Автоматизация насосной станции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 — электродвигатель главного насоса; 2 — главный насос; 3 — задвижка с ручным приводом; 4 — обратный клапан; 5 — электропривод задвижки; 6 — реле давления; 7 — датчики контроля температуры подшипников насоса и электродвигателя; 8 — реле производительности; 9 — ручной вентиль; 10 — обратный всасывающий клапан; 11 — вспомогательный заливочный насос- 12 — электродный датчик уровня.

Рисунок 2.1 - Гидравлическая схема автоматизированной гидравлической установки

       Наиболее совершенной является унифицированная аппаратура УАВ и ВАВ.

Аппаратура УАВ предназначена для автоматического управления водоотливными установками действующих, реконструируемых и новостроящихся шахт горнорудной и угольной промышленности. Аппаратура позволяет управлять водоотливными • установками с числом насосных агрегатов до шестнадцати, с высоковольтными и низковольтными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Аппаратура УАВ отвечает требованиям автоматизации для водоотливных установок, относящихся к II и III группам.

 

2.1.2  Виды аппаратур

      Для автоматического управления водоотливными установками применяется следующая аппаратура:

  АВО-З для установок, оборудованных одним насосом с короткозамкнутым асинхронным электродвигателем до 120 кВт;

  АВН-М для установок, оборудованных тремя насосами с низковольтными" асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями;

  УАВ для установок, оборудованных насосами с высоковольтными и низковольтными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Унифицированная аппаратура УАВ имеет нормальное исполнение и может укомплектовываться для автоматизации 16 насосов;

  ВАВ для установок, оборудованных насосами (до девяти) с высоковольтными и низковольтными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Аппаратура имеет взрывозащищенное исполнение и может использоваться в шахтах, опасных по газу или пыли.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Аппаратура ВАВ-1М

 

3.1 Возможности аппаратуры ВАВ-1М

 

Аппаратура ВАВ-1М обеспечивает:

1. автоматическое, местное и дистанционное управление работой насосов;

2. автоматическую заливку насосов;

3. автоматическую замену насоса, отключенного из-за неисправности резервным насосом;

4. цикличность работы насоса;

5. последовательность запуска и остановки насосов при параллельной работе;

6. запрет пуска насоса во время максимума энергопотребления;

7. запрет пуска неисправного насоса;

8. учет времени работы насосов;

9. отображение сигналов диспетчеру об уровне воды, работе насосов; неисправности установки, времени начала и окончания максимумов энергопотребления.

В комплект аппаратуры ВАВ-1М входит:

1. блок управления насосами БУН-1М -1шт.;

2. табло сигнальное водоотлива СТВ-1М - 1шт.;

3. термодатчики ТДЛ-1М - 12 шт.;

4. реле производительности насоса 1ПН-М - Зшт.;

5. реле давления РДВ-1М- 6шт.;

6. датчик электродный ЭД-1м - 8 шт.;

7. блок развязки искробезопасных цепей БРЦ -1шт.;

8. насос заливочный погружной НПЗ - 1шт.;

9. привод задвижки ПЗ-1М - Зшт.;

10. пускатель привода ПРА - 3 шт.;

11. ящик кабельный КЯ.1.1Н-2шт.;

12. ящик кабельный ЯРВ.1М -1шт.;

13. блок питания БП-5-12 с уставкой 2,3 -1шт.

 

      Аппаратура ВАВ-1М предназначена для автоматического управления водоотливными установками шахт и рудников в зависимости от сигналов, поступающих от датчиков уровня ЭД-1М, реле производительности РПН- 1М, реле давления РДВ-1М, датчиков температуры ТДЛ-1М и концевых выключателей привода задвижки ПЗ-1М.\

 

 

 

 

 3.2 Описание аппаратуры ВАВ-1М

 

      Аппаратура представляет собой систему автоматического управления водоотливной установкой, схема которой приведена на рис.3.1.

