Принципова схема управління і сигналізації
Регулювання співвідношення витрати газу та повітря здійснюється за рахунок зміни витрати повітря. Витрати вимірюються за допомогою Труби Вентурі та діафрагми сегментної (поз.15а, 15в) з уніфікованим вихідним сигналом 0...5 мА. Для контролю витрати газу та повітря вона відображується за допомогою розташованих на щиті оператора міліамперметрів (поз.15б, 15г). Далі уніфіковані сигнали надходить до клемника контролера Х2, де він перетворюється на сигнал 0...2В за допомогою ввімкнених паралельно опорів. Сигнал 0...2В надходить до контролера де він проходить подальшу алгоритмічну обробку. Логічний сигнал в контролер, надходить до регулятора, який створює управляючий сигнал, який надходить до виходу контролера. Отриманий сигнал надходить до двох електромагнітних реле КV11 і КV12. Сигнал від електромагнітних реле надходить до блоку управління системи "Каскад" БУ-21 (поз. 15д) клем 2і 10. За допомогою вбудованого в блок управління пакетного перемикача здійснюєтьсяперемикання контуру в автоматичний і ручний режими. Також тут встановлено кнопки, за допомогою яких здійснюється управління в ручному режимі. З блоку управління сигнал надходить до магнітного пускача ТМЕ-111 (поз. 15ж), який підсилює сигнал. 3 магнітного пускача підсилений сигнал надходить до виконавчого механізму МЭО-87р, який діє на робочий орган. Також з виконавчого механізму з клем 13, 14, 16 сигнал надходить до покажчика положення виконавчого механізму типу ДУП-М (поз. 15 е), який дає змогу оператору в ручному режимі регулювання спостерігати за положенням вентиля.
Також за допомогою контролера здійснюється аварійна сигналізація і захист печі від згасання полум'я. Від електродів контролю факелу (поз. 22а) сигнал надходить до дискретного входу контролера. Контролер керує положенням двох запірних клапанів аварійного захисту печі. Положенням вентилів керують електромагнітні реле KV17 і KV18. В електричній схемі управління передбачено можливість ручного управління клапанами. Аварійна галізація здійснюється за допомогою сигнальних ламп НL1З, НL16, НL17. Аналогічно здійснюється аварійна сигналізація і захист печі від згасання полум'я другого пальника. Так само аналогічно здійснюється аварійна сигналізація і захист від перевищення температури в топці, тиску газу та тиску в топці.
За допомогою кнопок SВ11 та SВ12 проводиться перевірка сигналізації і квітування звукового сигналу. Сигнал від кнопок надходить до дискретного входу контролера, де за допомогою алгоритму здійснюється управління сигнальними лампами та електричним дзвінком.
Принципова схема живлення
Всі пристрої автоматизації для своєї роботи потребують живлення. При виборі кількості блоків живлення БП-21 слід керуватися тим, що ці блоки здійснюють живлення напругою 24В блок живлення має два виходи . До виходу 1 відмикають навантаження зі струмом 0,3 А, до виходу 2 таке навантаження відмикають лише в тому випадку, коли блок 'БП' не з’єднується з блоком 'БК", в протилежному випадку навантаження цього виходу має бути не більшим 40 мА. Якщо потрібно живити споживачі з більшим споживанням допускається з'єднання блоків живлення паралельно.
Для блока БК-1 від блоків БП-21 живляться електромагнітні реле ПЭ-21,які споживають 333 мА:
Рк - 8 ВА - потужність електромагнітного реле.
Ік = 8/24 = 0,ЗА - споживаний струм,
крім того слід враховувати що ті пари реле "більше і менше", які ввімкнено на імпульсному виході для управління МЕО одночасно обидва бути ввімкненими не можуть. Отже загальний споживаний реле струм буде
Ізаг= Ік* 4=300 * 4= 1200мА
Для живлення цих споживачів потрібно живити блок БУТ-20 (6ОмА) і блок контролера БК-21 (280мА). Отже для живлення першого контролера потрібно:
(1200+60+280)/300=5,1/2=2,6-3 блока БП-21
Для блока БК-2:
Рк= 8 ВА - потужність електромагнітного реле.
Ік = 8/24= 0,3А - споживаний струм.
Ізаг = Ік*2=З00*2=600мА
Отже для живлення другого контролера потрібно:
(600+60+280)300=3,1/2=1,6=2 блока БП-21
Для блока БК-3:
увімкається 12 сигнальних ламп:
Рзаг = 12* Рса
РСА= 3.5ВА
Рзаг = 12*3.5 = 42ВА
Ізаг = Рзаг /U = 42/24 = 1.75 А-загальний споживаний струм.
Один електричний дзвоник:
Ізаг = Рзаг /U = 7/24 = 0.29 А - загальний споживаний струм.
