Схема автоматического управления компрессором пускового воздуха
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Основные сведения

Компрессор – механизм для получения сжатого воздуха или газа .

На судах сжатый воздух применяют в следующих основных случаях:

  1. для пуска главных и вспомогательных дизелей; при этом давление составляет

20…30 at ( 2…3 МПа );.

  1. для управления работой пневмоэлементов систем судовой пневмоавтоматики; при

этом давление воздуха не более 2 at ( 0,2 МПа );

  1. для удаления пыли и грязи, например, при продувке электрических машин и аппа-

ратов, удаления остатков ржавчины после обивки палубы и т.п.; при этом давление возду

ха составляет 1,6…2 at ( 0,16…0,2 МПа ).

Компрессоры разделяют ( классифицируют ) по таким признакам:

  1. по принципу действия – на центробежные, осевые и поршневые. Центробежные и

осевые применяют с целью получения больших подач ( объёмов ) воздуха или газа, порш-

невые – для получения больших давлений. На судах чаще применяются поршневые комп-

рессоры;

  1. по устройству – на компрессоры вертикального или горизонтального типа; одно-,

двух- и многоступенчатые; простого или двойного действия.

Принцип действия поршневого компрессора такой же, как и поршневого насоса.

В одноступенчатом компрессоре простого действия в качестве рабочего использует

ся только одно из двух движений поршня в цилиндре. Такие компрессоры применяют для получения небольших давлений.

В компрессорах двойного действия ( двухступенчатых ) используются как рабочие

оба движения поршня – прямое и обратное. При прямом движении воздух из атмосферы сжимается в первой ступени компрессора до 5…6 at, при обратном – этот воздух подается во вторую ступень, в которой дополнительно сжимается до 25…30 at.

Поскольку при сжатии выделяется тепло, цилиндры компрессора снаружи охлажда

ются водой. Для смазки трущихся частей внутрь цилиндров подают масло.

Перед каждым пуском компрессора, а также периодически при его работе обе сту-

пени компрессора продувают от конденсата и остатков масла. При этом сжатый воздух не поступает в баллоны, а стравливается непосредственно в машинное отделение.

При пуске компрессора давление воды и масла на 3…6 с понижается, поскольку

вода и масло начинают заполнять рабочие полости компрессора. Поэтому для предотвра-

щения отключения компрессора действие защит по давлению масла и воды блокируют

( исключают ) при помощи реле времени ( в схеме – КТ3 ) с выдержкой 8…10 с.

 

Режимы автоматической работы

  В схеме управления отсутствует кнопочный пост управления с кнопками «Пуск» и

«Стоп», т.е. ручное управление схема не предусматривает.

Данная схема полностью автоматизирована, причём предусмотрены 2 автоматиче-

ских режима работы:

1. ходовой режим. На ходу воздух для пусков не расходуется, поэтому его давление

понижается лишь из-за утечек , компрессор включается редко;

2. режим манёвров, например, при выходе судна из порта. В таком режиме расход

воздуха большой из-за частых пусков главного двигателя.

Чтобы при маневрах не пускать так же часто двигатель компрессора, схема перево-

дит его в непрерывный режим работы. В этом режиме, при повышении давления до 32 at воздух автоматически стравливается в машинное отделение, а при понижении давления до 27 at, стравливание прекращается. Двигатель же работает непрерывно.

 

Рис. 11.9. Принципиальная схема автоматического управления электроприводом компрессора пускового воздуха:

расположение клапанов на компрессоре ( а ); схема управления ( б ) ; ЭМ1 – разгрузоч-

ный клапан; ЭМ2 и ЭМ3 – продувочные клапаны; ЭМ4 – клапан охлаждающей воды

     

Элементы схемы

На схеме компрессора показаны:

1. электромагнитный клапан ЭМ1 ( YV1 ), соединяющий нагнетательную по-

лость 1( рис. 11.9, а ) с атмосферой, при этом воздух стравливается непосредственно в МО.

