Система керування електродвигунами механізмів підйому/опускання фурм машини подачі кисню в конвертер

Реферат: Система керування електродвигунами механізмів підйому/опускання фурм машини подачі кисню в конвертер містить два електричні кола, у кожному з яких електродвигуни з'єднані з перетворювачами за допомогою контакторів електродвигунів, підключених до перетворювачів за допомогою спільного для двох електричних кіл силового перемикача, а також щонайменше один програмований логічний контролер, підключений щонайменше до одного з електричних кіл. До другого електричного кола підключено другий програмований логічний контролер, а механізми підйому/опускання фурм обладнані датчиками розташування та швидкості руху фурм і датчиками навантаження на канати, електрично з'єднаними із входами двох станцій вводу/виводу дискретних сигналів, виходи яких через повторювач мережі зв'язані із входами програмованих логічних контролерів, виходи яких з'єднані відповідно з магнітними пускачами, перетворювачами, силовим перемикачем та контакторами двох електричних кіл, утворюючи єдину інформаційну мережу. UA 82909 U (12) UA 82909 U UA 82909 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі керування електричними двигунами. Як прототип вибрана система керування електродвигунами механізмів підйому/опускання фурм машини подачі кисню в конвертер, що містить два електричні кола, у кожному з яких електродвигуни з'єднані з перетворювачами за допомогою контакторів електродвигунів, що підключені до перетворювачів за допомогою спільного для двох електричних кіл силового перемикача, а також щонайменше один програмований логічний контролер, підключений щонайменше до одного з електричних кіл (заявка України № u201209353 від 31.07.2012). Недоліком існуючої системи є його низька надійність, тому що при зникненні напруги, аварії контролера, обриву кабелю мережі керування електродвигуном робочого механізму до усунення несправностей не можливо пересування й вивід фурми з конвертера, що веде за собою порушення його роботи. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення надійності системи шляхом забезпечення безперервного контролю робочих параметрів механізмів підйому/опускання фурм (розташування та швидкості руху фурм, а також навантаження на канати) і автоматичного перемикання керування рухом фурм із аварійного контролера на резервний. Поставлена задача вирішується тим, що в системі керування електродвигунами механізмів підйому/опускання фурм машини подачі кисню в конвертер, що містить два електричні кола, у кожному з яких електродвигуни з'єднані з перетворювачами за допомогою контакторів електродвигунів, підключених до перетворювачів за допомогою спільного для двох електричних кіл силового перемикача, а також щонайменше один програмований логічний контролер, підключений щонайменше до одного з електричних кіл, відповідно до корисної моделі, до другого електричного кола підключено другий програмований логічний контролер, а механізми підйому/опускання фурм обладнані датчиками розташування та швидкості руху фурм і датчиками навантаження на канати, електрично з'єднаними зі входами двох станцій вводу/виводу дискретних сигналів, виходи яких через повторювач мережі зв'язані зі входами програмованих логічних контролерів, виходи яких з'єднані відповідно з магнітними пускачами, перетворювачами, силовим перемикачем та контакторами двох електричних кіл, утворюючи єдину інформаційну мережу. При цьому другий контролер по інформаційній мережі паралельно з'єднаний з першим контролером та з паралельно з'єднаними перетворювачами. Доведено, що нова сукупність ознак є причиною, а набутий первинний технічний результат "забезпечення безперервного контролю параметрів (розташування