Источник: Батицкий В.А., Куроедов В.И., Рыжков А.А. - Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности. - М.: Недра, 1991. - с. 151-158
Для автоматизации вентиляторов главного проветривания применяется аппаратура типов УКВГ, ЭРВГП-2, АДШВ, УКАВ-2. В настоящее время для этих целей промышленность выпускает аппаратуру типов УАВШ и УКАВ-М.
Аппаратура УАВШ обеспечивает дистанционное управление и контроль работы шахтных реверсивных и нереверсивных вентиляторов с низковольтным электроприводом. Промышленностью изготавливаются две модификации аппаратуры УАВШ: УАВШ-1 —для управления вентиляторной установкой при расстоянии от нее до диспетчерского пункта до 10 км и УАВШ-2, применяемой при расстоянии до диспетчерского пункта до 2 км. Аппаратура УАВШ-1 позволяет управлять вентиляторной установкой с пульта диспетчера по четырехпроводной (включая резервную пару проводов) линии связи, а УАВШ-2 — по 28-проводной.
В комплект аппаратуры УАВШ-1 входят: аппарат приема команд АПВК, аппарат приема сигналов АПСВ, два аппарата управления вентилятором АВГ и аппарат управления вспомогательными приводами АУВП. В комплект УАВШ-2 входят: два аппарата АВГ, аппарат АУВП и аппарат воспроизведения сигналов ABC. В комплекты обеих модификаций входят по два комплекта аппаратуры контроля температуры АК.Т-2.
Аппаратура УКАВ-М обеспечивает возможность автоматизированного управления шахтными вентиляторами главного проветривания при соблюдении всех нормативов безопасности и соответствии всем современным эксплуатационным требованиям, предъявляемым к автоматизации системы проветривания. Аппаратура УКАВ-М предназначена Для автоматизации вентиляторных установок, оборудованных одним или двумя реверсивными или нереверсивными осевыми вентиляторами, либо центробежными вентиляторами одностороннего или двухстороннего всасывания.
Конструктивно комплект УКАВ-М представляет собой набор шкафов закрытого исполнения и пульт дистанционного управления. Комплект УКАВ-М выпускается на один вентиляторный агрегат в нескольких типоисполнениях, различающихся в зависимости от типа привода вентиляторного агрегата (синхронный, асинхронный или двухдвигатель-ный синхронный и синхроасинхронный), количества ляд и вспомогательных приводов. В любом типоисполнении комплект УКАВ-М включает в себя шкафы управления вентиляторными агрегатами: ШУ1-УКАВ-М (ШУИ-УКАВ-М), ШУ2-УКАВ-М и пульт дистанционного управления ШУ7-УКАВ-М. Кроме того, в зависимости от типа привода, в комплект входит либо ШУ5-УКАВ-М, если привод синхронный либо ШУ6-УКАВ-М, если привод асинхронный. Если привод двухдвигательный, то в комплект входят ШУ5-УКАВ-М и ШУ6-УКАВ-М или два шкафа ШУ6-УКАВ-М. Шкафы ШУЗ-УКАВ-М и ШУ4-УКАВ-М составляют общую часть электрооборудования вентиляторной установки. Шкаф ШУЗ-УКАВ-М обеспечивает распределение энергии напряжением 380 В по всем шкафам управления вентиляторной установкой и ^правление вентиляторами проветривания помещения машинного зала. Шкафы ШУ4-УКАВ-М осуществляют управление электродвигателями лебедок ляд. Если количество ляд в установке не превышает трех, используется шкаф ШУ4-УКАВ-М, при большем количестве ляд, но не более шести, в схеме автоматизации используется шкаф ШУ8-УКАВ-М. Шкаф ШУИ-УКАВ-М аналогичен ШУ1-УКАВ-М, отличаясь тем, что не содержит цепей управления системой маслосмазки.
На рис. 53 приведена центральная часть схемы автоматизации вентиляторной установки главного проветривания с синхронным приводом, построенная на основе использования аппаратуры УКАВ-М.
