Узлы блокировок.
Блокировочные связи в схемах автоматического управления электроприводами обеспечивают необходимую последовательность включения и отключения отдельных ее элементов. Наличие блокировок предотвращает повреждение отдельных частей механизмов, работающих согласованно, устраняет опасность выхода из строя оборудования в результате неправильных действий обслуживающего персонала и повышает надежность установки в целом.
Блокировка замыкающего контакта пусковой кнопки обеспечивает питание контактора при опускании кнопки. Такая блокировка предотвращает самозапуск механизма при внезапных исчезновениях и появлениях питающего напряжения, что исключает возможность несчастных случаев, например при профилактических осмотрах и ремонте механизмов. Блокировка реверсивных контакторов и магнитных пускателей исключает одновременные включения контакторов при заедании или залипании подвижной части аппаратуры, при неправильных действиях с кнопками и т. д.
В схеме на рисунке 13.10,а предусматривается включение второго электродвигателя (контактор К.2) только после включения первого (контактор К1). Блокировочная связь, посредством которой выполняется это условие, осуществляется включением замыкающего блок-контакта К1 в цепь катушки контактора К2.
Рис. 13.10. Блокировочные связи в схемах управления.
На рисунке 13.10,6 изображена схема управления, предусматривающая только одновременную работу двух двигателей. Блокировочная связь в этой схеме осуществляется замыкающим блок-контактом контактора К1 в цепи катушки К2, а замыкающим блок-контактом К2, включенным параллельно контакту кнопки S1. При нажатии кнопки S1 включится контактор К1, который, закрыв свой блок-контакт, подаст напряжение на катушку контактора К2. Контактор К2, сработав, зашунтирует своим блок-контактом кнопку S1 и создаст цепь независимого питания катушки К1. Если по каким-либо причинам контактор К2 не включится, то кнопка S2 не будет зашунтирована и после ее отпускания вся схема выключится.
Путевые блокировки ограничивают ход рабочего органа механизма при помощи путевых и конечных выключателей. Они предупреждают повреждение механизма и обеспечивают высокую точность выполнения технологической операции.
На рисунке 13.10, в изображена схема управления реверсивным электроприводом с ограничением перемещения рабочего механизма. Это ограничение достигается установкой в необходимых местах конечных выключателей Е1 и Е2, размыкающие контакты которых находятся в цепи катушек соответствующих контакторов.
При включении рабочим механизмом какого-нибудь конечного выключателя электродвигатель останавливается, и повторный пуск его может быть осуществлен только в обратном направлении. Схема, показанная на рисунке 13.10, г, позволяет автоматически останавливать механизм в двух заданных точках. Достигается это установкой путевых выключателей Е1 и Е2, размыкающие контакты которых включаются последовательно с блок-контактом К, шунтирующим кнопку S2. После пуска двигателя механизм приходит в движение и при достижении места остановки нажимает на путевой выключатель, например Е1, и электродвигатель останавливается. После выполнения необходимой технологической операции вновь нажимают кнопку S2 и механизм продолжает дальнейшее движение.
Сигнализация, применяемая в электрических схемах электропривода, служит для контроля наличия сигнала, например напряжения, технического состояния и положения включающих и отключающих аппаратов, последовательности операций, совершаемых схемой электропривода и для контроля аварийного состояния схемы.
Световая сигнализация осуществляется при помощи различной сигнальной арматуры: табло, транспарантов, семафоров. При этом световой сигнал может быть воспроизведен ровным или мигающим светом, а также свечением ламп неполным накалом. В некоторых случаях сигнализация о срабатывании защиты может быть выполнена при помощи специальных сигнальных указательных реле-блинкеров. Звуковая сигнализация выполняется при помощи звонков, гудков и сирен.
Сигнализация по назначению может быть разделена на две основные группы:
сигнализация положения (состояния) — для информации о состоянии технологического оборудования, например включено — отключено;
предупреждающая и аварийная—для информации об отключениях наиболее важных объектов, например вентиляции или отклонении технологического процесса от заданного хода.
Сигнализация положения выполняется для механизмов, которые имеют два или более рабочих положения. Наиболее распространены две структуры построения схем сигнализации положения (состояния) технологических механизмов:
схемы сигнализации, совмещенные со схемами управления; схемы сигнализации с независимым от схем управления питанием на группу технологических механизмов одного или разного назначения.
Схемы сигнализации, совмещенные со схемами управления, как правило, выполняют в том случае, если полезная площадь щитов и пультов позволяет применить сигнальную аппаратуру без ограничения ее размеров и допускающую прямое питание от цепей управления. Сигнализация положения (состояния) технологических механизмов в таких схемах может осуществляться одним или двумя световыми сигналами.
На рисунке 13.11 приведены три схемы включения сигнальных ламп. В первом случае (рис. 13.11,а) лампа горит, когда магнитный пускатель К включен: неисправность лампы равносильна ложному сигналу, так как погашенная лампа сигнализирует об отключении. От этого недостатка свободна схема с двумя лампами (рис. 13.11,6). В любом положении магнитного пускателя одна из ламп горит (H1 — пускатель включен, Н2 — пускатель отключен). Если обе же лампы погашены, то сигнализация неисправна.
На рисунке 13.11,в показана схема одноламповой сигнализации. Когда пускатель включен, лампа горит полным накалом, если отключен — неполным благодаря диоду V.
Рис. 13.11. Схемы включения сигнальных ламп.
