Управление электроприводами ПТС

В рассмотренной схеме диспетчерского управления все электродвигатели приводов пускают в ход последовательно, но почти одновременно, что при затяжных пусках ЭП может вызвать при значительной мощности каждого электродвигателя большие токи в питающей сети и соответственно заметные колебания напряжения при пуске конвейерной линии. При необходимости увеличения интервалов времени между пусками отдельных электродвигателей в цепь управления ими включают реле времени. Пример такой обобщенной схемы управления электроприводами ПТС показан на схеме рисунка 2.38.

Переменное напряжение сети поступает на схему через автоматический выключатель QF, снабженный максимальной токовой защитой. На это напряжение предусмотрено включение катушек магнитных пускателей КМ1…КМ4. Остальная аппаратура управления подключена к источнику пониженного постоянного напряжения, состоящему из понижающего трансформатора Т и выпрямителя UZ. Для предварительной подачи звукового сигнала перед пуском поточной линии предусмотрена отдельная цепь, которая состоит из поста с кнопками «Пуск» SB 10 и «Стоп» SB9, реле времени КТ5, задающего длительность сигнала перед пуском, и сигнального устройства в виде звонка НА. Для повторного пуска электроприводов ПТС без подачи звукового сигнала предусмотрена кнопка SB.А.

Рис. 2.38. Обобщенная электрическая схема управления электроприводами поточнотранспортной системой (ПТС) на примере ПТС, состоящей из четырех звеньев

Для управления поточной линией служат магнитные пускатели KML.KM4, кнопочные посты SB1…SB8, кнопка автоматического пуска SB.A, реле автоматического пуска KLA, реле времени пуска КТП1, КТП2, КТПЗ, реле остановки KLO, реле времени останова КТС2, КТСЗ, КТС.

Предусмотрены также тепловые реле защиты двигателей от перегрузок КК1…КК4, сигнальные лампы «Машина работает» HL1P…HL4P, сигнальные лампы «Машина не работает» HL1H…HL4H, сигнальная лампа «Напряжение подано» HL5.

После подачи выключателем QF напряжения на схему загорается сигнальная лампа HL5. Ключ управления устанавливают в положение «Автоматический пуск», и все контакты SA.A замыкаются. Нажатием кнопки SB 10 включают в цепь тока катушку реле времени КТ5, которое без выдержки времени замыкающим контактом КТ5 блокирует кнопку SB 10 и включает звуковой сигнал НА, предупреждающий о пуске поточной линии. В цепи реле автоматического пуска KLA с выдержкой времени замыкается контакт реле времени КТ5. Реле KLA блокирует контакты КТ5 и подает напряжение на катушку магнитного пускателя КМ4, вспомогательные контакты которого шунтируют контакты KLA, замыкают цепь тока реле времени пуска КТПЗ и подготавливают пускатель КМЗк работе. Происходит пуск двигателя последней в технологическом потоке машины 4.

По окончании пуска и выдержки времени закрываются контакты КТПЗ и срабатывает магнитный пускатель КМЗ, вспомогательные контакты которого шунтируют контакты КТПЗ, подают напряжение на реле КТП2 и подготавливают к работе цепь пускателя КМ2. Контакты датчика частоты вращения BR3 зашунтированы размыкающими вспомогательными контактами КМ1 в цепи катушки КМЗ, поэтому цепь подготовлена для дальнейшей работы. Осуществляется пуск двигателя третьей в технологическом потоке машины. После пуска и выдержки времени закрываются контакты КТП2, срабатывает магнитный пускатель КМ2, его вспомогательные контакты шунтируют контакты КТП2, подают напряжение на реле КТП1 и подготавливают к действию пускатель КМ1. Происходит пуск второй в технологическом потоке машины.

