3.НАУЧНОТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

3.1.СЛОВАРЬ ПОНЯТИЙ

1.Управление (регулирование) – совокупность операций, необходимых для поддержания или изменения в требуемом направлении показателей процесса.

2.Датчики - чувствительные элементы, предназначенные для измерения физических неэлектрических величин ( влажности, скорости, веса, температуры и др.) и преобразования их в сигналы.

3.Регулирующий контур - совокупность управляемого объекта и измеритель- но-управляющей аппаратуры (регулятора).

4.Автоматическая сигнализация - оповещение обслуживающего персонала о месте и характере нарушений технологического процесса.

5.Автоматическое измерение - измерение и передача на регистрирующие приборы значения физических величин, характеризующих технологический процесс или работу машин.

6.Автоматическая сортировка - контроль и разделение продуктов по размеру, весу, твердости, вязкости и другим показателям ( например, сортировка зерна, яиц, фруктов, картофеля и т.п.).

7.Автоматический сбор информации - получение информации о ходе технологического процесса, о количестве и качестве выпускаемой продукции.

8.Автоматическая защита - совокупность технических средств, которая при возникновении ненормальных и аварийных режимов прекращают контролируемый производственный процесс.

3.2.ОСНОВНОЙ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Лекция 1. Устройство, монтаж датчиков и исполнительных механизмов.

1. Классификация средств автоматики.

2.Устройство датчиков температуры, давления, положения.

3.Основы технологии монтажа датчиков.

4.Конструкции и монтаж исполнительных механизмов.

5.Особенности монтажа средств управления.

Классификация средств автоматики

Научно-технический прогресс в сельском хозяйстве связан с комплексной механизацией технологических процессов и широкое применение средств автоматизации. В настоящее время все более важное значение приобретает автоматизация технологических процессов по производству и переработке сельскохозяйственной продукции на базе современной агропромышленной поточной технологии, контроля и учета энергоресурсов, оперативного диспетчерского управления.

Для выполнения поставленных перед сельским хозяйством задач по повышению эффективности производства необходимо широкое внедрение современных приборов и средств автоматизации, создание эффективных систем управления технологи-

297

ческими процессами. Новые возможности для этого открываются с применением микропроцессорных средств автоматизации в системах управления, создаются предпосылки для применения высокопроизводительных энерго- и ресурсосберегающих технологий.

В зависимости от функций, выполняемых автоматическими устройствами, различают следующие основные виды автоматизации: автоматический контроль, автоматическую защиту и автоматическое управление.

Автоматический контроль включает автоматическую сигнализацию, измерение, сортировку и сбор информации.

Автоматическая защита - совокупность технических средств, которая при возникновении ненормальных и аварийных режимов прекращают контролируемый производственный процесс.

Автоматическое управление включает комплекс технических средств и методов по управлению, обеспечивающих пуск и остановку основных и вспомогательных устройств, безаварийную работу, соблюдение требуемых значений параметров в соответствии с оптимальным ходом технологического процесса.

Промышленные сельскохозяйственные комплексы принципиально отличаются от промышленных предприятий. Для них характерны наличие в технологическом процессе биологического объекта ( животных, растений), требующего применения ручных операций обслуживания и не поддающегося (на современном этапе) строгому математическому описанию, низкая надежность ряда поточных систем механизации, не позволяющая создавать полностью автоматические поточные линии.

Указанные особенности в значительной мере осложняет работу по созданию систем автоматики для животноводства, птицеводства и растениеводства.

Внедрение средств автоматики в производство началось в 20 годы прошлого столетия и продолжается до настоящего времени. За этот период элементная база средств автоматики прошла несколько этапов своего развития. На начальном этапе применялась и это до сих пор широко используется в сельском хозяйстве релейноконтактная аппаратура: реле, магнитные пускатели, ключи управления и т.д. Структура и работа релейных схем основана на логике и связями между переменными, принимающими только два значения (0 и 1), которые характеризуют состояние в релейных устройствах: 0 – цепь разомкнута, 1 – цепь замкнута.Принципиальные релейноконтактные схемы относятся к классу двоичных систем.

Структурная схема система автоматического управления состоит из отдельных схем исполнительных механизмов. На рис 7.1 представлена структурная схема управления приводом кормораздатчика при использовании кнопки и одного конечного выключателя.

298

На следующем этапе в создании узлов автоматики начали применяться полупроводниковые элементы: диоды, транзисторы, тиристоры и затем - интегральные микросхемы. В настоящее время при создании функциональных приборов и узлов используются большие интегральные схемы, получившие название микропроцессоров.

Развитие вычислительной техники дало возможность резко увеличить объемы и скорость обработки информации, что позволило создать автоматизированные системы управления предприятием, технологическим процессом.

С появлением микропроцессоров, являющихся основным элементом микро ЭВМ, появилась новая техническая база для автоматизации производства. Использование микро ЭВМ привело к расширению возможностей, изменению состава и способов разработки, уменьшению габаритов систем управления. Устройство управления оборудованием технологической линии включает вычислительную систему.

В качестве вычислительной системы устройства управления могут быть использованы как микро ЭВМ, так и микроконтроллеры. Однокристальные (однокорпусные) микроконтроллеры представляют собой приборы, конструктивно выполненные в виде БИС и включающие микропроцессор, память программ и память данных, а также программируемые интерфейсные схемы для связи с внешней средой. К настоящему времени более двух третей мирового рынка микропроцессорных средств составляют именно однокристальные микроконтроллеры.

Система автоматического управления (САУ) – это система, в которой управляющее воздействие вырабатывается в результате сравнения истинного значения управляемой переменной с ее заданным значением и состоит из регулятора и объекта управления. Функциональна схема САУ представлена на рис. 7.3. Регуляторы применятся для регулирования одного или соотношения двух параметров технологического процесса.

Рис. 7.3. Функциональная схема САУ:

1– регулятор ( ЗУ – задающее устройство, УУ – усилительное устройство, ФУ1

иФУ2 – формирующие устройства, ИМ – исполнительный механизм, РО – регулирующий орган, ИП – измерительный преобразователь)

2 – объект управления (ОУ), х, у, х3, хро – функциональные связи Свойства объектов управления могут быть самые разнообразные, поэтому ре-

гулирующий орган, исполнительный механизм и измерительный преобразователь будут отличаться всевозможными конструктивными решениями.

Конструктивно электронный регулятор состоит из: -датчика,

-регулирующего прибора, сравнивающего истинное значение переменной с заданным значением и преобразующим ошибку рассогласования в управляющий сигнал,

300

-исполнительного механизма, преобразующего управляющий сигнал в управляющее воздействие,

-регулирующего органа, обеспечивающего изменение регулирующего потока вещества или энергии в управляющее воздействие.

Управление технологическим процессом в общем виде осуществляется следующим образом. С помощью датчиков различных типов выполняется сбор информации о параметрах технологического процесса ( температура, влажность, давление, вес, скорость, длительность процесса и др.), на основании которых делается анализ протекания технологического процесса и с помощью исполнительных механизмов осуществляется его автоматическое управление или регулирование. Любую систему автоматического регулирования можно представить в виде нескольких групп приборов и оборудования, а именно: датчики, приборы контроля и регулирования параметров технологического процесса, компьютеры и промышленные контроллеры, комплектные шкафы автоматики и исполнительные механизмы.

Исполнительный механизм – это устройство, которое принимает сигнал устройства управления и воздействует на управляемый вход объекта управления. К ним относятся: электродвигатели, тяговые электромагниты, пневмо-и гидроцилиндры.

Регулирующий орган (РО)- это устройства, через которые проходят потоки вещества или энергии, и представляют собой различного рода транспортеры, вентиляционные уставки, компрессоры, клапана , задвижки и т.п.

