Разработка логической схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза

фехралевой ленте, намотанной на ребро. Внешние зажимы ящиков сопротивления

не маркированы. Расположение ящиков должно исключать возможность

случайного прикосновения к ним и обеспечить защиту от атмосферных осадков.

3. ОПИСАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Привод двустворчатых ворот. Наибольшее распространение на шлюзах нашей

страны получили плоские, двустворчатые ворота. Основное технологическое

требование здесь сводится к правильному и безударному створению полотнищ.

Для привода двустворчатых ворот на правом и левом устоях камеры

устанавливают по механизму, приводимому во вращение сворим

электродвигателем.

Привод с асинхронными двигателями без регулирования скорости движения.

В нем могут быть использованы асинхронные двигатели ка с фазным, так и с

короткозамкнутым ротором. Структурная схема такого привода дана на

(рисунке 23), а. Система отличается простотой и высокой надежностью.

Однако она обладает таким серьезным недостатком, как тяжелое протекание

переходных процессов и невозможность управления частотой вращения

двигателей при створении ворот и входе их полотнищ в ниши.

Привод с асинхронными фазными двигателями с регулированием скорости

движения изменением сопротивления цепи ротора.Этот широко применяемый на

шлюзах приводах двустворчатых ворот отличается от предыдущего возможностью

регулирования частоты вращения двигателей при маневрировании воротами и

управлением в процессе разгона при пуске двигателей в ход. Структурная

схема системы привода показана на (рисунке 23).

Такая система,используется в большинстве случаев в сочетании с

кривошипно-шатунным механизмом, имеет очень тяжелую динамику при пуске из

промежуточных положений, необходимость которого нередко

возникает,например, из-за недостаточной согласованности скоростей движения

створок ворот, различия продолжительности разгона двигателей при

реостатном пуске и т. п. В случае применения других типов тяговых органов

( например, тросовых ) положение усугубляется еще тем, что в конце

операций получаются недопустимо большие скорости движения створок и для

исключения ударов возникает потребность в искусственном снижении частоты

вращения двигателей.

Электропривод с тормозными генераторами. Привод двустворчатых ворот,

рассмотренный выше, в операции закрытия работает на смягченных

характеристиках и в результате колебаний скорости движения не обеспечивает

правильного створения ворот при различных изменениях нагрузки на левую и

правую створки от ветра и волн. Кроме того, из-за сравнительно высокой

скорости движения створок в конце операции закрытия при наложении тормозов

раньше времени в воротах остается большая щель, а при наложении с

опозданием получается удар створок.

Устранение отмеченных недостатков возможно при работе привода в течении

большей части операции на жестких механических характеристиках,

обеспечивающих сохранение скорости движении створок при колебаниях

нагрузки, и со значительным уменьшении скорости движения в конце операции

перед наложением тормозов. Такие характеристики можно получить в системе с

тормозным генераторами, включаемыми в конце операции для получении малой

скорости движения . Тормозной генератор может быть отдельной электрической

машиной постоянного или переменного тока, навешанной на вал приводного

двигателя и являющейся для него дополнительной нагрузкой.

Механическая характеристика системы с включенным генератором

представляет собой кривую, полученную при различных частотах вращения

сложения моментов приводного двигателя и тормозного генератора.

Структурная схема такого привода дана на . На схеме показаны приводные

двигатели М1, М2, резисторы роторных цепей R1,R2 и тормозные генераторы

ТГ1 и ТГ2. Изменением сопротивления цепи ротора асинхронного двигателя или

тока возбуждения тормозного генератора получают различные по жесткости и

по граничной частоте вращения характеристики системы.

Электропривод двустворчатых ворот с тормозным генератором на шлюзах

пока применяют ограниченно из-за большого числа машин, а значит,

увеличенных габаритов и массы установки.

Электропривод с гидравлической передачей.Для привода двустворчатых

ворот гидропередачи стали применять в последнее десятилетие.

