电动门控制回路

2019/12/211电动门控制回路分析•电动门由电动装置与阀门本体配套组合而成。•电站阀门电动装置适用于闸阀、截止阀和球阀等阀门的开启和关闭，可用于自动控制、远方操作和就地操作。•对其电动机要求具有高启动转矩和大的过载能力；•电动机上应有抱闸（弹簧式电磁释放刹车），防止失电后惰走现象。2019/12/2122019/12/2132019/12/214电动装置•电动装置装有限位开关，用于产生阀位信号，可联锁、显示、报警等用。•电动装置装有力矩开关，当力矩过大时其触点状态发生变化（断开），迫使电机停转。一般有开方向和关方向力矩开关，分别接在开支路和关支路中。•电动装置有位置发送器，可供远方指示阀门开度。2019/12/215•电动装置配有手轮和就地阀位指示，并可实现手动-电动切换及操作。•其所操作阀门多是全开、全关双位控制阀门。操作不频繁。•一般用限位开关反映位置信号，而用力矩开关作为保护手段，可用于对闸阀和截止阀的关过头控制。2019/12/216常见电气接线图的形式•1.原理接线图•一次二次主要连接的原理图，给人有整体概念。2019/12/2172.展开接线图•按功能、电流性质分类的二次设备展开图。•如控制电路图、主（驱动）电路图、信号（报警、指示）电路图等以及交流、直流之分等。一般有对应阶梯的功能说明框，有附图表，有简短文字说明、元件、设备有编号等，便于阅读和查对回路。2019/12/2183.安装接线图•常有屏面布置图、端子排图、屏背面接线图等。这是硬件加工、安装、试验、检修必不可少的图纸。•一般都有具体设备编号、回路编号、端子、电缆编号等。2019/12/219电动门控制电路分析思考题•1.对电动门电动装置的要求•2.课堂提供的电动门控制电路的分析：•元件功能作用•各支路（回路）功能作用•开启过程-开状态-关闭过程-关状态的控制电路工作分析•3.试对参考教材中的电动门控制电路进行如上分析。2019/12/21102019/12/2111•电动机保护开关Q、开阀接触器K3、关阀接触器K4•控制电动机正转或反转2019/12/21122019/12/2113•开阀按钮S1按下，中间继电器K1吸合，K1的动合触点使得开阀接触器线圈K3的电路接通，动断触点使得关阀接触器线圈K4的电路断开，形成电气互锁。2019/12/2114•触点S7、S5、S3、K2、K4都闭合时，K3吸合并自保持（K1为短时吸合），电动机通过减速机构去开启阀门。•当阀门全开时，开阀位置开关S3的动断触点断开，切断开阀电路，K3释放后，电动机停止转动。2019/12/2115•S2按钮操作关阀。•阀门全关时，关阀位置开关S4动作后不能切断关阀电路，必须在关阀的转矩达到规定时，有转矩开关S6动作才能切断关阀电路。2019/12/2116•阀门工况有信号灯显示：•闪光信号是由凸轮推动闪光开关S8控制的•阀门全开，红灯HR点亮，开阀过程红灯闪光•阀门全关，绿灯HG点亮，关阀过程绿灯闪光2019/12/2117•1、利用转矩开关的动作发出故障信号。•开阀转矩开关的动合触点S5闭合可以提供故障信号•关阀过程是有关阀转矩开关的动合触点S6和S4同时产生故障信号2019/12/2118•2、延时继电器K6发出故障信号。•S3和S4在阀门操作时总是闭合的，K6计时，超过阀门的全行程时间，阀门仍未开闭到位，K6的延时动合触点闭合，发出故障信号。2019/12/2119•S7温度开关•K5热继电器•电动机保护开关Q•作用：保护过载、断相、短路等故障2019/12/21202019/12/2121•DCS发出OPEN指令，OX继电器带电。动合触点OX闭合，接触器88O带电，动合触点88O合进行自保持，动断触点88O断开使关阀回路断开，形成电气互锁，•开阀主触点88O闭合，进行开阀。•阀全开，开阀位置开关4断开，88O线圈失电，停止开阀。2019/12/2122•DCS发出CLOSE指令，CX继电器带电。动合触点CX闭合，接触器88C带电，动合触点88C合进行自保持，动断触点88C断开使关阀回路断开，形成电气互锁，•关阀主触点88C闭合，进行关阀。•阀全关，关阀位置开关17断开，88C线圈失电，停止关阀。2019/12/2123•开关阀过程中位置开关触点3、7均闭合，绿灯GL，红灯RL全亮。•阀门全开时，触点3断开，绿灯灭；•阀门全关时，触点7断开，红灯灭；2019/12/2124P30复习思考题图1-312019/12/2125思考题•试填写几种情况下：•已全关时；由关→开时；•已全开时；由开→关时；•接触器线圈KC、GC和指示灯KD、GD、ED各自的状态2019/12/2126可靠性技术简介1.可靠性的含义及度量2.故障及故障率3.故障率分析4.