Устройство датчиков температуры, давления и положения

Датчики (первичные преобразователи) обеспечивают преобразование различных физических величин в электрические сигналы, которые поступают в блок управления (контроллер, компьютер,) где они сравниваются с заданными величинами. При несоответствии их параметрам технологического процесса из блока управления поступает сигнал на исполнительные механизмы для изменения параметров. Электропривод исполнительного механизма отрабатывает входной сигнал и передает в виде импульса на электродвигатель, который обеспечивает перемещение рабочего органа пропорционально длительности импульса.

К датчикам предъявляются следующие требования:

-линейность и однозначность статической характеристики ( допускаемая нелинейность до 3%),

-стабильность характеристик во времени,

-устойчивость к воздействиям контролируемой среды,

-взаимозаменяемость однотипных устройств,

-удобство монтажа и обслуживания.

Взависимости от измеряемой величины различают датчики температуры, влажности, давления, уровня и пр. По принципу действия датчики классифицируют на электрические, механических перемещений ( линейных и угловых), оптические, комбинированные и другие. В настоящее время существует приблизительно следующее распределение доли измерений различных физических величин в промышленности: температура – 50%, расход (массовый и объемный) – 15%, давление – 10%, уровень –

301

5%, количество (масса, объем) – 5%, время -4%, электрические и магнитные величины - менее 4%.

По виду выходной величины различают неэлектрические и электрические датчики. Большинство датчиков является электрическими. Это обусловлено следующими достоинствами электрических измерений:

-электрические сигналы удобно передавать на расстояние, причем передача осуществляется с высокой скоростью;

-электрические сигналы универсальны в том смысле, что любые другие измерения физических величин могут быть преобразованы в электрические и наоборот;

-электрические сигналы точно преобразуются в цифровой код, позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и быстродействия средств измерений.

Различают три класса датчиков:

-аналоговые датчики, вырабатывающие аналоговый сигнал пропорционально изменению входной величины;

-цифровые датчики, генерирующие последовательность импульсов или двоичное слово;

-бинарные (двоичные) датчики, которые вырабатывают сигнал только двух уровней : включено/выключено ( 0 или 1). Бинарные датчики получили широкое распространение благодаря своей простоте.

Сигналы датчиков используются либо непосредственно в схемах управления, либо предварительно обрабатываются в специальных устройствах – регуляторах, которые и осуществляют управление различными технологическими режимами в автоматическом режиме.

Температура является наиболее часто измеряемым параметром в технологических процессах.

Датчики температуры могут быть терможидкостные, термопары, термопробразователи сопротивления, термореле. Терможидкостные датчики преобразуют изменение температуры в изменение высоты столба жидкости в капилляре, т.е. контактные термометры.

Для контактных термометров стандартными призваны два принципа измерения: с использованием термопар и датчиков сопротивления.

Термопары представляют собой разнородные проводники или полупроводники соединенные между собой пайкой. При нагревании термопары в сочленении проводников из разных материалов возникает термо ЭДС, которая пропорциональна температуре.

Термопара (термоэлектрический преобразователь) типа ТХА, ТХК, ТПП и пр. состоит из двух спаянных на одном из концов проводников, изготовленных из металлов, обладающих разными термоэлектрическими свойствами. На рис.7.4 представлен общий вид термопары, используемой для измерения температуры в жидких и газообразных средах.

302

Для подключения термопробразователей сопротивления к приборам используется трехпроводная схема, которая позволяет уменьшить погрешность измерения, возникающую при изменении сопротивлении проводов, рис 7.6.

Рис.7.6 Схема подключения термопробразователя сопротивления к прибору

К одному из выводов терморезистора подсоединяют два провода, а третий подключается к другому выводу. При этом необходимо соблюдать условие равенства сопротивлений всех трех проводов

О конструктивных параметрах датчиков температуры можно судить по датчику типа ТТЦ01-180, представленному на рис 7.7.

Рис.7.7 Размеры датчика температуры типа ТТЦ01-180 D (4-6мм), L (160-1500мм)

Термопары пригодны для измерения температур в диапазоне от 0 до 1800 град. С. Они характеризуются быстрой реакцией и высокой вибростойкостью.

Принцип работы термопреобразователей сопротивления ТСМ, ТСП основан на зависимости электрического сопротивления металлов от температуры. Термопреобразователи выполняют в виде катушки из тонкой меди или платиновой проволоки на каркасе из изоляционного материала, заключенной в защитную гильзу. В чувстви-

304

тельных элементах датчиков наиболее часто используется Рт-100, который имеет номинальное значение 100 Ом при 0 град. С. Они используются для измерения температуры от – 200 до 800 град. С и характеризуются высокой точностью и долговременной стабильностью. Датчики Рт-100 изготавливаются в различных форматах:

-керамические чувствительные элементы с проволочной намоткой. Спираль из платиновой проволоки наматывается и вставляется в трубку с порошком оксида магния и выводится наружу с помощью платинового провода.

-тонкопленочные чувствительные элементы. Платиновый слой наносится напылением на керамическую пластину, затем наверх наплавляется стеклянный слой для защиты соединительных проводов и платинового слоя.

Механическая конструкция термометров, используемых на технологических установках, одинакова для термометров сопротивления и термопар.

Измерительные вставки состоят из трубки , выполненной из нержавеющей стали, внутри которой помещаются внутренние провода датчиков сопротивления или термопар. Чувствительный элемент находится на наконечнике измерительной вставки. На верхнем конце измерительной вставки устанавливаются электрические контакты. Соединительная головка устанавливается на шейку термометра или термогильзу. Соединительные головки, в которых устанавливаются клеммная головка или преобразователь. Различаются по форме и материалу изготовления (пластик, алюминий или нержавеющая сталь). Кабельные вводы М20х1,5, пригодны для кабелей диаметром от 5 до 9 мм. Термогильза является компонентом термометра, непосредственно контактирующим со средой.

Термопреобразователи обеспечивают непрерывное преобразование температуры в унифицированный выходной сигнал 0…5 мА, 0…20 мА и 4…20 мА. Измерительные преобразователи монтируются в головке термопреобразователя и могут поставляться отдельно. Термопреобразователи обычно изготавливаются с корпусом и могут быть трех типов:

-устройства, монтируемые на рейке ДИН, пригодные для установки на панели,

-встраиваемые преобразователи для непосредственной установки в соединительных головках термометра,

-полевые преобразователи для прямого присоединения в производственной

зоне.

305

Термопреобразователи сопротивления (игольчатые) типа К1 предназначены для контроля температуры сыпучих и пластичных сред, при горячей или холодной обработке или хранении ( зерно, мороженое, мясные и хлебобулочные изделия), а типа Кл2-1 и Кл2-2 для контроля температуры плоских объектов и труб ( интервал измерения 40-125 градусов).

Термометры сопротивления типа Кл1-1 используются, когда расстояние от точки контроля до прибора может достигать 1000 м. В терморезисторах используется полупроводник с положительным температурным сопротивлением (позисторы) или с отрицательным коэффициентом сопротивлением (термисторы). В качестве чувствительного элемента применяются полупроводниковый датчик с чувствительностью 10 - 50 мВ/град в диапазоне преобразований от -40 до + 125 град.С.

Измеритель-регулятор температуры двухканальный с универсальным входом - ОВЕН ТРМ202, представлен на рис 7.8

Рис 7.8 Измерительрегулятор температуры ОВЕН ТРМ202 Двухканальный измеритель нового поколения рекомендуется к применению в

холодильной технике, сушильных шкафах, печах, пастеризаторах и другом технологическом оборудовании. Класс точности 0,5/0,25 Прибор выпускается в корпусах 3-х типов: настенном Н и щитовых (Щ1 и Щ2).

