Выпускная квалификационная работа Иваненко (1222851), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В части требований условий эксплуатации контроллер ПЛК110 соответствует ГОСТ Р 51841-2001.
Контроллер ОВЕН ПЛК110-24.60 эксплуатируется при следующих условиях:
− закрытые взрывобезопасные помещения или шкафы электрооборудования без агрессивных паров и газов;
− температура окружающего воздуха от минус 10 до +50 °С;
− верхний предел относительной влажности воздуха: 80 % при +25°С;
− атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа;
− высота над уровнем моря не более 2000 м;
− допустимая степень загрязнения 1 (несущественные загрязнения или наличие только сухих непроводящих загрязнений).
По устойчивости к климатическим воздействиям при эксплуатации ПЛК110 соответствует группе исполнения В4 в соответствии с ГОСТ Р 52931-2008.
По устойчивости к механическим воздействиям при эксплуатации ПЛК110 соответствует группе исполнения N2 в соответствии с ГОСТ Р 52931-2008 (частота вибрации от 10 до55 Гц).
По устойчивости к воспламенению и распространению пламени FV1 корпус контроллера соответствует ГОСТ Р 51841.
Устройство и особенности конструкции
Контроллер модификаций ПЛК110-24.60. выпускаются в конструктивном исполнении для крепления на DIN-рейке 35 мм или на щите. По боковым продольным сторонам контроллера под прозрачными откидными крышками расположены съемные клеммные колодки, служащие для подключения дискретных датчиков, исполнительных механизмов, интерфейсов RS-485 и клеммы встроенного источника постоянного напряжения 24 В. Шаг клемм 7,6 мм. На верхней боковой стороне относительно лицевой панели ПЛК110 расположен соединитель интерфейса Ethernet типа RJ45. Светодиодный индикатор красного (или оранжевого) цвета в соединителе интерфейса Ethernet свидетельствует об установлении связи, работа зеленого светодиода свидетельствует о приеме либо передаче данных. На лицевой панели ПЛК110-24.60. расположены соединители интерфейсов RS-232,Debug RS-232. Порт Debug RS-232 предназначен для программирования контроллера, но также может быть использован для подключения Hayes-совместимых модемов (в том числе GSM), а также устройств, работающих по протоколам Modbus, ОВЕН или DCON. На лицевой панели ПЛК110 расположен соединитель интерфейса USB Device. Внешний вид ПЛК 110-220.60 представлен на рисунке 3.3
Рисунок 3.3 – Внешний вид ПЛК110-220.60
Программирование ПЛК
Программирование осуществляется с помощью ПО CoDeSys 2.3 (версии 2.3.9.9). Для связи со средой программирования CoDeSys может использоваться один из интерфейсов контроллера: Debug RS-232, USB-Device или Ethernet .
На рисунке 3.4 приведен пример подключения контроллера к ПК для программирования через интерфейс Debug RS-232. При этом используется кабель программирования КС1, входящий в комплект поставки. Кабель включается в гнездо (Debug RS-232), расположенное на лицевой панели контроллера. Ответная часть кабеля подключается к СОМ-порту ПК.
Рисунок 3.4 – Подключения к ПК для программирования контроллера через порт Debug RS-232
Установка контроллера
Контроллер закрепляется на DIN-рейку или внутреннюю стену шкафа защелками вниз. Установка контроллеров на DIN-рейке осуществляется в следующей последовательности:
− Производится подготовка на DIN-рейке места для установки контроллера в соответствии с размерами;
− Контроллер устанавливается на DIN-рейку в соответствии с рисунком 3.5 а) по стрелке 1;
− Контроллер с усилием прижимается к DIN-рейке в направлении, показанном стрелкой 2, до фиксации защелки;
− Для съема контроллера с DIN-рейки в проушину защелки вставляется острие отвертки (см. рисунок 3.5 б), и защелка отжимается по стрелке 1, после чего контроллер отводится от DIN-рейки по стрелке 2. При съеме ПЛК110-60 две защелки отжимаются одновременно. На рисунке 3.5 представлен монтаж контроллера с креплением на DIN-рейку.
