Практические работы 1

Изучение регулирующей и вспомогательной аппаратуры на действующей установке ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1 Цель работы: изучение назначения, функциональных возможностей и конструкции аппаратуры   ВАВ­1М   (аппаратура   взрывобезопасная   для   автоматизации   водоотливных установок). 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Аппаратура ВАВ­1М обеспечивает: 1) автоматическое, местное и дистанционное управление работой насосов; 2) автоматическую заливку насосов; 3) автоматическую замену насоса, отключенного из­за 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 ВАВ­1М входит: 1) блок управления насосами БУН­1М ­1шт.; 2) табло сигнальное водоотлива СТВ­1М ­ 1шт.; 3) термодатчики ТДЛ­1М ­ 12 шт.; 4) реле производительности насоса 1ПН­М ­ Зшт.; 5) реле давления РДВ­1М­ 6шт.; 6) датчик электродный ЭД­1м ­ 8 шт.;  7) блок развязки искробезопасных цепей БРЦ ­1шт.; 8) насос заливочный погружной НПЗ ­ 1шт.; 9) привод задвижки ПЗ­1М ­ Зшт.; 10)пускатель привода ПРА ­ 3 шт.; 11)ящик кабельный КЯ.1.1Н­2шт.; 12)ящик кабельный ЯРВ.1М ­1шт.; 13)блок питания БП­5­12 с уставкой 2,3 ­1шт. Устройство и работа аппаратуры и ее составных частей. Аппаратура   ВАВ­1М   предназначена   для   автоматического   управления водоотливными установками шахт и рудников в зависимости от сигналов, поступающих от датчиков   уровня   ЭД­1М,   реле   производительности   РПН­   1М,   реле   давления   РДВ­1М, датчиков температуры ТДЛ­1М и концевых выключателей привода задвижки ПЗ­1М. 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,   блоквнепикового   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 CTB­1M, 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 БУН­1М и СТВ­1М 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 РПН­1М. 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   РДВ­1М   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 ЭД­1М 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   ВАВ­1М   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   (60­120сек.),   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 1,5­2 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)   Системавозвращается   в   исходное   состояние.   В   случае   неотключения   по   каким­либо   причинам высоковольтной   ячейки   блоком   1   выдается   сигнал   общей   аварии   по   высоковольтной, ячейке эти сигналы поступают на СТВ­1м 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   16­ти   временных   программ   с   дискретностью   1   мин.   Этого   обьема   памяти достаточно, для обеспечения в течении суток 4­х сигналов внепикового включения и 4­х 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 ВАВ­1М 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   БУН­1М   который   устанавливается   в шахтах непосредственно в водоотливной установке. Функции линейного узла 19 выполняет субблок ЛВ, блока 29­субблок 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 СТВ­1м, которая устанавливается в диспетчерской шахты. Связь между БУН­1М и СТВ­1м 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 63­го. Каждый такт, длительность которого 15мс, состоит их 2­х   полупериодов,   соответствующих   положительному   и   отрицательному   импульсам двухмерного сигнала. 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Порядок выполнения: 1. Изучите назначение аппаратуры ВАВ­1М, состав оборудования, 2. входящего в аппаратуру; функции выполняемого отдельными блоками и аппаратурой в целом; принцип действия аппаратуры; устройство, назначение и принцип действия датчика температуры ДТЛ­1М, электродного датчика ЗД­1М, реле производительности РПН­1М, реле   давления   РДВ­1М.   блока   управления   насосами   БУН­1М,   сигнального   табло водоотлива СТБ­1М, и их взаимодействия. 3. Подайте на БУМ­1М и СТВ­1М напряжения питания.   Выполните   настройку   аппаратуры   на   включение   насосов   при 4. 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 БУН­1М 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 сРисунок 1 –Гидравлическая схема системы автоматического управления водоотливной установкой ВАВ­1М