Автоматическая система управления судовой холодильной установкой

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Современные судовые холодильные установки (СХУ) оборудуются автоматическими системами управления технологическими процессами, осуществляющими автоматическое регулирование, управление, контроль и защиту.

На современных судах применяются винтовые компрессионные установки с непосредственным охлаждением трюмов и морозильных камер. Основными регулируемыми параметрами СХУ являются температура в охлаждаемом помещении, температура или давление всасывания и нагнетания хладагента, в качестве которого применяется фреон – 12 или фреон – 22.

Рисунок 11.7. Трехпозиционное звено регулирования

В качестве органа управления СХУ является регулятор производительности компрессора, у которого производительность изменяет-ся путем изменения объема его камеры. Достоинством винто-вых компрессоров является возможность плавного регули-рования производительности. При этом используется трехпозиционное регулирование. (Р_факт< Р_задан.; Р_факт= Р_задан; Р_факт> Р_задан) Производительность дискретно изменяется при отклонении давления всасывания от заданного. При этом производительность регулируется как в сторону ее увеличения, так и уменьшения.

Регулятором производительности компрессора управляет трехпозиционное звено в виде измерительного моста (см. рис. 11.7), в левых плечах которого устанавливаются магниторезисторы RM 1 и RM 2 типа бесконтактных потенциометров Мурата, при чем штифты магниторезисторов крепятся к оси стрелки моновакууметра, а подключаются магниторезисторы в обратной полярности по отношении к друг другу. В правых плечах измерительного моста (см.рис.11.7) размещаются установочные резисторы R _уст 1 и R _уст 2, с помощью которых задается рабочий диапазон установки.

Для наглядности рассмотрим работу схемы автоматической системы управления судовой холодильной установки (рис.11.8).

Питание на электрооборудование подается от сети 380В через автоматический выключатель Q 1. Включение электродвигателя компрессора (ЭДК), электродвигателя масляного насоса (ЭДМН) и их защита осуществляются автоматическими выключателями А 1 и А2 а также магнитными пускателями с тепловыми реле ТР1 и ТР2. Трансформатор Тр1 (380/220 В) служит для питания управления магнитных пускателей, трансформатора Тр2 (220/14) для блока питания логических элементови сигнализации.

Температурная защита обмоток статора электродвигателя компрессора осуществляется блоком контроля температуры БКТ, принципиальная схема которого описана ниже в разделе «Защита и сигнализация»

Переключатели ПП1 и ПП2 служат для выбора режима работы СХУ и как аварийные выключатели на посту управления из ЦПУ. Аварийные выключатели В1 и В2 служат для отключения электроприводов с местного поста управления.

Стабилизация напряжения блока питания осуществляется электронной схемой на транзистора VT 1, VT 2, стабилитроне Ст, резисторах Ro , Rk , R 1, R2 и конденсаторе С1. (описании схемы см. Глава 7, параграф 7,9 данного издания).

Схема выполнена на базе типовых логических элементов.. Питание логических элементов осуществляется постоянным током напряжением ± 48 В, ± 12 В.

Для установки триггеров TR 1, TR 2, TR 3 в состояние «0» на выходе применяются дифференцирующие цепочки УЭ. Триггеры TR 4, TR 5 приводятся в состояние «0» кнопкой квитирования тревожной сигнализации ККв.

Принцип работы:

Система СХУ имеет три режима управления: ручное управление, полуавтоматическое и автоматическое. Ручное управление, как правило, применяется при выходе из строя полуавтоматического и автоматического управлений и может вполне называться аварийным.

П о л у а в т о м а т и ч е с к и й р е ж и м . Для этого переключатель ПП2 устанавливается в положение «П», а переключатель ПП1 – в положение «А». Нажатием кнопки КП3 устанавливаем триггеры TR 1 и TR 2 в единичное состояние. С выхода 3 триггера TR 1 сигнал «1» подается на вход 10 усилителя мощности U 1, который запитывает реле пуска масляного насоса РПМН. Замыкается блок-контакт РПМН1 в цепи катушки реле Р2, которое своим контактом Р2.1 замыкает цепь катушки контактора К2, в результате чего запускается электропривод масляного насоса ЭДМН.

C выхода 3 триггера TR 2 сигнал «1» поступает на вход 7 элемента «ИЛИ» DD 2.1 и с его выхода 9 сигнал «1» устремляется через н.з. контакт концевого выключателя КВ min на вход 10 усилителя мощности U 2, который запитывает катушку электромагнитного клапана SV 1 регулятора производительности. При открытии электромагнитного клапана SV 1 давлением масла, создаваемым масляным насосом, поршень регулятора производительности перемещается в сторону уменьшения объема камеры винтового компрессора, сводя его производительность до нуля. Такими действиями мы обеспечиваем легкий пуск (без нагрузки) электропривода прямого пуска винтового компрессора.