Схемы предупреждающей и аварийной сигнализаций, предназначенных для оповещения обслуживающего персонала о нарушении нормального хода процесса, воспроизводятся ровным или мигающим светом и сопровождаются, как правило, звуковым сигналом. Наиболее распространены схемы сигнализации с центральным съемом звукового сигнала. Они дают возможность принимать новый звуковой сигнал до размыкания контактов, вызвавших появление предыдущего сигнала.
Мнемосхемы. На рабочих плоскостях щитов и пультов управления сложными технологическими процессами часто размещают мнемосхемы — комплекс символов, изображающих элементы дистанционного управления объекта: заслонки, клапаны, задвижки, шиберы, насосы, вентиляторы и т. п.
Мнемосхемы бывают мимическими (несветящимися) и световыми. В мимических мнемосхемах оборудование и соединительные связи изображаются сплошными накладными плитками. Между изображением оборудования располагаются сигнальные лампы.
В световой мнемосхеме все контролируемые и управляемые узлы объекта и связи между ними отображаются световыми символами различных цветов.
Если контролируемые пункты (КП), где размещается технологическое оборудование, имеют сходную структуру (однотипные птичники, коровники, свинарники, инкубаторы и т. д.), то мнемоническую схему выполняют общей для всех КП (обобщенная мнемосхема). Это экономит проводниковый материал, сигнальную аппаратуру и площадь, занимаемую мнемощитами.
Световая сигнализация обобщенной мнемосхемы осуществляется по вызову оператора посредством клавиатуры, совмещенной с групповой сигнализацией (в одной арматуре сигнальная лампа и клавиша).
Приход известительного сигнала о нарушении технологического процесса сопровождается звуковой сигнализацией и мигающим светом кнопки-лампы, символизирующей комплект контролируемого оборудования.
Оператор квитирует (гасит) звуковой сигнал нажатием светящейся кнопки, при этом на обобщенной мнемосхеме воспроизводится состояние КП и причина, вызвавшая предупредительный сигнал. Кнопка, светящаяся до этого мигающим светом, горит ровным светом до тех пор, пока не будет устранено нарушение режима.
На рисунке 13.12 показана принципиальная схема групповой сигнализации для п — контролируемых пунктов, в каждом из которых по m объектов сигнализации (технологические датчики Е1...Ет при нарушении режима замыкаются). 1 — п — адресные провода линии связи между КП и диспетчерским пунктом (ДП).
Для циклического переключения адресных проводов используется контактный распределитель, выполненный на базе магнитоуправляемых контактов (Е1...Ен), поочередно возбуждаемых магнитом, насаженным на консоль, которая получает вращение от редукторного микродвигателя М.
Рис. 13.12. Принципиальная схема групповой сигнализации.
Если в момент подачи на шинку 1 положительного потенциала контакт Е1—1 уже замкнут, то сработает реле К2, а затем К3 — его первая катушка получает импульсное питание через конденсатор С1, одновременно включается звуковая сигнализация (НА), реле К1 теряет возбуждение — его катушки включены встречно и распределитель останавливается. Кроме того, на вход 2 ячейки памяти А1 поступает отрицательный сигнал, который совместно с положительным сигналом (1), поступившем с шинки 1, приводит последнюю в возбужденное состояние (пампа Н1 загорается). Наряду со звуковой сигнализацией вступает в работу генератор импульсов А, на выходе которого включена вторая обмотка реле К2, благодаря чему последняя начинает импульсно возбуждаться, а лампа групповой сигнализации горит мигающим светом.
При нажатии кнопки S1 отключаются цепи звуковой сигнализации и включается реле K4 — на мномосхеме воспроизводится состояние КП (горит лампа Н (и+1).
При последующем цикле опроса заряженный конденсатор С1 обязательно предотвращает повторное возбуждение звукового сигнала.
Ячейка памяти теряет возбуждение в том случае, когда на ее вход 1 подан положительный сигнал, а на входе 2 сигнал отсутствует.
При подаче положительного сигнала на вход 1 состояние схемы ячейки не изменится и только при подаче на вход 2 отрицательного потенциала она включается.
Ячейка сохранит свое состояние и при исчезновении сигналов (сначала 1, затем 2 или оба одновременно). Ячейки могут быть выполнены на базе герконных реле, интегральных схем и т. д.
Генератор импульсов выполнен на базе герконного реле, обмотка которого шунтирована конденсатором. При подаче напряжения питания конденсатор начинает заряжаться через резистор, включенный последовательно с обмоткой.
При напряжении на конденсаторе, равном напряжению срабатывания реле, реле К, включаясь своим контактом, шунтирует цепь заряда. Конденсатор С начинает разряжаться до напряжения отпускания реле.
В качестве сигнальных ламп применяются лампы накаливания и неоновые лампы.
В системах отображения информации используются миниатюрные, сверхминиатюрные и коммутаторные лампы накаливания. Наименование типа ламп, например МН, означает: накаливания, миниатюрная, НСМ — накаливания, сверхминиатюрная; КМ — коммутаторная, миниатюрная. Неоновые лампы относятся к ионным электровакуумным приборам тлеющего разряда с холодным катодом.
Лампы включаются в сеть последовательно с балластным резистором, с тем чтобы тлеющий разряд не переходил в дуговой. Обозначение ламп шифруется следующим образом: Т — тлеющего разряда, Н — неоновая.
На базе полупроводниковой технологии разработаны новые источники света — светодиоды. Миниатюрный источник света из фосфата галлия имеет маркировку АЛ 102, на основе карбида кремния КЛ101.
