Принцип действия электромагнитных реле

Размещено на http://www.allbest.ru/

Департамент образования и науки Кемеровской области. ГОУ СПО Осинниковский горнотехнический колледж

Контрольная работа №1

Дисциплина: Автоматизация производства

Осинники 2014

Устройство и принцип действия электромагнитных реле постоянного тока. Опишите о контактах и катушках реле, их роли и исполнении

Электромагнитные реле являются наиболее распространенными из групп электромеханических реле и получили широкое применение в устройствах автоматики, телемеханики и вычислительной техники. Если электромагнитные реле используются для переключения мощных цепей тока, они называются контакторами.

Реле постоянного тока подразделяются на нейтральные и поляризованные.

Нейтральное реле одинаково реагирует на постоянный ток обоих направлений, протекающий по его обмотке, т.е. положение якоря не зависит от направления тока в обмотке реле.

Поляризованные реле реагируют на полярность сигнала.

По характеру движения якоря электромагнитные нейтральные реле подразделяются на два типа: с угловым движением якоря и втяжным якорем.

На рис. 11.2 показаны схемы электромагнитных реле клапанного типа и с втягиваемым внутрь катушки якорем. Для уменьшения магнитного сопротивления рабочего воздушного зазора сердечник электромагнитного реле обычно снабжается полюсным наконечником.

При отсутствии управляющего сигнала якорь удален от сердечника на максимальное расстояние за счет возвратной пружины (см. рис. 11.2, а). В этом случае одна пара контактов замкнута (размыкающие контакты - РК), а другая пара разомкнута (замыкающие контакты - ЗК).

Принцип действия таких реле заключен в следующем: при подаче тока в обмотку (катушку) создается магнитный поток, который, проходя через сердечник, ярмо, якорь и воздушный зазор дн(0), создает магнитное усилие, притягивающее якорь к сердечнику. При этом якорь, воздействуя на колодку, перемещает ее таким образом, что контакты ЗК замыкаются, а РК размыкаются. В некоторых конструкциях реле якорь при выключении тока под действием собственного веса возвращается в исходное положение (см. рис. 11.2, в).

Рассмотрим особенности работы реле по этапам (рис. 11.3) на примере реле с угловым перемещением якоря (см. рис. 11.2, б). За счет индуктивности катушки реле ток в ней нарастает (убывает) не мгновенно, а постепенно. При детальном рассмотрении работы реле в процессе срабатывания и отпускания можно определить четыре этапа.

Этап I - срабатывание реле. Длительность этого этапа - время полного срабатывания tcp, т.е. промежуток времени от момента подачи напряжения на катушку реле до момента надежного замыкания контактов (точка А); Iтр - ток трогания, при котором начинается движение якоря; tтр - время, за которое ток достигает значения Iтр, (точка а), т.е. промежуток, соответствующий началу движения якоря; Iср - ток, при котором срабатывает реле; tдв - время движения якоря при срабатывании. Таким образом, время полного срабатывания, отвечающее окончанию движения якоря, tcp = tтр + tдв.

Этап II - работа реле (tраб - время работы реле). После того как реле сработает, ток в обмотке продолжает увеличиваться (участок АВ), пока не достигнет установившегося значения. Участок АВ необходим для того, чтобы обеспечить надежное притяжение якоря

к сердечнику, исключающее вибрацию якоря при сотрясениях реле. Впоследствии ток в обмотке реле остается неизменным. Отношение установившегося тока Iуст к току срабатывания Iср называется коэффициентом запаса реле по срабатыванию Kзап, т. е. Kзап показывает надежность работы реле: Kзап = Iуст/Iср = = 1,5...2. Величина Iуст не должна превышать значения, допустимого для обмотки реле по условиям ее нагрева.

Этап III - отпускание реле. Этот период начинается от момента прекращения подачи сигнала (точка С) и продолжается до момента, когда ток в обмотке реле уменьшится до значения Iот (точка D - прекращение воздействия реле на управляемую цепь). При этом различают время трогания при отпускании tтр и время движения Iдв.

Время отпускания tот = tтр + tдв, где tтр - время до начала движения якоря при отпускании; tдв - продолжительность перемещения якоря. Отношение тока отпускания к току срабатывания называется коэффициентом возврата: Kв = Iот/Iср < 1; обычно Kв = 0,4...0,8.

Этап IV - покой реле - отрезок времени от момента размыкания контактов реле (точка D) до момента поступления нового сигнала на его обмотку. При быстром следовании управляющих сигналов друг за другом работа реле характеризуется максимальной частотой срабатывания (числом срабатываний реле в единицу времени).

Устройство и принцип действия индуктивных датчиков. Область их применения

Индуктивный датчик -- бесконтактный датчик, предназначенный для контроля положения объектов из металла (к другим материалам не чувствителен). Индуктивные датчики широко используются для решения задач АСУ ТП. Выполняются с нормально разомкнутым или нормально замкнутым контактом.

