книги из ГПНТБ / Фотиев М.М. Рудничная автоматика и телемеханика учеб. пособие

сосов и соединенный трубками с всасывающими трубопроводами главных насосов. Постоянное наличие воды в баке-накопителе обеспечивается погружным заливочным насосом. Для водоотлив­ ных установок угольных шахт в этих целях наиболее удобен водо­ сборник.

Этот способ дает возможность обеспечить постоянную заливку центробежных насосов, упростить схемы автоматизации водоот­ ливных установок, а также повысить надежность и долговечность насосов вследствие уменьшения их коррозионного износа и более благоприятных условий работы сальниковых уплотнений.

Средства автоматизации водоотливных установок. К средствам автоматизации водоотливных установок относятся датчики уровня, исполнительные элементы и аппараты защиты.

В качестве датчиков уровня в современных автоматизированных водоотливных установках применяется электродный датчик ЭД (см. гл. II).

Исполнительным элементом является привод задвижки ЭПЗ-1, предназначенный для открывания и закрывания задвижки в нагне­ тательном трубопроводе при дистанционном и автоматическом уп­ равлении. Привод состоит из асинхронного электродвигателя с ко­ роткозамкнутым ротором и редуктора. Исполнение привода PH.

Внастоящее время начат выпуск приводов задвижки ПЗ-1, имеющих исполнение PB.

Вкачестве аппаратов защиты в автоматизированных водоотлив­ ных установках применяют аппараты контроля производительности насоса и защиты от перегрева подшипников.

Контроль производительности насоса осуществляется при помо­ щи реле РПН (рис. 112).

Реле болтами 5 крепится к всасывающему трубопроводу 7. По­ током жидкости флажок 6 отклоняется и через валик 2 и крон­ штейн 3 воздействует на контактную группу 1, производя необходи­ мые переключения. Изменяя предварительное натяжение возврат­ ной пружины 4, можно' настраивать реле на срабатывание при определенной скорости потока жидкости, т. е. при определенной производительности.

Защита подшипников от перегрева осуществляется термодатчи­ ками ТДЛ-2.

Регулировка производительности насосов. Большое значение имеет разработка средств, обеспечивающих регулирование произ­ водительности водоотливных установок. Так, в случае ступенчатого водоотлива промежуточный водосборник заполняется до нормаль­ ного уровня.только при условии согласования производительности насосов верхнего и нижнего горизонтов.

Производительность насосов можно регулировать либо дроссе­ лированием, либо изменением скорости вращения вала насоса.

Регулирование производительности насосов дросселированием связано с дополнительными потерями и приводит к снижению к. п. д. установки. Более экономична система регулирования изменением скорости вращения вала насоса. Для этого можно применять ма-

шинно-вентильный каскад, асинхронизированный синхронный дви­ гатель, статический преобразователь частоты и др.

Использование регулируемого электропривода насоса с широким

Рис. 112. Реле производительности РПН:

/ — контактная группа, 2 — валик, 3 — кронштейн, / — пружина, 5 — крепежные болты, 6 — флажок. 7 — всасывающий тоубопровод

регулированием скорости, позволит значительно упростить гидрав­ лическую схему установки, так как при плавно^ разгоне и останове насосов не возникает опасности гидравлического удара.

§ 59. Аппаратура автоматизации шахтных водоотливных установок

В настоящее^время для автоматизации шахтных водоотливных установок выпускается комплектная аппаратура нескольких типов:

аппаратура автоматизации одиночного насоса АВО-3 — для ав­ томатического управления шахтной водоотливной установкой, обо­ рудованной одним насосом с асинхронным низковольтным (до 1000 е) двигателем с короткозамкнутым ротором мощностью до 120 квт\ „

новками, оборудованными тремя насосами, приводимыми во враще­

ние низковольтными асинхронными двигателями с короткозамкну­ тым ротором;

унифицированная аппаратура автоматизации водоотлива УАВ—

для автоматического управления водоотливными установками, обо­ рудованными насосными агрегатами (до 16) с асинхронными низ­ ковольтными и высоковольтными двигателями с короткозамкнутым -ротором; аппараты, входящие в комплект УАВ, имеют исполнение PH, так что установка может находиться только в выработках, омы­ ваемых свежей струей воздуха;

аппаратура взрывобезопасная автоматизации насосных устано­ вок ВАВ — отличается от аппаратуры УАВ тем, что может устанав­ ливаться в местах, опасных по газу или пыли, и обслуживает до 10 насосных агрегатов.

