Лабы АТП

Описание лабораторного стенда

На лабораторном стенде представлена промышленная аппаратура САУК. Структурная схема стенда приведена на рисунке 3, где обозначено: 1 – мнемосхе- ма; 2 – пульт управления (ПУ); 3 – блок управления (БУ); 4 – регулятор нагрузки ИПИР-3М; 5 – кнопка имитации перегрузки (КОРД); 6 – тумблер, имитирующий включение АВ; 7 – ручка, имитирующая изменение фактического тока привода комбайна (от min до max); 8 – тумблер, имитирующий «включение – отключе- ние» ПУПП; 9 – аппараты ЗОНД и КОРД; 10 – трансформаторы тока ТТ; 11 – контакторы;12 – датчик скорости подачи (ДСП). На лабораторном стенде отсут- ствует аппаратура для подачи предупредительного сигнала перед пуском конвей- ера или комбайна.

1

Рисунок 3 – Структурная схема лабораторного стенда аппаратуры САУК

Порядок выполнения и задание к выполнению лабораторной работы

1.Изучить описание аппаратуры САУК.

2.Ознакомиться с конструкцией составных элементов аппаратуры на лабораторном стенде.

На рисунке 1 обозначено: НУ - нижний, ВУ - верхний, ПУ - повышенный уровень, АУ – аварийный уровень (датчики уровня); нас1, нас2, нас3 – высоковольтные ячейки соответственно первого, второго и третьего насосов.

Блок управления насосами БУН предназначен для выбора режимов работы насосов, обработки сигналов, поступающих от датчиков с последующей выдачей команд на исполнительные устройства, а также для сигнализации о состоянии во- доотливной установки с выдачей высокочастотных сигналов на табло сигнальное, устанавливаемое на поверхности шахты у горного диспетчера.

Назначение остальных комплектующих элементов аппаратуры ВАВ анало- гично соответствующим элементам аппаратуры УАВ (см. лабораторную №5).

Принцип действия

Схема аппаратуры ВАВ собрана на многоконтактных герметизированных реле в сочетании с полупроводниковыми элементами. В аппаратуре предусмотрен «ручной» и автоматический режимы работы водоотливной установки.

Принцип действия аппаратуры ВАВ аналогичен принципу действия аппара- туры УАВ и основан на обработке поступающих электрических сигналов от дат- чиков контроля, выдаче соответствующих электрических сигналов на исполни-

тельные механизмы и сигнальные устройства в функциональной зависимости от времени (обеспечивается использованием моторного реле времени).

Автоматическая работа насоса. При подаче напряжения переключателем 2 (см. рис.3), на блоке БУН загорается белая сигнальная лампа «питание схемы». Для работы насоса в автоматическом режиме необходимо универсальный пере- ключатель 4 (см. рис.3) поставить в одно из положений автоматической работы (например, автоматическая работа от верхнего уровня).

При достижении водой в водосборнике места установки датчика нижнего уровня, изменений в схеме не произойдет. При повышении уровня воды до верх- него уровня начинается вращение профильных дисков моторного реле времени, включается заливочный насос, который производит заливку водой главного на- соса. Заливка осуществляется по времени (в пределах от 306 до 116 секунд – ус- танавливается в зависимости от необходимого времени заливки), по истечении которого проверяется включение реле контроля заливки РДВ. После срабатыва- ния реле РДВ включается главный насос (высоковольтная ячейка) и привод за- движки на нагнетании насоса - задвижка открывается. При включении высоко- вольтной ячейки кратковременно потухнет лампа «питание схемы» на БУНе (на 3-6 секунд до момента включения высоковольтной ячейки). При полном открытии задвижки срабатывает концевой выключатель, и двигатель задвижки остановится. Через 57 секунд после включения главного насоса разомкнется контакт в цепи пускателя заливочного насоса и последний остановится.

