Вспомогательные средства систем автоматизации.

Для дистанционного управления электрическими устройствами, а также для коммутации электрических систем автоматизации применяют различные вспомогательные средства: кнопки управления, кнопочные станции, переключатели, реле, контакторы и магнитные пускатели, командные устройства и др.

Кнопки управления и универсальный переключатель. Кнопки управления представляют собой простейшие электрические аппараты с ручным управлением.

Кнопочная станция – комплект кнопок, установленных на общем основании. По числу кнопок кнопочные станции бывают двух- и трех- кнопочные.

Кнопка управления К-2 имеет два замыкающих контакта, которые срабатывают при нажатии стержня-толкателя.

Кнопки управления и кнопочные станции выпускают различных конструкций и назначений. Их подразделяют по числу нормально открытых (НО) и нормально закрытых (НЗ) контактов, способу монтажа, виду защиты от окружающей среды (открытое, защищенное, герметическое, взрывобезопасное исполнение). Широко применяемые кнопки типа К и кнопочные станции типа КУ-121, КС-1, ПЭ предназначены для дистанционного управления электрическими аппаратами переменного тока напряжением до 500В и постоянного тока до 400В.

Универсальный переключатель применяют на те же напряжения постоянного и переменного (50 Гц) тока.

Переключатели предназначены для переключения цепей управления исполнительными механизмами, электроустановками. Их используют в качестве переключателей для электроизмерительных приборов. С их помощью можно выполнить переключение от двух до шестнадцати электрических цепей в разнообразных комбинациях.

Универсальный переключатель УП состоит из набора стандартных секций, число которых определяется количеством подводимых электрических цепей. Секции разделены изоляционными перегородками и насажены на квадратный валик, на одном конце которого укреплена рукоятка. В верхней части переключателя, по всей длине проложена изоляционная рейка, на которой закреплены неподвижные контакты. Подвижные контакты закреплены на осях. Которые проходят чрез все секции и торцевые планки. Перед первой секцией на квадратном валике установлен фиксатор положения рукоятки. Цепи переключаются поворотом рукоятки на 45⁰.

Контакторы и магнитные пускатели. Контакторы являются электромагнитными реле. Которые имеют мощную контактную систему и предназначены для коммутации рабочих цепей электродвигателей.

Контакторы подразделяют на контакторы постоянного и переменного тока.

Контакторы постоянного тока служат для коммутации цепей постоянного тока, на их обмотку подается постоянный ток напряжением 110 или 200В. Они имеют один или два главных контакта и до пяти блок-контактов, служащих для коммутации вспомогательных цепей, цепей сигнализации и т.д.

Контакторы переменного тока служат для коммутации цепей переменного тока, на их обмотку подается переменный ток промышленной частоты. Напряжением до 500 В. Число главных контактов от 1 до 5, кроме них имеются также маломощные блок-контакты, предназначенные для самоблокировки, коммутации дополнительных цепей и т.д.

Магнитные пускатели представляют собой контакторы, которые служат для дистанционного управления трехфазными асинхронными двигателями. Их подразделяют на два вида – нереверсивные и реверсивные. Для защиты двигателей от перегрева в магнитных пускателях установлены тепловые реле, допускающие протекание больших кратковременных пусковых токов в двигателях, но размыкающие цепи питания двигателей при длительных перегрузках. Для защиты двигателей от токов короткого замыкания установлены плавкие предохранители. Схема состоит из двух частей: силовой и управляющей. Силовая часть включает двигатель 1, два тепловых реле 1 РТ и 2РТ, две группы рабочих контактов: 1 РК 1, 1 РК 2, 1 РК 3 – контакты первого контактора, 2 РК 1, 2 РК2, 3 РК 3 – контакты второго контактора и плавкие предохранители 2.

Управляющая часть включает обмотку 1 К первого контактора и 2 К второго контактора, кнопочные выключатели 1 П и 2 П, блок-контакты контакторов БК 1 и БК 2, кнопочный выключатель Ст, контакты 1 РТ, 2 РТ тепловых реле и блок-контакты взаимной блокировки 1 К1 и 2К1.

Рис. 16 Схема реверсивного магнитного пускателя

Системы блокировки широко применяют в системах промышленной автоматики для исключения нарушения нормальной эксплуатации различных объектов. При блокировке в результате взаимной связи отдельных элементов обеспечивается определенная последовательность включения отдельных устройств (механизмов) или выключения технологических операций, а также нормальное функционирование автоматических устройств, при этом повышается надежность схем автоматики.

