Примеры выполнения принципиальных электрических схем. Схема управление задвижкой с электроприводом


Примеры выполнения принципиальных электрических схем

Автоматизация большинства объектов неразрывно связана с управлением технологическими механизмами с электроприводами. Такими механизмами яв­ляются насосы, вентиляторы, задвижки, клапаны и т.п., а в качестве электроприводов используются в основном реверсивные и нереверсивные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Схемы управления обычно строятся на базе релейно-контактных элементов.

3.4.5.1. Схема управления задвижкой с электроприводом.Как

правило, схема управления электроприводом предусматривает местное, дистанционное и автоматическое управление.

Местное управление осуществляется оператором с помощью органов управления, например, кнопочных постов, расположенных в непосредственной близости от механизма. Дистанционное управление осуществляется со щитов и пультов объекта автоматизации. При этом технологические механизмы находятся вне поля зрения оператора и их положение контролируется по сигналам "Включено" - "Отключено", "Закрыто"- "Открыто". Автоматическое управление обеспечивается с помощью ТСА (регуляторов или сигнализаторов технологических параметров), а также различных программных устройств, предусматривающих автоматическое управление электроприводом с соблюдением заданных функциональных зависимостей (одновременности или определенной последовательности включения).

Вид управления электроприводом выбирается с помощью переключателя цепей (переключателя вида управления).

На рис.3.15 показана схема управления реверсивным асинхронным двигателем электропривода задвижки.

Практически все запорные устройства оснащены муфтами предельного крутящего момента и конечными выключателями. Контакты муфт предельного крутящего момента, обычно обозначаемые в схемах ВМО и ВМЗ, служат для отключения электроприводов при достижении предельного значения крутящего момента в случае несрабатывания из-за неправильной регулировки конечных выключателей, а также при застопоривании запорного устройства в промежуточном положении.

Общие принципы работы схемы следующие:

I) при подаче команды на открытие или закрытие запорного устройства срабатывает соответствующий магнитный пускатель КМ1 или КМ2, который включает электропривод. Обмотка магнитного пускателя после снятия

управляющего импульса продолжает получать питание через собственный замыкающий контакт;

2) схемы управления имеют нулевую защиту;

3) при достижении запорным устройством положения "Открыто"("Закрыто") конечный выключатель SQ1 (SQ2) разрывает цепь питания КМ1(КМ2), останавливая электропривод; контакты конечных выключателей служаттакже для запрещения ошибочной подачи команды на закрытие (открытие)полностью закрытого (открытого) запорного устройства;

4) для исключения одновременного включения обмоток КМ1 и КМ2 используется электрическая блокировка: в цепь питания обмотки КМ1 введен размыкающий блок-контакт КМ2 и наоборот;

5) реверс во время хода запорного устройства возможен только после операции "Стоп", при этом обеспечивается возможность останова устройства в любом промежуточном положении и возможность посылки последующей команды на открытие или закрытие;

6) предусмотрена блокировка, исключающая возможностьодновременного управления электроприводом из нескольких мест.

На рис.3.16 показана диаграмма работы конечных выключателей (а) и таблица переключений контактов переключателя SA (б).

Как следует из диаграммы, когда задвижка закрыта, контакты SQ1 и SQ2 замкнуты, a SQ3 и SQ4 разомкнуты; при этом горит лампа HL1, сигнализирующая о том, что задвижка закрыта. Для открытия задвижки включается пускатель КМ2 (кнопкой SB4 при местном управлении и SB3 - при дистанционном). Как только задвижка начинает открываться, SQ3 и SQ4 размыкаются. Это необходимо для дополнительного отключения цепей КМ1, чтобы его нельзя было включить в то время, когда КМ2 включено. При достижении задвижкой положения "Открыто" конечные выключатели SQ1 и SQ2 размыкаются, в результате чего КМ2 отпускает и отключает двигатель М, задвижка останавливается, лампа HL1 гаснет.

3.4.5.2. Схема управления нереверсивными электроприводами дренажных насосов с автоматическым вводом резерва.

Дренажные насосы - рабочий и резервный - предназначены для откачки грунтовых и ливневых вод из дренажного колодца-зумпфа.

Как видно из схемы (рис.3.17), предусматривается местное и автоматическое управление насосами. Автоматическое управление осуществляется по сигналам KV1 - реле нижнего уровня, KV2 - реле верхнего уровня и KV3 - реле верхнего аварийного уровня. Когда уровень в зумпфе повышается до отметки, при которой срабатывает реле KV2, насос включается. При снижении уровня до нормального реле KV1 отпускает, и насос останавливается. Если один насос не справляется с откачкой и уровень продолжает повышаться, то срабатывает реле KV3 и включает второй насос. При снижении уровня до нормального оба насоса отключаются. Для равномерной эксплуатации насосов предусмотрена возможность изменения

 

Обозначение

контакта

3Q1

SQ2

S03

3Q4

Контакты

pdnr.ru

Автоматизация электропривода задвижки - Строительство дома своими руками

Ни одна трубопроводная система немыслима без использования такого регулирующего органа, как задвижка. Этот тип запорной арматуры предназначен для перекрытия потока жидкости, пара или газа по трубе.

