Разработка принципиальных схем

Исходным материалом для разработки принципиаль­ных электрических схем (ПЭС) является схема автоматизации (СА).

Любая ПЭС представляет собой сочетание отдельных, достаточно простых электрических цепей, которые в заданной последовательности выполняют ряд типовых операций: передачу командных сигналов от органов управления или измерения к исполнительным органам, усиление или размножение командных сигналов, блокировку командных сигналов и т.п.

Проектирование ПЭС основывается на общих прин­ципах рационального построения электрических схем, обеспечи­вающих высокую надежность, простоту и экономичность, четкость действия при аварийных режимах, удобство оперативной работы и эксплуатации.

Разработка ПЭС обычно производится в следующем порядке:

- формулировка на основании СА технических требований к ПЭС;

- разработка условий и последовательности действия элементов схемы;

- формирование элементарных цепей, обеспечивающих требуемые действия;

- объединение элементарных цепей в общие цепи;

- выбор аппаратуры и электрический расчет параметров отдельных элементов(сопротивлений обмоток реле, нагрузки контактов и т.п.);

- проверка схемы с целью выявления ложных цепей или неправиль­ностей работы при повреждениях элементарных цепей или контактов.

Схемы выполняют без соблюдения масштаба. При этом все цепи управления и сигнализации изображаются горизонталь­ными линиями в порядке действия аппаратов во времени, начи­ная с момента нахождения их в исходном состоянии. Условные графические обозначения по ГОСТу рекомендуется выполнять в соответствии в размерами, указанными в приложении. Допускается поворачивать условные обозначения на угол 90° или 180°.

Для простоты и наглядности в схемах использу­ется принцип развертки, основывающийся на том, что все элементы аппаратов и приборов, действующие в разных цепях, располага­ются вне зависимости от их конструктивной связи, в соответст­вии с логикой действия схемы и, по возможности, последова­тельностью действия отдельных ее элементов;

В цепях управления следует применять напряжение 220 В, если применение пониженного напряжения не диктуется требова­ниями безопасности, в 3-х фазных цепях с заземленной нейтралью питание цепей управления следует производить фазным напряже­нием, присоединяя концы катушек, реле, магнитных пускателей и других аппаратов к нулевому проводу.

Пониженное напряжение следует применять, если в схеме имеются высокочувствительные слаботочные реле, либо при на­личии большого количества аппаратов, когда существенное зна­чение имеют габариты реле и их стоимость. Пониженное напря­жение следует применять также во всех случаях, когда более высокое напряжение опасно для обслуживающего персонала.

Постоянный ток в цепях управления и сигнализации следу­ет применять в схемах со слаботочной аппаратурой, когда пред­ставляется возможность уменьшить число контактов за счет при­менения полупроводниковых выпрямителей.

При составлении принципиальной электрической схемы необ­ходимо руководствоваться также следующими соображениями:

1. Схему необходимо составлять по возможности, из ряда простых электрических цепей;

2. Число аппаратов, находящихся постоянно под напряже­нием, должно быть минимальным;

3. При переключениях под нагрузкой необходимо стремиться к облегчению работы контактов, что может быть достигнуто за счет:

· отключения каждым контактом только минимально необходи­мого числа цепей;

· переключения цепей без разрыва цепи (схему желательно составлять так, чтобы возможно большая часть контактов не произво­дила непосредственно переключающих операций, а служила бы для подготовки тех или иных цепей на включение или отключение);

4. Количество последовательно включенных контактов в цепях управления должно быть минимальным (для надежности работы це­пей управления).

Принципиальные электрические схемы составляются и вычерчи­ваются с применением условных графических обозначений по ГОСТу.

Принципиальные электрические схемы рекомендуется изобра­жать на чертеже с горизонтальным расположением цепей, но раз­решается располагать эти изображения также и вертикально.

Условные графические обозначения для элементов, не предус­мотренные ГОСТом, составляются проектировщиком с учетом принци­па работы этих элементов, принятые условные обозначения показы­ваются на чертеже в виде таблицы, где даются наименование эле­мента и принятое условное графическое обозначение его.

