Полупроводниковые приборы все в большей мере заменяют в схемах автоматизации электромеханические приборы, электромагнитные реле, преобразователи и другие элементы. Применение логических полупроводниковых элементов позволяет уменьшить массу и габариты автоматических устройств, повысить надежность и долговечность работы средств автоматизации, упростить технологию наладки, профилактического обслуживания и ремонта автоматических устройств.
Наибольшее распространение получили логические элементы, выполняющие простейшие логические функции И, ИЛИ, НЕ, а также их комбинации ИЛИ—НЕ и ИЛИ—И. Простейшие логические функции и их графическое обозначение показаны в табл. 3.1. Здесь входные переменные (аргументы) обозначены х1, х2, х3, логическая функция обозначена буквой Υ, выражение И — алгебраическим знаком умножения (х1-х2-х3); выражение ИЛИ обозначается символом V (X1VX2VX3); выражение НЕ (инверсия):
обозначается чертой над буквой или выражением (х1, х2, х3 и т. д.).
Схемы управления и автоматики щитов ЩДГА-Б и ЩАВ-Б выполнены на логических и функциональных элементах серин «Логика-Т». Типы применяемых элементов и их назначение указаны в табл. 3.2. Обозначение элемента обычно состоит из буквы Т (транзисторный) и трех цифр, из которых первая указывает назначение элемента (1—логический, 2— функциональный, 3 — элементы времени, 4 — усилитель), а две следующие цифры — порядковый номер. Элементы работают от дискретных сигналов с двумя уровнями напряжений (высоким и низким) постоянного· тока отрицательной полярности.
В табл. 3.2 приведены типы логических и функциональных: элементов серии «Логика-Т» и их назначение.
Условные обозначения сигналов: «1»—наличие сигнала (напряжение от —4 до —12 В), «0» — отсутствие сигнала (напряжение от —0,5 до —0,8 В). Для питания логических элементов в щитах имеются специальные блоки с выходным напряжением. +6;—12 и —24В. На схемах автоматики логические элементы условно обозначены прямоугольниками, цепи питания не показаны. Наличие на условном обозначении кружка говорит о том, что в данном элементе происходит инверсирование сигнала (т. е. если; на входе «0», то на выходе «1» или наоборот).
Таблица 3.1
Логические функции и их релейные эквиваленты.
Таблица 3.2
Типы логических и функциональных элементов серии «Логика-Т» и их назначение
Для реализации функции «Память» две схемы ИЛИ—НЕ элемента Т-101 соединяются, как показано на рис. 3.4 (аналог релейной схемы с самоудержанием реле). При поступлении сигнала «1» на вход 3 первой схемы на выходе 8, 10 после двойного инверсирования появляется сигнал «1», который по цепи обратной связи подается на вход 5 первой схемы. Если сигнал «1» будет снят с входа 3, на выходе 8, 10 элемента сигнал «1» сохраняется. Сброс памяти происходит при подаче «1» на вход 2 второй схемы ИЛИ—НЕ; на выходе появляется «О», который, поступая на вход 5, возвращает схему в исходное состояние.
Схему автоматики щита ЩДГА-Б можно условно разделить на части по выполняемым функциям (схемы пуска, включения нагрузки, нормальной остановки, аварийной остановки и т. д.). Каждая из этих схем реализует с помощью логических и функциональных элементов последовательность технологических операций, т. е. программу пуска, включения нагрузки, остановки и т. д., аналогичную программе для установок ДГА-М на релейных элементах.
Исполнительными элементами логических схем являются электромагнитные реле, контакторы и счетчики. Всего в схеме ЩДГА-Б имеется девять выходных исполнительных реле, два контактора и четыре счетчика; в схеме ЩАВ-Б — одно выходное реле, четыре контактора и четыре счетчика.
В качестве примера рассмотрим работу схемы включения контактора генератора КТ (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Схема включения контактора генератора ДГА-М в щите ЩДГА-Б с автоматикой на логических элементах
Контактор КТ включается контактом реле 4РП при выполнении следующих условий: а) нет напряжения на сборных шинах; б) температура масла дизеля выше + 45° С; в) с момента появления номинального напряжения на выходе генератора прошло 2—3 с (время «успокоения» системы автоматического регулирования напряжения). Кроме того, в схеме предусмотрены блокировки, запрещающие включить контактор КТ данного дизеля, если на сборные шины подключен контактор ввода или контактор КТ другого дизель-генератора. При всех видах остановок дизель-генератора контактор КТ должен отключаться.
Реализация указанных требований осуществляется следующим образом:
Реле 4РП включается при подаче сигнала «1» на вход усилителя Э45 при условии, что тумблер ВР включен. Сигнал «1» подается цепью 432 с выхода «памяти» включения контактора, собранной на элементах Э42А, Э43В, Э46А. Для этого на вход памяти (Э42А) должен быть подан сигнал «1» с элемента Э42В (ИЛИ—НЕ). В свою очередь элемент Э42В может выдать сигнал «1» только в том случае, если на всех трех входах будут сигналы «О»;
по цепи 121 сигнал «О» поступает на вход элемента Э42В, когда датчик ДТМ.-45 разомкнут, т. е. температура масла дизеля выше + 45° С;
по цепи 412 сигнал «О» поступает на вход элемента Э42В с «Памяти», собранной на элементе Э41В («отсутствие напряжения на сборных шинах»). Запускается эта память сигналом «1», поступающим по цепи 720 со щита ЩАВ-Б при исчезновении напряжения на сборных шинах;
по цепи 431 сигнал «О» поступает на вход элемента Э42В с выхода элемента Э43А спустя 2—3 с после появления номинального напряжения на выходе генератора. Сигнал «1», указывающий о наличии номинального напряжения на выходе генератора, поступает по цепи 751 на вход элемента времени Э44 и с выхода Э44 — на вход Э43А.
Таким образом, при сигнале «О» на всех трех входах элемента Э42В на его выходе появляется сигнал «1», который подается на вход «Памяти» включения контактора (элемента Э42А). Сигнал «1» на выходе этой памяти (элемент Э43В) появится, если нет запрещающих сигналов «1», которые могут поступить на входы элемента Э46А. Цепью 711—722 подается запрещающий сигнал «1» в случае, если на сборные шины включен контактор ввода ктв или другой дизель-генератор. По цепям 551, 552, 892 подаются запретные сигналы «1» при всех видах остановок ДГА. По цепи 777 в этой «памяти» производится первоначальный сброс после включения блока питания БП. Включившееся реле 4РП своим замыкающим контактом 46—400 включает контактор КТ.
Конструктивно щит ЩДГА-Б, так же как и ЩАВ-Б, представляет собой шкаф с односторонним обслуживанием. Логические элементы собраны в блоки пуска, остановки, контроля напряжения, включения контактора генератора, защиты, которые вместе с блоком питания, элементами индикации, контроля и управления расположены на поворотной раме. Силовая аппаратура расположена на двух панелях внутри щита, за поворотной рамой. Блоки с логическими элементами и блок питания в ЩДГА-Б можно быстро снять и снова установить на место. То же самое можно произвести с блоками логики и измерительным блоком в ЩАВ-Б.
Для проверки блоков на элементах «логика-Т» к щитам придается специальный пульт — имитатор. На передней панели пульта имеются 17 тумблеров и 18 сигнальных ламп, а также выключатели переменного напряжения. На боковых стенках имеются разъемы для подключения проверяемых блоков. С помощью тумблеров и сигнальных ламп, используя специальные таблицы, можно проверить исправность всех элементов. Логические элементы «логика-Т» неремонтоспособны и при выходе из строя заменяются новыми.
