Схема электрозадвижки: Схема подключения и управления задвижки с электроприводом — БилдоМан

Содержание

Схема подключения и управления задвижки с электроприводом

Задвижка с электроприводом – это трубопроводная арматура, в которой запор перемещается под углом 90⁰ по отношению к оси потока рабочей среды.

Задвижка BETRO с электроприводом

Электрический привод в этом устройстве приводит в действие запорный механизм.

Cодержание статьи

Применение арматуры

Стальная задвижка с электроприводом (диаметр ДУ50) используется в системах водоснабжения. Электропневматическую задвижку ВВ 32 монтируют в насосы, смесители и канализационные системы. Шкаф управления осуществляет контроль входящего электричества и работу затворного устройства.

Электроприводное запорное устройство ДУ100 широко используется в системах переработки сточных вод и магистралях, транспортирующих питьевую воду.

Реечные стальные задвижки с электроприводом устанавливают в том случае, когда необходима полная автоматизация погружных насосов. В этом случае задвижка с пневмоприводом обеспечивает точную регулировку скорости потока рабочей среды и ее давление.

Клиновая задвижка с электроприводом

Шкаф управления создает предельно точные сигналы для корректной работы арматуры. Помимо этого, реечные устройства с электроприводом, используемые постоянно, осуществляют регулирование количества потребляемой воды. На затворный механизм может устанавливаться дистанционная колонка, которая будет выполнять управление потоком рабочей среды.

Реечные задвижки имеют стальной прямоугольный корпус с перемещающимся по направляющим шибером. Внизу шибера прикреплена зубчатая рейка, сопряженная с шестерней. Приводной вал соединен с редуктором.

Разновидности электроприводных задвижек

Электроприводная стальная клиновая задвижка 30с941нж в системах орошения или пожаротушения с высокой степенью точности контролирует уровень подачи среды в соответствии с заданным первоначально режимом.

Может использоваться в системах транспортировки жидкости и газа – пар, газ, нефть и нефтепродукты. Клиновая задвижка может эксплуатироваться в трубопроводах с температурой рабочей среды до +425⁰С.

Стальная задвижка с условным ДУ80 позволяет распределять нагрузку в автоматическом режиме во время использования скважины. После установки в систему перекачки или добычи воды задвижки ДУ50, в накопительную емкость можно стабильно подавать фиксированный объем воды.

Колонка ДУ значительно упрощает управление арматурой. Устройство стальной арматуры подразумевает минимальное количество энергопотерь.

Колонка – это специальное устройство, которое предназначено для дистанционного управления операциями закрывания или открывания задвижки, установленной на глубине. В зависимости от того, каким типом привода оснащена колонка, бывают два типа устройства:

Колонка с ручным управлением.
Колонка с электроприводом.

Клиновая задвижка 30с941нж помимо отличных технических характеристик, еще и стоит недорого – средняя цена на такую арматуру колеблется в диапазоне 4-5$.

Колонка управления задвижкой

Стальная задвижка 30ч906бр – это автоматизированный запорно-регулирующий узел, который осуществляет открытие или закрытие арматуры посредством электропривода. Стандартные задвижки ДУ200 подают два вида команд – «закрыть/открыть».

Широкое распространение этой модели электроприводных задвижек обеспечила простота управления механизмом. Стоит электроприводная стальная арматура 30ч906бр с условным ДУ50, ДУ80 – ДУ200 несколько дороже, чем клиновая задвижка 30с941нж – 25-35$.

Клиновая задвижка 30с964нж предназначена для установки в системы транспортировки воды, газа, нефти, масла с температурой рабочей среды до +300⁰С. Управляется клиновая арматура при помощи электропривода. Также есть возможность ручного управления.

Стальная клиновая задвижка 30с964нж монтируется на трубопровод посредством фланцевого способа соединения. Исключение составляет вентиль с условным ДУ 1000/800, которая снабжается патрубками под приварку. Клиновая арматура устанавливается на горизонтальном трубопроводе электроприводом вверх.

Особенности задвижек с электроприводом

Технические характеристики электроприводной арматуры, в зависимости от того, какая электрическая принципиальная схема используется, позволяют иметь три варианта управления:

Дистанционный режим (используется колонка для управления вручную).
Автоматический режим (используется шкаф управления электроприводом).
Режим наладки.

Схема-чертеж электрической колонки управления задвижкой

Схема различий изделий определяется исходя из следующих параметров:

Тип управления – дистанционный или местный вид привода.
Способ крепления на задвижке – штепсельный разъем или сальниковый ввод.
Конструкция, тип и размер привода.

Задвижки ДУ50, ДУ 80, ДУ 100 – полнопроходные, то есть диаметр самой арматуры совпадает с диаметром трубопровода. Это соответствие обеспечивает максимально надежное соединение и герметичность перекрытия потока рабочей среды.

Однако эта особенность создает достаточно узкую сферу применения устройства: его устанавливают только в тех трубопроводах, в которых требуется полное перекрытие рабочего вещества. Если выполнить операцию «открыть», то проход будет открыт полностью.

Нельзя использовать запорные устройства для регулировки напора или скорости течения потока воды, поскольку могут сформироваться гидравлические удары, которые выведут оборудование из строя.

Шкаф управления приводом обеспечивает управление устройством в режиме «автомат» или «ручной», контролирует уровень напряжения в сети, а также формирует пакеты данных о состоянии задвижки.

Узел задвижки и электро колонки, готовый к монтажу

Шкаф управления используется в самых разных системах: водозаборах, пожарных установках или насосных станциях.

Достоинства и недостатки арматуры с электроприводом

Запорные устройства с электрическим приводом имеют ряд положительных качеств:

они устойчивы к воздействию коррозийных процессов;
арматура обладает малым гидравлическим сопротивлением;
стальные задвижки имеют высокий класс прочности и надежности, а также высокую частоту вращения электропривода;
схема подключения требует небольшое количество расходного материала: нужны всего два кабеля;
для работы может использоваться колонка ДУ50;
шкаф управления приводом отвечает за несанкционированные перепады напряжения;
простота в эксплуатации и обслуживании.

Из недостатков можно выделить следующие пункты:

для подключения необходим шкаф, поскольку электропривод должен подключаться к постоянному источнику питания;
некоторые модели имеют слабую сопротивляемость потоку рабочего вещества;
если в качестве уплотнителей используются материалы низкого качества, то не исключена разгерметизация устройства.

Особенности выбора и монтажа арматуры с электрическим приводом

При выборе арматуры учитывают ее эксплуатационные характеристики и условия эксплуатации. К ним относится температура рабочей среды и схема уровня давления в трубопроводе. Необходимо также обратить внимание на пропускную способность устройства, а также на то, что потребуется шкаф управления электроприводом.

Задвижка шиберная ножевая с электроприводом типа открыть/закрыть

Так, например, для бытового применения, этот параметр может быть минимальным. Диаметр запорной арматуры (ДУ 50, ДУ 80 и т. д.) должен соответствовать диаметру трубопровода.

При установке нельзя допускать, чтобы трубопровод оказывал на запор изгибающее или растягивающее усилие. Под задвижкой оборудуют платформу, которая избавит входные патрубки устройства от нагрузок.

Процедуру подключения арматуры необходимо осуществлять, строго придерживаясь инструкции к изделию, ориентиром также должна служить схема трубопроводной магистрали.

Также вы можете подробнее прочитать про шиберные ножевые задвижки.

Установка электропривода на арматуру (видео)

Описание электрической принципиальной схемы управления электродвигателем задвижки

Практическая работа № 2

Описание электрической принципиальной схемы управления электродвигателем задвижки

Электропривод задвижек с помощью специальных контактов может сигнализировать о положении открытия и закрытия задвижки.
Электроприводы задвижек современных котлов и турбин часто бывают связаны с различными устройствами и электрооборудованием блокировками. При проверке цепей и опробовании задвижек обращается особое внимание на обеспечение четкого действия блокировок, необходимых по технологическим условиям работы котельного и турбинного агрегатов.
Схема управления электроприводом задвижки. Электроприводы задвижки представляют собой асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, сочлененный с планетарным цилиндрическим или червячным редуктором. Ход задвижки при достижении крайних положений ограничивается при помощи встроенных конечных выключателей.

Электроприводы задвижек должны периодически осматриваться, не реже 1 раза в месяц. При осмотре проверяется состояние наружной поверхности привода и производится очистка от пыли, грязи и следов коррозии.
Электроприводы задвижек применяют в труднодоступных местах или когда ручное управление ими не может обеспечить требуемого крутящего момента и быстрого открывания или закрывания задвижки.

Электроприводы задвижек устанавливаются в котельном, турбинном, химическом цехах, на насосных. Многие электроприводы задвижек, в том числе такие, как главные паровые, аварийного слива, продувки пароперегревателей на котле, главные паровые на турбинах, напорные на питательных и других насосах, включены в цепи защиты и автоматики котлов, турбин и насосов. Роль и значение их исключительно велики. Например, главные паровые задвижки на котле имеют такое же значение для котла, как выключатель для генератора.

Электропривод задвижки ЭВП-Б-25 выпускается во взрыво-защищенном исполнении ВЗГ и состоит из червячного редуктора, электродвигателя ТАГ, путевого выключателя ВП-700 на шесть цепей и ручного дублера для управления задвижкой вручную при отсутствии электроэнергии.
Электропривод задвижки ЭВП-Б-25 во взрывобезопасном исполнении состоит из червячного редуктора, электродвигателя АСВ, путевого выключателя типа ВП-700 и ручного дублера.

Электропривод задвижки типа ЭПВ-Б-25 выполнен во взрывобезопасном исполнении ВЗГ, с ручным дублером.
Опробование электроприводов задвижек, исполнительных механизмов при соединении их электропривода с шибером, задвижкой и другими устройствами должна проводить бригада с разрешения начальника смены технологического цеха, в котором они установлены.
        Опробование электроприводов задвижек, исполнительных механизмов при соединении их электропривода с шибером, задвижкой и другими устройствами должна проводить бригада с разрешения начальника смены технологического цеха, в котором они установлены.
     Тип электропривода задвижек определяется при проектировании в зависимости от условий взрывобезопасности.
С электроприводов задвижек должно быть снято напряжение.
       Управление электроприводами задвижек на напорных патрубках насосов — дистанционное, с местного щита и телеуправление с районного диспетчерского пункта.

      Управление электроприводом задвижки осуществляется трех-кнопочным постом Открыть — закрыть-стоп, установленным в машинном зале или в диспетчерском пункте.
На электроприводах задвижек вывешивают плакаты Не включать — работают люди, из цепей управления извлекают предохранители, на штурвалах задвижек вывешивают плакаты Не открывать — работают люди. Из корпусов подогревателей и фильтров мазут спускают в сливной трубопровод.
     В электроприводах задвижек, изготавливаемых зарубежными фирмами, кроме выключателей хода и предельного момента, имеются встроенные органы управления ( кнопки, переключатели) и.
       Ведется монтаж электроприводов задвижек, устанавливаются коробки УКП и подводится питание силовых цепей от сборок.

Направление вращения электропривода задвижки ( фазировку двигателя) изменяют переключением контактов ПМО ( открыто) и ПМЗ ( закрыто) магнитного пускателя. Катушки магнитного пускателя включаются кнопками КО и КЗ.

Кнопки замыкают кратковременно, так как магнитный пускатель шунтирует их. Если задвижка закрылась, а двигатель не выключился, то ток в его обмотках резко возрастет, что может привести к повреждению двигателя. Поэтому в момент, когда задвижка достигает одного из крайних положений — Открыто или Закрыто, срабатывают конечные выключатели открыто — КВО или закрыто — К.

