Автоматизация электропривода задвижки

Автоматизация электропривода задвижки

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.

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.

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.

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.

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”.

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.

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.

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.

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.

Особенность конструкции и принцип управления задвижки с электроприводом

Задвижка с электроприводом – это запирающая поток арматура трубопровода, которая приводится в движение действием электрического тока. Подобные устройства применяют для быстрой регулировки потока рабочей среды в трубопроводе. Управление задвижкой с электроприводом осуществляется дистанционно или в ручном режиме.

Читать еще:  Выбираем дверные ручки

Такие устройства расширяют возможности регулирования потоков в зависимости от выбранных или реальных параметров давления и температуры. Инициирует непосредственное движение запора специальное устройство – электрический привод.

Где используют задвижки с электроприводом

Установить запорную арматуру, которая приводится в действие электрическим током, можно как на бытовой трубопровод, так и на промышленные коммуникации, магистрали. Вариативность диаметра труб от 1,5 см до 200 см. Задвижки имеют тот же диаметр, что и участок трубы, на который они устанавливаются.

Установка запорных устройств с электроприводом целесообразна в местах, где ручное управление потоком затруднено.

  • в местах, где доступ для ручной регулировки затруднён;
  • на трубопроводах, находящихся в местах, представляющих опасность для здоровья человека;
  • на участках, нуждающихся в автоматическом регулировании.

Задвижки применяют для регулирования, открывания, закрывания потоков жидкостей, газов. В строительстве это коммуникации жизнеобеспечения:

  • водоснабжения (ДУ 50, ДУ 32);
  • водоотведения (ДУ 50, ДУ 100);
  • канализации (ДУ 100).

Особые, реечные задвижки с электроприводом используют в погружных насосах для автоматизации регулировки подачи воды. Запорное устройство оснащено шибером.

В промышленности задвижки с электроприводом позволяют автоматизировать подачу, отведение жидкостей, газов в автоматическом режиме. Работа электрозадвижки осуществляется через коммуникационный шкаф.

Обратите внимание! Задвижки с электроприводом без специальной защиты не устанавливают во взрывоопасных трубопроводах, помещениях.

Функции и принцип действия

Задвижки с электроприводом выполняют обычные функции запорной арматуры – запорную и регулирующую:

  • перекрывают трубу полностью или частично;
  • открывают просвет трубы для высвобождения потока.

Функционирование запорного устройства, приводящегося в действие электрическим приводом, осуществляется в трёх режимах:

Наладочный режим функционирования используют после установки или замены (ремонта). Здесь последовательно подаются команды (замыкают контакты) на электропривод, которые он «запоминает» и в дальнейшей эксплуатации использует. Наладку работы электропривода осуществляют после установки, при ручном регулировании крайних положений (открытозакрыто).

Автоматический режим — это режим функционирования запорного устройства, когда электропривод настроен на перемену параметров потока, его давления, температуры. Изменение параметров фиксирую специальные датчики. Они же «подают сигнал» на контролирующую схему, замыкаются контакты, подаётся магнитный Электропривод устанавливает перекрывающий механизм в требуемое положение.

Дистанционный режим – это когда работа электропривода задвижки регулируется с пульта управления оператором в ручном режиме.

Обратите внимание! Каждая задвижка, оснащённая электроприводным устройством, остаётся доступной для ручного управления.

Достоинства и недостатки

Задвижка с электроприводом по своему функционалу ничем не отличается от обычной запорной арматуры, которая регулируется в ручном режиме.

К достоинствам электрорегулировки относят:

  • возможность быстро, но плавно регулировать потоки в трубопроводе;
  • возможность установки регулирования в автоматическом режиме;
  • доступность установки запорной арматуры на труднодоступных, удалённых участках трубопровода;
  • возможность без больших физических усилий закрывать, открывать запорные вентили на трубопроводах большого диаметра;
  • возможность дистанционного управления потоками, мгновенное срабатывание механизма после включения;
  • антикоррозийная устойчивость;
  • механизм запорного устройства в положении «открыто» не создаёт сопротивления потоку;
  • механизмы просты в управлении, хотя и требуют установки шкафа регулировки работы (этот же шкаф обеспечивает ровное напряжение, подаваемое на механизм привода).
  • запрет на установку электропривода на взрывоопасных объектах;
  • возможность разгерметизации механизма, в случае некачественных прокладок;
  • необходимость бесперебойного электроснабжения.

