Описание узлов устройства УКС

Источник питания ИП

Источник питания состоит из двух каналов напряжения постоянного тока: ±9В и 24В.

Первый канал содержит обмотку II Т2, выпрямительный мост VD17, фильтрующий конденсатор С24 и стабилизатор на элементах R46, R47, С25, С26, VT10, VT11, VD19, VD20.

Второй канал содержит обмотку II Т2, диод VD18 и фильтрующий конденсатор С23.

Пульсирующее напряжение для управление для управления транзистором VT3 узла Кус берется с обмотки II.

Искробезопасное напряжение питания узла УАО снимается с обмотки III трансформатора Т2.

Входной узел ВУ

Входной узел содержит полупроводниковый мост на диодах VD1...VD4 для получения пульсирующего  напряжения удвоенной частоты и искрозащиты цепей датчика ДС и разделительный трансформатор Т1.

Преобразователь ПР

Преобразователь ПР преобразует переменный сигнал датчика ДС в постоянное напряжение, величина которого пропорциональна частоте этого сигнала.

Он содержит диоды VD6...VD8 транзисторы VT1, VT2, резисторы R1...R4, конденсаторы С1...С10, переключатель XT и кнопку S1 «проверка».

Транзисторы VT1 и VT2 работают в режиме электронного ключа. Набор конденсаторов C1...C8 предназначен для выбора с помощью переключателя ХТ поддиапазона контролируемых скоростей ленты. Положения переключателя ХТ приведены в таблице 3.

При отсутствии сигнала датчика ДС транзистор VT1 закрыт, VT2 открыт, конденсаторы С1, С2 разряжены, напряжение на С10 отсутствует. После поступления сигнала датчика (включения конвейера) на базу VT1 через входной узел ВУ начнут поступать сигналы ДС с частотой, пропорциональной скорости движения ленты. С частотой сигнала открывается транзистор VT1 и происходит заряд конденсаторов С1, С2. Зарядным током этих конденсаторов заряжается интегрирующая емкость С10. При открытом состоянии VT2 конденсаторы С1, С2 разряжаются. Затем цикл заряда-разряда повторяется. Количество энергии для заряда конденсаторов С1, С2 (также и С10) в течение одного цикла постоянно. Поэтому напряжение на конденсаторе С10 будет пропорционально только частоте сигнала датчика, а, следовательно, и скорости ленты.

Коммутатор уровней сравнения КУС

Коммутатор КУС содержит диод VD9, резисторы R12...R18, транзистор VT3, конденсатор С12 и кнопку S3.

Коммутатор КУС формирует сигнала в виде двух фиксированных (заданных) уровней опорного Uon напряжения. При этом уровень опорного напряжения меняется с частотой включения транзистора VT3 (50Гц). Верхний уровень опорного напряжения Uon (VT3 закрыт) соответствует номинальной скорости ленты ленточного конвейера (1,0 Uн), нижний уровень напряжения (VT3 открыт) пропорционален скорости ленты 0,76Uн.

Рисунок 3 - Диаграмма напряжений

Uon - уровень опорного напряжения; Uвх - уровень входного напряжения (на входе усилителя D); Uв- уровень выходного напряжения (на выходе усилителя D); Uн - номинальная скорость ленты конвейера; U1,0Vн, U0,97Vн, U0,75Vн - уровни напряжения, соответствующие скоростям 1,0Vн, 0,97Vн, 0,75Vн ленты конвейера.

Узел настройки УН

Узел настройки УН на номинальную скорость ленточного конвейера содержит резисторы R5...R11, конденсатор С11 и контакт S2.1 и тумблера S2.

Резистор R5 предназначен для установки напряжения фактической скорости, близкого к верхнему опорному уровню. Резистором R11* и конденсатором С11 сглаживается пульсация напряжения.

Узел сравнения УС (компаратор)

Узел УС выполнен на операционном усилителе D и содержит, кроме него, конденсаторы С13...С17, резисторы R19...R25 и транзистор VT4. Напряжение сигнала, пропорциональное скорости конвейера Uвх, подается на неинвертирующей вход 5 усилителя D и сравнивается с напряжением опорных уровней Uon поступающих на инвертирующей вход 4.

Результат сравнения в виде напряжения Uв снимается с выхода 10.

Диаграмма входных напряжения Uвх, Uon и выходного Uв на усилителе D в различных режимах работы представлена на диаграмме напряжений.

При настройке с помощью резистора R5 на входе 5 усилителя D устанавливается напряжение Uвх.

