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

чий верхний уровень) и замыкает свои открытые контакты РУВ1, РУВ2 и РУВЗ. При дальнейшем уменьшении уровня обесточива­ ется реле РУН (рабочий нижний уровень). При замыкании его контактов РУHI включается реле 2РН, что вызывает включение двигателя и, следовательно, насоса № 2. Уровень воды в баке будет подниматься. При достижении нижнего рабочего уровня III вклю­ чится реле РУН, а контакты РУН1 и РУН2 разомкнутся, но это не вызовет остановки насоса, так как контакт РУН1 блокируется блок-контактом магнитного пускателя 2ПМ1. Насос остановится после достижения уровнем воды положения II, когда включится ре­ ле РУВ, а контакт РУВ2 разомкнется. При аварийном режиме, если уровень будет уменьшаться ниже положения IV, а рабочий насос не будет восстанавливать уровень воды, включится резерв­ ный насос. Если уровень станет ниже отметки IV, выключится реле АН и замкнутся его контакты АН1 и АН2. Контакт АН1 вклю­ чит резервный насос, а контакт АН2 — аварийную сигнализацию.

§ XII.4. УПРАВЛЕНИЕ ЗАДВИЖКАМИ И ПРОБКОВЫМИ КРАНАМИ

Задвижки. При автоматизации установок промышленности стро­ ительных материалов для открытия и перекрытия трубопроводов находят широкое применение задвижки, оборудованные электропри­ водом с редуктором (рис. XII.5). Управлять этими задвижками мож­

0

Рис. ХІІ.5. Задвижка с электроприводом

а — общий вид задвижки; б — электрическая схема

но дистанционно как вручную, так и автоматически, включая их в соответствующие цепи управления. Для выключения двигателя задвижки при достижении положения «Открыто» или «Закрыто» при­ менены конечные выключатели КВН и КВ В.

При нажатии кнопок КВ или КН ток поступает соответственно в катушку магнитного пускателя В или Н, который включает дви-

220

гатель привода редуктора, при этом замыкаются соответствующие блок-контакты пускателей. Пусковой ток двигателя всегда превы­ шает номинальный ток. В момент пуска через токовое реле РТ, включенное в одну из фаз двигателя (на рисунке не показано), пойдет ток выше номинального, в связи с чем размыкается его кон­ такт РТ1 в цепи управления, и двигатель будет остановлен. Чтобы

этого не произошло, в момент пуска необходимо пусковую кнопку удерживать 2—3 с. В случае аварийного заклинивания задвижки ток в цепи двигателя резко возрастет, что вызовет срабатывание реле РТ и выключение всей системы. Положения задвижки отмечаются световыми сигналами.

Пробковые краны. Для перекрытия потока продукта в трубо­ проводах применяют краны больших диаметров с проходным сече­ нием 100—800 мм. Преимущество кранов перед другими типами запорных устройств заключается в высокой герметичности, про­ стоте конструкции и возможности применения их в автоматизи­ рованных установках. Выпускаемые краны подразделяют по спо­ собу управления на краны с ручным приводом и комбинированные, например с пневмогидравлическим приводом (рис. XII.6). Преоб­ разователями электрических импульсов управления в пневмати­ ческие у пробковых кранов служат электромагнитные клапаны. При поступлении электрического импульса в обмотку электромаг­ нитного клапана сердечник втягивается и открывает проход воз­ духу в привод, управляющий операциями закрытия или откры­ тия крана. Узел управления с клапанами монтируют непосредст­ венно у кранов. При необходимости конструкция клапанов поз­

221

воляет открывать или закрывать их вручную. Для этого нужно нажать на рычаг, имеющийся в каждом клапане. Рычаг поднимает сердечник, давлением воздуха производится нужная операция —■ закрывается или открывается кран. Кран можно также перекрыть при помощи штурвала.

§ ХП.5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ДРОБЛЕНИЯ СЫРЬЯ

Все системы автоматического регулирования загрузки дроби­ лок могут быть разделены по виду регулируемого параметра на сис­ темы регулирования по уровню материала в зеве дробилки и току нагрузки электродвигателя.