Обратите внимание! На случай отключения электроснабжения, падения напряжения на транспортировочных сетях устанавливают специальные системы безопасности. Эти устройства срабатывают в зависимости от показателей рабочего напряжения электросети.

Разновидности запорной электроарматуры

Для электрозапорной арматуры нет ограничений по диаметру трубы. Соединение с трубопроводом фланцевое.

По конструкции различают запорную арматуру:

  • Дисковую. Запорная мембрана представляет собой диск, который установлен либо под углом к потоку, либо перпендикулярно (закрытое положение). Дисковые задвижки просты в устройстве, несложны в ремонте, недороги. Экономичный вариант подобного устройства комбинированный, когда мембрана изготовлена из нержавеющей стали, а корпус из обычной. Не применяется в трубопроводах, которые находятся под высоким давлением.
  • Коническую или клиновую. Запорный механизм выполнен в виде клина с выдвижным шпинделем, который входит в клиновидное седло. Используют в трубопроводах с «чистым» носителем, поскольку устройство легко подвергается механической коррозии и выходит из строя.
  • Параллельную. Устройства имеют два параллельных седла с дисками. Различают шиберные и шланговые.

По способу расположения ходового механизма различают:

  • с выдвижным шпинделем;
  • с невыдвижным шпинделем.

Принципиально разное расположение поворотного механизма влияет на возможности сферу использования запорного устройства.

  • Резьба выдвижного шпинделя располагается вне тела задвижки. Это требует простора для установки, но защищает механизм от повреждения внутренней, часто агрессивной средой транспортируемой субстанции.
  • Невыдвижной шпиндель тот, у которого резьба ходового узла находится в любом положении (открыто, закрыто) внутри тела задвижки. Такую арматуру можно установить в ограниченном пространстве, в труднодоступном месте. Однако в процессе эксплуатации механизм подвергается разрушительному действию агрессивной среды транспортируемого вещества. Это приводит к поломкам, а ремонт осложняется труднодоступностью.

Различают следующие разновидности электропривода для запорной арматуры:

  • многооборотный;
  • интегрированный многооборотный;
  • взрывозащищенный;
  • интегрированный многооборотный взрывозащищенный.

Электроарматура запорная изготавливается как из чугуна, так и из стали. Выбирают задвижку исходя из особенностей эксплуатационных условий (температуры, давления потока).

Стальные устройства имеют перед чугунными следующие преимущества:

  • они более устойчивы для работы с высоким давлением в трубопроводе (зависит от типа запорного механизма);
  • долговечны, не подвержены коррозии (нержавейка);
  • устойчивы к гидроударам, перепадам температурного режима.

Обратите внимание! Без электрозапорных устройств функционирование современных коммуникаций жизнеобеспечения, промышленное производство (с применением транспортировки жидкостей и газов) невозможны.

Особенности монтажа

Для установки задвижки на трубу к ней приваривают фланцы, после чего болтами крепят на предусмотренное место. Установка называется фланцевой. Она позволяет в любой момент демонтировать, проверить, отремонтировать или заменить устройство. Перед установкой задвижки следует проверить целостность фланцев, состояние и расположение уплотнительных колец между фланцами. Завершающим этапом установки задвижки является равномерное и плотное затягивание крепёжных болтов.

Установка электропривода на задвижку также не представляет трудностей.

Для этого следует:

  • установить на задвижку специальную приводную втулку электропривода;
  • проверить положение электропривода и задвижки – их состояние должно быть одинаковым «открыто/закрыто»;
  • установить электропривод на задвижку (на втулку);
  • закрутить все соединительные болты.

Если вы приобрели привод, соответствующий вашей арматуре, то установка занимает пару минут. Все детали, отверстия под крепежи, крепежи точно подойдут по локации, длине.

Автоматизация электропривода задвижки

Представляя собой широко известный регулирующий орган, задвижка применяется в качестве запорной арматуры для того, чтобы перекрыть движение пара, газа или жидкости по трубопроводам.

Схема привода задвижек.

По конструкции различают 3 типа задвижек: клинкетные, конические и кольцевые.

Клинкетные задвижки получили наибольшее практическое применение, они служат для того, чтобы перекрывать проход жидкости в трубе при помощи плоского затвора, который входит в поток перпендикулярно текущей жидкости.

Автоматизация электропривода задвижки

Схема электропривода с электромеханической муфтой.

Задвижки, как правило, выполняют 2 команды: закрыть или открыть трубопровод в зависимости от состояния управляемых органов (насосов или вентиляторов) и от изменения контролируемых параметров (уровня, давления, температуры, расхода и т.п.).