Для управления электроприводом задвижек применяют реверсивные магнитные пускатели или контакторы, которые позволяют пускать электродвигатель с вращением по часовой или против часовой стрелки.
Схема управления электроприводом задвижки приведена на рис. 11.12. Управление может быть ручным ( местным) и автоматическим.
Схема электропривода задвижки с муфтой предельного момента двустороннего действия. КВО, и электропривод задвижки отключается.
Коробки и ящики зажимов. Применяются для соединения электроприводов задвижек с источником питания и щитом управления.

РДУК, управления электроприводом задвижки, УОРГ и др. Эта функция позволяет осуществить дистанционное регулирование подачи газа.
В таком режиме работают электроприводы задвижек трубопроводов, различных зажимных устройств. При увеличении времени работы двигателя с данной нагрузкой перегрев возрастает, а при уменьшении времени работы — снижается.
изображен взрывозащищенный электропривод задвижки для трубопроводов с горючими жидкостями и газами, который состоит из следующих элементов: взрывозащищенного электродвигателя 1, клемм-ной коробки 3 с патрубком 2 для ввода проводов цепей управления, путевого выключателя 5, трубы 4 для ввода проводов, идущих из клеммной коробки в путевой выключатель, червячного редуктора 6 с механизмом мо-ментного отключения ( муфтой предельного момента), маховика 8 ручного управления, тяги 7 для переключения с автоматического управления на ручное.

Для электродвигателей исполнительных механизмов и электроприводов задвижек в основном используются магнитные пускатели серии ПМЕ и ряд других типов.

Принципиальная схема автоматического поддержания высоты слоя активного ила. IBM — муфта моментного включателя электропривода задвижки; 2ЛЖ, 1ЛЗ — 8ЛЗ, 1ЛК — 8ЛК — сигнальные лампы; 1Л01 - 1Л04 — лампочки подсветки фотосопротивлений; 9 — электродвигатель; От - отстойник; 3 — задвижка.
В качестве электропривода для шибера принимается электропривод задвижки во взрывозащищенном исполнении.
К вспомогательному электрооборудованию этих насосных станций относятся электроприводы задвижек ( 7 5 кВт), воздушные компрессоры для пневмоавтоматики ( 10 кВт), насосы системы пожаротушения на пр.
Примером такой схемы может служить схема соединений электропривода задвижки.
В цепях управления электродвигателями исполнительных механизмов и электроприводов задвижек ( вентилей) в помещениях всех категорий опасности в отношении поражения людей электрическим током допускается применение, того же напряжения, что и в главных ( силовых) цепях электродвигателей, включая напряжение 400 В переменного и постоянного токов.

При этом необходимо соблюдать требования, предъявляемые к расстановке аппаратуры управления и защиты, а также к выполнению заземления, изложенные далее.

Схема питания электроприемников системы регулирования температуры. В сложных разветвленных взаимосвязанных схемах управления группой электроприводов задвижек ( вентилей) цепи управления электродвигателями могут питаться как ог главных ( силовых) цепей, так и от посторонних источников питания, например отдельных трансформаторов, подключаемых по возможности к тем же сборкам, от которых питаются силовые цепи электродвигателей.
Схема управления электроприводом задвижки. На рис. 59 показана схема дистанционного управления электроприводом задвижки.
Защита цепей управления электродвигателями исполнительных механизмов и электроприводами задвижек ( вентилей), питающихся от главных ( силовых) цепей, когда цепи управления и силовые цепи выполнены проводами одного сечения, осуществляется, как правило, защитной аппаратурой, установленной в главных цепях электродвигателей; защита цепей управления, питающихся от посторонних источников, должна осуществляться в соответствии с приведенными ранее требованиями установки аппаратуры защиты.

Общий вид агрегата с центробежным насосом и электродвигателе во взрывонепроницаемом исполнении. К вспомогательному электрооборудованию этих насосны: станций относятся электроприводы задвижек ( 7 5 кВт), воздуш ные компрессоры для пневмоавтоматики ( 10 кВт), насосы си стемы пожаротушения.

          Напорный ( коллектор расположен в галерее, причем электроприводы разделительных задвижек ( коллектора и выходных задвижек трех напорных водопроводов выведены в верхний машинный зал. От коллектора дан напорный выпуск в реку, используемый в период весеннего паводка для сбросов воды на время чистки отводящих каналов.
На рис. 13 — 4 а показана схема электропривода задвижки, управляемой с группового щита. Здесь уже использован ключ КУ, устанавливаемый на щите, с помощью которого производится управление задвижкой. Другим отличием этой схемы от предыдущей является выполнение, кроме управления, еще сигнализации положения задвижки с помощью конечных выключателей КВ.
Простые неразветвленные цепи управления электродвигателями исполнительных механизмов и электроприводами задвижек ( вентилей) должны, как правило, питаться от главных ( силовых) цепей. Включение катушек магнитных пускателей в сети с глухозаземленной нейтралью должно, как правило, производиться на междуфазное напряжение; допускается включение катушек магнитных пускателей и на фазное напряжение, если выполнены приведенные далее требования.
         Отдельные электроприемники, такие как электродвигатели исполнительных механизмов и электроприводы задвижек, которые по характеру своей работы могут подвергаться технологическим перегрузкам, рекомендуется защищать от коротких замыканий и перегрузок, если это не противоречит другим требованиям, например обязательности действ ия исполнительного механизма или задвижки даже ценой их выхода из строя.
показана схема управления реверсивным асинхронным двигателем электропривода задвижки.
Принципиальная схема управления скребковым транспортером. В качестве привода для нефтесборных труб и донных клапанов принимается электропривод задвижки во взрывозащищенном исполнении. Схемы управления этими механизмами аналогичны описанной выше схеме управления задвижкой песколовки.
        Схема управления электроприводом задвижки. Основным элементом схем комплексной автоматизации нефте-парков промысла является схема управления электроприводом задвижки.
      Одним из самых распространенных элементов автоматизации на нефтебазах является управление электроприводом задвижек. Электропривод задвижек состоит из редуктора, электродвигателя во взрывобезопасном исполнении, пускового устройства с реверсивным магнитным пускателем с контакторами О ( открыть) и 3 ( закрыть) и ручного дублера. При перегрузке электродвигателя последний при помощи теплового реле автоматически отключается от сети.
       Сечение проводов и кабелей для ответвления к электродвигателям исполнительных механизмов и электроприводов задвижек во всех случаях выбирается по ( 6 — 5), в котором длительный расчетный ток линии равен номинальному току двигателя ( во взрывоопасных помещениях-125 % номинального тока двигателя, см. разд.
При применении задвижек с электроприводом в районах с возможным затоплением колодцев грунтовыми водами электропривод задвижки должен быть поднят над уровнем земли и накрыт защитным кожухом.
РПМ 1РП 2PII — промежуточные реле; lKBO, 1KB3 — конечные выключатели электропривода задвижки; 1ДВ1, 1ДВ2 — дополнительные конечные выключатели электропривода задвижки; 1ВМО, 1ВМЗ — муфта шоментного выключателя электропривода задвижки; 1ЛЖ — сигнальная лампа 9 - электродвигатель.
        На местный щит БОУ выведены: ключи дистанционного управления арматурой ЭМФ с сигнальными лампами электроприводов задвижек; кнопки управления контактора питающего устройства магнита; кнопка схемы размагничивания; вольтметр, контролирующий наличие напряжения на магните, и амперметр, определяющий токовую нагрузку на фильтр. Фильтр оборудован манометрами и дифференциальным реле давления для измерения перепада в слое загрузки.
Проводники ( с резиновой, поливинилхлоридной или бумажной изоляцией) ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям исполнительных механизмов и электроприводам задвижек должны иметь допустимую длительную токовую нагрузку не менее 125 % номинального тока электродвигателя.

Управление задвижками: маховик, редуктор, электропривод

Задвижки – популярная запорная арматура, которая применяется на трубопроводах, транспортирующих разнообразные газы и жидкости. Рабочий орган такого устройства (клин, шибер) движется перпендикулярно потоку, перекрывая просвет трубы. Задача управления задвижкой – максимально быстро, но плавно опустить или поднять этот элемент. А как она решается, мы рассмотрим ниже.

Главные требования к управлению задвижкой

Управляя работой такой арматуры, важно соблюсти следующие условия:

Клин задвижки должен находиться в положении «открыто» или «закрыто». Такая арматура не может использоваться для регуляции силы потока. Если ее рабочий элемент слишком долго будет пребывать в полузакрытом состоянии, сила потока его деформирует. После этого задвижку невозможно будет ни герметично закрыть, ни полностью открыть. Поэтому процесс открывания и закрывания устройства должен быть по возможности быстрым.
Слишком резкое перекрывание или открывание задвижки также нежелательно. Это может привести к гидроудару в системе, особенно если речь идет о трубе большого диаметра, по которой поток движется с высокой скоростью. Чтобы избежать проблем, рабочий элемент задвижки необходимо перемещать плавно.
На трубах больших диаметров и с высокими скоростями потока для управления задвижкой требуются серьезные усилия. Это трудно, а иногда и просто невозможно сделать вручную, при помощи обычного маховика. Чтобы облегчить и упростить задачу, в таких случаях для управления арматурой приходится использовать механические редукторы или разнообразные приводные механизмы. Ниже мы рассмотрим механизм действия этих устройств.

Ручное управление при помощи маховика. Механический редуктор

Классическим управляющим элементом задвижки является маховик. При его вращении усилие передается на шпиндель арматуры, который поднимается или опускается и, соответственно, поднимает или опускает затвор. Шпиндель у задвижки может быть выдвижным или невыдвижным. В первом случае он поднимается над маховиком настолько, насколько поднят клин. У задвижек с невыдвижным шпинделем эти перемещения происходят внутри корпуса.

Если из-за большого диаметра трубы вращать обычный маховик становится трудно, на задвижку устанавливают механический редуктор. Он преобразует усилие так, что управляющий маховик можно легко повернуть без больших затрат энергии. Такое устройство позволяет облегчить работу с арматурой, не применяя приводов.

Приводные механизмы для управления задвижкой

Для открывания и закрывания арматуры используются:

электроприводы;
гидроприводы;
пневматические приводы.

Эти механизмы не только облегчают управление задвижками больших диаметров, которые требуют существенных усилий для перемещения рабочего элемента. Они нередко используются и с арматурой небольшого Ду. Дело в том, что приводные механизмы позволяют организовать дистанционное управление задвижкой или автоматизировать процесс открывания и закрывания устройства, связав его с любыми рабочими параметрами системы (давлением, температурой, расходом среды, состоянием насосов и пр. ). Чаще всего при автоматизации задвижек используют электропривод, так как он проще в установке и управлении.

Электропривод задвижки: принцип работы и автоматизация

Основным элементом электроприводного механизма является асинхронный двигатель. Его усилие при работе передается по цепи от выходного вала на червячный редуктор и далее на выходной винт задвижки. Этот винт опускается или поднимается, а вместе с ним опускается или поднимается затвор арматуры.

Чтобы вовремя остановить работу двигателя, в электроприводе разработан механизм микровыключателей КВО и КВЗ. От выходной шестерни редуктора вращение передается дискам с кулачками. При открывании задвижки кулачки поворачиваются вправо и переключают контакты КВО, при закрывании арматуры – наоборот, кулачки движутся влево и переключают КВЗ. Диски с кулачками размещены так, что микровыключатели срабатывают в момент, когда затвор достигает крайнего положения. КВО переключается при полном открытии задвижки, КВЗ – при полном закрытии. Таким образом, двигатель не может остановиться, если затвор находится в полуоткрытом состоянии, что предупреждает деформацию рабочего элемента потоком.

Режимы управления

Электроприводом задвижки можно управлять в трех режимах:

дистанционном;
автоматическом;
наладочном.

Если необходимо управлять работой задвижки на расстоянии, например, с диспетчерского пульта, выбирают дистанционный режим работы. Чтобы перевести привод в этот режим, нужно:

переключатель 1ПУ установить в положение «Дистанционный»;
тумблер 2ВБ переключить в положение «Включен»;
тумблер 1ВБ установить в положение «Выключен».