Предназначен для разгрузки компрессора. В ходовом режиме включается редко, только при пуске компрессора, в режиме манёвров включается часто;

2. электромагнитные клапана ЭМ2 (YV2 ) и ЭМ3 (YV3), соединяющие цилинд-

ры низкого и высокого давления 2 и 3 ( рис. 11.9, а ) с атмосферой. Предназначены для продувки цилиндров. Если клапана включены, продувочные отверстия закрыты, и наобо-

рот.

В ходовом режиме клапана постоянно закрыты, продувка невозможна. Это являет-

ся серьёзным недостатком схемы управления.

В режиме манёвров, когда двигатель работает непрерывно, клапана периодически открываются. При этом очищаются цилиндры, а двигатель частично разгружается;

3. электромагнитный клапан ЭМ4 (YV4 ) для доступа охлаждающей воды к на-

гретым частям компрессора;

4. переключатели SA1 и SA2 для выбора необходимого режима работы. Пере-

ключатель SA1 расположен рядом с компрессором , переключатель SA2 находится в ЦПУ;

5. аварийный выключатель SA3 для остановки компрессора; находится рядом с

 компрессором;

6. реле давления воздуха SP1 для управления работой компрессора в ходовом

 режиме ; его контакт замыкается при понижении давления воздуха до 26 at и размыкается при повышении давления до 30 at;

7. реле  давления воздуха SP1' для управления работой компрессора в режиме

манёвров; его контакт замыкается при повышении давления воздуха до 32 кгс at и размы-

кается при понижении давления до 28 at;

8. аварийный датчик температуры охлаждающей воды SК; установлен на выхо

де воды из компрессора, При повышении температуры до 60º С переключает свой кон-

такт в нижнее положение, при этом отключается двигатель компрессора и включается сигнализация;

9. аварийный датчик давления охлаждающей воды SР2; при понижении давле-

ния до 0,8 at переключает свой контакт в верхнее положение, при этом отключается двига

тель компрессора и включается сигнализация;

10. аварийный датчик давления масла SР3, при понижении давления масла до 0,6

 at переключает свой контакт в верхнее положение, при этом отключается двигатель компрессора и включается сигнализация;

11. промежуточное реле KV1 для управления продувкой цилиндров в режиме

 манёвров; при повышении давления воздуха до 32 at контакт реле давления SP1' замыкает

ся и включает это реле;

12. реле времени КТ1 с выдержкой в 10 с для контроля времени разгрузки ком-

прессора в режиме манёвров; при повышении давления воздуха до 32 at контакт реле дав-

ления SP1' замыкается и включает это реле;

13. сигнальные реле КV6, KV5 и KV4, включаются при критических значениях

 соответственно температуры и давления охлаждающей воды, а также давления масла;

14. сигнальное реле KV2 «работа», включается после окончания пуска компресс-

сора;

15. реле времени КТ2 с выдержкой времени 6 с, для управления продолжитель-

ностью разгрузки компрессора в ходовом режиме;

16. реле времени КТ3, с выдержкой времени 8 с, для блокировки отключения

компрессора во время пуска при кратковременном понижении давления воды и масла;

17.  разгрузочное реле KV3 для непосредственного управления разгрузочным

клапаном YV1; в ходовом режиме включается через контакты реле времени КТ2, в режиме манёвров – через контакты реле времени КТ1.

Подготовка схемы к работе

Для подготовки схемы к работе включают на ГРЩ автоматический выключатель

 электропривода компрессора и при помощи переключателей SA1 и SA2 выбирают нуж-

ный режим работы .

Ходовой режим

Для выбора ходового режима переключатель SA1 устанавливают в положение 2, а переключатель SA2 – в положение 1. Положение выключателя SA3 роли не играет, он от-

ключён.

