На схеме показаны электрические связи между датчиками, преобразователями, модулями ввода аналоговых сигналов и вывода импульсных сигналов.
Через автоматический выключатель SF1, обеспечивающий защиту от короткого замыкания, в схему подаётся напряжение питания 220 В, частотой 50 Гц. Блок питания контроллера U1 питается от сетевого напряжения и осуществляет преобразование напряжения 220 В в напряжение 24 В постоянного тока. Блок питания обеспечивает питанием все блоки ввода/вывода, как аналоговые и дискретные, так и импульсный модуль вывода.
Входным сигналом для аналогового модуля ввода является унифицированный токовый сигнал в диапазоне 4-20 мА.
Датчики температуры ВК1N BK2N, которые являются пирометрами, получают питание от сети, в соответствии со своими техническими требованиями, и подключены соответственно ко входам 8,9 и 13,14 аналогового модуля ввода А2.1.1.Z по двухпроводной схеме. Датчики давления ВЗ1N и уровня В1N получают питание от блока питания U2 и подключены соответственно ко входам 18,19 и 23,24 модуля аналогового ввода А2.1.1.Z по двухпроводной схеме типа «токовая петля».
Датчики расхода В2N и В3N получают питание от блока питания U3 и подключены соответственно ко входам 30,31 и 35,36 модуля аналогового ввода А2.1.1.Z по двухпроводной схеме типа «токовая петля».
В контроллере программно реализуется каскадная система регулирования температуры в зоне осветления стекловаренной печи, в которой контур на основе сигнала с датчика температуры ВК1N является основным, а контур на основе сигнала с датчика расхода В2N является вспомогательным.
Датчик температуры ВК3N получает питание от сети напряжением 220 В и подаёт унифицированный сигнал 4-20 мА на входы 8,9 модуля аналогового ввода А2.1.2.Z по двухпроводной схеме.
Датчик концентрации кислорода в дымовых газах В4N, расположенный в дымовой трубе стекловаренной печи, получает напряжение питания 24 В от блока питания U4. Сигнал с датчика поступает на клеммы 13,14 модуля ввода аналоговых сигналов А2.1.2.Z по двухпроводной схеме типа «токовая петля».
Датчики расхода В5N и В6N получают питание от блока питания U5 напряжением 24 В. Унифицированный сигнал 4-20 мА поступает с датчиков на входы 18,19 и 23,24 модуля аналогового ввода, соответственно, по двухпроводной схеме типа «токовая петля».
Датчик температуры ВК4N питается напряжением 220 В от сети. Сигнал с датчика в виде унифицированного сигнала поступает на клеммы 8,9 модуля аналогового ввода А2.1.3.Z по двухпроводной схеме.
Блок питания U6 питает напряжением 24 В датчик концентрации кислорода в дымовых газах на выходе из питателя В7N и датчик измерения расхода В8N, унифицированные сигналы 4-20 мА с которых поступают на разъёмы 13,14 и 18,19 модуля аналогового ввода А2.1.3.Z, соответственно, по двухпроводной схеме типа «токовая петля».
Сигнал с датчика расхода В9N, который питается от блока питания U7 напряжением в 24 В, поступает на входы 23,24 модуля аналогового ввода А2.1.3.Z по двухпроводной схеме типа «токовая петля».
Модуль А2.2.1.Z формирует импульсные сигналы, которыми управляются исполнительные механизмы, посредством контактных пускателей, т.к. на данном производстве не требуется предусматривать пожаро-взрывобезопасность. Питание модуля импульсных выходных сигналов 24В постоянного тока осуществляется от блока питания контроллера.
Управляющий выходной сигнал с модуля вывода импульсных сигналов А2.2.1.Z поступает на контактный пускатель КМ1, который изменяет направление вращения исполнительного механизма М1В. Управление исполнительным механизмом в режиме ручного и автоматического управления осуществляется ключами SA1 и SA2. В ручном режиме напряжение на исполнительный механизм М1В подается от встроенного в контактный пускатель КМ1 источника питания. Ключ SA2 обеспечивает выбор режима управления, а ключ SA1 – реверсирование исполнительного механизма в ручном режиме.
Управляющий выходной сигнал с модуля вывода импульсных сигналов А2.2.1.Z поступает на контактный пускатель КМ2, который изменяет направление вращения исполнительного механизма М2В. Управление исполнительным механизмом в режиме ручного и автоматического управления осуществляется ключами SA3 и SA4. В ручном режиме напряжение на исполнительный механизм М2В подается от встроенного в контактный пускатель КМ2 источника питания. Ключ SA4 обеспечивает выбор режима управления, а ключ SA3 – реверсирование исполнительного механизма в ручном режиме.
Управляющий выходной сигнал с модуля вывода импульсных сигналов А2.2.1.Z поступает на контактный пускатель КМ3, который изменяет направление вращения исполнительного механизма М3В. Управление исполнительным механизмом в режиме ручного и автоматического управления осуществляется ключами SA5 и SA6. В ручном режиме напряжение на исполнительный механизм М3В подается от встроенного в контактный пускатель КМ3 источника питания. Ключ SA6 обеспечивает выбор режима управления, а ключ SA5 – реверсирование исполнительного механизма в ручном режиме.
Электрическая схема защиты и блокировки приведена на чертеже ДП 220301.800.2010 ЭЗ.2.
Питание модулей А2.3.1.Z, A2.3.2.Z дискретного ввода осуществляется от блока питания U1 по внутренней шине контроллера напряжением 24 В.
