Ирклиевский В.Д. Автоматизация горно-технологических процессов

Подождите немного. Документ загружается.

ЛЕКЦИЯ №2

2.1 Об условных графических обозначениях в электрических схемах

Приведены условные графические обозначения коммутационных

устройств и контактных соединений, используемых в электрических схемах.

Приведены только те обозначения, которые наиболее часто используются в

практике проектирования электроустановок промышленных предприятий.

Все обозначения приведены для устройств, находящихся в отключенном

положении, т.е. при отсутствии тока и воздействия внешних сил.

В ГОСТ 2.755-84 все обозначения изображены для случая выполнения

электрических схем методом вертикальных линий.

2.2 Способ изображения принципиальных электрических схем.

Буквенные обозначения на схемах

Принципиальные схемы рекомендуется выполнят строчным способом с

нумерацией строк арабскими цифрами. Сложные схемы разбиваются на зоны с

указанием координат расположения элементов на схеме.

5 – реле включения привода;

6 – реле блокировки от многократных включений;

7 – реле отключения;

8 – устройство блокировки.

Рисунок 2.1 – Строчный способ изображения принципиальных схем

Каждый элемент должен иметь буквенно-цифровое обозначение, которое

может состоять из нескольких обозначений: устройства, в которое входит

данный элемент, функциональной группы, конструктивного расположения;

электрического контакта, адресного. Основным является позиционное

обозначение, остальные являются необязательными и используются по

необходимости.

Для позиционного обозначения в схемах по ГОСТ 2.710-81 СТСЭВ 2182-

80 установлен двухтумбовый код с использование букв латинского алфавита.

К 3.2

К 2.4

К 8

К 13.2

К 6

К 7

С 10

К 8.4

К 1.1

К 3

С 5

VD 25

VD 7

R 8

R 18

QF.1

Первая буква

кода

Группа видов элементов Виды элементов

Код

двухбуквенный

А Устройство

Громкоговоритель ВА

Тепловой датчик ВК

Микрофон ВМ

Датчик давления

ВР

Преобразователи не-

электрических вели-

чин в электрические

кроме генераторов и

источников питания

Датчик частоты вращения

Предохранители,

защитные устройства

Реле защиты

Генераторы,

источники питания

Батарея

Реле временит KT

Контактор, пускатель KM

Реле, контакторы,

магнитные пускатели

Реле напряжения KV

Амперметр PA

Вольтметр PV

Приборы

измерительные,

оборудование

Омметр PR

Выключатель

автоматический

Выключатели,

разъединители в

силовых цепях

Разъединитель QS

Выключатель,

переключатель

Выключатель кнопочный SB

Устройства

коммутационные в

цепях управления,

сигнализации,

измерительных

Выключатель срабаты-

вающий при изменении

уровня

давления

положения/путевой/

Трансформатор тока TA

Трансфоматоры

Трансформатор

напряжения

Модулятор UB

Преобразователи

электрических

величин в

электрические

Преобразователь частоты

Токосъемник XA

Штырь

Соединения

контактные

Гнездо XS

2.3 Разработка структурных схем автоматизации

Структурная схема системы автоматизации: AI (AIOI) в проектах

автоматизации рекомендуется разрабатывать схемы измерения, контроля и

управления.

Целесообразно все три схемы объединить в одну структурную схему

автоматизации.

При разработке структурной схемы автоматизации, в первую очередь,

необходимо решить вопрос о структуре системы автоматизации.

Структура автоматизации, прежде всего, подразумевает структуру

управления.

Под структурой управления понимается совокупность частей

автоматической системы, на которые она может быть разделена по

определенному признаку, а также пути передачи воздействия между ними.

Графическое изображение структуры управления называется структурной

схемой.

Исходные данные для выбора структуры управления и ее иерархии с той

или иной степенью детализации оговариваются заказчиком при выдаче задания

на проектирование. Полная структура управления должна разрабатываться

проектной организацией. При разработке структуры системы автоматизации в

первую очередь определяют:

1. С каких мест те или иные участки объекта или объект в целом будут

управляться (определяют количество пунктов управления).

2. Где будут размещаться пункты управления (определяют вид пункта

управления: местный, дистанционный и т.п.).

3. Определяют операторские помещения, их возможные объемы и

условия эксплуатации.

4. Какова должна быть взаимосвязь между объектом и пунктами

управления, т.е. устанавливают иерархичность системы.

5. Количество контролируемых параметров функционирования объекта

автоматизации.

6. Количество команд, поступаемых на объект с различных операторских

пунктов.

Таким образом система управления может иметь структуру:

1. Одноуровневую централизованную.

2. Одноуровневую децентрализованную.

3. Многоуровневую.

Одноуровневая система управления (автоматизации) – система в которой

управление объектом осуществляется о одного пункта управления. Такая

система более полно называется одноуровневой централизованной.

Одноуровневые системы, в которых отдельные части сложного объекта

управления из самостоятельных пунктов управления, называются

децентрализованными. Например: при разветвленных конвейерных линиях,

основную линию можно включить с каждого ответвления.

ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ

ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯПУЛЬТ

УПРАВЛЕНИЯ

Одноуровневая система управления - централизованная

ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ

№ 1 ПУЛЬТ

УПРАВЛЕНИЯ

№ 2 ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ № 3 ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ

Одноуровневая система управления - децентрализованная

Однако с помощью одноуровневых систем не всегда представляется

возможным оптимально решить вопросы управления сложными

технологическими процессами. Тогда целесообразно прибегнуть к

формированию многоуровневой системы управления.

Многоуровневая система автоматизации обеспечивает ее надежность,

оперативность, ремонтопригодность.

При формировании структурных схем систем автоматизации горной

промышленности можно рекомендовать следующую иерархическую структуру:

Первый уровень – местное управление агрегатом, осуществляемое

оператором с рабочего поста или пульта управления на объект;

Второй уровень – дистанционное управление с дистанционного

управления пульта управления, осуществляемое оператором;

Третий уровень – централизованное управление несколькими агрегатами,

входящими в тот или иной технологический участок (например управление

очистным механизированным комплексом со штрекового пульта управления);

Четвертый уровень- управление с диспетчерского пункта всеми

технологическими участками и отдельными агрегатами.

Кроме конструктивных структурных схем объектов автоматизации в

проектах автоматизации должны приводится алгоритмические структурные

схемы автоматических систем управления и регулирования.

Алгоритмические схемы должны разрабатываться на основе

математических моделей объекта регулирования, которые представляет

заказчик или которые необходимо разработать в виде дифференциальных

уравнений, описывающих динамические и статические свойства объекта

автоматизации по различным каналам возмущающих и регулирующих

воздействий.

Объект автоматизации представляется в виде нескольких звеньев з

различными передаточными функциями, соединенными между собой. В

алгоритмической структурной схеме отдельные звенья могут не иметь

физической целостности, но соединение их(схема в целом) по статическим и

динамическим свойствам по алгоритму функционирования должно быть

эквивалентно объекту автоматизации.

Пример исходного алгоритмической структурной схемы объекта

автоматизации

Учитывая вышесказанное, исходная алгоритмическая структурная схема

может состоять из звеньев трех типов:

1 – звенья с одним входным и одним выходным сигналом;

2 – звенья с двумя или несколькими входными сигналами и одним

выходным сигналом, при чем один из сигналов может поступать в

промежуточную точку звена, в результате чего передаточные функции звена в

общем случае будут различны по отношению к входным сигналам;

3 – звенья с двумя или несколькими входными сигналами и с двумя или

несколькими выходными сигналами. При этом некоторые входные сигналы

могут оказывать действие (влияние) на значение нескольких выходных

сигналов звена.

Таким образом звенья с несколькими входными и выходными сигналами

имеют несколько каналов прохождения сигналов с различными передаточными

функциями.

(p)

В дальнейшем звенья с несколькими каналами прохождения сигналов

заменяются несколькими более простыми звеньями с соответствующими

передаточными функциями по каждому каналу. Тогда схема примет

следующий вид.

ТЕМА 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ

МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

ЛЕКЦИЯ №3

3.1 Проблема автоматизации забойных машин. Варианты

автоматизации

В 1939 году специальная комиссия под руководством академика

А.Н.Терпигорева созданная при институте горного дела академии наук СССР

обобщила весь опыт накопленный в области автоматизации врубовых машин.

Были разработаны общие требования и два варианта специальных требований,

названных максимальными и минимальными.

Максимальный вариант предусматривает поддержание нагрузки

электродвигателя на заданном уровне за счет одновременного и независимого

регулирования скоростей резания и подачи.

var−

V var−

Минимальный вариант – за счет регулирования скорости подачи var−

при constV

−

Средства регулирования машин разрабатывались до сих пор только по

минимальному варианту. Требования, предъявляемые к максимальному

варианту, нельзя было выполнить из-за трудности создания бесступенчато-

регулируемой режущей части и полного отсутствия каких-либо научных

рекомендаций по независимому регулированию скоростей резания и подачи.

В связи с этим появились и другие разновидности вариантов

автоматизации.

Экстремальный вариант обеспечивается благодаря поддержанию

изменяющегося наиболее выгодного (оптимального)с точки зрения удельного

расхода энергии соотношения скоростей подачи и резания.

var−

V var−

оптимуд

Параметрическая стабилизация. Осуществляется при одновременном

изменении скорости подачи и резания. Однако в отличии от экстремального и

максимального вариантов соотношение между ними остается неизменным, т.е.

const

Стабилизация нагрузки возникает благодаря изменению только скорости

резания: var−

V constV

− .Этот вариант можно рекомендовать при

необходимости обеспечить постоянную производительность угледобывающих

машин, т.е. при постоянной скорости подачи. Иногда этот вариант

распространяют на регулирование струговых установок, понимая под

скоростью резания скорость перемещения струга.

Для струговых установок стабилизация нагрузки должна осуществляться

согласно условию

constTV

= ,