СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЯМИ

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОИАГРЕВАТЕЛЯМИ
Изобретение относится к электротермическому оборудованию, а более конкретно к системам управления электронагревателями, предназначенными для обогрева различных устройств, деталей, машин, механизмов и помещений, а также трубопроводов и резервуаров, используемых при транспортировке и хранении вязких и легкозастывающих продуктов (пек, битум, нефтепродукты, синтетические смолы, мастики и т.п.).
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система управления электронагревателями, содержащая тиристорный модуль и терморегулятор, при этом электронагреватели снабжены электронагревательными элементами, подключенными через тиристорный модуль к источнику электропитания (см. книгу: Электронагревательные установки в сельскохозяйственном производстве. М., Агропромиздат, 1985, с.216-218).
Недостатком известной системы управления является отсутствие возможности контроля за состоянием электронагревателей в процессе их работы и, как следствие, отсутствие возможности своевременного отключения и ремонта электронагревателей.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности контроля за состоянием электронагревателей в процессе их работы.
Техническим результатом, получаемым при практическом использовании предлагаемого изобретения, является обеспечение возможности обнаружения неисправного электронагревателя в процессе
о о 6
МПК 7: Н 05 3/00, F 16 L 53/00, В 65 D 88/74
работы системы за счет контроля за состоянием электронагревателей, а также обеспечение возможности своевременной замены неисправных электронагревателей благодаря их своевременному выявлению.
Для решения поставленной технической задачи предлагаемая система управления электронагревателями, содержащая тиристорный модуль и терморегулятор, при этом электронагреватели снабжены электронагревательными элементами, подключенными через тиристорный модуль к источнику электропитания, в отличие от прототипа, снабжена преобразователем, соединенным с тиристорным модулем и источником электропитания, контроллером, соединенным с преобразователем и терморегулятором, и устройством защитного отключения, подключенным к электронагревательным элементам и источнику электропитания, при этом каждый электронагреватель имеет, по меньшей мере, одну пару последовательно соединенных электронагревательных элементов, а средняя точка каждой пары электронагревательных элементов подключена к преобразователю, причем каждая пара электронагревательных элементов в каждом электронагревателе образует делитель с равными плечами относительно средней точки пары, электронагревательные элементы каждого электронагревателя имеют одинаковое электрическое сопротивление, а электронагреватели отличаются друг от друга величиной своего электрического сопротивления.
Сзш ность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема предлагаемой системы управления электронагревателями.
Система управления электронагревателямисодержит
терморегулятор 1 с подключенными к нему термопарами 2, тиристорный модуль 3, преобразователь 4, контроллер 5 и устройство защитного отключения 6. Терморегулятор 1 соединен локальной сетью 7 с контроллером 5, электронагреватели 8 соединены через устройство 6,
тиристорный модуль 3 и провода F и N с источником электропитания, а преоразователь 4 соединен с контроллером 5, тиристорным модулем 3, устройством бис независимым расценителем 9, подключенным к источнику электропитания. Ткфисторный модуль 3 соединен с источником электропитания через автоматический выключатель 10 а каждый электронагреватель 8 имеет, по меньшей мере, одну пару последовательно соединенных электронагревательных элементов 11. Средние точки 12 пар электронагревательных элементов 11 соединены с преобразователем 4 диагностическими проводами Dl-Dn через клеммный разъем 13. При этом каждая пара электронагревательных элементов 11 в каждом электронагревателе 8 образует делитель с равными плечами относительно ее средней точки 12, электронагревательные элементы 11 каждого электронагревателя 8 имеют различное электрическое сопротивление, а сами электронагреватели 8 отличаются дрзт от друга величиной своего электрического сопротивления. Термопары 2 устанавлены на обогреваемый нагревателями 8 объект (например, трубопровод, емкость с разогреваемым продуктом и т.п.), а также на радиатор (не показан) тиристорного модуля 3.
Система управления работает следующим образом.
Блок 1 измеряет температуру объекта, разогреваемого нагревателями 8, и температуру радиатора тиристорного модуля 3 и регулирует указанную температуру посредством вьщачи команд на контроллер 5 по локальной сети 4. Тиристорный модуль 3 выполняет коммутацию напряжения на электронагревателях 8 по закону широтно-импульсной модуляции, а преобразователь 4 и контроллер 5 производят диагностирование неисправностей электронагревательных элементов 11 и элементов самой системы управления по следующему алгоритму: все сигналы с электронагревательных элементов 11 и с термопар 2 поступают на преобразователь 4 и преобразуются в последнем до заданного уровня,
:аг73/.
после чего поступают на контроллер 5, в котором производится анализ сигналов и устанавливается наличие неисправности.
Для диагностирования неисправности нагревателей 8 каждый из них подключается на рабочее напряжение 220В, которое выдается с тиристорного модуля 3. При нормальном режиме работы нагревателей 8 напряжение на проводах Dl-Dn обеспечивается равным НОВ. В случае появления неисправностей в нагревателях 8 (например, нарушение целостности электронагревательных элементов 11, утечки с последних на корпус нагревателя, замыкание, старение элементов И, и т.п.) изменяется электрическое сопротивление плеч нагревателя 8, вследствие чего замеряемая величина напряжения на проводах Dl-Dn отклоняется от своего номинального значения ИОВ на величину, превышающую заданный допуск на данное отклонение. Указанное превышение фиксируется контроллером 5, который вырабатывает сигнал о неисправности нагревателя, пост5шаюш;ий к оператору, и подает команду на отключение автомата питания неисправного нагревателя через независимый расцепитель 9.
Для диагностирования неисправностисиловых ключей
тиристорного модуля 3 переменное напряжение 220В, поступающее на нагреватель 8 с модуля 3, измеряется контроллером 5 и сравнивается с сигналом управления на включение. Если при этом напряжение на выходе есть, а сигнал на включение отсутствует, диагностируется неисправность пробой в тиристорном модуле 3. Если же напряжение отсутствует, а сигнал управления есть, диагностируется неисправность обрыв силового ключа модуля 3.
Для диагностирования перегрева силовых ключей тиристорного модуля 3 на радиаторе последнего устанавливается датчик температуры в виде термопары 2. В случае превышения максимально допустимой
температуры нагреватели 8 отключаются на время, необходимое для ее снижения.
Для диагностирования утечек нитающий кабель нагревателя 8
проводят через устройство защитного отключения 6. При превышении
допустимой разницы прямого и обратного токов вырабатывается сигнал утечка и подается команда на отключение автомата питания нагревателя через независимый расцепитель 9.
Для диагностирования напряжени питания нагревателей 8 в процессе работы системы осуществляется постоянное измерение указанного напряжения. В случае его отклонения от заданных параметров с помощью контроллера 5 формируется информационный сигнал для оператора об отклонении величины контролируемого напряжения от нормы.
Использованиепредлагаемойсистемыуправления
электронагревателями позволяет помимо управления процессом нагрева проводить полную диагностику исправности входящих в данную систему элементов, включая и сами электронагреватели. При этом обеспечивается возможность подачи оператору сигналов о выявленных неисправностях, а также возможность автоматического отключения неисправных нагревателей или каналов управления с последующим восстановлением их работоспособности.
jy -j f.
Авторы: ifT // Афанасиади Н.Г.
5olOO I Cif f
Афанасиади А.Н Плоцкер Л.М. Рябинин Д.А.