Принцип работы схемы АВН-1м
Аппаратура АВН-1м включает в себя аппарат управления насосами АУН-1м, блок генераторов БРУ-2 и сигнальное табло СТВ. Действие аппаратуры автоматизации (рис. 3.8) основано на отработке электрических сигналов от датчиков контроля и выдаче соответствующих сигналов на исполнительные и сигнальные устройства.
Программа длительности и последовательности всех операций по управлению насосами заложена в моторном реле времени. Оно состоит из синхронного двигателя СД и 10 контактных дисков, вращающихся от двигателя через зубчатую передачу. С каждым из дисков, имеющим определенную форму профиля боковой поверхности, связано механически по 1-2 контакта, замыкающихся или размыкающихся при определенных угловых положениях контактных дисков. Полный оборот дисков происходит за 8 минут, т.е. на все операции по пуску в работу одного насоса отводится 160 секунд.
В исходном положении переключатель режимов управления П находится в положении «А» (Автоматическое управление), а переключатели насосов 1П, 2П, ЗП, - в положении «Р» (Работа насоса).
После включения питания двигатель моторного реле времени является исходным перед пуском каждого насоса. При этом включается сигнальное реле 2Р и своим замыкающим контактом включает промежуточное реле РП, которое в свою очередь включает сигнальную лампу ЛЗ, указывающую на исправность сигнальных цепей.
Нормальная работа насоса при обычном притоке воды. При достижении водой верхнего уровня включается и самоблокируется реле РУ, включая своим контактом реле РН. Реле РН своим контактом РН2 включает двигатель моторного реле времени и подготавливает цепи гидравлической защиты, заливки и пуска насосов.
Сразу после начала вращения контактных дисков замыкается контакт 10КД-13 и размыкается контакт 10КД-14, однако реле РН не отключается, находясь на самоблокировке. Отключение реле РН произойдет только после отключения реле РУ, т.е. после откачки воды ниже датчика нижнего уровня НУ.
При повороте контактных дисков от исходного положения на 5° замыкается контакт 4КД-7 в цепи промежуточного реле РП пускателя заливочного насоса, который, включившись, начнет заливать главные насосы.
При повороте контактных дисков от исходного положения на 70° замыкается контакт 7КД-10 в цепи промежуточного реле 1РП пускателя насоса № I и насос начинает работать по откачке воды. При повороте контактных дисков на 80° размыкается контакт 4КД-7, что приведет к выключению заливочного насоса. При повороте контактных дисков на 100° размыкается контакт 1КД-1 и замыкается контакт 1КД-4. Контакт 1КД-1 размыкает цепь двигателя моторного реле времени и последний останавливается, прекращая дальнейшее вращение дисков.
Контакт 1КД-4 замыкает цепь питания реле гидравлической защиты 1РГ. Если к моменту замыкания этого контакта насос № 1 развил нормальную производительность и реле производительности включило своим контактом 1РПФ реле защиты РЗ, то при замыкании контакта 1КД-4 реле 1РГ не включается и насос будет продолжать нормальную работу по откачке воды. Контакт РЗ в цепи генератора частоты 20 кГц будет замкнут, сработает реле 1Р и на сигнальном табло будут гореть желтая ЛЖ и зеленая ЛЗ лампы.
Производительность насоса выбирается всегда больше нормального притока воды, поэтому после включения насоса уровень воды в водосборнике будет понижаться. Снижение уровня ниже датчика ВУ не вызовет выключения насоса, т.к. реле РУ находится на самоблокировке через контакт датчика нижнего уровня НУ. Поэтому реле РУ отключится только после опускания уровня воды ниже НУ, а до тех пор включившийся насос № 1 будет находиться в работе. После откачки воды ниже нижнего уровня отключатся реле РУ и РН. Реле РН своим контактом отключит пускатель насоса № 1.
Кроме того, реле РН, отключившись, замкнет свой контакт в цепи двигателя моторного реле времени, и он будет вращаться до тех пор, пока не разомкнётся контакт 10КД-13. В этом положении, являющемся исходным для запуска насоса № 2, моторное реле времени будет находиться до очередного заполнения водой водосборника до верхнего уровня.
Действие гидравлической защиты. Цепь включения реле защиты РЗ состоит из трех параллельных цепей, в каждой из которых соединены последовательно 4 контакта датчиков температуры подшипников ТР и контакт реле производительности насоса РПФ. При нормальной работе насоса все 5 контактов его цепи являются замкнутыми, т.е. реле РЗ включено.
Если при выполнении программ запуска насоса № 1 к моменту замыкания контакта 1КД-4 насос не развил номинальной производительности и реле РЗ не сработало, то при замыкании этого контакта включится и самоблокируется реле гидравлической зашиты 1РГ. Это реле отключит пускатель № 1, включит на щите управления лампу 1Л, сигнализирующую о неисправности насоса №1, и замкнет свой контакт в цепи двигателя моторного реле времени, запустив тем самым в действие программу пуска насоса № 2. То же самое произойдет, если к моменту замыкания контакта 1КД-4 перегреется хотя бы один из четырех подшипников насоса № 1.
Аналогично действует гидравлическая защита и в том случае, если в момент замыкания контакта 1КД-4 реле РЗ было включено, а затем по прошествии некоторого времени (но раньше, чем будет откачана вода из водосборника) какой-либо из 5 контактов в цепи РЗ разомкнется.
