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

обмотки управления магнитных усилителей УМ1 и УМ2, на выходе которых включены исполнительные реле РКС1 и РКС2.

Благодаря глубокой положительной обратной связи магнитные усилители работают в релейном режиме. В зависимости от условий применения магнитный усилитель можно легко настраивать на тре­ буемые пределы скорости.

Рис. 117. Схема регулятора скорости РСМ-1:

УМ1, УЛ12—магнитные усилители; РКСІ, РКС2 — выходные исполнительные реле

Перспективным направлением в развитии систем автоматизации лебедок породных отвалов следует считать применение частотного регулирования приводного асинхронного двигателя с короткозамк­ нутым ротором, которое имеет следующие преимущества:

регулирование скорости двигателя без потерь; отсутствие воздействий на механический тормоз, т. е. исключе­

ние таких неблагоприятных факторов, как влияние фрикционных свойств материала тормозных колодок, температуры и вязкости масла на неравномерность тормозного усилия;

высокие энергетические показатели статического преобразовате­ ля частоты на полупроводниковых приборах.

§ 62. Автоматизация компрессорных станций

Основной задачей автоматизации компрессоров является поддер­ жание постоянного заданного давления сжатого воздуха в питаю­ щей сети при переменном его расходе.

Типовой проект автоматизации компрессорной станции преду­ сматривает пуск и останов компрессора; регулирование производи­ тельности станции; управление насосной станцией оборотного водо­

снабжения; продувки холодильников и воздухосборников, контроль и защиту от аварийных режимов и т. д.

Автоматизация шахтных компрессорных установок позволяет уменьшить штат обслуживающего персонала, повысить надежность работы агрегатов, увеличить межремонтные сроки, уменьшить рас­ ход электроэнергии, улучшить качество вырабатываемой пневмати­ ческой энергии и в целом дает значительный экономический эффект.

Харьковским электромеханическим заводом (ХЭМЗ) разрабо­ тан комплект автоматизированного электропривода, обеспечиваю­ щий полную автоматизацию турбокомпрессорных станций.

Комплект обеспечивает: автоматическое программное управле­ ние пуском и остановкой как отдельного компрессорного агрегата, так и всей компрессорной станции в заданной последовательности; контроль работы компрессорного агрегата; сигнализацию- о нор­ мальном и аварийном режимах компрессорного агрегата и компрес­ сорной станции; автоматическое регулирование режима работы компрессорной станции, т. е. автоматическое поддержание заданно­ го давления в магистрали сжатого воздуха; автоматическую блоки­ ровку и защиту компрессорного агрегата; автоматическое поддер­ жание заданной температуры масла.

В комплект входят: станция автоматизации компрессорного аг­ регата типа ПЭХ-7010-53М2, станция управления вспомогательны­ ми приводами, шкаф контрольно-измерительных приборов, щит при­ боров расхода и давления и др.

Одним из основных узлов разработанного комплекта является система регулирования режима работы турбокомпрессоров. Регу­ лирование заключается в поддержании в пневматической сети пос­ тоянного давления путем плавного изменения производительности компрессоров при переменном расходе воздуха.

Из всех известных способов регулирования производительности турбокомпрессоров наиболее приемлемыми являются дросселирова­ ние потока во всасывающем трубопроводе и изменение скорости вращения электродвигателя. Последний способ является наиболее экономичным и при условии разработки достаточно простого и на­ дежного регулируемого электропривода переменного тока, напри­ мер вентильного каскада, найдет широкое применение. Однако, поскольку для привода турбокомпрессоров в настоящее время при­ меняются синхронные нерегулируемые электродвигатели, регулиро­ вание производительности осуществляется по первому способу. Сущность его заключается в том, что в зависимости от положения дросселей заслонки, установленной на всасывающем трубопроводе, изменяются давление всасываемого воздуха и рабочая характерис­ тика компрессора. Следует отметить, что при регулировании путем дросселирования снижается к. п. д. и мощность компрессора, увели­ чивается удельный расход мощности.

