Сигнализация, защита, блокировка

     Устройство  сигнализации предназначено для  извещения обслуживающего персонала  о состоянии контролируемых объектов. Сигнализация может быть световая и звуковая. Световая сигнализация подается с помощью сигнальных ламп с различным режимом свечения (ровный или мигающий свет, полный или неполный канал) или световыми указателями различного цвета. Звуковая сигнализация подается звонками, сиренами или гудками Часто применяют сочетание световой и звуковой сигнализации. В таких случаях звуковой сигнал служит для извещения диспетчера или оператора о возникновении аварийного режима, а световой – указывает на место возникновения характера этого режима. Различают также технологическую и контрольную сигнализацию.

     Технологическая сигнализация извещает о нарушении нормального хода технологического процесса, что проявляется в отклонении от заданного значения технических параметров: температуры, давления, уровня, расхода и т. п. В зданиях и сооружениях, где возможно появление в помещениях паров пожаро- и взрывоопасных веществ, а также токсических продуктов, срабатывает сигнализация повышения предельно допустимых концентраций таких веществ. Технологическая сигнализация бывает двух видов: предупредительная и аварийная.

     Предупредительная сигнализация извещает о больших, но еще допустимых отклонениях параметров процесса от заданных. При появлении сигналов предупредительной сигнализации оператор должен принять меры для устранения возникающих неисправностей. Аварийная сигнализация извещает о недопустимых отклонениях параметров процесса от регламентных или внезапном отключении какого-либо инженерного оборудования. Аварийная сигнализация требует немедленных действий оператора по заранее составленной инструкции. Поэтому такая сигнализация подается мигающим светом и резким звуком. Схемы аварийной сигнализации обычно снабжают кнопкой отключения (съема) звукового сигнала. При поступлении нового аварийного сигнала звуковая сигнализация включается снова. Иногда применяют схемы без повторения звукового сигнала. Такие схемы используются, когда появление хотя бы одного из аварийных сигналов автоматически вызывает остановку всей инженерной системы. На рисунке 1 приведена схема электрической сигнализации двух технологических параметров.

Рисунок 1 – Схема сигнализации

     При отклонении от нормы одного из них, например, первого, замыкается технологический контакт S1, расположенный в соответствующем измерительном приборе или сигнализаторе. При этом включается реле 1К, которое своим переключающим контактом  1К1 включает  сигнальную лампу HL1 и отключает ее от кнопки опробования сигнализации SB3. Одновременно замыкающий контакт 1К2 реле 1К через размыкающий контакт 3К2 выключенного реле 3К включает звонок НА. Включается звонок кнопкой съема звуковой сигнализации SB1, при нажатии которой реле 3К через свой замыкающий контакт 3К1 становится на самоблокировку, размыкающим контактом отключается звонок.

     Если  при таком состоянии схемы  замыкается второй технологический  контакт S2, то при снятом звуковом сигнале загорается лишь сигнальная лампа HL2, а звуковой сигнал не будет подан. В исходное состояние схема придет после размыкания обоих технологических контактов S1 и S2, что вызывает отключение всех реле. Кнопки SB1 и SB3 предназначены для опробования звонка и сигнальных ламп.

     Контрольная сигнализация извещает о состоянии контролируемых объектов: открыты или закрыты регулирующие органы, включены или отключены насосы, вентиляторы и т. п. Наиболее просто контрольная сигнализация выполняется для устройств, имеющих только два рабочих положения: открыто - закрыто или включено - отключено. Следует иметь в виду, что контрольная сигнализация иногда может выдать неверную информацию. Например, если для сигнализации о работе насоса используют блок-контакты магнитного пускателя, то такая схема будет информировать о включенном насосе даже в том случае, когда он неисправен или закрыт запорный клапан на нагнетании. Поэтому в таких случаях необходимо обращать внимание на показания приборов, подтверждающих достоверность полученной информации. Таким прибором может быть, например, расходомер на линии нагнетания или манометр, установленный за запорным органом.