Управление питанием осуществляется через выключатель В.

Электрическая схема работы привода в дистанционном режиме

Управление задвижкой с электроприводом происходит следующим образом (на примере открытия арматуры):

Оператор нажимает кнопку 1КУ.
Включается реле 1РП.
Замыкается цепь питания катушки пускателя ПО.
Пускатель включается и запускает электродвигатель.
Во время работы двигателя затвор поднимается и задвижка открывается.
При достижении затвором крайнего верхнего положения поворачиваются диски с кулачками и срабатывает микровыключатель КВО.
На КВО размыкается контакт КВО1, и пускатель ПО выключается. Вместе с ним останавливается и двигатель привода.
Одновременно с размыканием КВО1 происходит замыкание КВО2, который включает сигнальную лампочку ЛО. Она сообщает оператору, что задвижка открыта.

На этом процесс открытия арматуры завершается. Закрытие задвижки происходит аналогично, после нажатия кнопки 2КУ. В конце движения затвора срабатывают контакты КВЗ и загорается лампочка ЛЗ.

Кроме описанных цепей, в электроприводе задвижки существует и простейшая система сигнализации. Она основана на полупроводниковых диодах и сообщает о полном открытии или закрытии затвора посредством лампочек ЛО и ЛЗ.

Автоматический режим работы электропривода

Управление задвижкой может осуществляться автоматически, без участия оператора. Для перевода электропривода в автоматический режим нужно:

Переключатель 1ПУ установить в положение «Автомат»;
Выключатель ВК переключить в положение «Включен»;
Тумблер 1ВБ установить в положение «Выключен»;
Тумблер 2ВБ переключить в положение «Включен».

Механизм работы электропривода в автоматическом режиме похож на таковой при дистанционном управлении. Только замыкание контактов 1РК и 2РК происходит не при нажатии кнопки, а через подачу соответствующей команды со схемы контроля. Далее включается пускатель ПО (при открытии задвижки) или ПЗ (при закрытии) и запускается работа электродвигателя. Результат выполнения команды отображается загоранием сигнальных лампочек ЛО или ЛЗ.

Наладочный режим работы электропривода

Данный режим используется не для управления задвижкой, а для наладки работы электропривода после монтажа или ремонта устройств. Для перевода механизма в наладочный режим нужно:

Тумблер 1ВБ установить в положение «Включено»;
Автоматический выключатель АВ включить (он подает в схему управления питание).

Для открывания задвижки нажимается кнопка 4КУ. После ее нажатия питание подается на пускатель ПО. Он осуществляет следующее:

Замыкает контакт ПО1 (он находится в цепи самоблокировки). Замыкание способствует запоминанию команды.
Размыкает контакт ПО2 (расположен в цепи взаимной блокировки). Это предотвращает подачу ложной команды.
Замыкает три контакта ПО3, в результате чего включается двигатель. Он поднимает рабочий элемент задвижки.

При полном открытии задвижки кулачок диска размыкает контакт КВО, что отключает пускатель ПО. Двигатель останавливается, и затвор прекращает движение. Закрытие задвижки происходит аналогично, но после нажатия кнопки 5КУ.

Защита в схеме электропривода задвижки

При управлении задвижкой могут возникать нештатные ситуации. Чтобы предупредить аварии на трубопроводе и поломки электроприводного механизма, в его схеме предусмотрена защита нескольких типов:

Кнопка 3КУ – аварийное ручное выключение двигателя.
Нулевая защита (минимального напряжения). Срабатывает при отключении или критическом снижении напряжения в сети. Предупреждает самозапуск двигателя при внезапном восстановлении напряжения.
Электрическая блокировка. Не допускает одновременного срабатывания пускателей ПО и ПЗ. Осуществляется простым включением размыкающего контакта ПЗ в цепь питания ПО и наоборот.
Защита от перегрузок. Предупреждает перегрузку двигателя в случае заклинивания задвижки. При возникновении проблемы размыкаются контакты микровыключателя ВМ (это выключатель муфты предельного момента). Микровыключатель, находящийся в общей цепи питания ПО и ПЗ, отключает оба пускателя и прекращает работу двигателя.
Максимальная защита – от высоких кратковременных нагрузок и тока коротких замыканий. Срабатывает благодаря плавким предохранителям или электромагнитным расцепителям.

Кроме того, в схеме электропривода задвижки предусмотрены устройства защиты и управления ПКП1Т, ПКП1И и др. Они позволяют останавливать электропривод без задействования концевых выключателей, следить за текущим положением затвора, прекращать работу привода в аварийных ситуациях. Также в ПКП1 можно вмонтировать модуль интерфейса для осуществления электронного управления. В этом случае появляется возможность запрограммировать электропривод на работу с нужными параметрами в различных условиях или в разное время.

Таким образом, управлять задвижками можно по-разному, но электроприводной механизм позволяет осуществлять управление наиболее легко и точно. Если вы хотите купить задвижку с электроприводом, обращайтесь в «Компанию Север». Наши специалисты проконсультируют вас по всем вопросам относительно управления арматурой и помогут подобрать устройство с нужным приводным механизмом.

Задвижка с электроприводом | Энергоматика

Задвижка с электроприводом – современное запорное устройство, которое успешно применяется в системах горячего и холодного водоснабжения, а также и в других. К примеру, кондиционирование и отопление и иные технологичные системы, где не предусмотрено использование агрессивных жидкостей, нуждаются в таких запорах, поскольку именно такое решение позволят добиться максимально эффективной работы. Кроме всего вышесказанного, задвижка с электроприводом позволяет настроить работы в ручном и в автоматическом режимах, зачастую даже с дистанционным управлением, что, несомненно, удобно и безопасно.

Выбор типа привода (с пружиной или без) осуществляется в строгом соответствии с требованиями конкретной системы, однако есть и другие параметры, влияющие на него: перекрываемое давление, условия окружающей среды, наличие управляющего сигнала и т.д.

Принцип работы задвижки, оснащенной приводом

Задвижка с электроприводом работает по известному и простому принципу поворотного диска, в задачи которого вменяется своевременное и надежное сдерживание потока воды или другой жидкости. Так, диск занимает строго перпендикулярное положение относительно оси потока, причем делает это после получения соответствующего сигнала. В разных конфигурациях возможны варианты оснащения возвратной пружиной, но есть модели и без нее.

Рабочий механизм расположен внутри корпуса, состоит он из двух (как правило) седел, установленных либо параллельно, либо под углом относительно друг друга. Для надежности в положении «закрыто» присутствуют специальные уплотнители, которые осуществляют дополнительную герметизацию затвора.

Сам затвор также движется, только само движение осуществляется за счет штока или шпинделя (в разных моделях отличается). Шпиндель же в комплекте с ходовой гайкой – это не что иное, как резьбовая пара, в задачи которой вменяется осуществление рабочего перемещения самого затвора в необходимых вариантах.

Используемые материалы

Как правило, производители предлагают базовые материалы, из которых по технологии могут изготавливаться задвижки:

Сталь (нержавеющая и оцинкованная)
Чугун
Латунь
Бронза

Все материалы имеют свои достоинства и недостатки, но на работу самой задвижки в технологическом смысле материал изготовления не влияет. Руководствуясь теми или иными соображениями, можно выбирать латунные или бронзовые варианты только лишь при существующих жестких ТУ системы, к тому же, задвижки из этих материалов производители предлагают в муфтовом исполнении. Такой тип запорных узлов с электроприводом имеет гораздо более скромное распространение, а это значит, что и выбирают их реже, чем чугунные и стальные. Имеет значение и стоимость, и надежность в работе, и отсутствие различных нареканий.

Варианты приводов

Электрические приводы, который используются в данном типе арматуры, производятся в условиях современного производства. Жесткие ГОСТы подразумевают:

определенные климатические параметры,
высокий уровень защиты от взрыва,
муфту, которая имеет ограничение крутящего момента и бывает разных типов.

Во многом выбор привода обусловлен тем, где будет работать конструкция – в помещении, под навесом или же под открытым небом.

Климатические особенности, соответствующие ГОСТу 15150-69, отображаются в маркировке:

температурные параметры от плюс сорока градусов и до минус сорока пяти обозначаются литерой «У» с цифрами 1 или 2;
температура от + 40 до – 60 имеет иную маркировку – УХЛ и цифрами 1 и 2;
температура от + 50 до минус десяти – литера «Т» с цифрами 1 и 2.

При этом существует и определенный запас, ведь испытания подтверждают отличные показатели работы электроприводов УХЛ1 и УХЛ2 в задвижках при температурном пороге в – 70 градусов, точно также, как приводы Т1 и Т2 работают при + 60 оС. Узел с электроприводом отвечает за свой участок работы, однако он всегда важен в общем списке поставленных задач.

В современных приводах существует два типа управления – ручное механическое и дистанционное при помощи пульта. И то, и другое управление обладают надежностью, а различаются лишь некоторыми производственными особенностями и комфортом.

Электропривод в задвижке отвечает за такие действия:

Своевременно закрыть и открыть механизм, удерживать его в промежуточных положениях, если этого требует технологический процесс.
Автоматически отключать узел в случае аварийных ситуаций, а также при достижении крайних положений.
Сигнал на пульте (в случае с дистанционным управлением), оповещающий о крайнем положении запорного устройства задвижки.

Задвижка с электроприводом, которая подобрана точно под стандарт, обладает не только надежностью, но и удобством в эксплуатации, без чего невозможна нормальная эксплуатация. Помимо качественных материалов и технологий современный потребитель всегда выбирает отличные эксплуатационные качества и приемлемые цены.

Где применяются задвижки с электроприводом

Основное место применения – это системы водопроводов, кондиционирования, отопления и прочие, где в обязательном порядке необходимо автоматизировать процесс, а также добавить к этому возможность удаленного управления. Зачастую автоматический режим необходим и там, где такие узлы устанавливаются в сложных в обслуживании труднодоступных местах.

Задача выбора конкретной модели осложнена, если доступ к ней затем будет ограничен, то есть, необходимо выбрать наиболее подходящий вариант, рассчитать срок беспроблемной работы задвижки. Если техническое обслуживание будет очень сложным, то оно, несомненно, будет экономически невыгодным, что сделает всю сеть, в которой установлена задвижка, нерентабельной.

Еще один параметр, который обязательно требует именно такой конструкции – системы с большими диаметрами условного прохода. Здесь подразумевается, что для открытия и закрытия совершается впечатляющее количество оборотов, а значит, нет возможности обеспечить быстрое перекрытие потока. Автоматизация в данном случае позволит отстроить работу всей систем ы в нужных границах, что приведет и к экономической эффективности, и к соблюдениям существующих норм безопасности.

Технические характеристики

Наименование параметра	Значения параметров
Тип задвижки	30с941нж Ду 50	30с941нж Ду 80	30ч906бр Ду 100	30ч906бр Ду 150	30ч906бр Ду 200
с электроприводами производства ОАО «ЗЭиМ»
Марка электропривода	ПЭМ-А11				ПЭМ-Б5
Диапазон настройки крутящего момента на выходном валу, Н. м.	70 – 110				100 – 300
Число оборотов выходного вала, об., min – max	10 – 45				6 – 45
Частота вращения выходного вала, об./мин.	24 ± 4,8				50
Напряжение и чистота питания	380 В, 50 Гц
Мощность электродвигателя, Вт	250				1100
Масса электропривода, кг, не более	22				41
Степень защиты	IP 55
с электроприводами производства ОАО «Тулаэлектропривод»
Марка электрического привода	Н-А2-11				Н-Б1-11
Номинальный крутящий момент на выходном валу	60 – 100				100 – 300
Число оборотов выходного вала, об. , min – max	10 – 45				6 – 36
Частота вращения выходного вала, об./мин.	24				50
Напряжение и чистота питания	380 В, 50 Гц
Мощность электродвигателя, Вт	250				1700
Масса электропривода, кг, не более	17				53

Схема задвижки с электроприводом

Вернуться обратно

Автоматизация электрозадвижки пожаротушения: нормы, схемы

Ed Valitov 31.