Контакты, а также все другие переключающие устройства, по­казываются в нормальном положении, т.е. при таком их действи­тельном положении, когда отсутствует ток во всех цепях данной схемы и внешнее принудительное механическое воздействие на под­вижные контакты.

В тех случаях, когда переключающие (коммутирующие) устрой­ства имеют два исходных положения, их изображают на схеме в одном из двух произвольно выбранных положений, что оговаривается соот­ветствующим примечанием.

Контакты приборов, измеряющих, контролирующих или регули­рующих какой-либо технологический параметр, изображаются в соответствии с их положением при оптимальном значении параметров.

 

Например, при сигнализации минимальной и максимальной тем­ператур контакты прибора, контролирующего температуру, показываются разомкнутыми, так как процесс ведется на оптимальном (заданном) режиме

Места соединения отдельных электрических цепей друг с другом, а также места соединения силовых цепей с главными шинами на схемах показываются темными точками. Нулевая шина 4-х проводной системы изображается пунктирной линией более тонкой, чем шины силовых цепей, электрические схемы управле­ния располагаются с правой стороны силовых цепей (рис.1)

Рис.1. Правила изображения электрических цепей и их соединений

 

Цепи управления и сигнализации располагаются горизонталь­но в порядке последовательности их действия при чтении схемы сверху вниз, элементы цепей управления должны быть расположе­ны друг от друга на расстоянии не менее 10 мм.

На концах линий, питающих участок цепей управления, нано­сятся перпендикулярные штрихи, показывающие, что все цепи уп­равления предусмотрены этой схемой.

Контакты аппаратов, основной элемент которых по­казан на другом чертеже, обводятся пунктирной линией, в том числе:

1. Элементы приборов для измерения неэлектрических величин (температуры, давления и т.д.) обводятся пунктирной окружностью диаметром 8мм с указанием номера позиции по функциональной схе­ме автоматизации. Номер позиции проставляется при горизонталь­ном начертании над условным графическим обозначением, а при вертикальном - справа от этого обозначения.

2. Элементы электроаппаратов- реле, магнитных пускателей и т.д. - обводятся пунктирными прямоугольниками: для элемен­тов реле - 9х6 мм, а для магнитных пускателей - 4x5. Для каждо­го элемента делается ссылка на номер чертежа, на котором дана схема включения обмотки данного электроаппарата (рис.2).

Рис.2. Изображение контактов аппаратов, основной элемент которых по­казан на другом чертеже

Против каждой цепи управления с правой стороны (как исключение с левой стороны) или внизу схемы в зависимости от ее на­чертания даются лаконичные поясняющие надписи. Надписи, для це­пей, которые не относятся к цепям управления или сигнализации, наносятся по всей ширине без вертикальной полосы ("Цепь кон­троля напряжения"). Надпись каждой цепи отделяется от сосед­них надписей линиями в местах разделения этих цепей. Над схемой управления указывается величина напряжения и род тока, которым производится питание цепей управления данной схе­мы (рис.3).

Каждый элемент ПЭС должен иметь позиционное обозначение (см.приложение), которое проставляют на схеме справа от условного графического изображения или над ним. Позиционное обозначение состоит из двух частей, записываемых без разделительных знаков и пробелов. В первой части, содержащей одну или две буквы латинского алфавита, указывается вид элемента. Вторая часть указывает порядковый номер элемента в пределах элемента данного вида. Например, К1 - реле первое, SВ5 - кнопочный выключатель пятый. Нумерация элементов в схеме возрастает сверху вниз и слева направо. Позиционное обозначе­ние, присвоенное токоприемнику аппарата, распространяется на все его элементы, изображенные на ПЭС. Так, буквенное обозначение реле К5 присваивается как катушке, так и всем его контактам.

Рис.3. Правила размещения поясняющих надписей

Присвоенные условные обозначения проставляются над графи­ческим изображением при горизонтальном вычерчивании цепей схемы или справа от графического изображения при вертикальном, вычерчивании цепей схемы, а для вращающихся машин (двигателей) они проставляются внутри их графического изображения.

