книги из ГПНТБ / Боронихин А.С. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов учеб. для техникумов

1)постоянный поток (поляризующий), не зависящий от состоя­ ния схемы; этот поток создается постоянным магнитом;

2)рабочий поток, создаваемый намагничивающей силой рабочей катушки, величина и направление которого зависят от поступа­ ющего на катушку сигнала.

Поляризованные реле типа РП (рис. XI.7) выпускают в трех ис­ полнениях: двухпозиционное РП-4, двухпозиционное с преоблада-

нием РП-7 и трехпозиционное РП-5. Конструктивно они выполнены одинаково. Катушка 1 реле посажена на магнитопровод 2 с полюс­ ными наконечниками 3, между которыми помещен якорь 4 реле, подвешенный к рамке 5. К якорю прикреплена контактная пружина 6 с подвижными контактами 7. Неподвижные контакты 8 собирают отдельно на керамическом мостике 9, который прикреплен к общему корпусу. Реле снабжено кожухом.

При отсутствии напряжения на катушке на якорь, установленный в нейтральное (вертикальное) положение, слева и справа действу­ ют две одинаковые силы притяжения постоянного магнита, обуслов­ ленные равенством магнитных потоков. Результирующая сила на­ ходится в равновесии. Достаточно небольшого смещения якоря

200

от нейтрального положения, чтобы изменилась величина магнитного сопротивления воздушных зазоров слева и справа от якоря. Когда подаваемое в обмотку реле напряжение создает в магнитопроводе поток Ф в направлении, указанном на рисунке, то якорь перейдет в правое положение. Движение якоря прекратится, когда он коснется неподвижного контакта. Если изменить направление тока в катушке, то якорь вернется в первоначальное положение и т. д.

Реле времени применяют при необходимости автоматически уп­ равлять технологическими процессами во времени и включать ме­ ханизмы через заданные интервалы. В промышленности строитель­ ных материалов применяют моторные реле времени.

Рис. XI.8. Схема моторного реле времени

Моторные реле времени выпускают со шкалой от 0,1 до 24 ч. В этих реле выдержка времени осуществляется редуктором и син­ хронным двигателем. Механизм реле времени (рис. XI.8) состоит из редуктора 1, диска времени 2, имеющего несколько зубцов, кон­ тактов 3, включенных в цепь катушек или пускателей машины, и катушки 4 паузного механизма 5. Диск времени, вращаясь с задан­ ной скоростью, зубцами замыкает контактную группу 3 и включает электродвигатель машины или другие технологические установки. При помощи путевого "выключателя размыкается цепь механизма 5. Механизм реле приводится в действие синхронным двигателем. Вы­ держка времени создается за счет замедления, получаемого в редук­ торе двигателя, и дополнительного редуктора, установленного в реле.

Фотореле, выполненные на фотосопротивлениях, получили широ­ кое распространение. Так, в ряде автоматических устройств (в счет­ чике готовых изделий, в регуляторе уровня, в фотоэлектрических путевых выключателях) применено фотореле, схема которого пока­ зана на рис. XI.9. Фотосопротивление ФС включено последователь­ но с обмоткой двухпозиционного поляризованного реле РЛ. Сопро­ тивление неосвещенного фотосопротивления ФС велико (порядка

201

ІО7 Ом), и ток в цепи обмотки недостаточен для срабатывания реле РП. Когда фотосопротивление освещено, величина его сопротивле­ ния резко уменьшается, ток возрастает и реле срабатывает, вклю­ чая своими контактами то или иное устройство.

Реле контроля неэлектрических величин — физических и хими­ ческих состояний контролируемой среды в технологических процес­ сах — в технике контроля, регулирования и автоматического управ­ ления получили широкое распространение. К таким реле относятся, например, поплавковые реле, контакты которых замыкаются при

достижении требуемого уровня воды в баках; реле давления, за­ мыкающие электрическую цепь при увеличении или уменьшении дав­ ления против заданных величин и т. п. Некоторые схемы этих реле рассмотрены в соответствующих разделах учебника.