系统可靠动作的先决条件5.信号摄取方法及其特点6.冗余技术简介2019/12/21271.可靠性的含义及度量•可靠性的含义可以理解为：在一定的使用条件和规定使用的时间内，持续完成设定功能的概率。•可靠性可以用多种度量指标予以表达。比如：无故障率和故障率。无故障率是指在实际使用条件和规定时间内，能完成设计功能的概率E；相应地，不能完成设计功能的概率为故障率F。则有E+F=1。2019/12/21282.故障及故障率•可以从控制动作发生故障的结果来表达可靠性。故障一般可以分为拒动作和误动作。一般：•拒动作是指该动作而未动作，或者说是不正确的不动作。•误动作是指不该动作却动作了，或者说是不正确的动作。2019/12/2129故障中的拒动作率和误动作率•拒动作率（或误动作率）是指在单位时间内（如一年内）拒动作（或误动作）次数的数学期望，即•误动作率=误动作次数/实际动作次数=误动作次数/（正确动作次数+误动作次数）•拒动作率=拒动作次数/应当动作次数=拒动作次数/（实际动作次数+拒动作次数-误动作次数）2019/12/21303.故障率分析•从上式可以知道拒动作率或误动作率的数值均小于1。从可靠性考虑，这类故障率数值越小越好。•在工程上，要求拒动作率或误动作率的数值均远远小于1，接近于0，但是一般不可能等于0。这是因为在工程实际中，100%可靠性概率是不现实的，因此要采取提高可靠性的措施。2019/12/21314.系统可靠动作的先决条件•控制系统可靠动作的先决条件是必须保证摄取的信号真实可靠。•为了做到这一点，通过将检测元件组构成信号单元，从而改进摄取信号的可靠性。下面将对元件和不同结构的信号单元的可靠性进行简要分析和介绍。2019/12/21325.信号摄取方法及其特点•5.1单一信号法•5.2信号串联法•5.3信号并联法•5.4信号串并联法•5.5信号表决法•5.6信号多重化2019/12/21335.1单一信号法•即用单个检测元件为一信号单元。这样，单元的可靠性与元件的可靠性相同，即单一信号法单元相对元件来说可靠性没改变。X1Y2019/12/21345.2信号串联法•将反映同一测点故障的检测元件触点进行串联作为一个信号单元。由图可见，触点间的关系为逻辑“与”。•只要一个元件拒动作，则单元就拒动作，而只有串联元件都误动作，则单元才会误动作。•信号串联法适用于对误动作要求高，而对拒动作要求低的场合。X1X2Y信号串联回路X1YX2信号并联回路X1YX2信号串并联回路X3X42019/12/21355.3信号并联法•将反映同一测点故障的检测元件触点进行并联作为一个信号单元。由图可见，触点间的关系为逻辑“或”。•只要一个元件误动作，则单元就误动作，而只有并联元件都拒动作，则单元才会拒动作。•信号并联法适用于对拒动作要求高，而对误动作要求低的场合。X1X2Y信号串联回路X1YX2信号并联回路X1YX2信号串并联回路X3X42019/12/21365.4信号串并联法•通过计算可以看到：当元件的拒动作率或误动作率的数值很小时，单元的可靠性大大提高；而当元件的拒动作率或误动作率的数值大于一定数值时，单元的可靠性反而不如元件的可靠性。•所以，提高单元可靠性的前提是元件必须可靠。X1X2Y信号串联回路X1YX2信号并联回路X1YX2信号串并联回路X3X42019/12/21375.5信号表决法•它是指在N个输入中至少有M个输入为1，则输出为1。可以有“三取二”、“四取三“等逻辑，•信号表决法的基本理论依据是：在元件可靠性相同的条件下，多个元件同时出故障的几率小于单个元件出故障的几率。≥mXnYX2X1逻辑门槛单元X1X3Y1X2X2X1表决回路X32019/12/21385.6信号多重化•它是指对若干个模拟量信号采取“二取一”、“二取均”、“三取中”、“三取均”等提高测量准确度和可靠性的信号摄取法。•目的就是要剔除粗大误差（坏值）或减小干扰等因素的影响。2019/12/21396.冗余技术简介•除了要求摄取的信号可靠外，为了提高控制系统的可靠性，在元件、器件、部件、设备或装置上采用冗余技术，如1︰1，N︰1热备用；双电源，双通讯，双CPU等，以及UPS不间断电源，软件功能冗余，后备手操等方法，以提高控制系统的可靠性。•另外，在管路阀门执行机构连接中，除了工艺要求之外，从可靠性上可以认为：串联阀门为了可靠截止，而并联阀门则是为了可靠的导通。•这样从检测信号、逻辑运算到执行机构的可靠性都得到了提高，就能够提高整个控制系统的可靠性。2019/12/2140本次课学习要点、思考题与习题•1.思考题：1-8、1-9、1-10、1-11.•2.作业题：1-12、1-13•3.何谓可靠性？拒动作？误动作？•4.试说出不同信号摄取方法各自的特点，各方法的应用场合或应用原理。