Рассмотрим работу аппаратуры УАВ, получившей широкое при­ менение на шахтах.

Аппаратура УАВ обеспечивает:

работу водоотлива без постоянного дежурного персонала; автоматическое управление насосными агрегатами по уровню

воды в водосборнике; местное (ручное) управление отдельными агрегатами во время

наладочных и ремонтных работ (без нарушения работы остальных агрегатов в автоматическом режиме) ;

последовательность включения электродвигателей насосных аг­ регатов (что исключает одновременное их включение при парал­ лельной работе и при достижении аварийного уровня) и включение одного или нескольких (в зависимости ют настройки) насосных агрегатов при верхнем и аварийном уровне воды в -водосбор­ нике;

включение резервного агрегата при отключении из-за неисправ­ ности одного из насосных агрегатов, работающих в автоматическом режиме;

возможность применения любых способов заливки (при дозиро­ вании заливки по времени или по времени и давлению);

сигнализацию по двум телефонным проводам о наличии напря­ жения в цепях сигнализации, о работе насосов, о неисправности на­ сосных агрегатов, об аварийном уровне воды в водосборнике.

В схеме предусмотрена блокировка от повторного включения не­ исправного насосного агрегата.

Схема построена по блочному принципу. Для управления каж­ дым насосом предусмотрен индивидуальный агрегатный блок уп­ равления БН. Общие элементы расположены в головном агрегат­ ном блоке ОБН. Таким образом, число блоков всегда равно числу

Общий блок насоса ОБН предназначен для обработки сигналов, поступающих от датчиков, и выдачи команд на исполнительные уст­ ройства диспетчера и в блок насоса БН, а также для сигнализации о питании блока и неисправности насосного агрегата.

реле защиты РЗ, которое производит ряд переключений в схеме, подготавливая ее к пуску насосного, агрегата.

При повышении уровня воды в водосборнике до места установки электрода нижнего уровня ЭН (3) в схеме никаких изменений не произойдет. При повышении уровня воды до места установки элект­ рода верхнего уровня ЭВ (2) транзистор Т1, получив сигнал на от­ пирание с делителя напряжения RI, R3, открывается и находящееся в его коллекторной цепи реле верхнего уровня РУВ (2) включается

аппаратуры УАВ:

и самоблокируется через электрод нижнего уровня ЭН (3). Одно­ временно оно замыкает свой контакт-в цепи управления агрегатны­

ле РПУ — контакт УП-І — минус ВГ включается реле повторителя * уровня РПУ (8), которое самоблокируется и включает синхронный

Тр (12) — зажим 29 — контакт РПУ— РВ-7 — зажим 27 — катушка

РП — Тр.

Когда начинают вращаться профильные диски моторного реле времени, контакт РВ-3 (8) размыкается и реле РПУ получает пи­ тание через свой контакт РПУ.

С выдержкой времени, необходимой для заливки главного на­ соса (это время регулируется от 116 до 306 сек), замыкается кон­ такт Р,В-6 (10) в цепи реле главного насоса РГН. Если к этому времени главный насос будет залит, то контакт реле контроля за­ ливки РД замкнется и реле РГН включится по цепи: плюс ВГ — РЗ — РВ-5— РД — РВ-6 — РПУ — катушка РГН — минус ВГ. Ре­ ле РГН своим контактом РГН (12) включает высоковольтную ячей­ ку главного насоса и двигатель насоса разгоняется.

Через 57 сек после включения реле РГН (10) разомкнется кон­ такт РВ-7 (12) в цепи пускателя заливочного насоса и заливка прекратится. Параллельная работа заливочного насоса с главным обеспечивает благоприятные условия для работы последнего.

Через 70 сек после включения реле РГН произойдет размыка­ ние контактов реле времени РВ-1 (7) и РВ-5 (10). Контакт РВ-1

РГН (10) не вызовет его отключения, так как оно будет питаться через контакт выключателя РПН, включенный параллельно РВ-5.

В таком состоянии схемы насос продолжает работать до сниже­ ния уровня воды в водосборнике до нижней отметки.

При снижении уровня воды ниже отметки установки датчика ЭН разрывается цепь делителя напряжения Rl, R3 (2), транзистор Т1 запирается и реле РУВ обесточивается, размыкая свой контакт

высоковольтную ячейку (12); при наличии подкачивающего насоса отключит его; замкнет контакт в цепи синхронного двигателя (7) и двигатель начнет проворачивать профильные диски до исходного положения.

