1. Изучить назначение и ознакомиться с задачами, решаемыми станцией автоматического управления насосами.

2. Изучить схему управления станции и ее основные элементы.

3. Составить таблицу из элементов / реле, датчики/ цепей пуска и остановки и цепей защиты и аварийного отключения.

4. Составить структурные формулы по релейно-контактной схеме управления станции для указанного преподавателем функционального узла.

5. Составить функциональную схему узла бесконтактного логического устройства по структурным формулам.

6. Составить отсчет.

Краткие теоретические сведения.

Назначение насосных станций.

В настоящее время выпускается около 20 типов унифицированных станций автоматического управления насосами ПЭХ. Они изготовляются для агрегатов с низковольтными и высоковольтными электродвигателями, асинхронными с короткозамкнутым ротором при прямом пуске и синхронным с глухоподключенным возбудителем при прямом пуске, для артезианских насосов, ваакум-насосов и насосов общего назначения. Станции ПЭХ предназначены для выпуска насосов с открытой и закрытой напорной задвижкой. В релейно-контактной схеме станции кроме цепей пуска и остановки предусмотрены необходимые цепи защиты и аварийного отключения.

Станция управления типа ПЭХ-5003 обеспечивает:

1. Местное и телемеханическое управления насосами агрегатом.

2. Контроль за работой насоса и отключение агрегата при перегреве опорного подшипника, возникновении перегрузки, коротком замыкании и появлении воды в шахте насосной станции.

3. Блокировку, предотвращающую пуск станции при отсутствии воды, смачивающей подшипники трансмиссионного вала насосов.

4. Блокировку, предотвращающую повторный пуск при аварийном отключении.

5. Сигнализацию при недопустимом снижении динамического уровня воды в скважине, аварийном отключении насоса и открывании дверей павильона насосной станции.

Схема автоматического управления станцией

Схема станции ПЭХ-5003-38А2, предназначенная для управления низковольтным двигателем мощностью 25 кВт, с прямым пуском / на полное напряжение сети / приведена на рис.10. Режим работы станции управления устанавливается универсальным переключателем / УП/. В левом положении УП схема работает в режиме ручного управления, при переключении УП вправо схема переходит в режим дистанционного или автоматического управления. При ручном управлении нажатием кнопки «Пуск» контактор Л включается, блокируется и включается двигатель. Ручная остановка производится размыканием кнопки «Стоп». При автоматическом управлении импульс на включение дается от датчиков, которые зачастую удалены на значительное расстояние от станции управления. Датчики, так же, как и устройство телеуправления, воздействуют на реле РКВ/ включение/ и реле РКО /отключение/.

На схеме показано включение РКВ и РКО в случае телеуправления. При срабатывании реле РКЗ замыкается цепь питания пускового реле РП, которое включает реле управления контактором РПЛ. Последнее, сработав, включает контактор и самоблокируется во включенном состоянии. Контактор включает двигатель, агрегат начинает работать. При отключении срабатывает реле РО и также блокируется. Размыкающий контакт РО отключает РПЛ, которое отключает контактор, и агрегат останавливается.

Кроме оперативных цепей в схеме имеется ряд вспомогательных цепей и контактов, обеспечивающих контроль и сигнализацию неисправностей и состояния насосного агрегата. Для контроля за исправным состоянием насосного агрегата служат простейшие электродные сигнализаторы, в которых при появлении воды замыкаются соответствующие контакты.

Электроды сигнализатора 1СВ включены в цепь телеуправления РКВ и РКО и служат для контроля за динамическим горизонтом воды в скважине: если контакт разомкнут, насос не включится, так как РКВ не работает. Контакт 2СВ служит для контроля исправности трубопровода. Если трубопровод поврежден, вода может затопить станцию, во избежание затопления электрод 2СВ устанавливается в приемнике или на высоте 5-10 см над уровнем пола.

Контакты 2СВ включатся в цепь реле аварии, которое одним контактом отключает реле РПЛ, а другим посылает сигнал на диспетчерский пункт. Кроме того, исправность насоса контролируется контактным манометром, установленным на напорном трубопроводе. Если насос после пуска развивает нормальное давление, контакт КМ / включенный в цепь реле РВ/ разомкнется до того, как РВ сработает.

При неисправности насосного агрегата насос не разовьет должного давления, контакт КМ не разомкнется, РВ успеет сработать и включит реле аварии, которое отключит насосный агрегат. Реле аварии блокируется во включенном состоянии, чем предотвращается возможность пуска впредь до устранения аварии.

