Электрощитовое оборудование в системе автоматизированного управления воздуходувками

Промышленными воздуходувками называется особая категория аппаратуры, нагнетающей или откачивающей газ. Благодаря им производится организация любых технологических процессов, для нормального протекания которых требуется мощная и стабильная воздушная струя. Можно сказать, что эти устройства являются промежуточным звеном в цепочке, где с одной стороны находятся компрессоры, а с другой – мощные вентиляторы.

Воздуходувные машины зачастую становятся объектом внедрения автоматизированных систем управления, оптимизирующих работу установок и обеспечивающих надежную защиту электродвигателей от поломок в результате перегрузки.

Понятие воздуходувок

Агрегаты характеризуются обширностью сфер применения. Они принимают участие в обогреве помещений (тепловые модели), пылесосной уборке на территории заводов, фабрик и других предприятий; проветривают и подают водяные суспензии при очистке стоков; перемещают газовые примеси и сыпучие грузы. С их помощью вакуумным способом упаковываются продукты питания, лекарственные препараты и прочие категории товаров; подается воздух в процессе изготовления металлов (чугун, железные руды), которые для соблюдения технологии требуют использования доменной печи.

Воздуходувки бывают:

1. поршневыми. Осуществляют сжигание газа внутри камеры, которое приводит к созданию давления. Основные элементы конструкции – рабочий цилиндр и поршень. Многие модификации оснащаются кривошипно-шатунным механизмом с коленвалом;
2. вихревыми. Практически не нуждаются в техническом обслуживании. Повышение давления наблюдается, когда в кольцевом канале генерируется вихревое движение, вызывающее винтообразное перемещение газа с последующим сжатием. Агрегаты отличаются формированием стабильного воздушного потока, не сопровождающимся пульсацией;
3. роторными. Не шумят во время работы. Выполняют насыщение системы чистым воздухом. Оборудуются шумовыми глушителями, индикатором засорения, клапанами. Машины входят в число устройств с вертикальным протоком воздуха;
4. ротационными. Входят в категорию безмасляных аппаратов. Функционируют за счет двух трехзубчатых роторов, расположенных параллельно двигателю. Они вращаются в противоположном направлении относительно друг друга, выступая в качестве поршня. им присущ бесконтактный ход, поэтому смазка не применяется;
5. центробежными. По сути, являются динамическими радиальными компрессорами. Аналогичным принципом действия обладают турбовоздуходувки.

Описание АСУ

Автоматизированная система запускает и останавливает двигатель агрегата, регулирует давление и температуру. Также АСУ предотвращает перегрузки электропривода. Дополнительно она контролирует мощность при постоянных значениях давления.

Комплексы подобного рода эксплуатируются на предприятиях, представляющих атомную энергетику в номенклатуре экономически и стратегически значимых объектов, обслуживают промышленные и производственные сферы. Одна из ключевых особенностей АСУ, выделяющая их из общей массы аппаратно-программных решений, – поддержание непрерывной работы установки: если основная машина по каким-либо причинам останавливается, в течение трех секунд подключается резервная.

Система имеет трехуровневую структуру.

На верхней ступени иерархии находится АРМ, управляющее непосредственно воздуходувками и электромагнитными клапанами и контролирующее их работу. Функциональность автоматизированного рабочего места связана с наличием компьютера, предназначенного для отображения сигналов, передающихся с нижних уровней, и оперативной реакции на них.

Средняя ступень принадлежит шкафу управления. Он занимается регулированием активности двигателя, использованием команд АРМ или сбором данных. В перечень его задач входят организация технического учета электричества, контроль аппаратуры и обеспечение коммутации электрических цепей, регистрация аварий и других нештатных ситуаций с последующим помещением отчетов об указанных событиях в архив.

Нижнюю ступень образуют каналы управления (т.н. полевое оборудование). Конкретный набор механизмов зависит от области применения воздуходувки.

Характеристика шкафов управления

ШУ – это металлические ящики с размещенными внутри модулями, корпуса которых изготавливаются со степенью защиты IP54, IP55, IP65, IP67. Реализация повышенных параметров пыле- и влагонепроницаемости связана с особенностями условий эксплуатации этих НКУ.

Лицевая панель шкафа оснащается сенсорным ЖК-дисплеем. На нем отображается мнемосхема с главными элементами установки (датчиками, клапанами, воздуходувками, реле и пр.) и указанием их текущего состояния. Здесь же можно выбрать просмотр журнала событий и изменить настройки, на базе которых функционирует система.

С помощью ШУ осуществляется контроль входных параметров напряжения, температуры двигателя, времени наработки. Если электрощит обслуживает несколько агрегатов, его конфигурация предусматривает возможность ручного переключения между ними.

Поскольку воздуходувки относятся к категории высокоинерционных механизмов, а двигатели регулируются частотным преобразователем, для их экстренной остановки к нему дополнительно подсоединяется тормозной резистор.

Чтобы выровнять моторесурс привода по времени, в функционал шкафа добавляется опция, отвечающая за смену последовательности пуска и отключения аппаратов. Первой будет задействоваться машина, которой характерна наименьшая наработка, останавливаться – экземпляр с наибольшим сроком эксплуатации.

Если НКУ управляет двумя и более воздуходувками, может организовываться их распределение на основные и запасные. В этом случае также внедряется схема автоматического включения резервного устройства при поломке рабочего.

использование преобразователей позволяет добиться значительной экономии энергоресурсов, точного поддержания выставленных значений, бесступенчатого регулирования, плавного пуска и останова электродвигателей независимо от выбранного режима. За счет них валы приводов имеют одинаковую интенсивность вращения; в структуре внедренной схемы отсутствуют механические контакторы переключения. Если один из частотников выходит из строя, модули, оставшиеся в работе, обеспечивают сохранение функциональности шкафа.