Schematy elektryczne sterowania technologicznego i sygnalizacji

Schematy sterowania technologicznego składają się z otwartych kanałów, przez które informacja o przebiegu procesu technologicznego wpływa do punktu kontrolnego obiektu.

Systemy sterowania technologicznego posiadają dużą liczbę parametrów (lub stanów mechanizmów produkcji), dla których do prawidłowego przebiegu procesu technologicznego wystarczy informacja dwupozycyjna (parametr jest w normie — parametr jest poza normą, mechanizm jest uruchomiony — mechanizm jest dezaktywowany itp.).

Parametry te są monitorowane za pomocą obwodów alarmowych. Najczęściej w tych obwodach stosuje się elektryczne elementy przekaźnikowo-stykowe z alarmami świetlnymi i dźwiękowymi odchyleń parametrów.

Sygnalizacja świetlna realizowana jest za pomocą różnych opraw sygnalizacyjnych. W takim przypadku sygnał świetlny można odtworzyć za pomocą światła stałego lub migającego, blasku lamp z niepełnym kanałem. Sygnalizacja dźwiękowa odbywa się z reguły za pomocą dzwonków, sygnałów dźwiękowych i syren.W niektórych przypadkach sygnalizacja zadziałania zabezpieczenia lub automatyki może odbywać się za pomocą specjalnego sygnału pokazującego migające przekaźniki.

Systemy alarmowe są opracowywane specjalnie dla danego obiektu, więc zawsze są ich schematy.

Schematyczne schematy sygnalizacji można podzielić na następujące grupy w zależności od ich przeznaczenia:

1) obwody sygnałowe pozycji (stanu) — dla informacji o stanie urządzeń technologicznych („otwarty” — „zamknięty”, „aktywny” — „wyłączony” itp.),

2) układy alarmów procesowych informujące o stanie takich parametrów procesu jak temperatura, ciśnienie, natężenie przepływu, poziom, stężenie itp.,

3) schematy sygnalizacji poleceń, umożliwiające przekazywanie różnych instrukcji (rozkazów) z jednego punktu kontrolnego do drugiego za pomocą sygnałów świetlnych lub dźwiękowych.

Zgodnie z zasadą działania wyróżnia się:

1) obwody alarmowe z indywidualnym usuwaniem sygnału dźwiękowego, charakteryzujące się wystarczającą prostotą i obecnością dla każdego sygnału osobnego klawisza, przycisku lub innego urządzenia przełączającego, które umożliwia wyłączenie sygnału dźwiękowego.

Schematy takie służą do sygnalizowania położenia lub stanu poszczególnych jednostek i są mało przydatne w masowej sygnalizacji technologicznej, gdyż w nich, jednocześnie z sygnałem dźwiękowym, zazwyczaj wyłączany jest również sygnał świetlny,

2) schematy z centralnym (wspólnym) przechwytywaniem sygnału dźwiękowego bez powtarzania czynności, wyposażone w jedno urządzenie, za pomocą którego można wyłączyć sygnał dźwiękowy, zachowując indywidualny sygnał świetlny.Wadą obwodów bez powtórnego zadziałania sygnału dźwiękowego jest niemożność odebrania nowego sygnału dźwiękowego do momentu rozwarcia styków urządzeń elektrycznych, które spowodowały pojawienie się pierwszego sygnału,

3) obwody z centralnym usuwaniem sygnału dźwiękowego z powtarzaniem akcji, które korzystnie różnią się od poprzednich schematów możliwością ponownego wydawania sygnału dźwiękowego po wyzwoleniu dowolnego czujnika alarmowego, niezależnie od stanu wszystkich innych czujników.

Zgodnie z naturą prądu schematy dzielą się na prąd stały i przemienny.

W praktyce tworzenia systemów automatyzacji procesów technologicznych stosowane są różne schematy sygnalizacji, różniące się zarówno budową, jak i sposobem budowy poszczególnych węzłów. Wybór najbardziej racjonalnej zasady budowy obwodu alarmowego jest determinowany specyficznymi warunkami jego działania, a także wymaganiami technicznymi dotyczącymi urządzeń sygnalizacji świetlnej i czujników alarmowych.

Obwody sygnałowe do pozycjonowania

Schematy te są realizowane dla mechanizmów posiadających dwa lub więcej stanowisk pracy.Nie jest możliwe pokazanie i rozebranie wszystkich spotykanych w praktyce obwodów sygnałowych, a także przeanalizowanie niezawodności i sprawności każdego z nich ze względu na ich różnorodność. Dlatego poniżej rozważymy najbardziej typowe i często powtarzane w praktyce opcje schematów.