Отже для живлення третього контролера потрібно:
(1750+290+280)/300 = 5.6/2 = 28 = 3 блока БП-21
Для блока БК-4:
увімкається 7 сигнальних ламп:
Рзаг = 7* Рса
Рса = 3.5ВА
Рзаг = 7*3.5 = 24.5ВА
Ізаг= Рзаг/U= 24.5/24 = 1.02 А - загальний споживаний струм.
Отже для живлення четвертого контролера потрібно:
(1020+280)/З00 = 3.8/2 = 1.9 = 2 блока БП-21
Для функціонування системи автоматизації необхідне її електричне живлення.
Проектування систем електроживлення ведуть на основі завдання на основі проектування функціональної схеми автоматизації (аркуш 1), принципових електричних схем управління, регулювання та сигналізації (аркуш 2).
Принципову електричну схему живлення розробляють у такій послідовності:
- вибирають джерела живлення;
- вибираються та розраховуються щити та збірки живлення системи автоматизації;
- проектується живильна мережа;
- проектується розподільча система;
- виконується принципова схема електроживлення.
Джерело живлення повинно забезпечити необхідні електроприймачам напругу і потужність, достатні для того, щоб відхилення напруги не перевищувало значень, при яких порушується нормальна робота електроприймачів:
- контрольно-вимірювальні та регулюючі прилади +5% номінального;
- апаратура схеми управління та сигналізації, включаючи реле -5 - +10% номінального.
У щитах і збірках живлення розташовують апаратуру захисту та управління живильної та розподільчої мережі. Їх вибір і розміщення повинні насамперед забезпечити надійність, зручність і безпеку експлуатації системи електроживлення.
Електроприймачі систем автоматизації, які встановлені на щитах управлінняі в релейних шафах, також і окремо стоячі, як правило, одержують живлення через щити та збірки живлення, котрі розташовані на мінімально можливих відстанях від відповідних електроприймачів.
Проектування живильної мережі системи електроживлення включає в себе вибір напруги, числа фаз і проводів, вибір конфігураційної живильної мережі та вирішення питань резервування; вибір та розміщення апаратів хисту та управління.
Вибір напруги живильної мережі визначається напругою у колах живлення приладів і засобів автоматизації з урахуванням напруг, прийнятих у системі постачання електроенергією об'єкта, що автоматизується. Найбільшого розповсюдження в системах електропостачання промислових підприємств отримали чотирьох провідні мережі трифазного змінного струму напругою 380/220 В з глухим заземленням нейтралі.
Вибір числа фаз і проводів живильної мережі відбувається в залежності від числа фаз і напруги живлення приладів і засобів автоматизації.
Вибір конфігурації живильної мережі відбувається в залежності від категорійності об'єкта, що автоматизується та розташування щитів та збірок живлення відносно джерел живлення.
Апарати захисту та управління в живильних мережах встановлюють в місцях приєднання до джерела живлення і на вводах у щити та збірки живлення систем автоматизації в нормально не заземлених фазних провідниках.
Вибір характеристик апаратів захисту та управління здійснюється з урахуванням основних вимог ПУЭ. Номінальна напруга Uн.а. апаратів захисту управління повинна бути більша або дорівнювати номінальній напрузі мережі Uн.с., а номінальний струм Ін.а., рубильника, пакетного вимикача, тумблера, автомата і плавкої вставки - більше або дорівнює розрахунковому (номінальному) струму кола Ір.
При виборі безінерційних запобіжників необхідно враховувати, що плавка вставка не повинна перегорати при короткочасних збільшеннях струму кола, наприклад при запуску електродвигунів.
При виборі характеристик апаратів захисту для двигунів необхідно враховувати пусковий струм двигуна:
Іпуск = Кд * Ін,
де кд - кратність пускового струму.
Зокрема, при виборі запобіжників для захисту електродвигуна Іп.вст,≥0,4Іпуск , а при виборі струму уставки електромагнітного розмикаючого автомата
Іуст.ед.магн. ≥ 1,25Іпуск.
У колах управління та сиганалізації плавкі вставки запобіжників вибирають з умови:
Іп.вст. ≥ ∑Ір + 0,1∑Ів ,
де ∑Ір- номінальний сумарний струм, споживаний котушками апаратів, сигнальними лампами та іншими елементами схеми при її одночасній роботі; ∑Ів - найбільший сумарний струм, споживаний при вмиканні котушок апаратів, які вмикаються одночасно.
Для розрахунку струму плавкої вставки використовуємо формулу.
І= Рн/(Uн * соsφ) ,
де Рн - номінальна потужність електроприймача, Вт;
Uн - номінальна напруга електроприймача, В;
cosφ - коефіцієнт потужності.
Для внутрішнього освітлення: