Автоматизация производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Департамент образования и науки Кемеровской области

ГОУ СПО "Осинниковский горнотехнический колледж"

Контрольная работа

"Автоматизация производства"

Выполнил:

студент группы 1 ТЭО-10з

Ревякин А.В.

Осинники 2014

1. Начертить принципиальную электрическую схему аппаратуры АПТВ и описать ее работу при местном пуске рабочего ВМП (кнопкой "пуск" на исполнительном устройстве)

Рис. 1 Принципиальная электрическая схема управления проветриванием тупиковой выработки

Аппаратура АПТВ предназначена для контроля поступления воздуха к забою тупиковой выработки от вентилятора местного проветривания (ВМП), в шахтах, опасных по газу или пыли, автоматического отключения электроэнергии при нарушении нормального режима проветривания выработки, а также автоматизированного управления ВМП, в том числе зарезервированными ВМП.

Рассмотрим некоторые режимы схемы. При подаче напряжения на магнитные пускатели распредпункта тупиковой выработки появляется напряжение 36 В во вторичных обмотках трансформаторов T1, в результате чего мостовые выпрямители BM1 и ВМ 2 получают питание и реле К2 и К3 срабатывают.

Реле К2 своим замыкающим контактом К2.1 обеспечивает подачу сигнала в аппаратуру "ветер" о наличии резервного питания, а реле К3 контактами К3.1 и К3.2 подает питание на блокировочный разъединитель Q. При включении блокировочного разъединителя напряжение подается на блок питания БП, обеспечивающий готовность аппаратуры к работе.

Для осуществления пуска рабочего вентилятора оператор нажимает кнопку S11 "пуск" при этом создается цель шунтировании обмотки промежуточного реле К4 диодом VD1, в результате чего реле К4 пускателя рабочего ВМП срабатывает, вызывая срабатывание контактов пускателя К1 (на схеме не показан). который обеспечивает подачу напряжения на электродвигатель вентилятора. Вентилятор начинает вращаться, а блок - контакт К1.6 создает цепь шунтирования обмотки промежуточного реле К4 диодом VD1 и самоблокировку пускателя после отпускания кнопки S11 "пуск". Если переключатели S5 - S8 были установлены в положение "Авт.", то второй блок - контакт К1.8 магнитного пускателя - создает цепь управление узлом оптронной развязки УОР1, в результате чего срабатывает реле К4, которое своим контактом К4.1 обеспечивает подачу сигнала в аппаратуру "ветер" о включении рабочего вентилятора, контактом К4.2 заблокирует запуск резервного ВМП, а контактом К4.3 через схему автоматического повторного пуска (АПВ) включит реле К10 времязадающий схемы ВЗС. Одновременно с этим через схему АПВ будет подан запускающий сигнал на мульти вибратор М2, цикл колебаний которого начинается с состояния, когда реле К11 и последовательно с ним включенное реле К12 обесточены. Через промежуток времени 1,5 - 3 с, устанавливаемый потенциометром R6 ("длительность импульса"), мультивибратор М2 переходит в противоположное состояние и реле К11 и К12 срабатывают. Реле К11 своими контактом К11.1 зашунтирует диод VD1, поэтому промежуточное реле К4 рабочего пускателя возвратится в исходное состояние и магнитный пускатель отключит двигатель вентилятора от сети. Реле К12 выполнит аналогичные функции при пуске резервного вентилятор.

Через промежуток времени 6 - 10 с, установленный потенциометром R7 ( "длительность паузы" ), мультивибратор М2 снова переключается и реле К11 и К12 обесточиваются при этом контакт К11.1 разомкнется и диод VD1 будет введен в шунтирующею цепь обмотки промежуточного реле К4 рабочего пускателя ВМП. Рабочий вентилятор снова будет запущен в работу.

2. Начертить функциональную схему программного управления режущим органом проходческого комбайна в плоскости забоя и описать принцип работы.

Рис. 2 Система программного управления проходческим комбайном

На проходческих комбайнах 4ПП-1М и 4ПП-5 и других программа перемещения исполнительного органа и стола погрузочного устройства записывается на магнитном барабане при выполнении машинистом образцового (обучающего) цикла управления, который затем воспроизводится в режиме автоматического управления до тех пор, пока не потребуется изменение программы. После этого старая программа стирается, а для записи новой программы в магнитную память машинист выполняет вручную новый цикл.