Гидроприводом, электроприводом и пневмоприводом можно на расстоянии осуществлять управление задвижкой. В основном при автоматизации задвижки пользуются электроприводом благодаря простоте управления.

Асинхронный двигатель является электроприводом задвижки, выходной вал которого соединен с червячным редуктором, а выходная шестерня червячного редуктора входит в зацепление с выходным винтом задвижки.

Во время работы электродвигателя затвор вместе с винтом опускается или поднимается, закрывая либо открывая задвижку. Выходная шестерня редуктора через промежуточный редуктор передает вращение ряду дисков с кулачками. Во время открытия задвижки кулачки поворачиваются вправо и переключают контакты микровыключателя КВО. Во время закрытия задвижки кулачки поворачиваются влево и переключают контакты микровыключателя КВЗ. Диски с кулачками расположены таким образом, что во время полного открытия задвижки происходит срабатывание выключателя КВО, а во время полного закрытия — выключателя КВЗ.

Электрическая принципиальная схема управления электроприводом задвижки предусматривает 3 режима управления: дистанционный, автоматический и наладочный.

Дистанционный режим используется при управлении электроприводом на расстоянии, к примеру, с диспетчерского пульта. Для подготовки данного режима устанавливается переключатель управления 1ПУ в положение “Дистанционный”, тумблер 2ВБ в положение “включен”, тумблер 1ВБ в положение “выключен”. На диспетчерский пульт управления питание подается выключателем В.

Схема функционирования

Электрическая схема привода.

Для того чтобы осуществить команду “открыть задвижку”, оператору нужно нажать кнопку 1КУ, тем самым включить реле 1РП. При этом, реле 1РП, включившись, замыкает в цепи питания катушки пускателя ПО свой открытый контакт, а это способствует включению последнего. Одновременно с включением ПО происходит включение электродвигателя и открывается задвижка.

Когда задвижка достигает крайнего положения, происходит нажатие концевого микровыключателя КВО, а его замкнутый контакт КВО1, размыкаясь, производит выключение пускателя ПО (электродвигатель задвижки выключается), тем временем разомкнутый контакт КВО2, замыкаясь, производит включение сигнальной лампочки ЛО, которая извещает оператора о том что задвижка открыта.

Аналогично описанному сценарию происходит команда “закрыть задвижку” при помощи кнопки 2КУ. Когда задвижка закрывается полностью, загорается лампочка ЛЗ.

Для функционирования цепи сигнализации применен полярный признак образования сигналов. Принцип полярного выбора заключен в том, что с использованием полупроводникового диода аппаратуру можно сделать чувствительной к направлению тока. Для того чтобы получить ток или другое направление, на объекте управления и на пульте управления применяется по 2 полупроводниковых диода, осуществляющих полное избирание и однополупериодное выпрямление, таким образом по одному проводу передается 2 сигнала. Так, если задвижка открыта полностью, протечка тока происходит через диод 1Д, 2Д, при этом загорается лампочка ЛО. Если задвижка полностью закрыта, протечка тока происходит через диоды 3Д, 4Д, загорается лампочка ЛЗ.

Схема автоматического режима

Таблица модификаций с электроприводом.

Автоматический режим происходит без участия оператора. Чтобы подготовить автоматический режим, необходимо установить переключатель управления 1ПУ в положение “Автомат”, выключатель ВК в положение «включен», тумблер 1ВБ в положение “выключен”, а тумблер 2ВБ в положение “включен”.

Читать еще:  Фиолетовая гостиная - 80 фото элегантного дизайна

В зависимости от величин контролируемых параметров (расход, уровень и т.п.) со схемы контроля через замыкание контактов 1РК или 2РК подается соответствующая команда, что способствует включению реле 1РП или 2РП. Магнитные пускатели ПО или ПЗ получают и выполняют соответствующие команды открыть или закрыть задвижку.

Выполнение команды управления, как и в дистанционном, в автоматическом режиме контролируется по загоранию сигнальных ламп ЛО и ЛЗ.

Наладочный режим предусмотрен для того, чтобы опробовать работу задвижки электроприводом после ремонтных работ или монтажа. Для подготовки данного режима необходимо установить тумблер 1ВБ в положение “включено”. Напряжение питания в схему управления подается включением автоматического выключателя АВ. Для того чтобы выполнить команду “открыть задвижку”, необходимо нажать кнопку 4КУ, при этом к магнитному пускателю открытия задвижки ПО поступает питание.

Схема устройства клиновой задвижки.