Электрогидроприводы располагают на устоях камеры шлюза. Они представляют

собой два самостоятельных агрегата, связанных с помощью системы

управления. Структурная схема электрогидропривода двустворчатых ворот

приведена на рисунке 7, г. К основным его элементам относятся: насосы Н1 и

Н2 с приводными двигателями М1 и М2, золотниковые блоки управления З1, З2

и силовые гидроцилиндры Ц1, Ц2, шторки которых соединены со створками

ворот. Регулирование скорости движения здесь также гидростатическое, с

перепуском части рабочей жидкости в сливной бак Б1 или Б2 минуя

гидроцилиндры. Электрогидроприводы двустворчатых ворот зарекомендовали

себя хорошо, однако необходимо решить еще целый ряд вопросов по улучшению

регулирования скорости движения, динамики и защиты системы.

Электропривод с тиристорным управлением. Структурная схема такой

системы приведена на рисунке 7, д. Она подобна рассмотренной выше схеме

привода подъемно-опускных ворот.

Потенциальные возможности этой системы привода для двустворчатых ворот

также еще предстоит раскрывать и доводить до совершенства высокими

требованиями, предъявляемыми к электроприводам шлюзов.

3.1. Привод с асинхронными двигателями без регулирования скорости

движения. На (рисунке 23) показана принципиальная схема главного тока, а

на (рисунке 24) - схема цепей управления двустворчатых ворот.

В данном примере для привода левой и правой створки ворот использованы

асинхронные двигатели с фазным ротором М1 и М2, причем их пуск

осуществляется в функции времени путем выведения резисторов из цепи ротора

двигателя ( цепи катушек реле времени на схеме не изображены).

Управление воротами производится как с центрального,так с местного

пультов управления.

Для упрощения схемы (смотрите рисунок 24) показаны по две общих кнопки

открытия SO и закрытия SZ , хотя с местных пультов можно управлять каждой

створкой в отдельности.

При рассмотрении схеме следует иметь в виду, что SQ1 - контакт путевого

выключателя, блокирующий цепь управления двустворчатых ворот с верхними

воротами, и при закрытых верхних воротах он закрыт; SQ2 и SQ4 - контакты

предельных путевых выключателей открытия; SQ3 и SQ5 - контакты путевых

выключателей закрытия; SQ6 - контакт путевого выключателя, ограничивающий

закрытие ворот; SQ7 - SQ10, SQ15 - контакты путевого выключателя,

управляющие порядком закрытия ворот; SQ11, SQ12 - контакты путевого

выключателя, осуществляющие блокирование с затворами галерей, закрытые при

открытых затворах; SQ13 и SQ14 - то же, отключающие контакторы КО1 и КО2

при открытых воротах; SA1 - SA3 - контакты выключателей деблокировок.

Подготовка схемы к работе. При наличии напряжения в соловой и

вспомогательных цепях и закрытых контактах KV1, KV2 и KV3 получает питание

катушка КМ. При срабатывании контактора КМ закрываются его замыкающие

главные контакты в цепи статоров двигателей ( смотрите рисунок 23), а

также замыкающий вспомогательный контакт КМ , который подает напряжение в

цепь управления. Катушки реле времени КТ получают питание и размыкают свои

контакты в цепях катушек контакторов К1, К2. Схема к работе подготовлена.

Операция открытия ворот. Предположим, что управление происходит с

центрального пульта ( замкнут контакт SA1 ) и ворота закрыты.

При нажатии кнопки SO, если контакты КУ закрыты, получает питание

катушка оперативного контактора КО1. Последний срабатывает, закрывает свои

главные контакты, включающие двигатель М1 в сторону открытия, а также

замыкающий вспомогательный контакт КО1, который шунтирует кнопку SO.

Одновременно закрывается контакт КО1 и получает питание катушка КО2.

Контактор КО2 срабатывает, включает для открытия двигатель М2 правой

створки и закрывает вспомогательный контакт КО2, также шунтирующий кнопку

SO. Кроме того, при работе двигателей будут открыты размыкающие контакты

КО1 и КО2 в цепях катушек KZ1 и KZ2. Одновременно открываются размыкающие

контакты КО1 и КО2, прерывающие подачу питания на катушки реле времени

КТ11 и КТ21. После заданной выдержки времени эти реле отпускают свои якоря

и замыкают размыкающиеся контакты КТ11 и КТ12, в цепях катушек контакторов

ускорения К11 и К12. Контакторы ускорения срабатывают, своими главными

контактами выводят первые ступени резисторов в роторных цепях двигателей и

размыкают свои размыкающие контакты в цепях катушек реле времени КТ21 и

КТ22, которые с выдержкой времени закрывают одноименные контакты в цепях

катушек контакторов К21 и К22,и двигатели переходят на работу по

естественным характеристикам. Когда створки выходят из соприкосновения,

закрываются контакты SQ15, шунтирующие вспомогательный контакт КО1.