Функциональная схема регулятора температуры ТРМ202 представлена на рис

7.9

306

Датчики давления подразделяются на абсолютного, избыточного и дифференциального давления ( разности перепада давления ). Датчики гидростатического давления предназначены для работы в системах контроля и регулирования технологическими процессами с целью непрерывного преобразования гидростатического давления контролируемой среды в унифицированный сигнал постоянного тока.

Датчики дифференциального давления используются для измерения расхода жидкостей, газа, пара, уровня жидкости.

Преобразователи давления измерительные АИР-10L используются в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и предназначены для непрерывного преобразования в унифицированный токовый выходной сигнал 4...20 мА следующих величин: абсолютного давления — АИР-10L- ДА; избыточного давления — АИР-10L-ДИ; избыточного давления-разрежения — АИР-10L-ДИВ.

Монтаж наиболее широко применяемых приборов для измерения давления производят по типовым схемам. Датчики давления типа АИР-10 состоят из первичного преобразователя и электронного устройства. Работает он следующим образом: среда под давлением подается в камеру первичного преобразователя и деформирует его мембрану, что производит к изменению электрического сопротивления расположенных на них тензорезисторов, включенных в электрическую цепь делителя напряжения, в результате чего первичный преобразователь выдает сигнал напряжения. Электронное устройство преобразует электрический сигнал в цифровой код значения измеряемого давления, который затем преобразуется в унифицированный токовый выходной сигнал. АИР-10 могут подключаться к компьютеру посредством интерфейса RS 232. Одним из перспективных датчиков давления является прибор Элемер АИР-30,

рис.7.10.

Рис.7.10 Датчик давления Элемер АИР-30

309

б) РВП 72- 1 2

РВП – реле времени пневматическое; 72 – номер разработки; 1 – величина реле;

2 – число контактных групп Диапазон выдержек времени 0,4 – 180 с.

в) ВЛ – 34 В – реле времени;

Л – электронное; 34 – номер разработки.

Напряжения питания 110 и 220 В переменного и постоянного тока. Диапазон выдержек времени: 1 – 100 с; 0,1 – 10 мин; 0,1 – 10 ч.

г) ВС – 10 – 12

ВС – реле времени, с приводом от синхронного двигателя; 10 – номер разработки; 1- количество цепей ( 3 или 6 );

2 – пределы выдержки времени. Напряжение питания – 127, 220 В переменного тока.

Схема электронного реле в общем случае содержит генератор и счетчик электрических импульсов. Когда на вход подается управляющий сигнал например, напряжения питания, генератор начинает выдавать импульсы, которые пересчитываются счетчиком. После того, как число импульсов достигает заданного значения, срабатывает выходное устройство реле (замыкаются или размыкаются контакты), при этом генератор и счетчик прекращают работу и возвращаются в исходное состояние. Реле может иметь несколько входных и выходных цепей, работающих параллельно или последовательно.

Электронные реле времени изготавливаются на различные выдержки времени ( например, реле ВЛ-54 – от 0,1с до 30 ч, реле ВЛ59 – от 0,1 с до 1000 мин, ВЛ-83 – от 0,1 с до 100 ч и т.д.) Напряжение питания – 24 до 220 В постоянного или переменного тока, количество выходных контактов – 2…6. На принципиальных электрических схемах контакты реле времени обозначаются по разному в зависимости от того, имеется выдержка времени при срабатывании или при отключении.

Существуют также циклические (программные) электронные реле времени (таймеры). Которые в отличии от ранее рассмотренных аппаратов не прекращают работу по истечении заданной выдержки времени, а обеспечивают повторное включение или отключение различных цепей с установленными выдержками до отключения питания. Фактически указанные реле обеспечивают коммутацию электрических цепей по заданной программе. поэтому их можно назвать программными. К таким реле относятся, в частности, ВЛ-83 и РВЦ-03.

Некоторые типы реле времени имеют цифровую индексацию текущего времени и установленных выдержек.

Электромеханические реле времени имеют микродвигатель, установленный в корпусе. Электродвигатель вращает небольшой вал, на котором размещены так назы-

312

ваемые программные диски. Диски представляют собой пластины с выступами, которые при вращении нажимают на контакты, вызывая их замыкание или размыкание с определенными выдержками времени. Данные реле имеют от 3 до 12 контактов, пределы выдержек времени 1с – 60 ч (реле типа ВС-43 ), продолжительность цикла до 125 ч (реле ВС-44).

Электронные реле времени являются сложными устройствами, в которых объединены электронный таймер - счетчик временных интервалов, и электромагнитное реле, контакты которого управляют исполнительными устройствами. Точность установки выдержки времени реле, в основном, определяется по шкале аналогового потенциометра. В многодиапазонных реле времени необходимо вначале выбрать временной диапазон, а затем в пределах выбранного диапазона выдержка времени устанавливается плавно, потенциометром. Шкала потенциометра реле проградуирована в процентах (%), от 5% до 100% от конечного значения временного диапазона.

Реле времени типа РВЦ-П3-У-14, рис. 7.12, запускаются подачей напряжения питания. По окончании выдержки времени реле требуется некоторое время для восстановления, обычно не превышающее 50...75 мс. В течение этого промежутка времени реле не принимает на вход никаких сигналов управления, о чем необходимо помнить при частом запуске реле.

Рис. 7.12 Реле времени - РВЦ-П3-У-14

313

контроль технологических параметров по граничным значениям и аварийная защита технологического оборудования;

логическое, программно-логическое управление технологическими агрегатами, автоматический пуск и останов технологического оборудования;

обмен данными с другими контроллерами в рамках контроллерной управляющей сети реального времени. На рис 7.15 представлены некоторые представители промышленных контроллеров.

КРОСС КРОСС-500

ТРАССА-500

Рис 7.15 Промышленные контроллеры

Основные области применения контроллера КРОСС-500 это системы автоматизации технологических объектов широкого класса (простых и сложных, медленных и быстрых, сосредоточенных и распределенных в пространстве) в различных отраслях с непрерывными и дискретными технологическими процессами (энергетические, химические, нефте- и газодобывающие, машиностроительные, сельскохозяйственные, пищевые производства, производство стройматериалов, предприятия коммунального хозяйства т.п.). Контроллер ориентирован на построение недорогих систем различной алгоритмической и информационной сложности. Схема подключенияконтроллерассетевым управлением, КИМ1представленанарис.7.16.

315

-блочные, включающие в себя средства автоматизации, нескольких агрегатов, сблокированных в единую комплексную установку,

-центральные, на которых располагают аппаратуру автоматизации, относящуюся ко всему технологическому процессу (цеха, завода) или комплексу технологически связанных производств,

-вспомогательные – к ним относятся щиты с регистрирующими приборами и счетчиками, релейной защиты, щиты питания и т.п.

Комплектные шкафы автоматики (КША), состоящие из современных компо-

нентов микропроцессорного и другого оборудования, предназначены для построения АСУТП, АСОДУ, АСКУЭ и других систем автоматизации и диспетчеризации в различных сферах деятельности, рис 7.17.

КША имеют базовые конфигурации в зависимости от решаемых задач в составе различных программно-технических комплексов (ПТК).

Рис 7.17. Комплектный шкаф автоматики

КША совместно с датчиками и исполнительными устройствами, установленными по месту, персональной ЭВМ с принтером, установленными на пункте управления верхнего уровня (автоматизированном рабочем месте оператора или диспетчера - АРМ оператора), обеспечивает выполнение следующих функций:

автоматический пуск и останов технологического оборудования;

317

аварийная защита, обеспечивающая автоматический останов при возникновении аварийных ситуаций;

автоматическое регулирование параметров техпроцесса; рабочая световая сигнализация о состояниях исполнительных устройств и тех-

нологических параметров; индикация информации на экране пульта оператора, расположенного на перед-

ней панели шкафа.