Подготовка вентиляторного агрегата к работе.
Перед пуском вентилятора необходимо:
включить высоковольтные разъединители QS1 и QS2 в распред-устройстве выбранного вентилятора, включить автоматические выключатели QF1 — QF3 в высоковольтных ячейках обоих вентиляторов;
в машинном зале включить автоматические выключатели питания на всех задействованных в схеме шкафах управления ШУ1 — ШУ9 и в тиристорном возбудительном устройстве;
в шкафу управления ШУ1 (см. рис. 53) переключателем SA1 выбрать режим работы вентилятора «нормальный» или «реверсивный» (всасывание или нагнетание), переключателем SA2 выбрать вид управления: «автоматическое» или «ручное», переключателем SA3 выбрать место управления: «Дистанционное» — с пульта управления или «местное» из машинного зала, переключателем SA5 выбрать рабочий масло-насос;
Рисунок 53 - Схема автоматизации вентиляторной установки главного проветривания с использованием аппаратуры УКАВ-М
на шкафах управления вспомогательными приводами выбрать рабочий ввод 380 В, вид управления двигателями ляд «автоматический» или «ручной», на пульте управления ШУ7 установить переключатель S4 в положение, соответствующее выбранному режиму работы «нормальный» или «реверсивный».
Пуск вентилятора. Пуск вентилятора осуществляется из помещения машинного зала кнопкой SB1, либо из диспетчерского пункта кнопкой S1 пульта управления ШУ7. Если резервный вентилятор не работает, будут разомкнуты контакты PS5 и KV2 в цепи блока входов микропрограммного автомата БВМА.
Блок микропрограммного автомата БМА начинает последовательную отработку команд операции пуска вентилятора в соответствии с программой, записанной в ПЗУ и алгоритмом запуска центробежных вентиляторов с синхронным электроприводом и тиристорным возбудительным устройством. В процессе работы блок БМА опрашивает состояние входов и формирует выходные сигналы управления электрическими аппаратами и приводами механизмов вентилятора.
Код выбора входного сигнала поступает от блока БМА на блок БВМА по шине входных сигналов. Коды выходных сигналов поступают с блока БМА на блок сигнализации БС, блок реверсивных пускателей БРП и блоки однофазных пускателей БОП.
В блоке БМА имеется узел таймера, с помощью которого можно получить до шестнадцати различных фиксированных выдержек времени, используемых при отработке программы управления вентилятором.
Входные сигналы, используемые блоком БМА при отработке программы, поступают на входы блока развязок БР и блок БВМА. В этих блоках выходные сигналы по линиям с напряжением 80 В воспринимаются через оптронные развязки, сигналы по линиям дистанционного управления напряжением 24 В воспринимаются через герконовые развязки, обмен сигналами внутри комплектного устройства происходит уровнем напряжения 15 В. В блоке БВМА имеются схемы, обеспечивающие контроль измеряемых параметров и выработку аварийных сигналов в случаях выхода их за допустимые пределы. Если напряжение на высоковольтное распредустройство и в шкафы управления подано, реле KV7 находится во включенном состоянии, одновременно с этим в шкафу ШУ1 (на схеме не показано) подготавливаются цепи включения реле времени автоматического повторного включения КТ1 и реле времени режима снятия напряжения питания КТ2, кроме того, подготавливается цепь питания блока реверсивных пускателей БРП.
