Диаграммы включения элементов электрической схемы позволяют проследить визуально какова последовательность включения электрических аппаратов в схеме и какие изменения в схеме происходят при ее работе после включения, т.е. диаграммы включения помогают проанализировать работу схемы во времени. В процессе анализа по диаграмме включения видно обеспечивает ли данная схема нормальную работу станка, механизма или установки в рабочих режимах и то, как она будет действовать в аварийных режимах.
Для построения диаграммы включения элементов схемы проводят горизонтальные параллельные линии, число которых должно совпадать с числом электрических аппаратов в схеме. Около каждой линии проставляется название своего электрического аппарата. Вдоль этих линий отсчитывается время, причем масштаб времени для всех аппаратов берется одинаковым.
Работа органов управления (кнопок, выключателей, тумблеров и т.д.), т.е. однопозиционных элементов изображается прямоугольниками. По прямоугольнику видно момент замыкания и размыкания аппарата в схеме. Работа электрических аппаратов с катушками (электромагнитных пускателей, промежуточных реле, реле времени и т.д.) показывается трапециями. Высота у всех трапеций одинаковая, а длина определяется выдержками времени при работе. Если какой-либо аппарат воздействует на другой, то этот процесс показывают стрелкой.
Рассмотрим работу схемы управления дренажными насосами с использованием диаграммы включения элементов включения элементов.
Дренажные насосы предназначены для откачки из подземных конвейерных галерей выступающих грунтовых и ливневых вод. Для сбора воды галереи устроены с небольшим уклоном, в конце которого сооружены дренажные колодцы-зумпфы. Учитывая, что грунтовые в ливневые воды могут вывести из строя производственные механизмы, для их откачки применяют два насоса: рабочий и резервный. Схему управления нереверсивными электроприводами дренажных насосов с автоматическим вводом резерва показана ниже.
Рис. 1. Принципиальная схема управления нереверсивными электроприводами дренажных насосов с автоматическим вводом резерва (а), вспомогательная схема (б) и диаграмма работы ее элементов (в).
В результате предварительного изучения схемы автоматизации установлено следующее:
1) структура управления насосами предусматривает местное я автоматическое управление,
2) автоматическое управление выполняют: KV1 - реле нижнего уровня, КV2 - реле верхнего уровня, KV3- реле верхнего аварийного уровня. Когда уровень в зумпфе повышается до отметки, при которой срабатывает реле KV2, насос включается. При снижении уровня до нормального реле KV1 отпускает, насос останавливается. Если один насос не справляется с откачкой и уровень продолжает повышаться, то срабатывает реле аварийного уровня KV3 и включает второй насос. При снижении уровня до нормального оба насоса отключаются,
3) для равномерной эксплуатации насосов предусмотрена возможность изменять очередность включения насосов при автоматическом управлении.
Чтобы яснее представить себе действие схемы при автоматическом управлении, воспользуемся распространенным приемом, который состоит в следующем.
Составляем вспомогательную схему (рис. 1,б) и изображаем на ней зумпф с отметками: 1У - нижний уровень, 2У - верхний уровень, 3У - верхний аварийный уровень. Отпускаем до этих отметок электроды Э1 - Э3 и соединяем их соответственно с реле KV1 - KV3.
Делаем выкопировку из схемы (рис. 1, а), показывая на ней только соединения контактов реле KV1 и KV2 с магнитным пускателем КМ1 первого насоса и контакта реле KV3 с магнитным пускателем КМ2 второго насоса.
Затем строим диаграмму включения элементов схемы (рис. 1, в) и отражаем на ней процессы заполнения и откачки зумпфа и зависимости от положения реле.
На диаграмме линии 1У - 3У соответствуют трем уровням, а штрихпунктирная линия - опорожненному зумпфу.
Зумпф начинает заполняться, вода в нем достигает уровня 1У (точка 1 на диаграмме). При этом замыкается цепь реле KV1, реле срабатывает (точка 2) и замыкает контакт в цепи № 1 (см. рис. 1,6), но магнитный пускатель КМ1 не включается, так как последовательно с контактом реле KV1 включен замыкающий контакт КМ1.
При достижении уровня 2У (точка 3) включается реле KV3 (точка 4) и по цепи № 2 включает магнитный пускатель КМ1 (точка 5), начинается откачка. Вскоре реле KV2 отпускает (точка 6), но насос не отключается, так как обмотка KV1 продолжает получать питание по цепи № 1 через контакты KV1 и КМ1. Наконец, уровень снижается до нормального (точка 7), реле KV1 отпускает (точка 8) и отключает магнитный пускатель (точка 9). Через некоторое время, при накоплении воды в зумпфе, все повторяется в той же последовательности.
Если к грунтовым водам добавились ливневые, то заполнение зумпфа идет более интенсивно (линия 10 - 12 круче линии 1 - 3). В точке 10 включается реле KV1 (точка 11) и подготавливает цепи № 1 и 3. При достижении уровня 2У (точка 12) срабатывает реле KV2 (точка 13) и включает по цепи № 2 КМ1 (точка 14). С этого времени (от точки 15) уровень повышается менее интенсивно (линия 15 - 16 положе линии 10 - 12), так как один насос уже работает.
При уровне 3У (точка 16) срабатывает реле KV3 (точка 17) и включает КМ2 (точка 18), начинает работать второй насос. Уровень снижается, в точке 19 отпускает KV3, но второй насос продолжает работать, так как КМ2 получает питание по цепи №3. В точке 20 отключается реле KV2 (точка 21), однако первый насос не отключается, так как КМ1 получает питание по цепи № 1. И, наконец, в точке 22 отпускает KV1 и отключает оба магнитных пускателя (точки 23 и 24), насосы останавливаются.