Рисунок 3.1–Принципиальная электрическая схема ВАВ-1М

 

      Система содержит блоки управления насосом 1, на входы которых поступают сигналы с датчиков давления 2, производительности 3, температуры подшипников 4, закрытия 5 и заклинивания 6 приводов задвижек, включение высоковольтной ячейки 7, а с выхода блока 1 поступают сигналы на включение заливочного насоса 13, главного насоса 15, привода задвижек 14, блок формирования импульсов запуска и останова работы насосов 3, на входы которого поступают сигналы с датчиков нижнего 9, верхнего 10 и аварийного 11 уровней, блок приема и передачи сигналов на входы которого поступают сигналы с датчиков промежуточных уровней 16, а также с датчиков нижнего 9, верхнего 10 и аварийного 11 уровней, линейные узлы 17 и 19, соединены между собой линией связи 13, блок передачи и приема информации 2, блок представления информации 21, блок внепикового управления электродвигателями 22, блок звуковой сигнализации 23, блок учета машинного времени работы насосов 24, блок программируемого таймера 25, блок формирования импульсов запуска и запрета работы насосов 26, блок задания программы 27 «индикатор текущего времени и набора программ 28, блок ручного управления водоотливной установкой 29, который состоит из коммутаторов 30, 31, 32 и 33, кнопок 34, 35 и 36, диодов 37 и 38 (рис.6).

     Табло сигнальное водоотлива CTB-1M, предназначено для приема и отображения информации о состоянии водоотливной установки и устанавливается в диспетчерском пункте шахты.

На передней панели СТВ - 1М расположены элементы, выдающие диспетчеру информацию о состоянии водоотливной установки и элементы, дающие частичную возможность управления насосами.

     Для каждого насоса на панели имеются светодиоды, информирующие о работе, неисправности насосов и о виде неисправности; отсутствие производительности. отсутствие давления, перегрев подшипников, заклинивание задвижки, высоковольтная ячейка не включена. Если субблок внепикового потребления электроэнергии работает не в автоматическом режиме, когда он сам включает водоотливную установку, а в режиме советчика, на панели имеются два светодиода, сигнализирующие о необходимости включения одного или двух насосов водоотливной установки Для пуска насосов предназначены кнопки "Пуск 1" и "Пуск 2". Для динамического останова служит кнопка "Стоп".

      При неисправности линии связи между БУН-1М и СТВ-1М загорается светодиод "нет связи".

      При аварийном отключении насосного агрегата кроме световой индикации предусмотрено звуковая - прерывистая высокой тональности, а при аварийном уровне воды в водосборнике - непрерывная низкой тональности. Снятие звуковые сигналов (светодиоды остаются включенными) осуществляется при помощи тумблеров "квитация сигнала". Для проверки исправности светодиодов и звуковых телефонов служит кнопка "Проверено", при ее нажатии светятся все светодиоды и звучат звуковые сигналы. На передней панели СТД-1М установлены также три счетчика учета времени работы каждого из насосов, индикатор текущего времени и клавиатура ввода в память субблока ВП, корректировки показаний индикатора текущего времени.

      Реле производительности насоса РПН-1М. Реле производительности состоит из двух основных частей корпуса и платы, соединенных между собой болтами. При обтекании флажка потоком жидкости поворачивается жестко связанный с ним валик.

Закрепленный на валике кронштейн передает усилие потока. Пружинка создает противоусилие и возвращает флажок с магнитом в исходное положение при исчезновении потока. Напряжение пружины регулируется винтом.

      Реле давления РДВ-1М Чувствительным элементом реле давления  является диафрагма. Реле имеет две дискретные ступени регулирования по давлению. Это осуществляется с помощью малого и большого «поршней» что аналогично уменьшению или увеличению диафрагмы. Сила давления столба воды воспринимается диафрагмой и передается через поршень на шток, который воздействует на кронштейн с магнитом. Предварительное натяжение пружины, необходимое для преодоления сил трения и четкого отключения, регулируется винтом.

     Датчик электродный типа ЭД-1М

Электродный датчик представляет собой свинцовый диск со стаканом, на который навинчен кабельный ввод. Контактирующим с водой элементом является свинцовый диск. После подсоединения кабеля стакан обязательно заливается кабельной массой.

 

3.3  Краткое описание работы системы автоматического управления

 

      Гидравлическая схема аппаратуры ВАВ-1М с заливкой вспомогательным погружным насосом НЗП и управляемыми задвижками представлена на (рис.3.2).

