Устройство и принцип работы

САУНА «КАСКАД»

1. В состав устройства входит ящик управления навесного исполнения. Вывод кабелей питания и управления осуществляется через днище ящика. Ящик управления закрывается дверью, на которой расположена табличка с указанием типа ящика управления и его характеристик. Внутри ящика управления смонтирована пускозащитная аппаратура (силовая (приложение 7) и логическая (приложение 9) части схемы). Логическая часть схемы выполнена в виде блока управления и защиты «Волна». В схему устройства блок «Волна» подключается через разъем XS1.

Устройство в режиме «водоподъема» работает от сигналов датчика уровней, при автоматическом управлении по уровню, электроконтактного манометра или реле давления, при автоматическом управлении по давлению.

В режиме «дренажа» устройство работает только при автоматическом управлении по уровню. При управлении по уровню, сигналы поступают:

• в режиме «водоподъема» от контактов датчиков, расположенных в водонапорной башне;

• в режиме «дренажа» от контактов датчиков, расположенных в скважине. В качестве датчика давления воды для устройств, работающих в режиме

«водоподъема» с управлением по давлению, применяется электроконтактный манометр или реле

давления, которые устанавливаются в оголовке скважины на напорном трубопроводе.

Контакт типа «датчик сухого хода» (ДСХ) содержит корпус из электроизоляционного материала и

электрод, укрепленный з верхней части корпуса герметично, и соединенный с сигнальным

проводом. Его работа заключается в замыкании и размыкании цепи при изменении уровня воды

(приложение 2).

Функции автоматического управления, сигнализации и защиты электродвигателей от аварийных

режимов работы выполняет блок управления и защиты «Волна».

Схема блока «Волна» состоит из следующих функциональных узлов:

1) узел питания, обеспечивающий питание логической части схемы;

2) узел защиты, обеспечивающий защиту электронасоса от аварийных, режимов работы;

3) узел автоматического управления по сигналам технологических датчиков.

В режиме «дренажа» блок «Волна» работает при автоматическом управлении по сигналам датчиков уровней воды, установленных в водоеме.

В режиме «водоподъема» блок «Волна» работает по сигналам датчика уровней, установленного в башне или по сигналам датчика давления, установленного у основания башни на разборном трубопровода (управление по уровню), и по сигналу датчика управления, установленного на напорном трубопроводе у оголовка скважины (управление по давлению).

2. Режим «водоподъема» (управление по уровню). На передней панели блока «Волна» установить перемычки между гнездами: 11-12; 13-14; 17-18; 1-2.

Контакт датчика «сухого хода» (КСХ) в нормальных условиях замкнут. При подаче питания начинает работать генератор, построенный на операционном усилителе D8 и инверторе D3.4. На его выходе (вывод 11 элемента D3.4) появляются импульсы, которые поступают на вход 10 элемента D12 (счетчик).

Если уровень воды, в башне ниже нижнего заданного уровня, оба контакта КНУ и КВУ датчика уровня (либо датчика давления) разомкнуты. При этом на входе 6 элемента D3.2 и на аноде V28 положительный сигнал, условно называемый «1», отсутствует. На выходе 4 инвертора D3.2 присутствует сигнал «1», который поступает на вход 2 элемента D3.1. При этом на выходе 3 элемента D3.1 сигнал «1» исчезает, тем самым разрешая работу счетчику D12. Счетчик D12 начинает отсчитывать время селективного пуска электродвигателя.

Величина времени селективности зависит от положения резистора R37 и ее можно регулировать. Через время, установленное потребителем, при помощи R37 на выходе счетчика D12. появляется сигнал «1», который поступит на вход 5 ключа D10.2. ключ D 10.2 замыкает цепь вход 4 - выход 3 D10.2.

Одновременно этот сигнал поступает на вход 13 D 3.4, запрещая прохождение импульсов с генератора на счетчик D12. Счетчик D12 останавливается. Реле К2 включается через открытый транзистор V39 и своими контактами замыкает цепькатушки - контактора (пускателя). Двигатель начинает работать. Идет заполнение водонапорной башни. Когда вода достигнет нижнего уровня, замыкается контакт нижнего уровня КНУ датчика. На входе 6 элемента D3.2 появится «1», а на выходе этого элемента и соответственно, на входе 2 элемента D3.1 сигнал исчезнет. На вход 11 счетчика D12 с выхода 3 элемента D3.1 поступает сигнал «1», который запрещает счет и сбрасывает счетчик D12 в «0». На выходе 1 элемента D12 исчезает «1». Но двигатель остаётся включенным, т.к. при включении реле К2 своим контактом К2.4 замыкает цель протекания базового тока транзистора V39. При дальнейшем повышении воды в водонапорной башне замкнется контакт верхнего уровня датчика (КВУ) При этом сигнал «1» через диод V28 поступает на вход 13 элемента D10.1. Ключ D10.1 замыкает вход 1 -выход 2 D10.1. При этом нулевой потенциал запирает диод V32, а следовательно и транзистор V39. реле К2 отключается. Двигатель останавливается.