Рисунок 3.5 – Монтаж контроллера с креплением на DIN-рейку
3.2 Блок контроля сопротивления БКС-3И
Блок контроля сопротивления БКС-3И предназначен для контроля одного или двух уровней электропроводных жидкостей и сыпучих материалов. Номинальное напряжение, В – 110, 127, 220
Блок контроля сопротивления типа БКС-3 (в дальнейшем именуемый «блок») предназначен для контроля одного или двух уровней электропроводных жидких и сыпучих сред (воды, породы, руды, угля и т.д) при помощи соответственно одного или двух электродных датчиков уровня. Блок изготавливается с входными искробезопасными электрическими цепями.
Блок с входными искробезопасными электрическими .цепями уровня «i а» выполнен в соответствии с ГОСТ 22782.5-78 и имеет маркировку «Exia IIС». Блок устанавливается вне взрывоопасных опасных зон помещений и наружных установок. Датчик уровня соответствует требованиям ГОСТ 22782.5-78 и имеет маркировку «Exia IIСТ6» в комплекте с БКС-ЗИ. Датчик предназначен для установок во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок согласно гл. УП-З «Правила устройства электроустановок (ПУЭ )» и другим директивным документам, регламентирующим установку электрооборудования во взрывоопасных зонах.
Блок изготавливается в исполнениях У, УХЛ, Т категории размещения 3 по ГОСТ 15150-69, при этом условия эксплуатации следующие:
– высота над уровнем моря до 2000 м;
– температура окружающей среды от -40 до +45°С;
– вибрация мест крепления с частотой до 35 Гц и ускорением 0,5q;
– относительная влажность воздуха до 98% при температуре 25ºС без конденсации влаги;
– окружающая среда, не содержит агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
– рабочее положение в пространстве вертикальное.
Технические характеристики блок контроля сопротивления БКС-3И:
– номинальное напряжение сети: 220В;
– допустимое отклонение напряжения: -15...+10 %;
– частота: 50,60 Гц;
– диапазоны контролируемых сопротивлений, не уже пределов: 0...300; 0...6300 кОм;
– максимальное напряжение в искробезопасных входных цепях, не более 40 В (только для БКС-ЗИ);
– максимальный ток короткого замыкания в безопасных цепях, не более 10 мА (только для БКС-ЗИ);
– мощность потребления, не более 5 ВА;
– количество контактов блока: замыкающих 1шт, переключающих 2шт;
– напряжение, коммутируемое контактами, не более 220 В, или 380 В (при двух переключающих контактах);
– коммутируемый ток, не более 4 А;
– наработка на отказ, не менее 15000 часов.
На рисунке 3.6 представлены габаритные и установочные размеры блока контроля сопротивления типа БКС-3.
1 - Основание; 2 – трансформатор; 3 - реле промежуточное; 4 - печатная плата; 5 - клеммная панель; 6 – крышка; 7 – прокладка.
Рисунок 3.6 – Габаритные и установочные размеры блока контроля сопротивления типа БКС-3
Конструкция и принцип действия
Конструкция блока приведена на рисунке 3.5 Блок состоит из основания 1, на котором крепятся трансформатор 2, реле 3, печатная плата 4, клеммная панель 5, крышка 6. Уплотнительные прокладки 7, обеспечивают пыле- и влаго- защиту блока.
Принципиальная схема блока приведена на рисунке 3.7
Рисунок 3.7 – Принципиальная схема блок БКС-3И
Приведенная на рисунке 3.7 схема содержит два измерительных канала, подключенных к электродам верхнего и нижнего уровня контроля. Каждый канал измерения состоит соответственно из предварительных усилителей DА1-1, DA1-2 и релейного транзисторного усилителя VT1, VT2. которые через оптроны DA2. DA3 присоединены к транзисторам VT3, VT4. В коллекторные цепи транзистора VT3 непосредственно, а транзистора VT4 через резистор R26 включено исполнительное реле К1.1. Порог срабатывания формируется схемой сравнения токов на входе транзисторов VT1 и VT2, которые пропорциональны амплитудным значениям противоположных полуволн напряжения от обмоток 5-6-7 трансформатора TV1. Диапазон контроля каждого канала устанавливается соответственно резисторами R7,R8 «Настройка».