В схемах с кнопочным управлением реле Р, магнитными пускателями и контакторами К аппараты включают с помощью кнопок управления П (пуск) с замыкающими контактами, а отключают – с помощью кнопок Ст (стоп) с размыкающими контактами. При нажатии на кнопки управления они замыкают (размыкают) свои контакты, а при отпускании под воздействием пружин возвращаются в исходное положение.

Для нормальной работы релейной схемы рис.17а. с кнопочным управлением применятся самоблокировка реле, контактора или магнитного пускателя. При самоблокировке // контактам пусковой кнопки П включается замыкающий контакт реле Р или контактора К.

а) б)

Рис. 17 Схемы блокировок управляющих элементов

Благодаря этому после включения, например, контактора К с помощью кнопки П сохраняется цепь питания катушки независимо от положения пусковой кнопки.

При необходимости управление реле, контакторами или магнитными пускателями с разных мест (местное и дистанционное управление) или при осуществлении автоматического режима включающие кнопки П, замыкающие контакты управляющих реле (ЗКУР), включается //, а отключающие кнопки Ст и размыкающие контакты управляющих реле (РКУР), используемые для отключения, включаются последовательно. Рядом представлена схема рис.17.б. взаимной блокировки, исключающая одновременно включение двух реле, а следовательно, и управляемых ими выходных, исполнительных и других устройств. При выключении реле Р1 размыкается контакт реле Р1 в цепи катушки Р2, что делает невозможным включение реле Р2 и наоборот.

С помощью блокировок обеспечивают определенную последовательность технологических операций, включения и отключения исполнительных механизмов и других устройств.

На схемах рис.18 а) и б) реализуется последовательное включение трех исполнительных электродвигателей М1, М2, М3.

Схема на рис.18, а обеспечивает независимое включение М1 и включение М2 и М3 после включения соответственно М1 и М2. В случае отключения М1 автоматически отключаются М2 и М3 и при отключении М2 отключается М3. На рис.18, б приведена схема последовательного включения исполнительных электродвигателей с центрального пульта кнопкой управления П. Остановка осуществляется либо с центрального пульта кнопкой Ст, либо в аварийных случаях кнопками Ст1, Ст2, Ст3. Напряжение к каждому электродвигателю рис.18, в подводится через автоматический выключатель АВ с электромагнитным или тепловыми расцепителями, обеспечивающими отключение АВ при коротких замыканиях и перегрузках и через главные контакты контакторов К.

При необходимости включения резервного агрегата используют различные схемы автоматического включения резерва (АВР). Простейший пример такой схемы на рис.19. Двигатели М1 и М2 подключают совместно с соответствующими цепями управления через автоматы АВ1 и АВ2

Рис. 19 Релейно-контактная схема включения резервного агрегата при исчезновении питания основного агрегата

к различным источникам питания. Для обеспечения включения эл.двигателя резервного агрегата при отключении рабочего в цепи его управления включается размыкающий контакт контактора рабочего эл.двигателя. Если агрегат с двигателем М1 находится в работе, а с М2 – в резерве, то универсальный переключатель УП должен быть установлен в левое положение (М1 раб.), а его контакт 2 замкнут. При этом контакт К1 в цепи катушки К2 разомкнут. При отключении М1 обесточится катушка К1 и замкнется размыкающий контакт К1, что обеспечит замыкание цепи катушки К2 и включение резервного агрегата. При начальном запуске агрегата УП находится в среднем положении. Если агрегат с двигателем М1 находится в резерве, а рабочим является агрегат М2, то АВР осуществляется аналогично, только УП переключается в правое положение (М2 раб.).

Рис. 20 Релейно-контактная схема автоматическим управлением компрессора

На рис.20 представлена релейно-контактная схема автоматического управления компрессором.

Датчиком давления является электроконтактный манометр ЭКМ. Компрессор включается кнопкой П при ручном управлении (переключатель УП установлен в левое положение) или замыканием контакта реле РП 1 в цепи катушки магнитного пускателя ПМ при автоматическом управлении (переключатель УП повернут вправо). Если давление в системе упадет до установленного на ЭКМ минимального значения, то будет подан сигнал на включение компрессора. При работе компрессора давление в системе будет повышаться. Что приведет к размыканию контактов ЭКМ min. Однако благодаря самоблокировке реле РП1 не отключается и компрессор будет продолжать работать. Если давление в системе превышает установленное на ЭКМ, то вызовет отключение компрессора. В результате периодичного включения и отключения компрессора обеспечивается двухпозиционное регулирование давления в пределах от минимального до максимального заданного значения. Тепловые реле РТ и расцепители автоматов АВ предназначены для отключения электродвигателя при перегрузках и коротких замыканиях.