На рис.5а показана схема электромагнитного реле совместно с подключенными к нему внешними цепями, что позволяет уяснить назначение реле и пускателя.

Принцип работы магнитного пускателя и электромагнитного реле идентичен. При подаче определенного значения напряжения на обмотку катушки (1) под действием возникающих магнитных сил якорь (3) притянется к сердечнику (2), и толкатель (4) произведет замыкание (контактов 6) или размыкание (контактов 5) соответствующих контактов. При снятии напряжения с катушки вся система вернется в исходное положение за счет действия контактных пружин (7).

а б

Рис.5. Схема электромагнитного реле.

1 - обмотка катушки; 2 - полюс сердечника; 3 - якорь; 4 - толкатель; 5 - размыкающие контак­ты; 6 - замыкающие контакты; 7 - контактные пру­жины; 8 - выводы контактов реле; 9 - выводы кон­тактов катушки; 10 - основание из диэлектрика.

 

Замыкающие контакты (сокращенно "З" контакты) - когда якорь реле притягивается к сердечнику, эти контакты замыкают­ся.

Размыкающие контакты (сокращенно "Р" контакты) - когда якорь реле притягивается к сердечнику, эти контакт размыка­ются.

Электромагнитные реле предназначены для использования их в цепях сигнализации, управления, блокировки, поэтому их контакты рассчитаны на управление слаботочными цепями (ток до 10 А). Катушки электромагнитных реле могут питаться, как переменным (12±380 В), так и постоянным током (2,5±220 В).

Контакты магнитных пускателей рассчи­таны на управление силовыми цепями электроприводов различного обо­рудования (управляемый ток до 220 А). Катушки магнитных пускателей питаются переменным напряжением 127±380 В.

Указанные различия в назначении реле и магнитных пускателей вызывают их конструктивные различия – контакты магнитных пускателей имеют большую площадь соприкосновения, чем контакты реле. Катушки пускателей имеют большую потребляемую мощность, что обеспечивает большие усилия для переключения контактов.

На рис.5,б показана электрическая схема, построенная на базе электромагнитного реле, показанного на рис.5а.

Реле тепловой защиты имеет буквенное обозначение (КК) и служит для предохранения элект­рических цепей от токов перегрузки (рис.6).

Рис.6. Схема реле тепловой защиты (пояснения в тексте)

Работает тепловое реле следующим образом. Ток нагрузки электродвигателя, прой­дя через нагревательный элемент из нихрома (1), нагревает би­металлическую пластинку (2), (в некоторых тепловых реле ток проходит непосредственно по биметаллической пластине, нагревая ее), которая изгибается (вниз) и при токе, на который настрое­но реле, освобождает пружину (5), которая изгибаясь вверх с помощью тяги (4), размыкает контакты (3). Чтобы вновь включить реле (после остывания биметаллической пластины), необходимо нажать кнопку (6). Изображение реле на электрических схемах состоит из обозначения нагревательного элемента (рис.6,а) и размыкаю­щего контакта с указанием ручного возврата (рис.6,б).

Реле времени (буквенное обозначение КТ) позволяет получить вы­держку времени между подачей сигнала на катушку и срабатыва­нием его контактов. Для удобства расшифровки работы контактов можно исходить из того, что замедление происходит при движе­нии в направлении от дуги к ее центру. Ниже приведен ряд примеров сочетания условных изображений катушек электромагнитных реле времени и их контактов (рис.7).

Рис.7. Условное изображение катушки электромеханического устройства, работающего с замедлением при: а – срабатывании; б - отпускании; в – при срабатывании и отпускании.

 

Автоматические выключатели (буквенное обозначение QF) нашли широкое применение в электрических цепях управления для их подключения к питающим фазам. Включение и выключение их осуществляется вручную. Выключение может быть произведено также автоматически при токах короткого замыкания (в этом случае QF выполняет функции плавких предохранителей) и при токах перегрузки (в этом случае QF выполняет функции реле тепловой защиты). В первом случае рядом с изображением автома­тического выключателя ставится знак «J>», во втором «Т°>». Автоматические выключатели более удобны с точки зрения их эксплуатации и техники безопасности, чем плавкие предохрани­тели.

