Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация технических процессов в химической промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 3.5. Использование искрогасящего

контура для защиты технологического

контакта (Р).

одном параметре. В этом случае

нет большой необходимости в це-

пи проверки ламп.

Все основные специфические

требования к технологической

сигнализации выполнены на рис. 3.4, а. При замыкании контак-

та прибора Р включаются звонок НА и лампа HL. Для снятия

звукового сигнала необходимо нажать кнопочный выключатель

SB2. При этом реле К контактом К (строка 5) отключает зво-

нок НА, а контактом К (строка 2) самоблокируется. Как толь-

ко контакт Р разомкнётся, схема вновь становится готовой для

подачи звукового сигнала. При нажатии кнопочного выключате-

ля SB1 проверяется исправность звонка и лампы. Схема на

рис. 3.4, б отличается от предыдущей только наличием промежу-

точного реле К2, которое вводится в схему ввиду недостаточ-

ной мощности контакта Р.

Для защиты технологических контактов в случае их работы

в цепях с большой индуктивностью используют искрогасящий

контур (рис. 3.5).

Рассмотрим работу схемы сигнализации температуры и дав-

ления (рис. 3.6). При определенном отклонении температуры в

объекте от заданного значения замыкается технологический кон-

такт Р1 (в приборе). Включается реле К1. Замыкаются контак-

Рис. 3.6. Схема технологи-

ческой сигнализации.

Контроль

напряжения

Снятие звукового

сигнала

Проверка звонка

Звуковой

сигнал

Температура

Давление

Проверка

ламп

109

2205

Рис. 3.7. Схема технологи-

ческой сигнализации не-

скольких параметров (с

центральным реле).

ты К1 (строки 4, 8, 11), и размыкается контакт К1 (строка 12).

Контакт К1 в строке 4 готовит цепь для включения реле КЗ.

Контакт К1 в строке 8 включает звонок НА. Контакт К1 в стро-

ке 11 включает лампу HL1. Контакт К1 (строка 12) исключает

ложное срабатывание лампы HL2 при замыкании контакта Р1.

Для отключения звонка нажимают кнопочный выключатель

SB1. Включается реле К5, и замыкается контакт К5 (строка 3).

При этом включается реле КЗ, которое замыкающимся контак-

том КЗ (строка 4) самоблокируется. Размыкается контакт КЗ

(строка 8), и звонок НА отключается. Схема готова для вклю-

чения звонка при замыкании другого технологического контак-

та (Р2).

Для проверки исправности звонка и ламп нажимают соответ-

ственно кнопочные выключатели SB2 и SB3.

Аналогично работает схема при замыкании технологическо-

го контакта Р2. Недостатком данной схемы является наличие

двух реле на каждый сигнализируемый параметр.

Рассмотрим работу схемы сигнализации с центральным реле

(рис. 3.7). При замыкании контакта Р1 датчика включается

катушка К1 общего (центрального) реле. Замыкается его кон-

такт К1 (строка /), и включает звонок НА; замыкается второй

контакт К1 (строка 4) этого реле, и реле становится на самобло-

кировку; замыкается третий контакт К1 (строка 2), и включает-

ся промежуточное реле К2. Контакт К2 (строка 5) размыкается,

что дает возможность нажатием кнопочного выключателя SB1

обесточить реле К1 для снятия звукового сигнала. Контакт К2

(строка 8) переключается и включает лампу HL1. Контакт К2

110

рис. 3.8. Схема сигнализации с ис-

пользованием реле времени.

(строка 7) замыкается и под-

ключает реле К2 к участку

(шине) 2, минуя контакт К1

(строка 2).

Для отключения звонка не-

обходимо нажать кнопочный

выключатель SB1. При этом

реле К1 обесточится и разомк-

нет свой контакт К1 в цепи

звонка НА. Контакты К1 (стро-

ки 2 и 4) разомкнутся и подго-

товят реле К1 к принятию но-

вого сигнала от других прибо-

ров (Р2 и т. п.).