Контроль температуры и давления воздуха осуществляется со­ ответственно электроконтактными термометрами и манометрами ти­ пов ТПП, ЭКМ. Используются датчики давления и расхода соот­ ветственно типов МЭД и ДМ. Приток охлаждающей воды и масла

форматоре и тем меньше напряжение, подводимое к аккумулято­ рам. Отклонение напряжения сети от номинального вызывает соот­ ветствующее отклонение выходного напряжения.

Для зарядки аккумуляторов при стабилизированном напряже­ нии станция имеет регулятор, состоящий из дросселя насыщения ДН, который включен последовательно с первичной обмоткой сило­ вого трансформатора Тр. Управление дросселем осуществляется при помощи обмоток управления ООСТ (обратной связи по току), ОС' (смещения) и ОУ' (обратной связи по выходному напряже­ нию). Внутренняя обратная связь по току нагрузки дросселя соз­ дается выпрямителем ВОС.

Стабилизация выходного напряжения станции достигается тем, что при изменении нагрузки изменяется также и индуктивное сопро­ тивление магнитного усилителя МУ и дросселя ДН. Например, при увеличении зарядного тока напряжение силового выпрямителя ВС падает. Но при увеличении нагрузки увеличивается ток во вторич­ ной обмотке трансформатора тока ТТ2 и постоянный ток в обмотке ООСТ. Магнитный поток обмотки ООСТ насыщает сердечник дрос­ селя ДН, сопротивление его уменьшается и напряжение на силовом трансформаторе увеличивается. Так происходит компенсация паде­ ния напряжения. Аналогично действует внутренняя обратная связь и обратная связь по выходному напряжению, только в отличие от потока обмотки ООСТ магнитный поток обмотки ОУ' размагничи­ вает дроссель. Суммарное действие обмоток обратной связи ООСТ, ОС' и ОУ' обеспечивает точную стабилизацию напряжения на на­ грузке.

Компенсация отклонений напряжения сети от номинального осуществляется следующим образом. От феррорезонансного стаби­ лизатора напряжения ФСт питается обмотка ОС, магнитный поток которой служит эталонным подмагничивающим сигналом. Обмотка ОС' обтекается током, пропорциональным напряжению сети. Маг­ нитные потоки обмоток ОС' и ОС направлены встречно общим по­ токам соответственно дросселя ДН и магнитного усилителя МУ и размагничивают их.

При увеличении напряжения сети общий магнитный поток не­ сколько уменьшается за счет потока обмотки ОС' и дроссель раз­ магничивается; его индуктивное сопротивление растет, что обес­ печивает стабилизацию напряжения на силовом трансформаторе.

Регулятором на станции АЗС-2М поддерживается выходное на­ пряжение с точностью 4,9 ±0,2 в.

От трансформатора тока ТТ1 питается реле максимальной защи­ ты РМЗ. При перегрузке реле РМЗ отключает станцию. Станция оборудована аппаратурой сигнализации, которая на схеме не по­ казана.

Для зарядки головных светильников СГГЗ применяются авто­ матизированные зарядные станции СЗА1 в комплексе с аппарату­ рой управления АУЛ1, обеспечивающей отключение заряженных батарей через 16± 1 ч после начала заряда. Отключающее устрой­ ство содержит шаговый искатель и электромагнитные реле.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ

ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ

АВТОМАТИЗАЦИИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

§ 64. Общие сведения

Основными направлениями дальнейшего развития автоматиза­ ции угольных шахт являются:

совершенствование горной технологии и оборудования; углубление механизации процессов и ее комплексность, обеспе­

чение добычи угля без постоянного присутствия рабочих в забое; широкое применение диспетчеризации на шахтах -с целью повы­ шения оперативности управления производством и ритмичности ра­

боты предприятий; широкое использование автоматизированного регулируемого

электропривода, более совершенных средств автоматического регу­ лирования и программного управления на основе достижений вы­ числительной техники;

совершенствование, повышение качества и надежности сущест­ вующих систем и средств автоматизации, в частности путем широ­ кого применения унифицированной аппаратуры автоматизации, построенной на бесконтактных логических элементах;

широкое применение вычислительной техники.