Командоаппараты — это устройства, применяемые для пере­ ключений в цепях управления постоянного и переменного тока на­ пряжением до 500 В. К командоаппаратам относят: кнопки управ­ ления, универсальные переключатели, а также путевые выключа­ тели.

Кнопки управления предназначены для дистанционного включе­ ния и отключения различных электроустройств (контакторов, маг­ нитных пускателей и т. п.). На рис. XI. 10 показана кнопка управ­ ления, которая состоит из одного открытого и одного закрытого кон­ такта. При нажатии на кнопку «Пуск» подвижной контакт за­ мыкает контакты электрической цепи; при нажатии на кнопку «Стоп» подвижной контакт размыкает цепь. Пружины, насаженные на штиф­ ты, возвращают кнопку в исходное положение. Разрывная способ­ ность контактов, т. е. величина тока размыкания контактов, обыч-

202

но до 15 А. Головки кнопок для удобства обслуживания снабжают надписями: «Пуск», «Вперед», «Назад» и др. и окрашивают в раз­ личные цвета (кнопку «Стоп» обычно в красный).

Командные электропневматические приборы КЭП — разновид­ ность реле времени. Они предназначены для выполнения в опреде­ ленной последовательности с заданной продолжительностью различ­ ных технологических операций. Их используют для управления как электрическими, так и пневматическими цепями. Число управляе­ мых цепей может достигать 12 с интервалами включения их (в зави-

Рис. XI.12. Схема универсального переключателя типа УП

симости от настройки прибора) от 4 до 1488 мин. Точность времени цикла ± 2,5%.

Прибор КЭП, электрическая схема которого представлена на

ках окружности барабана, можно получить требуемый порядок переключения всех контактов. В приборе могут быть установлены не только'7электрические контакты,!но также и пневматические пе­ реключатели, давление воздуха в которых не должно превышать 0,15 МПа (1,5 кгс/см2).

203

Для установления времени цикла переключения контактов по таблице, имеющейся на внутренней стороне крышки корпуса, опре­ деляют деление на задатчике. Шкалу задатчика устанавливают на отметку против красной стрелки в нижнем вырезе указательного щитка.

ния машин и механизмов и приводятся в действие движущимися частями этих машин и механизмов. Выключатели служатв качестве командоаппаратов при автоматическом управлении движущимися механизмами, а также аварийными ограничителями хода различных машин. В путевых выключателях (рис. XI. 13) моментного действия скорость размыкания и замыкания контактов не зависит от скорос­ ти перемещения движущихся частей механизмов. Время замыкания открытого контакта и размыкания закрытого контакта не более 0,1 с. Выключатели имеют самовозврат в исходное положение после пре­ кращения ^нажима на ролик выключателя. Путевые выключатели имеют клеммные колодки 1, на которых укреплены неподвижные контакты 2. Подвижные контакты 3 расположены на валике 4 из

204

пластмассы. Контакты выключателя перемещаются с изменением положения валика, связанного с толкателем 5. Контакты возвраща­ ются в исходное положение пружиной 6.

§ ХІ.З. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Схемы дают возможность судить об электрической связи между отдельными аппаратами и их элементами, о значении и взаи­ модействии аппаратов, позволяют правильно эксплуатировать обо­ рудование, быстро устранять возникшие неисправности.

На принципиальных развернутых схемах все контакты аппара­ тов показывают в положении, когда отсутствует электрическое или механическое воздействие на отдельные элементы схемы. Главные (силовые) цепи изображают жирными линиями, а цепи управле­ ния — тонкими линиями. Развернутая схема отличается от обыч­ ной электрической схемы тем, что ее составляют исключительно в по­ рядке последовательности соединения электрических цепей, не счи­ таясь с геометрическими размерами и механическими связями эле­

ментов схемы.