По истечении заданного времени контакты КТП1 подают напряжение на первый магнитный пускатель КМ1, а его вспомогательные контакты КМ1 блокируют контакты КТП1. Начинает работать и первая в технологическом потоке машина. Таким образом, машины всей линии оказываются пущенными последовательно одна за другой с необходимыми выдержками времени навстречу технологическому потоку.

При срабатывании магнитных пускателей открываются их вспомогательные контакты в цепях реле КТ5, останова KLО, времени КТС2, КТСЗ, КТС4, автоматического пуска KLA, подготавливая эти цепи к дальнейшему действию. Работу машин контролируют по сигнальным лампам HL1P—HL4P.

Останавливают линию по ходу потока, начиная с первой машины (вариант I). Для этого нажимают кнопку SB1. Теряет питание магнитный пускатель КМ1, останавливается первая машина. Поток продукта на начало технологической линии прекращается. Чтобы машины освободились от продукта, нужна выдержка времени, которую создают реле времени останова КТС2, КТСЗ, КТС4. Реле К ТС2, вводимое в цепь тока вспомогательными контактами пускателя КМ1, через выдержку времени, необходимую для освобождения второй машины, отключает пускатель КМ2. Вторая машина ПТС останавливается. Вспомогательные контакты КМ2 подают напряжение на реле КТСЗ, которое обеспечивает выдержку перед отключением третьей машины. После разгрузки третьей машины контакты КТСЗ, отключая пускатель КМЗ, останавливают ее. Вспомогательные контакты КМЗ подают сигнал на реле КТС4, которое с выдержкой времени прекращает работу последней в технологическом потоке машины.

Таким образом, все машины остановлены без нагрузки в режиме холостого хода. Об остановке машин сигнализируют лампы HL1H-HL4H.

Быструю (аварийную) остановку предусматривают в варианте

2. При нажатии кнопки SB7 теряет питание пускатель КМ4, а его вспомогательные контакты размыкают цепь пускателя КМЗ. Аналогично теряют питание пускатели КМ2 и КМ1. Все машины останавливаются аварийно без выдержки времени. Перед последующим пуском их необходимо предварительно разгрузить. Аварийную красную кнопку SB7дублируют на всех рабочих местах путем их последовательного соединения для реализации логической операции «ИЛИ».

При срабатывании одного из тепловых реле КК1…КК4 от перегрузки возможны следующие варианты остановки поточной линии. Если был перегружен первый или четвертый двигатель и сработали реле КК1 и КК4, то процессы остановки будут происходить, как в вариантах 1 и 2. Если сработает реле КК2, то машины 2 и 1 остановятся мгновенно, а остальные — с выдержкой времени. Если же сработает реле ККЗ, то машины 3, 2, 1 остановятся мгновенно, а машина 4 — с выдержкой времени.

Если оборвется тяговый орган третьего конвейера, сработает датчик частоты вращения третьей машины BR, например из-за обрыва тягового органа конвейера мгновенно остановятся двигатели.

3, 2, 1 и с выдержкой времени двигатель 4.

Таким образом, последовательная остановка машин против потока идет без выдержки времени, а по потоку — с выдержкой времени.

Пусковые опробования электропривода выполняют в деблокированном режиме, для осуществления которого ключ управления ставят в положение ручного управления. При этом замыкаются все контакты SA.P. В этом случае каждым ЭП в отдельности управляют вручную со своего кнопочного поста. Это необходимо, в частности, при опробовании и наладке рабочих машин.

При управлении электроприводами конвейеров и ПТС широко используют релейно-контактную аппаратуру: электромагнитные контакторы, автоматические выключатели, кнопки управления, электромагнитные реле, путевые и конечные выключатели различных типов.

Для повышения надежности и расширения функциональности в системах автоматического управления электроприводами конвейеров все шире применяют бесконтактную аппаратуру: тиристорные и симисторные пускатели, коммутаторы, логические и функциональные элементы, микропроцессорные средства, бесконтактные путевые выключатели и т. д. Для дистанционного и централизованного управления конвейерами и ПТС с целью сокращения и упрощения линий связи используют средства телемеханики.