Наибольшее распространение в народной! хозяйстве и в част­ ности в угольной промышленности получили цифровые электронные

В угольной промышленности СССР сформировались следующие основные направления использования средств вычислительной тех­ ники:

создание автоматизированных систем планирования, учета, уп­ равления и обработки информации (АСПУ) ;

создание автоматизированных систем оперативного диспетчер­ ского управления технологическими процессами и предприятиями с применением средств вычислительной техники; в качестве объекта управления рассматривается группа процессов или предприятие в целом;

широкое использование электронных вычислительных машин (ЭВМ) в научных исследованиях.

O §

. K

CT)

<J s

CU

§ 65. Автоматизированные системы оперативно-диспетчерского управления

Создание на шахтах разветвленной системы диспетчеризации, ос­ нащенной современными техническими средствами, с широким ис­ пользованием ЭВМ является одной из первоочередных задач. В сис­ теме диспетчеризации ЭВМ применяются на нескольких этапах.

На первом этапе система диспетчерского управления производит сбор, обработку и регистрацию информации о состоянии рабочих объектов при помощи вычислительной машины, функционирующей в информационном режиме (режим ИВМ). Функции управления выполняются диспетчером.

На втором этапе осуществляется управление отдельными участ­ ками работ на базе ИВМ с использованием вычислительной маши­ ны в режиме «Советчик диспетчера» (СВМ).

На третьем этапе управление строится по замкнутой системе. Производится оптимизация работы всех участков и всего производ­ ства в целом при помощи вычислительной машины, функционирую­ щей в информационном режиме (ИВМ), режиме советчика (СВМ) и в управляющем режиме (УВМ).

На рис. 119 показана структурная схема диспетчерского управ­ ления угольной шахтой с использованием управляющей вычисли­ тельной машины (УВМ).

Общая схема потоков информации такова.

Вместах сосредоточения объектов диспетчеризации распола­ гаются приемо-передающие устройства системы телемеханики — контролируемые пункты КП. К ним поступает информация от рас­ положенных на этом участке датчиков. От контролируемых пунк­ тов, рассчитанных на прием 15—20 сигналов датчиков, информация по каналам связи поступает на диспетчерский пункт в устройство связи машины с объектом (УСО). Это устройство имеет блок бу­ ферной памяти, в котором хранятся текущие значения контроли­ руемых и измеряемых величин до момента выбора их машиной.

Ввычислительной части машины информация обрабатывается в соответствии с программой их обслуживания. Результаты обработки выдаются в виде световых сигналов и указаний на пульт представ­ ления информации; данные о текущих значениях параметров печа­ таются на специальных бланках в виде графиков. Управляющие сигналы и команды выдаются в устройство связи с объектом и далее с помощью системы телемеханики — на соответствующие контролируемые пункты, где команды и сигналы либо реализуются соответствующими локальными системами автоматики, либо вос­

принимаются операторами.

Режим УВМ в замкнутом контуре управления шахтой предпо­

лагает:

поддержание и корректировку наиболее рационального режима работы всех участков; регистрацию и сигнализацию показателей производственного процесса; анализ работы шахты за предшест­ вующий период; прогноз работы отдельных звеньев системы; фик­

сацию аварийных состояний и управление процессами при них; организацию работы транспорта; оперативное планирование; инже­ нерные расчеты, связанные с деятельностью служб шахты; выход на систему АСПУ, предназначенную для улучшения технико-эко­ номических показателей группы шахт, например, комбинатов;

выбор экономически обоснованных (оптимальных) сечений вен­ тиляционной сети горных выработок;

оптимизацию планов развития горных работ — определение оп­ тимальной последовательности и порядка отработки выемочных полей; количества одновременно работающих очистных забоев; на­ грузки на них; количества лав, работающих на наклонную выработ­ ку; нагрузки на наклонную выработку; параметров очистного забоя (длина, подвигание), технологического забоя (вид механизации, способ крепления и управления кровлей) и т. п.