12.2019

Здравствуйте, уважаемые читатели.

В настоящей статье мы с вами разберемся, как происходит автоматизация электрозадвижки пожаротушения.

Как работает эта запорно-регулирующая арматура при установке на ВПВ или резервуар,

по каким нормативам выполняется установка, и как должен осуществляться

запуск электрической задвижки на трубопроводе.

Узнаем, что нужно для выполнения проекта автоматизации задвижки.

Содержание статьи

Автоматизация электрозадвижки пожаротушения

Собственно, для чего она нужна?

Чтобы регулировать поток огнетушащего вещества в трубопроводе, открывать и перекрывать напор воды.

А зачем задвижке привод, не достаточно ли ручного управления?

Не достаточно.Электрозадвижка пожаротушения применяется во многих случаях, например:

если водопровод расположен в труднодоступной либо опасной для человека зоне;
когда на объекте необходимо автоматическое регулирование водного напора;
на месте с затруднительным использованием ручного управления.

Электрический привод также поможет фиксировать неполное открытие задвижки,

нарушение режима работы, определять ее фактическое состояние.

Что по нормативу

Любой сложный механизм регламентирован нормативной документацией.

Давайте посмотрим, друзья, какие нормы регулируют порядок работы электрической задвижки при тушении пожара.

СП 5.13130.2009 (пункт 12.3.6): сигналы о неполадке электрической цепи, которая управляет задвижкой, и о неполном открытии ЗРА подаются по месту нахождения задвижек, если последние смонтированы вне помещения насосной.
СП 10.13130.2009 (пункт 4.2.7): открытие ПК и электрической задвижки или пуск насосных установок должны выполняться одновременно.
То есть, ЗРА обязательно должны переходить в открытое положение при задействовании основных компонентов противопожарной системы.
СП 30.13330.2016 (пункт 7.2.9): на линии обвода счетчика запорная арматура оборудуется электрическим приводом для возможности ее запуска дистанционно вручную либо автоматически.
Электрозадвижка здесь будет незаменима.
ГОСТ 5762—2002 (раздел 4): приводит минимально допустимые диаметры проходного сечения, размеры и прочие параметры задвижек.
ГОСТ Р 53325-2009: описывает пожарную автоматику.
ГОСТ 12821-80: регламентирует стальные приварные фланцы, потребуется при монтаже.
ГОСТ 9698-86: расскажет все о задвижках.

Помимо этого, СП 5 предписывает нам обязательный контроль запорно-регулировочной арматуры.

В этом есть смысл. Если, к примеру, у нас задвижка заклинила?

А при пожаре обязательно надо ее открыть.

Это может обернуться сильным промедлением и, следовательно, катастрофой.

Сфера применения

Где мы можем использовать ЗРА с электродвигателем?

Перечислим, друзья, основные виды объектов, где применяется электрозадвижка для системы пожаротушения.

Общежития и жилые дома с количеством этажей от 12-ти и больше.
Административные постройки высотностью от 6-ти этажей.
Общественные здания (за исключением учреждений МБОУ).
Театры, клубы, кинотеатры (кроме сезонных) и другие сооружения, где ведется видеозапись.
Бытовые строения в промышленности общей кубатурой от 5000 м³ (кроме тех помещений, в которых запрещено использовать воду для тушения пожара).

Кроме этого, электрозадвижка обязательно монтируется на трубопроводе, который связан с АУПТ.

Сигнал о пожаре приходит на пульт от детекторов либо от кнопки тревоги,

а затем посылается ПКП на прибор, управляющий электрической заслонкой.

ЗРА ставится на трубу диаметром 1,5-200 см.

Хотя фактически их обычно устанавливают на трубу с диаметром от 5 см.

Типы электрозадвижек

Узнаем, какой бывает электрозадвижка для пожаротушения по своему исполнению,

и как она работает в зависимости от этого исполнения.

Поворотная.
В этой конструкции напор воды перекрывает заслонка, расположенная внутри самой трубы.
Клиновая.
Поток огнетушащего вещества перекрывается плоской заглушкой, установленной на трубе ортогонально движению потока.
Шланговая.
Перекрытие потока происходит за счет сильного сдавливания шланга.
Параллельная.
Различают двух- и однокольцевые задвижки. Проток воды закрывается при попадании дисков в пазы.

Наиболее часто в системах ВПВ применяется автоматизированная задвижка клинового исполнения.

Кроме этого, задвижки с электроприводом выпускаются в нормальном или взрывозащищенном исполнении.

Второй фактор классификации – модель управления приводом.

Выделяют следующие типы.

Многооборотная.
Такая задвижка перекрывает водяной поток не только открытой/закрытой позиции, но и фиксирует заслонку еще в некоторых других положениях для регулирования водного протока.

Взрывозащитная.
Ее конструкция усилена для защиты от чрезвычайной ситуации,
к примеру, если по трубе у нас течет взрывоопасное вещество (химические, нефтегазовые предприятия).

Интегрированная.
Электрозадвижка с детекторами контроля протока.
Это может быть уровнемер, который непрерывно замеряет уровень жидкости, или сигнализатор, определяющий заданное положение уровня воды в трубной разводке.С их помощью автоматически регулируется положение заслонки путем отправки сигнала на ПКП после анализа ситуации на участке ВПВ.

Отметим, что при установке электроарматуры на пожарный резервуар нельзя применять датчики уровня воды.

По крайней мере, они должны быть отключены.

Здесь как раз можно воспользоваться сигнализатором, сообщающим об изменении уровня воды в резервуаре.

Как маркируется задвижка

Какое обозначение присуще этой арматуре?

Электрозадвижка для систем пожаротушения маркируется в соответствии

с таблицей фигур ЗРА, принятой в конце XIX века.

Схема для определенной маркировки представлена на следующем рисунке.

Приведем расшифровку буквенно-цифрового обозначения задвижки для ПТ с кодом 30с941нж.

«30» – вид ЗРА (задвижка).
«с» – материал изготовления (углеродистая сталь).
«9» – вид привода (электромотор).
«41» – номер ЗРА от производителя.
«нж» – из чего изготовлен уплотнитель (легированная сталь).

Помимо этого, большую роль играет условный диаметр водопровода (DN).

Единица измерения – миллиметры.

К примеру, DN65 это труба с диаметром 65 мм.

Это может быть пожарный ввод, диаметр которого не должен быть меньше DN50.

Заметим, что этот показатель может отличаться на доли миллиметра, поэтому и назвать его точным нельзя – только условный.

Другой параметр – предел давления для нормальной работы электрозадвижки (PN).

Так, PN20 сообщает нам, что ЗРА будет нормально работать, если давление системы 20 Бар.

Что у нас получается?

Помимо основного обозначения важным является тип электрозадвижки по исполнению и параметр DN.

Зависимо от этого выбирается тип электропривода для задвижки.

Если одна диаметр одной трубы 120 мм (например, городской водопровод),

а другой 460 мм, то, конечно, на них надо устанавливать разные электроприводы.

Как работает электрозадвижка

А как сделать из обычной задвижки электрическую?

Довольно просто.

Путем добавления к ее конструкции червячного редуктора и асинхронного двигателя.

Вращательное движение вала от двигателя сообщается редуктору, который активирует задвижку.

Поэтому электрозадвижка в пожаротушении позволит запирать

и отпирать заглушку дистанционно с прибора управления.

Схема устройства электрозадвижки приведена на рисунке ниже.

Определиться с конструктивным исполнением задвижки нам помогут нижеприведенные факторы.

Давление системы в рабочем состоянии.
Агрессивность водного потока.
Окружающая среда.
Меры необходимой безопасности.

Электрозадвижка с электроприводом для пожаротушения позволяет

проектировщикам выполнять сложные трубопроводные развязки, когда не требуется участие диспетчера.

Надо отметить, как работают электрозадвижки при установке на пожарный резервуар – на входе от пожарного кольца. Здесь нам как раз помогут датчики уровня воды. Когда вода в резервуаре опускается ниже установленной отметки, то датчики дают сигнал на открытие задвижек. И, наоборот, при наполнении резервуара, уровнемеры приказывают задвижкам закрыться, во избежание переполнения резервуара.

Привод запорно-регулировочной арматуры имеет концевой выключатель.

Он определяет положение электрозадвижки в настоящий момент.

При положениях «закрыто» и «открыто» от выключателя на центральный пульт управления поступает информационный сигнал.

Если задвижку заклинит, либо она окажется в месте перекрытия других предметов,

то ограничительная муфта защитит водопровод и все узлы сети от повреждений.

Схема расключения электрозадвижки без учета детекторов давления представлена на картинке.

Здесь сигналы, идущие от концевых переключателей, останавливают электродвигатель.

Запорная арматура находится, соответственно, в открытом либо закрытом положении.

Привод открывает заслонку до тех пор, пока кто-то не нажмет «СТОП» или концевые выключатели не разомкнут контакт K2.2.

Он отвечает за остановку механизма в открытом положении.

Также схема работает и при закрытии.

В среднем или открытом положении заслонка открывается до тех пор,

пока не нажали на «СТОП» или концевой выключатель SQ2 не разомкнет контакт K1.2,

контролирующий работу при закрывании.

Управление задвижкой

Крупные предприятия имеют шкаф управления затвором (ШУЗ),

который управляет работой электрозадвижки с трехфазным или однофазным двигателем.

Изготавливается по ГОСТ Р 53325-2009, имеет свою маркировку.

Можно выбрать способ управления шкафом: передний фронт или уровень.

Комплектация ШУЗ:

управляющие элементы;
система автоматики;
световая сигнализация.

Основные функции ШУЗ можно привожу ниже.

Защита электрического двигателя.
Дистанционное управление заслонкой (при необходимости).
Выбор режима управления.
Выключение электродвигателей при его аварии.
Фиксирование и отображение на дисплее состояния электродвигателя.
Показ положения задвижки и передача сигналов.

Водяное пожаротушение часто применяет шкаф для управления электрозадвижкой.

Это облегчает ее запуск и сокращает время на открытие/закрытие заслонки для выхода ОТВ.

Для выбора режима управления на передней панели шкафа предусматривается два отдельных переключателя.

ШУ электрозадвижкой должен быть запитан от ИБП.

А в каком положении находится заслонка в разных режимах работы автоматики?

При работе автоматической системы тушения пожара ЗРА находится в открытом положении.

В стационарном режиме задвижка закрыта и опломбирована.

Опломбирование проводится водоканалом во избежание кражи воды при монтаже задвижки или после срабатывания.

Здесь возможна одна проблема: при ложном срабатывании системы ПС задвижка откроется и пломба слетит.

Потребуется заново ставить пломбу. Но порядок есть порядок, и надо ему следовать.

Правила монтажа

Как мы устанавливаем электрозадвижку для автоматического пожаротушения?

Сначала проверяем ее работоспособность.

Смазать или промыть клин.
Полностью закрыть задвижку.
Перевести в открытое состояние до упора.

Если она отработала, как надо, проверьте трубопровод на отсутствие посторонних предметов.

Также до установки обязательно убедитесь, что значения показателей DN и PN (особенно оно) электрозадвижки соответствуют проектным величинам. С ответным фланцем задвижка скрепляется болтами заданного диаметра, зависимо от DN.

Местонахождение фланцев и число болтов для крепления соответствуют ГОСТу 12821.

Затем можно смело начинать монтаж.

Ставим электрозадвижку на свое место.
Выполняем крепление арматуры.
Устанавливаем электропривод.
Монтируем блок управления (ШУЗ).

Срок гарантии электрозадвижки для установок пожаротушения не меньше 2-х лет, срок эксплуатации 10 лет.

Прибор рассчитан на минимум 2500 циклов работы.

Но если правильно выбрать PN, изделие может прослужить значительно больше.