Уровень материала в дробильном пространстве контролируется на высоте 2/3 рабочей части дробилки при помощи гамма-реле. При уровне материала ниже контролируемого питатель работает, при уровне материала выше контролируемого питатель отключает­ ся, при последующем снижении уровня материала питатель авто­ матически включается. Регулирование по нагрузке электродвига­ теля основано на следующем принципе: чувствительный элемент — токовое реле включено через трансформатор тока в одну из фаз электродвигателя дробилки. Включение и отключение питателя производится токовым реле, но через реле времени. Этим достига­ ется то, что при кратковременном возрастании тока отключения питателя не происходит.

Автоматическое регулирование загрузки дробилки (рис. XII.7). Для поддержания определенного режима дробления в автоматизи­ рованных линиях применяют системы регулирования загрузки, действующие в функции тока приводного электродвигателя дро­ билки с коррекцией по току приводного электродвигателя отходя­ щего конвейера и по верхнему уровню материала в зеве дробилки.

Для получения требуемой производительности дробильного комплекса преобразователи 1ДН и 2ДН настраивают на опре­

и 2ДН являются соответственно реле 1РП и 2РП. При нормальных условиях эти реле находятся под током, а при перегрузке приводов обесточиваются. Включение реле 5РП происходит при наличии

при перегрузке электродвигателя дробилки и обесточивании реле 2РП, либо при перегрузке электродвигателя конвейера и обесто­ чивании реле 2РП.

Схемой предусмотрен контроль аварийного переполнения зева дробилки и контроль низкой подушки материала на питателе

222

при помощи гамма-реле Г1 и Г2. При аварийном переполнении зева дробилки в результате зависания или попадания негабарит­ ного куска под действием гамма-реле Г1 включается реле контроля переполнения дробилки ЗРП. При низком уровне материала на пи­ тателе под действием другого гамма-реле Г2 включается реле контроля низкой подушки 4РП. При этом реле ЗРП и 4РП воз­ действуют на аварийное реле РВ, которое дает импульс на отключе­ ние питателя с выдержкой времени. Если за это время режим ра­ боты питателя восстановится, то отключения не происходит.

Схема предусматривает нормальную и аварийную сигнализа­ цию для предупреждения обслуживающего персонала о работе механизмов комплекса дробилки об аварийном состоянии техноло­

гических параметров дробилки, систем жидкой и густой смазки.

Защита дробилок от попадания металлических предметов.

Удаление металлических предметов из горной массы, поступающей на дробление, является обязательным, поскольку эти предметы вызывают аварии и повреждения дробилок. Для удаления металли­ ческих предметов наибольшее распространение получили электро­ магнитные шкивы и подвесные электромагниты, устанавливаемые на конвейерах после дробилок первичного дробления.

При установке электромагнитного шкива на приводной головке конвейера немагнитная горная масса под действием центробежной силы отрывается от конвейера в первой четверти шкива, а металл, притягиваемый шкивом, вместе с лентой огибает шкив и попадает в воронку. Этот способ обеспечивает удаление металлических пред­ метов, близко расположенных к ленте. Из верхних слоев материа­ ла металлические предметы удаляют при помощи подвесных элект­ ромагнитов. Поэтому целесообразно использовать одновременно два типа металлоуловителей. Однако даже одновременное исполь­ зование двух металлоуловителей не может полностью исключить попадание металла, поскольку его не всегда можно извлечь из по­ роды (значительная масса и большое расстояние до ленты). Полное удаление металлических предметов из потока материала может быть осуществлено путем своевременного обнаружения металла при по­ мощи металлоискателей и последующего механического удаления.

Механические уловители работают по принципу отсечения части потока материала вместе с металлическими предметами. При обна­ ружении металла металлоискателем подается команда в схему уп­ равления, в результате реверсивный конвейер часть материала с металлическим предметом подает в противоположном направлении от дробильного агрегата. После удаления части материала с метал­ лом в противоположный от дробилки конец конвейер опять начина­ ет работать в рабочем направлении. Время обратной подачи мате­ риала должно быть минимальным, поэтому металлоискатель следует устанавливать как можно ближе к головке конвейера.

К основным недостаткам механических металлоулавливателей относится необходимость удаления вместе с металлом некоторого количества материала.