Особенность работы компаратора заключается в следующем:

• когда уровень сигнала фактической скорости Uвх находится между заданными уровнями опорного напряжения на выходе 10 усилителя D и транзисторе VT4, будет переменное напряжение;
• если Uвх превышает верхней уровень Uon или становится меньше нижнего уровня, то на выходе 10 усилителя и транзистора VT4 будет постоянное напряжение Uв соответственно высокого или низкого уровней.

При контроле работы ленточного конвейера Uвх с помощью резистора R5 устанавливается близким к верхнему опорному уровню (в зоне 0,97-1,0 Uн при нажатой кнопке S3). На выходе компаратора в этом случае переменный сигнал и исполнительное реле К1 включено. При отпущенной кнопке S3, как видно из графика Диаграммы напряжений, контролируемая зона скоростей увеличивается и равна 0,75-1,0 Uн.

Выходной блок ВБ

Выходной блок ВБ предназначен для:

• усиления выходного сигнала устройства сравнения УС;
• включение (отключения) выходного реле К1;
• обеспечения выдержки времени на включение выходного реле К1 после размыкания контакта КМ;
• обеспечения времени на отключение после исчезновения сигнала на выходе устройства сравнения УС;
• индикация наличия напряжения питания, состояния реле К1 и К2.

Выходной блок содержит резисторы R25...R45, конденсаторC18...C22, стабилитрон VD10, диоды VD11...VD13, транзисторVT5...VT9, светодиоды VD14...VD16, реле К1, контакт S2.2 тумблера S2.

Выдержка времени на включение обеспечивается времязадающим узлом на элементах R26, R27, R29, C19 и VT5. Времязадающий узел обеспечивает выдержку времени на включение лишь в том случае, когда к зажимам 12, 13 аппарата КС подключен размыкающий контакт КМ. В этом случае транзистор VT3 открыт и его коллектор-эмиттерный переход шунтирует выходной сигнал устройства сравнения УС. После размыкания контакта КМ транзистор VT5 закрывается с выдержкой времени 2-6с, определяемой временем разряда емкости С19, после чего становится возможным включение реле К1 (КМ – контакт пускателя).

Регулируемая выдержка времени на отключение обеспечивается включением ко входу усилителя на транзисторах VT6...VT8 времязадающей цепочки на элементах С20, С21, R31.

Индикация настройки выполнена на светодиоде VD15.

Транзисторный ключ VT9 управляется выходным сигналом устройства сравнения УС.

Узел аварийного отключения УАО

Узел УАО (Схема структурная) содержит искробезопасную обмотку III трансформатора Т2, реле К2, конденсатор С28 и концевой диод VD21. Узел УАО работает следующим образом: в исходном состоянии через реле К2, концевой диод VD21 и замкнутые контакты выключателей КТВ, включенные в линию аварийного отключения конвейера, протекает постоянно ток, в результате чего реле К2 находится во включенном состоянии и его переключающий контакт подключает коллектор транзистора VT8 к обмотке реле К1.

При размыкании контакта выключателя КТВ разрывается цепь питания реле К2. Его переключающий контакт отключает коллектор транзистора VT8 от обмотки реле К1. Реле К1 отключается и, в свою очередь, выдает сигнал на отключение привода контролируемого конвейера. Светодиод VD15 при этом гаснет.

После отключения реле К2 его контакт подключает светодиод VD14 к минусовому полюсу источника питания и он продолжает светиться.

При коротком замыкании в линии аварийного отключения конвейера реле К2 отключается и дальнейшее изменение состояния аппарата КС аналогично размыканию контакта КТВ.

Работа устройства в режиме контроля скорости движения ленты ленточного конвейера.

Коммутационный элементы схемы должны находиться в следующих положения: переключатель ХТ - в положении 1...5, тумблер S2 - в положении Л (ленточный), контакт КМ в схему не включен.

При отсутствии сигнала датчика ДС (конвейер не включен) транзистор VT1 закрыт, а VT2 открыт, напряжение на С10, С11 и, следовательно, на входе 5 усилителя D отсутствует, на выходе 10 напряжение, близкое к нулю (относительно точки 9В). Реле К1 отключено, светодиоды VD14 и VD15 не светятся.

Поворотом оси резистора R5 «настройка» по часовой стрелке в крайнее положение устанавливают на входе 5 усилителя D максимальный сигнал Uвх.

Запускают конвейер.

После разгона конвейера светодиод VD15 «настройка» начинает ярко светиться, так как на выходе 10 усилителя D появляется постоянное напряжение высокого уровня, которое через транзистор VT4, резистор R25 и стабилитрон VD10 поступает на базу транзистора VT9.