Что запомнить

Традиционно, дорогой читатель, перечислим основные утверждения нашей статьи,

которые желательно помнить.

Электрозадвижка пожаротушения устанавливается на пожарный трубопровод.
В дежурном режиме задвижка закрыта и опломбирована, в рабочем открывается.
Для автоматизации работы электрозадвижки используется ШУЗ.
При монтаже задвижек на пожарный резервуар можно использовать сигнализатор.
Выделяются многооборотные, взрывозащитные и интегрированные задвижки.
Два вида пуска электропривода: дистанционный (от кнопки в шкафу управления) и автоматический (от системы ПС).
При выборе и монтаже особенно обращайте внимание на показатели DN и PN изделия.

Скачать проект

А читателям, подписавшимся на наш блог, предлагаем вниманию проект и подробную технологическую схему электрозадвижки ПТ.

Подписывайтесь и рекомендуйте блог своим друзьям.

До встречи в следующей статье!

Понравилась статья ? Поделитесь с друзьями!

Электрические схемы управления запорными органами

Страница 43 из 61

Электрифицированные запорные органы (задвижки) представляют собой наиболее обширную группу управляемых электроприводов АЭС Для привода запорных органов используют трехфазные асинхронные двигатели. Запорные органы оснащаются коробкой концевых выключателей, в которой находятся четыре выключателя, механически связанные со штоком; два из них размыкаются при подходе штока к крайнему верхнему положению (верхние концевые выключатели), два — при подходе к нижнему положению (нижние концевые выключатели). Задвижки, предназначенные для длительной работы в промежуточном положении в режиме дроссельного регулирующего органа, кроме концевых выключателей оснащаются датчиками указателей положения (сельсинами или потенциометрами), позволяющими передавать информацию оператору о положении задвижки.
Обычно для запорных органов требуется плотное закрытие, с тем чтобы исключить пропуск среды. Настройка нижнего концевого выключателя с требуемой точностью невозможна — он либо остановит шток до того, как произойдет плотное закрытие, либо не будет размыкаться и тогда, когда шток дойдет до нижнего упора. Для отключения привода при полном закрытии используются муфты предельного момента или электрические токовые реле.
Муфта предельного момента при движении штока между крайними положениями жестко связывает через редуктор шток с двигателем При плотном закрытии момент на валу резко возрастает и муфта отсоединяет двигатель от штока. Одновременно имеющийся на муфте электрический выключатель отключает питание двигателя. Более простой по конструкции является схема с токовым реле в одной из фаз двигателя. При плотном закрытии асинхронный двигатель привода останавливается отчего ток его статора резко возрастает. При достижении током уставки срабатывания реле отключает двигатель от сети. При остановке задвижки в нижнем положении (за счет работы конечного выключателя, муфты или токового реле) в схему ее управления должны проходить команды только на открытие. Аналогично при остановке задвижки в верхнем положении в схему управления должны проходить команды только на закрытие.

Рис 11. 7 Схема индивидуального дистанционного управления задвижкой

Многие типы задвижек имеют ручной привод, с помощью которого ими можно управлять при неисправностях в цепях управления или отсутствии силового напряжения. Некоторые из них имеют механический контакт, размыкающийся при ручном управлении, чем исключается возможность включения электропривода.
Положение (открыто, закрыто, промежуточное) и состояние (ход вверх, ход вниз, стоп, отказ цепи управления) запорных органов сигнализируются ровным или мигающим светом двух ламп — красной и зеленой — в соответствии с табл. 11.1
Таблица 11.1. Сигнализация состояния запорных органов (задвижек)

Схема управления и сигнализации для задвижки, имеющей индивидуальный ключ управления, показана на рис 117. Питание силовых цепей и цепей управления осуществляется от одних и тех же шин напряжением 380/220 В через автоматический выключатель АВ. Подача силового напряжения на двигатель осуществляется посредством реверсивного магнитного пускателя ПМ, который имеет две катушки ПМЗ и ПМО. Каждая катушка управляет своей подвижной системой с группами контактов ПМО и ПМЗ соответственно. Пускатель имеет блокировку подвижных систем, исключающую возможность одновременного включения контактов «открыть» ПМО и «закрыть» ПМЗ Для защиты от подачи напряжения на катушку, если другая в это время находится под током, в цепи каждой катушки имеются контакты (ПМ34 и ПМ04), размыкающиеся при срабатывании другой катушки.
При повороте КУ в положение 0, если при этом задвижка не находится в крайнем верхнем положении (контакт 1ВК замкнут), ток через контакты 1 к 3 КУ поступает в катушку ПМО магнитного пускателя. При этом силовые контакты ПМ01—ПМОЗ замыкаются и двигатель Д приходит в движение. Одновременно замыкается блок-контакт ПМ05, включенный параллельно КУ, после чего движение двигателя будет продолжаться и по возвращении ключа в нейтральное положение. При полном открытии конечный выключатель 1ВК разомкнется и катушка ПМО обесточится, в результате чего двигатель остановится.
Для остановки двигателя при ходе в сторону открытия в промежуточном положении следует повернуть ключ в сторону 3 При этом через контакты 2—4 КУ ток поступает в катушку реле PC, которое, размыкая контакт РС1, рвет цепь питания ПМО, в результате чего двигатель останавливается. Благодаря самоподхвату через контакт РС2 реле PC остается под током и после размыкания ПМ05 до тех пор, пока ключ находится в положении 3 Это сделано для того, чтобы после остановки двигателя не произошел его реверс, т. е. не началось движение в обратном направлении за счет питания ПМЗ через контакты 6—8 КУ В описанной схеме ПМЗ при этом не запитывается, так как контакты РСЗ при положении ключа 3 разомкнуты. При возвращении КУ в нейтральное положение схема приходит в исходное состояние и двигатель может начать движение в любую сторону при соответствующем повороте ключа
Аналогично происходит работа при повороте ключа в положение 3 При этом, если задвижка не находится в крайнем нижнем положении, концевой выключатель 2ВК замкнут и пойдет ток в катушку ПМЗ Замыкаются контакты ПМ31— ПМЗЗ, и двигатель приходит в движение При этом из-за того, что порядок подключения фаз А и С меняется, осуществляется реверс двигателя Контакты 6—8 КУ шунтируются блок-контактами ПМ35. Останов двигателя в промежуточном положении при повороте ключа в сторону 0 (замыкание 5—7 КУ) осуществляется с помощью реле PC В отличие от движения в сторону открытия при размыкании нижнего концевого выключателя 2ВК двигатель не остановится, так как блок-контакт ПМ35 при этом останется под током. Останов двигателя происходит при плотном закрытии задвижки по сигналу от токового реле РТ, которое при заклинивании двигателя и возрастании тока статора размыкает контакт РТ, обесточивая цепь ПМ35 и катушки ПМЗ. Поскольку пусковые токи двигателя также превышают уставку срабатывания РТ, его контакты шунтируются конечным выключателем ЗВК и размыкаются только при подходе штока к нижнему положению, поэтому при других положениях задвижки РТ не вызывает останова двигателя. Размыкание 2ВК в нижнем положении задвижки препятствует прохождению команды на закрытие при ошибочном повороте ключа.
В схеме управления предусмотрен ввод сигналов цепей автоматических блокировок от контактов, подключенных параллельно контактам 1—3 КУ и 6—8 КУ.
Схема сигнализации положения задвижки работает от концевых выключателей 1ВК и 2ВК с использованием блок-контактов магнитного пускателя. Если двигатель не работает, контакты ПМ36 и ПМ06 разомкнуты, а ПМ37 и ПМ07 замкнуты. Если задвижка находится в верхнем положении, горит только красная лампа Л К, так как на нее подается напряжение от шины А через 2ВК, ПМ07 и шину ровного свечения ШС. Зеленая лампа при этом не горит, так как контакт 1ВК разомкнут. Аналогично в полностью закрытом положении горит зеленая лампа (1ВК замкнут), а красная погашена. В промежуточном положении 1ВК и 2ВК замкнуты и горят обе лампы. Если задвижка находится в промежуточном положении и двигатель вращается, например, в сторону открытия, то ЛЗ горит ровным светом, a ЛK отключается с помощью ПМ07 от ШС и через ПМ06 подключается к шине мигания ШМ. При исчезновении питания обе лампы гаснут.

Шкафы управления задвижками ШУЗ-1 ШУЗ-2 цена

Компания ООО «ПромЭлектроСервис НКУ» производит шкафы управления задвижками по типовым решениями или с доработками, согласно запросам клиентов

Для запроса цены шкафов ШУЗ по нетиповым проектам, присылайте запрос на [email protected]
Срок производства типового щита управления задвижкой — 3-5 дней

Коммутационное оборудование используемое в шкафах ШУЗ — производства Schneider Electric

Прайс-лист с актуальной ценой на щиты управления задвижкой расположен на этой странице

Щиты управления задвижками ШУЗ производства компании ПромЭлектроСервис

используются для автоматического и ручного управления однофазными и трехафазными электроприводами задвижек в системах водоснабжения, системах отопления и вентиляции. Шкаф управления задвижкой является унифицированным комплектным устройством и подходит для управления запорной и регулирующей арматурой.

Функции шкафа управления задвижкой ЩУЗ

Защита электродвигателя от коротких замыканий, токовых перегрузок
Возможность выбора режима работы ШУЗ (ручной- кнопки «Открыть», «Закрыть», «Стоп», автоматический — по сигналу от внешнего источника)
Индикация работы системы («Наличие напряжения», «Открыто», «Закрыто», «Авария», «Заклинено» «Работа в авт/ручн режимах») на лицевой панели и возможность формирования сигналов для передачи в диспетчерский пункт («сухие контакты»).
Контроль положения концевых выключателей

Схема подключения шкафа управления задвижкой

Органы индикации и управления шкафа управления задвижкой

Перечень выходных сигналов в щите управления эл задвижкой

«Автоматика отключена»
«Авария»
«Задвижка открыта»
«Задвижка закрыта»
«Задвижка заклинена»

Технические характеристики щита управления электроприводом задвижки

Наименование параметра	Значение
Количество источников электропитания (вводных линий)	1 или 2 (с резервом)
Количество управляемых электроприводов	1, 2 или 3
Номинальное напряжение электропитания	380/220В
Номинальный ток	6А (типовое решение), другие токи — по запросу
Тип электродвигателя привода	однофазный/трехфазный
Тип времятоковой характеристики автоматического выключателя	D (используется при нагрузках с высокими пусковыми токами и повышенном токе включения)
Степень защиты корпуса	IP54
Климатическое исполнение	УХЛ3

Фото готового шкафа управления задвижкой в сборе

ШУЗ-1 2,2кВт на базе оборудования Schneider Electric Щит управления задвижкой 6А на базе оборудования ИЕК

Щит управления задвижкой ШУЗ-1 с АВР на базе оборудования Schneider Electric с защитой от перегрузок, КЗ, пропадения и перепадов напряжения

Шкаф управления задвижкой шуз-1 380В Schneider Electric и пример типового оформления панели управления (метализированная шильда с гравированными подписями — не стираются, не выцветают, легко читаемы)

Шкаф управления задвижками шуз-2 220В (1ф) на базе контакторов LC1E Schneider Electric

шкаф управления задвижками шуз 2 380В Schneider Electric

шуз 1 220 шкаф управления тремя однофазными задвижками

Комплектация типовых ящиков управления задвижками

Конструктивно, щит управления представляет из себя металлический корпус с установленным защитным (автоматический выключатель), коммутационным (контактор), светосигнальным (трехпозиционный переключатель, индикаторные лампы, кнопки управления) оборудованием. Кабели заводятся в щит через сальники снизу.

В варианте с резервом по питанию (АВР) щит управления задвижкой дополнительно комплектуется 2 автоматическими выключателями и 2 контакторами с механической блокировкой.

По желанию клиента, возможно установка дополнительного оборудования (реле РНПП 311М) для защиты от перенапряжений и обрыва фаз.