Каждому аппарату, изображенному на схеме, присваивают обо­ значение, содержащее одну или несколько букв. Первая буква обыч­ но соответствует наименованию аппарата, а вторая — его назначе­ нию, например РП: Р — реле, П — промежуточное. Если в схеме имеется несколько одинаковых аппаратов, то перед буквенным обозначением ставится порядковый номер — 1РП, 2РП. Отдель­ ные контакты одного и того же элемента схемы должны иметь оди­ наковые буквенные обозначения. Например, при обозначении ка­ тушки реле времени РВ, все контакты этого реле также обознача­ ются буквами РВ, а после буквенного обозначения ставится цифра, определяющая порядковый номер контакта (РВ1, РВ2, РВЗ нт. д.). При обозначении аппарата одной буквой она должна соответство­ вать его назначению (табл. XI.5). Условные обозначения элементов электрических схем выполняют по ГОСТ 2.721—68—2.751—68 (см. приложение в конце книги).

205

Схема управления асинхронным электродвигателем трехфаз­ ного тока (рис. XI. 14, а). Для пуска двигателя включают рубиль­ ник Р, подавая напряжение на главную и вспомогательную цепи. Затем нажатием кнопки «Пуск» замыкают цепь питания катушки магнитного пускателя ПМ, в результате чего контакты ПМ замыка­ ются, присоединяя двигатель к сети. Одновременно замыкается от-

Рис. XI. 14. Схемы управления асинхронными электро­ двигателями

а — нереверсивным; б — реверсивным

крытый блок-контакт ПМ, который шунтирует кнопку «Пуск», чем исключает необходимость держать ее нажатой. Предохранители ПР защищают двигатель от коротких замыканий. Тепловые реле 1РТ и 2РТ своими закрытыми контактами защищают двигатель от перегрузок. Магнитный пускатель создает также защиту двига­ теля от самопуска после отключения р результате снижения или ис­ чезновения напряжения. В этом случае уменьшается электромаг­ нитное усилие втягивающей катушки, что влечет за собой отпа-

206

дение якоря контактора и отключение двигателя, а повторно вклю­ чить его можно только после нажатия кнопки «Пуск».

Схема управления реверсивным асинхронным электродвига­ телем. Для работы двигателя в двух направлениях — вперед и на­ зад применяют реверсивный магнитный пускатель (рис. XI. 14, б), состоящий из двух контакторов В для вращения вперед и двух кон-

такторов Я для вращения назад. Для пуска двигателя включают рубильник Р и после нажатия кнопки КВ создают цепь катушки контактора. Контактор В срабатывает и подает^ питание на статор двигателя через контакты В. Одновременно замыкается блок-кон­ такт В1, шунтируя кнопку КВ. Для изменения направления вра­ щения двигателя необходимо нажать на кнопку КН. Контактор Н присоединит двигатель к сети через контакты Н. Одновременно включить оба контактора В и Я нельзя, так как контактор В имеет контакт В2 в цепи контактора Я, а контактор Я — такой же контакт Н2 в цепи контактора В.

Схема одновременного управления несколькими двигателями.

Рабочие механизмы автоматизированных установок в ряде случаев

207

обслуживаются не одним, а несколькими двигателями, в связи с чем возникает необходимость определенной последовательности их пус­ ка и остановки. Для защиты технологических установок от поломок применяют схемы блокировки, которые обеспечивают исполнение только верных команд со стороны обслуживающего персонала. Оши­ бочные команды эти схемы не выполняют. Рассмотрим подобные схемы.

Схема работы двух двигателей только 'раздельно может осущест­ вляться включением закрытых блок-контактов первого двигателя в цепь второго, а второго в цепь первого (рис. XI. 15, а). Таким обра­ зом, двигатель 1 не может быть включен до тех пор, пока двигатель 2 работает, и наоборот.

Схема последовательного включения двигателей (рис. XI. 15, б)

состоит в следующем. Если по условиям технологического процесса необходимо включать вначале двигатель 1, затем двигатель 2 и т. д. то применяют схему, по которой в цепь магнитного пускателя вводят открытый контакт 1К от магнитного пускателя двигателя 1, а в цепь двигателя 3 — открытый контакт от двигателя 2 и т. д. При этом только после включения двигателя 1 можно включить дви­ гатель 2 и т. д., так как имеющиеся блокировочные контакты Щ и 2К разомкнуты.