Для проверки исправности ламп и звонка нажимают кно-

почный выключатель SB2.

Диоды VD1 и VD2 не позволяют подключаться реле К2,

если замкнутся контакты других приборов (например, кон-

такт Р2 при разомкнутом контакте Р1), иначе будет подан лож-

ный сигнал, т. е. включится и лампа HL1. Назначение диодов

VD3 и VD4 аналогично.

Иногда контакты приборов срабатывают импульсно (кратко-

временно). Как правило, в таких случаях сигналы не должны

поступать на операторский пункт. Для этого в схеме сигнализа-

ции используют реле времени (рис. 3.8). Контакты приборов

включают это реле (КТ), и лишь через некоторое время оно

своим контактом (КТ) включает центральное реле (К1).

Контактная пластинка

ни

133

Ропак

\/ Лекало

(кулачок.)

(я) Редуктор

HL3

-е-

•шпс

АГвЧ

Ш'Ф

Р1

I I

HL2 , Р2

э-

U.J-

Температу-

ра велика

Дадпение

велико

Уровень

велик

Рис. 3.9. Схемы получения мигающего света с помощью механического пре-

рывателя тока.

111

Рис. 3.10. Схема сигнализации с пульс-

парой.

Для большей наглядности в схемах сигнализации используют

мигающий свет ламп.

Мигающий свет сигнальных ламп можно получить несколь-

кими способами: с помощью механического прерывателя тока,

с использованием неоновой лампы, с применением пульс-пары и

др. На рис. 3.9 приведена схема устройства с механическим пре-

рывателем тока. Лекало (кулачок) непрерывно вращается, за-

ставляя ролик опускать или поднимать контактную пластинку.

При опускании пластинки подается потенциал на шину мигаю-

щего света (ШМС), а при ее поднятии потенциал снимается.

В результате этого при замкнутых контактах сигнализирующих

приборов (PI, Р2, РЗ) сигнальные лампы (HL1, HL2, HL3) бу-

дут мигать. Частоту мигания ламп можно варьировать измене-

нием скорости вращения лекала или числа выступов и впадин на

лекале.

На рис. 3.10 представлена схема технологической сигнализа-

ции с использованием пульс-пары (в схеме применен однобук-

венный код обозначения видов элементов). При замыкании кон-

такта Р1Н сигнализирующего прибора включается реле КЗ. За-

мыкается контакт К3.1 этого реле, включая реле сигнализации

К7. При этом замыкаются его контакты К7.1 и К7.2\ первый

112

включает звонок Н2, второй — пульс-пару. Замыкающим контак-

том КЗ.З реле КЗ подключает лампу НЗ к шине мигающего

света (ШМС). Размыкающий контакт КЗ.4 предотвращает

подключение других ламп. Замыкающий контакт КЗ.2 подготав-

ливает цепь для включения реле К4, которое используется для

выключения звукового сигнала и пульс-пары.

Пульсирующий сигнал на шине ШМС получают следующим

образом. При замыкании контакта К7.2 включается реле К1.

Однако в связи с однополупериодным выпрямлением тока ре-

ле К1 сработает только через некоторое время, когда зарядится

конденсатор С1. При этом замкнется его контакт К1.2, и на

шину ШМС будет подано напряжение; замкнется контакт К 1.1,

и начнет заряжаться конденсатор С2, обеспечивая тем самым

срабатывание реле К2. Это реле размыкает свой контакт К2.1.

Конденсатор С1 начинает разряжаться через катушку К1, и

реле К1 обесточивается, размыкая контакты К1.2 и К1.1. Кон-

такт К1.2 снимает напряжение с шины ШМС, а контакт К1.Т

отключает реле К2. Конденсатор С2 начинает разряжаться че-

рез катушку К2, и она обесточивается, замыкая контакт K2.L.

При этом вновь подключается реле /<7, и цикл повторяется.