Нажатием кнопки S3 «настройка» устанавливают на коммутаторе КУС нижний уровень опорного напряжения, соответствующий 0,97Uн. Одновременно медленным вращением оси резистора R5 против часовой стрелки уменьшают величину сигнала Uвх до величины напряжения, лежащей в пределах между верхним и нижним опорными уровнями, т.е. между скоростями 1,0 Uн и 0,97 Uн. В это время на выходе 10 усилителя D и эмиттере транзистора VT4 появляется напряжение переменного тока, который через резистор R25, конденсатор С18 (постоянный сигнал через конденсатор С18  не проходит), резистор R30, диод VD12 и резисторы R31, R32 подается на вход усилителя на транзисторах VT6...VT8. Включается реле К1, светодиод VD14 начинает светиться, яркость свечения светодиода VD15 уменьшается, так как он периодически гаснет с частотой напряжения Uв. Затем отпускают кнопку S3 «настройка» и вращением оси резистора R31 устанавливают необходимую выдержку времени на отключение. После этого осуществляется проверка. Проверка преследует цель убедиться в отключении реле при снижении скорости ленты на 25%. Напряжение фактической скорости Uвх, подаваемое на вход 5 усилителя D, пропорционально частоте сигнала и разности напряжений, прикладываемых к конденсаторам С1, С2 в момент заряда и разряда. Проверка выполняется путем снижения на 25% перепада прикладываемых напряжений при заряде-разряде конденсаторов С1, С2, что эквивалентно снижению частоты (скорости) на 25%.

При нажатии кнопки S1 «проверка» расшунтируется резистор R3. Благодаря этому, полупериоды разряда конденсаторов С1, С2 (когда открыт VT2) образуется делитель напряжения R2-R3 и разряд емкости происходит не до нуля. За счет этого импульсы энергии при последующих зарядах С1, С2 оказывается соответственно меньшими. Поэтому напряжение Uвх на входе 5 усилителя D пропорционально падает и становится меньше нижнего опорного уровня. При этом гаснет светодиод VD15 (красный) и с выдержкой времени на отключение - светодиод VD14 (зеленый). Реле отключается. Настройка закончена.

Работа устройства в режиме контроля движения скребковой цепи конвейера.

Коммутационные элементы схемы должный находиться в следующих положениях: переключатель ХТ - в положении 6, тумблер S2 - в положении С (скребковый), в схему включен контакт КМ, если требуется задержка на срабатывание исполнительного реле К1.

При отсутствии сигнала ДС (конвейер не включен) транзистор VT1 закрыт, а VT2 открыт, напряжение на С10 и С11 и, следовательно, на входе 5 усилителя D отсутствует, на выходе 10 этого усилителя и транзистора VT4 напряжение низкое. Вследствие этого реле К1 отключено, светодиоды VD14 и VD15 не светятся.

Вращением оси переменного резистора R31 «время» против часовой стрелки до упора устанавливают минимальную выдержку времени в выходном блоке на отключение выходного реле К1.

Для настройки устройства запускается конвейер.

После разгона конвейера (механизма) светодиод VD15 «настройка» начинает ярко светиться, так как от импульсов датчика на выходе 10 усилителя D появляется большое положительное напряжение, которое через транзистор VT4, резистор R25 и стабилитрон VD10 поступает на базу транзистора VT9.

Одновременно включается реле К1 и начинает светиться светодиод VD14, так как положительное напряжение с выхода 10 усилителя D через VT4, R25, S2.2, VD12, R31 и R32 подается на вход усилителя на транзисторах VT6...VT8.

В паузах между импульсами сигналов датчика ДС за счет избыточного на конденсаторе С11 напряжения (его величина больше, чем напряжение верхнего опорного уровня напряжения коммутатора КУС) получается выдержка времени на отключение реле К1. До разряда емкости С11 ниже величины напряжения нижнего опорного уровня на выходе 10 усилителя D будет либо постоянное положительное, либо переменное напряжение и реле К1 будет включено.

При настройке на минимальную необходимую выдержку времени отключения светодиод VD15 используется, как индикатор. Вначале медленным вращением оси резистора R5 против часовой стрелки выдержка уменьшается до появления мигания светодиода. Затем небольшим поворотом оси резистора R5 в обратную сторону исключается это мигание.

Процесс настройки закончен.

Если при редких импульсах датчика поворотом оси резистора R5 по часовой стрелке до упора нельзя избавиться от мигания светодиода VD15, то необходимо увеличить выдержку на отключение с помощью R31. Мигание светодиода не устранится, но исключится возможность отключения реле К1 в паузах между импульсами датчика.