Элементные схемы управления приводами.
Элементные схемы управления приводами разрабатываются на основании требований, сформулированных в задании на выполнение дипломного проекта. В задании должны быть определены:
механизмы, для которых должны разрабатываться элементные схемы;
вид управления (местное, дистанционное, ручное, автоматическое);
вид аппаратуры (контактная, бесконтактная);
степень сложности элементной схемы и уровень автоматизации.
При составлении элементных схем управления следует руководствоваться следующими соображениями:
- Схемы должны быть простыми в изображении на чертеже, легко читаемы без дополнительных пояснений и примечаний. Схемы должны состоять из минимально возможного количества машин, аппаратов и электрических связей между ними, обеспечивая при этом надежную работу электропривода и проектную производительность рассматриваемого механизма.
- Во избежание ложных срабатываний все исполнительные органы в цепях управления схем (катушки и т. п.) одним выводом должны соединяться с нулем (переменный ток) или заземленным полюсом (постоянный ток), а другим выводом — с цепью управления. При составлении цепи управления в ее начале помещаются аварийные выключатели, переключатели, ключи и кнопки управления, а затем остальная коммутационная аппаратура (конечные и путевые выключатели, датчики, блокирующие контакты, контакты из других схем и т. д.). Во всех случаях исполнительные органы не должны находиться под напряжением при открытом контакте любого из аппаратов в последовательной цепи управления.
- Схема должна обеспечивать заданный режим работы механизма, надежно работать при всех режимах технологического процесса. Предусмотренные в схемах электрические и механические блокировки должны полностью исключить аварии и нарушения электрических схем. Одним из основных критериев повышения надежности работы схем является уменьшение количества подвижных контактов и даже устранение их совсем за счет применения бесконтактных элементов.
- Схема должна быть гибкой в управлении. В зависимости от требований технологического процесса в схеме должно быть предусмотрено ручное управление с поста местного управления или автоматическое в функции какой-либо переменной. Например, включение и отключение вентилятора в зависимости от температуры окружающей среды. При работе механизмов в поточной линии должно быть предусмотрено местное несблокированное, местное сблокированное и дистанционное сблокированное управление. При управлении одним механизмом из нескольких мест должны предусматриваться переключатели управления, исключающие возможность одновременного пуска механизма с поста местного управления и с центрального пульта.
- Цепи управления должны питаться, как правило, от главных силовых цепей. Напряжение цепей управления должно быть по возможности наименьшим.
- В силовых цепях аппараты защиты и управления, как правило, должны отключать одновременно все проводники, подходящие к электроприемнику и находящиеся под напряжением. Пускорегулирующие аппараты (контакторы и т. п.) силовых сетей должны включаться по направлению энергии после аппаратов защиты (автоматов, предохранителей).
Элементные схемы выполняются в многолинейном исполнении. Пример выполнения элементной схемы управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором дан на рис. IX. 1. На элементной схеме с помощью условных обозначений-символов (приложение I) вычерчиваются все элементы электрической схемы и соединения между ними. Элементы схемы изображаются в положении, которое они имеют, когда в цепях нет напряжения, а рычаги и штифты конечных выключателей, переключателей и кнопок управления находятся в исходном положении. Все элементы одного аппарата на схеме должны иметь одно и то же обозначение. Например, у трехштифтной кнопки, обозначенной буквой К, все три штифта должны иметь обозначение К. Связи между элементами аппаратов маркируются порядковыми номерами. Силовые цепи вычерчиваются более толстыми линиями, чем цепи управления и сигнализации.
При выполнении графической части на чертеже элементной схемы показываются:
силовые цепи;
цепи управления и сигнализации;
схемы вспомогательных аппаратов и устройств, относящихся к данному приводу или группе рассматриваемых приводов;
эскизы сблокированных между собой механизмов;
диаграммы замыкания контактов ключей управления, выключателей, кнопок управления и неэлектрических реле;
спецификации оборудования, участвующего в работе схемы, с его основными техническими параметрами.
Рис. IX. 1. Элементная схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором
В качестве аппаратов для цепей управления и сигнализации должны применяться аппараты, скомплектованные в комплектные устройства в виде промышленных постов, пультов, панелей управления и т. д. Следует отметить, что на пультах управления могут комплектоваться аппараты управления механизмов, расположенных не в одном помещении и связанных между собой технологическим процессом. Пульты управления индивидуального изготовления выполняются в шкафах стандартных габаритов.
Указания по выполнению схем управления электроприводами и по использованию комплектных устройств даны в нормалях и типовых альбомах (приложение III).