Включаясь, ПО делает в схеме следующие изменения:

  1. Замыкает его замыкающий (открытый) контакт ПО1 в цепи самоблокировки (с целью запоминания команды).
  2. Размыкает размыкающий (закрытый) контакт ПО2 в цепи взаимной блокировки (с целью предотвращения подачи ложной команды).
  3. Замыкает в цепи электродвигателя 3 силовых контакта ПО3, а электродвигатель, включаясь переносит задвижку вверх.

Когда задвижка открывается полностью, кулачок диска нажимает на выключатель КВО, замкнутый контакт которого при этом размыкается, а пускатель ПО выключается. Контакты пускателя ПО возвращаются в свое исходное состояние, отключается электродвигатель, а задвижка останавливается.

Чтобы выполнить команду “закрыть задвижку”, следует нажать кнопку 5КУ, при этом к магнитному пускателю закрытия задвижки ПЗ подается питание. Аналогично рассмотренной выше команде происходит схема выключения электродвигателя, изменяется направление вращения (режим реверса). Происходит закрытие задвижки. Электродвигатель выключается при помощи размыкания контакта микровыключателя КВЗ.

В схеме управления предусмотрены следующие виды защиты

Схема щита управления.

Кнопка ЗКУ служит для аварийного выключения электродвигателя.

  1. Защита минимального напряжения (нулевая защита) — это защита, которая срабатывает при полном исчезновении напряжения сети или его значительном понижении, что исключает возможность самозапуска электродвигателя, если внезапно восстановится напряжение, осуществляется с помощью магнитных пускателей или электромагнитных реле напряжения.
  2. Электрическая блокировка. Данная защита достигается посредством включения размыкающего контакта пускателя ПО в цепи питания пускателя ПЗ и наоборот. Соответственно, пока пускатель ПО включен, цепь питания пускателя ПЗ будет разомкнутой, а запустить пускатель ПЗ одновременно с магнитным пускателем ПО невозможно.
  3. Защита электродвигателя от перегрузки при заклинивании задвижки: производится путем размыкания контактов микровыключателя муфты предельного момента ВМ, введенного в общую цепь питания обеих катушек пускателей.
  4. Максимальная защита — это защита электродвигателя от большой кратковременной перегрузки и от токов короткого замыкания. Осуществляется при помощи плавких предохранителей или электромагнитных расцепителей автоматических выключателей.

Устройство защиты и управления электропривода задвижки без использования концевых выключателей ПКП1:

  • ПКП1Т — контролирует положения задвижки по току, потребляемому электроприводом, и времени ее перемещения;
  • ПКП1И — контролирует положения задвижки по периоду импульсов, которые поступают с датчика, расположенного на ее валу, и числу оборотов вала.

Прибор ПКП1 предназначен для того, чтобы управлять затворами и задвижками в системе «Водоканал», а также для того, чтобы обеспечивать защиту их механизмам и электроприводам в случае заклинивания без использования концевых выключателей.

Схема насосной станции.

  • автоматическое выключение электропривода при достижении задвижкой крайнего положения без использования концевых выключателей;
  • индикация и контроль текущего положения задвижки в %;
  • остановка управления приводом и выдача сигнала «Авария» во время проскальзывания механизмов электропривода или заклинивания задвижки;
  • ПКП1 обладает двумя выходными реле для того, чтобы управлять задвижкой, двумя реле — для того, чтобы имитировать концевые выключатели и реле для аварийной сигнализации.

Помимо этого, по желанию заказчика в ПКП1 может быть вмонтирован модуль интерфейса сообщения с ЭВМ RS-485 или модуль, который формирует унифицированный токовый сигнал (4-20 мА), пропорциональный степени открытия задвижки.

Программирование. Настройка на объекте.

Для того чтобы настроить прибор на объекте, с помощью чертежа задаются временные параметры хода задвижки и способы определения концевых положений.

Если известен рабочий ток двигателя электропривода, нужно задать параметры защитного выключения. Заданные параметры будут сохранены в энергонезависимой памяти устройства и останутся неизменными при отключении питания. Программируется прибор с помощью кнопок, расположенных на передней панели.

В целях предотвращения несанкционированного доступа к изменениям параметров установлена защита.

Схема управления реверсивной задвижкой c электроприводом AUMA в формате dwg

Представляю вашему вниманию схему управления реверсивной задвижкой с электроприводом типа AUMA SA выполненную в программе AutoCad в формате dwg.

Перед тем как рассматривать саму схему управления задвижкой с электроприводом типа AUMA SA. Нужно разобраться в самом принципе конструкции многооборотного привода SA.