В процессе уменьшения производительности как в полуавтоматическом, так и автоматическом режимах перед пуском электропривода винтового компрессора, перемигиваются сигнальные лампы Лж1 и Лж2 в такт сигнала 1/0, выдаваемого мультивибратором МВ2, такт которого равен t_s = 1 сек.

При достижении поршнем регулятора производительности компрессора конца подачи размыкается н.з. контакт КВ min , вследствие чего клапан SV 1 теряет питание, и замыкаются н.о. контакты концевого выключателя минимальной подачи КВ min 1 и КВ min 2. При замыкании контакта КВ min 2 с выхода 3 триггера TR 1 сигнал «1» подается на вход 10 усилителя U 3 и загорается зеленая лампа Лз2, сигнализирующая о том, что производительность компрессора равна нулю. При замыкании контакта КВ min 1 с выхода 3 триггера TR 2 сигнал «1» подается на запуск компрессора (на триггер TR 3) и на собственный вход 2 для обнуления триггера TR 2.

При условии нормального рабочего давления масляного насоса н.о. контакт реле давления ДМР замыкается и сигнал «1» подается на вход 1 триггера TR 3, тем самым, устанавливая его в единичное состояние. С выхода 3 данного триггера сигнал «1» поступает на вход 10 усилителя мощности U 6, который запитывает катушку реле пуска компрессора (РПК). Своим н.о. контактом реле РПК подает питание на катушку реле Р1, которое в свою очередь своим н.о. контактом Р1.2 замыкает цепь катушки контактора К1. При срабатывании контактора К1 запускается электропривод винтового компрессора при нулевой нагрузке, мощность которого на некоторых транспортных рефрижераторах и пассажирских судах достигает 150 - 160 кВт. Перемигивание ламп Лж1 и Лж2 прекращается из-за потери питания на входе 2 мультивибратора МВ2 и загорается зеленая сигнальная лампа Лз4, сигнализирующая о пуске компрессора.

Теперь можно приступать к вводу винтового компрессора в режим охлаждения кнопкой «Увеличение производительности» УвПр. При нажатии данной кнопки сигнал «1» поступает на вход 4 элемента «И» DD 1.5, который совместно с элементами DD 3.3 и DD 3.2 осуществляют блокировку одновременного включения и кнопки УмПр. При отсутствии сигнала «1» с кнопки УмПр на выходе 5 элемента DD 1.5, формируется сигнал «1», который, пройдя н.з. контакт КВ max концевого выключателя максимальной производительности, поступает на вход 10 усилителя мощности U 5, подающий питание на электромагнитный клапан SV 2. Поршень регулятора производительности РП начинает увеличивать объем камеры винтового компрессора. При достижении нужной производительности кнопка УвПр отпускается и клапан SV 2 теряет питание. При необходимости максимальной производительности кнопка УвПр продолжает удерживаться пока не замыкается н.о. контакт КВ max и не размыкается н.з. контакт КВ max концевого выключателя максимальной производительности. Как следствие, на вход 10 усилителя U 9 приходит сигнал «1» с выхода 3 триггера TR 1, в результате чего загорается сигнальная лампа Лз3 «Производительность 100%», а на вход 10 усилителя U 5 прерывается подача сигнала «1», в результате чего отключается электромагнитный клапан SV 2.

Элементы DD 1.4, DD 1.5, DD 3.1, DD 3.2, DD 3.3 служат для блокировки кнопок увеличения и уменьшения производительности. В случае нажатия обеих кнопок одновременно производительность компрессора будет толь уменьшаться.

При необходимости уменьшить производительность компрессора нажимается кнопка «Уменьшение производительности» УмПр. Сигнал «1» поступает на вход 2 элемента «И» DD 1.4, на выходе 4 которого формируется логическая единица при отсутствии сигнала «1» на увеличение производительности, и поступает на вход 5 элемента.

Рисунок 11.8. Автоматическая система управления судовой холодильной установкой.

«ИЛИ» DD 2.1. На его выходе 9 формируется также сигнал «1». Пройдя н.з. контакт КВ min концевого выключателя минимальной производительности, поступает на вход 10 усилителя мощности U 2, подающий питание на электромагнитный клапан SV 1. При достижении нужной производительности кнопка УмПр отпускается и электромагнитный клапан SV 1 теряет питание

А в т о м а т и ч е с к о е у п р а в е н и е. При автоматическом управлении переключатели ПП1 и ПП2 устанавливаются в положение «А». Сигнал «1» поступает на вход 6 электронного реле времени RZ 1 и на его выходе 7 формируется сигнал логической единицы, который длится всего 1 сек., но приводит в единичное состояние триггеры TR 1 и TR 2. С выхода 3 триггере TR 1 сигнал «1» подается на вход 10 усилителя мощности U 1, который запитывает реле пуска масляного насоса РПМН. Замыкается блок-контакт РПМН1 в цепи катушки реле Р2, которое своим контактом Р2.1 замыкает цепь катушки контактора К2, в результате чего запускается электропривод масляного насоса ЭДМН.

