7.1 Схема питания

Принципиальная электрическая схема обеспечивает работу установки в рамках данного технологического процесса. На рисунке 7.1 изображена принципиальная схема питания установки ИЗТ1–320/1.

Питание установки осуществляется через высоковольтный выключатель нагрузки QW1 ВНПп-10/630-20зп с пружинным приводом, со встроенным предохранителем и заземляющими ножами (рисунок 8.5).

Преобразователь частоты питается от комплектной трансформаторной подстанции 2КТПВ - 400/10/0,4 - 02 - УЗ через автоматический выключатель ВА51-39. На трёхфазный мостовой управляемый выпрямитель на тиристорах VS1-VS6 напряжение подается автоматическим выключателем QF1. Выключатель QF1 также предназначен для отключения преобразователя при внутренних КЗ выпрямителя и при отказе быстродействующей электронной защиты. Ограничительные реакторы включены в фазные провода. Реакторы служат дополнительной мерой ограничения тока КЗ при аварийных случаях, например, «опрокидывании» инвертора. Трансформаторы тока ТА5 - ТА7 предназначены для формирования сигналов на ваттметрыPW1, PW2 и в сигналов в систему защиты в случае превышения допустимого входного тока.

В каждом плече выпрямителя имеются параллельно включенные цепи (на схеме показана одна), состоящие из тиристора, индуктивного делителя тока, обеспечивающего равномерность деления тока плеча в пределах 10%, и быстродействующего предохранителя. После выпрямителя установлены дроссели .

Блок последовательно-­параллельного резонансного инвертора содержит тиристоры VS7-VS10, которые преобразуют постоянный ток выпрямителя в переменный ток повышенной частоты.

Для обеспечения обратной связи с целью стабилизации выходного напряжения генератора к нагрузочному контуру подключен трансформатор напряжения TV5. К его вторичной обмотке подключен также прибор индикации напряжения − вольтметр PV5 и реле напряжения, срабатывающее при появлении силового напряжения на нагрузочном контуре (включении нагрева).

Преобразователь частоты имеет местное управление (шкаф генератора) и дистанционное (пульт управления установки). Выбор управления производится тумблером в шкафу генератора.

Рисунок 7.1 – Силовая схема питания ИЗТ1-320/1

7.2 Схема управления, защиты и сигнализации

Схема управления защиты и сигнализации изображена на рисунке 7.2. Сетевое питание 220В, 50Гц подается на схему управления автоматическим выключателем SF2 и сигнализируется лампой СЕТЬ 220В (ELI). Сетевое питание 380В,50Гц на электродвигатель механизма разгрузки Ml подается автоматическим выключателем SF1. Питание 24В и 19В на световую сигнализацию и датчики подается через понижающий трансформатор TV5. Наличие питания индицируется лампой СЕТЬ 24В (HL2).

Схема управления выполнена на базе релейной автоматики и имеет два режима работы: НАЛАДКА и АВТОМАТ.

Описание схемы управления

• В режиме НАЛАДКА производится опробование работы механизмов установки и проверка срабатывания технологических датчиков. Перемещения механизмов включаются тумблерами без фиксации в положении "включено":

SA2 - «КАРЕТКА 1» (при удержании тумблера в положении «включено» каретка совершает рабочее перемещение, при самовозврате тумблера в положение «О» - каретка возвращается в исходное положение).

SA3 - «ТОЛКАТЕЛЬ» (при удержании тумблера в положении «включено» толкатель совершает рабочий ход, при самовозврате тумблера в положение «О» - толкатель возвращается в исходное положение).

SA4 - «КАРЕТКА II ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ» - перемещение в ПОЗИЦИЮ ОХЛАЖДЕНИЯ (при исходном положении каретки III продольного перемещения - В9→KV9 и каретки IV подвески сброса - В11→KV 11).

SA5 - «КАРЕТКА II ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ» - перемещение в ПОЗИЦИЮ НАГРЕВА (при исходном положении каретки III - В9→КV9 и каретки IV – B11→KV11).

SA6 - «КАРЕТКА III ПРОДОЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ» - рабочий ход (в индуктор или камеру охлаждения).

SA7 - «КАРЕТКА III ПРОДОЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ» - возврат в исходное положение.

SA8 - «КАРЕТКА IV ПОДВЕСКИ СБРОСА ЗАГОТОВОК» рабочий ход (сброс заготовки при исходном положении каретки III - В9→KV9).

SA9 - «КАРЕТКА IV ПОДВЕСКИ СБРОСА ЗАГОТОВОК» - возврат в исходное положение. При рабочем положении каретки III (закрытой камере позиции охлаждения) включаются клапан подачи закалочной воды.

SA10 - «ВОДА»

В режиме НАЛАДКА проверяется дистанционное включение генератора, т.е. пробное включение нагрева. Необходимым условием является наличие сигналов ГОТОВНОСТЬ ППЧ (HL9) и готовности нагревателя, отсутствие которой сигнализируется лампой НЕИСПРАВНОСТЬ НАГРЕВАТЕЛЯ (HL4). Готовность нагревателя является совокупным сигналом.

Кнопка SB4 - ВКЛЮЧЕНИЕ НАГРЕВА.

Кнопка SB5 - ОТКЛЮЧЕНИЕ НАГРЕВА.

Наличие напряжения на нагрузке сигнализируется лампой НАГРЕВ (HL10).

Уровень напряжения индицируется прибором PV3. Режим НАЛАДКА не используется как рабочий в силу особенности технологического процесса закалки.

• Режим АВТОМАТ.

Режим выбирается переключателем НАЛАДКА АВТОМАТ (SA1). Режим автоматической работы включается только при наличии сигналов ГОТОВНОСТЬ НАГРЕВАТЕЛЯ, ГОТОВНОСТЬ ППЧ и ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ механизмов (HL3).

ГОТОВНОСТЬ НАГРЕВАТЕЛЯ (K1) − совокупный сигнал, который формируется при:

- закрытых дверях высоковольтного блока (блокировка НСД) - SQ1 - SQ3 (KV16);

- наличии рабочего давления воды в магистрали охлаждения - SP1;

- наличии рабочего давления воздуха - SP2;

- отсутствии нарушений (перегрев, засорение) на сливах системы охлаждения датчики ВK1 - ВK5, плата их питания А1, реле KV15.

При отсутствии готовности горит сигнальная лампа НЕИСПРАВНОСТЬ НАГРЕВАТЕЛЯ (HL4) и индицируются основные причины - НАРУШЕНИЕ БЛОКИРОВКИ НСД (HL5), ОТСУТСТВИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ (HL6). Пропадание сигнала готовности в процессе автоматической работы приводит к немедленному отключению нагрева и прекращению автоматического цикла после завершения охлаждения детали, если процесс закалки уже был начат.

Сигнал ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ (КЗ) формируется при исходном положении механизмов, определяемом датчиками исходных положений ВЗ - В12. Исходное положение индицируется лампой ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ (HL3), которая после включения автоматического цикла гаснет.

После команды ПУСК (SB2→K4, K7) при наличии детали на каретке 1 перед толкателем (датчик Bl, KV1) включается рабочий ход каретки 1 (K9→Y1→В4, KV4) и затем рабочий ход толкателя (K10→Y2→В6, KV6), при этом заготовка перемещается в индуктор и включается нагрев (K8). Толкатель и каретка 1 возвращаются в исходное положение (KV6→K11→K12). После срабатывания датчика конца рабочего хода толкателя включается реле времени темпа перемещения заготовок в индуктор (KV6→K11→KТ1). По истечении времени уставки реле KТ1 и при наличии очередной детали на каретке 1 перед толкателем они совершают очередной рабочий ход (KТ1→KI3→K9→Y1→В4, KV4→K10→Y2→В6, KV6→K11→K12, KТ1). При нарушении темпа толкания заготовок для исключения возможности перегрева или расплавления заготовок реле времени КТ2 отключит нагрев и автоматический цикл. Уставка КТ2 должна примерно на две секунды превышать время, необходимое для ухода каретки с датчика исходного положения B3(KV3).

