Подчеркнем, что все изложенное в этой главе не распространяется на специальные электроустановки, схемы вычислительной техники, сложной автоматики и т. п.

Вспомогательная схема автоматического управления насосом, заполняющим водой резервуар. На рис. 8.9,й снизу дан эскиз резервуара и обозначены уровни:

В - верхний (двигатель насоса должен отключаться);

Н - нижний (двигатель должен включаться) ;

А - аварийный: должны включаться световой и звуковой сигналы. Звуковой сигнал деблокируют, а лампа горит до восстановления нормального режима.

На рис. 8.9,й сверху приведена схема управления двигателем насоса. На схеме: S1 - рубильник; F1 - предохранители. Номинальные токи: предохранителя (числитель) 60 А, а плавкой вставки (знаменатель) 20 А; КМ1 - магнитный пускатель; КК1 - двухэлементное электротепловое реле. Номинальный ток нагревательных элементов 6,3 А, уставка расцепителя Ур = = 6,6 А; Ml - двигатель. Номинальный ток двигателя 6,5 А; Т1 - трансформатор мощностью 0,063 кВ-А, понижающий напряжение до 36 В (по новым ПУЭ 42 В); F2 -предохранитель цепей 36 В. Номинальный ток плавкой вставки 6 К; К1 - промежуточное реле, управляемое контактом SL1 поплавкового реле нормального уровня; К2 - то же, управляемое контактом SL2 поплавкового реле аварийного уровня.

Особенности настройки контактов поплавковых реле рассмотрены в гл. 5 на рис. 5.10, к которому читателям рекомендуется еще раз обратиться.

На рис. 8.9,6 показана схема существующей сигнализации, к которой присоединены лампы HL1 "насос включен" и HL2 - "аварийный уровень". Новые элементы (контакты КМ1 и К2, лампы HL1 и HL2, резистор R1, диоды VI и V2) заключены в зеленый контур. В существующей

схеме: Е1 - реле импульсной сигнализации (принцип действия которою рассмотрен в гл. 9 на рис. 9.13); SB1 - кнопочный выключатель для проверки исправности сигнальных ламп; SB2 - кнопочный выключатель деблокировки звонка НА1 через промежуточное реле КЗ. Реле К4 контролирует наличие напряжения в цепях сигнализации. При исчезновет1и напряжения оно включает сирену НА2.

На рис. 8.9,в изображена диаграмма взаимодействия элементов схемы для четырех режимов: / - исходное положение - цепи управления отютючены рубильником S1, но на цепи сигнализации питание подано; - первое включение и автоматическое регулирование уровня в заданных пределах (от уровня В до уровня Я, от уровня Н до уровня 5 и т. д.); / - кратковременный перерыв питания цепей управления; IV - аварийное снижение уровня. Читателям рекомендуется с целью упраж-.нения в построении диаграмм взаимодействия самостоятельно построить и описать диаграмму, а затем, сличив ее с рис. 8.9,в, проверить себя.

Итак, исходное положение: резервуар пуст; рубильник S1 отключен; на схему сигнализации питание подано; контакты поплавковых реле: SL1 замкнут, SL2 разомкнут; якори реле К1, К2 и магнитного пускателя КМ1 отпущены; двигатель Ml не работает; лампа HL1 не горит, лампа HL2 горит; звонок НА1 зво1шт; кнопочный выключатель SB2 не нажат. Исходному положению соответствует диаграмма левее линии 0-0.

Нажимаем SB2 (точка 1), чтобы отключить звонок НА1 (2). Включаем S1 (J), подавая этим действием питание на цепи двигателя и управления. Срабатывает реле К1 {4), включает магнитный пускатель КМ1 (5), двигатель начинает работать (7): уровень воды в резервуаре начинает повышаться (S). Вспомогательный контакт включает лампу Я/. 7 (6).

Уровень, повышаясь, достигает отметки А (9), но при этом ничего не изменяется, так как контакты SLJ и SL2 реле уровня не переключаются. На отметке Я {10) замыкается контакт SL2 {11), срабатывает реле К2 {12) и отключает лампу HL2 {13), так как уровень в баке повьюился до нормального. На отметке В {14) контакт SLI размыкается {15), отключает реле/Г/ {16), отпускает КМ1 {17), двигатель останавливается (/9): повышение уровня прекращается (20). Вспомогательный контакт КМ1 размыкается и отключает лампу HL1 {18).

Насос не работает, но водоразбор продолжается, поэтому уровень начинает снижаться. На отметке В {21) ничего не изменяется. На отметке Н {22) переключается контакт SL1 {23), срабатывает К1 {24), включаются КМ1 {25), лампа НЫ {26). двигатель Ml {27): уровень начинает повышаться {28), так и не «шзившись до аварийного значения, т е. до отметки А. Далее все повторяется в той же последовательности, поэтому нумерация точек 14-20 повторена.

Рассмотрим, что происходит при кратковременном нарушении питания.

Первый случай - насос работал, напряжение снималось, но так кратковременно, что уровень, снижаясь, не достиг отметки А, чему соответствует участок диаграммы между точками 29 и 40. Напряжение снято (29), отпустили К1 {30), КМ1 {31) и К2 {35), насос остановился {32), погасла лампа НЫ {34), включились лампа HL2 {36) и звонок НА1 {37), заполнение резервуара прекратилось {33). Звонок отключили {39) выключателем SB2 {38).