Базовая комплектация привода представлена на рис.1 и состоит из следующих элементов:

  • электродвигатель;
  • червячный редуктор;
  • блок выключателей (электромеханический и электронный), в данном случае используется электромеханический блок выключателей;
  • ручной маховик для аварийного управления;
  • электрическое присоединение и присоединение к арматуре.

Назначения каждого элемента описано ниже.

Электромеханический блок выключателей

Назначение и комплектация электромеханического блока выключателей описано ниже.

Более полная информацию на электроприводы типа АUMA представлена в технической документации. Данная документация находиться в архиве, со схемой управления задвижкой.

Схема управления задвижкой c электроприводом AUMA

Данная схема выполнена на основании схемы ASV 111.1111 TPA 00R1AA-101-000, но с привязкой к проекту.

Сразу хотел бы обратить ваше внимание, что привод SA закрывает по часовой стрелке, а открывает против часовой стрелке.

Схема состоит из следующих устройств:

    автоматический трехполюсный выключатель – QF1 (защита цепей питания двигателя

380В);

  • линейные контакторы – КМ1 и КМ2;
  • автоматический однополюсный выключатель – SF1 (защита цепей управления

    220В);

  • кнопки «СТОП», «Открыть» и «Закрыть» с самовозвратом – SB1, SB2, SB3;
  • переключатель выбора режима управления (Ручное/Автоматическое) – SA1;
  • промежуточные реле – KL1 – KL4;
  • сигнальные лампы — HL1,HL2, HL3.
  • Принцип работы схемы я буду рассматривать когда управление выполняется в ручную, то есть от кнопок SB1, SB2, SB3, переключатель SA1 при этом находиться в положении «Ручное».

    Перед тем как управлять задвижкой, предварительно должны быть взведены автоматические выключатели QF1 и SF1.

    Управлять задвижкой можно при условии, что:

    • отсутствует сигнал по встроенной в сам привод тепловой защите задвижки (контакты 19-20 термовыключателя F1 замкнуты);
    • задвижка не заклинена, при этом контакты концевых выключателей DSR 3-4 и DOEL 7-8 разомкнуты, соответственно на катушку реле KL3 не подается напряжение и его контакты 11-12 – замкнуты.

    Если данные условия выполнены, то на катушку реле KL4 подается напряжение и его контакты 21-24 замкнуты, тем самым подготавливается цепь на управление задвижкой.

    Открытие задвижки выполняется при нажатии кнопки SB2 подается напряжение на катушку контактора КМ2. При этом контакты 64-63 КМ2 шунтирует кнопку SB2, делается это для того, чтобы катушка контактора была постоянно под напряжением и он не отключался при отпускании кнопки SB2.

    В это время ротор двигателя начинает вращаться против часовой стрелки, задвижка при этом начинает — открываться. Порядок чередования фаз – С, В, А.

    Закрытие задвижки выполняется при нажатии кнопки SB3 подается напряжение на катушку контактора КМ1. Также выполняется шунтирование кнопки SB3 контактами 64-63 КМ1.

    В это время ротор двигателя начинает вращаться по часовой стрелке, задвижка при этом начинает — закрываться. Порядок чередования фаз – А, В, С.

    Для защиты арматуры от перегрузки на протяжении всего хода используются отстающие концевые выключатели DSR 1-2, DOEL 5-6, WSR 9-10 и WOEL 13-14.

    Для сигнализации используются опережающие концевые выключатели: DSR 3-4, DOEL 5-6, WSR 11-12 и WOEL 15-16.

    Для индикации движения электропривода используется «Блинкер», во время движения контакт 17-18 «Блинкера» кратковременно замыкается-размыкается, тем самым создается мигание сигнальных ламп HL1 (Открыто) или HL2 (Закрыто), в зависимости от того открывается или закрывается задвижка.

    Во избежания образования конденсата в блоке выключателя используется – обогреватель R1.

    В архиве вы сможете найти следующие материалы:

    • схема управления задвижкой c электроприводом AUMA в формате dwg;
    • рекомендуемая схема подключения задвижки c электроприводом AUMA SA.2 ASV 111.1111 TPA 00R1AA-101-000;
    • техническая документация на электроприводы производства компании AUMA.

    Автоматизация электропривода задвижки — файл 1.doc

    Доступные файлы (1):

    Лабораторная работа №6.

    Цель работы: Изучение электропривода задвижки и методов управления им в наладочном, дистанционном и автоматическом режимах.