При размыкании контакта реле времени РВ-4 (9) реле РЗ не обесточится и будет питаться по цепи: плюс ВГ — контакты РЗ и РПУ — диод Д5 — РТ4 — РТ1 — РТЗ — катушка Р З —-минус ВГ.

При размыкании контактов РВ-2 (7) реле времени синхронный двигатель остановится. Это положение является исходным.

При повторном повышении уровня воды до отметки верхнего уровня описанный цикл повторяется.

Работа насоса в автоматическом режиме от повышенного и ава­ рийного уровней происходит аналогично работе от верхнего уровня.

Настройка насоса для работы от повышенного и аварийного уров­ ней производится с помощью универсального переключателя УП. Когда вода в водосборнике поднимается до электрода повышен­ ного или аварийного уровня, отпираются соответствующие транзи­ сторы Т2 или ТЗ и срабатывают реле уровня РУП (3) или РУА (4). При срабатывании реле РУП оно самоблокируется через электрод нижнего уровня ЭН и замыкает свои контакты (6, 7) в цепях управления блоками. Дальнейший пуск насоса происходит анало­ гично пуску его при работе от верхнего уровня.

При срабатывании реле РУА замыкается его контакт (6) в цепи управления блоками. Реле РПУ включается и дальнейший запуск насосной установки происходит так, как при работе от верхнего уровня. Так как реле РУА не имеет блокировки через электрод нижнего уровня, то во избежание отключения насоса при пони­ жении уровня воды ниже электрода аварийного уровня параллель­ но контакту УП-ѴІ (8) вводится замыкающий контакт РПУ. В этом случае при отключении реле РУА реле РПУ будет питаться через свой контакт и через контакт реле верхнего уровня РУВ, и насос будет работать, пока уровень воды в водосборнике не опус­ тится ниже электрода нижнего уровня.

При неисправности реле верхнего уровня и при повышении уровня воды до отметки установки датчика повышенного уровня ЭП (3) будут работать насосы, настроенные для работы от повы­ шенного уровня, и насосы, настроенные для работы от верхнего уровня, так как контакт реле РУП (3) замыкает провода верхнего и повышенного уровней.

Автоматическое включение резервного насоса происходит сле­ дующим образом. При срабатывании любого вида защиты, которая действует на реле защиты РЗ (9), насос останавливается. Вместо отключившегося насоса включается резервный. Резервным насосом считается тот насос (или несколько насосов), который настроен для работы от аварийного уровня. Включается резервный насос раз­ мыкающим контактом РЗ.

Перевод на местное управление и вывод насоса на ремонт осу­ ществляется переключателем УП, устанавливаемым в положение Р («Ручное»), Местное управление производят соответствующими кнопками магнитных пускателей. Работа заливочного насоса в ре: жиме местного управления возможна только при нажатой кнопке КП (поскольку при этом отсутствует самоблокировка пускателя).

Защита агрегата от работы при потере производительности осу­ ществляется реле производительности РПН, устанавливаемым на всасывающем шланге насоса. Если через 70 сек после включения насоса он не разовьет нормальной 'производительности, т. е .. не замкнется контакт РПН в цепи реле РГН, то разомкнувшийся кон­ такт РВ-5 обесточит реле РГН, которое отключит высоковольтную ячейку и замкнет контакт в цепи двигателя реле времени. Двига­ тель повернет профильные диски до размыкания контакта РВ-4.

Контакт РВ-4 обесточит реле РЗ, которое разорвет цепь пита­ ния двигателя реле времени (вследствие этого оно остается в таком

положении до вмешательства обслуживающего персонала), замк­ нет цепь питания красной сигнальной лампы ЛН (7), сигнализи­ рующей о неисправности данного насосного агрегата, отключит высокочастотный выход генератора на 26 кгц от линии связи (5). На сигнальном табло водоотлива загорится красная сигнальная лампа и включится звонок, сигнализирующий о неисправности на­ соса.

Защита от перегрева подшипников осуществляется термодат­ чиками РТ1 — РТ4 (9), контакты которых включены последователь­ но в цепь реле защиты РЗ. При срабатывании датчика его контакт размыкается и реле РЗ обесточивается.

Кроме указанных защит,, схема предусматривает защиту от не­ исправности задвижки (с помощью тепловых реле времени РТЗ) и защиту от пуска незалитого насоса (с помощью реле давления

РД).

Дистанционное управление осуществляется по одной (для дис­ танционного пуска) или по двум (для дистанционного пуска и ос­ тановки) свободным жилам линии связи.