Принцип действия основан на изменении параметров магнитного поля, создаваемого катушкой индуктивности внутри датчика.

Принцип действия бесконтактного конечного выключателя (ВК) основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в активную зону датчика металлического, магнитного, ферро-магнитного или аморфного материала определенных размеров. При подаче питания на конечный выключатель в области его чувствительной поверхности образуется изменяющееся магнитное поле, наводящее во внесенном в зону материале вихревые токи, которые приводят к изменению амплитуды колебаний генератора. В результате вырабатывается аналоговый выходной сигнал, величина которого изменяется от расстояния между датчиком и контролируемым предметом. Триггер Шмитта преобразует аналоговый сигнал в логический.

Индуктивные бесконтактные выключатели могут состоять из следующих основных узлов

1.Генератор создает электромагнитное поле взаимодействия с объектом.

2. Триггер Шмитта обеспечивает гистерезис при переключении.

3. Усилитель увеличивает амплитуду сигнала до необходимого значения.

4. Светодиодный индикатор показывает состояние выключателя, обеспечивает контроль работоспособности, оперативность настройки.

5. Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды.

6. Корпус обеспечивает монтаж датчика, защищает от механических воздействий. Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями.

Определение телемеханики. Охарактеризуйте основные виды систем телемеханики. Начертить и описать структурную схему телемеханической системы

Телемеханика -- отрасль науки и техники, охватывающая теорию и технические средства контроля и управления объектами на расстоянии с применением специализированных преобразований сигналов для эффективного использования каналов связи.

В зависимости от назначения и числа телемеханических каналов различают системы: телеуправления(ТУ), телесигнализации(ТС), телеуправления телесигнализации (ТУ--ТС), телеизмерений (ТИ), телеуправления--телесигнализации--телеизмерений (ТУ--ТС--ТИ), телерегулирования (ТР), т. е. сочетание функций телеуправления с телеизмерением.

Телеуправление -- управление положением или состоянием дискретных объектов и объектов с непрерывным множеством состояний методами и средствами телемеханики. Телеуправление должно предусматриваться в объеме, необходимом для централизованного решения задач по установлению надежных и экономически выгодных режимов работы электроустановок, работающих в сложных сетях, если эти задачи не могут быть решены средствами автоматики. Телеуправление должно применяться на объектах без постоянного дежурства персонала, допускается его применение на объектах с постоянным дежурством персонала при условии частого и эффективного использования. Для телеуправляемых электроустановок операции телеуправления, так же как и действие устройств защиты и автоматики, не должны требовать дополнительных оперативных переключений на месте (с выездом или вызовом оперативного персонала). При примерно равноценных затратах и технико-экономических показателях предпочтение должно отдаваться автоматизации перед телеуправлением.

Телесигнализация -- получение информации о состоянии контролируемых и управляемых объектов, имеющих ряд возможных дискретных состояний методами и средствами телемеханики.

Телесигнализация должна предусматриваться:

1. для отображения на диспетчерских пунктах положения и состояния основного коммутационного оборудования тех электроустановок, находящихся в непосредственном оперативном управлении или ведении диспетчерских пунктов, которые имеют существенное значение для режима работы системы энергоснабжения;

2. для ввода информации в вычислительные машины или устройства обработки информации;

3. для передачи аварийных и предупредительных сигналов.

Телесигнализация с электроустановок, которые находятся в оперативном управлении нескольких диспетчерских пунктов, как правило, должна передаваться на вышестоящий диспетчерский пункт путем ретрансляции или отбора с нижестоящего диспетчерского пункта. Система передачи информации, как правило, должна выполняться не более чем с одной ступенью ретрансляции. Для телесигнализации состояния или положения оборудования электроустановок, как правило, должен использоваться в качестве датчика один вспомогательный контакт или контакт реле-повторителя.

Телеизмерение -- получение информации о значениях измеряемых параметров (напряжения, тока, давления, температуры и т. п.) контролируемых и управляемых объектов методами и средствами телемеханики.

Сущность телеизмерения заключается в том, что измеряемая величина, предварительно преобразованная в ток или напряжение, дополнительно преобразовывается в сигнал, который затем передается по каналу связи. Таким образом, передается не сама измеряемая величина, а эквивалентный ей сигнал, параметры которого выбирают так, чтобы искажения при передаче были минимальными

Рис. 1 Структурная схема телемеханической системы

Если технологический процесс рассредоточен на большой площади, то информацию, собранную контрольно-измерительными приборами, необходимо передать в управляющее устройство, которое может располагаться на значительном расстоянии от исполнительных устройств. Такая передача информации называется телесигнализацией (ТС) или телеизмерением (ТИ) и осуществляется системой телемеханики (СТМ). Структурная схема телемеханической системы приведена на рисунке 1.