-работу насосов с управляемыми задвижками и без них;

-гидравлическую защиту по расходу воды;

-защиту от перегрева подшипников;

-защиту от заклинивания задвижки;

-невозможность повторного включения неисправного насосного агрегата без вмешательства обслуживающего персонала;

-виды сигнализации:

а) о питании табло сигнального СТВ – световая; б) о работе насосов – обезличенная световая;

в) о неисправности насосных агрегатов - обезличенная световая и звуковая; г) об аварийном уровне воды в водосборнике - звуковая и световая;

Состав

Комплект аппаратуры ВАВ (для управления тремя насосными агрегатами) включает в свой состав: блок управления БУН – 1шт., табло сигнальное водоот- лива СТВ – 1шт., реле производительности РПН – 3шт., реле давления РДВ – 3шт., насос заливочный погружной ЗПН – 1 шт., пускатель ППВ-1– 1 шт., элек- тропривод задвижки ПЗ-1– 1 шт., датчик электродный ЭД – 4 шт., термодатчик ТДЛ-2 – 12 шт., фильтр заградительный ФНЧ-1 –2шт., индикатор выхода ИВ-65 – 1 шт.

Структурная схема аппаратуры ВАВ приведена на рисунке 1.

СТВ

3. Привести схему в исходное состояние. Для этого необходимо:

−тумблер «Авар. Стоп» на пульте управления установить в положение, со- ответствующее нормальному режиму работы;

−переключатель «Подача» на пульте управления установить в среднее ней- тральное положение;

−ручку регулирования нагрузки комбайна установить в положение «min». При выполнении каждого действия зафиксировать световую индикацию,

показания измерительных приборов.

4. Режим «Пуск комбайна».

Для пуска очистного комбайна в работу необходимо перевести тумблер «ПУПП» в верхнее положение и кратковременно воздействовать на тумблер «АВ». Далее нажать кнопку «Пуск конвейера» на пульте управления.

При включенном комбайне на мнемосхеме осуществить имитацию управ-

ления режущими органами комбайна с помощью соответствующих тумблеров на пульте управления.

Нажатием на кнопку «Стоп» пульта управления остановить работу ком-

байна.

Зафиксировать изменение индикации на мнемосхеме при выполнении вы- ше указанных действий.

5. Режим «Технологические блокировки».

При включенном комбайне нажать на пульте управления кнопку «Стоп конвейер».

При включенном комбайне включить на пульте управления тумблер «Ава- рийный стоп». Определить влияние этой команды на состояние объекта управле- ния.

Зафиксировать изменение индикации на мнемосхеме при выполнении вы- ше указанных действий.

Перевести тумблер «Аварийный стоп» в нормальное положение. 6. Режим «Защита от перегрузок».

При включенном комбайне произвести имитацию технологической пере- грузки электропривода комбайна путём нажатия на кнопку «КОРД». Зафиксиро- вать изменение светоиндикации.

7. Режим «Задание скорости подачи».

При включённом комбайне задать направление и уставку скорости подачи с помощью переключателя «Подача» на пульте управления. Например, повернув его по часовой стрелке на 1 позицию. Включение лампочки « Þ » означает, что включился электромагнит электрогидрораспределителя, вследствие чего изменит- ся эксцентриситет насоса и, следовательно, скорость подачи. Изменение эксцен- триситета насоса имитируется с помощью винта толкающего шток датчика скоро-

сти подачи ДСП (движение комбайна вправо соответствует вращению винта про- тив часовой стрелки, влево – по часовой стрелке).

Определить фактическую скорость подачи путём воздействия на ДСП до тех пор, пока не погаснет лампочка « Þ ». Это означает отсутствие команды на увеличение скорости, т.е. фактическая скорость стала равна заданной.

Провести аналогичные действия для остальных позиций (2,3,4,5), и для на- правления «влево» - (1,2,3,4,5) пульта управления. Результаты занести в таблицу

1.

Таблица 1- Уставки скорости подачи

8. Режим «Работа под нагрузкой».

