Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   Искать в Школе для электрика:
 
 

 

Статьи для электриков / Электрические схемы

 

Пример составления временной диаграммы и блок-схемы работы работы механизмов


В схемах управления технологическими линиями состояние выходных элементов, т.е . исполнительных механизмов (электромагнитных реле, магнитных пускателей, твердотельных реле и т.д.), определяется не только комбинацией входных или приёмных элементов (кнопок, датчиков и т.д.), но и последовательностью их изменения во времени.

Словесное описание проектируемого технологического процесса можно представить в виде графика изменения входных и выходных сигналов, который называется временной диаграммой технологического процесса.

Электрический щит автоматизации технологического процесса

Пример построения временной диаграммы осуществим на базе схемы линии предварительной очистки зерна.

Описание работы схемы

С помощью переключателя SA1 происходит выбор режима работы: автоматический – основной режим работы, ручной – режим пусконаладочных работ.

Режим пусконаладочных работ заключается в подаче питания через кнопки с фиксацией SB4-SB6 к катушкам магнитных пускателей механизмов линии в обход всей логики управления. В этом режиме оператор сам принимает решение по длительности работы линии или какого-то отдельного механизма, контроль заполнения бункера осуществляется только визуально.

Как правило, этот режим работы применяется либо при аварийных режимах работы, когда логика управления нарушена и необходимо завершить технологический процесс без утраты продукта на линии, либо при пусконаладочных работах, когда после ремонта какого-то механизма линии необходимо запустить только лишь его, а не все механизмы линии.

Релейно-контактная схема управления линии предварительной очистки зерна

Рис. 1. Релейно-контактная схема управления линии предварительной очистки зерна

После переключателя режимов работы в схему управления включен блок пускосигнального звена, который позволяет, с задержкой по времени, одновременно отключить звонок и включить механизм скребкового транспортера. При составлении релейно-контактных схем последовательность включения или отключения механизмов реализуется посредством замыкающих контактов магнитных пускателей.

Так в нашем случае, если питание присутствует на катушке магнитного пускателя КМ1 (скребковый транспортер), то соответственно через контакт КМ1.1 питание также будет и на катушке магнитного пускателя КМ2 (молотковая дробилка).

Одновременно все механизмы линии запускать нецелесообразно, поскольку в процессе работы может возникнуть такой режим работы, когда электропривода двух механизмов линии еще не вышли на свой номинальный режим работы, а на них уже, через головной механизм, подается продукт, что приводит к аварийной остановке линии. Поэтому в схеме управления питание на катушку магнитного пускателя КМ3 головного механизма подается с временной задержкой, реализованной реле времени КТ2.

Механизмы линии все включены, осуществляется работа. Иногда во время работы наступает момент, когда бункер еще не полный, а линию необходимо отключить. В этом случае в схеме управления используют блок «рабочего стопа», который позволяет произвести отключение всех механизмов линии в правильной последовательности (по направлению движения продукта по линии).

Так при нажатии на кнопку SB3 включается промежуточное реле KV2, размыкающий контакт которого KV2.2 разрывает цепь с катушкой КМ3, отключается головной механизм линии. При этом реле времени КТ3 производит отчет времени работы линии на очистку механизмов от продукта.

После определенного времени контакт реле времени КТ3.1 разрывает цепь с промежуточным реле KV1, контакт которого является шунтирующим кнопку пуска. Это приводит к отключению всей схемы управления и, как следствие, остановке механизмов линии. Аналогичный алгоритм работы схемы управления при срабатывании датчика уровня в бункере SL1.

Защита электродвигателей линии от перегрузок в представленной схеме управления реализуется посредством размыкающих контактов тепловых реле КК1.1-КК3.1, которые установлены соответственно последовательно в цепях с катушками магнитных пускателей КМ1...КМ3.

Для визуального контроля работы механизмов линии в схеме управления установлены сигнальные лампы индикации HL1...HL3. При нормальном режиме работы механизмов линии, лампы индикации будут гореть. В случае аварийного отключения, питание в цепи с магнитным пускателем пропадает, и соответственно лампа индикации гаснет.