Комплект поставки

Электрощит в сборе
Паспорт
Руководство по эксплуатации
Сертификаты соответствия ТУ

Цепь управления электроклапаном

Контрольно-измерительные приборы и автоматика

Приложение для Windows ⁄ Android

Здесь представлены простейшие схемы управления электроклапанами, применяемыми в КИПиА на базе концевых выключателей.

Схема управления электроклапаном в простейшем случае представляет собой блок концевых выключателей, соединенных с кнопками управления и электромагнитными реле (пускателями).В большинстве случаев он содержит блокировку ручного управления.

Может содержать реле отключения по току (мгновенное отключение при превышении заданного значения тока) и телеметрический индикатор положения клапана. Не рассматривается в этой статье.

На рисунках 1 и 2 показаны две схемы управления клапаном. В первом четыре концевых выключателя используются для управления двигателем и сигнальными лампами задвижки, во втором — два.

Общие элементы:

К1 — реле электромагнита (стартера) на размыкание;
К2 — реле электромагнита (стартера) на включение;
SB1 — кнопка «Открыть»;
SB2 — кнопка «Закрыть»;
SB3 — кнопка «Стоп»;
E1 — лампа индикации открытия клапана «Открыть»;
E2 — лампа индикации закрытия клапана «Закрыто»;
S6 — тепловое реле, отключающее электродвигатель при увеличении тока нагрузки — заклинивании клапана, редуктора, пропадании одной фазы.
S1 — предохранительный выключатель электрической цепи управления. Когда клапан переключается на ручное управление, он блокирует цепи управления электроклапаном, предотвращая его случайное включение с пульта управления, чтобы не пострадал технологический персонал и т. Д.
S2 — S5 — контакты концевых выключателей, управляемые кулачковым механизмом агрегата, жестко механически связаны с управляемой арматурой.
К1.3 — К1.5, К2.3 — К2.5 — силовые контакты реле К1 и К2, подающих на двигатель напряжение 380 В переменного тока.

Рис. 1. Схема управления электроклапаном с четырьмя концевыми выключателями.

Принцип действия

Когда электрический клапан находится в среднем положении и ручной режим выключен, фаза «C» проходит через контакты кнопки останова SB3, замкнутый контакт переключателя ручного режима (S1) и концевые выключатели S2 и S3. к контактам кнопок SB1 и SB2 (открыть, закрыть).

При нажатии кнопки SB1 «Открыть» срабатывает реле К1, которое срабатывает автоматически через контакты К1.1. Через его силовые контакты K1.2 — K1.5 подается напряжение на двигатель M1, клапан начинает открываться до тех пор, пока не будет нажата кнопка SB3 «Стоп» или кулачковый механизм блока концевых выключателей не разомкнет контакт S2, отвечающий за для остановки клапана в положении «открыто». При достижении этого положения, т.е. ворота в положении «открыто», контакт переключателя S4 должен быть замкнут (он устанавливается соответствующим кулачком в блоке концевых выключателей), лампа E1 показывает открытое положение ворот. начинает светиться.Дальнейшие попытки нажать кнопку «Открыть» ни к чему не приводят. Контакты переключателя S2 разомкнуты и на кнопку SB1 «Открыть» напряжение не подается. Однако на кнопку SB2 «Закрыть» через контакты S3 поступает напряжение, при ее нажатии клапан закрывается.

Аналогично реализован механизм закрытия клапана. Если он находится в среднем или открытом положении, при выключенном ручном режиме фаза «C» проходит через контакты кнопки останова SB3, замкнутый контакт ручного переключателя (S1) и замкнутый концевой выключатель S3 на кнопку SB2 «Закрыть».При его нажатии реле K2 активируется и автоматически захватывается через контакты K2.1, напряжение через его силовые контакты подается на двигатель M1 (с обратными фазами «B» и «C»), и клапан начинает работать. закрыть до тех пор, пока не будет нажата кнопка SB3 «Стоп» или концевой выключатель S3 не разомкнут, когда задвижка закрыта. Также загорается лампа E2, указывая на то, что клапан закрыт. Для этого необходимо правильно расположить толкатель кулачкового механизма, который отвечает за замыкание контакта переключателя S4.

Нормально замкнутые контакты реле K1.2 и K2.2 размыкаются в противоположных направлениях при срабатывании соответствующего реле, тем самым предотвращая одновременное включение обоих реле, что может привести к короткому замыканию.

Преимущества

Переключатель ручного режима S1 подключается непосредственно к цепи контактного блока концевых выключателей S2-S5, что дает возможность смонтировать цепь управления задвижкой с пульта управления 5-проводным кабелем.

Недостатки

В этой схеме для управления электрическим клапаном используются четыре концевых выключателя, два для отключения цепей управления, два для включения индикаторных ламп, что требует настройки каждого концевого выключателя отдельно.Но если по технологии требуется, чтобы сигнальные лампы конечного положения загорались раньше, чем это положение будет достигнуто, то это может быть достоинством.

Рис. 2. Схема управления электроклапаном с двумя концевыми выключателями.

Принцип действия

Аналогичен предыдущей схеме, за исключением того, что контакты ручного переключателя S1 находятся вне блока концевых выключателей, т.е. фаза «C» подается непосредственно на контакты S2 и S3. Это позволяет использовать только два концевых выключателя, используя их нормально разомкнутые контакты для включения индикаторных ламп положения клапана.Это очень удобно, так как сигнальные лампы загораются только в тот момент, когда реально сработал тот или иной концевой выключатель.

Преимущества

Как уже было сказано выше, контрольные лампы клапана загораются только в тот момент, когда реально сработал тот или иной концевой выключатель.

Недостатки

Если вы хотите подключить переключатель ручного режима S1, то при установке блока концевых выключателей на задвижку потребуются два дополнительных провода в кабеле.То есть в кабеле должно быть не менее семи проводов.

Электропроводка электромагнитного клапана

Другие страницы с описанием проводки аквариума:

Вернуться на главную страницу с информацией о проводке аквариума.

Схема

На следующей схеме показана схема подачи питания на один из электромагнитные клапаны.

Электропитание на соленоид поступает от цепи питания 12 В. Реле и транзистор запитаны от цепи 5В, которая питается от Ардуино.

Каскадное переключение

Соленоид управляется каскадно-коммутируемой схемой. Цифровой выход вывод Arduino подключен к базе транзитора, который управляет ток к нормально разомкнутому реле SPST. Когда катушка реле находится под напряжением, он замыкает контакты, что позволяет току от источника 12 В проходить через соленоид. Когда на катушку соленоида подано напряжение, клапан открывается, позволяя вода из водоема переливается в аквариум.

На следующей фотографии показан вид трех реле со стороны катушки.Два реле управлять отдельным соленоидом. Третье реле управляет нагревателем. Проводка для три реле идентичны. Короткие красные и зеленые перемычки соединяют цепь реле на шину питания 5 В по ближайшему краю макета.

Коричневый, желтый и синий провода подключены к цифровым выводам ввода / вывода на Arduino. Каждый из этих проводов подключен к NPN-транзистору через резистор 220 Ом. Транзисторы находятся на стороне земли катушки реле. Силовые диоды, включенные параллельно катушке реле, действуют как амортизаторы заряда. хранится в катушке.Когда ток в катушке выключен, демпфер диоды (также известные как обратные диоды) позволяют электромагнитному полю в катушке безопасно рассеиваться через обмотки катушки.

На следующей фотографии показана контактная сторона реле. схема. Есть три набора длинных считывающих и черных проводов, которые подключите реле либо к одному из двух электромагнитных клапанов, либо к обогреватель. Два из трех реле имеют красные светодиоды, предоставить визуальное подтверждение того, что контакт закрыт.В В крайней правой цепи реле снята светодиодная цепь, чтобы подключение к соленоиду более понятно.

Схема привода электромагнитного клапана

Lee

В большинстве электромеханических систем используются соленоиды всех размеров. Поскольку соленоидов очень много, есть много разных способов управлять ими. Эти методы включают в себя несколько готовых вариантов, таких как микросхемы ШИМ, механические реле и альтернативные схемы. Компания Lee разработала принципиальные схемы, которые можно использовать для управления многими электромагнитными клапанами и насосами на этом веб-сайте.Ниже перечислены некоторые конкретные принципиальные схемы, которые могут служить в качестве общих рекомендаций и могут быть воспроизведены или изменены конечным пользователем в соответствии с требованиями конкретного приложения. С вопросами о том, какая схема лучше всего подходит для вашего приложения, обращайтесь к инженеру по продажам компании Lee.

Базовый транзистор / быстрый отклик

(чертеж Ли LFIX1002200A)

Эта принципиальная схема демонстрирует простейшую форму схемы электромагнитного привода и может использоваться для приведения в действие большинства электромагнитных клапанов и насосов на этом веб-сайте.Схема требует входного напряжения (Vcc) для приведения в действие соленоида, а также входного сигнала управления (от контроллера, функционального генератора или схемы синхронизации), который переключает транзистор. Это, в свою очередь, позволяет току возбуждения возбуждать соленоид. Диод помещен параллельно соленоиду, чтобы защитить транзистор от индуктивного скачка напряжения, который возникает при обесточивании соленоида. Значительное падение напряжения между источником питания и соленоидом может произойти, если возникнет неожиданное сопротивление, например, длинные подводящие провода или другие электрические компоненты.Поэтому убедитесь, что соленоид получает свое номинальное напряжение срабатывания, измеряя непосредственно на контактах соленоида. В зависимости от требований вашего приложения, эта схема может быть настроена для двух различных режимов работы:

— В простейшем режиме работы эта самая базовая схема соленоидного привода не требует стабилитрона 51 В.
— стабилитрон 51 В, включенный последовательно с обратным диодом, улучшает отклик с фиксацией (время до закрытия) соленоида при отключении питания.

Принципиальная схема базового транзистора

Электрическая схема только для справки. См. Чертеж LFIX1002200A, который включает дополнительные примечания и инструкции по эксплуатации.

Шип и фиксатор

(чертеж Ли LFIX1002250A)

Эту схему можно использовать как драйвер с увеличенным временем отклика или как драйвер с низким энергопотреблением. Схема сначала подает кратковременное напряжение срабатывания (V1, «Пиковое» напряжение) в течение периода времени (ts), затем переключается на более низкое напряжение (V2, «Удерживающее» напряжение), чтобы удерживать соленоид под напряжением в течение продолжительное время.Длительность всплеска (ts) определяется резистором и конденсатором (R1 и C1 указаны на LFIX1002250A, примечание 4), подключенными к микросхеме таймера 555. Обычно продолжительность выброса немного больше, чем время срабатывания соленоида. Требуется ввод управляющего сигнала (от контроллера, функционального генератора или схемы синхронизации) для приведения в действие соленоида. Соленоид будет оставаться включенным до тех пор, пока подан управляющий сигнал. Значительное падение напряжения между источником питания и соленоидом может произойти, если возникнет неожиданное сопротивление, например, длинные подводящие провода или другие электрические компоненты.Поэтому убедитесь, что соленоид получает свое номинальное напряжение срабатывания, измеряя непосредственно на контактах соленоида. При измерении сигнала между контактами соленоида с помощью осциллографа убедитесь, что используется дифференциальный пробник.