Включение контактора КО2 с некоторым запозданием по сравнению с

контактором КО1 необходимо потому, что левая створка захватывает правую и,

следовательно, должна первой отойти при открытии. Когда ворота полностью

откроются, размыкаются контакты путевых выключателей SQ13 и SQ14, которые

лишают питания катушки КО1 и КО2. Двигатели отключаются. Если контакты КО1

и КО2 почему-либо не размыкаются, ворота поворачиваются на небольшой угол

и открываются контакты предельных выключателей SQ2 и SQ4, отключающие

линейный контактор КМ. В процессе открытия ворот контакторы путевых

выключателей в цепи катушек закрытия ворот KZ1 и KZ2 приходят в исходное

положение.

Операция открытия ворот. При закрытии ворот одновременно с нажатием

кнопки SZ получают питание катушки оперативных контакторов KZ1 и KZ2.

Двигатели М1 и М2 начинают вращаться, причем их пуск происходит также,

как и при открытии. Створки приходят в движение в сторону закрытия. Когда

между створными столбами ворот остается небольшое расстояние ( порядка

1,5м ), открывается контакт SQ7, катушка контактора KZ1 теряет питание и

двигатель левой створки останавливается. Правая створка продолжает

движение до тех пор, пока не подойдет почти к положению створа. При этом

открывается контакт SQ9, который отключает катушку KZ2. Двигатель правой

створки останавливается. Одновременно с этим замыкается контакт SQ8,

который вновь включает катушку контактора KZ1. Двигатель левой створки

опять приходит во вращение. Когда левая створка коснется правой,

закрываются контакты SQ10, вновь получает питание контактор KZ2,включает

двигатель правой створки и оба двигателя доводят створки ворот до полного

закрытия. При этом замыкается контакт SQ6, двигатели выключаются и

механизмы створок тормозят.

Рассматриваемое в настоящей и последующих схемах ступенчатое закрытие

двустворчатых ворот применяется не везде. На ряде шлюзов осуществляется

безостановочное движение ворот при их закрытии, что в известной степени

делает работу механической части более надежной и упрощает электрическую

схему.

3.2. Привод с асинхронными фазными двигателями с регулированием

скорости движения изменением сопротивления цепи ротора. (На рисунке

25) представлена схема силовой цепи, а на (рисунке 26) - схема цепей

управления двустворчатыми воротами, предусматривающая изменение частоты

вращения двигателей и скорости вращения ворот в конце операции закрытия (

при створении ворот ) и открытия ( при входе полотнищ ворот в ниши ). При

рассмотрении работы схемы следует иметь в виду, что: SQ1 и SQ2 - контакты

путевого выключателя, блокирующие цепь управления с ручным приводом

створок, при работе ручного привода они открыты; SQ3 - SQ6 - контакты

предельных открытия и закрытия створок; SQ7-SQ10 - контакты, управляющие

последовательностью движения створок при закрытие ворот; SQ11 и SQ12 -

контакты, блокирующие привод ворот в зависимости от состояния затворов

водопроводных галерей, замкнутые при открытых затворах; SQ13 - SQ15 -

контакты путевого выключателя, ограничивающие открытие створок; SQ16 и

SQ17 - то же, отключающие реле КР после открытия ворот, вызванного

обратным напором; SQ18 и SQ19 - контакты путевого выключателя,

открывающиеся, когда усилия в штангах при закрытии ворот станут больше

предельно допустимых; SQ20 и SQ21 - то же, закрытые при усилиях в штангах,

меньших предельно допустимых при открытии ворот; SQ22 - контакт,

размыкающий цепи катушек К1 и К2 для введения резисторов в цепи роторов

двигателей М1 и М2 при схождении створок; SQ23 и SQ24

- контакты, замыкающиеся при обратном напоре.

Подготовка схемы к работе. При подаче напряжения к силовым цепям и к

цепям управления и при нормальном состоянии блокировок реле напряжения

силовой цепи KV, реле кнопок KSB и сельсинов KVB срабатывают и закрываю

свои замыкающие контакты.