Предположим, что до начала работы контакты датчиков температуры воды SK ,

давления воды SP2 и давления масла SP3 находятся в положении, указанном на схеме, т.е. температура воды в норме, а давление воды и масла ниже нормы.

Работой схемы в ходовом режиме управляет реле давления SP1.

При понижении давления до 26 at ( 26 кгс/см ) реле SP1 замыкает свой контакт, через который включаются линейный контактор КМ, реле времени КТ2 и КТ3, а также разгрузочное реле КV3.

Происходит пуск двигателя в режиме холостого хода, т.к. реле КV3 своим контак-

том включило разгрузочный клапан YV1.

Кроме того, через контакт КМ включаются клапаны YV2, YV3 YV4, при этом за-

крываются продувочные окна обеих ступеней давления и начинает поступать вода к на-

гревающимся узлам компрессора.

 Через 6 с с момента пуска реле КТ2 размыкает свой контакт в цепи катушки разгру

зочного реле КV3. При этом отключается разгрузочный клапан YV1, двигатель переходит из режима холостого хода в режим нагрузки.

 При пуске реле времени КТ3 блокирует датчики температуры и давления воды SK

и SP2 и давления масла SP3, шунтируя своим контактом их последовательно соединен-

ные контакты в цепи катушки КМ.

 Если с момента пуска за 8 с давление воды и масла поднимется до нормы, контак-

ты SP2 и SP3 переключатся в нижнее положение, и через них образуется вторая, паралле

льная по отношению к контакту КТ3, цепь питания катушки КМ.

        Поэтому на 9-й секунде, когда контакт КТ3 разомкнётся, контактор КМ и реле КТ2 не отключатся.

         Если же за 8 с давление воды или масла не достигнет нормы, т. е. контакт SP2 или SP3 останется разомкнутым, на 9-й секунде, после размыкания контакта КТ3 , контактор КМ и реле КТ2 отключатся, пуск прекратится.

При достижении давления 30 at контакт SP1 размыкается , компрессор отключает-

ся.

Далее работа схемы повторяется.

Отметим особенности ходового режима работы:

    1. при пуске реле времени КТ3 блокирует датчики давления воды и масла,

что позволяет избежать ложных отключений компрессора в процессе пуска ;

    1. пуск компрессора происходит без нагрузки; компрессор включает под на-

грузку реле времени реле КТ2;

    1. на ходу продувка компрессора невозможна, т.к. постоянно включены кла-

паны YV1 и YV2.

Режим манёвров

 Для выбора этого режима переключатель SA1 устанавливают в положение 1,

а переключатель SA2 – в положение 2. Аварийный выключатель SA3 должен быть включён.

Работой схемы управляет реле давления SP'.

Пуск двигателя начинается с момента подачи питания ( в ходовом режиме пуск

начинался с момента замыкания контактов реле SP1 ) и далее протекает так, как в предыду

щем случае.

При повышении давления воздуха до 32 at контакт SP1' замыкается, включаются

реле продувки KV1 и реле времени КТ1.

Реле продувки отключает продувочные клапана YV2 и YV3, начинается продув-

ка обеих ступеней давления.

Через 12 с реле КТ1 включает разгрузочное реле KV3, которое, в свою очередь

включит разгрузочный клапан YV1. Давление начинает понижаться, и при 27 at реле дав-

ления SP1' размыкает свой контакт, реле KV1 и КТ1 отключаются.

Тем самым прекращаются продувка и разгрузка компрессора. Давление воздуха вновь повышается до 32 at , далее работа схемы повторяется.

       Отметим особенности режима манёвров:

1. компрессор работает непрерывно;

2. при повышении давления до максимального - 32 at ( 32 кгс/см ) вначале

начинается продувка компрессора, а через 12 с - разгрузка.

 

Бесконтактные схемы управления электроприводами нагнетателей

Основные сведения

Развитие полупроводниковой техники позволило перейти от контактных схем управления судовыми электроприводами к бесконтактным.