После того, как сигналы будут замечены, оператор нажима-

ет кнопочный выключатель S2. Реле К4 срабатывает и своим

замыкающим контактом К4.1 самоблокируется. Контакт К4.3

размыкается и отключает реле К7. Контакт К4.4 замыкается,,

подключая лампу НЗ непосредственно к шинам 1 и 2, я она на-

чинает гореть нормально. При этом отключаются звонок и пульс-

пара. Контакт К4.5 размыкается и отключает лампу НЗ от шины

ШМС. Контакт К4.2 размыкается, что исключает возможность

ложного срабатывания других реле, подобных реле К4, после

нажатия кнопки снятия сигнала 52. Так, если контакт К4.2 не-

разомкнётся, а замкнется контакт Р2 второго сигнализирующего

прибора, то замкнется контакт К5.2, и реле Кб включается. По-

этому реле К7 не срабатывает, а звонок и пульс-пара не вклю-

чаются.

Для проверки звукового и световых сигнализаторов нажима-

ют на сдвоенный кнопочный выключатель S3.

Недостаток рассмотренной схемы сигнализации с пульс-парой

состоит в большом числе используемых реле. Поэтому техноло-

гическая сигнализация сложных объектов управления со значи-

тельным числом сигнализируемых параметров осуществляется с

помощью схем импульсной сигнализации (рис. 3.11). При замы-

кании контакта прибора Р1 загорается лампа HL2 и начинает

заряжаться конденсатор С1. Импульс тока зарядки заставляет

кратковременно сработать реле К2; контакт К2 (строка 4)

включит реле К1. Контакт /<7 (строка 3) ставит реле К1 на са-

моблокировку, а контакт К1 (строка 2) включит звонок НА.

После импульса тока реле К2 обесточится и будет готово при-

нять сигнал от других датчиков. Для отключения звонка необ-

ходимо нажать кнопочный выключатель SB2\ реле К1 обесточит-

8—581

113-

Рис. 3.11. Схема импульс-

ной сигнализации.

ся и контакты К1 (строки 3 и 2) разомкнутся. Первый контакт

предотвратит включение реле К1 после опускания выключате-

ля SB2, а второй выключит звонок. Для проверки исправности

звонка и ламп нажимают кнопочный выключатель SB1.

Резисторы R1 и R2 позволяют конденсаторам С1 и С2 разря-

диться при размыкании контактов Р1 и Р2 с тем, чтобы эти

цепи были готовы вновь сработать при повторном замыкании

контактов Р1 и Р2. Диод VD1 предотвращает включение всех

остальных ламп, кроме лампы HL2, если замкнется только кон-

такт Р1. Аналогичное назначение имеет и диод VD3. Диоды

VD2 и VD4 служат для выпрямления тока. Лампа HL1 сигна-

лизирует о наличии напряжения питания в схеме.

В промышленности получили распространение схемы с реле

импульсной сигнализации РИС-Э2М и РИС-ЭЗМ; первое слу-

жит для работы на постоянном токе, второе — на переменном.

Рассмотрим схему, изображенную на рис. 3.12. При подаче на-

пряжения на схему срабатывает реле К2. Благодаря контак-

ту К2 (строка 2) реле К2 полностью переходит на питание через

резистор R4, который подобран так, чтобы коэффициент воз-

врата реле К2 был близок к единице; контакт К2 (участок

цепи 9) замыкает цепь конденсатора С.

При замыкании контакта прибора Р1 загорается лампа HL1,

а на резисторе R1 падает напряжение; это падение напряжения

через выпрямитель VD1 обеспечивает зарядку конденсатора С.

Благодаря импульсу тока зарядки, проходящему по катушке 1,

срабатывает поляризованное реле К1, замыкая свой контакт К1

(строка 9) и включая звонок НА.