Рассмотрим функциональную схему (рис. 2, а) системы программного управления перемещением исполнительного органа (рис. 2, б), положения 1--12) и стола погрузочного устройства. Система работает в трех режимах: дистанционного управления; автоматической записи программы при дистанционном управлении; автоматического программного управления.

При дистанционном управлении переключатель выбора режима работы ПВР становится в положение ДУ, переключатель запись - воспроизведение ПЗВ устанавливается в среднее положение, показанное на схеме. При управлении по разомкнутой схеме вручную с пульта дистанционного управления ПДУ команды поступают на блок электрогидроклапанов ЭГК, которые управляют силовыми гидроцилиндрами, ГЦ, перемещающими исполнительный орган ИО и стол погрузочного устройства СПУ. Сигналы с датчиков положения ДП, контролирующих положение ИО, некуда не поступают, так как обратная связь системы разомкнута контактными переключателями ПЗВ.

При записи программы переключатель ПВР становится в положение АУ, переключатель ПЗВ - в положение 3. Перед записью новой программы стирается старая, Для этого переключатель стирания ППС устанавливается в положение С, узел стирания УС включает электродвигатель, вращающий магнитный барабан и стирающий дроссель. После стирания ППС возвращается в исходное положение, при этом в исходное положение переводится и отбойная коронка ИО.

Записывается программа автоматически при управлении ИО с пульта ПДУ по разомкнутой схеме. При кратковременном нажатии кнопки "Пуск" на пульте ПДУ магнитный барабан блока программного управления ПУ поворачивается на один шаг и занимает первое положение, одновременно подается команда на первое горизонтальное перемещение 1. По окончании первого перемещения с пульта ПДУ подается команда на остановку ИО и запись на магнитном барабане в двоичном коде первого положения ИО. Аналогично производится запись второго вертикального перемещения, третьего горизонтального и т. д. до возвращения ИО в исходное положение 12. когда цикл записи заканчивается.

Для перевода комбайна на автоматическое управление ИО комбайна устанавливается в исходное положение АУ, переключатель ПЗФ - в положение воспроизведение В, переключатель ПС остается в положении Р. После нажатия кнопки "пуск" магнитный барабан ПУ поворачивается на один шаг и останавливается в первом положении. Датчики ДП выдают код, соответствующий исходному положению исполнительного органа ИО, который сравнивается с записанным магнитным барабаном в конце первого перемещения в блоке сравнения и перемещения кодов и напряжений СПКН. На основании сравнения кодов формируются команды в виде напряжений на соответствующие силовые гидроцилиндры и электрогидроклапаны, которые перемещают ИО до тех пор, Пока не будет ликвидировано рассогласование. Затем аналогично отрабатывается второе перемещение и т.д. , пока не завершится цикл выработки. Скорость подачи исполнительного органа ИО не превышает 10 м/мин, максимальная ошибка выполнения программы не более 50 мм.

Системы автоматической ориентации проходческих комбайнов в пространстве могут быть построены на использовании различных приборов, задающих направление горной выработки: оптических (световые лучи, инфракрасные лучи, лучи лазера); гравитационных (уровни, маятники); гироскопических (гирокомпас, гировертикаль); магнитных (компас с магнитомодуляционным датчиком) и др.

Наиболее перспективными можно считать оптические приборы на лучах лазера.

3. Комплекс "НЭРПА", назначение, состав, выполняемые функции. Начертить принципиальную электрическую схему аппаратуры "НЭРПА-1" и описать работу при местном переводе стрелок

Комплекс устройств НЭРПА предназначен для автоматического считывания информация о номере рудничного электровоза, направлении его движения, а также для выдачи сигналов управления стрелочными переводами, схемами сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), вентиляционными дверьми и аппаратурой безопасности с движущегося электровоза.

Комплекс может применяться как локальная система автоматизации на рельсовом транспорте, так и в автоматизированных системах управления подземным электровозным транспортом, а также при оперативно-диспетчерском управлении на шахтах угольной промышленности.

