Лабораторная работа: Изучение аппаратуры автоматизации водоотливной установки ВАВ-1М
На передней панели СТВ - 1М расположены элементы, выдающие диспетчеру информацию о состоянии водоотливной установки и элементы, дающие частичную возможность управления насосами.
Для каждого насоса на панели имеются светодиоды, информирующие о работе, неисправности насосов и о виде неисправности; отсутствие производительности. отсутствие давления, перегрев подшипников, заклинивание задвижки, высоковольтная ячейка не включена. Если субблок внепикового потребления электроэнергии работает не в автоматическом режиме, когда он сам включает водоотливную установку, а в режиме советчика, на панели имеются два светодиода, сигнализирующие о необходимости включения одного или двух насосов водоотливной установки Для пуска насосов предназначены кнопки "Пуск 1" и "Пуск 2". Для динамического останова служит кнопка "Стоп".
При неисправности линии связи между БУН-1М и СТВ-1М загорается светодиод "нет связи".
При аварийном отключении насосного агрегата кроме световой индикации предусмотрено звуковая - прерывистая высокой тональности, а при аварийном уровне воды в водосборнике - непрерывная низкой тональности. Снятие звуковые сигналов (светодиоды остаются включенными) осуществляется при помощи тумблеров "квитация сигнала". Для проверки исправности светодиодов и звуковых телефонов служит кнопка "Проверено", при ее нажатии светятся все светодиоды и звучат звуковые сигналы. На передней панели СТД-1М установлены также три счетчика учета времени работы каждого из насосов, индикатор текущего времени и клавиатура ввода в память субблока ВП, корректировки показаний индикатора текущего времени.
Реле производительности насоса РПН-1М. Реле производительности (рис.4) состоит из двух основных частей корпуса (поз.1) и платы (поз.2), соединенных между собой болтами. При обтекании флажка (поз.3) потоком жидкости поворачивается жестко связанный с ним валик (поз.4).
Закрепленный на валике кронштейн (поз.5) передает усилие потока. Пружинка (поз.6) создает противоусилие и возвращает флажок с магнитом в исходное положение при исчезновении потока. Напряжение пружины регулируется винтом (поз.7).
Реле давления РДВ-1М Чувствительным элементом реле давления (рис.5) является диафрагма (поз. 12). Реле имеет две дискретные ступени регулирования по давлению. Это осуществляется с помощью малого (поз. 9) и большого (поз.8) поршней» что аналогично уменьшению или увеличению диафрагмы. Сила давления столба воды воспринимается диафрагмой и передается через поршень на шток (поз.4), который воздействует на кронштейн с магнитом. Предварительное натяжение пружины, необходимое для преодоления сил трения и четкого отключения, регулируется винтом (поз. 4).
Датчик электродный типа ЭД-1М
Электродный датчик представляет собой свинцовый диск со стаканом, на который навинчен кабельный ввод. Контактирующим с водой элементом является свинцовый диск. После подсоединения кабеля стакан обязательно заливается кабельной массой.
Гидравлическая схема аппаратуры ВАВ-1М с заливкой вспомогательным погружным насосом НЗП и управляемыми задвижками представлена на (рис. 2).
Краткое описание работы системы автоматического управления
При достижении воды в водосборнике датчика верхнего уровня 10 сигнал с него поступает в блок, формирования импульсов запуска и останова работы насосов -8. В блоке формируется сигнал, который поступает в блок управления насосом 1, где формируется сигнал на включение в работу заливочного насоса 13. Заливочный насос подает воду в главный насос в течении времени достаточного для создания в нем необходимого давления для срабатывания датчика 2 ( это время реулируется резистором "Таймер" на передней панели субблока РП). По истечении заданного времени заливки с другого выхода блока 8 в блок 1 поступает сигнал, который приводит к Фазированию сигналов в блоке 1 на включение главного насоса 15; привода задвижки 14, на не открытие при отсутствии производительности. При этом сигнал с первого выхода блока 8 нимаются. Если на включенном насосе не сработал датчик давления 2 к моменту выдачи сигнала на его включение, то с данного блока 1 в блок 8 выдает сигнал на включение на другой блок 1, соответствующий другому насосу. с блока 1 соответствующего неисправному насосу в блок приема и передачи информации 12 поступит 2 сигнала "Общей неисправности и вида неисправности".