В контактных схемах для переключения цепей используют медные контакты, а в .

в бесконтактных полупроводниковые приборы двух видов:

1. транзисторы;

2. тиристоры.

Транзисторы применяют для управления слаботочными цепями с токами до десят-

ков ампер, тиристоры – для управления мощными силовыми цепями электроприводов с токами в десятки, сотни и тысячи ампер.

       На базе транзисторов разных типов построены логические элементы, предназначен

ные для бесконтактного управления судовыми техническими средствами, например, насосами, компрессорами и др.

       Следует заметить, что логические элементы могут быть построены не только на электрической элементной базе. На судах некоторых типов применяют пневматические логические элементы и др.

           

Логические элементы 

       Логика ( от греч. logike ) – наука о способах доказательств и опровержений ( БСЭ,

Т. 32, с. 720 ).

       Логическим называют элемент схемы, реализующий одну из логических функций.

К основным ( базовым ) логическим функциям относят такие;

1.  функция повторения ( «ДА» );

2. функция отрицания ( «НЕТ»); второе название функции- инверсия;

3. функция умножения ( «И» ); второе название функции - конъюнкция ;

4. функция сложения ( «ИЛИ» ); второе название функции - дизъюнкция ;

Из основных функций могут быть получены производные путём внесения изменений в схему.

На практике из производных функций чаще всего применяют такие:

1. функция инверсии суммы ( «ИЛИ-НЕ» ), или стрелка Пирса;

2. функция инверсии произведения ( «И-НЕ» ), или штрих Шеффера.

Рассмотрим первые четыре элемента..

 

Логический элемент «ДА»

Алгоритм элемента: сигнал на выходе всегда равен сигналу на входе.

( Алгоритм – конечный набор правил, позволяющих чисто механически решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач – БСЭ, том 1, стр 123 .. В упрощенном понимании алгоритм – программа действий какого либо устройства или его элементов )

В символах алгебры логики алгоритм записывают так:

                   Y = X ( читается так; «игрек» есть «икс» ),

где: Х – значение сигнала на входе;

Y - значение сигнала на выходе.

На основании алгоритма таблица истинности имеет такой вид:

                       

Х Y
0 0
1 1

Релейная схема, реализующая функцию «ДА», показана на рис. 11.10, а.

 

          

 

Рис. 11.10 : а) релейная аналогия элемента «ДА»; б) условное изображение элемен-

та

 

Схема построена на реле КV с замыкающим контактом в цепи лампочки HL.

Исходное состояние: напряжение на катушке реле отсутствует ( Х=0 ), контакт

КV:1 разомкнут, напряжение на лампочке отсутствует ( Y=0 ), лампочка не горит.

Иначе говоря, на входе элемента – 0 ( Х=0 ), на выходе – 0 ( Y=0 ).

Рабочее состояние: напряжение на катушке реле есть ( Х=1 ), контакт КV:1 замк-

нут, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит.

Иначе говоря, на входе элемента – 1 ( Х=1 ), на выходе – 1 ( Y=1 ).

 

Логический элемент «НЕ»

Алгоритм элемента: сигнал на выходе всегда противоположен сигналу на входе.

В символах алгебры логики алгоритм записывают так:

Ŷ = X ( читается так: «игрек» не есть «икс» ),

где: Х – значение сигнала на входе;

Y - значение сигнала на выходе;

« - « ( черточка сверху ) - знак инверсии.

Инверсия – действие в алгебре логики, при выполнении которого функция приобретает противоположное значение, например: 0 = 1, 1 = 0.

На основании алгоритма таблица истинности имеет такой вид:

                       

Х Y
0 1
1 0

Релейная схема, реализующая функцию «НЕ», показана на рис. 11.11, а.

 

 

Рис. 11.11 : а) релейная аналогия элемента «НЕ»; б) условное изображение элемен-

та

 

Схема построена на реле КV с размыкающим контактом в цепи лампочки HL.