При дистанционном пуске насосной установки необходимо на­ жать кнопку КП «Пуск» (2). При этом образуется цепь делителя напряжений: минус ВГ1 — «земля» — КП — резисторы — R3 и R1 —■ плюс Bril., На базе транзистора Т1 появляется отрицательное на­ пряжение, вследствие чего он открывается и реле РУВ получает питание.

Если надо остановить насос или уровень воды в водосборнике поднялся выше электрода нижнего уровня, следует нажать кнопку КС «Стоп», разрывающую цепь делителя (перемычка 45—46 в бло­ ке ОБН должна быть снята).

Сигнализация осуществляется по занятой телефонной линии при помощи системы телемеханики, в которой использовано частотное разделение сигналов.

При нормальной работе насосных агрегатов и наличии напря­ жения в блоках контакты реле защиты РЗ всех насосов, последова­ тельно включенные на высокочастотном выходе генератора 26 кгц, будут замкнуты, а приемник на 26 кгц возбужден (реле Р1 в таб­ ло СТВ включено).

При выходе из строя одного из насосов или потере питания в одном из блоков размыкается один из контактов РЗ, отключая тем самым высокочастотный выход генератора 26 кгц от линии связи, в результате чего реле Р1 отключится и разомкнет свой контакт в цепи промежуточного реле РЗ и в цепи звонка. Реле РЗ, потеряв питание, замыкает контакты в цепи красной сигнальной лампы ЛН с надписью «Неисправный насос» и в цепи звонка Зв. Тумблером П2 диспетчер выключает звонок, а лампа ЛН продолжает гореть.' Реле Р1 приемника сигналов 26 кгц после устранения неисправ­ ности снова включается и включает реле РЗ и звонок. Реле РЗ отключает лампу ЛН. Диспетчер переводит тумблер П2 в положе­ ние «Нормально», выключая звонок.

На частоте 26 кгц проверяют также целостность линии связи.

Для этого тумблер П2 переводят в положение «Неисправен насос». При неповрежденной линии включается звонок.

При аварийном уровне воды замыкается реле аварийного уровня Р-УА (5) в цепи питания генератора14 кгц. Приемник сигналов 14 кгц возбуждается и получает питание реле Р, которое одним контактом включает красную лампу Л А («Аварийный уровень»), сигнализирующую об аварийном уровне воды в водосборнике, а другим включает промежуточное реле Р4, которое переключает свои контакты в цепи звонка. Диспетчер выключает звонок пере­ водом тумблера П1 в положение «Аварийный уровень», а красная лампа Л А продолжает гореть. Если уровень воды в водосборнике становится ниже электродного датчика аварийного уровня ЭА (4), реле РУА теряет питание и отключает питание генератора 14 кгц. Отключаются реле Р и Р4, которые выключают лампу ЛА и вклю­ чают звонок. Диспетчер переводит тумблер П1 в положение «Нор­ мально», выключая звонок.

Работу насосов контролирует генератор 20 кгц, на входе кото­ рого включены параллельно контакты реле производительности РПН (5) насосных агрегатов. При замыкании одного из контактов РПН включается генератор 20 кгц, возбуждается приемник 20 кгц и срабатывает реле Р2, которое включает желтую лампу ЛР, сви­ детельствующую о нормальной работе насосов. О наличии питания

всигнальном табло сигнализирует белая лампа ЛП.

§60. Автоматизация технологического комплекса

на поверхности

Технологический комплекс поверхности (сортировка) представ­ ляет собой разветвленную поточно-транспортную систему (ПТС), работающую по общей для всех механизмов программе.

Схема управления любой ПТС строится в соответствии с техни­ ческими требованиями к автоматизации этого производственного комплекса шахты. К основным техническим требованиям, которым должна удовлетворять автоматизированная ПТС, относятся:

перед включением механизмов любого маршрута должна авто-, матически подаваться предупредительная звуковая сигнализация; включение механизмов должно производиться автоматически (по скорости) в направлении, обратном технологическому потоку угля; причем при отсутствии реле скорости включение механизмов

производится с заданным интервалом времени; механизмы, расположенные по технологическому потоку перед

клапаном, задвижкой, шибером и т. п., должны иметь блокировки, разрешающие их пуск и работу только в том случае, если эти ме­ ханизмы находятся в крайнем положении, соответствующем вы­ бранному маршруту грузопотока;

при отключении ПТС первыми должны отключаться механизмы, подающие уголь на поток, а затем все остальные; причем их оста­ новка осуществляется, как правило, после разгрузки ПТС от транс­ портируемого угля;