Реверсивный электропривод конвейера с цифровым преобразователем перемещения. Для реверсирования электроприводов конвейеров с возвратно-поступательным движением рабочего органа ис;

Рис. 2.39. Функциональная схема реверсивного электропривода конвейера возвратнопоступательного движения с цифровым преобразователем перемещения.

пользуют путевые датчики, которые устанавливают в конструкции приводного механизма и подключают к станции управления электроприводом. При этом длина линии связи путевого датчика со станцией управления может составлять несколько сотен метров. Протяженная линия связи и удаленные путевые датчики самые незащищенные, а следовательно, и самые ненадежные звенья такой распределенной системы электропривода. Преодолеть отмеченные недостатки позволяет реверсивный электропривод, оснащенный цифровым преобразователем перемещения АЗ (Патент РФ № 2 105 342 от 20.02.98, БИ № 5. Цифровой преобразователь перемещения для реверсирования электроприводов/Шичков Л. П.), который размещают непосредственно в шкафу станции управления А1 (рис. 2.39).

В электроприводе электродвигатель Ml жестко соединен с приводным механизмом А2 и с импульсным электромеханическим датчиком перемещения В1, выход которого подключен к счетному входу цифрового преобразователя перемещения АЗ, входящим в состав станции управления А1.

При использовании в качестве электродвигателя Ml двигателей переменного тока с абсолютно жесткими, а в ряде случаев и жесткими механическими характеристиками, в качестве импульсов счета можно использовать пониженное выпрямленное напряжение с зажимов самого приводного электродвигателя Ml и заменить электромеханический датчик В1 более простым и надежным электрическим. Из-за исключения установки путевых датчиков в конструкции приводного механизма А2 электропривод становится полностью комплектным и централизованно управляемым.

По сигналу включения электропривода в цифровом преобразователе АЗ происходит одновременно установка в исходное состояние Z) К-триггера DD4 по инвертирующему входу V и начинается отсчет импульсов перемещения от датчика В1 нормирующим двоичным счетчиком DD1, а затем Л'-разрядным десятичным А4, который в каждом разряде DD2.1…DD2.N имеет независимую установку выходного числа механическими переключателями SA1.1…SA1.N. При совпадении числа импульсов перемещения с установленным значением переключается логический элемент И DD3, триггер DD4 перебрасывается, обнуляются все счетчики и происходит реверс электропривода, который будет каждый раз автоматически повторяться до отключения электродвигателя Ml со станции управления А1. Перемещение рабочего органа приводного механизма контролируется светодиодами HL1.1…HL1.N на панели станции управления.

Электропривод (рис. 2.39) обладает расширенной областью применения и может за счет изменяемой разрядности /V-разрядного десятичного счетчика обеспечить желаемую абсолютную точность позиционирования на любой конкретной длине пути возвратно-поступательного перемещения механизма А2. Путь реверса L и дискретность его регулирования AL в метрах для возвратнопоступательного движения приводного механизма А2 рассчитывают по формулам:

где к — коэффициент деления нормирующего двоичного счетчика; X — установленное десятичное число УУ-разрядного десятичного счетчика; v — скорость перемещения рабочего органа приводного механизма, м/с; /—входная частота импульсов счета, Гц.

Рассмотренный цифровой преобразователь перемещения использован в составе симисторной станции управления реверсивным электроприводом скребкового навозоуборочного транспортера возвратно-поступательного движения типа УСН-5,0 (рис. 2.40).

Конвейеры и системы управления их электроприводами. Большое разнообразие конвейеров и конвейерных систем, используемых в сельскохозяйственном производстве, породило разнообразие схемных решений систем управления их электроприводами с учетом специфики конкретных технологических процессов. Но все системы управления в обязательном порядке должны удовлетворять перечисленным выше требованиям к автоматизации конвейеров и конвейерных линий.