В комплект поставки КША входят:

шкаф КША с установленными в нем изделиями; переносные пульты для шкафных интеллектуальных устройств; преобразователи интерфейсов; руководство по эксплуатации (РЭ) на шкаф;

инструментальная система для подготовки, загрузки и отладки технологических программ (на платформе Win32).

КША представляет собой металлический шкаф с передней дверью и односторонним обслуживанием. На передней панели двери шкафа установлен блок управления и индикации, на его передней панели расположены пульт оператора (ПО), кнопки контроля сигнализации и отключения светозвуковой сигнализации, кнопки ПУСК и СТОП и единичные индикаторы (светодиоды) с нанесенными около них надписями.

Открытие двери шкафа обеспечивает доступ к монтажу и приборам (изделиям), установленным внутри шкафа. Внутри шкафа на монтажных рейках установлены: блок контроллера, блок резервной защиты, блок коммутации и связи БКС, блок питания БП, клеммно-блочные соединители. Внутри шкафа также устанавливаются автоматические выключатели для отключения питания устройств в соответствии с надписями. КША предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от 5 до 45 град.С, при относительной влажности воздуха до 80%.

Конструкция исполнительных механизмов

Исполнительные механизмы служат для изменения регулируемых параметров в заданных пределах. По виду потребляемой энергии они подразделяются на электрические, пневматические и гидравлические. В сельскохозяйственном производстве наиболее распространены электрические исполнительные механизмы, которые в свою очередь подразделяются на электромагнитные (соленоидные приводы) и электродвигательные.

Соленоидные приводы управляют различными регулирующими и запорными клапанами, вентилями и золотниками, работающими по дискретному принципу «открыто – закрыто». Электродвигательные исполнительные механизмы подразделяют на одноили многооборотные и прямоходные. К однооборотным относятся механизмы типа МЭОБ, МЭОК, ДР-М, ИМ-2/120, МЭО, МЭК-Б и другие, а к многооборотным - механизмы вращательного действия типа МЭМ, двигатели постоянного тока типа МИ, СЛ, ДПМ, асинхронные двухфазные двигатели типа ДНД, АДТ, АДП и т.п. Если ход запорно-регулирующих органов прямоходный, то применяют исполнительные механизмы типа МЭП.

318

Особенность однооборотных исполнительных механизмов заключается в том, что их выходной вал поворачивается с постоянной скоростью и на угол, не превышающий 360 градусов. Требуемый угол поворота устанавливается при помощи конечных выключателей, которыми комплектуют однооборотные исполнительные механизмы. Электродвигательные исполнительные механизмы выбирают в зависимости от значения момента, необходимого для вращения поворотных заслонок.

В настоящее время разработано достаточно большое количество исполнительных механизмов и приводов. В таблице 7.1 представлены электроисполнительные механизмы (однооборотные, однооборотные фланцевые, многооборотные, прямоходные, сигнализации положения) и приводы (однооборотные и многооборотные).

Таблица 7.1. Механизмы и приводы

Механизмы электроисполнительные однооборотные

Механизмы электроисполнительные однооборотные фланцевые

319

Группа Группа

МЭПК- МЭП- 6300- 25000- IIВТ4 ВТ4

Механизмы сигнализации положения

Группа Группа МСП-1 МСП-1А для АЭС

Приводы электроисполнительные однооборотные

Группа Группа ПЭОЗ- ПЭОМ-02 03К

Приводы электрические многооборотные

Группа Группа ПЭМ-А ПЭМ-А ПЭМ-Б взрывозащищенное

исполнение

321

На рис 7.18 представлен исполнительный механизм, в состав которого входят: синхронный электродвигатель , червячный редуктор, ручной привод, блок сигнализации положения или блок концевых выключателей

Рис 7.18 Исполнительный механизм

В таблице 7.2 представлены основные параметры некоторых исполнительных механизмов

Таблица 7.2 Основные параметры исполнительных механизмов

Напряжение и частота питания - 220 V, 50 Hz Степень защиты - IP65 по ГОСТ 14254.

322

Однооборотные рычажные МЭО с крутящим моментом на выходном валу от 4 до 10000 Н*м устанавливаются вблизи регулирующих органов арматуры и связаны с ними посредством рычагов и соединительных тяг.

Ниже представлена структура условного обозначения исполнительных механизмов МЭО.

Электроприводы.

Прямоходные электроприводы МЭПК, МЭП и ПЭП предназначены для приведения в действие запорно-регулирующей арматуры. Они передают ус и- лие штоку арматуры при его поступательном перемещении и применяются в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами регулирующих и управляющих устройств. Электроприводы работают в повторно-кратковременном реверсивном режиме

323

– режиме работы циклами, в которых перемещения выходного штока черед у- ются с паузами.

Задачей электроприводов в системах автоматического регулирования является отработка входного сигнала в виде импульса, подаваемого на электродвигатель, и обеспечение перемещения рабочего органа пропорционально длительности импульса. Электроприводы обеспечивают отработку достаточно коротких управляющих импульсов (0,1 секи менее). Управляющий сигнал с регулирующего прибора, прежде чем поступить на механизм или привод, усиливается до необходимой мощности с помощью усилителей, называемых управляющими устройствами.

Электроприводы состоят из следующих основных блоков: электродвиг а- тель, редуктор, тормозное устройство, устройство отключения электродвигателя, узел ручного управления, сочленение с регулирующим органом армат у- ры, блок электрического подключения, блок сигнализации положения выходного вала.

В электроприводах обычного исполнения используются следующие типы электродвигателей: однофазные синхронные низкооборотные двигатели серии ДСОР или трехфазные серии ДСТР и трехфазные асинхронные двигатели серии АИР. Частота вращения синхронных двигателей ДСОР и ДСТР не превышает 150 об/мин, что п озволяет снизить передаточное число редуктора и значительно повысить срок службы подвижных узлов. Электропривод с эле к- тродвигателем ДСОР и ДСТР ко мпактен, имеет небольшую массу и легко устанавливается на объекте. Еще одной отличител ьной особенностью синхронных двигателей является их малая инерционность, время запуска не превышает 20 мс. Практически полное отсутствие пусковых токов не д ает двигателям перегреваться при частых включениях. Синхронный двигатель сохраняет постоянство оборотов при скачках напряжения и изменении нагрузки.

Особенностью асинхронных двигателей является высокий КПД.

В электроприводах предусмотрено два вида отключений: отключение по положению и отключение по усилию.

Все электроприводы имеют узел ручного управления, служащий для ручного перемещения выходного штока при монтаже и регулировке электроприводов, а также в аварийных ситуациях. В зависимости от типоразмера электропривода ручной привод может быть выполнен в виде ручки, маховика или маховика с ручкой и устанавливается на конце червячного вала или вала эле к- тродвигателя. Усилие на маховике (ручке) ручного привода не превыш ает 200 Н.

Электроприводы устанавливаются непосредственно на арматуру и соединяются с ней посредством прямоходной приставки.

Приводная арматура предназначена для управления параметрами потоков в трубопроводах (давление, расход, температура, уровень раздела фаз и др.), представлена в таблице 7.4, и широко применяется во многих отраслях и процессах (установки подготовки нефти, пункты охлаждения и водоподготовки на электростанциях, газораспределительные сети др.).

324

Таблица 7.4. Приводная арматура и сопряжение ее с исполнительными механизмами.

Регулирование параметров осуществляется путем автоматического открытия и закрытия регулирующих органов арматуры по сигналам управляющих систем. Для визуального контроля степени открытия / закрытия арматуры электропривода в корпусе прямоходной приставки установлена шкала.