Спустя некоторое время напряжение вновь подано {40). Включились К1 {41), КМ1 {42), двигатель насоса {43), лампа НЫ {44) и реле К2 (45), погасла лампа HL2 {46). Снова началось заполнение резервуара {4 7).

Второй случай. Те же условия, но питание подано спустя время, за которое резервуар успел опорожниться. Неисправность не останется незамеченной, так как при исчезновении питания тотчас же включаются аварийная лампа HL2 и звонок HA1. Лампа будет гореть, пока при последующем включении насоса уровень не достигнет отметки Н (что соответствует левой части диаграммы от ее начала до точки 13).

Третий случай. Бак опорожняется, а в это время снято напряжение с шин А, В, С. До тех пор, пока уровень не снизится до отметки А, ничего не изменится. На отметке Н замкнется контакт реле уровня SL1, но и это ничего не изменит, так как схема лишена питания. Однако неисправность будет замечена благодаря тому, что якорь реле К2, лишившегося питания, отпустил, реле К2 включило лампу HL2 и через реле Е1 и КЗ - звонок. Этот случай на диаграмме не показан.

Четвертый случай. Допустим, наконец, что питания лишилась схема сигнализации (рис. 8.9,6). При этом отпустит якорь реле К4 и уже от другой, исправной, магистрали, включит сирену НА2.

Пятый случай. Уровень, понижаясь, достиг отметки А {22). Это может быть по ряду причин: нарушено питание, не включилось реле К1, не включился магнитный пускатель КМ1, из-за перегрузки двигателя сработало тепловое реле КК1, плохо работает насос и т. д. В любом случае уровень снижается. На отметке А {48) размыкается контакт SL2 реле аварийного уровня {49), отключает реле К2 {50), которое включает аварийную лампу HL2 {51) и звонок НА1 (52). Звонок отключают кнопочным выключателем SB2 {53).

Теперь настало время сформулировать задачи анализа схем и, обратившись к рассмотренной выше схеме, ответить, решаются ли они этой схемой.

Основные задачи анализа схем

Основные задачи анализа схем в общем случае сводятся к тому, чтобы проверить:

1. Выполняются ли заданные условия действия? Выполняются: уровень автоматически поддерживается в заданных пределах (см. на диаграмме участок II).

2. Начнет ли схема правильно работать при первом включении электропитания? Начнет [см. на диаграмме участок от точки 3 (питание включено) до точки 8 -начало работы насоса].

3. Как поведет себя схема при перерыве питания и сможет ли после его восстановления правильно продолжать работу? При перерыве питания (точка 29) насос останавливается (32), а при восстановлеши питания (40) насос продолжает работать {43). Схема обеспечивает самозапуск, который в данном случае необходим. Схемы с самозапуском применяют обычно в устройствах вентиляции, кондиционирования, одним словом, когда необходимо поддерживать определенный режим. Однако в ряде случаев, например при управлении конвейерами, самозапуск недопустим (пример дан на рис. 4.10).

4. Обеспечивается ли возникновение сигнала, обращающего внимание персонала на потерю схемой работоспособности как из-за неисправности технологического оборудования, так и при неполадках в самой схеме? При потере схемой работоспособности по любой причине включаются аварийные сигналы: лампа, звонок или сирена (точки 35-37 Ш1И 51-52).

5. Правильно ли выбрано и секционировано питание? Правильно. Контролирующие элементы получают питание независимо от контролируемых, а именно: цепи управления, сигнализации, а также контроль напряжения в цепях сигнальных ламп и звонка питаются независимо друг от друга. Непра-

вильное питание цепей рассмотрено в примере 8.19.

6. Может ли данная схема работать совместно с остальными электрическими устройствами? Может. Она присоединена к существующему щиту 380 В и к схеме сигнализации по той же системе, которая принята на данном предприятии.

7. Обеспечивается ли защита от токов КЗ? Обеспечивается. Цепи 380 В защищены предохранителями F1 с вставками на 20 А. Эти вставки защищают провода сечением не менее 2,5 мм (алюминий), допускающие длительный ток более 20 А. Обеспечивается защита от токов КЗ нагревательных элементов электротеплового реле КК1 благодаря тому, что вьщержано условие: 20:6,5 < 3 (подробнее см. § 7.5). Цепи 36 В защищают предохранители F2. Они необходимы, так как предохранители F1 в цепи 380 В защищать цепи 36 В не могут - ток мал.

8. Обеспечивается ли защита от перегрузки? Обеспечивается с помощью двухэлементного электротеплового реле КК1. Защищать от перегрузки надо только двигатель (в других цепях схемы на рис. 8.9 перегрузки быть не может). При недопустимо большой механической нагрузке на вал двигателя чрезмерный ток пройдет через нагревательные элементы обеих фаз. При перегорании предохранителя в одной из трех фаз либо частота вращения снизится, либо двигатель остановится. Но в обоих случаях чрезмерный ток пройдет хотя бы через один нагревательный элемент.

9. Как поведет себя схема при перегорании предохранителей? При перегорании предохранителей работа схемы конечно нарушится, однако ничего опасного не произойдет. Включатся аварийные сигналы - лампа, звонок или сирена, благодаря чему неполадка будет замечена. Рассмотрим вопрос подробнее.

Если перегорят любые два или три предохранителя F1, то двигатель остановится.