Переключатель цепей управления (буквенное обозначение SA) служит для одновремен­ного переключателя нескольких электрических цепей. Наиболее часто они применяются для выбора одного из 3-х режимов работы: "Автоматическое управление" (Авт.) - "Ручное управление" (Ручн.) - "Выключение" (О). На рис.8 приведена схема переключателя на три положения (а), диаграмма замыкания контактов (б) и один из способов изображения этого переключателя на электрической схеме для управления тремя сигнальными цепями (в).

а б

Рис.8. Схема переключателя на три положения: а - диаграмма замыкания контактов; б - один из способов изображения переключателя на электрической схеме для управления тремя сигнальными цепями

 

 

Рис. 9. Внешний вид переключателя цепей управления

 

Диаграмма (рис.8а) облегчает чтение электрических схем с применени­ем переключателя цепей управления. Крест означает, что контакт замкнут. Таким образом, при положении ручки переключателя "А" замкну­ты контакты 1-2 и 5-6, при положении ручки - "0" замкнуты кон­такты 1-2 и 3-4, при положении ручки "Р" замкнуты контакты 3-4 и 5-6.

Конечные путевые выключатели (SQ) широко используются для управления различными механизмами и устройствами. Они представляют собой переключатели, которые срабатывают при механическом воздействии на толкатель конструктивных элементов кабины или двери лифта корпуса задвижки, ограждения движущихся частей машины и т.д.

Рис.10 Внешний вид конечных путевых выключателей типа ВПК-2110

 

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором вследствие простоты конструкции и эксплуатации, а также дешевизны, име­ют наиболее широкое применение на предприятиях пищевой промышленности для привода машин и механизмов. На рис.11а представлена схема управления таким электродвигателем. Схема предусматривает защиту цепей от тока короткого замыкания (автоматический выключатель - QF) и токов перегрузки (реле тепловой защиты - KK). Кроме этого, необходимо руководствоваться положением о том, что в целях техники безопасности, а также надежности работы схемы в трехфазных цепях с заземленной нейтралью питание цепей управления следует производить фазным напряжением, присоединяя концы катушек реле, магнитных пускателей и других аппаратов к нулевому про­воду. При этом исключается возможность неотключения или само­включения аппаратуры при замыкании "на землю" цепи управления (рис.11б).

Анализ схемы показывает, что если питать цепи управления фазным напряжением (фазы В и С), то при пробое "на землю" в точках 1,2,3, перегорит предохранитель FU, но катушка магнитного пускателя KM остается включенной на фазное напряжение (фаза В - ноль), и пускатель останется включенным (пунктирной линией показаны возникающие при этом "ложные" цепи). В этом случае пускатель не выключается кнопкой "стоп" (двигатель можно остановить в таком случае только выключением автомата - QF). В случае же, если ПМ не работал, то при пробое "на землю" в точках 1,2,3 он включится самопроизвольно и включит электродвигатель (если включен автомат). Схема (см. рис.11а) свободна от этих недостатков - при пробое "на землю" пускатель отключается (напряжение на его катушке в этом случае будет равно 0).

Работа схемы (см.рис.11а) заключается в следующем. Включа­ется автоматический выключатель - QF, затем нажатием на кнопку "Пуск" (SB2) включается под напряжение катушка пускателя магнитно­го (KМ), что приводит к замыканию 3-х пар "З" контактов в си­ловой цепи электродвигателя и он начинает вращаться, а также к замыканию "З" контакта, блокирующего кнопку "Пуск".

 

 

 

Рис.11.

Кнопку "пуск" теперь можно отпустить, контакты ее разомкнут­ся, но цепь питания катушки КМ не прервется за счет работы блокирующих контактов КМ. Остановка электродвигателя осущест­вляется в обратном порядке: нажимается кнопка "Стоп", обесто­чивается катушка КМ, размыкаются его контакты и обмотки электро­двигателя обесточиваются. Аварийный останов электродвигателя может быть осуществлен в следующих случаях: замыкание "на зем­лю" или между собой фаз А,В,С, в этом случае сработает автома­тический выключатель QF и выключает цепи питания электродвига­теля; пробой "на землю" в цепи управления пускателем магнитным (в этом случае КМ отключается и выключает силовую цепь питания электродвигателя), в случае перегрузки электродвигателя сраба­тывает одно из РТ, что приводит к размыканию их контактов и, как следствие, к обесточиванию катушки КМ.