Монтаж средств автоматики

Монтаж приборов для измерения и регулирования температуры в электротермических установках может осуществляться на трубопроводах, оборудовании, на стене, на щитах и пультах. Монтаж приборов для контроля температуры, как правило

325

выполняется по типовым чертежам, которые подразделяются на типовые монтажные (ТМ), типовых конструкций (ТК) и закладных конструкций (ЗК). В обозначении типовых чертежей включены три группы цифр: первая группа – индекс организации, разработавшей данный чертеж, вторая группа – порядковый номер чертежа, третья группа – год разработки. Например: ТМ 4-166-07, означает – ТМ – типовой монтажный чертеж, 4 – индекс организации, разработавшей чертеж (ГПКИ «Проектмонтажавтоматика»), 166 – порядковый номер чертежа, 07 – год разработки.

Типовые монтажные чертежи имеют сведения по способу установки, области применения и номеру типовой или закладной конструкции, а также поясняющие указания, примечания и спецификация с указанием их типа и количества.

Чертежи типовых конструкций определяют конструкцию узлов или изделий, предназначенных для установки на них средств автоматики. Они являются основанием для изготовления узлов и изделий в условиях монтажно-заготовительных мастерских.

Чертежи закладных конструкций предназначены для организаций, изготавливающих и монтирующих трубопроводы и оборудование. По ним поставщики технологических трубопроводов изготавливают и монтируют закладные конструкции для последующего монтажа на них приборов и средств автоматики.

Типовые чертежи в зависимости от назначения и способа монтажа приборов группируются по трем технологическим признакам: 1 – установка на технологических трубопроводах и оборудовании, 2 – установка на стене, 3 – установка на щитах и пультах.

На технологическом оборудовании и трубопроводах, в основном, устанавливаются приборы погружного типа, имеющие штуцерное крепление.

На стене устанавливают приборы камерного типа и некоторые первичные преобразователи. Установку таких приборов обычно выполняют на кронштейне. На щитах и пультах устанавливают вторичные приборы. При монтаже приборов для измерения температуры следует учитывать:

-требования, изложенные в типовых монтажных чертежах,

-требования технических условий и инструкций по эксплуатации приборов. Общие технические требования предполагают:

а) не допускается устанавливать приборы в помещениях с незавершенными строительными и отделочными работами, а также до окончания работ по монтажу технологического оборудования и трубопроводов,

б) приборы устанавливаются строго в соответствии с техническими условиями по климатическому исполнению, категории размещения, степени защиты, уровню вибрации и ударным нагрузкам,

в) приборы, поступающие в монтаж, должны проходить внешний осмотр и предмонтажную стендовую проверку, которая определяет их пригодность к монтажу, г) глубина погружаемых термометров и термопреобразователей в измеряемую среду должна быть такой, чтобы обеспечить восприятие средней температуры потока ( обычно в центре потока) и в местах, где поток измеряемой среды не нарушается при открытии запорной и регулирующей арматуры, не возникают подсосы наружного воз-

326

духа. Обычно, место установки первичного преобразователя должно быть на расстоянии 20 диаметров трубопровода от задвижек, вентилей и сужающих устройств,

д) на приборы не должны оказывать влияния посторонние источники тепла в результате радиации и лучеиспускания. В тех случаях, когда избежать этого нельзя, первичные преобразователи предохраняют защитными экранами,

е) при изменении температуры потоков запыленных сред и сыпучих веществ в местах установки первичных преобразователей следует предусматривать специальные отбойные козырьки, предотвращающие абразивный износ,

ж) не рекомендуется устанавливать первичные преобразователи температуры в углублениях и других местах, где возможны застойные зоны и затруднена циркуляция воздуха.

В случае, когда невозможно установить датчик в центре потока, его направляют против движения потока и устанавливают под углом 30 или 45 градусов к оси тр у- бопровода или размещают в колене трубопровода с восходящим потоком.

Если длина прибора значительно больше диаметра трубопровода, то применяют специальное устройство-расширитель.

При установке прибора на технологическом трубопроводе необходимо соблюдение требуемой глубины погружения (как правило, конец погружаемой части в зависимости от типа прибора должен размещаться от 5 до 70 мм ниже оси трубопровода, по которому движется измеряемая среда). Соблюдение этого условия может быть достигнуто применением различных способов установки (монтажа) приборов для измерения температуры). Приборы для измерения температуры, устанавливаемые на стене, монтируют на типовых конструкциях: рамах или кронштейнах.

Крепление рамы к кирпичной (бетонной) стене производят пристрелкой дюбелями из строительно-монтажного пистолета, к металлической стене или конструкции раму за скобу крепят сваркой.

Кронштейн для установки приборов на стене имеет 10 типоразмеров в зависимости от размеров корпуса конкретного прибора, расположения и диаметра отверстий для его крепления. Крепление кронштейна производится аналогично креплению рамы При размещении приборов для измерения температуры на щитах и пультах учитывают удобство обслуживания, конструктивные особенности щитов, пультов и самих приборов, а также требования техники безопасности. При этом широко используют конструктивные нормы, учитывающие необходимые расстояния между приборами. Монтаж приборов для измерения температуры на технологическом оборудовании, трубопроводах выполняется , как правило, с помощью закладных конструкций – бобышек. Бобышка представляет собой деталь, привариваемая в отверстие или на поверхности технологического трубопровода. В бобышке имеется резьба для закрепления первичного измерительного преобразователя через установочный штуцер. Размеры и формы штуцеров приборов для измерения определяет ГОСТ 25164-82 «Приборы и устройства. Присоединительные». По типу и параметрам приварные бобышки подразделяются на прямые (БП) и скошенные (БС). Они бываютпервой величины (БП1 и БС1) на давление до 20 МПа, - второй величины (БП2 и БС2) на давление от 20 до 40 МПа и на атмосферное давление для поверхностных первичных преобразователей. Для поверхностных первичных преобразователей бобышки могут иметь следующие

327

размеры резьбы: М12х1,5, М18х2. Высота бобышек: БП1 – 55 и 100 мм, БП2 – 50, 60 и 100 мм, БП3 – 25, БС1, БС2 – 115 и 140 мм. Высоту бобышек выбирают от толщины слоя изоляции на трубопроводе. Монтаж наиболее широко применяемых приборов для измерения различных параметров производят по типовым схемам. .

Организации, монтирующие технологическое оборудование, выполняют по типовым монтажным чертежам установку предварительно изготовленных закладных конструкций. Закладные конструкции устанавливают на резервуарах путём сварки. Отдельные приборы закрепляют на элементах зданий и сооружений с помощью различных кронштейнов, лапок и т.п..

Применение проводов и кабелей в системах автоматики

В системах автоматики применяют большое количество кабелей и проводов разных по назначению и устройству:

-кабели контрольные,

-кабели для сигнализации и блокировки,

-кабели управления,

-монтажные кабели и провода,

-провода и кабели для электротехнических установок.

Контрольные кабели предназначены для присоединения к электрическим приборам, аппаратам в электрических распределительных устройствах переменного (до 600 В и частоты до 100 Гц ) или постоянного напряжения до 1000 В при температуре окружающей среды от – 50 до + 50 град. С.

Контрольные кабели могут иметь жилы сечением от 0,75 до 10 мм2 из одной медной или алюминиевой проволоки, число жил – 4,5,7,10,14,19,27,37.

Жилы могут иметь изоляцию резиновую, из ПВХ пластиката, из полиэтилена. Поверх жил накладывается оболочка, а поверх ее может накладываться броня из двух стальных лент и иногда защитный покров.