Через замкнутые рубильники цепи управления S и указанные контакты реле

тока попадает в катушку промежуточного реле KVA максимальной и нулевой

защиты электропривода ворот. Оно срабатывает и замыкает свой контакт KVA в

цепи катушки реле блокировки KV1. Это реле получит питание, если

кратковременно замкнуть ключ восстановления SB.

При срабатывании реле KV1 замыкающие контакты KV1 шунтируют контакт

ключа восстановления SB; контакт KV1, замкнувшись,

подготовляет цепь для индивидуального управления воротами при условии,

что закрыты контакты КРУ и замыкающие контакты КВВ; закрывается контакт

KV1, который замыкает цепь катушки KF ( реле защиты при повышенных усилиях

в штангах ). Катушка этого реле получает питание через размыкающие

контакты промежуточных реле KV3 и KV2.

Реле KF срабатывает, закрывает собой контакт KF, шунтирующий

размыкающие контакты KV3 и KV2, и контакт KF, подготовляющий цепь для

питания катушек оперативных контактов открытия КО1 и КО2.

Операция открытия ворот. При замыкании контактов SP6 ключа раздельного

управления получает питание катушка промежуточного реле KV3. Последние

срабатывает, причем: размыкаются его замыкающие контакты KV3, которое

ставят питание катушки KF в зависимость от усилий в штангах двустворчатых

ворот при открытии; замыкаются замыкающие контакты KV3, в результате чего

получают питание катушка оперативного контактора КО2, включающего

двигатель М2 ведущей створки в направлении открытия.

Контактор КО2 срабатывает, в результате чего закрываются его замыкающие

главные контакты КО2 силовой цепи и замыкающий вспомогательный контакт

КО2, который подает питание на катушку линейного контактора КМ.

Последний срабатывает, и его главные контакты КМ включают обмотку

статора двигателя М2 в сеть. Одновременно получает питание катушка

контактора электромагнитного тормоза Y2 ведущей створки, и тормоз

открывается. Ведущая створка начинает отходить от положения створа. Кроме

того, закрывается замыкающий контакт КО2, который включает в сеть катушку

оперативного контактора КО1 ведомой створки. Получив питание, контактор

КО1 срабатывает.

Одновременно с включением статор двигателя М1 получает питание катушка

электромагнитного тормоза Y1, который срабатывает и открывает тормоз

двигателя М1.

Левая створка также начинает открываться. При подготовке цепи

управления к работе через размыкающий вспо-

могательный контакт КМ получает питание не показанная на схеме катушка

электромагнитного реле времени КТ и ее размыкающий контакт КТ размыкается.

Когда срабатывает линейный контактор,

катушка реле времени КТ теряет питание. После некоторой выдержки времени

размыкающий контакт КТ закрывается и включает катушку К1 и К2.

Контакторы К1 и К2 срабатывают и закрывают свои контакты, в результате

чего резисторы выводятся из цепей ротора двигателей М1 и М2. Перед входом

створок ворот ниши ( для уменьшения скорости их движения перед остановкой

) эти резисторы с помощью контакта SQ22 вновь вводятся в цепь роторов

двигателей.

Когда створки полностью откроются, разомкнутся контакты SQ13 и SQ15

путевых выключателей и двигатели отключаются от сети. Одновременно

потеряют питание катушки КМ, КО1 и КО2.

В данной схеме предусмотрено возможность автоматического откры-

тия двустворчатых ворот в случаи обратного напора со стороны нижнего

бьефа. При обратном напоре в результате сжатия пружин, находящихся в

штангах, замыкаются контакты SQ23 и SQ24 путевых выключателей.

Реле защиты КР при обратном напоре срабатывает, причем: открывается

размыкающий контакт КР, разобщающий цепь управле-

ния катушкой КО2 И КО1 от цепи, замыкаемой ключом SP6;

закрывается замыкающий контакт КР, включающий катушку оперативных

контактов КО1 и КО2.

Последние срабатывают, и пуск двигателей М1 и М2 в сторону открытия

происходит также, как описано выше. Поскольку катушка KV3 не получает

питания, а контакт SQ22 путевого выключателя открыт, катушки контакторов

К1 и К2 не включаются и работа происходит при введенных в цепи роторов

резисторах;

закрывается замыкающий контакт КР, шунтирующий контакты SQ23 и SQ24

путевых выключателей.