Оптимальный план должен обеспечивать:

получение требуемого объема добычи, планомерную отработку запасов'горизонта, минимальные эксплуатационные расходы за весь планируемый период времени;

расчет показателей технического и экономического характера; контроль за движением материальных ценностей, выполнением гра­ фиков ремонта оборудования; расчет маркшейдерских задач;

расчет запасов материалов и основных запасных частей на скла­ де шахты;

расчет сетевых графиков проведения очистных, подготовитель­ ных, монтажных и ремонтных работ.

§ 66. Повышение надежности аппаратуры

Одним из основных требований, предъявляемых к аппаратуре рудничной автоматики и телемеханики, является надежность.

Надеоюность — это способность аппаратуры безотказно работать в определенных условиях в течение всего установленного межре­ монтного срока и выполнять задания в установленном объеме.

При оценке надежности аппаратуры пользуются понятием — от­ каз. Под отказом понимают такую неисправность, при которой не­ возможно дальнейшее выполнение аппаратурой заданных функций. Критерием надежности является вероятность безотказной работы аппаратуры в течение некоторого интервала времени непрерывной эксплуатации. Для повышения надежности аппаратуры используют переход на бесконтактную аппаратуру, построение аппаратуры по блочному принципу, герметизацию аппаратуры, параллельное (ре­ зервное) соединение элементов и т. д.

С целью повышения надежности отдельных блоков схемы ис­ пользуют однократное резервирование с восстановлением отказав­ ших элементов на ходу с помощью резервного узла. Отказ такой системы может наступить только в том случае, когда резервный элемент, включенный вместо отказавшего рабочего, окажется не­ исправным, прежде чем последний будет отремонтирован. Такое включение элементов называется параллельным. Этот способ су­

щественно увеличивает надежность системы, однако требует допол­ нительных капитальных и эксплуатационных расходов.

Широкое применение находят неремонтнопригодные залитые блоки. Известно, что заливка элементов смолами повышает их на­ дежность благодаря исключению влияния влаги, вибрации, пыли и т. п. Поэтому логические элементы ЛМ, ЭТ, а также некоторые датчики и усилители изготовляют в виде залитых эпоксидной смо­ лой блоков. Недостатком залитых блоков является повышенная стоимость ремонта аппаратов, в которые они входят, так как блок при выходе из строя приходится заменять новым.

В настоящее время ведутся большие работы по повышению на­ дежности и долговечности аппаратуры. На заводах и горных пред­ приятиях созданы контрольные пункты и лаборатории надежности, которые собирают статистические данные, анализируют причины от­ казов аппаратуры и разрабатывают рекомендации по повышению надежности аппаратуры автоматики.

Работы по унификации средств автоматизации и приборов ве­ дутся в направлении создания научно обоснованной государствен­ ной системы приборов и средств автоматизации (ГСП). Важней­ шим в развитии ГСП является создание унифицированных систем приборов, взаимозаменяемых по выходному сигналу, построенных по блочно-модульному принципу и отвечающих современным тре­ бованиям промышленности.

Основным требованием ГСП является стандартизация парамет­ ров сигналов, что позволяет увязать в единой системе различные приборы.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Аппаратура автоматизации производственных процессов на угольных шахтах.

ки и внедрения автоматизированных систем управления на предприятиях угольной промышленности (обзор). М., ЦНИИЭуголь, 1970.

§20. Электромагнитные муфты, соленоиды................................................

§21. Специальные электрические исполнительные элементы систем руднич­

§24. Общие сведения.................................................................................

§25. Электрические р ел е................................................................