Najbardziej rozpowszechnione są dwie opcje budowania schematów sygnalizacji położenia (stanu) mechanizmów technologicznych:

1) obwody alarmowe połączone z obwodami sterowania,

2) obwody alarmowe z niezależnymi obwodami sterowania mocą dla grupy mechanizmów technologicznych o jednym lub różnym przeznaczeniu.

Obwody sygnalizacyjne łączone z obwodami sterowniczymi co do zasady wykonuje się wtedy, gdy tablice i pulpity sterownicze nie posiadają obwodów mnemonicznych, a powierzchnia użytkowa tablic i pulpitów pozwala na stosowanie opraw sygnalizacyjnych bez ograniczania ich gabarytów, co umożliwia bezpośrednie zasilanie z obwodów sterujących. Sygnalizacja położenia (stanu) mechanizmów technologicznych w takich schematach może odbywać się za pomocą jednego lub dwóch sygnałów świetlnych z równomiernym spalaniem lamp.

Schematy zbudowane z jedną lampą sygnalizują z reguły stan włączenia mechanizmu i są stosowane w warunkach, w których przebieg procesu technologicznego i niezawodność pozwalają na taki alarm.

Należy zauważyć, że takie schematy nie przewidują sprzętu, który pozwala podczas pracy okresowo sprawdzać przydatność lamp. Brak takiej kontroli w przypadku przepalenia się lampy może prowadzić do błędnej informacji o stanie mechanizmu i zakłócenia normalnego przebiegu procesu technologicznego. Dlatego też, jeśli nie dopuszczono do pojawienia się fałszywych informacji o stanie procesu technologicznego, stosuje się obwody z sygnalizacją dwulampową.

Obwody sygnalizacji położenia za pomocą dwóch lamp stosowane są również w mechanizmach takich jak urządzenia zamykające (zamki, amortyzatory, zawory, amortyzatory itp.), gdyż zapewniają niezawodną sygnalizację dwóch pozycji roboczych („otwarty” — „zamknięty”) takich urządzeń wykorzystujących pojedynczą lampę jest praktycznie trudne.

Ryż.1... Przykłady budowy najprostszych schematów sygnalizacji połączonych ze schematami sterowania

Ryż. 2... Przykłady schematów sygnałów z niezależnym zasilaniem: a — włączenie lamp poprzez styki blokowe rozruszników magnetycznych, b — sprowadzenie schematów do postaci łatwej do odczytania, c — jeżeli położenie wyłącznika sterującego nie pokrywa się z położeniem sterowanego mechanizmu, lampka miga, d — jeżeli klawisz sterujący nie odpowiada położeniu sterowanego mechanizmu, lampka przepala się niecałkowicie, LO — lampka sygnalizacyjna «Mechanizm wyłączony», LV, L1 — L4 — lampki sygnalizacyjne „Mechanizm włączony”, V, OV, OO, O — pozycje klawisza sterującego KU (odpowiednio „Włączony”, „Włącz pracę”, „Operacja wyłączona”, „Wyłączony”), SHMS - szyna świetlna migająca, SHRS – szyna świetlna jednolita, DS1, DS2 – dodatkowe rezystory, PM – styki magnetycznej listwy rozruchowej, KPL – przycisk sprawdzania lamp, D1-D4 – diody rozdzielające

Podsumujmy niektóre wyniki. Schematy z niezależnymi obwodami sterowania zasilaniem (patrz rys. 2) służą głównie do sygnalizowania położenia różnych mechanizmów technologicznych na schematach mnemotechnicznych. W takich schematach stosuje się głównie małe oprawy sygnałowe, przeznaczone do zasilania prądem przemiennym lub stałym o napięciu nieprzekraczającym 60 V.

Sygnał można odtworzyć za pomocą jednej lub dwóch lamp oświetlonych światłem ciągłym lub migającym (patrz ryc. 2, c) lub niepełnym ogrzewaniem (patrz ryc. 2, G). Takie sygnały świetlne są zwykle stosowane w schematach, w których sygnalizuje się, że położenie pilota mechanizmu, w tym przypadku klawisza sterującego KU, nie odpowiada rzeczywistemu położeniu mechanizmu.

W obwodach sygnałowych dla pozycji z mocą niezależną od obwodów sterujących wykonywanych przy użyciu jednej lampy, z reguły przewidziano sprzęt do monitorowania sprawności lamp sygnalizacyjnych (patrz ryc. 2, a).

Schematy sygnalizacji procesowej

Obwody sygnalizacji procesowej przeznaczone są do ostrzegania personelu obsługi o naruszeniu normalnego przebiegu procesu technologicznego. Sygnalizacja technologiczna jest odtwarzana światłem ciągłym i migającym i z reguły towarzyszy jej sygnał dźwiękowy.

Sygnalizacja według celu może być ostrzegawcza i awaryjna. Podział ten zapewnia różną reakcję personelu obsługującego na charakter sygnału, który określa taki lub inny stopień zakłócenia procesu technologicznego.