§ XI.4. СХЕМЫ СИГНАЛИЗАЦИИ

При автоматизации технологических процессов, создании си­ стем централизованного контроля и управления и организации служ­ бы диспетчерского управления большое значение имеют устройство сигнализации, предназначенные для извещения обслуживающего персонала о состоянии контролируемых объектов. Аварийно-пре­ дупредительная сигнализация служит для подачи сигнала о ненор­ мальной работе установок, переведенных на автоматическое управле­ ние. Сигналы обычно бывают звуковые и световые. Звуковые сигна­ лы привлекают внимание дежурного. Световые сигналы в той или иной мере расшифровывают характер неисправности и указывают объект, где возникла эта неисправность.

Схемы сигнализации по назначению можно классифицировать следующим образом:

1) сигнализация положения оповещает о состоянии контроли­ руемых объектов (включены или отключены магнитные пускатели, контакторы, выключатели, открыты или закрыты задвижки, заслон­ ки и другие подобные устройства);

2)командная сигнализация предназначена для передачи заранее определенных команд из одного помещения в другое при помощи раз­ личных световых и звуковых сигналов

3)сигнализация действия и защиты автоматики — это информа­ ция о работе того или иного вида автоматической защиты или бло­ кировки;

208

4) технологическая сигнализация предназначена для оповеще­ ния о нарушении нормального хода технологических процессов (об отклонении от установленного значения температуры, давления, уровня и т. д.). При этом технологическая сигнализация может быть двух видов:

а) предупредительная сигнализация о ненормальных, но пока еще допустимых значениях контролируемых или регистрируемых параметров. Появление предупредительных сигналов указывает об­ служивающему персоналу на необходимость принятия мер для устранения возникших неисправностей;

б) аварийная сигнализация о недопустимых значениях контроли­ руемых и регулируемых параметров, об аварийном состоянии на отдельных участках технологического процесса или об аварийных отключениях контролируемых объектов. Появление аварийных сигналов часто сопровождается действием устройств автоматичес­ кой защиты и блокировки. Аварийная сигнализация требует немед­ ленного вмешательства персонала.

По принципу действия схемы сигнализации разделяют на:

1)схемы сигнализации с индивидуальным съемом звукового сигнала;

2)схемы сигнализации с центральным (общим) съемом звукового сигнала; эти схемы оснащены единым устройством, позволяющим отключать звуковой сигнал, сохраняя индивидуальный световой сигнал;

3)схемы сигнализации с центральным съемом звукового сигна­ ла и повторностью действия; они отличаются от предыдущих схем способностью повторно подавать звуковой сигнал при срабатывании любого преобразователя сигнализации независимо от состояния всех остальных.

Схемы сигнализации выполняют на постоянном или переменном

токе. В системах автоматизации технологических процессов находят применение схемы сигнализации, различающиеся как по структуре, так и-по способам построения отдельных их узлов. Разберем некото­ рые схемы сигнализации.

Сигнализация положения. Наиболее просто эту сигнализа­ цию выполняют для таких механизмов, которые имеют только два рабочих положения: отключено — включено или открыто — закры­ то. На рис. X I.16 показано несколько вариантов включения ламп, сигнализирующих работу и остановку электродвигателя. В схеме а сигнализация осуществляется одной лампой ЛВ, подключаемой параллельно катушке контактора К ■В схеме б кроме лампы ЛВ, под­ ключенной параллельно катушке контактора, имеется лампа ЛО, включаемая размыкающим блок-контактом контактора и сигнали­ зирующая отключение электродвигателя. Если электродвигателем управляют не кнопками «Пуск» и «Стоп», а универсальным переклю­ чателем типа УП, рукоятка которого может быть в положениях: О— отключено; 00 — операция отключения; В — включено; OB — операция включения, то в схему сигнализации положения

209