Розділ 2.
КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИМИ ВИКОНАВЧИМИ МЕХАНІЗМАМИ

2.1 Керування одно обертовими електричними виконавчими механізмами

Для керування виконавчими механізмами фірми виробники випускають цілий ряд спеціальних пристроїв – це безконтактні пускачі, блоки ручного керування, підсилювачі, пневмоелектричні та гідроелектричні перетворювачі, позиціонери, тощо. Так фірма «АВС ЗЭИМ Автоматизація», виробник ВМ типу МЕО, випускає декілька типів пристроїв такого призначення.

2.2 Апаратура для керування одно обертовими електричними виконавчими механізмами

2.2.1 Пускачі безконтактні реверсивні ПБР-2М, та ПБР-3

Безконтактні пускачі призначені для безконтактного керування ВМ типу МЕО при реалізації ПІД-імпульсних регулюючих впливів, які формує відповідний регулятор. Регулюючий вплив від регулятора у вигляді імпульсів - 24В подається на відповідні клеми (однакові для обох типів пускачів).

Розглянемо основні схеми та особливості використання пускачів ПБР-2М, ПБР-3. Всі клеми пускачів розподілені на три групи. Перша група, клеми 7, 8, 9, це вхід регулюючого впливу від регулятору у вигляді імпульсів напруги ± 24В постійного струму. Імпульс - 24В подається на клему 7 – при необхідності переміщення вихідного валу ВМ в сторону «Менше», і на клему 9 – в сторону «Більше» (рис. 2.1). На клему 8 подається плюсова полярність цього імпульсу.


Рисунок 2.1 - Клемна колодка пускача безконтактного реверсивного ПБР3

Друга група, клеми 1, 2 для ПБР-2М, або 1, 2, 3 для ПБР -3, це вхід напруги живлення 220В, або 380В. Третя група, клеми 3, 4, 5 для ПБР-2М та 4, 5, 6 для ПБР-3, це вихід напруги живлення для ВМ МЕО відповідно фаза, нуль, фаза для напруги 220В, та фази А, В, С, або В, А, С для напруги 380В (фази А, В, С при переміщенні вихідного валу ВМ в сторону «Менше», тобто -24 В на клемі 7 і фази В, А, С при переміщення вихідного валу ВМ в сторону «Більше», тобто на клемі 9 - 24В). Для ПБР 2М при необхідності переміщення вихідного валу ВМ в сторону «Менше» фаза видається з клеми 3, а при необхідності переміщення вихідного валу в сторону «Більше» фаза видається з клеми 5. З клеми 4 на ВМ постійно видається нуль. Клема 6 може використовуватись для вмикання електрогальма ВМ, або не використовуватись.

Розглянемо схему керування ВМ МЕО з використанням пускача ПБР-2М (рис. 2.2).


Рисунок 2.2 - Схема керування ВМ МЕО з використанням пускача ПБР-2М

2.2.2 Пускачі безконтактні ПБР -2И, та ПБР- 3И

Фірма «АВС ЗЭиМ Автоматизация» почала випускати нові типи пускачів безконтактних ПБР-2И, та ПБР-3И з додатковими функціями та можливостями. Додаткові функції позначаються останніми літерами, або літерами з цифрою у шифрі виконання ВМ. В номенклатуру цих пускачів входять:
- ПБР-2И-П. Має два, гальванічно розділених, джерела живлення ±24В постійного струму G1 та G2;
- ПБР-2И-Т. Має захист двигуна ВМ по температурі перегріву обмоток двигуна;
- ПБР-2И-С. Має зв’язок ВМ з контролером по інтерфейсу RS-485 (протокол обміну MODBUS-RTU);
- ПБР-2И-2С. Має два інтерфейсних канали RS-485 (один робочий, другий – резервний);
- ПБР-2И-А. Має опозиціонер, який по вхідному керуючому (заданому) сигналу 4-20мА переміщує вихідний вал ВМ у відповідне положення;
- ПБР-2И-ДТ. На відміну від ПБР-2И-А не має входів для кінцевих вимикачів, а відповідні сигнали формуються по струмовим сигналам датчиків зворотного зв’язку і видаються у вигляді сухих контактів;
- ПБР-2И-Р. Має функцію ПІД-регулювання. Приймає три сигнали 4-20мА – по параметру, по завданню, та по положенню вихідного валу ВМ.

Розглянемо на прикладі пускача ПБР-3И-П основні його клеми і їх призначення. (рис. 2.3). Як і раніше всі клеми розподілені на три групи, але тепер вони оформлені у вигляді трьох клемних колодок Х1, Х2, Х3. Клемна колодка Х1 має клеми живлення пускача (1, 2, 3), клеми вхідних керуючих сигналів від регулятора (клеми 7, 8, 9), клеми вихідної напруги живлення для ВМ (4, 5, 6). На відміну від ПБР-3 у цьому пускачі клема 8 не має внутрішньої постійної напруги +24В. А на неї подається напруга від окремого джерела G1. В залежності від того, якої полярності буде подана на цю клему напруга +24В, або -24В, керуючі сигнали на клеми 7 та 9 теж можуть бути, або +24В (як для контролерів фірм Siemens, Honeywell), або -24В, як для регуляторів РП4-У, або контролерів фірми «АВС ЗЭиМ Автоматизация».

