DALE127G型回头铃信号系统加装水平位置和点数显示电路技术方法研究Word下载.docx
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技术方法研究
冀中能源峰峰集团**矿
DALE-127G型回头铃信号系统
摘要:
我矿***地区临时主上山绞车,回头铃系统传输信号坡中间有5个偏口,加坡底共六个水平。
绞车司机无法判断开车信号发自哪个水平,假如钩头和发信号位置不在同一水平,盲目开车,容易造成事故,咨询某矿六水平PLC信号传输要价数十万,且在此处极端潮湿的环境下使用,工作不稳定,故障率挺高,因自己曾改装过类似系统,到现场综合了解各种情况后,在原系统基础上加装了一套打铃水平位置显示和打铃点数显示电路,效果良好,工作稳定,即节约了大量资金,又解决了生产难题。
关键词:
加装信号显示装置
论文主题:
经过实地考察绘出原回头铃系统图,如图1所示,所用传输线为14×
1.5铠装电缆,而只用了其中三芯,备用11芯,这为改造创造了有利条件,因为车房要显示各打点水平位置,必须有各水平单独的传输线,需要再使用其中五根芯线。
改装后电路如图2所示;
图中在车房电铃两端并接127V继电器XZJ,电铃每响一次继电器闭合一次,其接点输出信号供点数显示电路数码管显示数字用。
原系统电铃一端电源线和公共线不改动和原电路一样,各水平打点按钮单独从车房供给,每根水平按钮线上,串接一只小电流互感器,当某水平打点按钮闭合时,电流互感器初级、次级中便感应一定电压,取出此电压用于打点水平位置显示用。
图一原回头铃系统电路
小电流互感器是此电路的关键,要根据电流大小选择初级线径,考虑对整体电路的影响,选择初级圈数,根据显示电路所需电压、电流大小决定次级圈数,本系统中,7只电铃和一只小继电器,实测每只电铃在127V电压中电流0.19A(小继电器可忽略不计)交流阻抗约670欧,7只电铃并联大约96欧姆,线路总长1000米,芯线截面1.5mm2.最上偏口距电源开关300米,整个网络平均阻抗超过100欧姆,现场实测总电流1.2A,互感器初级用0.6-0.7mm2线径即可,因电铃只在极短时间内才流过电流,线径可再减小一些,为尽量减少互感器对整个网路的影响,初级压降以不超过4至5V为原则。
本系统中用36V/6V、12W小型变压器改制,6V测线径为0.6mm2,满足要求,匝数55匝,拆除35匝后用作互感器初级,实测各水平轮流打点时,初级压降在4V左右,次级互感器输出大于12V的电压,可提供近300mA电流,经整流滤波后直接驱动,12V小型直流继电器,继电器两端可并接12V发光装置,触点可带动更大负荷。
整个互感器约消耗4W左右功率,对7个电铃近170W的功率相比影响不大。
图二改装回头铃系统主回路
图中J1、J2、J3、J4、J5、J6分别接到1-6水平互感器上,电铃数目减少时,换用6V或5V继电器。
上述电路能显示打点水平位置,但打点结束后,显示随即消失,如果司机精力不集中,很可能在未看到显示信号前,信号就已消失,为此,加装了打点水平位置显示保持电路,如图三所示。
图三打点水平位置显示保持电路
每个水平有一只自锁继电器C和保持继电器zb组成,当某水平互感器继电器J吸合后,继电器C经zb接点接通0V电源,C立即吸合,并利用本身一组已经闭合的常开点通过保持继电器常闭点完成自保,并一直持续下去,只要保持继电器不吸合,C就一直稳定在吸合状态用于显示信息,C线圈两端可并接12V发光装置,接点可推更大的负载,C吸合后,其余5个水平的保持继电器,通过二极管阵矩也经过C的自保线路全部吸合,5个继电器常闭点全部打开清除掉上一次保持的电路信息,6个保持继电器组成6选一互锁电路,只要本水平C吸合,其余5个水平Zb必定全部吸合,断开原来保持任一电路,而其余5个水平,任一C吸合时,本身Zb必定吸合,断开自己维持的电路C1Zb1-C6Zb6分别代表1至6水平自锁继电器和保持继电器。
数字显示电路如图4所示。
图四数字显示电路
电路由十进制计数译码器集成电路CD4017和时基集成电路555构成的定时复位电路组成,4017有关引脚功能如下:
16脚接+12V,8脚、13脚接0V,15脚复位端,高电平有效,外接电阻为上电复位电路,14脚是计数脉冲输入端,3脚Qo复位时输出高电平,2脚Q1,Q4脚Q2,Q7脚Q3,Q10脚Q4,Q1脚Q5,其余引脚可悬空不用,车房电铃两端并接继电器XZJ吸合一次,向14脚输入计数脉冲,Q1、Q2、Q3、Q4、Q5随脉冲数轮流输出高电平,驱动各自端口三极管下T1、T2、T3、T4、T5均为9014,使代表数字12345的数码管各相应端发光,显示出打点数字,因各数字共用一只数码管,各发光段向几个三极管连线时应加隔离二极管,如图4中,因各个数字所用电流大小不一样,各三极管集电极限流电阻也不一样,T1为600欧姆,T2-T5为240欧姆,保证使每个发光段流过10mA电流为宜。
因4017是十进制计算器,平时一次最多打5点,如果不及时对计数器清除下一次打点信号输入时,数字会在上一次基础上累加,造成显示混乱,为此对4017应定时复位清零。
定时电路由555集成电路和外接电容C(220uF)电阻R1(30K欧姆)组成,时间常数大约6秒,工作原理如下:
平时4017复位后3脚Qo端输出高电平,一旦有脉冲输入,首先跳转为低电平,三极管T0将正电加至集成电路555第8脚4脚,对电容器C充电,大约6秒后,555内部电路翻转引脚,输出高电平。
三极管通过二极管D1,将高电平加入到4017第15脚,使其复位,而复位后,4017Qo3脚又跳为高电平,T0截止,555断电准备下一次循环,以上的电路只能让打点数字显示6秒左右,然后便被清零,理想的方案是把数字保持到下一次信号到来再改变。
再此电路基础上又加了一级数字保持电路,但易受外接干扰还在完善中,在本电路中,电流互感器和本安电源均在隔爆腔内,显示装置全装在本安箱内。
参考文献:
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单片机原理>
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出版社:
煤矿工业出版社出版社2010年