E1 i styku zwiernego 3 urządzenia E2, zaś cewka przekaźnika P3 do styku rozwiernego 4 urządzenia E2.In the shaft, in the area where the lowest temperature occurs, preferably at a depth equal to four times the shaft diameter, two temperature sensors were installed, connected with separate electronic temperature measuring devices E1, E2 located on the surface. The devices E1 and E2, powered from the 220 V mains, equipped with a manual switch W and a protective fuse Ł, have parallel circuits of the control coils of electromagnetic relays P1, P2 and P3, forming the temperature identification subsystem. The coil of the P1 relay is connected to the normally open contact and device E1, the relay coil P2 to the normally closed contact 2 of E1 and the normally open contact 3 of E2, and the relay coil P3 to the normally closed contact 4 of E2.

Jeden styk zwierny 5 przekaźnika P1 jest dołączony do cewki sterującej przekaźnika czasowego PC podukładu rozruchowego nagrzewnic, zawierającego przekaźnik kontroli napięcia sterującego PN. Drugi styk zwierny 6 przekaźnika P1, wraz z stykami zwiernym 7 i rozwiernym 8, przekaźnika PC został włączony szeregowo do obwodów załączających Z1, Z2 i cewek sterujących przekaźników pomocniczych P1a, P1b, P2a i P2b, kolejnych silników nagrzewnic. Zaś styki rozwierne 9, 10 przekaźników P2 i P3 są włączone szeregowo w obwody podtrzymania systemów S1 i S2. Cewki przekaźników P1a, P1b, P2a i P2b zostały podłączone do obwodów zasilania 220 V przez swoje styki rozwierne 1a, 1b, 2a, 2b i do obwodów podtrzymania S1 i S2, poprzez swoje styki zwierne 3a, 3b, 4a, 4b, przy czym styk rozwierny 6b przekaźnika P2b wchodzi do cewki sterującej przekaźnika PC. Pomiędzy obwodami cewek sterujących kolejnych przekaźników P1a, P1b, P2a i P2b zostały włączone stykiOne make contact 5 of the relay P1 is connected to the control coil of the timer PC of the starting subsystem of the heaters, including the control voltage control relay PN. The second normally open contact 6 of the P1 relay, together with the 7 normally open and 8 normally closed contacts of the PC relay, was connected in series to the switching circuits Z1, Z2 and the control coils of the auxiliary relays P1a, P1b, P2a and P2b, of the subsequent heater motors. And the break contacts 9, 10 of relays P2 and P3 are connected in series in the holding circuits of the S1 and S2 systems. The coils of the relays P1a, P1b, P2a and P2b were connected to the 220 V supply circuits through their break contacts 1a, 1b, 2a, 2b and to the holding circuits S1 and S2 through their make contacts 3a, 3b, 4a, 4b, the contact being break 6b of relay P2b enters the control coil of relay PC. Between the circuits of the control coils of successive relays P1a, P1b, P2a and P2b the contacts were switched on

PL 194 636 B1 zwierne 5a, 5b, 6a, poprzedzającego przekaźnika P1a, P1b i P2a. Ponadto styki zwierne 5a, 5b, 6a, przekaźników P1a, P1b, P2a i P2b włączone są w obwody sterowania silników kolejnych nagrzewnic.NOs 5a, 5b, 6a, upstream of the relay P1a, P1b and P2a. Moreover, the NO contacts 5a, 5b, 6a, the relays P1a, P1b, P2a and P2b are connected to the control circuits of the motors of successive heaters.

Uruchomienie układu sterowania następuje po obniżeniu dolnego progu temperatury, stanowiącego temperaturę stabilną pierwszą Tstab.1. nastawioną w urządzeniu E1 przykładowo na 3°C. Jego zamykający się styk 1, powoduje wysterowanie przekaźnika P1 i zamknięcie styku 5 w obwodzie przekaźnika PC, jego wysterowanie i zamknięcie styku 6 w obwodach Z1 i Z2. Wysterowany przekaźnik PC zaczyna odmierzanie zaprogramowanego czasu, przykładowo 10 min., po którym przełącza styki 7, 8 w obwodach Z1 i Z2. Zwarcie styku 7, powoduje podanie napięcia sterującego na cewkę przekaźnika P1a, jego wysterowanie i włączenie się stykiem 3a do obwodu S1, a stykiem 1a, rozłączenie się z obwodem Z1, oraz stykiem 5a włączenie się w obwód Z2 przekaźnika P1b.The control system is activated after the lower temperature threshold is lowered, which is the first stable temperature Tstab. 1. on the E1, for example 3 ° C. Its closing contact 1 causes the activation of the P1 relay and the closing of the contact 5 in the relay PC circuit, its activation and the closure of the contact 6 in the Z1 and Z2 circuits. The activated PC relay starts the countdown of the programmed time, for example 10 minutes, after which it switches the contacts 7, 8 in the Z1 and Z2 circuits. The short-circuit of contact 7 causes the supply of the control voltage to the coil of the P1a relay, its activation and switching on with the contact 3a to the S1 circuit, and with the contact 1a, disconnection with the Z1 circuit, and with the contact 5a switching on the Z2 circuit of the P1b relay.