Схема привода различных задвижек

Все задвижки бывают 3 типов: конические, клинкетные и кольцевые. Наибольшее практическое применение получили клинкетные задвижки, которые перекрывают поток жидкости в трубе с помощью плоского затвора, входящего в этот поток перпендикулярно течению жидкости.

Автоматизация электропривода задвижки - Строительство дома своими руками

Общие сведения об автоматизации электропривода задвижки

У любой задвижки существует две функции: открытие и закрытие трубопровода. Команды на это выполняются в ходе изменения каких-либо контролируемых параметров: давления, температуры, расхода жидкости. Если задвижка включена в систему управления комплексом, то команда на открытие или закрытие может подаваться в зависимости от состояния насосов и вентиляторов.

Автоматизация электропривода задвижки - Строительство дома своими руками

Схема электропривода задвижки с электромеханической муфтой

Для осуществления дистанционного управления задвижкой используют различные типы приводов: гидравлический, пневматический, электрический. В целях автоматического управления используют электропривод, так как это наиболее удобно и рационально. Асинхронный двигатель чаще всего является электроприводом для задвижки. Его выходной вал соединен с червячным редуктором, выходная шестерня которого входит в зацепление с винтом на выходе задвижки.

В процессе работы электродвигателя перекрывающий ток жидкости затвор вместе с винтом опускается либо поднимается, осуществляя закрытие или открытие задвижки. Шестерня на выходе редуктора через промежуточные шестерни передает вращение нескольким дискам с особыми кулачками. В момент открытия задвижки эти кулачки поворачиваются в правую сторону и переключают электрические контакты выключателя КВО. В момент же закрытия задвижки напротив кулачки поворачиваются в левую сторону и замыкают контакты выключателя КВЗ. Все диски с кулачками установлены таким образом, что при полном открытии задвижки срабатывает выключатель КВО, а при полном закрытии — выключатель КВЗ.

Принципиальная электрическая схема управления электрическим приводом задвижки предполагает 3 режима управления: автоматический, дистанционный и наладочный.

Дистанционный режим применяют при управлении электрическим приводом на расстоянии, например, с диспетчерского пульта. Для перевода автоматики в данный режим переключатель управления 1ПУ устанавливается в состояние “Дистанционный”, тумблер 1ВБ в состояние “выключен”, тумблер 2ВБ в состояние “включен”. Питание на диспетчерский пульт управления подается через выключатель В.

Схема функционирования электропривода в дистанционном режиме

Для осуществления команды “открыть задвижку”, необходимо нажать кнопку 1КУ. В этом случае произойдет включение реле 1РП, которое замыкает свой открытый контакт в цепи электропитания катушки пускателя ПО. Пускатель включается и инициирует начало работы электродвигателя, который и открывает задвижку через описанный выше механизм.

Автоматизация электропривода задвижки - Строительство дома своими руками

Электрическая схема электропривода

При достижении задвижкой крайнего положения, тотчас происходит нажатие концевого выключателя КВО. При этом его замкнутый контакт КВО1 размыкается и производит выключение пускателя ПО. Это инициирует выключение электродвигателя задвижки. Одновременно с этим разомкнутый контакт КВО2 замыкается и производит включение лампочки ЛО, которая сигнализирует о том, что задвижка в данный момент открыта.

Аналогично изложенному сценарию происходит обратная команда “закрыть задвижку” при помощи уже кнопки 2КУ. При этом, после полного закрытия задвижки загорается лампочка ЛЗ.

Для обеспечения работы цепи сигнализации использован полярный принцип образования сигналов. Он заключается в том, что полупроводниковые диоды чувствительны к направлению течения электрического тока. Это позволяет сделать всю аппаратуру чувствительной к этому параметру. Для обеспечения того или иного направления тока на пульте управления и на объекте устанавливают по два полупроводниковых диода. Они производят однополупериодное выпрямление и полное избирание. Это обеспечивает передачу по одному проводу 2-х сигналов. В случае полностью открытой задвижки, протечка тока осуществляется через диоды 1Д и 2Д при горящей лампочке ЛО. Когда задвижка полностью закрыта, ток течет через диоды 3Д и 4Д с горящей лампочкой ЛЗ.