Каретка III продольного перемещения, принимающая нагретую заготовку (заготовка нанизывается на ось при движении каретки к индуктору навстречу толкателю), начинает рабочий ход одновременно с толкателем по команде реле времени темпа, находясь в ПОЗИЦИИ НАГРЕВА (KТ1→K13→K14→Y4-1), при условии, что каретка IV в исходном положении (В11→KV11).

При заполнении индуктора и появлении первой нагретой заготовки на каретке III температура заготовки измеряется датчиком пирометра инфракрасного излучения Р1.2 после чего блок обработки пирометра коммутирует выходы либо АВАРИЯ (KV14) либо НОРМА (KV13) в зависимости от соответствия температуры заданному диапазону (−). РелеKV13, KV14 становятся на самоблокировку и отключаются только при срабатывании датчика В12 (KVI2) после рабочего хода каретки IV (сбросе заготовки). Вследствие результата измерения температуры заготовка либо отбраковывается (KV14→К21→Y5-1), либо переносится кареткой II поперечного перемещения в ПОЗИЦИЮ ОХЛАЖДЕНИЯ (KV13→K16→Y31). По окончании хода каретки 11 (В8, KV8 - заготовка в позиции закалки) включается рабочий ход каретки III (KV8→К14→Y4-1) и заготовка оказывается в камере спрейера (В2, KV2), после чего включается подача закалочной воды (К18→Y6) и реле времени охлаждения (KТ3). По истечении времени уставки реле KТ3 подача воды отключается (К 19) и с незначительной задержкой (КТ4), необходимой для слива из спрейера воды каретка III возвращается в исходное положение (KТ4→K20→K15→Y4-2), после чего каретка IV совершает рабочий ход, сбрасывая закаленную заготовку (K20→K21→Y5-1). Возврат каретки IV в исходное положение, как в ПОЗИЦИИ ОХЛАЖДЕНИЯ, так и в ПОЗИЦИИ НАГРЕВА происходит с задержкой (KT5), необходимой для сползания заготовки вниз (K21→K22→KТ5→K23→Y5-2).

Каретка IV совершает рабочий ход только при исходном положении каретки III (B9→KV9).

После возврата каретки IV в исходное положение (В11→KV11), карелка II перемещается в ПОЗИЦИЮ НАГРЕВА к индуктору (K23→K17→Y3-2) и ждет выхода очередной заготовки по истечении времени темпа (KТ1→K13).

В ходе автоматического цикла контролируется температура нагрева выходящих из индуктора заготовок прибором бесконтактного измерения температуры Р1. Рабочий температурный диапазон (min − max) задастся с клавиатуры прибора. При его нарушении сигнализируется АВАРИЯ (недогрев или перегрев), фиксирующий отбраковку заготовки (HL7) и включается звуковой сигнал в течение 4 − 5 с (до момента сброса заготовки - VI2) требующий вмешательства оператора, который должен либо остановить цикл, либо изменить его параметры (темп, мощность генератора).

Оперативное отключение установки производится кнопкой SB3. При этом происходит отключение нагрева (K5) и отключение цикла автоматической работы после окончания закалки (охлаждения) очередной заготовки (K6). Отключение происходит аналогично при исчезновении сигнала готовности нагревателя (K1), нарушении установленного темпа продвижения заготовок (KТ2).

Аварийное отключение производится кнопкой SB1. При этом отключается нагрев и цикл, каретка 1 и толкатель возвращаются в исходное положение, остальные механизмы сохраняют положение па момент отключения.

Для связи с загрузочным устройством в схеме нагревателя сформирован сигнал (K2) на включение механизма загрузки и его отключение при появлении заготовки на лотке нагревателя перед толкателем (датчик В1 , KV1). Подача заготовки допускается при условии, что каретка 1 и толкатель находятся в исходном положении (B3−KV3, В5−KV5). Заготовки должны подаваться по одной.