Виды соединений элементов электрической цепи

Элементарные или отдельные электрические цепи по назначению можно раз­делить на следующие виды:

• измерения;
• контроля;
• сигнализации;
• защиты;
• блокировки;
• управления;
• регулирования;
• питания.

В нормативных документах имеется перечень цепей, но отсутствуют опреде­ления видов электрических цепей. Иногда смешиваются понятия цепей контроля и измерения, защиты и блокировки, сигнализации и контроля.

Ниже приводятся определения видов электроцепей, которые отражают функ­циональное назначение цепей в электрических схемах АСУТП.

Электрическая цепь измерения параметра — электрическая цепь передачи элек­трического сигнала, пропорционального величине измеряемого параметра техно­логического процесса.

Электрическая цепь контроля параметра — электрическая цепь передачи дис­кретного электрического сигнала о достижении измеряемым параметром опреде­ленного значения или об изменении положения элемента, который контролирует состояние аппарата или устройства.

Электрическая цепь сигнализации — электрическая цепь светового и/или звуко­вого сигнала, полученного из цепей контроля параметра, цепей защиты, управле­ния, регулирования.

Электрическая цепь защиты — электрическая цепь с установленным в ней уст­ройством (аппаратом) защиты, которое служит для безусловного автоматического отключения или включения данной электрической цепи при возникновении ава­рийной ситуации в технологическом или электрическом оборудовании.

Электрическая цепь блокировки — электрическая цепь с установленными в ней элементами, которые предотвращают или ограничивают выполнение операций в од­ной из цепей управления, регулирования, сигнализации в целях предупреждения возникновения в этой цепи недопустимых состояний при определенных состояни­ях или положениях элементов в другой электрической цепи.

Электрическая цепь управления — электрическая цепь, по которой передаются сигналы включения/отключения электрооборудования, электроприемника.

Электрооборудование — это совокупность электрических устройств, объединенных признаками (назначением, условиями применения, принадлежностью к электрическому/технологическому агрегату).

Электроприемник по пункту 1.2.8 ПУЭ — аппарат, агрегат, механизм, предназначен для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Цепь контроля

Цепь контроля характеризуется тем, что в определенный момент изменения ве­личины параметра или положения механического предмета элемент контроля замы­кает электрическую цепь, в которой лавинообразно нарастает ток, достаточный л. срабатывания приемного элемента, или размыкает электрическую цепь, в которой ток снижается до величины, достаточной для отключения приемного элемента.

В качестве элемента контроля может быть применен «сухой контакт» средства автоматизации или командоаппарата, транзистор, управляемый диод, оптрон, ин­дуктивный или емкостный датчик и т. д.

Большинство цепей контроля являются двупроводными цепями. Исключен;:: составляют цепи PNP или NPN постоянного тока, имеющие в цепи три провода.

В связи с изложенным, принципиальная электрическая цепь контроля графи­чески проста и отличается от других цепей контроля маркировкой (обозначена входных и выходных элементов и проводов цепи.

Поэтому в проекте АСУТП выполнять принципиальную электрическую схс контроля нецелесообразно, все необходимые для проектирования данные указываются на схемах соединения и подключения.

Во многих случаях системы автоматизации содержат релейные схемы сигнализации, защиты и управления, в которые составными элементарными цепями вход цепи контроля. В этом случае цепи контроля изображаются в составе соответствующей принципиальной электрической схемы.

Цепь управления

В технологическом процессе участвуют разнообразные машины, механизмы, а также устройства, приводимые в действие электроприводами.

Электропривод — устройство, состоящее из электродвигателя, аппаратуры уп-жадения им и механических передач, связывающих электродвигатель с рабочими станами технологического механизма или машины.

Технологические механизмы и устройства приводятся в движение преимущественно асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором. При управлении электродвигателем различают режимы, обусловленные ведением технологического процесса:

• длительный режим с постоянной нагрузкой;
• длительный режим с переменной нагрузкой;
• кратковременный режим;
• повторно-кратковременные режимы.

Длительный постоянный режим работы характеризуется длительным включением электродвигателя с постоянной по величине нагрузкой. Такой режим работы характерен для приводов вентиляторов, насосов, компрессоров, транспортеров

Длительный переменный режим работы характеризуется длительным включением электродвигателя с переменной по величине нагрузкой. Такой режим характе­рен для металлорежущих станков, обрабатывающих однотипные детали и имеющих фрикционную муфту в цепи главного движения.

Кратковременный режим работы двигателя характерен для электроприводов разводных мостов, редко работающих точил, толкателей, вспомогательных приводов металлорежущих станков, задвижек, клапанов, шиберов.

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется тем, что рабочие периоды чередуются с паузами. Время цикла в повторно-кратковременном режиме составляет не более 10 мин.

Типичным примером подобных приводов являются краны, лифты, транспорт­ные устройства, некоторые металлорежущие станки, прессы, исполнительные ме­ханизмы регулирующих устройств.

Для АСУТП характерны контроль и управление электродвигателями с режи­мами: длительным с постоянной нагрузкой, кратковременным и повторно-кратко­временным.

Аппаратура управления должна учитывать частоту включения/отключения по механической и электрической износоустойчивости, пусковые токи и токи отклю­чения, а также необходимость обеспечения нулевой защиты электродвигателя.

Электрическая схема управления электропривода должна обеспечивать режимы управления электроприводом, которые различаются в зависимости от:

• расстояния от органов управления до объекта управления;
• степени участия оперативного персонала в процессе управления. Блок-схема режимов управления электроприводом приведена на схеме 13.Сх8. В зависимости от расстояния до объекта управления различают режимы:
• местное управление;
• дистанционное управление;
• режим «отключено».

В свою очередь, эти режимы подразделяются на режимы в зависимости от сте­пени участия человека в процессе управления:

• ручное местное;
• ручное сблокированное местное;
• автоматическое (местное);
• ручное дистанционное;
• ручное сблокированное дистанционное;
• автоматическое централизованное.

В технической литературе, в том числе нормативно-технической, «Ручное мест­ное» имеет синоним «Ручное управление» или «Местное управление», «Ручное сбло­кированное управление» — «Полуавтоматическое управление», «Дистанционное управление» — «Централизованное управление» или «Диспетчерское управление». «Автоматическое местное» и «Автоматическое централизованное» имеют синоним «Автоматическое управление» с дальнейшим пояснением расположения аппарату­ры автоматического управления.

Под местным режимом управления понимается управление электроприводом с помощью органов управления (кнопок, ключей, командоаппаратов и т. п.), рас­положенных вблизи от механизмов, в прямой видимости механизма; при этом опе­ративный работник имеет возможность непосредственно контролировать работу ме­ханизма визуально, по слуху, по приборам, по вибрации и т. п.

Местное управление может быть предусмотрено для проведения опробования, наладки, ввода в эксплуатацию после монтажа или ремонта механизмов с электро­приводом.