При некотором состоянии, когда фактическая скорость подачи равна задан- ной (лампочки Ü Þ не горят) увеличить нагрузку путем поворота ручки «Нагрузка» (поз.7 на рис.2). Зафиксировать условное значение силы тока электро-

двигателей Iпредел , при котором регулятор нагрузки ИПИР начинает формировать

управляющие импульсные воздействия на электрогидрораспределители для уменьшения скорости подачи.

Установить значение нагрузки на электропривод несколько выше предель- ной (поворотом ручки «Нагрузка»). Зафиксировать реакцию регулятора на повы- шение нагрузки.

Плавно снижая скорость подачи комбайна (воздействием на датчик ДСП) одновременно снизить нагрузку на электропривод комбайна (поворотом ручки «Нагрузка») до исчезновения или снижения частоты управляющих воздействий ре- гулятора. Зафиксировать реакцию регулятора и изменение светоиндикации.

9. Подготовить и оформить отчет о лабораторной работе.

4.Овсянников Ю.А., Кораблев А.А., Топорков А.А. Автоматизация подземного оборудования: Справочник рабочего. - М.: Недра, 1990. - 287с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

Т е м а: «ИССЛЕДОВАНИЕ АППАРАТУРЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

ГЛАВНОЙ ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКИ типа ВАВ»

Цель работы – изучение состава, конструкции и исследование принципа действия аппаратуры автоматизации ВАВ.

Краткие сведения об аппаратуре ВАВ

Назначение

Взрывобезопасная аппаратура ВАВ предназначена для автоматизации во- доотливных установок, оборудованных насосными агрегатами с высоковольтны- ми и низковольтными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями.

Область применения

Аппаратура ВАВ применяется в шахтах для автоматизации главных водо- отливных установок.

Функции

Аппаратура ВАВ обеспечивает:

-автоматическое управление насосными агрегатами (в количестве до 9) по уров- ню воды в водосборнике;

-местное (ручное) управление отдельными насосными агрегатами;

-перевод на ручное управление любого количества насосных агрегатов без нару- шения работы остальных в автоматическом режиме;

-возможность пуска и остановки насосных агрегатов с пульта диспетчера;

-последовательное включение и отключение насосных агрегатов с выдержкой времени, что исключает одновременное их включение и отключение при парал-

лельной работе во избежание наложения пусковых токов и гидравлического уда- ра;

-дополнительное включение одного или нескольких насосных агрегатов при по- вышенном или аварийном уровне воды;

-отключение в связи с неисправностью одного из насосных агрегатов, работаю- щего в автоматическом режиме, и включение взамен него резервного, настроен- ного для работы от аварийного уровня;

6.2 Перевести на мнемосхеме переключатели нижнего и верхнего уровней в правое положение. Выдержать паузу примерно 30 секунд. Зафиксировать управляющее воздействие и изменение светоиндикации на СТВ.

7Исследование принципа действия аппаратуры УАВ в аварийных режимах во- доотливной установки.

7.1Повторить действия п.п. 5.1, 5.2, 5.3, 5.4. Перевести на мнемосхеме пере- ключатель ТДЛ№2 в верхнее положение (имитация перегрева подшипников).

Зафиксировать управляющее воздействие и изменение светоиндикации на СТВ и БН№2.

7.2Повторить действия п.п. 5.1, 5.2, 5.3. Перевести на мнемосхеме переключа- тель РПН в нижнее положение (имитация снижения производительности на- соса на 25%). Зафиксировать управляющее воздействие и изменение светоин- дикации на СТВ.

7.3Повторить действия п.п. 5.1, 5.2 и после загорания лампы на мнемосхеме “включение заливочного насоса” перевести в нижнее положение переключа-

тель РДВ (главный насос не залит водой). Зафиксировать управляющее воз- действие и изменение светоиндикации на блоке ОБН.

8 Подготовить и оформить отчет о лабораторной работе.

Содержание отчета

В отчете привести назначение, область применения, функции и состав ап- паратуры САУК. Описать принцип действия аппаратуры САУК, указать режимы работы аппаратуры и результаты исследований. Выводы.

Контрольные вопросы

1.Назначение и область применения аппаратуры САУК.

2.Состав аппаратуры САУК.