Исходное состояние: напряжение на катушке реле отсутствует ( Х=0 ), контакт

КV:1 замкнут, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит.

Иначе говоря, на входе элемента – 0 ( Х=0 ), на выходе – 1 ( Y=1 ).

Рабочее состояние: напряжение на катушке реле есть ( Х=1 ), контакт КV:1 разомкнут, напряжения на лампочке нет ( Y=0 ), лампочка не горит.

Иначе говоря, на входе элемента – 1 ( Х=1 ), на выходе – 0 ( Y=0 ).

 

Логический элемент «И»

Алгоритм элемента: сигнал на выходе равен1 лишь в одном случае: если все сигналы на входах равны 1; если хотя бы один из  сигналов на входе равен 0, сигнал на выходе равен 0.

В символах алгебры логики алгоритм записывают так:

                              Y = X1*Х2*Х3*…Х = X1^Х2^Х3^…Х ,

где: X1, Х2, Х3, …Х  - значение сигналов на входах;

Y - значение сигнала на выходе;

^ - символ ( знак ) логического умножения.

На основании алгоритма таблица истинности логического элемента на 3 входа ( как пример ) имеет такой вид:

 

Х1 Х2 Х3 Y
0 0 0 0
1 0 0 0
1 1 0 0
1 1 1 1

Релейная схема, реализующая функцию «И» на 3 входа, показана на рис. 11.12, а.

 

Рис. 11.12 : а) релейная аналогия элемента «И»; б) условное изображение элемента

 

Схема построена на 3-х реле КV1, КV2, КV3 с замыкающими контактами в цепи лампочки HL. Контакты реле соединены последовательно.

Исходное состояние:

1. напряжение на катушках всех реле отсутствует ( Х1=Х2=Х3=0 ), контакты этих

реле разомкнуты, напряжение на лампочке отсутствует ( Y=0 ), лампочка не горит

( вторая строка сверху в таблице истинности ).

Рабочее состояние ( рассмотрим 3 характерных ):

1. есть напряжение на катушке реле КV1 ( Х1=1 ), но его нет на катушках реле КV2

и КV3 ( Х2=Х3=0 ). Контакт КV1:1 замкнут, контакты КV2:1 и КV3:1 разомкнуты,

напряжения на лампочке нет ( Y=0 ), лампочка не горит ( третья строка сверху в таблице истинности );

2. есть напряжение на катушках реле КV1 и КV2, ( Х1=Х2=1 ), но его нет на катуш-

ке реле КV3 ( Х3=0 ).. Контакты КV1:1 и КV2:1 замкнуты, контакт КV3:1 разомк-

нут, напряжения на лампочке нет ( Y=0 ), лампочка не горит ( четвёртая строка сверху в таблице истинности );

3. есть напряжение на катушках всех реле ( Х1=Х2=Х3=1 ). Контакты КV1:1, 

КV2:1 и КV3:1 замкнуты, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит

( пятая строка сверху в таблице истинности ).

 

Логический элемент «ИЛИ»

Алгоритм элемента: сигнал на выходе равен1 , если хотя бы на одном из входов есть 1; если на всех входах нули, на выходе также нуль.

В символах алгебры логики алгоритм записывают так:

Y = X1+Х2+Х3+…+Х = X1√Х2√Х3√…√Х ,

где: X1, Х2, Х3, …Х  - значение сигналов на входах;

Y - значение сигнала на выходе;

√ - символ ( знак ) логического сложения.

На основании алгоритма таблица истинности логического элемента на 3 входа ( как пример ) имеет такой вид:

 

Х1 Х2 Х3 Y
0 0 0 0
1 0 0 1
1 1 0 1
1 1 1 1

 

                       

     Релейная схема, реализующая функцию «ИЛИ» на 3 входа, показана на рис. 11.13, а.