Для ряда насосных агрегатов требуется, чтобы подшипники трансмиссионного вала смачивались во время работы. У таких насосов на трубопроводе, по которому попадает вода для смачивания, устанавливается сигнализатор ЗСВ. Если вожжа смачивания не поступает, контакты ЗСВ, включенные в цепь реле РП, разомкнуты и пуск насоса не произойдет. Если смачивание не требуется, в схеме вместо контакта ЗСВ ставится перемычка.

В схеме предусмотрена автоматическая охрана насосной станции. Для этой цели в дверь павильона насосной станции встраивается дверной контакт ДК, который разомкнут при закрытой двери. При открывании двери контакт ДК замыкается и включает реле РПС. Реле РПС срабатывает и с выдержкой времени размыкает свой размыкающий контакт, включенный последовательно с катушкой. Катушка обесточивается, но благодаря тому, что параллельно ей включен конденсатор, реле отключается с выдержкой времени. Когда РПС отпадает, оно снова замыкает свой контакт РПС в цепи соответственной катушки, реле снова срабатывает, размыкает свой контакт и с выдержкой времени само отпадает, т.е. создается пульсирующий режим работы реле РПС. Второй контакт РПС, включенный в цепь телеуправления, замыкаясь, вызывает на диспетчерском пункте мигание сигнальной лампочки. Выпрямитель ЗВГ необходим, так как схема, где выдержка времени определяется накопление энергии в конденсаторе, требует питания постоянным / или выпрямленным/ током.

Варианты задания для закрепления изученного материала.

Составить таблицу из элементов цепей, структурные формулы и функциональную схему узлов / см. рис. 10/:

1. Схема пуска агрегата.

2. Схема остановки агрегата.

3. Схема управления контактором.

4. Схема контроля работы агрегата.

5. Схема цепей контактора.

6. Схема цепей аварии

Содержание отчета

Отчет о задание должен содержать:

1. Назначение станции автоматического управления насосами.

2. Задачи, решаемые станцией.

3. Таблицу из элементов / реле, датчики/ цепей пуска и остановки и цепей защиты и аварийного отключения.

4. Релейно-контактную схему функционального узла управления в соответствии с вариантом задания.

5. Обозначения входных, выходных и промежуточных переменных.

6. Структурные формулы функционального узла.

7. Функциональную схему узла бесконтактного логического устройства.

5. БЕСКОНТАКТНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА КОАГУЛЯНТА И ЕГО ДОЗИРОВАНИЯ.

Цель – изучение работы системы автоматического приготовления раствора коагулянта и его дозирования; построение бесконтактной схемы управления.

Последовательность изучения.

1. Изучить общую электрическую схему автоматизации процесса приготовления раствора коагулянта системы СДК.

2. Изучить работу индукционно-потенциометрического дозатора коагулянта.

3. Составить структурные формулы функционального узла / по заданию преподавателя/ по релейно-контактной схеме.

4. Составить функциональную схему узла бесконтактного логического устройства по структурным формулам.

5. Составить отчет.

Общие сведения.

Система автоматического приготовления раствора коагулянта и его дозирования типа СДК

Общая схема системы СДК включает / рис. 11/: релейный блок-1; вторичный прибор концентратомера коагулянта – 2; нуль – прибор контроля дозы коагулянта – 3; вторичный прибор расходомера воды – 4; воздуходувку – 5; датчик концентратомера - 6; задвижку с электроприводами – 7, 8; датчик измерения расходы воды – 9; насос – 10; щелевой фильтр – 11; датчик расхода коагулянта – 12; исполнительный механизм - 13; редуктор – 14; регулирующий кран расхода коагулянта – 15; мерный бачок – 16.

Система приготовления коагулянта / рис. 13/ предусматривает автоматический контроль за управлением коагулянта в растворном и расходном баках с помощью электродных датчиков ДУ1 и ДУ2. Концентрация коагулянта в растворном баке контролируется с помощью датчика АК-1 и вторичного прибора – электронного моста ЭМД-2-210А, схемой предусматривается автоматическое включение воздуходувки и насоса перекачки коагулянта из растворного бака в расходный.

При снижении уровня коагулянта в растворном баке ниже электрода 2/ см.рис.12/ отключается катушка реле минимального уровня Р5 и открывается задвижка подачи коагулянта ЭД2 и включается концентратомер. При повышении уровня коагулянта до электрода 3 срабатывает реле среднего уровня Р6 и при этом закрывается задвижка коагулянта ЭД2 и открывается задвижка подачи воды ЭД1. Блок-контакты задвижки подачи воды включает воздуходувку. При достижении заданной концентрации раствора контактами регулятора ЭМД включается реле Р1, которое закрывает задвижку подачи воды ЭД1, и отключаем концентратомер. Одновременно блок-контакты задвижки подачи воды ЭД1 отключают воздуходувку.