3.Принцип действия аппаратуры САУК.

4.Назначение органов управления на пульте управления аппаратуры САУК.

Рекомендуемая литература

1.Электрослесарю добычного и проходческого оборудования: Справочник /Под. ред. В.А. Антипова. - Донецк: Донбасс, 1989. - 159с.

2.Аппаратура автоматизации очистных комбайнов/ В.Н.Захаров, К.И.Кириченко, В.И.Силаев, В.Н.Сириченко – М.: Недра, 1986.-128с.

Содержание отчета

В отчете привести назначение, область применения, функции, состав и структурную схему аппаратуры УАВ. На основании результатов исследований описать принцип действия аппаратуры УАВ. Выводы.

Контрольные вопросы

1.Назначение, область применения и функции аппаратуры УАВ.

2.Состав и назначение составных частей аппаратуры УАВ.

3.Принцип действия аппаратуры УАВ.

4.Назначение светоиндикации на табло СТВ.

5.Как осуществляется сигнализация в аппаратуре УАВ.

6.Как осуществить проверку линии связи блоков БН и СТВ.

Рекомендуемая литература

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Т е м а: «ИССЛЕДОВАНИЕ АППАРАТУРЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

СТРУГОВЫХ УСТАНОВОК типа УМС-2»

Цель работы – изучение особенностей автоматизации струговой выемки, назначения и принципа действия аппаратуры УМС-2.

Краткие сведения об аппаратуре УМС-2

Назначение

Струговая технология выемки угля относится к узкозахватному виду выем- ки, включающего отбойку и погрузку угля на забойный конвейер. Разрушение массива угля стругом производится с поверхности забоя с толщиной среза до 5-10

1 2

3

Рисунок 3- Схема расположения переключателя и светоиндикации на блоке ОБН (БН)

Рисунок 4 – Схема расположения светоиндикации и органов управления на СТВ

На рисунке 4 обозначено:

1 – желтая сигнальная лампа «работа насоса», загорается во время пуска насосно- го агрегата и горит на протяжении всей его работы; 2 – красная сигнальная лампа «неисправность насоса», загорается при выходе в

режим аварии одного или нескольких насосных агрегатов; 3 – красная сигнальная лампа «аварийный уровень», загорается при достижении водой в водосборнике отметки «аварийный уровень»;

4 – белая сигнальная лампа «питание схемы», загорается при подаче напряжения питания на СТВ; 5,6 – переключатели, предназначенные для отключения звонка в случае аварий-

ного режима насосного агрегата или достижения водой в водосборнике аварийно- го уровня, а также для проверки целостности линии связи. При нормальном функционировании насосной установки переключатели должны быть в положе- нии «нормально»;

изменении направления движения магнита порядок работы контактов изменяется на обратный.

В зависимости от направления приводной звезды (движения исполнитель- ного органа) сигналы с датчика перемещения поступают в определённой последо- вательности на входное устройство, которое определяет характер счёта (сложение или вычитание).

Входное устройство выдает импульс на шину «Сложение» или «Вычита- ние» счетчика только после полного выхода магнита из зоны работы герконов в любую сторону, т. е. при каждом полном обороте звездочки. Если цикл работы

герконов датчика перемещения струга завершен не полностью и магнит начинает вращаться в обратном направлении, входное устройство не выдает сигналов про- движения в счетчик.

Счетчик аппаратуры реверсивный кольцевой на три декады (декада сотен неполная) сохраняет информацию при перерывах питания. Ячейки счетчика вы- полнены на триггерах с транзисторами разных типов проводимости. В любой мо- мент времени в каждой декаде счетчика включена только одна ячейка, что обу- словливает его малую энергоемкость. Для сохранения информации при перерывах

питания триггер каждой ячейки содержит магнитный сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса.

Нагрузкой триггеров счетчика служит цифровой индикатор положения ра- бочего органа струга. В декаде десятков и сотен, кроме цифрового индикатора, к ячейкам счетчика подключена панель индикации.

