3. Логический синтез автоматических систем управления электроприводами объектов стройиндустрии.

Цель – изучение основных моментов проектирования систем автоматического управления технологическим процессом на примере системы водоснабжения промышленного объекта; ознакомление с построением функциональных схем автоматизации технологического процесса; получение практических навыков логического синтеза.

Последовательность изучения

1. Изучить основные составляющие проекта системы автоматического управления технологическим процессом.

2. Ознакомиться с построением и работой функциональной и электрической схем автоматизации водоснабжения промышленного объекта.

3. Составить структурные формулы по релейно-контактной схеме для указанного преподавателем функционального узла и функциональную схему узла бесконтактного логического устройства по структурным формулам.

4. Составить отсчет.

Краткие теоретические сведения

Основные составляющие проекта системы автоматического управления технологическим процессом.

В соответствии с существующими инструкциями и сложившейся практикой проектирования проект системы автоматического управления технологическим процессом содержит графическую / чертежи и схемы / и текстовую части.

Графическая часть проекта включает:

- функциональную схему технологического контроля, автоматического регулирования, управления и сигнализации, предназначенную для пояснения функций, выполняемых системой управления, и использованных методов и законов контроля и регулирования;

- чертежи общих видов щитов и пультов управления, содержащие упрощенное изображение щитов, пультов и приборов на них, общие габаритные размеры щитов и координаты расположения приборов;

- принципиальные электрические, пневматические, гидравлические схемы автоматического управления, регулирования и сигнализации, предназначены для получения детального представления о принципах работы систем, определения полного состава их функциональных частей и связей между ними и необходимые для разработки рабочей документации.

Построение и работа функциональной и электрической схем автоматизации водоснабжения промышленного объекта

Функциональная схема представляет собой условное графическое изображение согласно ЕСКД технологической линии автоматизируемого объекта, на котором изображаются приборы и установка контроля, регулирования и сигнализации с указанием места их расположения. Для этого ниже технологической схемы помещается горизонтальная таблица, в соответствующих графах которой / прибор по месту, электрощит / размещают изображения приборов и устройств автоматики.

Рассмотрим систему автоматизации водоснабжения промышленного объекта.

Автоматизация операций технологического процесса в разработанной системе обеспечивается следующей аппаратурой и оборудованием:

1. Электропривод задвижки с электродвигателем АОС 2-11-4 / мощность 0,6 кВт/. Задвижки с такими электроприводами устанавливаются на трубопроводах с условным проходным диаметром до 200 мм.

2. Магнитные пускатели для маломощных электродвигателей – защищенные реверсивные пускатели с тепловой защитой типа 11-224М / мощность двигателя не превышает 4 кВт/.

3. Тепловые реле типа ТРП-25 / первая величина/ на номинальный ток нагревательного элемента до 10 А.

4. Кнопочные станции типа КУ-121/3 / на три кнопки: «Стоп», «Вперед», «Назад»/.

5. Кнопки универсальные типа К-03 /»Пуск», «Стоп»/.

6. Конечные выключатели типа МП-3.

7. Датчик уровня электродной с 10 электродами, нестандартизованный.

8. Реле промежуточное типа ПЭ-21.

9. Реле времени типа ВС-10.

10. Универсальные переключатели типа УП-5312.

11. Реле потока струйное типа РС и др.

Водоснабжение промышленного объекта обеспечивается работой двух систем. В первой системе прямоточного водоснабжения предусматривается основное питание от городского водопровода и резервное – от артезианских скважин, расположенных вблизи территории предприятия. При нормальном режиме давления в городском водопроводе водоснабжение предприятия осуществляется напрямую через задвижку / рис.8/. При понижении давления в городском водопроводе включается один из насосов / или /, подающих воду из резервуара чистой воды, заполнение которого происходит или из городского водопровода через задвижку или по необходимости из артезианских скважин А…5А.

В системе оборотного водоснабжения для обеспечения нормальной работы технологических установок У и У требуется включение насосов У , УП, У или . Отработанная вода поступает в сборный бак , откуда перекачивается насосами и в охладительный бассейн .

Исходя из особенностей организации энергослужбы на предприятии, предусмотрена диспетчерская служба с постоянным дежурством. Поэтому схема автоматизации системы водоснабжения предусматривает режим централизованного управления электрооборудованием с диспетчерского пункта.

Проектом автоматизации системы водоснабжения предприятия предусматривается:

а/ автоматическое управление двигателями насосов скважин прямоточного оборотного водоснабжения;

б/ автоматическое управление электроприводами задвижек;

в/ автоматическое регулирование и контроль уровня в резервуарах чистой воды;

г/ защита оборудования от аварийных режимов.

Диспетчерский пункт размещен в помещении энергоблока / над насосной станцией/. Технические средства диспетчерского пункта включают типовое оборудование: диспетчерский коммутатор, диспетчерские телефоны, контрольно-измерительные приборы, сигнализирующие устройства, переключатели режимов работы и кнопки управления.

Все операции автоматического управления дублируются дистанционным диспетчерским, а также ручным местным управлением.

Автоматическое управление насосами артезианских скважин, а также электроприводом входной задвижки осуществляется с помощью датчика уровня 1У, расположенного в резервуаре чистой воды ХУ/см. рис.8/.