В зависимости от того, требуется ли вам меньшая мощность или более быстрый отклик, этот драйвер может быть настроен для двух различных режимов работы:

Драйвер с быстрым откликом и удержанием — время отклика соленоида может быть улучшено как для срабатывания (время открытия), так и фиксации (время закрытия) соленоида путем подачи напряжения «перегрузки» выше номинального. напряжение срабатывания на V1 и добавление стабилитрона 51 В (D4, указано на LFIX1002250A, примечание 5.1). После быстрого приведения в действие соленоида драйвер переключается на более низкое удерживающее напряжение, подаваемое на V2, чтобы уменьшить резистивный нагрев и избежать повреждения соленоида. Стабилитрон 51 В, включенный последовательно с обратным диодом, улучшает отклик с фиксацией (время до закрытия) соленоида при отключении питания.
Драйвер с низким энергопотреблением — общее энергопотребление можно значительно снизить (обычно 75-90%), подав номинальное напряжение соленоида на V1 и более низкое удерживающее напряжение на V2.Для большинства соленоидов удерживающее напряжение составляет половину номинального напряжения срабатывания, если иное не указано на контрольном чертеже. Для получения более конкретных рекомендаций относительно напряжения или продолжительности всплеска для вашего конкретного приложения или номера детали, пожалуйста, свяжитесь с инженером по продажам компании Lee.

Схема цепи выброса и удержания

Электрическая схема только для справки. См. Чертеж LFIX1002250A, который включает дополнительные примечания и инструкции по эксплуатации.

Блокирующий соленоид

(чертеж Ли LFIX1002350A)

Основным преимуществом электромагнитного клапана с защелкой является то, что не требуется питание для поддержания состояния потока клапана (открытого или закрытого) между срабатываниями. То есть обесточенный запорный клапан будет сохранять текущее состояние потока. Из-за этой функции магнитной фиксации электромагнитные клапаны с фиксацией имеют поляризованные выводы, что требует другого типа схемы управления. Состояние потока соленоида определяется отрицательным или положительным импульсом напряжения, поэтому требуется схема, способная протекать двунаправленный ток.Рекомендуемая схема LFIX1002350A включает микросхему H-моста, которая меняет направление тока на противоположное, обеспечивая эффективное переключение электромагнитного клапана с фиксацией. Значительное падение напряжения между источником питания и соленоидом может произойти, если возникнет неожиданное сопротивление, например, длинные подводящие провода или другие электрические компоненты. Поэтому убедитесь, что соленоид получает свое номинальное напряжение срабатывания, измеряя непосредственно на контактах соленоида.

Для этой схемы требуется номинальное входное напряжение для приведения в действие соленоида, а также команды переключения, подаваемые микроконтроллером (MCU) или другим программируемым логическим контроллером (PLC).Команды переключения должны подаваться в виде сигнала 5 В постоянного тока «ВЫСОКИЙ» или «НИЗКИЙ», из которых требуется четыре. Два контакта необходимы для включения микросхемы H-моста, а два других необходимы для запуска положительного или отрицательного импульса на соленоид. Описание каждого вывода приведено ниже вместе с диаграммой состояний. Информацию о назначении штырей соленоида и схемах подключения можно найти на контрольном чертеже для каждого запорного электромагнитного клапана.

Назначение контактов микроконтроллера (график осциллограмм)

IN ₁ — HIGH обеспечивает импульс +5 В постоянного тока.Длина (время) импульса должна быть немного больше времени срабатывания соленоида.
IN ₂ — HIGH обеспечивает импульс -5 В постоянного тока. Длина (время) импульса должна быть немного больше времени срабатывания соленоида.
D ₁ — Включает NXP33886 (H-Bridge Chip), должен быть ВЫСОКИЙ при срабатывании (в любом направлении).
D ₂ — Включает NXP33886 (H-Bridge Chip), должен быть НИЗКИЙ при срабатывании (в любом направлении).

Схема цепи запорного клапана

График формы сигнала

Электрическая схема только для справки.См. Чертеж LFIX1002350A, который включает дополнительные примечания и инструкции по эксплуатации.

Принципиальная схема привода соленоидов

Соленоиды — это очень часто используемые приводы во многих системах автоматизации процессов. Есть много типов соленоидов, например, есть соленоидные клапаны, которые можно использовать для открытия или закрытия трубопроводов воды или газа, и есть соленоидные плунжеры, которые используются для создания линейного движения. Одно из самых распространенных применений соленоида, с которым столкнулось бы большинство из нас, — это дверной звонок «динг-дон».Внутри дверного звонка находится соленоидная катушка плунжерного типа, которая при возбуждении от источника переменного тока будет перемещать небольшой стержень вверх и вниз. Этот стержень ударит по металлическим пластинам, расположенным по обе стороны от соленоида, чтобы произвести успокаивающий звук динг-дон.

Несмотря на то, что существует множество типов соленоидных механизмов , самые основные вещи остаются неизменными. То есть он имеет катушку, намотанную на металлический (проводящий) материал. Когда катушка находится под напряжением, этот проводящий материал подвергается некоторому механическому движению, которое затем отменяется с помощью пружины или другого механизма при отключении питания.Поскольку соленоид включает в себя катушку, они часто потребляют большое количество тока, что делает обязательным наличие какой-либо схемы управления для его работы. В этом уроке мы узнаем , как построить схему драйвера для управления электромагнитным клапаном .

Необходимые материалы

Электромагнитный клапан
Адаптер 12 В
7805 Регулятор IC
IRF540N
Диод IN4007
0,1 мкФ Вместимость
Резисторы 1 кОм и 10 кОм
Соединительные провода
Макет

Что такое соленоид и как он работает?

Соленоид — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую энергию .Он имеет катушку, намотанную на проводящий материал, эта установка действует как электромагнит. Преимущество электромагнита перед естественным магнитом состоит в том, что его можно включать или выключать, когда это необходимо, путем подачи питания на катушку. Таким образом, когда катушка находится под напряжением, тогда, согласно закону Фарадея, проводник с током имеет вокруг себя магнитное поле, поскольку проводник представляет собой катушку, магнитное поле достаточно сильное, чтобы намагничивать материал и создавать линейное движение.

Во время этого процесса катушка потребляет большое количество тока, а также создает проблему гистерезиса, поэтому невозможно управлять катушкой соленоида напрямую через логическую схему.Здесь мы используем соленоидный клапан 12 В, который обычно используется для управления потоком жидкостей. Соленоид потребляет непрерывный ток 700 мА при включении и пиковый ток около 1,2 А, поэтому мы должны учитывать эти вещи при разработке схемы драйвера для этого конкретного электромагнитного клапана.

Принципиальная схема

Полная принципиальная схема Схема привода соленоида показана на изображении ниже. Мы поймем, почему он так устроен, однажды, взглянув на полную схему.

Как видите, схема очень проста и легка в сборке, поэтому мы можем протестировать это с помощью небольшого соединения на макетной плате. Соленоид можно легко включить, подав напряжение на его клеммы 12 В, и выключить, отключив его. Чтобы управлять этим процессом включения и выключения с помощью цифровой схемы, нам нужно переключающее устройство, такое как полевой МОП-транзистор, и поэтому он является важным компонентом в этой схеме. Ниже приведены параметры, которые необходимо проверить при выборе полевого МОП-транзистора.

Пороговое напряжение источника затвора, В _{GS (th)}: Это напряжение, которое необходимо подать на полевой МОП-транзистор, чтобы включить его. Здесь пороговое значение напряжения составляет 4 В, и мы обеспечиваем напряжение 5 В, которого более чем достаточно для полного включения полевого МОП-транзистора

Непрерывный ток стока: Постоянный ток стока — это максимальный ток, который может протекать через цепь. Здесь наш соленоид потребляет максимальный пиковый ток 1,2 А, а номинал нашего полевого МОП-транзистора составляет 10 А при 5 В Vgs.Так что мы более чем в безопасности с текущим рейтингом MOSFET. Всегда рекомендуется иметь некоторую верхнюю границу разницы между фактическим значением и номинальным значением тока.

Сопротивление сток-исток в открытом состоянии: Когда полевой МОП-транзистор полностью включен, между выводами стока и истока возникает некоторое сопротивление, это сопротивление называется сопротивлением в состоянии. Значение этого параметра должно быть как можно более низким, в противном случае на выводах будет сильное падение напряжения (закон сопротивления), что приведет к недостаточному напряжению для включения соленоида.Значение сопротивления в открытом состоянии здесь составляет всего 0,077 Ом.

Если вы разрабатываете схему для какого-либо другого приложения соленоида, вы можете посмотреть техническое описание своего полевого МОП-транзистора. ИС линейного регулятора 7805 используется для преобразования входного напряжения 12 В в 5 В, это напряжение затем подается на вывод затвора полевого МОП-транзистора при нажатии переключателя через токоограничивающий резистор 1 кОм. Когда переключатель не нажат, контакт затвора опускается на землю через резистор 10 кОм. Благодаря этому MOSFET остается выключенным, когда переключатель не нажат.Наконец, диод добавлен в противоположном направлении, чтобы предотвратить разряд катушки соленоида в силовую цепь.

Работа цепи привода соленоида

Теперь, когда мы поняли, как работает схема драйвера, давайте протестируем схему, построив ее на макетной плате. Я использовал адаптер на 12 В для источника питания, и моя установка оборудования после завершения выглядит примерно так.

Когда переключатель между ними нажат, на полевой МОП-транзистор подается питание +5 В, и он включает соленоид.При повторном нажатии переключателя отключается подача + 5 В на полевой МОП-транзистор, и соленоид возвращается в выключенное состояние. Включение и выключение соленоида можно заметить по издаваемому им щелчку, но, чтобы было немного интереснее, я подключил электромагнитный клапан к водопроводной трубе. По умолчанию, когда соленоид выключен, значение закрыто, и, следовательно, вода не выходит через другой конец. Затем, когда соленоид включается, значение открывается, и вода вытекает. Работу можно визуализировать на видео ниже.

Надеюсь, вы поняли проект и получили удовольствие от его создания. Если вы столкнулись с какой-либо проблемой, не стесняйтесь размещать их в разделе комментариев или использовать форум для технической помощи.

Управление электромагнитным клапаном с помощью Arduino: 7 шагов

Я не буду (снова) подробно рассказывать об обратной ЭДС, почему это неприятно и зачем вам нужен диод маховика, поскольку я уже обсуждал это в другом руководстве здесь. Вам нужен этот диод!

Электромагнитный клапан: это не что иное, как клапан, управляемый электромагнитом.Это, как и реле и двигатели, индуктивная нагрузка (иначе говоря, прерыватель IC, прочтите обратную ЭДС, если это еще не сделано!). Обычно они бывают двух видов: нормально открытые и нормально закрытые. Обычно относится к случаю отсутствия тока в соленоиде. Если вы поместите воду под давлением в электромагнитный клапан NC (нормально закрытый), вода будет заблокирована. Если вы запитаете магнит ожидаемым током / напряжением, клапан откроется, и вода потечет.

Для NO (нормально открытый) все наоборот.

Это не единственная переменная. Когда в магните течет ток, он выделяет тепло. Большинство электромагнитных клапанов не предназначены для постоянного использования. Они должны отдыхать и остывать между использованиями, иначе они начнут жариться. Прочтите мелкие надписи, прежде чем совершать покупку! И подумайте о своем проекте: вы поливаете сад один или два раза в день или наполняете олимпийский бассейн садовым шлангом?

МОП-транзистор: Короче говоря, МОП-транзистор похож на выключатель света. Вы подаете некоторое напряжение на клемму GATE, и сопротивление между DRAIN и SOURCE упадет, пропуская большой ток.Тепло будет генерироваться крошечным (но реальным) внутренним сопротивлением, и вам нужно будет его утилизировать, иначе вы рискуете расплавить свой MOSFET. Кроме того, они не являются идеальными по своей конструкции, поэтому они весьма уязвимы для статического электричества.

Здесь мы будем использовать N-канальный MOSFET, поэтому не удивляйтесь, если вы увидите, что он подключен между соленоидом и землей.