223

Автоматический контроль работы конвейеров. Нормальная работа конвейеров предопределяет успешную эксплуатацию дро­ бильных установок. Для этого необходимо обеспечить постоянный контроль скорости ленты конвейера и контроль положения ленты. Преобразователь скорости ленты устанавливают на натяжном бара­ бане или ролике, скорость вращения которых зависит от скорости движения ленты.

На положение ленты конвейера влияют многие факторы: непра­ вильная установка натяжного барабана, нехватка роликов и за-

клинивание их, смещение слоя материала при загрузке относительно продольной оси конвейера и др. Существуют два способа контроля положения ленты — одноступенчатый и двухступенчатый. При од­ ноступенчатом контроле преобразователь положения ленты соот­ ветствует крайнему допустимому положению и при нарушениях отключает привод конвейера. При двухступенчатом контроле дополнительно устанавливают промежуточный преобразователь. В случае отклонения ленты до первой ступени контроля подается сигнал на щит, а при отклонении ленты до второй ступени отклю­ чается привод. На конвейерных линиях в ряде случаев устанавли-

224

вают также лентовыравниватели, предназначаемые для автомати­ ческого возврата ленты в рабочее положение.

Контроль работы течек. Нормальная работа оборудования во многом зависит от состояния течек. Для контроля прохождения материала через течки на предприятиях строительных материалов и в горнорудной промышленности применяют различные индика­ торы забивания течек. В основу работы индикатора, пока­ занного на рис. XII.8, положено свойство полупроводниковых триодов, включенных в схему с общим коллектором, менять выход­ ное сопротивление при изменении входного в момент попадания материала между контактными штырями, которые установлены на заданном уровне. Схема включает две идентичные и независимые части, что позволяет контролировать прохождение сырья одновре­ менно через две различные течки. В общем случае работают четыре контрольных штыря — по два в каждой контролируемой течке.

Когда сопротивление на входе прибора велико, что соответству­ ет нормальному прохождению материала, т. е. отсутствию его между контактными штырями, то оказывается большим и выходное сопротивление, вследствие чего ток в цепи коллектора полупровод­ никового триода недостаточен для срабатывания реле. При положе­

также вибрационные и механические преобразователи. Вибрацион­ ные преобразователи основаны на измерении вибрации стенки теч­ ки, на которой устанавливают микрофон. Сигнал микрофона по­ дается через усилитель на реле, включающее сигнал о забивании течки.

Иногда для контроля за состоянием течки используют механи­ ческие индикаторы (рис. XII.9), которые работают следующим об­ разом. При забивании течки сырье давит на подвижный сектор, заставляющий срабатывать контактное устройство. Импульс тока через релейный блок воздействует на магнитный пускатель, который включает вибратор, прикрепленный к стенке течки, и одновременно отключает двигатель механизмов, подающих в течку материал. Это обычно сопровождается звуковым или световым сигналом.

§ХІІ.6. ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВОМ

ИДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ

Быстрый технический прогресс требует дальнейшего совер­ шенствования организации управления промышленными предприя­ тиями, цехами, участками и агрегатами. Применяют следующие формы управления производством.

Планирование, назначение которого состоит в том, что основное соотношение входа и выхода определяют заранее на длительный период (месяц, год и т. д.). Эта форма управления не учитывает

случайные отклонения технологического процесса и снабжение в процессе работы.

Оперативное управление — это непрерывный контроль произ­ водства в каждый момент времени; оно обеспечивает выбранный режим работы агрегатов и выполнение технологического процесса.

В каждом производственном процессе неизбежны отклонения от заданного режима. Чем чаще они возникают, тем чаще требует­ ся оперативное вмешательство с целью устранения нарушений. Поэтому для современного производства характерна централи­

зация управления.