Największe zastosowanie znajduje się w obwodach sygnałów technologicznych z centralnym odbiorem sygnału audio. Umożliwiają odebranie nowego sygnału dźwiękowego przed rozwarciem styków, które spowodowały pojawienie się poprzedniego sygnału. Stosowanie różnych urządzeń przekaźnikowych i sygnalizacyjnych, różnych napięć i rodzajów prądu praktycznie nie zmienia zasady działania obwodów.

Procesy technologiczne wymagają pozycyjnej kontroli dużej liczby parametrów, a charakterystyczną cechą łańcuchów sygnałów technologicznych jest obecność wspólnych obwodów węzłowych, w których przetwarzane są informacje z wielu dwupołożeniowych czujników technologicznych.

Informacje z tych węzłów wydawane są w postaci sygnałów dźwiękowych i świetlnych tylko dla tych parametrów, których wartości są poza normą lub są niezbędne do sterowania procesem technologicznym. Współdzielone węzły zmniejszają zapotrzebowanie na sprzęt i koszty automatyzacji produkcji.

W zależności od ilości sygnalizowanych parametrów, sygnalizacja świetlna może odbywać się światłem ciągłym lub migającym. Podczas sygnalizacji wielu parametrów (ponad 30) stosuje się schematy z migającym sygnałem. Jeśli liczba parametrów jest mniejsza niż 30, stosowane są jednolite schematy oświetlenia.

Algorytm działania układów sygnalizacji technologicznej w większości przypadków jest taki sam: przy odchyleniu parametru od wartości zadanej lub po jego przekroczeniu podawana jest sygnalizacja dźwiękowa i świetlna, sygnał dźwiękowy kasowany jest przyciskiem w celu usunięcia sygnału dźwiękowego, lampka sygnał zanika, gdy zmniejsza się odchylenie parametru od wartości dopuszczalnej.

Ryż. 3... Obwód sygnalizacji procesu z diodami separacyjnymi i lampą błyskową: LCN — lampka kontrolna napięcia, Зv — brzęczyk, RPS — przekaźnik alarmu ostrzegawczego, RP1 -RPn — przekaźniki pośrednie poszczególnych sygnałów włączane stykami czujnika D1 — Dn na sterowaniu technologicznym , LS1 — LSn — pojedyncze lampy, 1D1-1Dn, 2D1-2Dn — diody izolujące, KOS — przycisk testowania sygnału, KSS — przycisk odbioru sygnału, SHRS — szyna światła stałego, SHMS — szyna światła migającego

Ryż. 4. Obwód alarmowy wykorzystujący parę impulsów zamiast migającego źródła światła

Obwody alarmów procesowych z sygnałem dźwiękowym zależnym od sygnału świetlnego służą wyłącznie do sygnalizacji ostrzegawczej stanu niekrytycznych parametrów procesu, ponieważ w tych obwodach możliwa jest utrata sygnału w przypadku uszkodzenia lampki sygnalizacyjnej.

Można spotkać schematy sygnalizacji procesowej z indywidualnym odbiorem sygnału dźwiękowego.Obwody są zbudowane przy użyciu niezależnego przełącznika, przycisku lub innego urządzenia przełączającego dla każdego sygnału, który wyłącza brzęczyk i służą do sygnalizowania stanu poszczególnych jednostek. Równocześnie z sygnałem dźwiękowym wyłączany jest również sygnał świetlny.

Schematy sygnałów poleceń

Sygnalizacja rozkazów zapewnia jednokierunkowe lub dwukierunkowe przesyłanie różnych sygnałów rozkazowych w warunkach, w których wykorzystanie innego rodzaju łączności jest technicznie niepraktyczne, aw niektórych przypadkach utrudnione lub niemożliwe. Schematy sygnalizacji poleceń są proste i zwykle łatwe do odczytania.

Ryż. 5. Przykładowy schemat obwodu sygnalizacji rozkazów (a) oraz schemat interakcji (b i c).

na ryc. 5 i pokazano schemat jednokierunkowego sygnału świetlnego i dźwiękowego wzywającego personel uruchamiający do pracy. Wywołanie z miejsca pracy odbywa się poprzez naciśnięcie przycisków wywołania (KV1-KVZ), które na pulpicie dyspozytora zawierają sygnały świetlne (L1-ЛЗ) i dźwiękowe (Dźwięk). Dyspozytor po ustaleniu numeru stanowiska poprzez sygnału świetlnego, z którego został odebrany sygnał, poprzez naciśnięcie przycisku usuwania sygnału, KCC przywraca obwód do pierwotnego stanu. Przekaźniki RP1-RPZ i RS1-RSZ są pośrednie.