Источник питания : Как видите, в этом проекте я использую только одну свинцово-кислотную батарею на 12 В для питания как Arduino, так и соленоида.Обычно это не очень хорошая идея …

Позвольте мне объяснить:

Ваш Arduino, согласно официальному сайту, может работать с 7-20 вольт, и они рекомендуют 7-12 В, объясняя, что более 12 В могут привести к плата перегревается. Причина в том, что в Arduino используется линейный регулятор напряжения, который избавляется от лишнего напряжения, выделяя с его помощью немного тепла. Если вы подадите 7 В 0,5 А на линейный регулятор, такой как LM7805, вы получите 5 В и 2 В x 0,5 А = 1 Вт тепла. Если вы дадите ему 12,6 В (типичное напряжение для полностью заряженной свинцово-кислотной батареи), вам нужно избавиться от 3.8 Вт тепла. А на плате радиатор какой-нибудь видишь? Нет? Фактически, плата является (очень ограниченным) радиатором.

Это причина, по которой я использовал понижающий преобразователь постоянного тока постоянного тока с КПД 85%, который я сделал ранее. Поскольку это совсем другой проект по созданию импульсного стабилизатора, я дам вам две подсказки. Первым (вдохновением для моего собственного проекта) был проект, опубликованный в журнале Nuts and Volts в июне 2008 года Джимом Стюартом . Я изменил их первоначальный дизайн, используя информацию, представленную в официальном техническом описании LM2576.Если вы спешите построить его, используйте схему на странице 11 (рисунок 22) и прочтите все, уделяя особое внимание рекомендациям по компоновке, придерживайтесь рекомендованного оборудования , и оно будет работать. Если вы не торопитесь, я постараюсь опубликовать инструкции по этому поводу, когда закончу с этим поливом …

Управление электромагнитным клапаном с помощью arduino

Электромагнитный клапан

Электромеханический клапан — это электромеханический клапан, используемый для управления потоком жидкостей.Он имеет простой механизм открытия и закрытия клапана, управляемый соленоидом.

Электромагнитные клапаны широко используются в различных устройствах и устройствах, таких как стиральная машина, автоматическая система полива, разливочная машина и т. Д.

Работа электромагнитного клапана

Электромагнитный клапан с точки зрения подключения и работы аналогичен реле. Оба устройства работают под действием электромагнитной силы, приложенной к подвижному контакту.

Базовый электромагнитный клапан состоит из соленоида, плунжера, пружины и корпуса клапана.Клапан может быть нормально открытым или нормально закрытым.

В нормально закрытом клапане, если на змеевик не подается заряд, клапан остается в закрытом положении. Точно так же нормально открытый клапан остается открытым до тех пор, пока на соленоид не будет подано электрическое напряжение.

Когда электрический ток проходит через соленоид, он создает магнитное поле. Под действием магнитной силы плунжер или сердечник, сделанный из ферромагнитного материала, будет вытянут. А когда катушка обесточена, пружина толкает плунжер назад и сохраняет нормальное положение в отсутствие магнитной силы.

Цепь управления электромагнитным клапаном Arduino

Здесь показано простое устройство для сопряжения электромагнитного клапана с Arduino.

Электромагнитные клапаны

постоянного тока доступны с рабочим напряжением 6 В, 12 В, 24 В, 120 В, 240 В. Здесь в цепи установлен соленоид 12 В постоянного тока, и он питается от внешнего источника. Транзистор переключает питание соленоида относительно выхода Arduino.

Диод 1N4007 в цепи используется как обратный или маховиковый диод, который аналогичен используемому в реле, катушках или индуктивных нагрузках.Улавливающий диод предотвращает внезапный скачок напряжения на катушке во время выключения. Хотя рекомендуется соединять цепи Arduino и соленоида через оптрон.

Электромагнитный клапан может быть подключен к Arduino также через интерфейс с релейным модулем. Поскольку большинство модулей имеют встроенный оптрон, они могут гарантировать полную изоляцию платы Arduino от внешних цепей. Этот метод лучше, чем прямая схема смещения транзистора. Также релейный интерфейс может управлять электромагнитными клапанами в широком диапазоне рабочих напряжений.

Код

 // Код для открытия и закрытия клапана NC за 5 секунд.
int valvepin = 2;

void setup () {
 pinMode (valvepin, ВЫХОД);
}

void loop () {
 // Открывает клапан на 5 секунд
 digitalWrite (штифт клапана, ВЫСОКИЙ);
 задержка (5000);
 // Закрываем вентиль на 5 секунд
 digitalWrite (штифт клапана, НИЗКИЙ);
 задержка (5000);
}

Как лучше всего управлять соленоидом?

Соленоиды используются во многих приложениях для обеспечения линейного или вращательного срабатывания в механических системах.Хотя управление соленоидами может быть таким же простым, как включение и выключение электрического тока, часто лучшую производительность можно получить, используя специальную ИС для их управления.

В этой статье мы рассмотрим, как схема привода влияет на электромеханические характеристики соленоидов. Будем сравнивать две разные схемы возбуждения: простой переключатель и драйвер регулирования тока. Также будут рассмотрены энергосберегающие методы, ограничивающие рассеивание мощности в соленоиде.

Основы соленоида

В простейшей форме соленоид представляет собой катушку с проволокой, которая генерирует магнитное поле.Устройства, которые мы обычно называем соленоидами, — это устройства, в которых используется катушка с проволокой и подвижный сердечник, изготовленные из железа или иногда другого магнитного материала. Подача тока на катушку заставляет сердечник тянуть или толкать относительно катушки, вызывая движение, которое используется для приведения в действие чего-либо в механической системе. Типичный соленоид показан на рис. 1 .

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275f6f6d5f267ee214972» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы МП Соленоид Рис1 «data-embed-src =» https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2018/05/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_MPSsolenoid_Fig1.png?auto=format&fit=max&w=1440 «data-embed-caption =» «]}%

1. Типичный соленоид состоит из катушки с проволокой, которая генерирует магнитное поле.

При срабатывании соленоида на обмотку подается напряжение, создающее магнитное поле. Поскольку обмотка имеет большую индуктивность, нарастание тока требует некоторого времени.Сила, действующая на сердечник соленоида, пропорциональна току. Чтобы создать максимальное усилие для перемещения сердечника, к обмотке необходимо приложить высокое напряжение, чтобы быстро нарастить ток.

Когда движение завершено, обычно можно использовать гораздо меньший ток, чтобы удерживать сердечник в нужном положении. Если не уменьшить ток, значительная мощность рассеивается в обмотке, и соленоид выделяет большое количество тепла.

Для решения этих проблем можно использовать драйвер постоянного тока для управления соленоидом.Ток можно контролировать с течением времени, чтобы обеспечить идеальное срабатывание и ограничить рассеиваемую мощность для удержания соленоида на месте.

Тестовая установка

Для сравнения электромеханических характеристик различных схем соленоидного привода была построена простая испытательная установка с использованием сервопотенциометра, соединенного с соленоидом с изгибом для измерения движения соленоида. Движение, а также напряжение и ток фиксировались с помощью осциллографа. Для управления соленоидом использовалась микросхема MPS MPQ6610.

Установка показана на Рисунок 2 .

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275f6f6d5f267ee214974» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы Mp Ssolenoid Fig2 «data-embed-src =» https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2018/05/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_MPSsolenoid_Fig=formng = 1440 «data-embed-caption =» «]}%

2.В испытательной установке использовался сервопотенциометр, соединенный с соленоидом с помощью изгиба.

Простые драйверы соленоидов

Самый простой способ управлять соленоидом — включать и выключать ток. Это часто делается с помощью переключателя MOSFET нижнего плеча и диода рециркуляции тока ( Рис. 3) . В этой схеме ток ограничивается только напряжением питания и сопротивлением соленоида постоянному току.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275f6f6d5f267ee214976» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы МП Соленоид Рис3 «data-embed-src =» https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2018/05/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_MPSsolenoid_Fig3.png?auto=format&fit=max&w=1440 «data-embed-caption =» «]}%

3. Приведение в действие соленоида, в его простейшей форме, заключается в включении и выключении тока, обычно это делается с помощью переключателя MOSFET нижнего плеча и диода рециркуляции тока.

Электромеханические характеристики простого привода ограничены. Поскольку полное напряжение и ток прикладываются в 100% случаев, ток втягивания ограничивается номинальной мощностью непрерывного рассеяния соленоида.Большая индуктивность катушки также ограничивает скорость увеличения тока при первом включении соленоида.

В нашем тесте было измерено движение, напряжение и ток соленоида с помощью простого переключателя ( Рис. 4) . В этом случае соленоид (15 Ом, рассчитанный на 12 В) срабатывал за 30 мс и рассеивал 10 Вт мощности каждый раз, когда срабатывал соленоид.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275f6f6d5f267ee214978» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы МП Соленоид Рис4 «data-embed-src =» https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2018/05/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_MPSsolenoid_Fig4.png?auto=format&fit=max&w=1440 «data-embed-caption =»]}%

4. Эти кривые отображают движение, напряжение и ток соленоида с помощью простого переключателя.

Если вас интересует «впадина» в форме волны тока, то это уменьшение тока происходит из-за обратной ЭДС, генерируемой движущимся сердечником соленоида.Обратная ЭДС увеличивается по мере ускорения сердечника, пока соленоид не достигнет нижней точки и не перестанет двигаться.

Высокопроизводительный привод соленоида

В большинстве случаев полный ток необходим только для включения соленоида. После завершения движения уровень тока в соленоиде может быть понижен, что приводит к экономии энергии и гораздо меньшему тепловыделению в катушке. Это также позволяет использовать более высокое напряжение питания, что обеспечивает более высокий ток втягивания, чтобы заставить соленоид срабатывать быстрее и обеспечивать большую силу.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275f6f6d5f267ee21497a» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы Mp Ssolenoid Fig5 «data-embed-src =» https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2018/05/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_MPSsolenoid&wit=form.pdf = 1440 «data-embed-caption =» «]}%

5. Показана схема пониженного тока удержания MPQ6610.

Драйвер полумоста MPS MPQ6610 вместе с несколькими внешними компонентами может выполнить эту задачу ( Рис. 5) . MPQ6610 рассчитан на напряжение до 60 В и 3 А и доступен в небольших корпусах TSOT и SOIC.

Результирующие формы сигналов возбуждения показаны на Рис. 6 . Желтая кривая — это выходной сигнал, управляющий соленоидом, а зеленая кривая — это ток соленоида. Первоначально полное напряжение питания (в данном случае 24 В) подается на соленоид.После задержки ток уменьшается за счет широтно-импульсной модуляции выхода. Время втягивания сокращено до 16 мс, а рассеиваемая мощность при удержании намного ниже (около 600 мВт вместо 10 Вт).

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df275f6f6d5f267ee21497c» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы Mp Ssolenoid Fig6 «data-embed-src =» https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2018/05/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_MPSsolenoid_Fig6.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%

6. Это уменьшенные формы сигналов тока удержания, связанные с MPQ6610.

Эта схема работает так:

Изначально входной сигнал низкий. Это разряжает C1 через D1 и удерживает на выводе ISET низкий уровень через Q1.

Входной сигнал становится высоким, что включает MPQ6610 и повышает выходной уровень, подавая на соленоид полное напряжение питания.C1 начинает зарядку через R1. Ток поступает от вывода ISET пропорционально току, протекающему в соленоиде. Когда C1 заряжается, напряжение на выводе ISET может расти.

Предполагая, что в соленоиде протекает достаточный ток, напряжение на выводе ISET продолжает расти, пока не достигнет порога регулирования тока (1,5 В). В этот момент MPQ6610 начинает регулировать ток соленоида. Регулируемый ток удержания устанавливается значением R2.

Время задержки (когда соленоид приводится в действие при 100% рабочем цикле) устанавливается значениями R1 и C1.Для стандартного логического уровня 3,3 В время составляет примерно 0,33 × RC. В приведенном выше примере при R1 = 100 кОм и C1 = 2,2 мкФ 0,33 × RC = 75 мс.

Для получения дополнительной информации см. Техническое описание MPQ6610 и примечания по применению на сайте компании.

Заключение

Измерения, представленные здесь, показывают, что улучшенные характеристики и гораздо меньшее потребление энергии могут быть достигнуты с использованием драйвера регулирования тока для управления соленоидами.