Для отключения звонка необходимо нажать кнопочный вы-

ключатель SB1; при этом включается обмотка II поляризованно-

го реле, и оно размыкает контакт К1 в цепи звонка НА. Теперь

эта цепь готова принять сигнал от других приборов. Однако,

если тут же сработает второй прибор и замкнется контакт Р2,

314

Рис. 3.12. Схема сигнализации с использованием р|еле импульсной сигнали-

зации.

ток через резистор R1 увеличится, падение напряжения на нем

возрастет, произойдет дополнительная зарядка конденсатора С,

и вновь сработает реле К1, включая звонок НА. После зарядки

конденсатор С начнет разряжаться через резистор R2, однако

все время будет готов для принятия нового сигнала.

Реле К2 предотвращает включение звонка при восстановле-

нии нормального напряжения питания схемы после его значи-

тельного уменьшения или полного исчезновения. При снятии на-

пряжения питания схемы (или его уменьшении) реле К2 отклю-

чается, размыкая контакт К2 (участок цепи 9), благодаря чему

конденсатор С не разряжается. Поэтому, когда нормальное на-

пряжение питания будет восстановлено, ток через катушку I

реле К1 не пойдет, следовательно, реле не сработает и звонок не

включится.

Выключатель SB2 служит для проверки ламп.

Диоды VD3 и VD4 развязывают цепи ламп, т. е. предотвра-

щают возможность включения остальных ламп, кроме той, ко-

торая сигнализирует о срабатывании прибора (замыкание техно-

логического контакта).

На предприятиях химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимиче-

ской промышленности начинают использовать схемы технологической сигна-

лизации, выполненные на тиристорах. Они отличаются от релейно-контакт-

ных схем меньшими размерами, массой и энергопотреблением и характери-

зуется высокой надежностью.

Рассмотрим такую схему (рис. 3.13). При замыкании одного из техно-

логических контактов (Р/, Р2, ...), например Р1, ток проходит по цепи:

+220 В, эмиттер —база транзистора VT1, R6, VD8, R5, Rl, VD2, HL1, Р1,—

220 В. Транзистор VT1 открывается, и ток в цепи: +24 В, VT1, R9, управля-

ющий электрод (анод) тиристора VS3, К, — 24 В включает тиристор VS3.

115

Рис. 3.13. Схема технологической сигнализации с использованием тиристо-

ров:

Pi, Р2 — технологические контакть'.; SB1 — кнопочный выключатель для проверки ис-

правности сигнализаторов; SB2 — кнопочный выключатель для отключения звонка и

мультивибратора.

Реле К срабатывает и своими контактами К включает звонок НА и мульти-

вибратор (используемый в схеме для получения мигающего света). Контакт

КТ начинает периодически замыкаться, а лампа HL1 — мигать. При этом ток

идет по цепи: +220 В, КТ, VD7, Rl, VD2, HL1, Ш— 220 В.

Для отключения звонка НА и перевода лампы HL1 на ровный (немига-

ющий) свет необходимо нажать сдвоенный кнопочный выключатель SB2.

При замыкании контакта выключателя SB2 (левая часть) через резистор R4

и диод VD3 идет ток на управляющий электрод тиристора VS1. Последний

включается, и на лампу HL1 подается полное напряжение (220 В). При раз-

мыкании контакта правой части кнопочного выключателя SB2 тиристор KS3

и реле К выключаются. Контакты реле К размыкаются, что приводит к от-

ключению звонка НА и мультивибратора.

Для опробования световых и звуковых сигнализаторов необходимо на-

жать кнопочный выключатель SB1. Нетрудно заметить, что контакт этого

выключателя аналогичен любому технологическому контакту (PI, Р2, ...).

Следовательно, схема сработает точно так же, как при замыкании контак-

та Р1 (что было рассмотрено выше), т. е. включаются мультивибратор и зво-

нок. Одновременно начнут мигать все исправные лампы (HL1, HL2, ...), так

как контакт выключателя SB1 является для них общим.