Схемы управления поточно-транспортными системами.
При проектировании электрооборудования предприятия с непрерывным технологическим процессом, объединяющим большое количество взаимосвязанных технологических и транспортных механизмов, может возникнуть вопрос о разработке схемы управления поточно-транспортной системой (ПТС). С применением поточно-транспортных систем в значительной степени решаются вопросы снижения количества обслуживающего персонала во время эксплуатации за счет комплексной механизации и автоматизации технологических процессов, появляется возможность осуществить централизованное дистанционное автоматическое управление технологическим комплексом.
Для дипломного проекта задаются обычно несложные ПТС на аппаратуре сильного тока. Составляется принципиальная схема управления ПТС и даются общие соображения по выбору комплектных устройств.
В общем случае при составлении схем дистанционного автоматического управления (ДАУ) поточно-транспортными системами может быть предусмотрено управление механизмами со щита оператора (ЩО), местное и местное сблокированное с постов местного управления.
Выбор режима управления может быть централизованным со щита оператора для всех механизмов участка и индивидуальным для каждого механизма.
Рис. IX.2. Схема цепей технологических аппаратов и схема блокировочных зависимостей участка дробления и хранения топлива (ПТС): 1 — завалочный бункер; 2 — дробилка крупного дробления; 3 — конвейер загрузочный; 4 — промежуточные бункеры; 5 — дробилка мелкого дробления; 6 — питатели; 7 — конвейер распределительный; 8 — бункеры топлива; 9 — конвейер загрузки топлива в печь
Индивидуальный выбор режимов управления наиболее удобен в эксплуатации. При индивидуальном избрании механизмов появляется возможность перевода отдельных механизмов или трактов на местное или местное сблокированное управление без нарушения централизованного управления остальными механизмами участка или цеха.
Выбор числа и вида управления производится в зависимости от сложности и разветвленности ПТС. Во всех случаях надо стремиться к упрощению схемы управления и, если возможно, ограничиваться местным и местносблокированным управлением.
Все механизмы ПТС должны быть электрически сблокированы. Электрические блокировки обеспечивают последовательность пуска механизмов в направлении, обратном технологическому процессу, и остановку всех механизмов, предыдущих по технологическому потоку, при аварийной остановке какого-либо из механизмов. Например (рис. IX. 2), при аварийной остановке конвейера 7 последовательно останавливаются механизмы 6, 5, 3 и 2.
Элементные схемы управления механизмами, работающими в системе ПТС, представляют собой обычную схему управления с магнитным пускателем, в цепь управления которой добавляются контакты пускового комплекса, контакты избирателей управления и аварийные выключатели (рис. IX. 3). Схемы управления, как правило, должны выполняться с использованием аппаратуры (автоматов, контакторов, тепловых реле и т. д.), установленной на силовых общепромышленных блоках управления, которые, в свою очередь, комплектуются в щиты станций управления.
Схемы пускового комплекса обеспечивают пуск и остановку механизмов, блокировочные зависимости между механизмами, предпусковую сигнализацию у механизмов, предпусковую сигнализацию и сигнализацию, отображающую работу системы на щите оператора или постах управления. Конструктивно пусковой комплекс объединяет щит оператора, станцию централизованного управления (СЦУ) и выходные устройства (ВУ).
Рис. IX.3. Элементная схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором в системе ПТС
Рис. IX.4. Структурная схема и размещение комплектных устройств системы УПТС
На монтажную площадку щит оператора, станция централизованного управления, выходное устройство, щиты станций управления и пульты местного управления поставляются в виде отдельных законченных комплектных устройств. Щиты станций управления и посты местного управления для ПТС принципиально ничем не отличаются от рассмотренных ранее.
Станция централизованного управления представляет собой типовое устройство, которое может быть применено для ПТС с различными технологическими процессами. Щит оператора и выходное устройство имеют почти всегда индивидуальное исполнение, применимое для одной ПТС.
Территориально на объекте щит оператора размещается обычно в специальном помещении оператора (ПО). Станция централизованного управления, выходное устройство и щит станций управления размещаются в помещении станций управления (ПСУ). Посты местного управления почти всегда размещаются непосредственно у механизмов. На рис. ΙΧ.4 — вариант структурной схемы и размещения комплектных устройств системы УПТС.
При разработке основных положений схем управления ПТС, выборе и размещении комплектных устройств надо руководствоваться указаниями, приведенными в справочниках, нормалях и типовых альбомах проектных организаций (приложение III).