Когда ворота открываются, размыкаются контакты путевых выключателей

SQ16 и SQ17, катушка КР теряет питание и двигатели М1, М2 отключаются то

сети.

При открытых воротах будут закрыты контакты путевых выключателей SQ1 -

SQ6, SQ8, SQ10 и SQ22 и открыты контакты путевых выключателей SQ9, SQ16,

SQ17. При этом обесточиваются оперативные контакторы наполнения КО1 и КО2,

а также линейный контактор КМ и схема оказывается подготовленной к новому

пуску.

Операция закрытия ворот. При повороте ключа раздельного управления SP5

получает питание катушка промежуточного реле KV2, работающего при закрытии

ворот. Последнее срабатывает и размыкает контакты KV2. В результате ток в

цепи катушки реле KF появляется в зависимости от положения контактов SQ18

и SQ19 путевых выключателей. Если они закрыты, реле KF срабатывает и

закрывает свои контакты.

При замыкании контактов KV2 получают питание катушки оперативных

контактов KZ1 и KZ2, включающих двигатели левой и правой створок в сторону

закрытия.

Одновременно включается катушки электромагнитных тормозов Y1 и Y2 и

двигатели растормаживаются. При этом включаются двигатели и створки

начинают закрываться.

При срабатывании контактора КМ теряет питание катушка реле КТ и после

выдержки времени, необходимой для разгона, замыкается контакт КТ,

обеспечивающий питание катушек контакторов К1 и К2. Их контакты шунтируют

резисторы в цепи роторов. Двигатели работают на естественных

характеристиках когда ведущая правая створка дойдет до положения П1,

откроется контакт путевого выключателя SQ8, который отключает катушку

контактора KZ2, ведущая створка останавливается. ведомая створка

продолжает движение до положения Л1. При этом срабатывает путевой

выключатель SQ10, который отключает оперативный контактор KZ1, а таким

образом и двигатель М1.

Несколько ранее замыкается контакт путевого выключателя SQ9, подающие

питание на оперативный контактор KZ2. Тогда вновь пускается в ход

двигатель М2 ведущей створки. Однако при этом в цепи роторов двигателей

оказываются введенными резисторы, так как размыкаются контакты путевого

выключателя SQ22. Ведущая створка подходит к ведомой и доводит ее до

положения полного створа, после чего двигатель М2 отключается путевым

выключателем SQ7. Ведущая створка подходит к ведомой створки до полного

створа левый двигатель должен быть расторможен, что обычно осуществляется

отдельным контактором, управляющим электромагнитом тормоза этого

двигателя. Двигатель М1 при этом для уменьшения нагрузки М2 также может

включится в работу.

После отключения контактора KZ1 и KZ2 и постановки ключа SP5 в нулевое

положение схема принимает исходное состояние.

Число путевых выключателей в приводе двустворчатых ворот значительно

меньше числа контактов, упомянутых в описании схемы. Это объясняется тем,

что некоторые из выключателей снабжены несколькими контактами, которые

закрываются и открываются при повороте на определенный угол.

3.3. Электрический привод с гидропередачей. На (рисунке 27) показана

структурная схема электрогидропривода двустворчатых ворот. Гидропередача

привода каждой створки, как и в приводе подъемно - опускных ворот,

содержит:

Силовой гидроцилиндр ГЦ,поворачивающийся в горизонтальной плоскости по

мере перемещения поршня и штока;

маслонасосную установку М-Н, подающую под давлением масло в

гидроцилиндр;

золотники управления ЗУ блоком золотников;

блок главных золотников БЗ, управляющий подачей масла в подпоршневую (

для открытия ворот ) или в надпоршневую ( для закрытия ворот ) полости

гидроцилиндра;

бак Б для масла и маслопроводы.

Принципиальная схема силовой части электрогидропривода двустворчатых

ворот представлено на (рисунке 28), а схема цепей управления на (рисунке

29).

При рассмотрении работы схемы следует иметь в виду, что:

SQ1 - контакт путевого выключателя блокировки с воротами смежной

головы, замкнутой при закрытых смежных воротах;

SQ2, SQ4 - контакты путевых выключателей открытия;

SQ3, SQ5 - контакты путевых выключателей закрытия;

SQ6 - контакт путевого выключателя предельного положения закрытия ворот

;

SQ7 - SQ10 - контакты путевого выключателя, управляющие

последовательностью закрытия створок;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6