Одним из видов централизованного управления является дис­ петчерская централизация. Решение о том, как поступить в каждом отдельном случае, принимает человек на пункте управления — диспетчер производства. Более совершенный вид централизован­ ного управления — это автоматическая диспетчеризация, при ко­ торой работу диспетчера выполняет автомат или управляющая машина. Однако этот вид централизованного управления еще не нашел широкого применения, поскольку осуществить его можно лишь в тех случаях, когда предприятие подготовлено соответст­ вующим образом — разработаны четкие правила управления и ра­ бота отдельных агрегатов автоматизирована. При диспетчерской централизации всю информацию получает и обрабатывает человек, он же принимает необходимые решения и дает команды. При авто­ матической диспетчеризации для переработки поступающей инфор­ мации используют средства вычислительной техники, при помощи которых оценивается ситуация и вырабатываются необходимые воздействия, направленные на ликвидацию нарушений управляе­ мого процесса.

Диспетчерское управление с применением средств счетно-ре­ шающей техники можно разделить на две основные группы. Первая группа — это системы, в которых вычислительные машины приме­ няют для непосредственного управления производством или для вы­ дачи команд операторам на отдельные объекты. Вторая группа — системы, в которых вычислительные машины используют в качестве «советчика» диспетчера, при этом вычислительная машина прово­ дит анализ информации и выдает данные лучшего варианта. Однако даже осуществление автоматической диспетчеризации еще не опре­ деляет комплексной автоматизации производства, поскольку пос­ леднее понятие более широкое, чем автоматическая диспетчеризация. Под комплексно автоматизированным производством подразуме­ вают способ выполнения производственного процесса, при котором по всему его циклу основные и вспомогательные процессы осуществ­ ляют машины, механизмы и другие виды оборудования таким обра­ зом, что заданная производительность и качество продукции дости­ гаются без непосредственного участия человека. При комплексной автоматизации человек выполняет только функции наблюдения за ра­ ботой отдельных устройств или систем. Вместе с тем следует иметь в виду, что в этом случае может быть допущен механизированный

226

или ручной труд на тех процессах, автоматизация которых по тех­ нико-экономическим соображениям нецелесообразна. В различных отраслях промышленности централизованное управление имеет свои особенности и частные задачи.

На предприятиях промышленности строительных материалов централизованное управление и диспетчеризация в последние годы получают все более широкое применение. На этих предприя­ тиях дистанционно передают технологические параметры и дис­ танционно управляют агрегатами. Наиболее значительные работы,, проводимые в этой области, относятся к цементным заводам. Кроме облегчения и улучшения управления производством диспетчериза­ ция приводит к резкому повышению технико-экономических пока­ зателей производства.

Средства и системы передачи информации. При централизован­ ном управлении производством важное значение имеют средства передачи информации. Централизованный контроль и управление осуществляют при помощи телефона, телеграфа, радио и телевиде­ ния. Информацию можно передавать либо по проводным, либо по бёспроводным линиям связи. Передаваемую телемеханическими системами информацию в зависимости от видов сообщения делят на два типа: непрерывную и прерывную (дискретную).

При непрерывных сообщениях физические величины, такие, как расход, давление, мощность и т. д., описываются непрерывны­ ми функциями. При дискретном сообщении используют ряд фикси­ рованных значений в определенные моменты времени. Обычно дискретные сообщения передаются при сигнализации и управлении объектами. В этом случе фиксируется ограниченное число состоя­ ний каждого объекта и подается ограниченное число команд, напри­ мер «открыто—закрыто», «включить—выключить» и т. п.

В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды телемеханики. Телеизмерение, при котором передают значе­ ния контролируемых величин и параметров, что необходимо для наблюдения и регистрации состояния объектов. Телесигнализа­ ция, при помощи которой передают различного рода сообщения о достижении контролируемыми, величинами предельных или ава­ рийных значений, о пуске и остановке агрегатов и т. п. Эти две системы обычно называют системами телеконтроля. Телеуправление служит для передачи команд управления производственным уста­ новкам. При помощи этой системы можно пускать или останавли­ вать агрегаты, изменять скорость движения или нагрузку, регули­ ровать подачу энергоносителей и т. п. Передаваемые команды мо­ гут быть как непрерывными, так и дискретными. Следует отметить, что в промышленных системах телеуправления преобладает пере­ дача дискретных сообщений.

Телемеханические информационные системы по дальности дейст­ вия разделяют на два класса: первый — передача информации на 10—20 км; в этом случае на промышленных объектах в качестве каналов связи используют внутризаводские кабельные телефонные