Контрольные кабели маркируются следующим образом:

Х0КХ1Х2Х3Х4 – Х5Х6 , где

Х0 – материал жилы: А – алюминий, медь обозначения не имеет, К – контрольный,

Х1 – материал изоляции жилы: Р – резина, В – поливинилхлорид, П – полиэтилен, Пс – полиэтилен самозатухающийся.

Х2 – оболочка: В – поливинилхлорид, ВГЭ - полинивилхлорид поверх общего экрана из алюминиевой или медной фольги, Н – резина, не распространяющая горение (нейритовая), С – свинцовая,

Х3 – броня: Б – две стальные ленты, Бб – одна профилированная стальная лента, К – круглые оцинкованные стальные проволоки при резиновой изоляции жил, Пб – тоже при ПВХ или ПЭ изоляции жил,

Х4 – защитный покров брони: Г – отсутствует, Н – не распространяющий горения, Шв – ПВХ шланг,

328

Х5 и Х6 – число и сечение жил, мм2 .

Пример обозначения: КВБбШв – 4 х 2,5

К – контрольный с медными жилами, В – изоляция жил – ПВХ пластикат,

Бб – оболочка отсутствует, поэтому указана броня из одной профилированной оцинкованной стальной ленты,

Шв – защитный покров из ПВХ шланга.

АКРВГЭ – 4 х 2,5 – алюминиевая жила, контрольный кабель, резиновая изоляция жил, поливинилхлоридная оболочка, голый ( без брони ), но имеет экран из ме д- ной или алюминиевой фольги, поверх которого положена оболочка, 4 жилы сечением 2,5 мм2 каждая.

В контрольных кабелях изолированные токоведущие жилы скручивают. В каждом повиве имеется счетная жила синего или голубого цвета, а рядом с ней жила направления – красного или розового цвета.

Кабели сигнализации и блокировки предназначены для железнодорожных цепей, пожарной автоматики, телеграфа и других систем при напряжении переменного тока 300 В и постоянного тока 700 В, при температуре окружающей среды от – 50 до + 60 град. С. Выпускаются только с медными жилами, диаметр проволоки 1,0 мм. Изоляция жил и оболочки – полиэтилен или ПВХ пластикат. Могут быть бронированы двумя стальными лентами. Маркировка аналогична контрольным кабелям, только первыми буквами стоят «СБ» - кабели сигнализации и блокировки. Изолированные жилы или пары скручивают. В кабеле с числом жил более 7 в каждом повиве две смежные жилы имеют расцветку, отличающую их друг от друга и от остальных жил.

Число пар жил: 1,3,4,10, 12, 14, 19, 24, 27, 30. Жил – от 2 до 61. Кабели могут иметь экран с алюминиевой ленты или металлизированной бумаги и с продольной прокладкой медной проволоки диаметром 0,5-0,6 мм, имеющей по всей длине контакт с экраном, для заземления экрана.

Кабели управления предназначены для целей управления, контроля и информации в установках напряжением от 127 до 1000 В.

Кабели управления изготавливают только с медными жилами с резиновой, полиэтиленовой и поливинилхлоридной изоляцией жил или термостойкой изоляцией из фторопласта или кремний органической резины. Поверх скрученных изолированных жил накладывают резиновую или ПВХ оболочку и в некоторых случаях оплетку из стальных оцинкованных, нержавеющих или луженых медных проводов. Сечение жил - от 0,2 до 2,5 мм2 . Число жил – от 2 до 68.

Обозначение кабелей: первая буква К, вторая буква – У, что означает кабель управления. После этих букв ставится обозначение изоляции жил: Р – резина, П – полиэтилен, В – поливинилхлорид, ДФ – фторопласт. Гибкий кабель имеет в обозначении букву Г, которая ставится после букв КУ или после обозначении изоляции жил, например КРГ. Последние буквы в обозначении означают или оболочку или особенности кабеля: С – силовой, М – модернизированный, ЭМ – экранированный модерни-

329

зированный, ТВ – для электронных устройств тензометрических весов, РТ – оболочка из резины термостойкой.

Наиболее широко применяются кабели управления КРШУ, КРШМ, КРШУЭ, КРШУЭМ – для гибкого монтажа систем управления в электрических установках, работающих на открытом воздухе. Число жил 4, 7, 10, 12, 16, 19, 24, 27и 37, сечением - 1 мм2 , изоляция – резина.

КУПР – 500, с полиэтиленовой изоляцией жил сечением – 1, 1,5, 2,5 мм2, число жил от 7 до 37, сверху оболочка из резины. Предназначен для работы в полевых условиях.

КУГВВ – многожильный гибкий с поливинилхлоридной изоляцией жил, в ПВХ оболочке, сечение жил- 0,35 мм2, число жил от 7 до 61. Предназначены для фиксир о- ванного монтажа цепей управления и контроля.

Монтажные кабели и провода используются для внутри приборного и межприборного монтажа приборов и аппаратов. Эти провода и кабели используются с ПВХ, ПЭ, ПЭТФ, резиновой и волокнистой изоляцией, круглые и ленточные.

Кабели имеют в обозначении первую букву К или МК, провода МГ – многожильный гибкий, МШ – многожильный шланговый (шнур), Ш – шнур, П – провод и другие буквы: Р – радиомонтажный, ЛЛ – изоляция из ПТФЭ (с фторопластовой изоляцией). Количество жил – от 1 до 61, сечение – от 0,12 до 6,0 мм2.

Наиболее характерные марки: кабель КМВ – жила из луженой медной проволоки, сечение 0,5 и 0,75 мм2 и ПВХ пластиката, оболочка из ПВХ, жил – 2,3,5,7.

Медные провода и кабели используют:

-в измерительных цепях термометров сопротивления,

-в электрических проводках систем автоматизации взрывоопасных и пожарных установок,

-в установках, подверженных вибрации,

-в цепях измерения, управления, питания, сигнализации и т.п., напряжением до 60 В при сечении жил проводов и кабелей до 0,75 мм2.

Минимально допустимые сечения жил проводов и кабелей электропроводок

систем автоматизации должны быть:

а) в цепях напряжением до 60 В – не менее 0,2 мм2 ( диаметр 0,5 мм) для мед-

ных проводников, б) в цепях напряжением свыше 60 В – не менее 1 мм2 для медных, 2,5 мм2 для

алюминиевых проводников.

Щиты, ящики и другое оборудование должно поставляться заводами изготовителями полностью смонтированными с аппаратами и приборами, прошедшими ревизию, регулировку и испытания. Все аппараты перед установкой осматривают, проверяют их исправность, комплектность, соответствие паспортных данных проектным. Удаляют консервирующую смазку, опробывают от руки подвижность кнопок, рукояток, контактных систем. Контроль качества ведется на отдельных операциях и после окончательного монтажа. При контроле подготовленных к заделке в соединители монтажных проводов и кабелей проверяют их маркировку, качество лужения, отсутствие повреждений и загрязнений изоляции, марку, сечение и длину проводов и кабелей. Проверку производят внешним осмотром и путем измерения размеров. Качество

330

пайки определяют наружным осмотром. Механическую прочность пайки жил проверяют пинцетом с надетыми на его концы трубками из поливинилхлорида. Усилие тяжения вдоль оси провода должно быть не менее 10 Н. Запрещается перегибать провод около места пайки. Проверке подлежат все припаянные жилы. После контроля пайки и приемки, места спая окрашивают цветным лаком, в виде небольшого мазка мягкой кисточкой. Правильность монтажа жгутов в соединителях, состояние изоляции проверяют с помощью измерительных приборов (мегаомметров, пробниками и т.д.), контрольных стендов и пультов.

