Устройство для ограничения предельного технологического параметра Советский патент 1987 года по МПК G08B19/00 G05B23/02 

1

ILii)6|)c r. iiiK относится к рс гу;1ирова11як) 1.ч11(). 10|-цчеоких параметров и может быть , ii,;ioiiano системах pei улиро аиия. контро.1я и сигиализации .тавления, темпе- ра 1 у)ы, паириме|Х ;и 1Я аварийного отк.тю- чения и т.д.

Це.1Ь)1) изобретения яв.тяется расширение (|)ункциона:1Ы1ых возможностей и HOBbiHie- иие надежности работы.

Ма чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 предельного значения параметра, например, давления, расхода влажности, газового состава, температуры и т.д. Датчик 1 установлен в цепи 2 управления приводом 3 исполнительного механизма, который выполнен, например, в виде заслоики, клапана и так далее, и может воздействовать на изменение давления или другого техполо1 ического параметра регулируемого объекта 4, например газе- или гидропровода, резервуара, камеры и т.д. Цепь 2 подсоединена к электросети посредством ту.мблера 5.

В разрыве цепи 2 управления за датчиком I перед приводом 3 устапоьлено реле 6, выполненное с нормально замкнутыми контактами 7 и 8 и размыкателем 9 этих контактов, включающим электромагнит 10, обмотка которого подключена к цени 11 блокировки через дополнительный датчик 12 нредельного значения того же параметра, что и датчик 1. В датчике 12 контакты 13 и .4 находятся в нормально замкнутом положении, когда величина измеряемого параметра находится в пределах от нулевого до предельного значения. В датчике 1 контакты 15 и 16 находятся в нормально разомкнутом положении в те.х же условиях. Датчики 1 и 12 настроены на одну и ту же величину одного и того же параметра, имеют одинаковые чувствительные элементы, в данном случае сильфоны, а различное исходное положение их контактов обеспечивается конструкцией размыкателей или сдвигом фаз в преобразовательной части. Входной контакт 15 датчика соединен с тумблером 5, выходной контакт 16 - с контактом 7 реле, а его контакт 8 - с выходной частью цепи 2, подключенной к приводу 3. В датчике 12 входной контакт 13 соединен с источником тока, а выходной контакт 14 - с обмоткой электромагнита 10, выход которой подключен к нулевому проводу. Привод 3 подключен к силовой электросети ..через, автомат 17 и контакты реле 18, размыкатель которого содержит электромагнит, обмотка которого подключена к цепи 2 после контакта 8 реле 6.

К размыкающимся участкам цепи 2 унраЕ ;1ения и цени И блокировки для контроля их состояния (нод током или обесто0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чено) пара. 1ле. 1ьно им подключены сигнализаторы 19, 20, 21, и 22, выполненные в виде си1 на,лыП)1х ;|амн, указателей и т.н. К сигнализаторам 20 и 21, показывающим срабатывание датчиков 1 и 12 соответственно через релей по-ком мутирую шее устройство 23 может быть подключен сигнализатор 24, выполненный в виде звукового извещателя звонка или сигнала из системы речевой информации, сигнализирующий об отказе автоматики одного из датчиков.

Параллельно участкам цепей 2 и 11 в обвод размыкающимся контактам 15-16, 7--8, 1314 элементов 1, 6 и 12 подключены переключатели 25 и 26, предназначенные для ручного управления в обвод элементов, нри отказе одного, двух или всех трех названных элементов. Этой же цепи служит и тумб,лер 5, который имеет три положения: «Автомат, «Отключено, «Аварийно.

Датчики 1 и 12 с помощью трубопроводов подключены к рег улируемому объекту 4 через краны 27, которые в рабоче.м положении открыты.

Между кранами 27 и датчиками могут быть установлены щтуцеры 28 с обратным клапаном для проверки функционирования датчиков и электроцепей. Между щтуцером 28 и датчиками для исключения смещивания рабочей и проверяемой сред могут быть ус- тановкны эле.менты 29 с разделительной нерегородкой, например .мембраной, порш- ь г гидроаккумулятор, нневмоусилитель). ;,ля контроля параметра давления в объек- ff 1 и на входе в датчики служат манометры 30.,

Электроцепь 31 служит для аварийного ручного включения привода 3 независимо, в обвод цепи 2 авто.матического управления, в случае неисправностей элементов 1, 6 и 12. Сигнализатор 32 показывает наличие тока на приводе 3.