    Задвижка, являясь широко известным регулирующим органом, используется для перекрытия движения жидкости, пара или газа по трубопроводам. По конструктивному решению задвижки бывают трёх типов: клинкетные, кольцевые и конические.

    Самое большое практическое применение получили клинкетные задвижки, которые служат для перекрытия прохода жидкости в трубе с помощью плоского затвора, входящего в поток перпендикулярно протекающей жидкости.

    Как правило, задвижки выполняют две команды “открыть” либо “закрыть” трубопровод в зависимости от изменения контролируемых параметров (давления, уровня, расхода, температуры и т.д.) и состояния управляемых органов (чаще всего насосов либо вентиляторов).

    Управление задвижкой на расстоянии может быть осуществлено с помощью пневмопривода, гидропривода и электропривода. В большинстве случаев при автоматизации задвижки, благодаря простоте решения управления, используется электропривод.

    Электроприводом задвижки (рис.1) является асинхронный двигатель 1, выходной вал которого связан с червячным редуктором 2, выходная шестерня червячного редуктора входит в зацепление с выходным винтом 3 задвижки 4.

    При работе электродвигателя винт вместе с затвором поднимается или опускается, открывая либо закрывая задвижку. Помимо этого, выходная шестерня редуктора 2 через промежуточный редуктор 5 передаёт вращение ряду дисков 6 с кулачками. При закрытии задвижки кулачки, поворачиваясь влево, переключают контакты микровыключателя КВЗ; при открытии задвижки кулачки, поворачиваясь вправо, переключают контакты микровыключателя КВО. Диски с кулачками установлены так, что при полном открытии задвижки срабатывает выключатель КВО, при полном закрытии – выключатель КВЗ.

    Читать еще:  Как повесить телевизор в спальне

    Работа конечных выключателей изображена на диаграмме (рис.2), в которой замкнутое состояние изображается сплошной линией, разомкнутое – пунктирной. Как видно из диаграммы, переключение контактов происходит в крайних положениях задвижки. При промежуточном положении на контакты не оказывается никакого воздействия, и они находятся в исходном состоянии. В положении “закрыто” срабатывают контакты КВЗ, а в положении “открыто” – контакты КВО. Изменение состояний контактов выключателей (замкнут или разомкнут) позволяет автоматически отключать электропривод задвижки при её крайних положениях и сигнализировать о положении задвижки.

    Принципиальная электрическая схема управления электроприводом задвижки приведена на рис.3. Схема предусматривает следующие режимы управления: наладочный, дистанционный и автоматический.

    ^ Наладочный режим необходим для опробования работы электропривода задвижки после монтажа либо ремонтных работ. Для подготовки этого режима устанавливаем тумблер 1ВБ – в положение “включено”. Напряжения питания в схему управления подаём включением автоматического выключателя АВ. Для выполнения команды “открыть задвижку” нажимаем кнопку 4КУ, при этом получает питание магнитный пускатель открытия задвижки ПО. Включаясь, ПО производит следующие изменения в схеме:

    1. замыкает его открытый (замыкающий) контакт ПО1 в цепи самоблокировки (для запоминания команды);
    2. размыкает закрытый (размыкающий) контакт ПО2 в цепи взаимной блокировки (для предотвращения подачи ложных команд);
    3. замыкает три силовых контакта ПО3 в цепи электродвигателя, последний включаясь перемещает задвижку вверх.

    При полном открытии задвижки кулачок диска 6 (рис.1) нажимает на выключатель КВО, замкнутый контакт которого размыкается и пускатель ПО выключается. Контакты магнитного пускателя ПО возвращаются в исходное состояние, электродвигатель отключается и задвижка останавливается.

    Для выполнения команды “закрыть задвижку” нажимаем кнопку 5КУ, при этом получает питание магнитный пускатель закрытия задвижки ПЗ. Аналогично, как при рассмотренной выше команде, выключается электродвигатель, изменит направление вращения (режим реверса). Задвижка закрывается. Выключение электродвигателя осуществляется с помощью размыкания контакта микровыключателя КВЗ.

    ^ Дистанционный режим применяется при управлении электроприводом задвижки на расстоянии, например, с диспетчерского пульта управления. Для подготовки этого режима устанавливают переключатель управления 1ПУ в положение “Дистанционный”, тумблер 1ВБ – в положение “выключено”, тумблер 2ВБ – в положение “включено”. Питание на диспетчерский пульт управления подаётся выключателем В.