В отдельных случаях роль реле К и КТ выполняют тиристоры. Такие

•схемы являются полностью бесконтактными (не считая технологических кон-

тактов) и, следовательно, более надежными.

Сигнализация положения (состояния). Простейшая схема

сигнализации состояния электродвигателя 'Представлена на

рис. 3.14, а. Сигнальная лампа HL подключена параллельно ка-

тушке магнитного пускателя КМ. Недостатком такой схемы яв-

ляется возможность выдачи ложной информации в случае пере-

горания лампы.

На рис. 3.14,6 для сигнализации отключения двигателя ис-

пользуется один контакт КМ (строка 3) магнитного пускателя.

Если в этой схеме не горят одновременно обе лампы HL1 и

HL2, это свидетельствует, в частности, о перегорании одной из

116

SB!

~ 220 В

o?2 KM

14-0

1_rp

lU -

~220 В

SBJ roj KM

HL!

HL2

-220В

SB2

dM}

HL!

-e-

HL2

-e-

I •

Рис. 3.15. Схема сигнализации со-

стояния электродвигателя с ис-

пользованием резистора.

Рис. 3.14. Схемы сигнализации со-

стояния электродвигателя:

а — с одной лампой; б — с двумя лампами

(без промежуточного реле); в — с двумя

лампами (с промежуточными реле).

них. Если у магнитного пускателя нет свободных контактов, то

с целью размножения его контактов устанавливают промежуточ-

ное реле (рис. 3.14, в).

Введением в схему резисторов можно обеспечить двухрежим-

ное использование одной лампы. В таких схемах (рис. 3.15)

перегорание лампы не дает ложной информации.

При неподвижном электродвигателе лампа HL1 горит не-

полным накалом — ток идет через резистор R1. При работаю-

щем электродвигателе замкнут контакт КМ магнитного пускате-

ля, и лампа горит полным накалом — ток идет через кон-

такт км.

В тех случаях, когда для управления электродвигателями

используют не кнопочные выключатели, а универсальные пере-

ключатели, схемы сигнализации строят по принципу соответст-

вия положения универсального переключателя состоянию элек-

тродвигателя (рис. 3.16). Такой переключатель имеет два фик-

сированных положения рукоятки — «О» (отключено) и «В»

(включено), а также два положения без фиксации — «00» (опе-

рация отключения) и «ОВ» (операция включения).

В схеме (рис. 3.16, а) для включения электродвигателя руко-

ятку переключателя ставят в положение «ОВ». При этом вклю-

117

Несоответствие

Отключен

Включен

S-

33"

«I

О В В ООО од

I I I I

ол

-220В

ОВ

В ООО

КМ

I I I I

4 111

I I I I

ЯЛ

SA '

КМ

П ш ккг

I I

ни

КМ

HL2 км

Отключен

" Несоответствие

Включен

Несоответствие

йв

в ооо

'III

км

till

4 111

1111

-220 В

ОБ

В ООО

ОЙ I I

гг

_SA_

ТУ

1 1

КК2

I I

лл

ни

КМ

Hi 2 КМ

Отключен

•Несоответствие

•

Включен

Несоответствие

Рис. 3.16. Схемы сигнализации состояния электродвигателя, построенные по

принципу соответствия положения рукоятки переключателя состоянию элект-

родвигателя:

а — с тремя лампами; б —с мигающими лампами (включен, отключен — ровный свет;

несоответствие — мигающий свет); в—с изменением накала ламп (включен, отключен —

неполный накал, несоответствие — полный накал).

чается магнитный пускатель КМ, замыкается контакт КМ (стро-

ка 2), шунтирующий контакт SA (строка 1), и рукоятку можно

опустить — она перейдет в положение «В». Контакт КМ (стро-

ка 4) размыкается, и лампа HL2 отключается; контакт КМ

(строка 6) замыкается, и лампа HL3 включается. Если же по

каким-либо причинам катушка КМ обесточится, т. е. электродви-

гатель отключится, возникнет несоответствие между положенн-

ые