Электромонтажные работы

Исходными документами для монтажа средств автоматики являются:

-габариты и конструкции выбранных стандартных пультов и щитов,

-принципиальные схемы автоматизации,

-принципиальные схемы питания,

-монтажно-эксплуатационные инструкции на приборы и средства автоматиза-

ции,

-чертежи установки приборов и средств автоматизации внутри шкафных щитов и пультов на панельных щитах,

-чертежи металлоконструкций нестандартных щитов и пультов.

При монтаже приборов и аппаратов на щитах придерживаются следующих правил. На фасадной панели щитов размешают самопишущие и регистрирующие приборы, органы управления, показывающие приборы, сигнальную арматуру, мнемосхемы.

Внутри шкафных щитов или на монтажной стороне панельных щитов размещают неоперативную аппаратуру схем автоматизации.

Электромонтажные работы по сборке схем соединений включают в себя следующие операции:

1.Установка аппаратов и приборов на панелях.

2.Монтаж проводов внутренних соединений.

Монтаж средств управления и автоматизации электрооборудования производится на основании технической документации, разрабатываемой проектными организациями, и ППР, которые, как правило, выполняются подразделениями подготовки производства работ монтажных организаций, а также с учётом требований предприя- тий-изготовителей приборов, средств автоматизации, агрегатных и вычислительных комплексов, предусмотренных техническими условиями или инструкциями по эксплуатации этого оборудования.

Кроме проектно-сметной документации при монтаже средств управления и автоматизации электрического оборудования используют типовые монтажные чертежи, которые в состав проекта автоматизации не входят. К проекту прикладывают только перечень нормалей, в который включены все используемые в проекте монтажные чертежи и чертежи типовых конструкций

Процесс ведения монтажа оформляется технологическими документами, в которых зафиксирован порядок выполнения работы, его режимы и необходимая оснаст-

331

ка. Технологическая карта определяет последовательность сборочных операций. Операционные карты - фиксируют технологический процесс одной операции. Сводные карты - содержат перечень всех операций. Здесь же перечисляется требуемая оснастка, производственные инструкции - для сложных операций или операций, требующих особых режимов. Большинство приборов и средств автоматизации должны располагаться в щитах и пультах, следовательно, их габаритные размеры определяются размерами технических средств.

Аппараты и приборы (или блоки из них) внутри щитов и пультов формируют по принадлежности к системам измерения, управления, сигнализации и т.п., а внутри этих групп - по роду тока, значению напряжения, типам аппаратов. Приборы и аппаратуру размещают как внутри, так и на лицевой панели щитов (или на передней стенке шкафного щита). Их группируют по объектам управления или по управляемому параметру. В центре щита устанавливают приборы для управления наиболее важным параметром или приборы большого габарита. При размещении приборов и аппаратов на щитах и пультах расстояние между открытыми токоведущими элементами и неизолированными металлическими частями (корпусом) должно быть не менее 20 мм по поверхности изоляции и 12 мм по воздуху.

Компоновка приборов и аппаратуры на фасадных панелях щитов должны выполняться с учетом допустимых полей монтажа. Размеры приборов и аппаратуры, а также расстояния между ними принимаются согласно РТМ 25.91-90 «Рекомендуемые расстояния между приборами на фасадах щитов и пультов». Приборы и средства автоматизации рекомендуется размещать на следующих расстояниях по высоте ( от основания щита до горизонтальных осей приборов и аппаратов):

а) показывающие приборы и сигнальная арматура – 1000-650 мм, допустимо

800-100 мм,

б) регистрирующие приборы на оперативных щитах без приставных пультов –

900 мм,

в) регистрирующие приборы на оперативных щитах с приставными пультами –

1100-700 мм,

г) регистрирующие приборы на неоперативных щитах – 700-2000 мм, д) оперативная (командная) аппаратура управления (переключатели, ключи и

кнопки управления) – 700-1500 мм, е) мнемосхемы на щитах – 1000-100 мм.

Расстояние от основания щита до нижней кромки прибора должна быть не менее 500 мм.

При размещении приборов и средств автоматизации на фасадах щиты малогабаритного исполнения крепятся к стене или устанавливается на стойках таким образом, что расстояние между бетонным основанием и днищем щита равно 800 мм

Аппараты и приборы, устанавливаемые внутри щитов, рекомендуется размещать на следующих расстояниях от основания щита:

- трансформаторы и другие источники питания малой мощности -1700...2000

мм;

-панели с выключателями, предохранителями, автоматами -700...1700 мм;

-реле - 600....1900 мм;

332

-сборки зажимов при горизонтальном расположении с учетом разделки кабеля - 450...800 мм;

-сборки зажимов при вертикальном расположении с учетом подвода кабеля снизу и сверху: нижний край сборки - 350 мм, верхний край сборки - 1900 мм,

-стойки для крепления кабелей - 150 мм.

При установке двух и более горизонтальных сборок расстояние между ними должно быть не менее 200 мм. Аппаратуру, выделяющую при работе большое количество теплоты (резисторы, лампы), нужно, как правило, размещать в верхней части щитов. Аппараты и приборы, характеристики которых существенно зависят от температуры окружающей среды, устанавливают в местах, удаленных от устройств, выделяющих теплоту. Аппараты с подвижными токоведущими частями (рубильники, автоматы, магнитные пускатели, реле и т.п.) следует размещать так, чтобы они не могли самопроизвольно замкнуть цепь под действием силы тяжести. Подвижные токоведущие части аппаратов в отключенном состоянии не должны быть под напряжением.

При размещении приборов и аппаратуры на щитах и пультах не допускается: а) установка приборов и аппаратуры утопленного монтажа ( вторичных прибо-

ров, кнопок, ключей , сигнальной арматуры, табло и т.д.) на боковых стенках шкафных щитов, а также боковых стенках панельных щитов с каркасом, закрытых слева и справа,

б) установка приборов внутрищитовой аппаратуры на дверях малогабаритных

щитов,

в) на щитах не допускается установка приборов, к которым непосредственно подводятся горючие и взрывоопасные вещества,

г) в шкафных щитах не рекомендуется располагать датчики, к которым подводятся токсичные вещества, а также устанавливать приборы с ртутным заполнением,

д) на щитах, на которых смонтированы приборы автоматического регулирования и управления, слаботочное реле и другие чувствительные аппараты и приборы, не допускается установка пускателей третьей и большей величины.

Сборки зажимов и зажимы в пределах одной сборки группируют по принадлежности: к автоматизируемым агрегатам, установкам; системам управления, измерения, сигнализации; напряжению цепей.

При этом выделяют в отдельные группы зажимы цепей: измерения; подлежащих экранированию; питания электроинструмента и переносного освещения напряжением до 36 В; постоянного и переменного тока; искробезопасных и др.

Группы зажимов должны разделяться между собой маркировочной колодкой либо свободным зажимом.

Крепление аппаратуры и установочных изделий внутри щитов и настативах производят с помощью унифицированных элементов: С - образных реек, плат, кронштейнов .

Электрические проводки в щитах и пультах выполняют в закрытых несгораемых или трудносгораемых коробах (металлических, полихлорвиниловых и др.) или открытыми жгутами. Для электропроводки щитов и пультов применяют медные изолированные провода, минимальные сечения которых соответствуют минимальным се-

333

чениям электропроводок систем автоматизации. Для электропроводок к приборам и аппаратам, установленным на подвижных элементах щитов (дверях, поворотных рамах) используют гибкие медные провода. Жгуты проводов, прокладываемые горизонтально или вертикально по кратчайшему расстоянию с минимальным числом изгибов и перекрещиваний необходимо скреплять бандажами из полихлорвиниловой ленты с шагом не более 200 мм. Жгуты не должны закрывать доступ к контактным или крепежным устройствам приборов и аппаратуры и затруднять их ревизию или демонтаж. Допускается прокладывать жгуты проводов по металлическим защищенным от коррозии поверхностям щитов, штативов и пультов, однако при огибании ребер, уголков, бортов и т.п. провода не должны их касаться. Жгуты крепят к унифицированным монтажным конструкциям шкафов и пультов; при переходе с неподвижной части щита на подвижную (раму, дверь) жгут должен иметь компенсатор, работающий на кручение.