    Для осуществления команды “открыть задвижку” оператор нажимает кнопку 1КУ, при этом включается реле 1РП. Включаясь, реле 1РП замыкает свой открытый контакт в цепи питания катушки пускателя ПО, что приводит к включению последнего. С включением ПО включается электродвигатель, задвижка открывается. При достижении задвижкой крайнего положения нажимается концевой микровыключатель КВО и его замкнутый контакт КВО1 – размыкаясь, выключает пускатель ПО (выключается электродвигатель задвижки), а разомкнутый контакт КВО2 – замыкаясь включает сигнальную лампочку ЛО, извещающую оператора об открытии задвижки.

    Аналогично выше описанному выполняется команда “закрыть задвижку” с помощью кнопки 2КУ. При полном закрытии задвижки загорается лампочка ЛЗ.

    Для работы цепи сигнализации использован полярный признак формирования сигналов. Принцип полярного избирания заключается в том, что применяя полупроводниковый диод можно сделать аппаратуру чувствительной к направлению тока. Как видно из рис.3 для получения тока или другого направления на пульте управления и на объекте управления применяется по два полупроводниковых диода, которые осуществляют однополупериодное выпрямление и полное избирание – тем самым по одному проводу передаётся два сигнала. Так, при полном открытии задвижки ток протекает через диод 1Д, 2Д – загорается лампочка ЛО; при полном закрытии задвижки ток протекает через диоды 3Д, 4Д – загорается лампочка ЛЗ.

    ^ Автоматический режим протекает без участия оператора. Для подготовки автоматического режима устанавливают переключатель управления1ПУ в положение “Автомат”, тумблер 1ВБ – в положение “выключено”, тумблер 2ВБ – в положение “включено”, выключатель ВК – включён.

    В зависимости от величины контролируемого параметра (уровень, расход и др.) со схемы контроля поступает соответствующая команда через замыкание контактов 1РК либо 2РК, что приводит к включению соответственно реле 1РП либо 2РП. Получают команду на выключение магнитные пускатели ПО либо ПЗ и выполняются соответствующие команды “открыть” либо “закрыть” задвижку.

    Контроль выполнения команды управления в автоматическом режиме, как и в дистанционном, осуществляется по загоранию сигнальных лампочек ЛО и ЛЗ.

    Схема управления предусматривает следующие виды защиты:

    1. максимальная защита – защита электродвигателя от токов короткого замыкания и большой кратковременной перегрузки. Осуществляется электромагнитными расцепителями автоматических выключателей или плавкими предохранителями;
    2. нулевая защита (защита минимального напряжения) – защита срабатывающая при значительном понижении напряжения сети или его полном исчезновении, исключающая возможность самозапуска электродвигателя при внезапном восстановлении напряжения – осуществляется магнитными пускателями или электромагнитными реле напряжения;
    3. защита от перегрузки электродвигателя при заклинивании задвижки – осуществляется размыканием контакта микровыключателя муфты предельного момента ВМ, который введён в общую цепь питания обеих катушек магнитных пускателей;
    4. электрическая блокировка – достигается включением размыкающего контакта магнитного пускателя ПО в цепи питания магнитного пускателя ПЗ и наоборот. Следовательно, пока включён пускатель ПО, цепь питания пускателя ПЗ будет разомкнутой, а включить пускатель ПЗ одновременно с пускателем ПО невозможно.

    Для аварийной остановки электродвигателя служит кнопка ЗКУ.

    Устройство управления и защиты электропривода задвижки без применения концевых выключателей ПКП1:

    ПКП1Т – контроль положения задвижки по времени ее перемещения и току, потребляемому электродвигателем.

    ^ ПКП1И – контроль положения задвижки по числу оборотов вала и периоду следования импульсов, поступающих с датчика на ее валу.

    Прибор ПКП1 предназначен для управления задвижками и затворами в системе «Водоканал» и защиты их механизмов и электроприводов при заклинивании без применения концевых выключателей.

    ^ Основные функции:

    • Автоматическая остановка электропривода при достижении задвижкой крайнего положения без применения «концевиков»;
    • Контроль и индикация текущего положения задвижки в процентах;
    • Выключение управления приводом с выдачей сигнала «Авария» при заклинивании задвижек или проскальзывании механизмов электропривода;
    • Сохранение информации о положении задвижки при обесточивании;
    • Контроль положения задвижки при установленном модуле с токовым выходом 4. 20 мА или контроль и управление при установленном модуле интерфейса связи RS-485;

    ПКП1 выпускается в корпусах 2-х типов: настенном Н и щитовом Щ1.

    Функциональная схема устройства управления и зашиты электропривода задвижки без применения концевых выключателей ПКП1:

    ^ ПКП1 представляет собой микропроцессорное устройство, имеющее 4 входа, таймер и блок управления 5-ю выходными реле.

    Управление задвижкой осуществляется оператором с пульта управления с помощью 3-х кнопок, подключаемых к входам 1. 3 прибора: “Открыть”, “Закрыть”, “Стоп” — или кнопок, расположенных на лицевой панели прибора.

    Входы 1. 3 обеспечивают гальваническую развязку между кнопками и прибором.

    В приборе ПКП1Т для контроля тока, потребляемого электроприводом задвижки, используется стандартный измерительный трансформатор тока, например, Т-0, 66-УЗ, подключаемый ко входу 4.

    В приборе ПКП1И в качестве датчика импульсов могут быть

    — активные датчики (индуктивный, емкостной, оптический);

    ^ Блок управления (БУ):

    БУ предназначен для обработки поступающих на него сигналов, индикации параметров и формирования управляющих сигналов выходными реле.

    ^ Автоматическая остановка электропривода при достижении задвижкой концевого положения:

    БУ позволяет автоматически отключать электродвигатель при достижении задвижкой крайнего (концевого) положения без применения «концевых» выключателей.

    ПКП1Т: При поступлении внешнего сигнала на открытие или закрытие задвижки БУ отслеживает значение силы тока с трансформатора тока и время, отсчитываемое таймером. На время пускового момента сигнал, поступающий с трансформатора, блоком управления игнорируется.

    Определение концевого положения может осуществляться одним из способов:

    • значение тока достигло заданного (параметр СurA) и время, отсчитанное таймером, находится в установленном интервале (IntL. IntH), как при закрытии, так и при открытии задвижки;
    • то же при закрытии задвижки, а при открытии по истечении заданного времени (IntL);
    • при открытии и при закрытии по истечении заданного времени.

    Два первых способа определения концевого положения позволяют плотно закрывать задвижку, определять открытое положение в зависимости от конструктивных особенностей.

    Третий способ позволяет управлять некоторыми типами задвижек, не допускающих механических перегрузок в концевых положениях.

    При определении концевого положения одним из вышеперечисленных способов БУ сигнализирует о достигнутом задвижкой концевом положении, включая соответствующее ему реле (4 или 5). Реле 1 или 2 при этом выключается.

    ПКП1И: Определение концевых положений происходит аналогичным образом, но БУ отслеживает значение периода следования поступающих от датчика импульсов и их число.

    ^ Аварийное отключение электродвигателя:

    БУ определяет аварийную ситуацию, при этом включает управление приводом, включает реле «Авария» и мигание индикатора при:

    • заклинивании задвижки в процессе движения;
    • проскальзывании вала привода или других механизмов.

    ^ Контроль и индикация текущего положения задвижки :

    В начале работы прибор запускает таймер, отсчитывающий время движения задвижки и вычисляет процент ее открытия.

    Вычисленное значение выводится на индикатор прибора в зависимости от текущего времени.

    ПКП1 имеет два выходных реле для управления задвижкой (реле 1 и 2), два реле для имитации концевых выключателей (реле 4 и 5) и реле 3 для аварийной сигнализации.

    Кроме того, в ПКП1 по желанию заказчика может быть установлен модуль, формирующий унифицированный токовый сигнал 4. 20 мА, пропорциональный степени открытия задвижки или модуль интерфейса связи с ЭВМ RS-485.

    ^ Настройка на объекте. Программирование:

    Для настройки прибора на объекте задают способ определения концевых положений и временные параметры хода задвижки.

    Зная рабочий ток двигателя электропривода, необходимо задать параметры защитного отключения. Заданные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти прибора и остаются неизменными при выключении питания. Программирование прибора осуществляется кнопками, расположенными на передней панели.

    Для предотвращения несанкционированного доступа к изменению параметров установлена защита.

    1. Наладочный режим:

    Ток: Iналад = *0,5/100 = А.

    Время погасания лампочки: t1 = сек;

    Время загорания лампочки: t2 = сек;

    2. Дистанционный режим:

    Время погасания лампочки: t1 = сек;

    Время загорания лампочки: t2 = сек;

    3. Автоматический режим:

    Ток: Iавтом = *0,5/100 = А.

    Время погасания лампочки: t1 = сек;

    Время загорания лампочки: t2 = сек;

    Время отключения электродвигателя: t = сек.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector