4. Принципиальные электрические и пневматические схемы

Принципиальные электрические схемы (ПЭС). Эти схемы определяют состав элементов, входящих в узлы системы автома­тизации, отражают связи между ними, способы электропитания приборов и средств автоматизации. Исходным материалом для разработки ПЭС являются СА ТП. ПЭС, в свою очередь, служат основанием для разработки схем соединений (монтажных схем), чертежей фасадов щитов н другой технической документации.

ПЭС выполняют в соответствии с требованиями ГОСТов, которые регламентируют правила выполнения схем, условные графические и буквенные обозначения элементов схем, маркиров­ку участков электрических цепей (приложении 2, 3). Разработку ПЭС ведут в таком порядке; на основе СА формулируют требования к ПЭС н устанавливают последовательность действия ее элементов; каждое из сформулированных требований изоб­ражают в виде элементарных цепей; элементарные цепи объеди­няют в общую схему; производят выбор аппаратуры и расчет электрических параметров отдельных элементен (сопротивлений, обмоток реле, нагрузки контактов и т. п.); проверяют и корректи­руют схему.

При разработке ПЭС руководствуются следующими сообра­жениями и требованиям и;

1. для простоты и наглядности в схемах используется прин­цип развертки, заключающийся в том. что элементы аппаратов и приборов, действующих в разных цепях, располагают вне зависимости от их конструктивной связи в соответствии с логи­кой действия схемы;

2. последовательность изображения элементарных электри­ческих цепей должна соответствовать порядку срабатывания отдельных узлов контроля, сигнализации, управления и регули­рования;

3. контакты, а также другие переключающие устройства по­казываются в нормальном положении, т. е. при отсутствии и цепи тока или внешнего механического воздействия.

4. против каждой цепи управления с правой стороны лают­ся лаконичные поясняющие надписи. Надпись каждой цепи от­деляется от соседних надписей линиями в местах разделения этих цепей (рнс. 6.6);

Xoumttn непрочная
ааяцяижция
^SSSSa
1
mptntmg
	=*
!
ладо»*»»!?
	d
Я	|
твчпчпд	1

Р'Ц- Д-П-g-

Рис. в.6. ПЭС технологической сигна­лизации

Рис. <1.7. ПЭС управления нереверсив­ным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором

5. каждому аппарату, используемому в ПЭС. присваивается условное буквенное обозначение, которое распространяется на все его элементы, изображенные на схеме. При использовании в схеме нескольких однотипных элементов к буквенному обоз­начению добавляется цифровая приставка в виде арабских цифр. Например, прн наличии в схеме трех промежуточных реле нх обозначения Kl. К2. КЗ;

6. для удобства чтения ПЭС. а также возможности состав­ления по ним другой документации проекта ни них производится маркировка цепей Силовые цепи переменного тока маркируют буквами, обозначающими фазы, и последовательными числами (А, В, С, N. А1 и т. д.); цепи управления, сигнализации, защи­ты, блокировки и измерения маркируют последовательными числами (рис. 6.7). Участки цепей, разделенные контактами ап­паратов. катушками реле, различными коммутирующими устрой ствамм, аппаратурой сигнализации н т. п., имеют разную марки­ровку. Участки, сходящиеся в одном узле ПЭС. а также проходя­щие через разъемные контактные соединения, маркируются одн наково.

Содержание ПЭС определяется спецификой производственно­го процесса, дли которого разрабатывается система автоматиза­ции. В ПЭС обязательно должно входить следующее: схема главных (силовых) цепей; элементные схемы управлении, регу­лирования. измерения, сигнализации и электропитания с соот­ветствующими поясняющими надписями; диаграммы работы (включения) контактов ключей и программных устройств; пере­чень элементов, входящих н ПЭС.

Рассмотрим подробнее построение ПЭС на конкретных при­мерах. Пуск асинхронного электродвигателя (см. рис. 6.7)

производится нажатием кнопки SB2. При этом замыкается цепь питании обмотки магнитного пускателя КМ. При срабатывании пускателя его контакты в силовой цепи включают электродви­гатель. а п цепи управления блокируют кнопку SB2. Отключе­ние электродвигателя производится нажатием кнопки SBI. раз­рывающей цепь питания обмотки пускателя. Защита электродви­гателя от перегрузок осуществляется тепловыми реле KKI и КК2. нагревательные элементы которых включены в две фазы силовой цепи, а контакты в цепь питания обмотки пускателя. Зашита электродвигателя и цепи управления от коротких замы­каний осуществляется предохранителями FU. Рубильник S.4 предназначен для отключения цепей питания и управления при осмотре или ремонте. В трехфазных цепях с заземленной ней­тралью питание цепей управлении производится фазным напря­жением 220 В.

Управление реверсивным асинхронным электродвигателем (рис. 6.8) производится с помощью трех кнопок: SBI («Стоп»), SB2 («Вперед»), SB3 («Назад»). При нажатии на кнопку SB2 включается магнитный пускатель КМ1. подавая напряжение на электродвигатель. Для изменения направления вращения элек­тродвигателя следую нажать кнопку SBI. а затем кнопку SB3, включающую магнитный пускатель КМ2. В результате пе­реключатся фазы силовой цепи и электродвигатель начнет вра­щаться в обратном направлении. Использование размыкающих блок-контактов KMI н К М2 исключает возможность одновре­менного включения обеих обмоток реверсивного магнитного пус­кателя. Для отключения электродвигателя от питающей сети в цепи предусмотрена установка автоматического выключателя QF, который защищает электродвигатель от перегрузок и корот­ких замыканнй. В цепи управления использовано межфазнос напряжение.