 

 

Рис. 11.13 : а) релейная аналогия элемента «ИЛИ»; б) условное изображение эле-

мента

 

Схема построена на 3-х реле КV1, КV2, КV3 с замыкающими контактами в цепи лампочки HL. Контакты соединены параллельно.

 

Исходное состояние:

1. напряжение на катушках всех реле отсутствует ( Х1=Х2=Х3=0 ), контакты этих

реле разомкнуты, напряжение на лампочке отсутствует ( Y=0 ), лампочка не горит

( вторая строка сверху в таблице истинности ).

Рабочее состояние ( рассмотрим 3 характерных ):

1. напряжение на катушке реле КV1 есть ( Х1=1 ), но его нет на катушках реле

КV2 и КV3 ( Х2=Х3=0 ). Контакт КV1:1 замкнут, контакты КV2:1 и КV3:1 разомк

нуты, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит ( третья строка сверху в таблице истинности );

2. есть напряжение на катушках реле КV1 и КV2, ( Х1=Х2=1 ), но его нет на ка-

тушке реле КV3 ( Х3=0 ).. Контакты КV1:1 и КV2:1 замкнуты, контакт КV3:1 разомкнут, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит ( четвёртая стро

ка сверху в таблице истинности );

3. есть напряжение на катушках всех реле ( Х1=Х2=Х3=1 ). Контакты КV1:1, 

КV2:1 и КV3:1 замкнуты, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит ( пятая строка сверху в таблице истинности ).

 

Логический элемент «И-НЕ»

Алгоритм элемента: сигнал на выходе равен 0, если сигналы на всех входах

равны 1; сигнал на выходе равен 1, если хотя бы один из  сигналов на входе равен 0.

В символах алгебры логики алгоритм записывают так:

         _______________ _______________

       Y = X1*Х2*Х3*…*Х = X1^Х2^Х3^…Х ,

где: X1, Х2, Х3, …Х  - значение сигналов на входах;

Y - значение сигнала на выходе;

«__________» - знак инверсии.

Инверсия – действие в алгебре логики, при выполнении которого функция приобретает противоположное значение, например: 0 = 1, 1 = 0.

На основании алгоритма таблица истинности логического элемента на 3 входа ( как пример ) имеет такой вид:

 

Х1 Х2 Х3 Y
0 0 0 1
1 0 0 1
1 1 0 1
1 1 1 0

                       

    Релейная схема, реализующая функцию «И-НЕ» на 3 входа, показана на рис. 11.14, а.

 

Рис. 11.14 : а) релейная аналогия элемента «И-НЕ» ; б) условное изображение эле-

мента

 

Схема построена на 3-х реле КV1, КV2, КV3 с размыкающими контактами в цепи лампочки HL. Контакты соединены параллельно.

Исходное состояние:

1. напряжение на катушках всех реле отсутствует ( Х1=Х2=Х3=0 ), контакты этих

реле замкнуты, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит

( вторая строка сверху в таблице истинности ).

Рабочее состояние ( рассмотрим 3 характерных ):

1. есть напряжение на катушке реле КV1 ( Х1=1 ), но его нет на катушках реле

КV2 и КV3 ( Х2=Х3=0 ). Контакт КV1:1 разомкнут, контакты КV2:1 и КV3:1 замк-

нуты, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит ( третья строка сверху в таблице истинности );

2. есть напряжение на катушках реле КV1 и КV2, ( Х1=Х2=1 ), но его нет на катушке реле КV3 ( Х3=0 ).. Контакты КV1:1 и КV2:1 разомкнуты, контакт КV3:1 замкнут, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит ( четвёртая строка сверху в таблице истинности );

3. есть напряжение на катушках всех реле ( Х1=Х2=Х3=1 ). Контакты КV1:1, КV2:1 и КV3:1 разомкнуты, напряжения на лампочке нет ( Y=0 ), лампочка не горит ( пятая строка сверху в таблице истинности ).

Дата: 2019-02-02, просмотров: 1296.