 

Для изменения вращения на противоположное (для схемы рис.12б) сначала необходимо нажать на кнопку "Стоп" (SB1), тем самым выключа­ется работающий КМ, после этого нажатием на кнопку "Назад" (SB2) включается КМ2. Если по этой схеме оператор забудет нажать пе­ред реверсом на кнопку "Стоп" и выключить работающий КМ1, то включение КМ2 не произойдет, т.к. в его цепи находится "Р" контакт КМ1.

В производственных условиях предусматривают управление электроприводами из двух мест – с местного и центрального постов управления. На рис. 13 приведена схема управления электроприводами запорной арматуры с односторонней муфтой ограничения крутящего момента при управлении из двух мест. Выбор режима управления осуществляется ключом SA: Д – дистанционное, М – местное, Н – нейтральное. Ключ выбора режима SA и лампы, сигнализирующие положение запорного устройства и срабатывания муфты ограничения момента, устанавливают на центральном щите.

Для местного управления электроприводом предусмотрены кнопки SB2, SB4, SB6. Для дистанционного управления – SB1, SB3, SB5. После включения одного из пускателей контакты кнопок SB3-SB6 шунтируются соответствующими блок-контактами включенного пускателя, а кнопка может быть отпущена.

При достижении запорным органом крайнего положения "открыто" ("закрыто") пускатель отключается переключающим контактом конечного выключателя SQ1 (SQ2), который одновременно включает соответствующую сигнальную лампу. В случае перегрузки срабатывает муфта ограничения крутящего момента – конечный выключатель SP.

Для отмены ошибочно поданной команды следует отключить кнопкой SB1 или SB2 ранее включенный пускатель, а затем нажатием кнопки SB3 (SB4) или SB5 (SB6) установить запорное устройство в нужное положение.

 

Рис.13. Схема управления электроприводами запорной арматуры с односторонней муфтой ограничения крутящего момента при управлении из двух мест

 

В схемах автоматического управления предусматривают два режима работы: автоматический и ручной (дистанционный или местный), выбираемые также посредством ключа SA.

Аварийная сигнализация

По своему назначению сигнализация делится на рабочую, предупреждающую и аварийную.

При нарушении режима работы схема сигнализации может обес­печивать подачу звукового и светового сигналов. Звуковой сигнал служит для привлечения внимания обслуживающего персонала и выполняется, как правило, общим для всех световых сигналов. Зву­ковой сигнал снимается дежурным персоналом, а световой - остается включенным до устранения причины, вызвавшей появление сигнала.

Различают схемы сигнализации без повторности действия и с повторностью действия звукового сигнала.

В схемах без повторности действия звукового сигнала при замы­кании любого из сигнальных контактов загорается соответствующий световой и подается звуковой сигнал. Если после отключения зву­кового сигнала соответствующий ему световой сигнал еще сохраня­ется, то замыкание других сигнальных контактов вызывает лишь появление дополнительных световых сигналов без звука.

В схемах с повторностью действия звукового сигнала замыка­ние любого из сигнальных контактов, независимо от состояния остальных контактов, вызывает появление соответствующего свето­вого и одновременно с ним звукового сигналов.

Рекомендуется выбирать следующий цвет световой сигнализа­ции:

- красный цвет - аварийное состояние;

- зеленый цвет- нормальное состояние;

- желтый цвет - предупредительный сигнал;

- белый цвет - разные производственные сигналы.