По сигналу, поступающему из блока БМА в блок БОП2, включаются реле времени КТ1 и КТ2. Реле KJI в шкафу ШУ1 подготовит цепь самоблокировки реле отключения вентилятора KV5 и KV6 и контактом КТ1 подаст сигнал в блок БВМА о готовности к автоматическому повторному пуску. Реле КТ2 разомкнет контакт КТ2 в цепи электромагнита отключения ЭО. Далее в процессе отработки программы блок БМА посылает сигнал в БРП на включение двигателей направляющих аппаратов, ло-патки которых установятся в положение «Меньше» («Закрыто»), При закрытии направляющих аппаратов конечные выключатели SQ2.1 и ISQ4.1 замыкают свои контакты в цепи БВМА, что обеспечивает через блоки БМА, БРП отключение двигателей направляющих аппаратов. Блок БМА, действуя через блок развязок БР, включит лампы HL4 и HL6, сигнализируя о закрытии направляющих аппаратов. Если через 1,5 мин направляющие аппараты не закрылись, то блок БМА выдаст команду о затянувшемся пуске и произведет аварийное отключение вен-тилятора. Одновременно с подачей команды на закрытие направляющих аппаратов БМА вырабатывает сигнал в БОП1 на включение контактора КМ1 или КМ2, выбранного переключателем SA5 рабочего маслонасоса. Если температура масла ниже допустимой и контакт SK замкнут, по команде от блока БМА в блок БОПЗ будет подан сигнал на включение подогревателя- масла. Нагреватель будет включен до момента достижения необходимой температуры и размыкания контакта SK- Контроль протока и давления масла осуществляется струйными реле SL1 и SL2 и электроконтактным манометром SP, контакты которых включены во входные цепи блока БВМА. Блок сигнализации БС сигнализирует лампами HL19 или HL20 о включении соответственно первого или второго маслонасосов. Если за время 3 мин после включения маслонасоса масло в маслопроводе не появится, то блок БМА выдаст команду в БОП1 на включение резервного маслонасоса. Если в течение трех минут масло вновь не появится в маслопроводе, БМА выдаст аварийный сигнал на отключение вентилятора. Если же масло появилось, то БМА, в соответствии с программой пуска, выработает команду на управление лебедками ляд. Эта команда через блок БОПЗ произведет установку в выбранном нормальном или реверсивном режиме.
После установки ляд из шкафа ШУ4 в шкаф ШУ2 приходит сигнал готовности ляд и по алгоритму управления БМА повторно производит проверку работы маслосистемы, закрытия направляющих аппаратов, установку ляд в соответствующее положение и выдаст сигнал в блок БОП1, тиристорный ключ которого включит реле KV3 или KV4 в шкафу ШУ1, в результате чего включится контактор КП масляного выключателя, который своими контактами включит электромагнит включения ЭВ масляного выключателя QK и двигатель будет подключен к сети.
Срабатывание масляного выключателя приводит к включению реле KV2 в шкафу ШУ5, контакты которого в цепи БВМА обеспечивают контроль включения масляного выключателя.
После подключения двигателя вентилятора к сети БМА выдает сиг» нал в блок БОП2, тиристорный ключ которого включит контактор КМ1 тиристорного возбудительного устройства (ТВУ) в шкафу ШУ5. Контроль включения ТВУ осуществляется контактом КМ1, подключенным к блоку БВМА.
В процессе пуска синхронного двигателя тиристорный ключ возбудительного устройства замыкает обмотку ротора на пусковое сопротив1 ление. При достижении двигателем подсинхронной частоты вращения ТВУ отключит пусковое сопротивление и подаст в обмотку ротора синхронного двигателя постоянный ток возбуждения. В конце пуска блок БМА подает сигнал в блок БОП2, по которому подается сигнал на включение напряжения питания на приборы контроля подачи и давления воз!-духа, а также температуры подшипников вентилятора и обмоток двигателя. После полного разгона вентилятора сработает реле контроля частоты вращения PS5, контакты которого в цепи блока БВМА обеспечивают возможность блоку БМА вести непрерывный контроль частоты вращения рабочего вентилятора. Если пуск вентилятора завершился нормально, блок БМА подаст сигнал в блок БРП, который включит двигатели направляющих аппаратов для установки лопаток в положение «Больше». После срабатывания конечных выключателей SQ1.1, SQ3.1 и SQI.2, SQ3.2 в цепях блоков БВМА и БР двигатели направляющих аппаратов отключатся. На этом пуск вентилятора заканчивается, о чем сигнализирует лампа HL18 «Вентилятор включен».
Отключение вентилятора можно осуществить из машинного зала, из диспетчерского пункта и из высоковольтного распредустройства.
Для отключения вентилятора из машинного зала используется кнопка SB3 «Остановка вентилятора» в шкафу ШУ2. При нажатии на кнопку SB3 сигнал на отключение вентилятора поступает через БВМА в БМА, который начинает выполнять программу отключения. Блок БМА подаст команду блоку БОП1 на включение реле KV5, контакт которого в цепи электромагнита отключения ЭО, замкнувшись, произведет отключение масляного выключателя QK. Кроме того, реле KV5 обеспечивает отключение реле KV2 в шкафу ШУ1, контактами которого в цепи ТВУ последний будет переведен в инверсный режим для осуществления форсированного гашения поля ротора двигателя. Контакт реле KV2 в цепи блока БВМА, замкнувшись, обеспечит разрешение на выработку блоком БМА сигнала на блок БРП, который включит двигатели направляющих аппаратов на закрытие. Этот сигнал будет снят после закрытия направляющих аппаратов и срабатывания конечных выключателей SQ2.2 и SQ4.2. После снижения частоты вращения реле PS5 разомкнет свой контакт в цепи БВМА, в результате чего блок БМА выдаст сигнал в БОП2 на отключение ТВУ и приборов контроля давления и подачи вентилятора, а также температуры обмоток двигателя и подшипников вентилятора. После этого в соответствии с программой отключения вентилятора БМА выдаст команды на установку ляд в исходное положение.
Схема работает аналогично при выключении вентилятора из диспетчерского пункта кнопкой S2 пульта ШУ7 и при отключении его ключей КУ высоковольтной ячейки.
Регулирование подачи вентилятора осуществляется путем изменения установки лопаток направляющего аппарата. Вручную это достигается кнопками S5 «Больше» и S6 «Меньше» в пульте управления ШУ7.
Автоматическая стабилизация подачи может быть осуществлена с помощью регулятора PS. Для ее осуществления на регулятор PS через блок развязок подается сигнал от трансформаторов TV3 и TV4, пропорциональный току статора, а на другие его входы подаются сигналы, пропорциональные производительности вентилятора от приборов PS4, PSD2. Кроме этого, на направляющих аппаратах должны быть установлены дополнительные пластины и конечные выключатели, которые должны быть включены в цепи БВМА параллельно контактам SQ1.1, SQ3.1.
Аварийное выключение вентилятора происходит при возникновении следующих ситуаций: перегрев подшипников, обмоток статора, нарушение маслосмазки, неисправности ТВУ, срабатывание защиты высоковольтной ячейки или нарушение питания шкафов управления. Во всех перечисленных ситуациях в блок БС шкафа ШУ2 на зажимы 1—4 поступает входной сигнал, по которому блок БМА выдаст команду блоку БОП1 на включение реле KV6, которое своим контактом в цепи электромагнита отключения ЭО отключит масляный выключатель. После этого БМА начнет отработку программы останова вентилятора, аналогично описанному выше режиму отключения вентилятора по команде из машинного зала или диспетчерской.
Аварийное включение резервного вентилятора (АВР) при аварийном отключении работавшего. Для обеспечения АВР вентилятора необходимо, чтобы рукоятки всех выключателей и переключателей на шкафах и пульте управления были установлены в одинаковое положение, т. е. необходимо, чтобы оба вентилятора были подготовлены к работе в одинаковом режиме. При аварийном отключении работавшего вентилятора из блока БМА поступает в блок БОПЗ команда на выдачу сигнала АВР в схему управления второго агрегата на пуск резервного вентилятора. При аварийном отключении второго вентиляторного агрегата его схема управления замыкает цепь между зажимами 5 и 6, в результате чего сигнал АВР поступает через переключатель SA7 в,блок развязок (БР) первого агрегата и вызовет его запуск в работу.