Далее происходит разбор воды потребителем из водонапорной башни. При понижении уровня воды ниже верхнего заданного уровня, контакт КВУ датчика размыкается. Двигатель остается отключенным. При понижении уровня воды в башне ниже датчика нижнего уровня, контакт КНУ размыкается При этом на выходе 4 инвертора D3 2 появляется сигнал «1», который поступает на вход 2 инвертора D3.1, на выходе 3 последнего исчезает «1», запрещающая работу счетчика D12. Счетчик отсчитывает время селективного пуска и подает сигнал «1» со своего выхода 1 на вход 5 ключа D10.2. Реле К2 срабатывает и двигатель включается. Цикл повторяется.

3. Режим «дренажа». На передней панели блока закоротить гнезда 11-13; 12-14; 17-18 и 1-2.

В работе блока в этом режиме участвуют те же элементы и принцип работы блока идентичен принципу работы, описанному выше, за следующим исключением: датчики уровня находятся в скважине и если КВУ и КНУ замкнуты, двигатель включен и откачивает воду из скважины при размыкании КНУ. двигатель отключается и включается вновь только тогда, когда уровень воды в скважине достигнет датчика верхнего уровня и замкнет его контакт, в этом режиме управления имеется возможность селективного пуска электронасоса.

4. Режим «водоподъема» (управление по давлению). На передней панели блока закоротить гнезда 11-12; 13-14; 15-16. Гнездо 1 должно быть соединено перемычкой с одним из гнезд 3...9. Эта перемычка определяет время работы электронасоса и время задержки пуска электронасоса, и выбирается потребителем в зависимости от объема и скорости заполнения бака водонапорной башни водой.

Время работы электронасоса изменяется от 15 мин. (гнездо 3). постепенно увеличиваясь с равными интервалами соответственно увеличению номера гнезда, до 180 мин. (гнездо 9)_: в результате изменения частоты работы генератора.

Время задержки пуска электронасоса изменяется, соответственно от 5 мин. (гнездо 3) до 60 мин. (гнездо 9). Блок работает следующим образом: контакт датчика давления или подвижный контакт электроконтактного манометра устанавливается между клеммами ХТ2:14 и ХТ2:13, таким образом, чтобы при уровне воды в водонапорной башне ниже контролируемого уровня, контакт датчика давления (КДД) разомкнулся. Клеммы ХТ2:14 и ХТ2:12 разомкнуты.

При подаче питания начинает работать генератор, построенный на усилителе D8 и инверторе 03 4 При снижении уровня воды, давление в напорном трубопроводе падает, контакт КДД размыкается. При этом на входе 6 элемента D3.2 положительный сигнал исчезает. На выходе 4 инвертора D3.2 появляется сигнал «1». который поступает на вход 2 элемента D3.1. На входе 3 элемента D3.1 исчезает «1». Разрешена работа счетчика D12. Счетчик начинает отсчитывать время задержки пуска электродвигателя Через время, выбранное потребителем, на выходе 1 счетчика D12 появляется сигнал «1». который поступает на вход 5 элемента D10.2 (ключ). Dene К2 включается и своим контактом К2 4 замыкает цепь протекания базового тока транзистора V39. Электродвигатель включается. Бак водонапорной башни начинает заполняться водой. При заполнении бака водой давление в напорном трубопроводе повышается, и контакт КДД замыкается На входе 6 элемента D 3 2 появляется сигнал «1», а на выходе 4 этого элемента и. соотетственно на входе 2 элемента D3 1 сигнал «1» исчезает.

Но при этом, через контакт К2.3 на вход 1 элемента D3.1 приходит сигнал "1" а на выходе 3 элемента D3.1. сигнала, запрещающего работу генератора, нет, счетчик продолжает работу. Через время, установленное потребителем и необходимое для заполнения водой водонапорной башни, на выходе 3 счетчика D12 появляется и сигнал «1». который приходит на вход 13 ключа D10.1. Реле отключается и. соответственно, отключается двигатель Следующее включение двигателя произойдет тогда, когда контакт КДД разомкнётся. Цикл повторяется.