В этой системе управление процессом возлагается на диспетчера, который по данным телесигнализации или телеизмерения принимает решения и в виде команд телеуправления (ТУ) передает их на исполнительные устройства, используя систему телемеханики. Примером таких систем на железнодорожном транспорте являются системы диспетчерской централизации. Все системы телемеханики являются системами переработки, передачи, воспроизведения, хранения и доставки информации. Процесс обмена информации и ее переработка имеет очень сложный характер, и осуществляется в несколько этапов. Информация подвергается различным преобразованиям таким, как шифрование, перекодирование, запоминание.

Назначение, устройство и принцип действия привода моторно-стрелочного ПМС-4

реле электромагнитный телемеханический индуктивный

Привод моторный стрелочный ПМС-4 предназначен для управления стрелочным переводом рельсовых путей, с ходом остряков в пределах 70-110 мм. в угольных шахтах и рудниках. Привод представляет собой компактный механизм, в котором объединены электродвигатель, винтовой редуктор, устройство, фиксирующее шток в крайних положениях, и конечные выключатели во взрывонепроницаемом корпусе.

Привод рассчитан для работы в шахтах, опасных по взрыву газа и угольной пыли, или на поверхности их под навесом, в условиях умеренного и холодного или тропического климата при:

- температуре окружающего воздуха от -40°С до +45°С;

- относительной влажности воздуха 100% при температуре 35°С;

- запыленности до 1600 mg/m3;

- вибрации мест установки с частотой от 5 до 120 Hz с максимальным виброперемещением 0,25 mm при частоте до 45 Hz и максимальным виброускорением 20 m/s2 при частоте от 45 до 120 Hz;

- отклонении напряжения питающей сети от 0,85 до 1,1. Конструкция привода обеспечивает: постоянное прижатие остряка стрелочного перевода к рамному рельсу с усилием не менее 50 кгс (при отключенном приводе); осуществление, "вреза" стрелки с сохранением переведенного скатами подвижного состава положения и прижатием остряка к рамному рельсу; перемещение остряков стрелки с помощью ручного перевода; контроль положения стрелки в зоне, ограниченной расстоянием не более 4 мм от рамного рельса; возможность возврата стрелки из любого положения в исходное при и попадании постороннего предмета между остряком и рамным рельсом посредством ручного перевода или повторным включением;

- защиту электродвигателя от перегрузок (разрыв цепи управления при нагрузке на шток, превышающий 140 кгс).

Начертить схему реле РСА и описать действие при нажатии кнопки «Проверка»

Реле скорости и аварийной блокировки РСА предназначено для: дистанционного управления, контроля скорости и пробуксовки ленты ленточного конвейера; контроля движения, останова и обрыва цепи одноцепного скребкового конвейера; контроля пуска конвейеров по времени; регулируемой выдержки на отключение и блокировки, исключающей повторный пуск после аварийного отключения.

Рис. 2 Электрическая принципиальная схема реле РСА

Принципиальная схема реле РСА (рис. 2) обеспечивает:

контроль времени пуска двигателей и выдержку времени между пусками отдельных приводов;

автоматическое отключение двигателя прирезком снижение скорости или полном останове контролируемого органа;

блокировку, не допускающую дистанционный повторный пуск привода после аварийного останова.

Подготовка к работе и исходное состояние схемы. При включение блокировочного выключателя S1 элементы схемы находятся в следующем состояние. Реле управления K1 и K2 отключены. От выпрямителя V8-V11 через размыкающий контакт K1.1 конденсаторы C4 и C5 заряжены. Транзисторы V23 и V25 открыты, так кА на их базы подается положительный отпирающий потенциал. Отрицательный потенциал с коллектора транзистора V23 поступает к базе транзистора V15 усилителя постоянного тока, запирая его. Транзистор V14 так же остается запертым, и поэтому реле скорости K3 отключено. Транзистор V26 заперт, так как на его базу через резистор R14 подан отрицательный потенциал с коллектора открытого транзистора V25, следовательно, реле аварийной блокировки K4 обесточено. Включена белая лампа H2.

При аварийных режимах срабатывает реле K4, самоблокируясь. После устронения причины, вызвавшей это, возврат схемы в исходное состояние осуществляется деблокировкой реле K4 кратковременным нажатием кнопки проверки S2 или снятием и повторной подачей напряжения питания выключателям S1.

Список использованной литературы

1. Братицкий В.А., Куроедов В.И., Рыжков А.А. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности. - М.: Недра, 1991.

2. Поспелов Л.П. Основы автоматизации производства. - М.: Недра, 1988

3. В.А. Остапенко, Ю.Г. Блинов, Ф.Ф. Лепле [и др.] Автоматизация производственных процессов на угольных шахтах М.:Недра ,1968

4. Каталог средства автоматизации технологических процессов на шахтах. Москва 1989.

Размещено на Allbest.ru