Основные операции при изготовлении жгутов:

- резка проводов заданной длины; - маркировка проводов (нанесение маркирующих знаков на изоляцию или надевание трубок-бирок);

-раскладка проводов на шаблоне для вязки в жгут;:

-вязка проводов в жгут ниточными бандажами;

-обшивка связанного жгута специальными материалами (тканей, кожей, текетовинитом и т.п.);

-зачистка (снятие) изоляции с концов проводов;

-заделка (закрепление) изоляции на концах проводов;

-лужение концов проводов для паяных соединений;

-пайка проводов к контактам электрических соединений, зажимам, кабельным наконечникам;

-опрессовка кабельных наконечников;

-контроль качества пайки и обжима проводов;

-проверка целостности изоляции и отсутствия замыканий;

-проверка сопротивления и электрической прочности изоляции. Отмер проводов заданной длины, их отрезка, подрезка, снятие и зачистка изоляции на концах могут выполняться одновременно или раздельно на специальных автоматах или с помощью различных приспособлений и инструментов. Использование того или иного оборудования зависит от масштаба производства.

При единичном производстве мастерские комплектуются специальными приспособлениями. Отмеривание и отрезку проводов производят

на приспособлении с упором, имеющим два ножа - неподвижный и подвижный (с рукояткой). Длину отрезаемых проводов регулируют перемещением упора. Ручные клещи КУ-1 служат для откусывания провода и зачистки жилы от изоляции на нужную длину. Для зачистки проводов от изоляции часто используют настольное приспособление, состоящее из двух колонок, в которых закреплен нож, представляющий собой пластинку из нихрома. Нож нагревается электрическим током напряжением 12

Вчерез понижающий трансформатор мощностью 80-100 Вт. На кожухе установлен регулируемый упор для зачистки провода на требуемую длину. Зачищаемый провод вставляют в приспособление до упора и поворачивая вокруг собственной оси, обжигают изоляцию по окружности, после чего стягивают отделившийся конец изоляции с

334

помощью специальных щипцов, исключающих возможность травмирования рук рабочего, если отдельные проволочки жилы оказались почему-то подрезанными.

С целью облегчения монтажа и эксплуатации электроустановок провода маркируют. Маркировку наносят на все аппараты, приборы, зажимы, провода, панели, кабели. Маркировку на панелях, пультах, приборах, аппаратах наносят краской по трафарету; на кабели - подвесными бирками или надписями на манжетах оконцеваний; на жилах и проводах надписью знаков на оконцевателях, поливинилхлоридных трубках, на изоляции проводов - маркировочной липкой лентой .

Надписи на бирке наносят с помощью автомата (при серийном производстве) или вручную (при мелкосерийном и единичном производстве) несмываемыми чернилами (циклогексанон -85%, спирт этиловый - 10%, нигрозин спирторастворимый - 5%). Кабели и жгуты маркируют навесными пластмассовыми или металлическими бирками, надписи на которые наносят механизмами или вручную чернилами.

Раскладку проводов в соответствии со схемой соединений и учетом конфигурации трассы в электротехническом оборудовании, в шкафах или щитах производят с помощью шаблонов, которые могут быть плоскими или объемными. Шаблон представляет собой планшет с установленными на нем концевыми и угловыми шпильками. Концевые шпильки устанавливают в местах крепления концов проводов, а угловые - в местах изгиба жгутов и отводов. Угловые шпильки имеют больший диаметр, чем концевые (от 1,5до 5 мм), так как им приходится выдерживать довольно большую нагрузку. Длина шпилек зависит от толщины жгута и колеблется от 30 до 100 мм. Монтаж жгутов производится по эскизам. Параллельно идущие провода одной трассы вяжут в жгут специальными нитками, скрепляют бандажными полосками или перфорированной лентой с кнопками .

Для ручной вязки проводов в жгуты используют проволочный челнок. На челнок наматывают суровую нитку, подсовывают его под каждую петлю, обматывая жгут. Изоляцию на концах проводов и у наконечников закрепляют ниточными бандажами или манжетами из поливинилхлоридных или резиновых трубок. Иногда эту операцию совмещают с маркировкой проводов, тогда на манжетах предварительно печатаются или пишутся знаки и цифры маркировки.

Провода сечением более 10 мм2 оконцовывают наконечниками опрессовкой и пайкой. Концы проводов, подготовленных к подключению, должны иметь запас по длине, необходимый для двухкратного возобновления концевой заделки. Под один винт зажима или к одному зажиму или лепестку аппарата допускается подсоединять два проводника; при подключении двух проводников, оконцованных кольцом под один винт они должны разделяться шайбой. Медные жилы перед присоединением к винтовым зажимам облуживают расплавленным припоем.

Приёмо-сдаточные работы включают в себя :

-анализ проектных материалов (при рассмотрении принципиальных схем и схем соединений и подключений) и ознакомление с заводской документацией основного электрооборудования;

-ознакомление с актами проверки и испытании электрооборудования до поступления его в монтажную зону;

335

-ознакомление с актами проверки и испытании вторичных приборов и аппаратов в лаборатории;

-проверка правильности монтажа силовых и вторичных цепей;

-проверка и испытание смонтированного электрооборудования;

-поэлементное опробывание смонтированной электроустановки;

-комплексное опробывание и пусковые испытания смонтированной электроустановки;

-включение смонтированной электроустановки в работу;

-оформление и сдача заказчику технической документации (испыта тельных схем, протоколов испытаний электрооборудования и др.).

Сдаточная документация предъявляемая заказчику :

а) рабочие чертежи проекта с изменениями, внесенными в процессе монтажа; б) перечень документов, разрешающих отступления от рабочих чертежей; в) акты измерения сопротивления изоляции проводов и кабелей электропрово-

док;

г) акты стендовых поверок приборов и средств автоматизации (полученные от заказчика вместе с приборами);

д) ведомость смонтированных приборов и средств автоматизации.

Вопросы для самоконтроля

1Уровень

1.Дайте определение термина – система автоматического управления.

2.Виды автоматизации.

3.Назначение датчиков.

4.Назначение исполнительных механизмов.

5.Классификация датчиков.

6.Принцип работы реле времени.

7.Назначение контроллеров.

2Уровень

1.Особенности автоматизации сельскохозяйственных объектов.

2.Принцип работы релейных схем.

3.Опишите функциональную схему системы автоматического управления.

4.Принцип работы датчиков температуры.

5.Принцип работы датчиков давления.

6.Принцип работы датчиков положения.

7.Функции контроллеров.

336

8.Принцип работы исполнительных механизмов.

9.Исходные документы для монтажа средств автоматики.

10Маркировка проводов внутрищитовых электропроводок.

3Уровень

1.Классификация проводов и кабелей, применяемых при монтаже средств автоматики.

2.Последовательность выполнения работ при наладке средств автоматики.

3.Типовые монтажные чертежи для средств автоматики.

4.Основные требования монтажа приборов автоматики в шкафах управления.

5.Основанные операции по изготовлению жгутов.

6.Расположение приборов на щитах управления.

4. ДИДАКТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ

В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ 4.1. МАТЕРИАЛЫ К ЛАБОРАТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ТЕХНОЛОГИЯ МОНТАЖА СРЕДСТВ АВТОМАТИКИ (ДАТЧИКИ ТЕМПЕ-

РАТУРЫ, ВЛАЖНОСТИ)

337