Разработка логической схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза

когда необходимо, чтобы между двумя опера¬циями был определенный промежуток времени. Для этих целей на водных путях в основном используются электромеханические реле с приводом на переменном токе и электромагнитные реле времени постоянного то¬ка.

Кнопки и ключи управления применяются общего назначения, рассчи¬танные на работу в условиях повышенной влажности.

Путевые выключатели. На шлюзах черезвычайно распространены путе¬вые выключатели. Они служат для отключения двигателей при достиже¬нии затворами конечных и предельных положений, а также для блокиро¬вок. Различают путевые выключатели двух типов: блок - аппараты и конечные выключатели. Первые, по своему устройству подобные коман¬доконтроллерам, являются средством управления и блокировок в функ¬ции пути, а вторые, обычно рычажного типа, устанавливаются для сра¬батывания в конце пути.

На гидротехнических сооружениях находят применение и бесконтакт¬ные выключатели, работа которых основана на изменении их индуктив¬ного или емкостного сопротивления при перемещении подвижного якоря. Такие выключатели малогабаритны, герметичны, с успехом работают в агрессивной среде, и в частности в подводных частях сооружений.

Панели и пульты. Аппаратуру управления и защиты располагают, как правило, на контакторных панелях, собранных из прямоугольных изоля¬ционных плит и укрепленных на угловых стойках. Коммутационную аппа¬ратуру, реле управления и защиты устанавливают на лицевой стороне с выводом защиты для монтажа с обратной стороны панелей, где находят¬ся измерительные трансформаторы и пускорегулирующие резисторы. Раз¬мещение чувствительных реле на контактных панелях в непосредствен¬ной близости от мощных контакторов имеет существенный недостаток, заключающийся в ложных срабатываниях реле от вибрации, вызываемой включением и выключением контакторов. Поэтому на современных шлюзах чувствительную аппаратуру управления располагают на отдельных пане¬лях, называемых панелями автоматики. Командоаппараты и приборы тех¬нологического контроля и сигнализации устанавливают в полном объеме на центральном или в сокращенном на местном пультах управления. Все приборы и устройства на центральном пульте управления размещают в соответствии с мнемонической схемой объекта. Центральный пульт на¬ходится в отдельном помещении, чтобы обеспечить оператору хорошую видимость объекта. Местный пульт обычно устанавливают непосредс¬твенно около управляемого механизма и снабжают запирающейся крыш¬кой.

1.4.в Оперативная сигнализация. К числу основных устройств сиг¬нализации и контроля относятся устройства производственной ( опера¬тивной, поисковой и аварийной ) сигнализаций. Среди них наиболее заметное место занимает оперативная сигнализация.

Для успешной работы оператор шлюза должен иметь возможность в любое время установить, в каком положении находятся ворота и затвор ( насколько они открыты или закрыты ), а также каковы уровни воды в камере и обоих бьефах. Для этой цели применяется оперативная указа¬тельная ( индикаторная ) сигнализация. На (рисунке 6,а и б) изобра¬жены показатели положения подъемно - опускных и двустворчатых во¬рот. Основу указателей составляют сельсины, образующие систему синхронной связи (см. п. 30 ).

С приводом ворот связан ротор сельсина - датчика, который пово¬рачивается при их перемещении. При этом поворачивается и ротор сельсина приемника, электрически соединенного с сельсином - датчи¬ком. С сельсином - приемником, находящемся на центральном пульте управления, связан указатель, который и отражает положение ворот.

Указатель уровня воды в камере работает следующим образом. На одной из голов шлюза устанавливают колодец, сообщающийся с камерой, в который помещают поплавок, закрепленный на тросе и уравновешенный противовесом. При изменении уровня воды в камере поплавок поднима¬ется или опускается, отчего начинает вращаются ролик, охватываемый тросом. Это вращение передается через редуктор сельсину - датчику и через сельсин - приемник отражается на экране стрелочного, ленточ¬ного или цифрового указателя. Аналогично работают и указатели уров¬ня воды в бьефах.

Как известно, дифференциальный сельсин - приемник позволяет оп¬ределить угол рассогласования между роторами двух сельсинов - дат¬чиков. Этот принцып положен в основу работы указателей ( индикато¬ров ) разности уровней воды в камере, верхнем или нижнем бьефах и указателей перекоса затвора.

Обмотка статора дифференциального сельсина - указателя разности уровней получает питание от ротора сельсина - датчика, угол поворо¬та которого зависит от уровня воды в бьефе ( верхнем или нижнем ), а обмотка ротора включена на зажимы ротора датчика, угол поворота которого зависит от уровня воды в камере. Указатель разности уров¬ней воды необходим для управления воротами шлюза.

Указатель перекоса предусматривают, если затвор поднимается и опускается с помощью двух механически не связанных двигателей, ус¬тановленных на противоположных устоях камеры. Даже при наличие " электрического вала " в таких случаях возможно появление перекоса. Перекос затвора весьма опасен из - за увеличения напряжений в нем и возможности его заклинивания, а также перегрузок электрических дви¬гателей.