Устройство работает следующим образом.

Технологический параметр регулируемого объекта 4, например давление, воспринимается чувствительными элементами датчиков 1 и 12. До тех пор, пока давление (параметр) не достигает предельного значения, сильфонные коробки датчиков 1 и 12 находятся в разжатом состоянии, поэтому их контакты 15 и 16 разомкнуты, а контакты 13 и 14 замкнуты. Через замкнутые контакты 13 и 14 датчика 12 ток поступает на обмотку электромагнита 10, щток втягивается, размыкатель 9 разъединяет контакты 7 и 8 реле 6. По этой причине при давлении в объекте 4, меньщем, чем предельное значение, цепь 2 управления разомкнута в двух местах 15-16 и 7-8 следовательно, привод 3 исполнительного механизма обесточен, не работает.

При этом положении цепи о ее исправности свидетельствует то, что одновременно включены сигнализаторы (лампы) 19 и 21. Отсутствие сигнала (горения) сигнализатора 19 говорит об отсутствии электропитания в системе, а отсутствие горения сигнализатора 21 свидетельствует о неисправности датчика 12 при давлении меньшем, чем предельное, величину которого контролируют по манометру 30.

При увеличении в объекте 4 контролируемого параметра (давления) до предельного значения сильфоны в датчиках 1 и 12 сжимаются, вследствие чего контакты 15 и 16 замыкаются, а контакты 13 и 14 раз10

мыкаются, силовой ток от автомата 17 поступает через контакты реле 18 на привод 3. Если по состоянию электросигнализаторов 21 и 22 обнаружен отказ датчика 12 и (или) реле 6, переключатель 25. устанавливают в верхнее положение, после чего устройство работает как прежде, но по команде одного датчика 1, ток от которого, минуя контакты 7 и 8, в обвод реле 6, проходит на обмотку реле 18, контакты его замыкаются и пропускают ток от автомата 17 на привод 3. Если по состоянию сигнализаторов 20, 21 и 24 обнаруживают отказ датчика 12, переключатель устанавливают в среднее положение, после чего электромагнит

20

мыкаются. Вследствие этого в реле 6 элек- 15 ю обесточивается, и контакты 7 и 8 в реле тромагнит 10 обесточивается, отпускает шток размыкателя 9, и последний под действием пружины замыкает контакты 7 и 8. В результате, при предельном значении параметра цепь 2 автоматического управления замыкается, ток от тумблера 5 проходит через замкнутые контакты 15-16, 7-8, включает электромагнит в реле 18, его контакты замыкаются и через них силовое электропитание от автомата 17 защиты сети подается на привод 3 исполни- 25 тельного механизма, который может воздействовать на изменение в объекте 4 давления, расхода, температуры, влажности и других параметров, например открывается сбросной клапан резервуара или закрывается (открывается), перекрывая заслонку гидро- или газопровода. При этом положении устройства о исправности всех его элементов свидетельствует то, что одновременно включены сигнализаторы 19, 20, 22 и 32, а 21 отключился, и отсутствует сигнал элемента 24.

30

6 замыкаются. Далее устройство работает по команде одного датчика 1 аналогично описанному.

Благодаря установке переключателей 25 и 26 в обвод размыкающимся контактам, параллельно им, существенно повышается надежность и функциональные возможности устройства при отказах.

Проверку точности и функционирования датчиков 1 и 12 и цепей 2 и 11 можно осуществлять как после завершения техпроцесса, так и одновременно с ним.

В ходе техпроцесса датчики и соответствующие участки электроцепей проверяют поочередно следующим образом. Переключатель 25 устанавливают в среднее положение «Обвод блокировки, чем отключают от управления цепь 11, а цепь 2 приводят

35

При неисправностях датчиков или других элементов, о чем можно судить по состоянию электросигнализаторов, привод 3

в состояние автоматической работы устройства от датчика в обвод реле 6. Закрывают кран 27 питания датчика 12, подключают к его щтуцеру 28 проверочную установку, например с источником давления. Увеличивая давление, воспринимаемое чувствительным элементом датчика 12, сверяют показания манометра 30 и манометра проверочной установки, убеждаются в совпадении моменможно включить вручную, установив тумб- 40 та размыкания контактов 13 и 14 с пре- лер 5 в положение «Аварийно.дельной величиной параметра, контролиОднако, несмотря на отказ одного изруемого по названным манометрам. При