     Устройства  автоматической защиты предназначены для предотвращения аварий в зданиях, где изменение условий работы инженерных систем может привести к возникновению аварийной ситуации. К числу таких потенциально опасных относятся системы, работающие в условиях интенсивного тепловыделения, при больших давлениях и температурах и т. п. Устройства автоматической зашиты в подобных системах должны реагировать на нарушение нормального режима таким образом, чтобы предаварийное состояние не перешло в аварийное, Для этого обычно проводят защитные мероприятия: снижение давления, включение резервных насосов, отключение подачи топлива и т. д.

     Некоторые защитные мероприятия, особенно в процессах, где авария может привести к тяжелым последствиям, предусматривают полную остановку оборудования, например посредством сброса воды из емкостей. Поскольку последующие пуск и наладка инженерной системы - задача сложная, необходимо исключить ложное срабатывание устройств автоматической защиты. Это достигается установкой двух отдельных устройств защиты, реагирующих на один и то же признак опасности. Устройства защиты соединены так, чтобы исполнительный механизм защитного устройства включался только при их одновременном срабатывании.

     Примером  повсеместно применяемой системы  автоматической защиты может служить схема управления электродвигателем (рисунок 2). Схема работает следующим образом. При включении пусковой кнопки SB1 замыкается цепь питания обмотки магнитного пускателя КМ. Своими силовыми контактами КМ2 магнитный пускатель включает электродвигатель, а блок-контактом КМ1 шунтирует пусковую кнопку. После этого кнопку можно отпустить, а цепь питания обмотки магнитного пускателя останется замкнутой через его блок-контакт КМ1. Отключают двигатель нажатием кнопки «Стоп» SB2. При этом разрывается цепь питания обмотки пускателя и размыкаются его контакты КМ1 и КМ2. После отпускания кнопки SB2 обмотка магнитного пускателя остается обесточенной. В этой схеме предусмотрено действие защиты в трех возможных аварийных ситуациях: при исчезновении напряжения в сети, перегрузках и при коротких замыканиях.

     При исчезновении напряжения в сети, например при отключении подачи электроэнергии, происходят отключение магнитного пускателя и остановка электродвигателя. Блок – контакт КМ1 обеспечивает защиту электродвигателя от самопроизвольного повторного включения при возобновлении подачи электроэнергии

Рисунок 2 – Схема управления электродвигателем

     Повторный пуск двигателя возможен только после  нажатия пусковой кнопки SB1. Защита электродвигателя от перегрузок осуществляется тепловыми реле КК1 и КК2, нагревательные элементы которых включены в две фазы питания электродвигателя, а размыкающие контакты – в цепь питания обмотки магнитного пускателя. Для нового пуска электродвигателя, отключенного тепловым реле, необходимо сначала вручную нажать кнопку, замыкающую контакты теплового реле. Защита электродвигателя и цепи магнитного пускателя от коротких замыканий выполняется предохранителями  FU1, FU2 и FU3.

     Блокировка  служит для предотвращения неправильной последовательности включении и выключений механизмов, машин и аппаратов. На рисунке 3 приведена схема управления реверсивным электродвигателем. Эта схема исключает возможность одновременного срабатывания магнитных пускателей «Вперед» 1КМ и «Назад» 2КМ, так как при этом через силовые контакты обоих пускателей происходит короткое замыкание двух фаз питания. Такая блокировка обеспечивается введением нормально  замкнутых блок – контактов 2КМ3 и 1КМ3 в цепи обмоток магнитных пускателей 1КМ и 2КМ.

     При замыкании кнопкой SB1 цепи питания магнитного пускателя 1КМ его нормально замкнутый блок-контакт 1KM3 в цепи питания магнитного пускателя 2КМ размыкается. Это делает невозможным включение магнитного пускателя 2КМ без предварительного включения магнитного пускателя 1КМ кнопкой SB3. Аналогично при включении магнитного пускателя 2КМ кнопкой SB2 невозможно одновременное включение магнитного пускателя 1КМ. Включение питания на обмотки двигателя осуществляется контактами 1КМ2 или 2КМ2.

Рисунок 3 – Схема управления реверсивным электродвигателем