Нормальная работа насоса при усиленном притоке воды. При усиленном притоке воды, превышающем производительность насоса, несмотря на нормальную работу насоса по откачке воды уровень воды в водосборнике продолжает повышаться и, наконец, достигает аварийного уровня, вследствие чего включается реле аварийного уровня РАУ. При достижении водой аварийного уровня работающий насос продолжает работать, а на сигнальном табло осуществляется световая и звуковая сигнализация о превышении аварийного уровня.
Рисунок 3.8 – Принципиальная электрическая схема аппаратуры АВН-1м
Для устранения этой аварийной ситуации необходимо перевести управление водоотливной установкой на ручное и кнопками местного управления включить на параллельную работу еще один или два насоса.
Сигнализация о работе водоотливной установки. Для дистанционной сигнализации о работе установки в аппаратуре АВН-1м применяется трехканальная частотная телемеханическая система, использующая в качестве линии связи занятую или свободную телефонную пару. В блоке БРУ-2 установлены три высокочастотных генератора Г14, Г20 и Г26, вырабатывающие напряжения с частотами соответственно 14, 20 и 26 кГц. В сигнальном табло СТВ имеются три частотных приемника П14, П20 и П26, настроенных на сигналы тех же частот.
Схема и аппаратура АВН-1м обеспечивает следующую сигнализацию о состоянии водоотливной установки.
Световую (лампа ЛЗ), свидетельствующую о наличии питания сигнального табло, аппарата управления, целостности сигнальной системы, исправности насосов и нормальном уровне воды в водосборнике. Эта сигнализация осуществляется замыкающим контактом промежуточного реле РП, включенного в цепь лампы ЛЗ.
Звуковую (звонок), свидетельствующую об отсутствии питания аппарата управления, об обрыве сигнальной цепи, о неисправности насосов и аварийном уровне воды в водосборнике. При отключении сигнального реле 2Р размыкающими контактами 1РГ (2РГ, ЗРГ) или реле аварийного уровня РАУ размыкается замыкающий контакт 2Р в цепи промежуточного реле РП, замыкается размыкающий контакт РП в цепи звонка и лампы ЛК1.
При гидравлической неисправности насоса размыкаются замыкающие контакты соответствующего реле производительности РПФ в цепи реле защиты РЗ, которое, отключаясь, замыкает свой размыкающий контакт в цепях реле гидравлической защиты.
Световую – о нормальной работе насосов (при нормальной работе насоса замыкающий контакт реле защиты Р8 в цепи генератора 20 кГц замкнут и на сигнальном табло включено реле 1P и горит желтая лампа ЛЖ).
Световую и звуковую, свидетельствующую об аварийном уровне воды в водосборнике. При повышении уровня воды до аварийного срабатывает реле аварийного уровня РАУ, замыкая при этом свой замыкающий и размыкая размыкающий контакты соответственно в цепях генераторов Г14 и Г26, срабатывает реле Р и отключается реле 2Р, при этом загорается красная лампа ЛК и звонит звонок.
Световую – о гидравлической неисправности насосов или о перегреве подшипников (лампы 1 Л, 2Л, 3Л).
Содержание работы
1. Изучить методы управления водоотливными установками.
2. Изучить назначение, функциональные свойства и принцип работы схемы аппаратуры АВН-1м.
3. Составить алгоритм процесса управления водоотливными установками.
4. Составить условия возбуждения основных элементов схемы (РУ, РАУ, РЗ, РГ, РН, РП, 1РП, 2РП, ЗРП, цепей сигнализации).
5. Исследовать работу схемы в следующих режимах:
а) при верхнем уровне воды в водосборнике;
б) при аварийном уровне воды в водосборнике;
в) при срабатывании гидравлической защиты;
г) при местном управлении агрегатами.
Во всех указанных режимах изучить работу цепей сигнализации.
6. С целью приобретения практических навыков технической диагностики исследовать работу схемы в аварийных ситуациях (неисправность в схему вносится преподавателем).
Контрольные вопросы
1. Какие функции выполняет аппаратура АВН-1м?
2. В каких режимах может работать аппаратура?
3. Какие виды сигнализации обеспечивает аппаратура АВН-1м?
4. Каково назначение реле РУ, РАУ, РЗ, РГ, РН, РП?
5. Пояснить назначение моторного реле времени.
6. Описать действие гидравлической защиты АВН.
Список рекомендуемой литературы
1. Попов В.М. Водоотливные установки: Справ. пособие. – М.: Недра, 1990. – 254 с.
2. Гаврилов П.Д., Гимельшейн Л.Я., Медведев А.Е. Автоматизация производственных процессов: Учебник для ВУЗов. – М.: Недра, 1985. – С.140-158.
3. Электрификация стационарных установок шахт / С.А. Волотковский, Д.К. Крюков, Ю.Т. Разумный и др.; Под ред. Г.Г. Пивняка. – М: Недра, 1990. – С.176-198, 241-289.
4. Толпежников Л.И. Автоматическое управление процессами шахт и рудников. – М.: Недра, 1985. – С.261-306.
5. Батицкий В.А., Куроедов В.И., Рыжков А.А. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности. – М.: Недра, 1991. – 303 c.