Статор дифференциального сельсина - указателя перекоса получает питание от ротора сельсина - датчика положения левой стороны затво¬ра, а его ротор подключен к ротору сельсина - датчика положения правой стороны затвора. Если перекос превышает заданное максималь¬ное значение, цепь управления данным приводом автоматически разры¬вается.

Рассматриваемые приборы выполняют не только функции сигнализа¬ции, но и контроля. Они имеют контакты, замкнутые при угле рассог¬ласования, не превышающем заранее заданного значения, и разомкну¬тые, если этот угол больше допустимого. Контакты указателей включа¬ются в цепь соответствующих реле, а контакты последних - в цепь уп¬равления. На (рисунке 6) приведена принципиальная схема оперативной указательной сигнализации для одного из шлюзов.

На схеме приняты следующие обозначения: ВСВ - датчик уровня воды верхнего бьефа; ВС11 - датчик положения ворот верхней головы; ВС12

- то же, правой стороны; ВЕВ2 - приемник разности уровней воды меж¬ду верхним бьефом и камерой; ВЕВ - приемник абсолютного уровня воды верхнего бьефа; ВЕ1 - приемник положения ворот верхней головы; ВЕР1

- приемник перекоса ворот верхней головы; ВС2 - датчик уровня воды в камере; ВСН - датчик уровня воды в нижнем бьефе; ВС31 - датчик положения левой створки ворот нижней головы; ВС32 - датчик положе¬ния правой створки ворот нижней головы; ВС41 - датчик положения ле¬вого затвора галерей; ВС42 - то же правого затвора галерей; ВЕН2 - приемник разности уровней воды между камерой и нижним бьефом; ВЕН - приемник абсолютного уровня воды в нижнем бьефе; ВЕ31 - приемник положения левой створки ворот нижней головы; ВЕ32 - приемник поло¬жения правой створки ворот нижней головы; ВЕ41 - приемник положения затвора левой галереи; ВЕ42 - приемник положения затвора правой га¬лереи; KV2 - реле напряжения цепи питания сельсинов; КВ2 - реле разностей уровней воды межу верхним бьефом и камерой; КН2 - реле разностей уровней воды между камерой и нижним бьефом; KV1 - реле перекоса.

Как видно из схемы, в камере, в верхнем и нижнем бьефах, уста¬новлено три датчика: ВС2 - датчик уровня воды в камере; ВСВ - дат¬чик уровня воды в верхнем бьефе; ВСН - датчик уровня воды в нижнем бьефе, каждый из которых питает ротор обычного сельсина - указателя уровня. Кроме того, каждый из этих датчиков питает одну из обмоток дифференциальных сельсинов, контролирующих разность уровней. Для ворот верхней головы на схеме показано три датчика. Один из них - ВС1 - питает ротор приемника, указывающего положение затвора, два других - ВС11 и ВС12, связанных с левой и правой сторонами ворот, - питают дифференциальный сельсин - указатель перекоса. Что касается двустворчатых ворот и затвора водопроводных галерей, то на каждые створку и затвор установлено по одному датчику, питающему ротор приемника, который указывает положение той или иной створки или затвора.

Указатели разности уровней и перекоса снабжены контактной систе¬мой. Контакты указателей включены последовательно с катушками про¬межуточных реле разности уровней и перекоса.

Контакты SB2 и SH2 замкнуты при одинаковых уровнях, при неравных разомкнуты. Контакты SP1 замкнуты при перекосе, не превышающем за¬данное значение, при большем перекосе они разомкнуты.

Оперативная сигнализация у различных шлюзов устроена неодинако¬во. В качестве примера рассмотрим принципиальную схему оперативной ламповой сигнализации (рисунок 8), в которой КВ1 - контакт реле ми¬гающего сигнала; SQ1 - SQ3, SQ6 и SQ7 - контакты путевого выключа¬теля, замкнутые при открытых затворах ( воротах ); SQ4, SQ5, SQ8, SQ9 - то же, замкнутые при закрытых воротах; KV - контакт реле бло¬кировки ворот, замкнутый при закрытых воротах; К12 и К32 - контакты реле разности уровней воды между камерой и верхним и нижнем бьефа¬ми, замкнутые при уравненных уровнях. При открытом затворе горит зеленая лампочка Н3, при закрытом - красная НК, при движении затво¬ра лампа мигает. Показанные на схеме замыкающие и размыкающие кон¬такты являются вспомогательными контактами оперативных аппаратов управления операциями открытия О и закрытия Z затворов ( ворот ).

Пусть, например, ворота верхней и нижней голов шлюза закрыты, затворы водопроводных галерей открыты и уровень в камере выровнен с уровнем нижнего бьефа. В этом случае будут разомкнуты контакты пу¬тевого выключателя SQ1, SQ4, SQ5 - SQ7 и замкнуты контакты SQ2, SQ3, SQ8, SQ9. Будут замкнуты замыкающие контакты KV1 и К12 и зак¬рыты все показанные на схеме размыкающие контакты. В результате этого будут гореть красные лампы НК3, НК4, НК16 - НК18 и зеленые Н36 - Н39.

Пусть получают питание катушки оперативных