книги из ГПНТБ / Овчаренко, В. М. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы учебник

к остановке первого насоса. Одновременно контакты РНЪразомкнут цепь обмотки реле 1РГ, которое обесточится и своими контактами 1Р Гг разомкнет цепь первого заливочного вентиля 1ВУ. При обесто­ чивании PH его контакты PH 2 замыкаются и через контакты 10КД13 подают питание на двигатель моторного коммутатора. Контактные диски поворачиваются до попадания контактного упора 10КД в выемку б. При этом контакты 10КД 13 размыкаются, отключают питание от двигателя моторного коммутатора и контактные диски устанавливаются в новое исходное положение, при котором контакт­ ный упор 10КД находится в выемке б.

При повторном повышении уровня воды вновь замкнутся кон­ такты ДВУ, что приведет к срабатыванию РУ, PH и к началу враще­ ния моторного коммутатора; однако теперь, когда контактные диски повернутся на 5° от исходного положения б, вместо контактов йНД^ замкнутся контакты 5КД3, что приведет к включению второго зали­ вочного вентиля 2ВУ и в конечном счете к пуску второго насоса. По окончании откачки контактные диски остановятся в положении е. При новом повышении уровня воды контактами 6КД9 будет включен третий заливочный вентиль ЗВУ и в работу вступит третий насос. После третьего насоса снова начнет работать первый насос и т. д.

Как видно из рис. 114, а, в цепь обмотки реле защиты РЗ вклю­ чены контакты термодатчиков, контролирующих температуру под­ шипников насосных агрегатов (1Тр, 2Тр и ЗТр), и контакты реле контроля производительности насосов (1РПФ, 2РПФ и ЗРПФ), замыкающиеся при работе насосов с установленной производитель­ ностью. При перегреве подшипников или снижении производитель­ ности насосов один из указанных контактов размыкается, реле РЗ обесточивается и своим размыкающим контактом включает реле 1РГ (или 2РГ, ЗРГ). Контакты Р Г 3этого реле разрывают цепь пускового реле РП, благодаря чему неисправный насос останавливается, размыкает цепь заливки неисправного насоса и включает цепь пуска очередного насоса.

§ 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК

Общие положения

Шахтные подъемные установки являются одним из важнейших объектов автоматизации в угольной и горнорудной промышленности

ина горно-разведочных работах. Автоматизация обеспечивает точное выполнение заданной программы скорости движения (тахограммы)

ивыдерживания пауз, во время которых осуществляется загрузка

иразгрузка подъемных сосудов, благодаря чему увеличивается производительность и повышается эксплуатационная надежность

подъемных установок.

Подавляющее большинство шахтных подъемных установок при­ водится в действие асинхронными двигателями. Как известно,

219

основным способом регулировки скорости такого двигателя является изменение сопротивления в цепи его ротора. Поэтому для подъемных установок применяют асинхронные двигатели не с короткозамкну­ тым, а с фазным ротором, в обмотки которого можно включать регу­ лировочный реостат.

В зависимости от типа применяемого подъемного сосуда (скип, клеть и т. д.) и глубины выработки процесс подъема разбивается на то или иное количество периодов. Так, например, в шестипериодной диаграмме скоростей (рис. 115) различают:

1)движение приемного сосуда в разгрузочных кривых; 2) разго

Автоматизация периода разгона осуществляется с помощью схем релейного действия путем изменения пусковых сопротивлений в цепи роторных обмоток; при этом в процессе разгона пусковые сопротивле­ ния выводятся через определенные промежутки времени (регулировка в функции времени), в зависимости от величины ускорения (регули­ ровка в функции ускорения), или в зависимости от ускорения и нагрузки двигателя (регулировка в функции ускорения и тока).

В период равномерного хода скорость вращения ротора асинхрон­ ного двигателя практически не изменяется (жесткая характеристика),

ипоэтому здесь специальные средства автоматизации не требуются.

Вэтот период осуществляется только контроль и ограничение ско­ рости с тем, чтобы она не превысила максимально допустимую величину.