та швидкості руху фурм, а також навантаження на канати) механізмів підйому/опускання фурм і автоматичного перемикання керування рухом фурм із аварійного контролера на резервний" - наслідком. У свою чергу цей первинний результат є причиною, а набутий вторинний технічний результат "підвищення надійності системи" - наслідком. Корисна модель пояснюється на прикладі її виконання з посиланням на прикладені креслення, на яких зображено: на фіг. 1 - загальний вигляд механізмів підйому/опускання фурм машини подачі кисню в конвертер; на фіг. 2 - те ж саме, вид А по фіг. 1; на фіг. 3 - структурна схема системи керування електродвигунами механізмів підйому/опускання фурм машини подачі кисню в конвертер. Запропонована система містить два електричні кола, у яких електродвигуни 1 (М1) і 2 (М2) змінного струму механізмів підйому/опускання 3 і 4 фурм 5 і 6 встановлені з можливістю позмінного перемикання через контактори 7 (КМ3) і 8 (KM4) за допомогою спільного силового перемикача 9 до перетворювачів частоти 10 (ПЧ1) або 11 (ПЧ2). Перетворювачі 10 (ПЧ1) і 11 (ПЧ2) підключені до мережі електропостачання змінного струму через енергонезалежні вводи № 1 і № 2 магнітними пускачами 12 (КМ1) і 13 (КМ2). Механізми підйому/опускання 3 і 4 фурм 5 і 6 обладнані датчиками положення фурм 14 і 15, датчиками швидкості руху фурм 16 і 17 та тензорезисторними датчиками навантаження на канати 18 і 19, електрично з'єднаними зі входами 20 і 21 двох станцій вводу/виводу дискретних сигналів 22 і 23, виходи 24 і 25 яких через повторювач мережі 26 зв'язані з модулями вводу/виводу інформації 27 і 28 програмованих логічних контролерів 29 (ПЛК1) і 30 (ПЛК2), що з'єднані між собою паралельно. До станцій 22 і 23 двома виходами 31 і 32 підключений місцевий пульт управління 33 (МПУ), а до повторювача мережі 26 - одним виходом 34 центральний пульт управління 35 (ЦПУ). Контролери 29 (ПЛК1) і 30 (ПЛК2) своїми виходами 36, 37, 38, 39, 40 і 41 відповідно з'єднані з магнітними пускачами 12 (КМ1) і 13 (КМ2), силовим перемикачем 9 і контакторами 7 (КМ3) і 8 (КМ4) двох електричних кіл електродвигунів 1 (М1) і 2 (М2), а модулі вводу/виводу інформації 27 і 28 паралельно з'єднані з паралельно з'єднаними перетворювачам частоти 10 (ПЧ1) і 11 (ПЧ2). Розглянемо роботу системи керування. При проведенні плавки перетворювач 10 (ПЧ1) або 11 (ПЧ2), підключений до електродвигуна 1 (М1) або 2 (М2), сприймає завдання від основного 1 UA 82909 U 5 10 15 20 25 30 35 40 програмованого логічного контролера 29 (ПЛК1) або 30 (ПЛК2). Контролери 29 (ПЛК1) або 30 (ПЛК2) одночасно сприймають команди від органів керування (на кресленні не показані), що встановлені на пультах 33 (МПУ) або 35 (ЦПУ). Для контролю розташування й швидкості підйому/опускання фурми на кожному механізмі 3 і 4 монтують по два датчики 14, 15 і 16, 17 абсолютних значень. Датчики в процесі пересування фурми надсилають сигнали в ПЛК1 29 і ПЛК2 30. Для контролю навантаження на канати на кожному механізмі підйому/опускання 3 і 4 встановлені тензорезисторні датчики 18 і 19, які через станції вводу/виводу 20 і 21 передають свої сигнали в ПЛК1 29 або ПЛК2 30. Перед початком роботи програмно один із двох програмованих логічних контролерів 29 (ПЛК1) або 30 (ПЛК2) вибирають як основний, другий при цьому автоматично переводиться в режим резервного. Із центрального пульта управління 35 (ЦПУ) обирають необхідний робочий механізм підйому/опускання фурм 3 або 4 і пульт управління 33 (МПУ) або 35 (ЦПУ), з якого буде здійснюватися керування. З пульта 33 або 35, з якого здійснюється керування, надсилають команди на рух фурми нагору або вниз. Сигнали з пульта 33 (МПУ) або 35 (ЦПУ) через станції вводу/виводу сигналів 22 і 23 по інформаційній мережі надходять у