При выборе напряжения питания сигнальных ламп необходимо учитывать, что уменьшение напряжения питания сигнальных ламп на 10% по сравнению с номинальным, увеличивает срок службы ламп в 3 раза. Как показывает практика, световой поток сигнальных ламп может быть уменьшен без ущерба для визуального восприятия на 30-50% от номинального, что соответствует уменьшению напря­жения питания ламп на 25%. Поэтому в схемах сигнализации целе­сообразно последовательно с лампами включать сопротивление, ли­бо выбирать лампы на напряжение, несколько превышающее номиналь­ное (например, на 60 В при напряжении 48 В).

На рис.14 приведена схема световой и звуковой сигнализации без повторности действия звукового сигнала.

Рис.14. Схема световой и звуковой сигнализации без повторности действия звукового сигнала

 

При замыкании одного из технологических контактов (1ТК, 2ТК, 3ТК и т.д.) срабатывают промежуточные реле К, включающие свои­ми "3" контактами соответствующие сигнальные лампы. Одновремен­но включается звуковая сигнализация, которая может быть отклю­чена нажатием на кнопку отключения сигнала (SB1). При этом вклю­чается реле отключения сигнала (К4), которое своими "Р" контак­тами выключает звуковой сигнал.

Для проверки исправности звуковой и световой сигнализации применяются кнопки проверки звука (SB2) и кнопка проверки свето­вой сигнализации (SB3).

На рис.15 приведен пример схемы звуковой и световой сигна­лизации с повторностью действия. В отличие от схемы рис.14 здесь для каждого технологического сигнала имеется свое реле отключе­ния сигнала (K3, K4) и общее реле (K5).

Схема работает следующим образом. Например, при срабатывании технологического контакта 2ТК включается реле K2, которое своими "3" контактами подключает сигнальную лампу HL2 и звуковой сиг­нал. Для отключения звукового сигнала нажимают на кнопку SB1, включается K5, которое своими "3" контактами включает K4, последнее блокирует "3" контакт K5 и отключает своими "Р" контактами звуковой сигнал. Световой сигнал (как и в схеме рис.13) ос­тается включенным до размыкания соответствующего технологическо­го контакта (2ТК).

В случае замыкания первого технологического контакта (1ТК) происходит загорание сигнальной лампы HL1, и включается звуковой сигнал, который можно снова отключить кнопкой SB1.

 

 

Рис.15. Схема звуковой и световой сигна­лизации с повторностью действия

 

Задача 1. Составить принципиальную электрическую схему уп­равления тремя асинхронными нереверсивными электродвигателями, ко­торая предусматривает: общий пуск и останов всех электродвигате­лей; пуск электродвигателей последовательно:

1дв + 2дв + 3дв - 1дв, при этом 1-й двигатель включается кноп­кой "пуск", остальные электродвигатели включаются автоматически: 1-й двигатель включает 2-й, 2-й включает 3-й, 3-й выключает 1-й двигатель.

На рис.16 представлены принципиальные электрические схемы, реализующие поставленные задачи. На рис.16а представлена схема управления силовыми цепями электродвигателей, на рис.16б представлена схема управления пускателями магнитными и световой сигнали­зацией.

Для различных типов КМ число его контактов может быть раз­личным, однако, большинство нереверсивных КМ имеет 3 пары основных "3" контактов и одну пару "З" блок-контактов (для блокировки кноп­ки "Пуск"), что в ряде случаев бывает недостаточно для управле­ния электрическими цепями, в этих случаях применяют различные схемы размножения числа контактов магнитных пускателей. В рассмат­риваемых примерах используются схемы с применением промежуточных реле (K), контакты которого являются дополнением к контактам КМ.

Работа схем осуществляется в следующем порядке.

Нажатием на пусковую кнопку SB2 включается катушка KM1, что приводит к замыканию 4-х его "З" контактов (3 пары "З" контак­тов включают силовую цепь 1М, одна пара "З" контактов блокирует кнопку "Пуск"). Одновременно с включением катушки KM1 включает­ся катушка K1, "З" контакты которого включают цепь питания ка­тушек KM2, К2 и сигнальной лампы HL1. Срабатывание контактов KM2 и K2 вызывает включение двигателя (2М), сигнальной лампы (HL2), а также катушек KM3 и K3, что приводит к

 

а

б

Рис.16. ПЭС уп­равления тремя асинхронными нереверсивными электродвигателями

 

включению дви­гателя 3М и сигнальной лампы HL3. Размыкающий контакт K3 вык­лючает катушку KM1, т.е. 1-й двигатель.