Установка счетчика в нулевое положение или набор (корректировка) пока- заний цифрового индикатора осуществляется блоком ориентировки.

Блоком задания участков работы струга устанавливаются пределы автома- тического реверсирования или остановки привода. Этот блок состоит из шести переключателей, подключаемых попарно к каждой декаде счетчика, и двух логи- ческих схем «И» на три входа. Тремя переключателями верхнего и нижнего пре- делов устанавливается цифровая комбинация, соответствующая месту реверса или остановки привода струга. При этом сигнал от ячеек счетчика через общие выводы переключателей единиц, десятков и сотен поступает на входы схем «И», которыми включаются реле пульта управления, коммутирующие цепи управления пускателя привода.

Блок управления приводом при установке переключателя в соответст- вующее положение обеспечивает следующие режимы работы струговой установ- ки:

−автоматический, при котором оператором выбирается участок работы, на гра- ницах которого в лаве производится автоматический реверс привода струга;

−дистанционный, при котором производится автоматическая остановка приво- да струга на границах выбранного участка. Запуск привода, после каждой оста- новки осуществляется кнопкой «Пуск» пульта управления;

− ремонтный, в этом режиме аппаратурой обеспечивается только индикация местонахождения струга.

При всех режимах управления машинист имеет возможность оперативно вмешаться в работу установки посредством кнопок «Пуск» и «Стоп» пульта управления.

Блоком индикации направления движения запоминаются команды на пуск двигателя «Вперед» или «Назад».

Рисунок 1 - Структурная схема аппаратуры УМС-2

Электропитание ОБН и БН аппаратуры осуществляется напряжением

380/660 В, а СТВ - 127 / 220В.

Описание лабораторного стенда

На лабораторном стенде представлена промышленная аппаратура УАВ. Структурная схема стенда приведена на рисунке 2, где обозначено:1 – общий блок ОБН; 2 – блок БН насоса №2; 3- блок БН насоса №3; 4 –реле типа РДВ; 5 – СТВ; 6- реле производительности ; 7- датчик уровня типа ЭД; 8- датчик типа ТДЛ-2; 9- привод задвижки; 10,11- реле типа РПН; 12- пускатель электропривода задвижки; 13 – мнемосхема автоматизированной водоотливной установки.

Схема расположения светоиндикации на блоке ОБН (на блоке БН анало- гичная) приведена на рисунке 3.

На рисунке 3 обозначено: 1- белая сигнальная лампа «питание блока»; 2 – красная сигнальная лампа «авария», загорается при неисправности насосного аг- регата; 3-переключатель для выведения насосного агрегата в режим ручного управления («ручное»), либо автоматического его включения от соответствую- щего уровня воды в водосборнике ( «верхний», «повышенный», «аварийный»).

Схема расположения светоиндикации и органов управления на СТВ приве- дена на рисунке 4.

На лицевой панели аппаратуры УМС-2 размещены следующие элементы

(см. рис.3):

1 - цифровой индикатор, показывающий местоположение струга в лаве;

2- кнопка включения/выключения аппаратуры УМС-2;

3- кнопка включения/выключения орошения;

4- кнопка установки счетчика в нулевое положение (сброса цифрового ин- дикатора);

5- переключатель режимов работы аппаратуры УМС-2;

6- кнопки «Сложение», «Вычитание» для корректировки показаний цифро- вого индикатора;

7- ручки переключателей (Сотни, Десятки, Единицы) установки нижнего предела автоматического реверсирования;

8- ручки переключателей (Сотни, Десятки, Единицы) установки верхнего предела автоматического реверсирования;

9- индикация направления срабатывания реверса «Вперед»;

10- индикация направления срабатывания реверса «Назад»;

7 5

8

Рисунок 3 – Внешний вид аппаратуры УМС-2

При полном открытии задвижки сработает концевой выключатель, и двига- тель задвижки остановится. Через 57 секунд после включения главного насоса ра- зомкнется контакт в цепи пускателя заливочного насоса и последний остановится. Через 70 секунд после включения главного насоса выключается моторное реле времени, и профильные диски останавливаются на все время работы главного насоса в нормальном (безаварийном) режиме. В таком состоянии насос продолжа- ет работать до понижения уровня воды в водосборнике до нижней отметки. При