 

Рисунок 3.2–Гидравлическая схема системы автоматического управления водоотливной установкой ВАВ-1М

 

     При достижении воды в водосборнике датчика верхнего уровня 10 сигнал с него поступает в блок, формирования импульсов запуска и останова работы насосов 8. В блоке формируется сигнал, который поступает в блок управления насосом 1, где формируется сигнал на включение в работу заливочного насоса 13. Заливочный насос подает воду в главный насос в течении времени достаточного для создания в нем необходимого давления для срабатывания датчика 2 ( это время реулируется резистором "Таймер" на передней панели субблока РП). По истечении заданного времени заливки с другого выхода блока 8 в блок 1 поступает сигнал, который приводит к фазированию сигналов в блоке 1 на включение главного насоса 15; привода  задвижки  14,  на  не  открытие  при  отсутствии производительности. При этом сигнал с первого выхода блока 8 снимаются. Если на включенном насосе не сработал датчик давления 2 к моменту выдачи сигнала на его включение, то с данного блока 1 в блок 8 выдает сигнал на включение на другой блок 1, соответствующий другому насосу. с блока 1 соответствующего неисправному насосу в блок приема и передачи информации 12 поступит 2 сигнала "Общей неисправности и вида неисправности".

       С момента выдачи сигнала на включение главного насоса блоком 1 производится контроль включения высоковольтной ячейки, контроль набора производительности насосом, контроль заклинивания задвижки. Если после их подачи сигнала на включение главного насоса датчик 7 высоковольтной ячейки не включится, то блок 1 выдает сигнал общей аварии в блок 8 для формирования сигнала запуска другого насоса с помощью другого блока 1, a в блок 12 с блока 1 поступит сигнал общей неисправности и вида неисправности, откуда они через линейные узлы 17, 19 и линию 18 поступят в блок приема и передачи сигналов 20.

     Одновременно блоком 1 снимаются сигналы на включение главного насоса привода задвижки на ее открытие и выдается сигнал на ее закрытие. Если через заданное время, достаточное для набора производительности главным насосом (это время регулируется резистором "Уст.Т2" на передней панели субблока УМ) не срабатывает датчик производительности 3 (60-120сек.), то произойдет выход насоса на аварию по производительности аналогично выходу по неисправности высоковольтной ячейки. Аналогично происходит выход насоса на аварию по заклиниванию задвижки и перегреву подшипников.

     Информация наличия уровней 9, 10 и 16 о работе главных насосов, об авариях с указанием их причин через блок 12, где она преобразуется из параллельного в последовательный код, линейные узлы 17,19 двухпроводную линию связи 18 поступает в блок 20. В этом блоке информация из последовательного кода преобразуется в параллельный.

       С блока 20 информация о работе насосного агрегата поступает в блок машинного времени 24 и блок внепикового управления насосами 22, в блок звуковой сигнализаци 23 - информация об аварийном уровне и об общей аварии. В блок 22с блока 20 поступает информация обо всех уровнях воды в водосборнике и работе насосов 15. В блоке 24 фиксируется время работы насосов путем пуска счетчика по разрешающему сигнал от работающих насосов. При снижении воды в водосборнике ниже датчиков нижнего уровня 9 сигнал с него поступает в блок 3, где с интервалом в 10 сек. формируется сигнал для выдачи в блок 1. В блоке 1 формируется сигнал включения привода задвижки 14 на закрытие за 1,5-2 оборота до полного закрытия задвижки срабатывает контакт 5, который разрывает цепь управления главного насоса 15 и система по истечению 160с (это время регулируется от О до 300с резистором на передней панели субблока УМ) Система возвращается в исходное состояние. В случае неотключения по каким-либо причинам высоковольтной ячейки блоком 1 выдается сигнал общей аварии по высоковольтной, ячейке эти сигналы поступают на СТВ-1м и диспетчер принимает меры по отключению высоковольтной ячейки.

      При необходимости пуск насосов можно было осуществить с блока ручного управления 29 путем перевода переключателя 33 (при необходимости и 32) в положение "Ручное" и нажатии кнопки "Пуск 1" "3" (при необходимости и 35). В блок 10 поступает сигнал "Пуск 1" ("Пуск 2"), который через линейные узлы 17,19 и линию связи 18 и блок 12 поступает в блок 8, где формируется сигнал аналогичный сигналу от датчика верхнего уровня.