Po wysterowaniu przekaźnika P1a, przekaźnika PC odmierza dalsze 10 min., po których następuje przegrupowanie jego styków 7, 8. Rozwarcie styku 7 i zwarcie styku 8 powoduje podanie napięcia do obwodu Z2 i wysterowanie przekaźnika P1b. Opisany cykl załączania nagrzewnic powtarza się aż do momentu występowania ostatniego przekaźnika, przykładowo P2b, który swoim stykiem 6b, rozłącza obwód przekaźnika PC, powodując zatrzymanie rozruchu.After the P1a relay is actuated, the PC relay measures another 10 minutes, after which its contacts 7, 8 are rearranged. Opening the contact 7 and closing the contact 8 causes supplying voltage to the Z2 circuit and actuating the P1b relay. The described heaters switching cycle is repeated until the last relay is present, for example P2b, which with its contact 6b disconnects the PC relay circuit, causing the start-up stop.

Jeżeli w trakcie rozruchu temperatura wzrośnie do Tstab.1, to rozwiera się styk 1, w obwodzie przekaźnika P1 powodując jego wyłączenie oraz styk 5 w obwodzie przekaźnika PC powodując przerwanie rozruchu nagrzewnic.If, during the start-up, the temperature rises to Tstab.1, then the contact 1 opens in the P1 relay circuit, which causes its switching off, and the contact 5 in the relay PC circuit, which interrupts the start-up of the heaters.

Dalszy wzrost temperatury wywołuje przegrupowanie styku 2 i wysterowanie przekaźnika P2, który stykiem 10 odłącza napięcie obwodu podtrzymywania S2, powodując wyłączenie części nagrzewnic.A further increase in temperature causes the rearrangement of the contact 2 and activation of the relay P2, which disconnects the voltage of the holding circuit S2 with the contact 10, causing the switching off of some of the heaters.

Jeszcze większy wzrost temperatury powyżej górnego progu, stanowiącego temperaturę stabilna drugą Tstab.2, nastawioną w urządzeniu E2 przykładowo na 7°C, powoduje wysterowanie przekaźnika P3, który swoim stykiem 9 załącza obwód podtrzymania S1, powodując wyłączenie pozostałych nagrzewnic.An even greater increase in temperature above the upper threshold, which is the second stable temperature Tstab.2, set in the device E2, for example at 7 ° C, activates the relay P3, which with its contact 9 switches on the holding circuit S1, causing the other heaters to switch off.

Ponowne rozpoczęcie rozruchu zacznie się dopiero po opadnięciu temperatury poniżej dolnego progu Tstab.1.Restart the start-up only after the temperature drops below the lower threshold Tstab. 1.

Claims

The automatic control system for shaft heaters connected to electronic temperature measuring devices, characterized by the fact that it has control coils for successive electromagnetic relays (P1), (P2) and (P3), connected in parallel, respectively the first to the normally open contact (1) of the device (E1) ), the second to the break contact (2) of the device (E1) and the make contact (3) of the device (E2) and the third to the break contact (4) of the device (E2), moreover, one make contact (5) of the relay (P1) is connected to the timer relay control coil (PC) and its other make contact (6) and both the normally open (7) and normally closed (8) contacts of the relay (PC) are connected in series to the switching circuits (Z1) and (Z2) and the auxiliary relays control coils (P1a), (P1b), (P2a) and (P2b) of successive heater motors, and the break contacts (9), (10), relays (P2) and (P3) were connected in series in the systems support circuits (S1) and ( S2), and the coils of the relays (P1a), (P1b), (P2a) and (P2b) are connected to the circuits power through its break contacts (1a), (1b), (P1), (2a), (2b) and make contacts (3a), (3b), (4a), (4b), to the holding circuits (S1) and ( S2), the break contact (6b) of the relay (P2b) enters the control coil of the relay (PC), and between the coil circuits of the relays (P1a), (P1b), (P2a) and (P2b), the make contacts ( 5a), (5b), (6a), the upstream relay (P1a), (P1b) and (P2a).