Блокировка контактами KM2 замыкающих контактов K1, включен­ных в цепь катушки KM2, необходима для того, чтобы при выключе­нии KM1 и K1 (при срабатывании "Р" контактов K3) не произошло выключения KM2 (за счет размыкания контактов K1).

Задача 2. Составить принципиальную электрическую схему пос­ледовательного управления 3-мя асинхронными нереверсивными элект­родвигателями с выдержкой времени, т.е. "Пуск" —> 1дв + t1 2дв + t2 3дв – t3 1дв.

Кнопкой "Пуск" включается 1-й двигатель, 2-й двигатель включается автоматически через промежуток времени t1 после включения 1-го двигателя и т.д. Поставленная задача решается аналогично задаче 1, только здесь вводятся реле времени для по­лучения промежутков времени.

Реализация задачи представлена на рис.17 только схемой уп­равления пускателями магнитными, т.к. схема управления силовыми цепями электродвигателя остается аналогичной, рассмотренной в задаче 1.

В остальных задачах также рассматриваются только схемы уп­равления пускателями магнитными, схемы же управления силовыми цепями электродвигателей аналогичны рассмотренным выше для не­реверсивных и реверсивных электродвигателей, а количество участ­вующих электродвигателей не меняет самого принципа управления их силовыми цепями.

Рис.17. ПЭС пос­ледовательного управления 3-мя асинхронными нереверсивными элект­родвигателями с выдержкой времени

Задача 3. Составить электрическую схему блокировки работы 2-х асинхронных нереверсивных электродвигателей (рис.18).

Предусмотреть два варианта блокировки: Схема "а" - 2-й электродвигатель может быть включен, если не работает 1-й электродвигатель.

 

 

Рис.18. ПЭС блокировки работы 2-х асинхронных нереверсивных электродвигателей

 

Схема "б" - 2-й электродвигатель может быть включен, если ра­ботает 1-й электродвигатель.

По схеме "а" 2-й электродвигатель можно включить нажатием на кнопку SB4 только в том случае, если контакты K1, стоящие в цепи питания катушки KM2, будут замкнуты, что возможно лишь при неработающем 1РП, т.е. при неработающем 1-м двигателе.

По схеме "б", наоборот, контакты K1, стоящие в цепи KM2, будут замкнуты лишь при включении K1, т.е. когда 1-й электро­двигатель работает.

Задача 4. Составить электрическую схему управления возвратно-поступательным движением задвижки.

Предусмотреть два варианта управления:

Вариант "а" - задвижка управляется вручную оператором и автоматически останавливается в крайних положениях ("открыто", "закры­то").

Вариант "б" - задвижка автоматически совершает движение из левого положения в правое и наоборот.

В случае составления электрической схемы, отображающей слож­ную взаимосвязь работы отдельных механизмов, предварительно, целесообразно составить структурную схему, которая дает общую картину взаимосвязи работы отдельных механизмов и аппаратов (рис.19).

Рис.19. Структурная схема управления возвратно-поступательным движением задвижки

 

Для привода задвижки примечен реверсивный асинхронный электродвигатель, который управляется реверсивным пускателем магнитным, состоящим из пускателя магнитного, управляющего открытием задвижки (KM1), и пускателя магнитного, управляющего закрытием задвижки (KM2). Для автоматического останова задвижки в ее крайних положениях установлены конечные (путевые выклю­чатели: SQ1 - в левом положении и SQ2 - в правом положении задвижки. На структурной схеме представлено, также направление вза­имосвязи конечных выключателей с пускателями магнитными (пунк­тирной линией для варианта "а", сплошной - для варианта "б").

Исходя из рассмотренной структурной схемы, составлена прин­ципиальная электрическая схема управления задвижкой (рис.20). На приведенной схеме включение контактов конечных выключателей для варианта "б" обозначено пунктирной линией. Для того чтобы не применять реле промежуточные, на схеме сигнальные лампы (HL1 и HL2) включены параллельно катушкам пускателей магнитных. При работе по варианту "б" можно не применять сигнальные лампы ЛСЗ и ЛСО, т.к. сигнализация крайних положений задвижки в этом случае необязательна.