контролери 29 (ПЛК1) і 30 (ПЛК2). Останні обробляють сприйняті команди й, відповідно до заданої програми, що керує алгоритмом роботи, основний контролер 29 (ПЛК1) або 30 (ПЛК2) надсилає команду на робочий, тепер, перетворювач 10 (ПЧ1) або 11 (ПЧ2). Відбувається процес підйому/опускання однієї з фурм 5 або 6. У процесі роботи механізмів підйому/опускання фурм датчики 14, 16, 18 або 15, 17, 19 безупинно надсилають сигнали про розташування й швидкість руху фурм, і навантаження на канати. Ці сигнали про зазначені параметри від датчиків безупинно надсилаються по інформаційній мережі через повторювач мережі 26 у програмовані контролери 29 (ПЛК1) і 30 (ПЛК2). Контролери 29 (ПЛК1) і 30 (ПЛК2) безупинно контролюють розташування й швидкість руху фурм і навантаження на канати, відповідність роботи механізмів підйому/опускання 3 і 4 заданим командам, а також справність датчиків 14, 16, 18 і 15, 17, 19. При порушенні заданих параметрів працюючого механізму 3 або 4, або аваріях (несправності) датчиків і інформаційної мережі здійснюється зупинка робочої фурми, її вивід з конвертера й введення в роботу резервної фурми. При зникненні напруги електропостачання або аварії обраного робітником контролера 29 (ПЛК1) або 30 (ПЛК2), або аварії одного з датчиків 14, 16, 18 або 15, 17, 19, модулів вводу/виводу інформації 27 або 28 робочого механізму 3 або 4, навіть якщо в цьому випадку фурма була у конвертері, здійснюється автоматичне по заданій програмі або ручне, за допомогою силового перемикача 9, перемикання з робочого на резервний програмований логічний контролер 29 (ПЛК1) або 30 (ПЛК2). При цьому механізмами 3 або 4 у штатному режимі виконується рух на підйом або опускання фурми, не порушуючи процесу плавки. Так само у випадку обриву кабелю зв'язку із центрального пульта управління 35 (ЦПУ) і/або панеллю оператора можливий вивід фурми з конвертера при керуванні з місцевого пульта управління 33 (МПУ). При обриві кабелю зв'язку або аварії контролера 29 (ПЛК1) або 30 (ПЛК2) і датчиків 14, 16, 18 або 15, 17, 19 механізму 3 або 4 резервний робочий механізм 4 або 3 буде працювати в штатному режимі без обмеження функцій, що виконуються. При відмовах у роботі основного контролера 29 (ПЛК1) або 30 (ПЛК2), по заданій програмі автоматично здійснюється перемикання на резервний контролер 30 (ПЛК2) або 29 (ПЛК1), при цьому процес ведення плавки не порушується. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Система керування електродвигунами механізмів підйому/опускання фурм машини подачі кисню в конвертер, що містить два електричні кола, у кожному з яких електродвигуни з'єднані з перетворювачами за допомогою контакторів електродвигунів, підключених до перетворювачів за допомогою спільного для двох електричних кіл силового перемикача, а також щонайменше один програмований логічний контролер, підключений щонайменше до одного з електричних кіл, яка відрізняється тим, що до другого електричного кола підключено другий програмований логічний контролер, а механізми підйому/опускання фурм обладнані датчиками розташування та швидкості руху фурм і датчиками навантаження на канати, електрично з'єднаними із входами двох станцій вводу/виводу дискретних сигналів, виходи яких через повторювач мережі зв'язані із входами програмованих логічних контролерів, виходи яких з'єднані відповідно з магнітними пускачами, перетворювачами, силовим перемикачем та контакторами двох електричних кіл, утворюючи єдину інформаційну мережу. 2 UA 82909 U 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що другий контролер по інформаційній мережі паралельно з'єднаний з першим контролером та з паралельно з'єднаними перетворювачами. 3 UA 82909 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4