C выхода 3 триггера TR 2 сигнал «1» поступает на вход 7 элемента «ИЛИ» DD 2.1 и с его выхода 9 сигнал «1» устремляется через н.з. контакт концевого выключателя КВ min на вход 10 усилителя мощности U 2, который запитывает катушку электромагнитного клапана SV 1 регулятора производительности. При открытии электромагнитного клапана SV 1 давлением масла, создаваемым масляным насосом, поршень регулятора производительности перемещается в сторону уменьшения объема камеры винтового компрессора, сводя его производительность до нуля. С выхода 9 элемента «ИЛИ» DD 2.1 сигнал «1» поступает на вход 4 элемента «НЕ» DD 3.2, тем самым, блокируя включение электромагнитного клапана SV 2.

При достижении поршнем регулятора производительности компрессора конца минимальной подачи размыкается н.з. контакт КВ min , вследствие чего клапан SV 1 теряет питание, и замыкаются н.о. контакты концевого выключателя КВ min 1 и КВ min 2. При замыкании контакта КВ min 2 с выхода 3 триггера TR 1 сигнал «1» подается на вход 10 усилителя U 3 и загорается зеленая лампа Лз2, сигнализирующая о том, что производительность компрессора равна нулю. При замыкании контакта КВ min 1 с выхода 3 триггера TR 2 сигнал «1» подается на запуск компрессора (на триггер TR 3) и на собственный вход 2 для обнуления триггера TR 2.

Далее вступает в действие трехпозиционное звено. Предположим, стрелка моновакуумметра переходит границу нуля и устремляется на вакуум (Р_факт< Р_задан.), тогда магниторезистор RM 2 уменьшает свое внутреннее омическое сопротивление, а магниторезистор RM 1 – увеличивает. Магниторезистор RM 2 и установочный резистор R _уст 2 представляют собой делитель напряжения, со средней точки 2 которого устремляется положительный потенциал на преобразователь US 2, предназначенный для преобразования положительного сигнала в логическую единицу, которая служит для увеличения производительности компрессора. С выхода 11 преобразователя US 2 сигнал «1» поступает на вход 2 элемента «И» DD 1.2. На вход 1 данного элемента поступает сигнал «1» от блокирующего элемента DD 3.2, на вход 3 – от мультивибратора МВ1, на вход 4 – от переключателя ПП2 в положении «А». На выходе 5 формируется переменный сигнал «1/0» в такт выдаваемого сигнала мультивибратором МВ1, который поступает на вход 6 элемента «ИЛИ» DD 2.2 . С выхода 9 данного элемента сигнал «1» поступает на усилитель мощности U 5, который подает питание на электромагнитный клапан SV 2.

В случае установившегося режима работы компрессора (Р_факт= Р_задан) измерительный мост трехпозиционного звена уравновешивается и на его выходах отсутствуют какие-либо потенциалы и электромагнитный клапан SV 2 отключается.

При достижении максимальной производительности размыкается н.з. контакт КВ max и соленоид SV 2 обесточивается. Сигнал «0/1», подаваемый от мультивибратора МВ1 на увеличение или на уменьшение производительности, играет роль плавного регулирования производительности.

При устремлении стрелки мановакуумметра вправо (Р_факт>Р_задан) магниторезистор RM 1 уменьшает свое внутреннее омическое сопротивление, а магниторезистор RM 2 – увеличивает. Магниторезистор RM 1 и установочный резистор R _уст 1 представляют собой делитель напряжения, со средней точки 4 которого устремляется положительный потенциал на преобразователь US 1, предназначенный для преобразования положительного сигнала в логическую единицу, которая служит для уменьшении производительности компрессора. С выхода 11 преобразователя US 1 сигнал «1» поступает на вход 2 элемента «И» DD 1.1. На вход 1 данного элемента поступает сигнал «1» от переключателя ПП2 в положении «А»», на вход 3 – от мультивибратора МВ1, на вход 4 - от блокирующего элемента DD 3.1. На выходе 5 формируется переменный сигнал «1/0» в такт выдаваемого сигнала мультивибратором МВ1, который поступает на вход 6 элемента «ИЛИ» DD 2.1 . С выхода 9 данного элемента сигнал «1» поступает на усилитель мощности U 2, который подает питание на электромагнитный клапан SV 1.

