Изучение аппаратуры автоматизации водоотливной установки ВАВ-1М

Рефераты по коммуникации и связи » Изучение аппаратуры автоматизации водоотливной установки ВАВ-1М Скачать

Лабораторная работа № 1

Изучение аппаратуры автоматизации водоотливной установки ВАВ-1М


Цель работы: изучение назначения функциональных возможностей и конструкции аппаратуры ВАВ-1М (аппаратура взрывобезопасная для автоматизации водоотливных установок)

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Аппаратура ВАВ-1М обеспечивает:

1)  автоматическое местное и дистанционное управление работой насосов;

2)  автоматическую заливку насосов;

3)  автоматическую замену насоса отключенного из-за неисправности резервным насосом;

4)  цикличность работы насоса;

5)  последовательность запуска и остановки насосов при паралельной работе;

6)  запрет пуска насоса во время максимума энергопотребления;

7)  запрет пуска неисправного насоса;

8)  учет времени работы насосов;

9)  отображение сигналов диспетчеру об уровне воды работе насосов; неисправности установки времени начала и окончания максимумов энергопотребления.

В комплект аппаратуры ВАВ-1М входит:

1)  блок управления насосами БУН-1М -1шт.;

2)  табло сигнальное водоотлива СТВ-1М - 1шт.;

3)  термодатчики ТДЛ-1М - 12 шт.;

4)  реле производительности насоса 1ПН-М - Зшт.;

5)  реле давления РДВ-1М- 6шт.;

6)  датчик электродный ЭД-1м - 8 шт.;

7)  блок развязки искробезопасных цепей БРЦ -1шт.;

8)  насос заливочный погружной НПЗ - 1шт.;

9)  привод задвижки ПЗ-1М - Зшт.;

10)пускатель привода ПРА - 3 шт.;

11)ящик кабельный КЯ.1.1Н-2шт.;

12)ящик кабельный ЯРВ.1М -1шт.;

13)блок питания БП-5-12 с уставкой 2 3 -1шт.

Устройство и работа аппаратуры и ее составных частей.

Аппаратура ВАВ-1М предназначена для автоматического управления водоотливными установками шахт и рудников в зависимости от сигналов поступающих от датчиков уровня ЭД-1М реле производительности РПН- 1М реле давления РДВ-1М датчиков температуры ТДЛ-1М и концевых выключателей привода задвижки ПЗ-1М.

Аппаратура представляет собой систему автоматического управления водоотливной установкой схема которой приведена на рис.1.

Система содержит блоки управления насосом 1 на входы которых поступают сигналы с датчиков давления 2 производительности 3 температуры подшпников 4 закрытия 5 и заклинивания 6 приводов задвижек включение высоковольтной ячейки 7 а с выхода блока 1 поступают сигналы на включение заливочного насоса 13 главного насоса 15 привода задвижек 14 блок формирования импульсов запуска и останова работы насосов 3 на входы которого поступают сигналы с датчиков нижнего 9 верхнего 10 и аварийного 11 уровней блок приема и передачи сигналов на входы которого поступают сигналы с датчиков промежуточных уровней 16 а также с датчиков нижнего 9 верхнего 10 и аварийного 11 уровней линейные узлы 17 и 19 соединены между собой линией связи 13 блок передачи и приема информации 2 блок представления информации 21 блок внепикового управления электродвигателями 22 блок звуковой сигнализации 23 блок учета машинного времени работы насосов 24 блок программируемого таймера 25 блок формирования импульсов запуска и запрета работы насосов 26 блок задания программы 27 «индикатор текущего времени и набора программ 28 блок ручного управления водоотливной установкой 29 который состоит из коммутаторов 30 31 32 и 33 кнопок 34 35 и 36 диодов 37 и 38 (рис.1).

Табло сигнальное водоотлива CTB-1M предназначено для приема и отображения информации о состоянии водоотливной установки и устанавливается в диспетчерском пункте шахты.

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.

3.   Подайте на БУМ-1М и СТВ-1М напряжения питания.

4.   Выполните настройку аппаратуры на включение насосов при
достижении водой в водосборнике верхнего повышенного либо аварийного
уровней (по выбору преподавателем).

5.   Нажатием кнопки "УСТ 0" установите триггеры памяти уровней и включения последующей тройки насосов в нулевое состоние.

6.   Произведите запуск насосной установки с одним или двумя насосами в цикле; в автоматическом местном или дистанционном ' режиме (по выбору преподавателя).

7.   Произвести замеры времени заливки и запуска насосной установки.

8.   При помощи пульта имитаторов произведите имитацию одного из аварийных режимов.

9.   Произведите на блоке БУН-1М идентификацию вида неисправности и после снятия имитации полярности установить триггеры неисправности в начальное состояние.

10.       Произведите имитацию снижения уровня воды в водосборнике ниже "нижнего уровня".

Измеренные выдержки времени:

- на включение насоса при достижении верхнего уровня    38 с

- на отключение насоса при достижении нижнего уровня   34 с

- реакция на перегрев подшипников                                     1 с

- реакция на отсуцтвие производительности насоса            5 с

- реакция на неисправность высоковольтной ячейки           12 с

Рисунок 1 –Гидравлическая схема системы автоматического управления водоотливной установкой ВАВ-1М


Рисунок 2 –Принципиальная электрическая схема ВАВ-1М