5. Режим «местного управления»

Местное управление осуществляется с ящика управления при нажатии на кнопку S1.1 ПУСК. Замыкается цепь базового тока транзистора V39. реле К2 включается и замыкает свой контакт К2.4. двигатель включается.

Реле остается включенным до тех пор пока не будет нажата кнопка S1.2 СТОП, при этом транзистор V39 закрывается и реле К2 обесточивается. Двигатель отключается.

6. Режим «дистанционного управления»

Режим «дистанционного управления» подобен режиму «местного управления», только в работе участвует

реле исполнения включения (РИВ). включенное между клеммами ХТ2:4 и ХТ2:5, и реле исполнения

отключения (РИО), включенное между клеммами ХТ2:7 и ХТ2:б.

4.7. Защита электронасоса от аварийных режимов.

Сигнал защиты электронасоса от аварийных режимов поступает:

1) при технологических перегрузках; неполнофазном режиме; коротких замыканиях в электродвигателе или питающем кабеле от согласующих трансформаторов, установленных в цепи тока электродвигателя,

2) при понижении уровня воды в скважине ниже контролируемого значения (защита от «сухого хода») датчиком «сухого хода».

При нагрузке, ток, протекающий в первичной цепи трансформаторов Т1...ТЗ, увеличивается. Соответственно, увеличивается величина напряжения, снимаемого сдвижка резистора R10, подаваемого на входы компараторов D15.1... D15.4. На входы компараторов подключены светодиоды Н6...Н9 индикатора тока электродвигателя, которые загораются при достижении напряжения на движке резистора R10 значения, заданного делителем напряжения R60...R64.

Компаратор D15.2 настроен на порог срабатывания защиты при перегрузке, a D15.1 на порог срабатывания защиты при коротком замыкании с током более 3 Ihom. Защита каждого блока настраивается на ток соответствующего двигателя с помощью резистора R10. При подаче питания на блок, начинает работать генератор, собранный на микросхеме Д7.

При перегрузке, равной (1,35±0,1) 1н, срабатывает компаратор D15.2, на выходе 7 появляется сигнал «1», который поступает на вход 9 элемента D11.3 («И») и на вход 8 инвертора D4.2. С выхода 10 элемента D4.2 сигнал «1», «запрет счета», исчезает и счетчик D9 начинает отсчитывать время. Если за требуемое время авария не исчезла, на выходе 12 счетчика D9 появляется «1». которая поступает на вход 8 элемента D11.3, при этом сигнал «1» дважды инвертируясь элементами D11.3 «И-НЕ» и D4.3 поступает на вход триггера D14.4 и запоминается им.

С выхода 1 элемента D14.4 сигнал «1» поступает на вход элемента D13.4 и через диоды V38, V31на вход 13 элемента D10.1, а также на вход 12 элемента D10.4. Реле К2 отключается, двигатель останавливается, высвечивается светодиод Н5 ПЕРЕГРУЗКА, транзистор V40 открывается и дает возможность передать световой сигнал «Авария» на диспетчерский пункт.

При коротком замыкании срабатывает компаратор D15.1, далее принцип работы схемы аналогичен описанному выше принципу работы защиты от перегрузки. При этом высвечивается светодиод НЗ ЗАКЛИНИВАНИЕ.

При неполнофазном режиме (обрыв одной из фаз) защита работает следующим образом: при неполнофазном режиме на входах 9, 10, 11 элемента D2 присутствуют сигналы «1». Если произошел обрыв одной из фаз, на одном из вышеназванных входов элемента D2 сигнал «1» исчезает, а на выходе 3 этого элемента появляется «1». Этот сигнал поступает на вход 9 инвертора D4.2. Далее принцип работы схемы аналогичен описанному принципу работы защиты от перегрузки. При этом высвечивается светодиод Н4 ОБРЫВ ФАЗЫ.

При понижении воды в скважине ниже контролируемого уровня, размыкается контакт КСХ датчика «сухого хода». При этом на выходе 4 инвертора D4.1 появляется сигнал «1», который дважды инвертируясь элементами D11.4 и D4.4 запоминается триггером D14.1. Принцип работы схемы аналогичен описанному выше принципу защиты от перегрузки. Высвечивается светодиод Н2 СУХОЙ ХОД.

При срабатывании защиты исключается повторное включение электронасоса.

В устройстве предусмотрена и дополнительная защита электронасоса от коротких замыканий, эту функцию выполняет автоматический выключатель. По требованию заказчика в устройстве может быть установлен автоматический выключатель с дополнительной защитой от перегрузок.