При достижении минимальной производительности размыкается н.з. контакт КВ min и соленоид SV 1 обесточивается.

Р у ч н о е (аварийное) у п р а в л е н и е. При ручном управлении переключатель ПП1 (см.рис.11.8) устанавливается в положение «Р», переключатель ПП2 – в нейтральное. Затем, запускается электропривод масляного насоса, нажимается ручной шток электромагнитного клапана минимальной производительности и ждем характерного звука упора поршня регулятора производительности. После чего можно запускать электропривод компрессора и регулировать его производительность ручными штоками электромагнитных клапанов.

З а щ и т а и с и г н а л и з а ц и я. Автоматическая система управления СХУ обеспечивает защиту и сигнализацию по следующим параметрам:

· по температуре обмотки статора электродвигателя компрессора;

· по низкому давления масла насоса гидравлики (масляного насоса);

· по высокому давлению нагнетания;

· по высокому давления всасывания.

Температурная защита обмоток статора электродвигателя компрессора осуществляется блоком контроля температуры БКТ. В пазы статора уложены температурные преобразователи, которые соединены последовательно. В Нормальном состоянии сопротивление преобразователя составляет около 100 Ом, при критической температуре обмоток фаз статора сопротивление увеличивается до 2 кОм.

На схеме условно показан один преобразователь Rt . Транзисторы VT 3 и VT 4 создают схему несимметричного триггера с выходом на реле РТ1.

При низком сопротивлении преобразователя Rt транзистор VT 3 закрыт положительным потенциалом на базе. На коллекторе транзистора VT 3 возникает отрицательный потенциал и передается на базу транзистора VT 4, при этом транзистор VT 4 открывается и реле срабатывает. При повышении температуры обмоток сопротивление преобразователя Rt возрастает.. На базе транзистора VT 3 возникает отрицательный потенциал и он открывается. При этом на коллекторе VT 3 возникает положительный потенциал, который передается на базу транзистора VT 4 и последний закрывается, реле РТ1 отключается и его н.з. контакт РТ1.1 замыкается, подавая логическую единицу на вход 8 элемента «ИЛИ» DD 2.1. На его выходе 9 формируется сигнал «1», который поступает на вход 10 усилителя U 2, подающего питание на электромагнитный клапан «Уменьшение производительности» SV 1. С уменьшением производительности уменьшается и токовая нагрузка на электродвигатель. С замыканием н.з. контакта РТ1.1 логическая единица поступает также на вход 10 усилителя мощности U 13 и на вход 1 элемента «ИЛИ» DD 2.2, после чего загорается красная сигнальная лампа ЛК1 «Перегрев двигателя» и срабатывает звуковая тревожная сигнализация, собранная на триггерах TR 4, TR 5, мультивибраторе МВ3, усилителях мощности U 7, U 8 и на двух динамиках разной тональности. Квитируется звуковой сигнал кнопкой ККв. Но если в течение 30 сек. не включится реле РТ1 и не разомкнет свой контакт РТ1.1, на выходе 8 электронного реле времени RZ 3 сформируется логическая единица, которая обнулит триггер TR 3 и электропривод компрессора остановится. Сигнальная лампа ЛК1 будет продолжать гореть, пока не включится реле РТ1.

Защита и сигнализация по низкому давлению масла насоса гидравлики осуществляется замыканием контакта реле низкого давления масла НДМ масляного насоса, после чего сигнал «1» поступает на вход 2 элемента «ИЛИ» DD 2.2. С выхода 5 сигнал «1» подается на вход 1 триггера TR 5 и приводит его в единичное состояние. С выхода 3 данного триггера сигнал «1» подается на вход 2 мультивибратора МВ3, который со своих выходов 3 и 4 в противотакте подает сигналы на усилители U 7 и U 8, обеспечивающие работу динамиков. Одновременно при замыкании контакта реле НДМ сигнал «1» поступает и на вход 10 усилителя U 14, после чего загорается красная сигнальная лампа ЛК2 «Низкое давление масла». Если в течение 5 сек. давление не восстановится, на выходе 8 электронного реле времени RZ 2 сформируется логическая единица, которая обнулит триггер TR 3 и электропривод компрессора остановится. Звуковой сигнал квитируется кнопкой ККв, которая подает логическую единицу на вход 1 триггера TR 4 и приводит его в единичное состояние. С его выхода 3 сигнал «1» поступает на вход 2 триггера TR 5 и обнуляет его. На его выходе 3 формируется логический нуль и звуковая сигнализация отключается. При размыкании контакта реле НДМ обнуляется триггер TR 4 через элемент «ИЛИ» DD 3.4 и приходит в исходное состояние.

Защита и сигнализация по другим видам параметров аналогична защите и сигнализации по низкому давления масла насоса гидравлики.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 509; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!