Считанная информация по телемеханическим каналам поступает на диспетчерский пункт для последующей обработки.

Комплекс устройств НЭРПА обеспечивает:

Частотное управление переводом стрелки с движущегося электровоза (при движении электровоза против направления пера стрелки с помощью бесконтактного датчика, по направлению пера - врезом стрелочного перевода скатами электровоза).

Перевод стрелки кнопкой местного управления или с помощью рукоятки вручную.

Контроль положения и прижатия остряков стрелки с помощью сигнального указателя.

Управление вентиляционными дверьми с движущегося электровоза.

Управление аппаратурой безопасности и другими устройствами сигнализации; централизации и блокировок (СЦБ).

Прием, обработку и выдачу информационных кодовых сигналов о номере и направлении движения электровоза по каналам телемеханики на диспетчерский пункт.

Определение место нахождения электровоза на горизонте (крыле) шахты.

В состав комплекса НЭРПА входят следующие устройства:

Передатчик сигналов локомотивный ЛПС - 1.

Приемник сигналов информации НПИ - 1.

Приемник сигналов управления НПУ

Переносной передатчик сигналов ГПЧ - 1.

Передающая и приемная антенны.

Комплекс НЕРПА-1

Передатчик сигналов локомотивный ЛПС - 1

Передатчик сигналов локомотивный содержит:

Генератор сигналов локомотивный ЛГС - 1. 1шт.

Антенна А - 1. 1 шт.

Генератор частотный переносной ГПЧ - 1 1шт.

Кнопочный взрывобезопасный пост управления КУ-92 - РВ 1шт.

Приемник сигналов информации НПИ - 1

Приемник сигналов информации содержит: аппарат приема сигналов информации АПСИ - 1; две антенны А - 1.

Приемник сигналов управления НПУ

Приемники выпускаются трех модификаций (НПУ-1, НПУ-2, НПУ- 3) Состоят НПУ из аппарата приема сигналов управления АПСУ (АПСУ-1 или АПСУ-2, АПСУ-3 в зависимости от модификации приемника ПТУ-1. НПУ-2, НПУ-3) и антенны А-1.

Комплекс НЭРПА-1

В состав комплекса НЭРПА входит имеющий самостоятельное применение комплекс НЭРПА-1 и приемник сигналов информации НПИ-1.

Комплекс НЭРПА-1 состоит из следующих блоков и устройств:

1. Привод моторный стрелочный ПМС-4

2 Пускатель приводов взрывобезопасный ППВ-2

3 Указатель сигнальный световой ССУ-2

4 Передатчик сигналов локомотивный ЛПС-1

5 Приемник сигналов управления НПУ-1

Комплекс НЭРПА, основным назначением которого является определение местонахождения электровоза, практически используется в малом объеме и только на шахтах, где внедрена или внедряется подсистема АСУТП "Локомотивный транспорт", однако широкое распространение получил комплекс НЭРПА-1 (составная часть комплекса НЭРПА).

Комплекс НЭРПА-1 является базовой и массовой аппаратурой автоматизации систем управления движением электровозного транспорта шахт, ее применение регламентируется правилами безопасности, а все составные части выпускаются по самостоятельным техническим условиям, так как, в свою очередь, могут входить составными частями в другие типы аппаратур.

Комплекс НЭРПА - 1 предназначен для управления стрелочным переводам из кабины машиниста движущегося электровоза.

Машинист электровоза, установив по показанию сигнального указателя ССУ-2 необходимость перевода стрелки, включает кнопку поста КУ-92. При этом начинает работать локомотивный передатчик сигналов ЛПС и в антенну, установленную под электровозом, выдается сигнал 110 кГц промоделированный частотой 705Гц. Этот сигнал принимается приемной антенной А-1 и далее поступает в аппарат приема сигналов управления АПСУ в котором срабатывает реле К3 и шунтирует диодом VDI8 реле Kl, К2 в пускателе ППВ-2. Через реле протекает полуволна выпрямительного тока источника питания и они срабатывают, замыкая цепь питания контакторов К3 и К4, но срабатывает, только один из контакторов, в цепи которого замкнут конечный выключатель привода ПМС - 4.