снижении уровня воды ниже установки датчика НУ задвижка на нагнетательном трубопроводе начинает закрываться. При полном закрытии задвижки отключает- ся высоковольтная ячейка, и профильные диски реле времени провернутся в ис- ходное положение. При повторном повышении уровня воды до отметки верхнего уровня описанный цикл повторяется. Работа насоса в автоматическом режиме от повышенного и аварийного уровня происходит аналогично работе насоса от верх- него уровня.

Аппаратура обеспечивает автоматическое включение на параллельную ра- боту любое число насосов при верхнем, повышенном и аварийном уровнях воды в водосборнике (в зависимости от настройки переключателем 3 (см. рис.3) включе- ния насоса от соответствующего уровня).

В случае выключения и последующего включения питающего напряжения, пуск работавшего насоса не происходит. При появлении напряжения контактные диски моторного реле будут поставлены в исходное положение. Пуск насоса произойдет после достижения водой соответствующего уровня.

Местное управление. Местное («ручное») управление осуществляется

кнопками соответствующих магнитных пускателей и высоковольтных ячеек при постановке универсального переключателя 3 (см. рис.3) в положение «Ручное». Любой из насосных агрегатов, при необходимости, возможно перевести в режим ручного управления с помощью переключателей режимов работы (см. поз.3 на рис.3).

Контроль и защита насосного агрегата. Производительность насоса кон-

тролируется с помощью реле РПН (гидравлическая защита). Если при пуске главного насоса через 375 секунд (или 182 секунды при минимальном времени заливки) насос не разовьет производительность или уменьшит по какой-либо причине во время работы, то контакт реле РПН разомкнет цепь реле защиты, ко- торое обесточится и высоковольтная ячейка насоса выключится. При этом на табло СТВ загорится красная лампа и включится звонок, сигнализирующий о не- исправности насоса. В работу включится резервный насос. Резервным считается тот насос, который настроен для работы от аварийного уровня. Аппаратура осу- ществляет также защиту от перегрева подшипников, температура которых кон- тролируется термодатчиками типа ТДЛ-2, и защиту от неисправности задвижки.

Защита от неисправности задвижки осуществляется при помощи тепловых реле, включенных параллельно катушке контактора задвижки. Контакты датчиков

Рисунок 1 – Структурная схема аппаратуры УАВ

Автоматическая работа насоса. Для работы насоса в автоматическом ре- жиме необходимо универсальный переключатель 3 (см. рис.3) поставить в одно из положений автоматической работы (например, автоматическая работа от верхнего уровня).

При повышении уровня воды в водосборнике до верхнего уровня начина- ется вращение профильных дисков моторного реле времени, включается погруж- ной заливочный насос, который осуществляет заливку водой главного насоса. За- ливка происходит по времени (в пределах от 306 до 116 секунд – устанавливается в зависимости от необходимого времени заливки), по истечении которого прове- ряется состояние реле контроля заливки РДВ. При срабатывании реле РДВ вклю- чается главный насос (включается коммутационная высоковольтная ячейка его электродвигателя) и открывается задвижка на нагнетательном трубопроводе насо- са (включается её привод).

Внешний вид пульта управления изображен на рисунке 4, где обозначено:

12- переключатель движения струга вперед;

13- переключатель движения струга назад;

14- переключатель движения конвейера вперед;

15- переключатель движения конвейера назад;

16- кнопка стопа струга;

17- кнопка стопа конвейера;

18- кнопка аварийного стопа.

18

17

16

14

12

15

13

Рисунок 4 - Вид спереди и вид сверху пульта управления

Внешний вид панели индикации изображен на рисунке 5, где обозначено:

19- индикация направления движения струга вперед;

20- индикация направления движения струга назад;

21- индикация включения приводов струга;

22- индикация включения приводов конвейера;

23- индикация включения секций форсунок орошения.