Стационарные и передвижные конвейеры: ленточные, скребковые, ковшовые (нории), винтовые (шнековые), тросошайбовые, инерционные (вибрационные, колебательные) и др. применяют на зерноперерабатывающих пунктах в системе машин для послеуборочной обработки зерна, на фермах в составе машин для раздачи кормов и уборки навоза, в картофелехранилищах и овощехра;

Рис. 2.40.

Рис. 2.41.

Рис. 2.40. Общий вид сборной панели бесконтактной станции управления реверсивным электроприводом скребкового навозоуборочного транспортера возвратно-поступательного движения типа УСН-5,0:

/ — блок силовых симисторов; 2— система импульсно-фазового управления (СИФУ) симисторами; 3 — плата цифрового преобразователя с задатчиками перемещения; 4—датчик импульсов перемещения; 5—вводный автоматический выключатель; о—кнопочный пульт управления; 7— пульт задания режима работы; 8, 9— клеммники ввода и вывода электропитания

Рис. 2.41. Технологическая (а) и электрическая (б) схемы узла управления автомати- ^v зированной системы навозоудаления типа ТСН-160:

/ — стойла для животных; 2— горизонтальный конвейер; J— наклонный конвейер; 4— прицепная тракторная тележка

нилищах в системах сортировки и перемещения продукции, а также при различных погрузочных и разгрузочных работах в кормоцехах и в складских помещениях. В каждом конкретном случае используют соответствующие конвейеры и станции управления их электроприводами.

Управление конвейерной системой навозоудаления. В качестве примера на рисунке 2.41 приведены технологическая и электрическая схемы узла управления конвейерной системой навозоудаления из животноводческого помещения типа ТСН-160. Конвейерная система (рис. 2.41, а) состоит из двух совместно работающих горизонтального и наклонного скребковых конвейеров (транспортеров) кругового движения. Принимающий наклонный конвейер обеспечивает погрузку навоза в транспортное средство в виде прицепной тракторной тележки, с помощью которой навоз вывозят в навозохранилище.

Узел управления конвейерной линией навозоудаления (рис. 2.41, б) содержит магнитные пускатели КМ1 и КМ2, предназначенные соответственно для управления электродвигателями Ml и М2 привода горизонтального и наклонного конвейеров. Для программно-временной автоматизации управления предусмотрено реле времени в виде программного устройства А1. Выбор режимов ручного «Р» или автоматического «А» управления осуществляют переключателем SA. При ручном управлении конвейерной линией переключатель SA переводят в положение «Р» и управление осуществляют с кнопочного поста кнопками SB1 и SB2. В этом случае при включении конвейерной линии нажатием кнопки SB2 «Пуск» вначале включается двигатель М2 принимающего наклонного конвейера, а затем за счет замыкания контакта КМ2 получает питание катушка магнитного пускателя КМ1 и запускается двигатель Ml подающего горизонтального конвейера. После выгрузки навоза разгруженная конвейерная линия останавливается нажатием кнопки SB1 «Стоп». При автоматическом управлении переключатель SA устанавливают в положение «А». Получает питание программно-временное устройство А1, которое включает конвейерную линию в работу в той же последовательности, что и при ручном управлении. По истечении установленного интервала времени, необходимого для полной выгрузки навоза и разгрузки от него конвейерной линии, контакт А1 размыкается и разгруженная линия останавливается до следующей уборки на время, установленное на обратное замыкание контакта А1. По истечении этого времени контакт А1 вновь замкнется и процесс выгрузки навоза автоматически будет повторяться с заданной периодичностью на интервалы времени работы и отключения. В положении переключателя SA «О» система полностью отключается в нерабочее состояние.

Защиту электродвигателей Ml и М2 от возможных перегрузок осуществляют устройствами встроенной температурной зашиты (УВТЗ), включение которых на схеме не показано.