датчиков 1 или 12 и реле 6, устройство мо-размыкании контактов 13 и 14, если испражет работать и в автоматическом режиме.вен датчик 12, гаснет сигнализатор 21 и поЕсли по состоянию сигнализаторов 19, 20 дз команду сигнализатор 24. Срабатыва- или 24 обнаружен отказ датчика 1, переклю-ние сигнализаторов 21 и 24 проверяют пучатель 25 устанавливают в нижнее патоже- ние, после чего устройство работает как прежде, но команде одного датчика 12, блокирующего включение привода 3 с помощью управления положением контактов 7 и 8 в 50 реле 6. При предельном значении параметра в датчике 12 чувствительный элемент

растягивается и размыкает контакты 13-14, благодаря чему электромагнит 10 обесточивается, размыкатель 9 опускается вниз, контакты 7-8 замыкаются, управляющий ток через элементы 5, 25, 7 и 8 поступает на обмотку магнита в реле 18, его контакты за55

тем установки переключателя 26 в положение «Откл. (обесточено) и «Обвод (когда электромагнит 10 под током в обвод контактам 13 и 14 датчика 12).

Таким образом надежно проверен датчик 12 и цепь 11 блокировки системы. Система проверена без остановки техпроцесса с обеспечением в ходе контроля функции ограничения предельного параметра в автоматическом режиме от датчика 1. Затем проверяемый участок восстанавливают в рабочее состояние, отключают проверочную установку, открывают кран 27 датчика 12,

мыкаются, силовой ток от автомата 17 поступает через контакты реле 18 на привод 3. Если по состоянию электросигнализаторов 21 и 22 обнаружен отказ датчика 12 и (или) реле 6, переключатель 25. устанавливают в верхнее положение, после чего устройство работает как прежде, но по команде одного датчика 1, ток от которого, минуя контакты 7 и 8, в обвод реле 6, проходит на обмотку реле 18, контакты его замыкаются и пропускают ток от автомата 17 на привод 3. Если по состоянию сигнализаторов 20, 21 и 24 обнаруживают отказ датчика 12, переключатель устанавливают в среднее положение, после чего электромагнит

ю обесточивается, и контакты 7 и 8 в реле

ю обесточивается, и контакты 7 и 8 в реле

6 замыкаются. Далее устройство работает по команде одного датчика 1 аналогично описанному.

Благодаря установке переключателей 25 и 26 в обвод размыкающимся контактам, параллельно им, существенно повышается надежность и функциональные возможности устройства при отказах.

Проверку точности и функционирования датчиков 1 и 12 и цепей 2 и 11 можно осуществлять как после завершения техпроцесса, так и одновременно с ним.

В ходе техпроцесса датчики и соответствующие участки электроцепей проверяют поочередно следующим образом. Переключатель 25 устанавливают в среднее положение «Обвод блокировки, чем отключают от управления цепь 11, а цепь 2 приводят

15 25

35

дз команду сигнализатор 24. Срабатыва- ние сигнализаторов 21 и 24 проверяют пу50

55

тем установки переключателя 26 в положение «Откл. (обесточено) и «Обвод (когда электромагнит 10 под током в обвод контактам 13 и 14 датчика 12).

Таким образом надежно проверен датчик 12 и цепь 11 блокировки системы. Система проверена без остановки техпроцесса с обеспечением в ходе контроля функции ограничения предельного параметра в автоматическом режиме от датчика 1. Затем проверяемый участок восстанавливают в рабочее состояние, отключают проверочную установку, открывают кран 27 датчика 12,

заглушают штуцер 28, переключатель 25 устанавливают в верхнее положение «Откл (Обесточено).

Проверку Ei ходе техпроцесса датчика 1 и цепи 2 производят аналогичным образом. Переключатель 26 установлен в положение «Вкл., как при нормальной работе. Переключатель 25 устанавливают в нижнее положение «Обвод датчика, чем отключают от управления датчик 1, а цепь 11 приводят в состояние автоматической работы устройства от датчика 12, независимо от датчика 1. Аналогичным образом манипулируют элементами 27, 28, 29 и 30, относящимся к датчику 1, и проверочной установкой. Убеждаются в совпадении момента замыкания контактов 15 и 16 датчика 1 с моментов возрастания параметра до предельной величины, контролируемой по манометрам. Если исправлен датчик 1, при замыкании контактов 15 и 16 загорается сигнализатор 20, и одновременно подает команду (звуковую или речевую информацию) сигнализатор 24. Затем проверяемый участок восстанавливают в исходное рабочее состояние аналогичЕЮ описанному.