Блок работает следующим образом. Когда 6yнкер заполняется , измерительный электрод касается материала, в цепи датчика от оперативного источника начинает протекать постоянный ток, который усиливается и при достижении задаваемого порога вызывает срабатывание реле. Датчик для контроля одного уровня подключается по схеме на рисунке 3.8. Наличие охранного кольца в датчике дает возможность отстроиться от ложных срабатываний, обусловленных токами утечки по поверхности изоляции в датчике[10].
Рисунок 3.8 – Подключения датчика для контроля одного уровня
Для контроля двух уровней, датчики включается по схеме рисунок 3.9 После срабатывания блока, при касании измерительного электрода верхнего уровня, его отключение произойдет после того, как уровень в бункере понизится ниже электрода нижнего уровня.
Рисунок 3.9 – Подключения датчика для контроля двух уровней
На рисунке 3.10 представлена схема блока искрозащиты, который состоит из резисторов R 31 — R 35 и стабилитронов VD21— VD24. Блок искрозащиты монтируется на отдельной печатной плате, закрытой кожухом, который устанавливается на клеммной панели 5 и представляет собой неразборное соединение.
Рисунок 3.10 – представлена схема блока искрозащиты
Обеспечение искробезопасности
Искробезопасность входных цепей блока БКС-3 обеспечивается следующими мерами:
Во входных цепях, установлен блок искрозащиты «Eia», состоящий из резисторов R31-R35 типа МЛТ-0,25-5,1кОм и стабилитронов VД21-VД24 типа КС 133А;
Искробезопасные электрические цепи разделены от цепей питания реле оптронами DА2,DA3. Изоляция оптронов выдерживает испытательное напряжение 1500 В. Пути утечки и электрические зазоры между гальванически разделенными электрическими цепями составляют не менее 4 мм;
Силовой трансформатор выполнен стойким к коротким замыканиям, в соответствии с ГОСТ 22782.5-78. Первичная обмотка трансформатора, обмотка питания реле и вторичные обмотки, гальванически связанные с искробезопасными электрическими цепями, разделены изоляционной перегородкой, а их выводы выполнены на противоположных сторонах каркаса катушки трансформатора. Изоляция между первичной обмоткой, обмоткой для питания реле и обмотками, связанными гальванически с искробезопасными цепями, выдерживает испытательное напряжение 2500 В частотой 50 Гц, а между всеми обмотками и магнитопроводом 1000 В.
Монтаж электрических цепей блока выполнен в соответствии с ГОСТ 22782.5-78. На рисунке 3.11 представлен внешний вид блока контроля сопротивления БКС-3.
Рисунок 3.11 – внешний вид блока контроля сопротивления БКС-3
Подготовка к работе
Датчик уровня устанавливается по месту и крепится болтами М8. Перед установкой датчика необходимо определить длину электрода. Для электрода применяется труба с условным проходом 25 мм. Труба крепится к контактной части датчика электросваркой.
При работе блока на два уровня разветвление жил кабеля делается непосредственно у датчиков, согласно рисунку 3.9
Блок крепится на вертикальной плоскости винтами М5 так, чтобы контактная группа реле находилась в вертикальном положении.
Блок до установки проверяется на функционирование. Для этого на него подается напряжение питания. Если в блоке реле включилось, то поворотом ручки потенциометра «Настройка» производится отстройка от сигнала помехи (нулевого тока операционного усилителя). В исправном блоке реле должно отключиться.
При закорачивании клемм 1, 4 в исправном блоке реле должно срабатывать.
Датчик уровня ДУ для БКС-3
Датчик уровня ДУ подходит потребностям ГОСТ 22782.5-78 и владеет маркировку «Exia IIСТ6» в наборе с БКС-ЗИ. Датчик специализирован для установок во взрывоопасных зонах помещений и внешних установок сообразно гл. УП-З «Правила устройства электроустановок (ПУЭ )». Внешний вид датчика уровня представлен на рисунке 3.12
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