Если от городской сети поступает достаточное количество воды, то насосы скважин отключены, а наполнение резервуара происходит с помощью задвижки , управление которой осуществляется избирателем управления ПУ в двух режимах: ручном/местном или дистанционным/ и автоматическим.

При местном или дистанционном управлении нажатием кнопки КОМ-9 или КОД-9 (рис.9 и 9а) замыкается цепь магнитного пускателя ПО-9, который замыкает свои главные контакты в цепи питания двигателя электроприводы задвижки, и задвижка открывается. Закрытие происходит при нажатии кнопок КМЗ-9 или КЗД-9, замыкающих цепь питания магнитного пускателя ПЗ-9. Для отключения двигателя в крайних верхнем и нижнем положениях задвижки служат конечные выключатели КВО-9 и КВЗ-9.

При автоматическом режиме цепь питания магнитного пускателя ПО-9 замыкается от датчика ДУ-9 при понижении в резервуаре уровня воды до отметки У-9. При достижении верхнего уровня ВУ срабатывает датчик ДВУ, который замыкает цепь магнитного пускателя ПЗ-9, и задвижка закрывается.

Если количество воды, поступающей из городского водопроводы, недостаточно, и уровень в резервуаре начинает понижаться, то необходимо последовательно включить насосы скважины А, затем 2А и т.д. Управление погружнымии насосами артезианских скважин также производится как в ручном, так и в автоматических режимах. Выбор режима осуществляется с помощью избирателя управления ПУ.

Ручное управление осуществляется кнопками КПМ- А, КСМ- А, КПД- А, КСД- А, замыкающими и размыкающими цепь магнитного пускателя П1- А.

При автоматическом режиме на пускатель П- А. Воздействует датчик уровня ДУ-3, срабатывающий при понижении уровня воды в резервуаре до отметки У-3. При подъеме уровня до отметки У-9 сработает датчик ДУ-9, его замыкающие контакты включат реле РПО- А, которое обесточит пускатель П- А. Реле РПО- А выполняет также функцию защиты под действием струйного реле РС- А и реле контроля напряжения РНК через реле времени РВ- .

По аналогичным схемам осуществляется управление погружными насосами всех артезианских скважин. Только каждый насос включается от своего датчика уровня: насос скважины 2А – от датчика ДУ-4, насос 3А – от датчика ДУ-5 и т.д.

Управление двигателями насосов №1 и 2 может происходить либо в дистанционном, либо в местном режиме.

При дистанционном управлении сигнал на включение насоса №1 подается диспетчером путем нажатия кнопки КЦД-1. При этом замыкается цепь магнитного пускателя П-1, который замыкает свои контакты в цепи питания двигателя насоса №1. Отключение двигателя происходит при нажатии кнопки ксд-1.

Управление двигателем насоса №2 осуществляется аналогично. Предусмотрено также автоматическое включение резервного насосного агрегата с помощью размыкающих блок-контактов пускателей П-1 и П-2.

Для выбора резервного агрегата служит переключатель ВР.

Для защиты насосных агрегатов используются струйное реле РС и реле контроля напряжения РКН, действие которых на реле времени РВ включается при пуске любого из насосов с помощью замыкающих контактов пускателей П-1 и П-2. Если при включении насос начинает подавать воду, контакт реле РС размыкается и разрывает цепь реле времени РВ. Если длительное время подачи нет, замыкается контакт реле РВ, срабатывает реле РА аварийное, размыкающие контакты которого отключают пускатель насоса. Одновременно включается аварийная сигнализация, включение которой возможно только нажатием кнопки съема сигнала КСС.

Аналогично реле РС действует и реле контроля напряжения, срабатывающее при опасном понижении напряжения в источнике.

Управление задвижкой №8 предусматривается только местное и дистанционное. Для этой цели используются кнопки местные КОМ-8 и КЗМ-8. Отключение приводного двигателя в крайних положениях происходит с помощью конечных выключателей КВО-8 и КВЗ-8. Эти же устройства включат сигнализацию о конечных положениях задвижки.

В схеме используются сигнализация о включении насосов и о крайних положениях задвижек, а также об аварийном отключении насосов.

Введение автоматического управления обеспечит повышение надежности и бесперебойности водоснабжения предприятия, даст возможность получить более благоприятные режимы работы оборудования, а следовательно, будет способствовать повышению качества выпускаемой продукции, снижению эксплуатационных расходов.

Варианты задания для закрепления изученного материала.

Составить структурные формулы и функциональную схему узлов/ см. рис.9/:

1. Схема управления насосом №1.

2. Схема управления насосом №2.

3. Схема защиты насосов.

4. Схема управления задвижкой №8.

5. Схема управления задвижкой №9.

6. Схема управления артезианским насосом.

Содержание отчета.

Отчет о задание должен содержать:

1. Задачи занятия.

2. Составляющие части проекта автоматизации.

3. Функциональную схему автоматизации.

4. Релейно-контактную схему функционального узла управления в соответствии с вариантом задания.

5. Обозначения входных, выходных и промежуточных переменных.

6. Структурные формулы функционального узла, полученные по релейно-контактной схеме.

7. Функциональную схему узла бесконтактного логического устройства.

4. Построение функциональной схемы станции автоматического управления насосами.

Цель – изучение назначения, принципа работы и схемы управления станций; построение функциональной схемы управления станции на бесконтактных логических элементах.

Порядок проведения занятия.