При повышении давления в печи выше критического значения, срабатывает датчик-реле давления Р1. Дискретный сигнал с контактов реле поступает на контакты 4,9 блока дискретного ввода А2.3.1.Z контроллера.
При падении давления в трубопроводе подачи топливного газа на горелки печи, срабатывает датчик-реле давления Р2. Дискретный сигнал поступает с контактов реле на клеммы 5,9 блока дискретного А2.3.1.Z ввода контроллера.
При падении давления в трубопроводе подачи воздуха в регенератор, срабатывает датчик-реле давления Р3. Дискретный сигнал с контактов реле поступает на клеммы 6,9 блока дискретного ввода А2.3.1.Z контроллера.
При падении давления в трубопроводе подачи топливного газа в смеситель №1, срабатывает датчик-реле давления Р4. Дискретный сигнал с контактов реле поступает на клеммы 7,9 блока дискретного ввода А2.3.1.Z контроллера.
При падении давления в трубопроводе подачи воздуха в смеситель №1, срабатывает датчик-реле давления Р5. Дискретный сигнал с контактов реле поступает на клеммы 8,9 блока дискретного ввода А2.3.1.Z контроллера.
При падении давления в трубопроводе подачи воздуха в смеситель №2, срабатывает датчик-реле давления Р6. Дискретный сигнал с контактов реле поступает на клеммы 4,9 блока дискретного ввода А2.3.2.Z контроллера.
При падении давления в трубопроводе подачи топливного газа в смеситель №2, срабатывает датчик-реле давления Р7. Дискретный сигнал с контактов реле поступает на клеммы 5,9 блока дискретного ввода А2.3.2.Z контроллера.
При погасании пламени на горелках печи, срабатывает датчик-реле контроля пламени Р8. Дискретный сигнал с контактов реле поступает на зажимы 6,9 блока дискретного ввода А2.3.2.Z контроллера.
При погасании пламени на горелках выработочного канала, срабатывает датчик-реле контроля пламени Р9. Дискретный сигнал с контактов реле поступает на зажимы 7,9 блока дискретного ввода А2.3.2.Z контроллера.
При погасании пламени на горелках питателя, срабатывает датчик-реле контроля пламени Р10. Дискретный сигнал с контактов реле поступает на зажимы 8,9 блока дискретного ввода А2.3.2.Z контроллера.
Модуль дискретного вывода имеет релейные выходы и не требует внешнего питания. При получении дискретных сигналов от датчиков-реле в контроллере
формируется дискретный сигнал и срабатывает определенное реле модуля дискретного вывода А2.4.1.Z.. При этом напряжение 24В постоянного тока от внешнего источника питания U10 и U11 подается на соответствующие пусковые устройства – обмотки реле напряжения KV1-KV4 и магнитные пускатели КМ1- КМ3. Сигналы на исполнительные механизмы снимаются с контактов с1-с11 модуля дискретного вывода А2.4.1.Z. Модуль имеет 16 независимых выходов, объединенных в группы по 2 с общим проводом.
Рассмотрим работу схемы управления: дутьевым вентилятором подачи воздуха в регенератор, электродвигателями загрузчика шихты и ленточного конвейера. Питание на схему управления подается от блока питания 24В постоянного тока U10 через автоматический выключатель SF2, защищающий схему от короткого замыкания. В схеме предусмотрен как ручной, так и автоматический режим управления, выбираемый ключом управления SA1. Если ключ управления находится в первом положении, то возможно только ручное управление, если в третьем – автоматическое. Второе положение является нейтральным и управление невозможно.
Питание силовой части осуществляется 3-х фазным переменным током 380В 50Гц. Питание на двигатели подается через общий силовой выключатель QF1, а на каждый двигатель через силовые выключатели QF2, QF3, QF4.
В ручном режиме (положение 1 ключа SA1) управление двигателями М1, М2, М3 осуществляется с помощью кнопочного поста SB1.1, SB1.2; SB2.1, SB2.2 и SB3.1, SB3.2 соответственно.
Рассмотрим управление двигателем М1. При нажатии на кнопку SB1.2 питание от блока питания U10 подается через замкнутые контакты кнопки SB1.1 и контакты тепловых реле F1.1,F2.1 на магнитный пускатель КМ1, который, срабатывая, замыкает свой контакт КМ1.1, блокируя кнопку SB1.2. Таким образом, цепь пускателя остаётся замкнутой при отпускании кнопки SB1.2. Одновременно замыкаются и остальные контакты пускателя КМ1.2, КМ1.3, КМ1.4, подавая напряжение на двигатель М1, происходит пуск ленточного конвейера. При нажатии на кнопку SB1.1 происходит разрыв цепи пускателя КМ1, размыкание контактов КМ1.1, КМ1.2, КМ1.3 и КМ1.4. Происходит остановка двигателя. Так как контакт КМ1.1 разомкнут, при отпускании кнопки SB1.1 питание на пускатель КМ1 не подается. Работа цепи управления двигателем М2 аналогична.
В автоматическом режиме (положение 3 ключа SA1) управление двигателями М1, М2, М3 осуществляется с помощью модуля дискретного вывода А2.4.1.Z. Рассмотрим управление двигателем М1. Для пуска двигателя в автоматическом режиме достаточно замкнуть контакты С3 и С1, чтобы подать питание на магнитный пускатель КМ1. Таким образом, когда на модуль дискретного вывода А2.4.1.Z. с контроллера придет управляющий сигнал, замыкаются контакты С3 и С1, сработает магнитный пускатель КМ1, подающий питание на М1. Кнопочный пост SB1.1, SB1.2 в автоматическом режиме не работает. Работа цепи управления двигателями М2, М3 аналогична.