С момента выдачи сигнала на включение главного насоса блоком 1 производится контроль включения высоковольтной ячейки, контроль набора производительности насосом, контроль заклинивания задвижки. Если после их подачи сигнала на включение главного насоса датчик 7 высоковольтной ячейки не включится, то блок 1 выдает сигнал общей аварии в блок 8 для формирования сигнала запуска другого насоса с помощью другого блока 1, a в блок 12 с блока 1 поступит сигнал общей неисправности и вида неисправности, откуда они через линейные узлы 17, 19 и линию 18 поступят в блок приема и передачи сигналов 20.
Одновременно блоком 1 снимаются сигналы на включение главного насоса привода задвижки на ее открытие и выдается сигнал на ее закрытие. Если через заданное время, достаточное для набора производительности главным насосом (это время регулируется резистором "Уст.Т2" на передней панели субблока УМ) не срабатывает датчик производительности 3 (60-120сек.), то произойдет выход насоса на аварию по производительности аналогично выходу по неисправности высоковольтной ячейки. Аналогично происходит выход насоса на аварию по заклиниванию задвижки и перегреву подшипников.
Информация наличия уровней 9, 10 и 16 о работе главных насосов, об авариях с указанием их причин через блок 12, где она преобразуется из параллельного в последовательный код, линейные узлы 17,19 двухпроводную линию связи 18 поступает в блок 20. В этом блоке информация из последовательного кода преобразуется в параллельный.
С блока 20 информация о работе насосного агрегата поступает в блок машинного времени 24 и блок внепикового управления насосами 22, в блок звуковой сигнализаци 23 - информация об аварийном уровне и об общей аварии. В блок 22с блока 20 поступает информация обо всех уровнях воды в водосборнике и работе насосов 15. В блоке 24 фиксируется время работы насосов путем пуска счетчика по разрешающему сигнал от работающих насосов. При снижении воды в водосборнике ниже датчиков нижнего уровня 9 сигнал с него поступает в блок 3, где с интервалом в 10 сек. формируется сигнал для выдачи в блок 1. В блоке 1 формируется сигнал включения привода задвижки 14 на закрытие за 1,5-2 оборота до полного закрытия задвижки срабатывает контакт 5, который разрывает цепь управления главного насоса 15 и система по истечению 160с (это время регулируется от О до 300с резистором на передней панели субблока УМ) Система возвращается в исходное состояние. В случае неотключения по каким-либо причинам высоковольтной ячейки блоком 1 выдается сигнал общей аварии по высоковольтной, ячейке эти сигналы поступают на СТВ-1м и диспетчер принимает меры по отключению высоковольтной ячейки.
При необходимости пуск насосов можно было осуществить с блока ручного управления 29 путем перевода переключателя 33 (при необходимости и 32) в положение "Ручное" и нажатии кнопки "Пуск 1" "3" (при необходимости и 35). В блок 10 поступает сигнал "Пуск 1" ("Пуск 2"), который через линейные узлы 17,19 и линию связи 18 и блок 12 поступает в блок 8, где формируется сигнал аналогичный сигналу от датчика верхнего уровня.
Дистанционный останов работы насосов может быть осуществлен с блока 29 путем нажатия кнопки 36 "Стоп". При этом сигнал с блока 29 через диод 38 поступает в блок 20 и через 17,19 и 18 в блок 12, из блока 12 сигнал поступает в блок 8, где формируется сигнал, аналогичный сигналу от датчика нижнего уровня.
Система в режиме внепикового управления электродвигателем работает следующим образом.
Программирование времени внепикового включения и "запрета" работы насосной установки производится с помощью блока задания программы 27. Программа с этого блока вводится в память программируемого таймера 25, который представляет собой однокристальное программируемое устройство, позволяющее осуществлять запись и хранение 16-ти временных программ с дискретностью 1 мин. Этого обьема памяти достаточно, для обеспечения в течении суток 4-х сигналов внепикового включения и 4-х сигналов "запрета" работы насосной установки. Визуальный контроль вводимой и уже введенной программы осуществляется с помощью индикатора времени и набора программы 28, который после задания программы используется как индикатор текущего астрономического времени. В запрограммируемое время совокупность сигналов с выхода программируемого таймера 25 поступает на вход блока формирования импульса запуска и запрета работы насосов 26 и на его выходе формируется импульс запуска. Этот сигнал поступает на вход блока внепикового потребления электроэнергии 22, который вступает в работу. Он в соответствии со временем, оставшимся до начала времени максимума потребления электроэнергии анализирует состояние датчиков промежуточных уровней 16 и в случае необходимости выдает сигнал "Пуск 1", которого через коммутатор 33 (находящийся в положении "Автомат" ) блока ручного управлений насосной установкой 29 проходит в блок передачи и приема сигналов и далее в блок 8, аналогично описанному выше.
Формирование сигнала "запрет" работы насосов осуществляется по программе, заложенной в 25, аналогично сигналу импульса запуска.
Сигнал "запрет" работы насосов, ручной и автоматический, проходит на вход блока ручного управления насосной установкой 29 и производят действия аналогичные сигналу "Стоп".
В аппаратуре ВАВ-1М функции блока управления насосом выполняет субблок УМ. Таких субблоков в аппаратуре три, в соответствии с количеством управляемых насосов. Функции блока 8 выполняют субблоки РН,РП,ПФ. Функции линейного узла 17 и блока 12 выполняют субблоки КУ и КИ. Согласование входных сигналов от датчиков и выходных сигналов на исполнительные механизмы по уровню напряжения с сигналами перечисленных блоков осуществляется субблоком ВВ. Все перечисленные субблоки составляют электрическую принципиальную схему аппарата БУН-1М который устанавливается в шахтах непосредственно в водоотливной установке.
Функции линейного узла 19 выполняет субблок ЛВ, блока 29-субблок ПУ и два субблока ПИ, блока 22- субблок ВП, блока 25 и блока 26 - субблок УВ. Функци блока 23 и 24 - субблок УВ и передняя панель на которой расположены счетчики времени работы насосов и телефоны для выдачи звуковых сигналов. Функционально передняя панель состоит из блока представления информации 21, блока задания программы 26, индикатора текущего времени и набора программ 28, блока ручного управления водоотливной установкой 29.
Вышеперечисленные субблоки ЛВ,ПУ,ПИ,ВП,УВ, передняя панель, а также субблок питания СП и субблок вывода информации ВИ составляют электрическую принципиальную схему сигнального табло водоотлива СТВ-1м, которая устанавливается в диспетчерской шахты. Связь между БУН-1М и СТВ-1м осуществляется с помощью линии связи Л8, представляющей собой свободную пару жил телефонного кабеля, соединенную ПУ и КП. Максимальная длительность передачи 10 км.
Для передачи информации использована система с временным разделением элементов сигнала и шахтовой синхронизацией. Метод передачи циклический, т.е. сообщение передающееся в заданной последовательности. Один цикл передачи составляет 1 сек., состоит из 64 тактов от 0 до 63-го. Каждый такт, длительность которого 15мс, состоит их 2-х полупериодов, соответствующих положительному и отрицательному импульсам двухмерного сигнала.
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Порядок выполнения:
1. Изучите назначение аппаратуры ВАВ-1М, состав оборудования,
2. входящего в аппаратуру; функции выполняемого отдельными блоками и аппаратурой в целом; принцип действия аппаратуры; устройство, назначение и принцип действия датчика температуры ДТЛ-1М, электродного датчика ЗД-1М, реле производительности РПН-1М, реле давления РДВ-1М. блока управления насосами БУН-1М, сигнального табло водоотлива СТБ-1М, и их взаимодействия.