При автоматизации ТП используются запорные и регулирую­щие устройства (шиберы, клапаны, вентили и пр.) с электро­приводами, для которых разрабатываются ПЭС. В производст­венных условиях ручное управление должно быть предусмотрено как из производственного помещения (местное), так и с диспет­черского пункта (дистанционное). Па рис. 6.9 изображена схема управления электроприводом регулирующего органа из двух мест. Положение ключа выбора режима управления S.4 опреде­ляет честный (М) и дистанционный (Д) варианты управления. Буквой Н обозначено нейтральное положение ключа. Выбор ре­жима управления осуществляется на пункте управления

Включение электропривода на открытие осуществляется в местном режиме кнопкой SB3. в дистанционном кнопкой SB4. Магнитный пускатель КМ1 замыкающими контактами блокирует пусковые кнопки и включает электродвигатель в направлении открытия, а размыкающим контактом разрывает цепь пускателя КМ2. При достижении запорным органом положения «Открыто»

Рнс. 6.8. ПЭС управления реверсивным Рис. 6.9. ПЭС управления члоктропри асинхронным электродвигателем подом регулирующего органа

пускатель KMI отключается переключающим контактом конечно­го выключателя SQI, который одновременно подает напряженно на сигнальную лампу НИ — «Открыта*. Для отмены ошибочной команды или остановки запорного органа в промена тачном по­ложении предусмотрены кнопки SBI и SB2, одна нз которых ус­тановлена в производственном помещении, другая на пункте управления. Для закрытии регулирующего органа нажимают кнопки SB5 или SB6, которые включают пускатель К М2. Работа схемы при закрытии регулирующего органа осуществляется ана­логично описанной.

При автоматизации ТП важное значение придается устройст­вам сигнализации, оповещающим обслуживающий персонал о состоянии ТОУ. В качестве примера рассмотрим схему световой и звуковой технологической сигнализации, используемой при дис­танционном или автоматическом управлении (см. рис. б.б). При замыкании любого из технологических контактов (PI, Р2 или РЗ), срабатывающих, например, при достижении предель­ного значения температуры, включается соответствующее реле. Оно своими переключающими контактами отключает сигнальную лампу от шины опробования ламп (I) и подключает ее к питаю­щей шине. Замыкающий контакт любого реле (/С/, К2 или КЗ) включает звуковой сигнал НА. Для снятия звукового сигнала обслуживающий персонал нажимает кнопку Sal, включающую реле К4. которое самоблокирустся и разрывает цепь звукового сигнала. Световая сигнализация сохраняется до возвращения технологического параметра к номинальному значению. Кнопка SB2 служит для проверки исправности сигнальных устройств

Широкое распространение при автоматизации ТП имеют электрические системы регулирования как дискретного, так и непрерывного действия, построенные на использовании серийно выпускаемых приборов н средств автоматизации. В тех случаях, когда в системах дистанционного контроля или автоматического

из

управления применяются стандартные приборы, пользуются ти­повыми схемами мх включения. При этом измерительные и регу­лирующие устройства обозначают упрощенно (в виде прямо- . угольников) с изображением входных и выходных зажимов (клеммников) с их заводской маркировкой (рис. 6.10).

Принципиальные пневматические схемы. Автоматизация ТП во многих отраслях пищевой промышленности связана с приме­нением пневматических средств автоматизации, которые исполь­зуются как самостоятельно, так и совместно с электрическими устройствами. Принципиальные пневматические схемы (ППС), так же как и Г1ЭС, отражают полный набор элементов, входя­щих в функциональные узлы систем автоматизации. Характерной особенностью средств пневмоавтоматики является совмещение в одном приборе нескольких традиционных функций. Так, вторич­ный измерительный прибор с встроенной станцией управления (например, ПВ10.2Э) выполняет функции контроля, формирова­ния сигнала задания, ручного дистанционного управления н др.

Регулириющий

прибор

Доказывающий

npuSop

Рис. 6.10 ПЭС системы контроля и регулирования

Задатчик

измерение

температуры

Пневматические средства автоматизации на ППС изобража­ют в виде прямоугольников (без масштаба) с указанием внутри или вблизи-«от них условного обозначения и заводского типа устройства. Внутри прямоугольников должны быть указаны но-

Рнс. 6.11. Схема регулирования расхода жидкого продукта: а — схсмл автоматизации: 6 — ППС

мера присоединительных штуцеров приборов и устройств для под­ключения импульсных, командных н питающих линий связи. Вспомогательные устройства, такие как фильтры, редукторы, по­казывающие манометры для контроля давления воздуха, запор­ная арматура, на ППС показывают только в том случае, если не разрабатывается схема пневмопитания.

В качестве примера на рис. 6.11 представлены схемы регу­лирования расхода жидкого продукта. В контуре регулирования использовано измерительное сужающее устройство 1-1, мембран­ный дифманометр с пневмовыходом 1-2, вторичный показываю­щий прибор системы СТАРТ с встроенной станцией управления 1-3, регулятор системы СТАРТ и пневматический исполнитель­ный механизм 1-5. На ППС изображены две линии пневмопита­ния (датчика расхода и приборов, смонтированных на щите уп­равления) с полным набором вспомогательных элементов: за­порный вентиль (В), фильтр воздуха (Ф), редуктор давления (Р), технический малогабаритный манометр (М). На ППС сохраняются цифровые обозначения основных средств автомати­зации.