При понижении уровня в расходном баке ниже электрода 7 отключается реле Р2 и включается насос подачи коагулянта из растворного бака в расходный. По мере откачки коагулянта насосом при снижении уровня в растворном баке до электрода 2 начнется повторение цикла приготовления коагулянта.

Т

Работа индукционно-потенциометрического дозатора коагулянта.

В систему СДК входит индукционно-потенциометрический дозатор коагулянта, в основу схемы которого /рис. 13/ положены два прибора типа ЭПИД. Один из них является вторичным прибором расходомера исходной воды типа ДМ, а второй – вторичным прибором расходомера раствора коагулянта. В качестве расходомера раствора коагулянта использован ротаметр типа РЭ. Регулирующим органом подачи раствора коагулянта служит клапан специального изготовления с линейной расходной характеристикой, имеющий стандартный электропривод. В серийный прибор ЭПИД, измеряющий расход воды, встроена дополнительная индукционная катушка КВ. Сердечник катушки перемещается квадратичным лекалом пропорционально расходу воды. В схему входят электронный усилитель, рабочая катушка КП и катушка настройки КН второго прибора ЭПИД, связанного с индукционным ротаметром. Необходимая доза коагулянта задается вручную с помощью потенциометра ПТ.

Схема настраивается таким образом, чтобы при заданном соотношении расходов воды и раствора коагулянта суммарный сигнал на входе усилителя равнялся нулю. При изменении расхода воды сердечник катушки КВ перемещается, нарушая электрическое равновесие схемы. Сигнал разбаланса, усиленный в усилителе, приводит в движении реверсивный двигатель. Двигатель перемещает кулачек, замыкающий контакты КО и КЗ. В результате включается электропривод клапана, регулирующего подачу раствора коагулянта. Вращение двигателя РД прекращается после того, как сердечник катушки КП займет положение, соответствующее балансу схемы. При этом электропривод клапана продолжает регулирование подачи раствора коагулянта и под действием ротаметра изменяется положение сердечника катушки КР. Это создает разбаланс схемы противоположного знака; двигатель РД вращается в обратную сторону и замыкает один из контактов / К0 или К3/ привода клапана. После нескольких затухающих колебаний система приходит в равновесие, соответствующее новому соотношению расходов воды и раствора коагулянта. Индукционная катушка ЭПИД, связанная с ротаметром, также используются для измерения расхода коагулянта с помощью переключателей КПР и КПВ. В схеме обозначены ПК – переключатель режима работы; ПКР – переключатель ручного управления; СПК и СПР – согласующие потенциометры; ПР – электропривод клапана; КРУ – кнопка ручного управления; ЛК – квадратное лекало.

Вариант задания для закрепления материала

Составить структурные формулы и функциональную схему / см.рис. 12/:

1. Цепь управления задвижкой – Р1.

2. Цепь управления концентратомером – Р3.

Отчет о задание

Отчет должен содержать:

1. Цель занятия.

2. Общую схему системы приготовления и дозирования коагулянта типа СДК.

3. Упрощенную электрическую схему системы.

4. Упрощенную схему дозатора коагулянта.

5. Структурные формулы функционального узла.

6. Функциональную схему логического устройства.

ЛИТЕРАТУРА

1. Попкович Г.С.,Гордеев М.А. Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения .-М.: 1986г

2. Гордеев-Бургвиц М.А. Графическое изображение математической модели САР дозирования коагулянта в системах водоотведения. Сборник трудов. Международная научная конференция 90 лет МГСУ,2011 год “ Интеграция ,партнерство и инновации в строительной науке и образовании”

3. Гордеев-Бургвиц М.А.,Ткаченко В.Я. Использование нано технологий при измерении качественных параметров питьевых вод Москвы. Сборник трудов. Международная научная конференция 90 лет МГСУ,2011 год “ Интеграция ,партнерство и инновации в строительной науке и образовании”

4. Гордеев-Бургвиц М.А.,Ткаченко В.Я. Математическая модель САР дозирования коагулянта в системах отведения. Сборник трудов. Международная научная конференция 90 лет МГСУ,2011 год “ Интеграция ,партнерство и инновации в строительной науке и образовании”

СОДЕРЖАНИЕ

1. Алгебра-логика, логические элементы и методы проектирования автоматических систем логического управления электроприводами 2

2. Изучение методов проектирования бесконтактных логических устройств управления агрегатами стройиндустрии 9

3. Логический синтез автоматических систем управления электроприводами объектов стройиндустрии 16

4. Построение функциональной схемы автоматического управления насосами 21

5. Бесконтактная схема системы автоматического приготовления раствора коагулянта и его дозирования 24

29