Автоматизированная конвейерная линия кормораздачи. В промышленном птицеводстве клеточное содержание птицы — прогрессивная технология производства яиц и мяса птицы, в которой многие трудоемкие процессы полностью автоматизированы, в том числе и раздача корма конвейерными линиями, оснащенными электроприводом.

На рисунке 2.42 приведены технологическая и электрическая схемы автоматизированной конвейерной линии кормораздачи в птичнике с трехъярусными клеточными батареями типа БКМ-3.

Рассмотрим управление загрузкой и раздачей кормов комплекта оборудования БКМ-3. Конвейерная линия оборудования БКМ-3 (рис. 2.42, а) включает в себя бункер 1 сыпучих кормов.

Рис. 2.42. Технологическая (а) и электрическая (б) схемы управления конвейерной линией автоматической раздачи корма в птичнике.

типа БСК-10, оборудованный наклонным транспортером, а также транспортер 2 птичника, бункер батареи и линии кормушек 3 с кормораздаточной цепью и поворотными станциями, при помощи которых на каждом ярусе батареи образуется замкнутый контур кормораздаточной цепи. Норму выдачи корма из бункера батареи в кормушки регулируют при помощи заслонок, укрепленных у выходных отверстий бункера на каждом ярусе. Движение цепи кормораздачи всех трех ярусов батареи осуществляется от единого привода.

Корм из бункера 1 подается наклонным транспортером в приемник горизонтального транспортера 2, который доставляет корм в бункеры клеточных батарей, загружая их последовательно. Когда бункер первой батареи заполнится кормом до верха, закрывая кормом выгрузное окно в коробе горизонтального транспортера, корм начнет транспортироваться к бункеру второй батареи и загружать его аналогично предыдущему. При наполнении последнего бункера линия загрузки корма отключится.

На рисунке 2.42, б приведена принципиальная электрическая схема управления загрузкой бункеров всех клеточных батарей и кормораздачей первой батареи. В ручном режиме переключатели ставят в положение «Р». Для управления транспортером кормозагрузки используют кнопку SB2 «Загрузка». Отключается транспортер конечным выключателем SQ1 при заполнении бункера последней батареи или кнопкой «Стоп» поста управления SB1. Включают и останавливают двигатель кормораздачи первой батареи кнопками SB4 и SB3. При обрыве цепи кормораздатчика остановка двигателя осуществляется выключателями обрыва цепи SQ2.2…SQ4.2. Об этом сигнализирует сигнальная лампа HL2.

В автоматическом режиме все переключатели устанавливают в положение «А». Механизмами кормозагрузки управляют при помощи выключателя подачи корма SQ1, который размещен на бункере последней клеточной батареи. При его заполнении подается команда на останов двигателей транспортеров подачи. Процесс загрузки происходит независимо от установок программных реле. Когда нет обрыва цепей кормораздачи, контакты конечных выключателей SQ2.1… SQ4.1 в цепи катушки .0/2замкнуты, а в цепи сигнализации разомкнуты. Команды на включение транспортеров кормораздачи поступают от программного реле времени КТ1 (2РВМ). В момент замыкания контакта КТ1 через размыкающий контакт КТ2 второго программного реле происходит автоматический пуск двигателей кормораздачи всех клеточных батарей пускателем КМ2. Выдержку времени контакта КТ2 устанавливают равной длительности кормораздачи батареи.

В случае обрыва цепи кормораздачи контакты конечных выключателей SQ2.2… SQ4.2 в цепи сигнальной лампы HL2 замыкаются, а контакты SQ2.1… SQ4.1 размыкаются, останавливая двигатель кормораздачи. Через контакты KV1.2 и КМ2.2 сигнал поступает на катушку реле KV3, контакт последнего KV3.1 замыкается в цепи катушки KV1, и сигнал аварии поступает на сигнальную лампу HL1.

Рассмотренные примеры автоматизации различных конвейеров и поточно-транспортных систем — базовые. Их можно принять за основу и видоизменять в зависимости от конкретных технологических требований.