Автоматизация замедления осуществляется по замкнутой системе регулирования с применением динамического тормошения. В период

дотягивания, т. е. при подходе приемных сосудов к загрузочным

иразгрузочным устройствам, автоматизация может обеспечиваться:

1)дополнительными элементами схемы динамического тормо­ жения;

2)применением специальных импульсных схем, позволяющих

переключать подъемный двигатель с тормозного режима на двигатель­ ный и обратно и тем самым с большой точностью регулировать скорость при входе подъемного сосуда в разгрузочные кривые; -

220

3) применением микропривода с двигателем, мощность которого составляет около 10% мощности главного двигателя; такой микро­ двигатель включается одновременно с отключением от сети главного двигателя и переводом его в режим динамического торможения.

Стопорение подъемных сосудов осуществляется с помощью индук­ ционных или конечных выключателей. В качестве примера рассмо­ трим схемы автоматического пуска и динамического торможения подъемной машины.

Схема автоматического пуска подъемной машины

Автоматизация пуска подъемного асинхронного двигателя может осуществляться различными методами. Наиболее совершенными являются методы пуска по току и ускорению, в которых на схему

Рис. 116. Схема автоматического пуска двигателя подъемной установки в функ­ ции тока и ускорения

управления контакторами одновременно и независимо друг от друга воздействуют два индикатора: индикатор тока и индикатор ускорения.

Схема автоматического пуска по току и ускорению показана на рис. 116. В состав схемы входят асинхронный двигатель с фазным ротором АД, пусковой реостат двигателя ПР, секции которого включаются или выключаются кнтактами реле ускорения РУ,

221

трансформатор-акселерометр ТА, служащий индикатором ускорения, индикатор тока ИТ, потенциометр П х, с помощью которого устана­ вливается задание по ускорению, потенциометр П 2, с помощью которого устанавливается задание по току, потенциометр П 3, тира­ троны Tj и Т 2, контакторы IK , 2К и др.

Для пуска двигателя машинист подъемной установки переводит ручку управления в одно из крайних положений. При этом сраба­ тывают два контактора: линейный контактор Л, контакты которого показаны на схеме, и контактор Б (верх) или Н (низ), не показанные на схеме. Контактор Л создает для своей катушки обособленную цепь питания, размыкающими контактами Л размыкает цепь анод­ ного питания тиратрона Т 1: а замыкающими контактами Л подклю­ чает обмотки статора асинхронного двигателя А Д к сети трехфазного тока. При этом внутри статора создается вращающийся магнитный поток и ротор двигателя начинает вращаться. Одновременно кон­ тактор Л замыкает анодную цепь тиратрона Т 2, подготавливая тем самым его зажигание.

Вмомент пуска все контакторы обесточены и контакты РУ ра­ зомкнуты, благодаря чему пусковой реостат полностью включен, сопротивление в цепи роторных обмоток наибольшее, что приводит

куменьшению пускового тока в роторе и в статоре к увеличению вращающего момента.

Вначале пускового периода при номинальной нагрузке подъем­ ного сосуда ускорение ротора будет меньше заданного и напряжение, снимаемое с потенциометра П х, превышает выпрямленное напряже­ ние, снимаемое с трансформатора — акселерометра ТА. Так как эти напряжения включены встречно, то они вычитаются и разностное напряжение со знаком плюс по отношению к корпусу подается через диод В х и потенциометр П 3 на сетки обоих тиратронов. Поскольку анодная цепь тиратрона Т х разомкнута, а Т 2 — замкнута, то зажи­ гается только тиратрон Т 2. При этом в его анодной цепи возникает ток, проходящий через катушку контактора 1К. Контактор сраба­ тывает, создает своей катушке обособленную цепь питания, контак­ тами 1К разрывает анодную цепь тиратрона Т 2и другими контактами замыкает цепь реле ускорения РУХ, контакты которого шунтируют первую секцию пускового реостата двигателя. В результате скорость вращения ротора увеличивается.

При срабатывании контактора 1К его контакты Ш замыкают анодную цепь тиратрона Т х, в которую включена катушка контак­ тора 2К . Однако в первый момент после шунтирования первой секции реостата ускорение ротора велико, напряжение, снимаемое с выпря­ мителя трансформатора-акселерометра, превышает напряжение, снимаемое с потенциометра П х, результирующее напряжение имеет

знак минус по отношению к корпусу и не пропускается диодом В х, на сетки тиратронов с потенциометра П 3 подается отрицательный потенциал. Поэтому до тех пор, пока ускорение ротора превышает установленную величину, тиратрон Т х не зажигается и контактор 2К не срабатывает.

222

По мере разгона ротора его скорость увеличивается, а ускорение и, следовательно, напряжение, снимаемое с акселерометра, умень­ шается, и когда оно станет меньше напряжения, снимаемого с потен­ циометра П х, на 0,2—0,3 В, на сетки тиратронов через диод В г и потенциометр П 3 будет подан положительный потенциал и произой­ дет зажигание тиратрона Т При этом срабатывает контактор 2 К , создает своей катушке обособленную цепь питания, контактами 2К разрывает анодную цепь Т х и другими контактами замыкает цепь реле ускорения РУ 2, контакты которого шунтируют вторую секцию пускового реостата двигателя и т. д.

Таким образом, каждый раз, когда в процессе разгона двигателя ускорение его ротора уменьшается, автоматический регулятор выклю­ чает очередную секцию пускового реостата, что приводит к увеличе­ нию ускорения. В результате среднее значение ускорения в процессе пуска поддерживается в пределах заданного значения порядка 0,8 м/с2. После того как будет зашунтирована последняя секция пу­ скового реостата, ротор окажется короткозамкнутым и скорость его вращения станет постоянной, т. е. ускорение будет равно нулю. При этом, хотя на сетки тиратронов с потенциометра Их подается поло­ жительный потенциал, тиратроны не зажигаются, так как их анодные цепи разорваны ранее сработавшими контакторами.

Если в процессе пуска нагрузка двигателя, а следовательно, и потребляемый им ток достаточно велики, то напряжение, снимаемое с выпрямителя, включенного в цепь трансформатора индикатора тока ИТ, превышает напряжение, снимаемое с потенциометра П 2, результирующее напряжение в этой цепи становится отрицательным по отношению к корпусу и не пропускается диодом В 2; на сетки тиратронов подается отрицательный потенциал с потенциометра П 3. При этом цепь управления по току никакого воздействия на регуля­ тор не оказывает. Если же при пуске двигателя нагрузка меньше номинальной, то рассмотренная выше цепь обратной связи по ускоре­ нию автоматически выключается и тиратроны управляются резуль­ тирующим напряжением, подаваемым на их сетки через диод В 2 с потенциометра П 2и выпрямителя индикатора тока. Пуск двигателя будет осуществляться в функции тока.

Возможность одновременного зажигания двух тиратронов исклю­ чается специальной цепью, которая на рис. 116 не показана.

Схема динамического торможения подъемной машины

В состав схемы, показанной на рис. 117, входит асинхронный двигатель подъемной машины АД, тахогенератор ТГ, приводимый

и стабилизации ОСТ, приводимый во вращение вспомогательным

223

во вращение вспомогательным асинхронным двигателем В Д 2, потен­ циометр Я и трансформатор цепи стабилизации СТ.

Напряжение U3, снимаемое с потенциометра Я, пропорциональ­ ное заданной скорости, при которой должно происходить торможение, и напряжение Яд, снимаемое с тахогенератора, пропорциональное действительной скорости главного двигателя, включены через диодД

Рис. 117. Схема дина­ мического торможения подъемной машины

и обмотку управления ЭМУ навстречу друг другу. Если действитель­ ная скорость ниже заданной, то Яд •< ?73, результирующее напря­ жение Ярез = Uu — U3 подключение к диоду в запорном направле­ нии и по цепи обмотки управления ЭМУ ток не протекает, э. д. с. в обмотке якоря не индуктируется и напряжение на обмотку воз­ буждения ГДТ не подается. Если же действительная скорость враще­ ния главного двигателя превышает заданную, то Яд > Я3, результи­ рующее напряжение Ярез — Ua — U3 подключено к диоду в про­ пускном направлении и через обмотку управления ЭМУ протекает ток, индуктирующий э. д. с. в обмотке якоря. В результате появ­ ляется ток в обмотке возбуждения ГДТ и на контактах ДТ возни­ кает напряжение постоянного тока, пропорциональное разности действительной и заданной скорости.

Когда подъемный сосуд подойдет к началу участка торможения, сработает контактор Д Т и своими контактами Д Т подключит напря­ жение постоянного тока к обмоткам статора главного двигателя. В результате скорость вращения ротора уменьшится и произойдет торможение подъемного сосуда от номинальной скорости до ско­ рости, близкой к нулевой.

224

§ 3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЕНТИЛЯЦИИ

Вентиляторные установки, обеспечивающие подачу свежего воз­ духа в шахты и забои, являются одним из важнейших производ­ ственных комплексов шахты или рудника. В задачу автоматизации вентиляционных установок входят:

дистанционный пуск, остановка и переключение электродвига­ телей вентиляторов;

управление устройством для реверсирования воздушной струи; контроль за режимом работы установок; аварийная остановка вентилятора при возникновении ненормаль­

ного режима.

Взависимости от назначения различают вентиляторные уста­ новки главного проветривания, флангового проветривания и шурфовые. Для установок главного проветривания в настоящее время применяется преимущественно аппаратура УКВГ, обеспечивающая автоматизацию одной вентиляторной установки, удаленной от шахты на расстояние не более 2 км, а для шурфовых установок — аппара­ тура АДШВ, обеспечивающая автоматизацию до 12 вентиляторных установок (в том числе двух — главного проветривания), удаленных от шахты до 5—6 км. В качестве примера рассмотрим схему и прин­ цип работы аппаратуры УКВГ.

Вкомплект аппаратуры входят: пульт диспетчера ПД-63, станция

Пульт диспетчера связан со станцией управления шестипроводной линией.

Аппаратура УКВГ обеспечивает:

дистанционное и местное управление приводными двигателями вентиляторов и реверсирующими устройствами;

световую сигнализацию у диспетчера о работающем вентиляторе и наличии напряжения в цепях дистанционного управления;

световую и звуковую сигнализацию об аварийной остановке вентилятора, об отклонении производительности и депрессии от заданных предельных значений и о перегреве подшипников и статор­ ных обмоток;

контроль расхода воздуха и депрессии в вентиляционном канале с непрерывной регистрацией параметров.

Основные цепи аппаратуры УКВГ показаны на рис. 118. Перед пуском переключатель 1П, размещенный на пульте диспет-

. чера, устанавливается в положение I или I I в зависимости от выбран­ ного вентилятора. При нажатии кнопки «Пуск» переменный ток проходит от одного из концов вторичной обмотки трансформатора Тр, через замкнувшиеся контакты кнопки «Пуск», контакты кнопки «Стоп» и обмотку пускового реле Р П ко второму концу вторичной обмотки трансформатора. В этой цепи срабатывает пусковое реле РП и своими контактами Р П г шунтирует контакты «Пуск», благодаря чему обмотка РП остается под током и после отпускания кнопки.

Вторая пара контактов этого реле Р П 2 замыкает цепь реле венти­ лятора Р Б ±или Р В 2в зависимости от положения переключателя 1П. Если переключатель установлен в положение / работает реле РВг; в те полупериоды, когда в точке а плюс, а в точке б минус, ток про­ ходит от точки а через Р П 2, верхний диод В по соединительному

Рис. 118. Основные дени аппаратуры автоматизации вентиляционных установок

проводу с пульта диспетчера на станцию управления, диод В г и обмотку Р В г к точке б\ в другие полупериоды цепи для тока нет. Таким образом, через обмотку реле Р В Х проходит импульсный ток и это реле срабатывает. Через обмотку реле Р В 2 ток не проходит, так как в любой полупериод один из диодов (В или В 2) закрыт. Если же перевести переключатель в положение II , то по аналогичной причине сработает реле Р В 2, а Р В ± работать не будет.

При срабатывании Р В г создается цепь тока через блокировочные контакты первого масляного выключателя 1БКМ г, катушку пуска­ теля П г и замкнувшиеся контакты Р В г. В этой цепи срабатывает пускатель П 1, который своими контактами подключает сеть трех­

226

фазного тока 380 В к двигателю моторного привода П М Р двигатель наминает работать и приводит в действие масляный выключа­ тель МВ 1, подключающий высоковольтный двигатель первого венти­

привода. Одновременно контакты 1 Б К М 3 замыкают цепь реле кон­ троля отключения РКО, которое своими контактами РКО включает сигнальную лампу ЛВВ на пульте диспетчера, сигнализирующую о включении вентилятора. Контакты 1БКМ 3через электромагнитный вентиль ЭМВ 1 подключают к работающему вентилятору дифманометры, а контакты lE K M i включают аппарат контроля температуры первого вентилятора 1КТ. Пятая пара блокировочных контактов Б К М размыкает цепь нулевой катушки масляного выключателя, что пред­ охраняет второй вентилятор от возможности случайного пуска при работающем первом вентиляторе (на рис. 118 эта цепь не показана).

Для реверсирования воздушной струи переключатель на пульте диспетчера переводится в положение «реверс». При этом замыкается цепь реверсионного реле РР, контакты которого Р Р г создают цепь тока через БК 2, пускатель электродвигателя лебедки ляд и шибе­ ров К 1 и контакты конечного выключателя КВ^, аналогично и одновременно замыкаются не показанные на рис. 118 цепи пуска­ телей К з, К ъ и i f 7. Когда ляды и шйберы перейдут в положение, соответствующее реверсу струи, конечные выключатели К В и К В 3,

вливаются цепи пускателей лебедок if 2, # 4, if e и if 18.

При перегреве подшипников срабатывает аппарат К Т is. своими контактами 1КТ или 2КТ замыкает цепь реле РТ\ в результате загорается лампа ЛТ и работает звонок аварийного состояния вентилятора.

В случае нарушения производительности вентилятора включается контакт if Я электромагнитного вентиля, благодарй чему замыкается цепь реле производительности РПР, контакты которого включают лампу ЛП и звонок.

Остановка вентиляторов осуществляется нажатием кнопки «Стоп» на пульте диспетчера. При этом срабатывает реле отключения, которое своими контактами размыкает цепь нулевой защиты соответ­ ствующего вентилятора, что приводит к его остановке.

15*

изготовление индивидуального и несерийного оборудования; изготовление специализированного (аварийного, породоразру­

шающего и др.) инструмента; изготовление запасных частей и механизмов;

термическая обработка бурильных труб и породоразрушающего инструмента и др.

Перечень выполняемых работ на ремонтных базах свидетельствует

в связи с чем перед такими организациями не стоит вопрос о внед­ рении комплексной автоматизации.

Однако в ряде случаев может оказаться экономически оправдан­ ным применение частичной автоматизации и отдельных автомати­ ческих устройств. Как правило, такие устройства и отдельные установки создаются новаторами производства или разрабатываются конструкторскими бюро ремонтных баз. Крайне редко на таких базах встречаются станки-автоматы серийного производства. Харак­ терной особенностью автоматических устройств, применяемых при обработке металлов, является то, что, наряду с применением средств автоматики для получения, преобразования и использования инфор­ мации, широко применяются простейшие автоматические устройства в виде кулачков и копиров, обеспечивающих заданную скорость, направление и последовательность операций.

§ 1. СВЕРЛИЛЬНЫЙ АВТОМАТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВ

Процесс изготовления каркасов для фильтров является одно­ типным и весьма трудоемким. Как известно, он заключается в фре­ зеровании, сверлении, штамповке или резке автогеном круглых отверстий или продолговатых щелей в трубных заготовках из металла, асбоцемента, пластмассы и других материалов.

Наибольшее распространение получили сверловка отверстий и фрезерование щелей. Однако при частичной механизации произво­ дительность этих работ незначительна: до 6 отверстий в минуту.

1 РМЗ — ремонтно-механический завод; ЦРММ — центральные ремонтно­ механические мастерские; РММ — ремонтно-механические мастерские.

228