управление автоматизация программный

Рис 3 Схема аппаратуры НЭРПА - 1

На схеме показан замкнутым конечный выключатель S6, поэтому включится контактор К4 и двигатель привода начнет перемещение остряков стрелочного перевода до тех пор, пока не разомкнется контакт конечного выключателя S6 и не отключится контактор К4. Через вторую пару конечных выключателей S4, S5 включается желтая и синяя лампа Н1 (Н2) в световом указателе ССУ - 2 для контроля положения стрелки. Блокировочные реле К6, К5 предотвращает попеременное включение контакторов К4, К3 при длительном прохождении сигнала управления на перевод стрелки.

Защита от затянувшегося по времени перевода стрелки выполняется тепловыми реле К7, К8, включены параллельно катушками контакторов К3, К;. защитное отключение при утечки на землю в цепи напряжения ~ 127 В выполняется встроенным реле утечки УАКИ контактами реле К9, К10.

Местное управление стрелкой производится при нарушении ее управления с движущегося электровоза или при наладочных и ремонтных работах.

Осуществляется местное управление с кнопочного поста КМУ, расположенного у стрелки. При нажатии кнопок S1 или S2 кнопочного поста срабатывает реле К1или К2. Это ведет к аналогичному переводу стрелки, как при автоматизированном режиме. Местный перевод стрелки может быть произведен также рукояткой, расположенной на приводе ПМС-4.

4. Что должны обеспечивать системы управления и автоматизации подъемных установок?

Подъемная система - одна из наиболее сложных и ответственных установок. Управление подъемными установками различают: автоматическое, полуавтоматическое, дистанционное, дистанционно - автоматическое и ручное.

Автоматическое управление осуществляется при автоматической подаче пускового импульса по разрешающим сигналам от аппаратов, контролирующих процессы разгрузки и загрузки подъемных сосудов. При полуавтоматическом управлении машинист растормаживает машину и дает пусковой импульс на замедление и торможение.

Системы управления и автоматизации должны обеспечивать: остановку подземных машин в промежуточных точках ствола (режим работы "отбой"), если по условиям эксплуатации их нельзя остановить в крайних положениях; полное использования электропривода ПМ для формирования диаграммы скорости, близкой к оптимальной; выбору слабины каната до начала движения; скорость движения сосуда не более 0,6 м/с, если ПУ оборудована загрузочным устройством, открывающимся под действием веса опускающегося скипа; минимальный путь дотягивания подъемных сосудов в зависимости от конструкции загрузочно-разгрузочного устройства и самих сосудов; точность остановки сосудов в конечных положениях (для сосудов скиповых стволов отклонение от номинального положения не должно превышать +300 мм с учетом разброса точки срабатывания выключателя стопорения для качающихся площадок - +/- 100 мм); снижение скорости перед стопорением до 0,3 - 0,4 м/с; производительность ПУ не ниже максимальной часовой.

Сравнительная сложность или простота автоматизации управления подъемным двигателем определяется соответствием механических характеристик привода условиям работы подъемных установок, т. е. нагрузочным диаграммам подъемных систем.

Проще эта задача решается при применении двигателя постоянного тока, поскольку в этом случае привод обладает менее жесткими характеристиками. Мягкие характеристики асинхронного двигателя (искусственные характеристики) усложняют автоматическое управление, т. к. изменение скорости зависит в этом случае как от предела изменения нагрузки, так и от сопротивления резисторов в цепи ротора.

Система автоматизации должна обеспечивать бесперебойную работу всего комплекса скипового подъема, а автоматическое управление - выполнение заданной тахограммы и точную остановку подъемного сосуда с заданной точностью

5. Состав, выполняемые функции и принцип действия путевого программного аппарата

Высокая важность шахтных подъемных установок (ШПУ) в технологическом процессе работы шахты и жесткие требования к обеспечению безопасности работ определяют необходимость применения аппаратуры защиты и контроля движения. В настоящее время с этой целью используются аппараты программирования и контроля с приводом от вала подъемной машины типа ППК, АУЛ-1, "Горизонт", АЗК-1. Наиболее распространённым среди них является путевой программный аппарат защиты и контроля хода типа АЗК-1 в комплекте с электронным ограничителем скорости типа ЭОС, выполняющий следующие функции:

- защита от превышения допустимых значений скорости в периоды разгона, равномерного хода, замедления, дотягивания, на участке высоты переподъема, а для опускания сосуда - и на свободном для его перемещения пути;

- защита от переподъема;

- самоконтроль целостности электрических цепей ограничителя;

- контроль целостности своих кинематических цепей;

- выдача путевых команд в заданных точках пути для автоматизации процесса подъема; преобразование углового перемещения барабана в электрический сигнал, пропорциональный пути, пройденному подъемными сосудами;

- корректировку элементов аппарата в соответствии с положением сосудов в стволе при перестановке барабанов.

Путевой программный аппарат АЗК-1 (рис. 4) подключают к приводному редуктору по симметрической схеме с независимой синхронизацией одной части относительно другой, позволяющей использовать аппарат для разных типов подъемных машин. Аппарат АЗК-1 состоит из привода аппарата 9, корректирующего устройства 4(7), блока сельсинов-датчиков 3(8) и блока этажных выключателей 5(6) (шкаф ШПА-1); блоков программирования БПМ-1 (при разъездах на максимальной скорости) и БПМ-2 (при разъездах на пониженной скорости), каждый из которых содержит редуктор с электромагнитной муфтой 2(10) и программное устройство 1(11); двух реле контроля вращения РКВ-1; электрического ограничителя скорости ЭОС-2 (ЭОС-3).

Редуктор привода аппарата АЗК-1 приводится во вращение от вала барабана подъемной машины. Посредством редуктора вращения передается блокам программирования БПМ-1 и БПМ-2, блокам сельсин - датчиков указателей глубины и ограничителя скорости, блокам этажных выключателей. Редуктор может получать вращение и от двигателей корректирующих устройств 4(7).

Корректор предназначен для согласования положения всех выключателей и профилей программных дисков с положением сосудов в стволе после остановки сосуда на верхней приемной площадке. При включении электродвигателя корректирующего устройства все механизмы масштабного измерения пути аппарата приводятся во вращение. Для уменьшения выбега ротора двигателя применен электромагнитный тормоз с катушкой постоянного тока. Схемой управления корректирующего устройствами предусматривается ручное и автоматическое управление.

Блоки программирования БПМ осуществляют регулирование скорости разгона, стабилизацию рабочей скорости и замедления ПМ. При асинхронном приводе ПМ блоки БПМ используются для регулирования хода только в период замедления. Блок БПМ состоит из редуктора, двух командоаппаратов типа СКАА, реле времени РЭВ-817, двух программных дисков, четырех путевых выключателей, рычагов и зажимных наборов. Редуктор блока БПМ передает вращение от привода аппарата к профильным дискам программного устройства. Редуктор состоит из сменных шестерен. При изменении диаграммы скорости ПМ при углубке ствола, замены электродвигателя ПМ или редуктора производиться замена шестерен так, чтобы входной вал к любому блоку БПМ совершал за цикл подъема до 60 оборотов.

В качестве задающих устройств блока БПМ применены бесконтактные сельсинные командоаппараты автоматического управления СКАА (БД-501А), работающие в режиме потенциал - регулятора. Связь командоаппарата с программным осуществляется рычагом с консольным роликом.

Один профильный диск с командоаппаратом служит для задания программы скорости разгона и замедления при движении вниз, второй профильный диск с командоаппаратом - при движении вверх. Угол поворота профилированного программного диска пропорционален пути движения подъемного сосуда. При вращении профилированный диск отклоняет приводной рычаг командоаппарата и задает расчетную диаграмму скорости в функции пути в виде переменного (по напряжению) электрического сигнала.

Список использованной литературы

1. Братицкий В.А., Куроедов В.И., Рыжков А.А. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности. - М.: Недра, 1991.

2. Поспелов Л.П. Основы автоматизации производства. - М.: Недра, 1988

3. В.А. Остапенко, Ю.Г. Блинов, Ф.Ф. Лепле [и др.] Автоматизация производственных процессов на угольных шахтах М.:Недра ,1968

4. Каталог средства автоматизации технологических процессов на шахтах. Москва 1989.

Размещено на Allbest.ru