Рассмотрим работу схемы для обоих вариантов.

Вариант "а", задвижка находится, например, в каком-то сред­нем положении (положение контактов на схеме соответствует этому случаю), сигнальные лампы HL3 и HL4 - не горят.

Если необходимо открыть полностью задвижку, то оператор нажатием на кнопку SB3 включает катушку пускателя магнитного KM1, что приводит к включению электродвигателя на открытие зад­вижки. При достижении задвижкой крайнего левого положения, она нажимает на шток конечного выключателя SQ1, что приводит к сра­батыванию его контактов: "Р" контакт SQ1 разрывает цепь питания катушки KM1, тем самым выключается электродвигатель и задвижка останавливается, одновременно, происходит замыкание "З" контак­та SQ1, что приводит к загоранию сигнальной лампы HL4, сигнали­зирующей об открытии задвижки, закрытие задвижки осуществляется аналогично, путем нажатия на кнопку SB2.

Задвижка, при необходимости, может быть остановлена в лю­бом положении (как крайнем, так и промежуточном) путем нажатия на кнопку "стоп" (SB1).

Вариант "б". Задвижка находится первоначально, как и для варианта "а", в каком-то промежуточном положении. Оператор на­жимает на кнопку SB2 или SB3.

Рис.20. ПЭС управления возвратно-поступательным движением задвижки

 

Например, при нажатии на кнопку SB3 происходит то же, что и в рассмотренном случае для варианта "а". Задвижка открывается до крайнего левого положения, срабатывают контакты SQ1, но в отличие от варианта "а" движение задвижки не прекращается, т.к. одновременно с отключением KM1 включается катушка KM2, потому что параллельно кнопке SB2 включены "З" контакты SQ1. При закрытии задвижки срабатывают контакты SQ2, и движение задвижки автоматически меняется на противоположное. Как и в варианте "а", задвижку можно остановить в любой момент време­ни кнопкой "Стоп" (SB1).

Задача 5. Составить принципиальную электрическую схему управления работой насоса, подающего жидкость в накопительную емкость.

Схема должна предусматривать два режима работы: ручное управление (кнопками "Стоп" и "Пуск") и автоматический режим (от чувствительных элементов верхнего и нижнего уровней ВУ, НУ), работа в автоматическом режиме должна предусматривать осуществление следующих процессов: включение насоса при опо­рожнении емкости и его отключение при заполнении емкости (рис.21).

Рис.21. Структурная схема управления работой насоса, подающего жидкость в накопительную емкость

 

На рис.22 приведены электрические схемы управления рабо­той насоса, реализующие поставленные задачи. Схемы "а" и "б" идентичны по выполняемым функциям, их различие заключается в том, что схема "а" выполнена по ГОСТу 2.725-68 и 2.747-68, а схема "б", как и все ранее приведенные схемы, по ГОСТу 2.755-74.

Рисунки иллюстрируют, как читать схемы, изображенные по разным ГОСТам. Это необходимо знать, т.к. в настоящее время, как уже указывалось, во многих учебных и справочных материалах принципиальные схемы еще изображаются по ГОСТу 2.725-68 и ГОСТу 2.747-68.

 

 

 

Рис.21. ПЭС управления работой насоса, подающего жидкость в накопительную емкость

 

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 2.701-84 Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению. – М.: Изд-во стандартов, 1992.

2. ГОСТ 2.702-75 Правила выполнения электрических схем. – М.: Изд-во стандартов, 1975.

3. ГОСТ 2.755-87 Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения. – М.: Изд-во стандартов, 1987.

4. ГОСТ 2.710-81 Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах. – М.: Изд-во стандартов, 1981.

6. ГОСТ 2.721-74 Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения. – М.: Изд-во стандартов, 1974.

 

Обозначения условные графические, наиболее часто встречающиеся при изображении принципиальных электрических схем