Схема автоматического режима

Отличие автоматического режима управления электроприводом задвижки заключается в отсутствии какого-либо участия оператора. Автоматизация электропривода задвижки достигается установкой переключателя 1ПУ в положение “Автомат”. При этом выключатель ВК должен находиться в положении «включен», тумблер 1ВБ в позиции “выключен”, а тумблер 2ВБ в состоянии “включен”.

Автоматизация электропривода задвижки - Строительство дома своими руками

Таблица существующих модификаций задвижек с электроприводом

Датчики, осуществляющие контроль величины таких параметров, как расход жидкости или газа, уровень температуры или давления, подают сигнал при достижении заданного уровня на схему контроля, где происходит замыкание контактов 1РК или 2РК. Это заставляет включаться реле 1РП или 2РП. В свою очередь магнитные пускатели ПО или ПЗ выполняют команды открыть или закрыть задвижку соответственно. Контроль исполнения команд осуществляется по наличию загорания одной из лампочек ЛО и ЛЗ.

Особенности наладочного режима

Наладочный режим необходим для апробации работы задвижки с электроприводом после ремонта или первоначального монтажа. Для установки системы в данный режим необходимо переключить тумблер 1ВБ в позицию “включено”. Электропитание в схему управления направляется включением выключателя АВ. Для выполнения команды “открыть задвижку”, нужно нажать кнопку 4КУ. Это действие обеспечивает поступление питания к магнитному пускателю открытия задвижки ПО.

Автоматизация электропривода задвижки - Строительство дома своими руками

Так устроена клиновая задвижка

Когда происходит включение ПО, то в схеме случаются следующие изменения:

  1. Контакт ПО1 в самоблокировочной цепи замыкается и происходит запоминание команды.
  2. Контакт ПО2 в цепи взаимной блокировки размыкается, чтобы исключить подачу ложной команды.
  3. Замыкается цепь электродвигателя через 3 силовых контакта ПО3 и происходит его включение, задвижка перемещается вверх.

В момент полного открытия задвижки кулачок диска производит нажатие на выключатель КВО. Его замкнутый контакт размыкается, включая пускатель ПО. При этом его контакты возвращаются в свое начальное состояние и электродвигатель отключается, задвижка останавливается.

Для выполнения обратной команды “закрыть задвижку”, нужно нажать кнопку 5КУ, которая подает питание на магнитный пускатель закрытия задвижки ПЗ. Аналогично изложенной выше команде осуществляется схема выключения питания электродвигателя. При этом изменяется направление вращения ротора (режим реверса). Тем самым происходит полное закрытие задвижки. Выключение электродвигателя происходит после размыкания контакта выключателя КВЗ.

Виды защиты схемы управления

Как и любой сложный электромеханический прибор, автоматическая задвижка имеет несколько видов защиты схемы управления от различного рода перегрузок.

Автоматизация электропривода задвижки - Строительство дома своими руками

Схема щитка управления

В щитке управления имеется кнопка ЗКУ, которая служит для мгновенного аварийного выключения электродвигателя. При этом существуют и автоматические элементы защиты:

  1. Защита от минимального напряжения, которую еще называют нулевой защитой. Ее срабатывание происходит в момент полного исчезновения напряжения внутри сети или его критическом понижении. Цель — исключить возможность самостоятельного запуска электродвигателя при внезапном восстановлении напряжения. Эта защита осуществляется при помощи магнитных пускателей и электромагнитных реле напряжения.
  2. Электрическая самоблокировка. Данный вид защиты достигается путем включения размыкающего контакта на пускателе ПО в цепи электропитания пускателя ПЗ и обратно. То есть, пока пускатель ПО находится во включенном положении, цепь питания пускателя ПЗ однозначно будет разомкнутой, а принудительно запустить пускатель ПЗ вместе с магнитным пускателем ПО ни при каких обстоятельствах нельзя.
  3. Защита электрического двигателя от перегрузки при аварийном заклинивании задвижки осуществляется путем размыкания контактов выключателя муфты конечного момента ВМ, который введен в общую цепь электропитания обеих индукционных катушек пускателей.
  4. Максимальная защита гарантирует полную безопасность электродвигателя при возникновении кратковременной перегрузки и короткого замыкания. Осуществляется она в результате использования плавких предохранителей либо электромагнитных автоматических выключателей.

Защита электропривода при помощи устройства ПКП1

Для осуществления защиты электропривода задвижек на насосных станциях часто устанавливается специальный прибор ПКП1:

  • ПКП1Т — контролирует текущие положения задвижки по току, который потребляется электроприводом, и времени ее движения.
  • ПКП1И – контролирует текущие положения задвижки с помощью измерения периодов импульсов, поступающих с датчика. Он расположен на валу задвижки. При этом учитывается и число оборотов вала.

