Архив / 2001 / №2(20) / Модернизация приборов

ПКП1 – новые возможности

Прибор ПКП1 был разработан как автомат управления задвижками, на которые не устанавливаются концевые выключатели. Концевое положение задвижки определялось заклиниванием ротора электропривода при резком росте тока, происходящее в заданном временном интервале. Для определения временного интервала имеются два параметра: минимально и максимально возможное время хода задвижки - "временные ворота", а для выключения управления привода - условный уровень тока и время, в течение которого он превышает установленное значение (рис. 1).

Рис. 1
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 4
Рис. 5
Рис. 5

Ток, потребляемый электроприводом, контролируется прибором в течение всего времени перемещения задвижки и в случае заклинивания происходит защитное выключение управлением с выдачей сигнала "Авария" (рис. 2).

Защитное выключение управления приводом происходит и при превышении максимально разрешенного времени хода (рис. 3).

Широкому применению прибора ПКП1 для управления самыми различными типами задвижек и затворов способствовало то, что устройство обеспечивало защиту электродвигателя привода при возникновении значительных механических нагрузок, а также возможность обойтись без концевых выключателей, обладающих низкой надежностью при эксплуатации и требующих постоянного технического обслуживания.

В течение нескольких лет прибор устанавливался на различных объектах и управлял работой многих типов задвижек. Например, разработанные и выпускаемые ПО "Морская техника" задвижки, обеспечивающие рабочий ресурс, многократно превышающий ресурс типовых, установленных в настоящее время на большом количестве станций системы Мосводоканала, а также давно эксплуатируемых задвижек на теплосетях Троицка, Самары и других городов управляются прибором ПКП1.

Однако в процессе практического применения выяснилось, что не все типы задвижек позволяют определять открытое положение по упору, поскольку просто не имеют его. Для некоторых типов задвижек (задвижка - клапан) нет необходимости дожидаться упора при открытии, т.к. до его достижения примерно за 20-40% времени задвижка уже полностью открыта (в течение остального времени - свободный ход демпфера клапана обратного хода), а, кроме того, возможны ситуации с ограничением допустимого значения давления в системе.

С одной из таких проблем - с необходимостью открытия по времени и плотного закрытия, столкнулись при применении прибора на Саяно-Шушенской ГЭС. Учитывая это, прибор был дополнен вторым режимом работы - с остановкой при открытии по времени, (закрытие, как и ранее, осуществлялось с контролем роста тока, т.е. обеспечивая плотность закрытия) (рис. 4).

Но и это дополнение оказалось недостаточным. Для некоторых типов задвижек плотное закрытие оказалось недопустимым, т.к. приводило к механическим повреждениям или разрушениям. Прибор вновь был дополнен очередным - третьим режимом работы, при котором перемещение задвижки теперь могло выполняться между двумя заданными точками по времени с контролем тока между ними в случае заклинивания (рис. 5).

Введение такого режима работы еще более расширило область его применения. Теперь появилась возможность управлять не только электроприводами с допустимостью механических перегрузок (некоторые типы задвижек и затворов, механизмы автоматических ворот и т.д.), но и не допускающих даже малейших перегрузок. Кроме того, при малых мощностях электропривода, например, задвижек и клапанов, использующих асинхронные конденсаторные двигатели или двигатели постоянного тока, можно применять прибор, не контролируя ток привода, а только по времени, так как вероятность заклинивания задвижки в процессе движения ничтожно мала, поскольку они применяются в системах с чистой средой. В этом режиме появилась возможность управления такими устройствами, как заслонки и жалюзи.

Теперь несколько слов о сохранении текущего положения задвижки. Наиболее предпочтительным для этой цели является применение датчика положения, поскольку перемещение задвижки вручную при отключении питания не внесет ошибку в показаниях прибора с возобновлением питания, т.к. считанное прибором значение будет соответствовать истинному положению. Безусловно, такие датчики очень эффективны, но их применение связано с определенными трудностями. В основном, это - дороговизна подобных датчиков и ограниченная область применения. Представьте себе, что даже в не агрессивных средах, практически всегда требуется довольно высокая степень защиты устанавливаемых на задвижках датчиков.

Далеко не каждый тип задвижки позволяет установить такой датчик на его механизмы. Помимо этого существует много типов задвижек с различным временем хода, что при применении подобных датчиков потребует установки для них вспомогательных редукторов с учетом времени передвижения из одного концевого положения в другое. И поэтому разработанный и выпускаемый нашим предприятием прибор на сегодняшний день представляется наиболее дешевым и эффективным средством при решении вопросов автоматизации в системе водоканала и теплосетей.

В ранее выпускаемых приборах была предусмотрена возможность установки дополнительного модуля, позволяющего контролировать положение задвижки. Модуль имел токовый выход 4...20 мА. Закрытому положению задвижки соответствовал ток 4 мА, а открытому . 20 мА.

Учитывая техническое развитие современных предприятий, и по пожеланиям Мосводоканала была разработана еще одна модификация прибора, в которой устанавливается интерфейс связи с компьютером RS485. Теперь прибор по желанию заказчика может выполняться в одном из трех вариантов: а) обычная модификация; b) с контролем положения задвижки при помощи установленного модуля токового выхода 4.20 мА; c) с контролем и управлением по интерфейсу RS485. Организация контроля и управления прибором по RS485 позволяет строить компьютеризированные системы управления или включаться в уже существующие, дополняя их протоколом обмена для прибора ПКП1.

Прибор, оснащенный встроенным модулем обмена по RS485, позволяет не только контролировать и регистрировать положение задвижки, но и управлять ею при подаче соответствующих команд. Для управления прибором от компьютера предусмотрены команды - "открыть", "закрыть", "стоп" и "установить в указанное положение".

Например, при изменении положения задвижки давление или расход в сети стабилизируются в течение нескольких минут. Измеряя величину, подлежащую поддержанию на должном уровне программой обслуживания объекта компьютером (как правило, это уже реализовано), можно
оптимизировать положение задвижки, выдавая соответствующие команды для прибора.

Кроме вышеперечисленных дополнений в приборе применена гальваническая развязка внешних кнопок управления. Такая необходимость была вызвана случаями выхода из строя приборов при значительном удалении кнопок управления и прокладкой соединительных проводов рядом с силовыми. В связи с этим несколько изменилась схема подключения. Клеммник дополнился контактом для подключения общего провода от внешних кнопок управления. И еще одним новшеством стала модификация прибора в корпусе щитового крепления с габаритными размерами 96 х 96 х 70 мм и степенью защиты IP54 со стороны передней панели.

Приборы ПКП1 успешно работают на многих объектах Мосводоканала (Южно-Бутовской, Ново-Лихоборской и др. станциях); в центральной котельной г. Троицка; теплосетях Самары; на Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС и на других многочисленных объектах, приобретая все большую популярность даже в самых отдаленных регионах России и СНГ.

Сергей Шануренко