По схеме электрической принципиальной автоматическом режиме работы для линии предварительной очистки зерна необходимо 3 кнопки: SB1 «Стоп», SB2 «Пуск» и SB3 «Рабочий стоп», а также датчик уровня SL1. Таким образом имеем 4 входных элемента. Причём кнопки приняты с самовозвратом, т.е. без фиксации включённого состояния.

Пример построения временной диаграммы

Выходных элементов 4: звонок НА1, скребковый транспортёр КМ1, молотковая дробилка КМ2 и ковшовая нория КМ3.

При нажатии кнопки SB2 «Пуск» первым должно включиться пускосигнальное звено (звонок HA1) на 10 секунд для предупреждения персонала о том, что сейчас будет происходить запуск технологической линии.

После того, как звонок НА1 прозвенел, т.е . спустя 10 секунд после нажатии на кнопку SB2 86 «Пуск», включается скребковый транспортёр КМ1 и молотковая дробилка КМ2 (смотрите рис. 2).

Время работы механизмов определяется исходя из их производительности и объёма продукции. Производительность для скребкового транспортёра, молотковой дробилки и ковшовой нории примем 5 т/ч, 3 т/ч и 2 т/ч соответственно. Объём зерна определяется исходя из объёма бункера и килограмм зерна приходящихся на 1 м.

Зерно разных культур имеет разную форму, плотность и соответственно вес, следовательно, кубический метр каждого вида зерна не может весить одинаково.

Примем объём бункера 5 м. Загружаемое зерно – гречиха, которая весит 560 – 660 кг. Исходное состояние бункера – пустой. Тогда количество зерна в полном бункере: N = 580 х 5 = 2900 кг.

Меньшую производительность из всех механизмов имеет ковшовая нория, она же подаёт зерно на линию. Её время работы составит: tм3 = 2000/2900 = 0,689 ч = 41 мин.

Время работы остальных механизмов будет больше чем 41 минута и определяется исходя из логики работы схемы.

После включения скребкового транспортёра КМ1 и молотковой дробилки КМ2 им необходимо дать время на разгон. Время на разгон для всех механизмов принимаем – 10 секунд. Ковшовая нория КМ3 запускается последней (спустя 10 секунд после запуска КМ1 и КМ2) чтобы не создавать завала продукта на молотковой дробилке КМ2 и скребковом транспортёре КМ1. Спустя 41 минуту весь продукт необходимый для заполнения бункера пройдёт через ковшовую норию КМ3.

Датчик уровня SL устанавливается таким образом, чтобы сигнал о заполнении бункера поступил ещё до того, как остатки продукта пройдут через молотковую дробилку КМ2 и скребковый транспортёр КМ1.

При срабатывании датчика уровня SL1 отключается головной механизм КМ3 (через 41 минуту и 20 секунд после нажатия на кнопку SB2 «Пуск»). С выдержкой по времени одновременно отключаются КМ1 и КМ2. Данную выдержку времени можно принять равной 20 секунд.

Временная диаграмма для нормального режима работы показана на рисунке 2.

Временная диаграмма для нормального режима работы

Рис. 2. Временная диаграмма для нормального режима работы

В режиме «Рабочий стоп» оператор может остановить процесс раньше, чем сработает датчик уровня SL1, поэтому в данном случаи время работы механизмов определить невозможно. В режиме «Общий стоп» сразу отключаются все механизмы.

Временная диаграмма для режима работы рабочий стоп

Рис. 3. Временная диаграмма для режима работы «Рабочий стоп»

Временная диаграмма для режима общий стоп

Рис. 4. Временная диаграмма для режима «Общий стоп»

Пример построения блок-схемы работы работы механизмов

Блок-схема работы технологического процесса должна наглядно показывать алгоритм его работы. Для этого используются специальные обозначения тех или иных действий.

На рисунке 5 показан пример блок-схемы для линии предварительной очистки зерна. В представленной блок-схеме показаны все возможные варианты работы технологического процесса. Ситуация «Авария» может возникнуть в любой момент работы линии предварительной очистки зерна после нажатия на кнопку SB2 «Пуск».

Блок-схема работы линии предварительной очистки зерна

 Рис. 5. Блок-схема работы линии предварительной очистки зерна