Колодка Х2 має клеми входів та виходів кінцевих (клеми 1, 2, 3) та моментних (4, 5, 6) вимикачів, а також сигналів «Готовність», та «Несправність» ВМ. Треба звернути увагу на те, що деякі клеми цієї колодки є вхідними – вони сприймають сигнал напруги ±24В (кінцеві та моментні вимикачі), а деякі – вихідними, вони є сухими контактами («Готовність», «Несправність»).

Колодка Х3 має клеми двох, електрично не пов’язаних, джерел G1 (клеми 1, 2) і G2(клеми 3, 4) напруги ± 24В постійного струму.


Рисунок 2.3 - Клемні колодки пускача безконтактного реверсивного ПБР 3И - П

2.2.3 Блоки ручного керування

Система автоматичного регулювання повинна працювати в автоматичному, дистанційному режимах та бути вимкненою. Для реалізації цих режимів використовують спеціальні пристрої – блоки ручного керування. Виробники пропонують різні типи таких пристроїв. В системах автоматизації в Україні найбільш використовують Блоки ручного керування БРУ -22, БРУ -32 та БРУ – 42 (Росія), або БРУ 5 (Україна). Розглянемо блок БРУ-42. Блок має ручку для перемикання режимів «автоматичний» - «дистанційний» та дві кнопки для дистанційного режиму - переміщення вихідного валу ВМ в сторону «Менше» та в сторону «Більше». Клемна колодка блоку (рис. 2.4) налічує 40 клем.



Рисунок 2.4 - Електрична схема блоку ручного керування БРУ-42

Основна ідея використання блоку полягає в тому, що в автоматичному режимі регулюючий вплив від регулятора у вигляді імпульсних сигналів 24 В, подається спочатку на блок, а через нього на кінцеві вимикачі ВМ і далі на пускач безконтактний. В дистанційному режимі кнопками блоку формуються імпульсні сигнали 24 В потрібної тривалості, які далі також ідуть через кінцеві вимикачі ВМ. Окрім того блок має світлодіодну індикацію регулюючого впливу «Менше», «Більше», а також індикатор положення вихідного валу ВМ зі шкалою 0-100%.

2.3 Схеми керування одно обертовими електричними виконавчими механізмами типу МЕО

2.3.1 Схеми керування електричними ВМ типу МЕО в системах автоматичного регулювання з використанням пускача ПБР 2М та блоку ручного керування БРУ-42

Звичайна «типова» електрична схема системи автоматичного регулювання (САР) має автоматичний регулятор (модуль дискретного виводу контролера), блок ручного керування, безконтактний пускач та ВМ. Розглянемо роботу такої схеми (рис. 2.5) спочатку у автоматичному режимі.

Автоматичний регулятор (модуль дискретного виводу контролера) має три клеми 7, 8, 9 з яких видається регулюючий вплив у вигляді імпульсних сигналів -24В. З клеми 7 – переміщення ВМ в сторону «Менше» (-24В), з клеми 9 – переміщення в сторону «Більше» (-24В). На клемі 8 постійно є напруга +24В, яку можливо брати з клеми 8 пускача ПБР 3 (клеми 8, 10 це вихід внутрішнього джерела живлення цього пускача). Клеми 7, 9 регулятора з’єднуються з клемами 9 та 12 блока ручного керування, а з клем 10 та 13 в режимі «Автоматичний» регулюючий вплив «Менше» подається на клему 5 першого кінцевого вимикача, а регулюючий вплив «Більше» на клему 9 другого кінцевого вимикача ВМ. З клеми 6 першого кінцевого вимикача регулюючий вплив «Менше» подається на клему 7 ПБР 3, а з клеми 10 другого кінцевого вимикача регулюючий вплив «Більше» подається на клему 9 пускача ПБР 3. При наявності того чи іншого регулюючого впливу на клемах 4, 5, 6 пускача з’являється напруга 380 В, (фази А, В, С, або В, А, С) і ВМ починає переміщувати свій вихідний вал в ту, чи іншу сторону. Коли вихідний вал ВМ доходить до кінцевого положення «Менше», або «Більше», то розмикається перший, або другий кінцевий вимикач, при цьому переривається сигнал регулюючого впливу і ВМ зупиняється.

При перемиканні блоку ручного керування у режим дистанційного керування вихідні клеми 10 та 13 блоку (ті ж, що були задіяні у автоматичному режимі) з’єднуються з клемами 11 та14. При цьому на клеми 11 та 14 напруга -24В береться, або з окремого джерела живлення, або з клеми 10 ПБР 3. Крім того на БРУ-42 зроблені з’єднання для індикації напрямку руху ВМ, а також положення вихідного валу ВМ.

2.3.2 Схема системи автоматичного регулювання з використанням пускача ПБР 3И-П

Сучасні автоматизовані системи управління технологічними процесами (АСУТП) мають в якості підсистем системи автоматичного регулювання окремих параметрів. Більшість функцій у таких підсистемах реалізовано програмно у тому числі встановлення заданого значення параметру, перехід з режиму «дистанційний» у «автоматичний » і навпаки та інші. Тому у цих схемах ні задатчик ЗД-22, ні блоки БРУ-32(42) не використовуються. В таких системах в контролері і робочій станції (комп’ютері) програмно реалізуються автоматичний регулятор, задатчик і блок ручного управління, а апаратно використовуються пускач ПБР -2И, (ПБР-3И) та ВМ. Схема керування ВМ типу МЭО підсистеми автоматичного регулювання параметру з використанням контролеру та пускача ПБР-3И-П наведена на (рис. 2.6).


Рисунок 2.6 - Принципова електрична схема САР на базі контролера, пускача ПБР-3И-П та ВМ типу МЕО

На початок сторінки