Прибор ПКП1 необходим для управления затворами и задвижками в больших насосных станциях и городской системе «Водоканал», а также для обеспечения защиты их механизмов и электроприводов в случае внезапного заклинивания без применения концевых выключателей.

Автоматизация электропривода задвижки - Строительство дома своими руками

Схема насосной станции с установленной защитой

Главные защитные функции прибора:

  • Автоматическое отключение электропривода при достижении крайнего положения задвижкой без применения концевых выключателей.
  • Осуществление индикации и контроля текущего положения задвижек в %.
  • Аварийная остановка управления и подача сигнала «Авария» в момент проскальзывания механизмов электропривода либо заклинивания задвижки.
  • ПКП1 снабжен двумя выходными реле, управляющими задвижкой, двумя реле для имитации срабатывания концевых выключателей и реле для подачи аварийного сигнала.

Кроме того, по желанию потребителя в ПКП1 может быть установлен модуль интерфейса взаимодействия с ЭВМ RS-485 либо модуль, который создает унифицированный токовый сигнал (4-20 мА), который пропорционален степени открытия створки задвижки.

Для настройки этого прибора непосредственно на объекте, с помощью чертежа задают временные параметры движения задвижки и варианты определения ее концевых положений.

Если нам известен рабочий ток электродвигателя, то необходимо просто задать параметры защитного выключения. Эти параметры будут на долго сохранены в энергонезависимой памяти прибора и останутся неизменными даже при отключении питания. Программирование прибора осуществляется кнопками, которые располагаются на передней панели. Чтобы предотвратить несанкционированный доступ к изменениям установленных параметров, имеется специальная защита.

Автоматизация электропривода задвижки может использоваться не только на крупных промышленных предприятиях и в городских сетях водоснабжения, но и в больших по площади домохозяйствах. Эта система обеспечит качественный контроль различных параметров в системе отопления или водоснабжения. Если на вашем участке есть несколько строений, объединенных единой водопроводной сетью, то автоматизация вам не повредит.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

polvam.ru

Схемы управления электроприводами с возвратной пружиной

Электрические приводы с возвратной пружиной применяют для управления различными заслонками. Как правило, данные приводы устанавливают на дымовые и противопожарные (огнезадерживающие) клапаны. Рассмотрим возможные схемы управления электроприводами с возвратными пружинами.

Все схемы управления электроприводами с возвратными пружинами строятся на коммутации питающего напряжения. В зависимости от назначения заслонки приводы могут быть нормально-открытыми либо нормально-закрытыми. При снятии напряжения противопожарные клапаны закрываются, дымовые — открываются. Нормально-открытые приводы могут быть также применены для защиты калориферов от замерзания в приточных вентиляционных системах.

В своих проектам мне часто приходится подключать подобные приводы. В основном электроприводы торговой марки Belimo, которые имеют II класс защиты и не требуют при подключении защитного PE-проводника.

Схемы управления электрическим приводом с возвратной пружиной.

Схемы управления электроприводами с возвратной пружиной

Схемы управления электроприводами с возвратной пружиной

1 Электропривод задвижки (клапан) включается одновременно с вентилятором. Электромагнитный пускатель является пусковым аппаратом для вентилятора и задвижки. Кабель подключается после пускателя. Такую схему применяю очень редко.

2 Самая рациональная схема. Для коммутации напряжения может быть использован кнопочный пост с фиксацией, пускатель ручной кнопочный (ПРК, ВКИ) или даже обычный выключатель освещения. Я обычно применяю кнопочные посты типа ПКЕ.

3 Если не требуется постоянно открывать/закрывать заслонку, то можно применить схему с независимым расцепителем. При аварии (пожаре) подаем импульс на независимый расцепитель, который отключает автоматический выключатель и тем самым снимаем напряжение с привода, который под действием пружины возвращается в исходное состояние. Кнопку выбираем без фиксации.

4 На линии питания устанавливается электромагнитный пускатель. При необходимости можно организовать дистанционное управление пускателем.

5 Совсем недавно в своих проектах начал внедрять данную схему. Для реализации этой схемы требуется промежуточное реле типа РЭК и кнопочный пост с фиксацией. Коммутация реле происходит только в аварийном режиме. Данная схема очень удобна тем, что одной кнопкой можно отключить несколько приводов. Например РЭК78/4 имеет 4 контактные группы.

В ближайших выпусках расскажу о своей модифицированной схеме управления противопожарными клапанами с возвратными пружинами, в которой предусмотрены требования по местному, дистанционному и автоматическому управлению.

Советую почитать:

220blog.ru


Смотрите также