Проверку после окончания техпроцесса осуш,ествляют так же. Закрывают краны 27, при необходимости отключают АЗС 17, подключают к штуцерам 28 проверочную установку, например источник давления. Увеличивают давление, воспринимаемое датчиками 1 и 12. Сверяют показания манометра 30 и манометра проверочной установки, убеждаются в совпадении показаний манометров замыкания - размыкания ком- тактов 15, 16, 13 и 14 с величиной параметра, когда он достигает предельного значения. При этом состояние цепей 2 и 11 и сигнализаторов 19, 20, 21, 22 и 24 должно быть как и при работе системЕ), как описано выше. Благодаря элементу 29 испытательная среда не проникает в рабочие полости регулятора и объекта, чем исключается их засорение. Затем систему восстанавливают в рабочее положение, отключают поверочную установку, заглушают штуцеры 28, открывают краны 27, вклЕочают АЗС 17.

Устройство повышает надежность по следуюш.им причинам. Ранее, при отсутствии реле 6 и дополнительного датчика 12, отказ одного единственного датчика 1 мог приводить к срабатыванию привода исполнительного механизма в недопустимых режимах или к его незамеченному несрабатыванию в этих же условиях. Например, при разрегулировке механизма датчика или поломке его чувствительного элемента любой датчик может не сработать при любой величине параметра, либо сработать при величине параметра, не равной его номиналу, в данном случае предельному значению параметра.

Если в датчике 1 контакты 15 и 16 замыкаются при давлении, меньшем предельного, то сразу же включается привод 3, что в некоторых системах может привести к аварийной ситуации, дорогой потере, например,

при непрерывном цикле какого-то, технологического процесса или резким потокам воздуха может выбросить из камеры людей. Однако в предлагаемом устройстве этого не может произойти, так как в этой же ситуации контакты 13 и 14 электромагнита 10 замкнуты, электромагнит- 10 находится под током, а контакты 7 и 8 в реле 6 разомкнуты. Следовательно при этом, несмотря на отказ датчика 1 цепь 2 разомкнута, привод 3 не срабатывает. Вместе с тем, отказ второго, дополнительного датчика 12 и реле 6 при исправном датчике 1 не могут привести к невыполнению основной функции устройства. Это объясняется следуюш.им. Благодаря выполнению в дополнитель0 ном датчике 12 контактов 13 и 14, нормально замкнутых в исходном состоянии, при разрегулировке датчика 12 его контакты 13 и 14 размыкаются, обесточивая электромагнит 10 в реле 6. Поэтому благодаря описан5 ному выполнению реле 6 его контакты 7 и 8 Еюд действием пружины на штоке размыкателя находятся в исходном (замкнутом) положении, т.е. цепь 2 находится в том же (замкнутом) состоянии независимо от отказа дополнительного датчика 12 и рабо0 тает по сигналам датчика 1.

Благодаря подключению переключателей 25 и 26 и тумблера 5 параллельно участкам цепей управления и блокировки в обвод размыкающимся контактам обеспечивается как ручное, так и автоматическое управление приводом 3 при различных непредвиденных отказах датчиков, реле и проводов цепей.

5

40

Формула изобретения

Устройство для ограничения предельного технологического параметра, содержащее датчик предельного значения параметра с нормально разомкнутыми контактами в цепи управления приводом исполнительного механизма, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности работы, оно содержит реле с нормально замкнутыми контактами, расположенными в разрыве цепи

управления после датчика предельного зна- чения параметра, и дополнительный датчик предельного значения параметра с нормально замкнутыми контактами, через которые электром-агнит размыкателя реле включен в цепь блокировки, причем параллельно контактам датчиков и реле установлены сигнализаторы, а в обвод размыкающимся контактам - переключатели.

Изобретение относится к контролю и регулированию технологических параметров. Цель изобретения - повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит датчик (Д) предельного значения параметра, который установлен в цепи (Ц) управления приводом исполнительного механизма. В разрыве Ц управления установлено реле, содержашее нормально замкнутые контакты (К) и размыкатель, включающий электромагнит. Электромагнит подключен к Ц блокировки через дополнительный Д предельного парамет1эа с нормально замкнутыми К.Параллельно к участкам Ц управления и блокировки подключены сигнализаторы, в обвод размыкающимся К подключены переключатели. 1 ил.