УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ЗАПОРНОГО ОРГАНА "ПУЛЬСАР"

Полезная модель относится к устройствам управления, в частности к электрическим устройствам управления пневмогидравлическим приводом газового крана.
Известно устройство для управления приводом запорного органа (RU №2124778. кл. Н01Н 47/00, G05D 16/00, 1999), содержащее блок управления включением и блок управления выключением запорного органа, соединенные по управляющим выходам с соответствующими входами исполнительного механизма, а по сигнальным - с шинами сигнализации, причем каждый блок управления содержит исполнительное реле с нормально разомкнутыми контактами, цепь коммутации электропитания исполнительного механизма и датчик тока, выполненный на оптроне с диодным шунтом и резисторным ограничителем тока первичной цепи и установленный в цепи коммутации электропитания исполнительного механизма. При этом диодный шунт выполнен на одном диоде, а шина сигнализации соединена с сигнальным выходом блока управления.
Известное устройство обладает недостаточной надежностью работы.
Задачей полезной модели является повышение надежности устройства.
Техническим результатом, обеспечивающим решение поставленной технической задачи, является контроль и сигнализация о состоянии выходных цепей устройства, как в исходном состоянии, так и во время управления запорным органом.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что устройство для управления приводом запорного органа, содержащее блок управления включением и блок управления выключением запорного органа, соединенные по управляющим выходам с соответствующими входами исполнительного механизма, а по сигнальным -
с шинами сигнализации, причем каждый блок управления содержит исполнительное реле с нормально разомкнутыми контактами, цепь коммутации электропитания исполнительного механизма и датчик тока, выполненный на оптроне с диодным шунтом и с резисторным ограничителем тока первичной цепи, и установленный в цепи коммутации электропитания исполнительного механизма, согласно полезной модели оно дополнительно содержит не менее одного выходного ключа на оптроне, установленного между шиной сигнализации и сигнальным выходом датчика тока, вход и выход оптрона выходного ключа по току короткого замыкания зашунтирован диодом, а диодный шунт каждого датчика тока содержит не менее трех последовательно включенных диодов, соединенных с резисторным ограничителем тока первичной цепи датчика через разомкнутые контакты исполнительного реле.
Ведение не менее одного выходного ключа на оптроне позволяет обеспечить дополнительную гальваническую развязку и увеличение амплитуды сигнального тока на входе сигнальной шины и, тем самым, увеличить надежность контроля и управления запорным органом. Соединение входа и выхода его оптрона через диод позволяет зашунтировать по току короткого замыкания нагрузки оптрон и, как следствие, дополнительно повысить надежность работы устройства за счет сохранения работоспособности выходного ключа при коротком замыкании нагрузки в сигнальной шине. Снабжение диодного шунта каждого датчика тока не менее тремя последовательно включенными диодами, а также соединение диодного шунта с резисторным ограничителем тока первичной цепи оптрона датчика через разомкнутые контакты исполнительного реле позволяет обеспечить четкую фиксацию и разделение датчиком численных значений тока в электрических цепях управления как в исходном состоянии, так и в процессе управления исполнительным приводом. Это дополнительно повышает надежность работы устройства за счет снижения вероятности снятия сигнала «цепь управления исправна» с сигнального выхода
устройства управления приводом запорного органа при нормальном режиме его работы и переключениях «открыто - закрыто».
На фигуре представлена принципиальная схема устройства для управления приводом запорного органа «ПУЛЬСАР»
Устройство для управления приводом запорного органа содержит блок 1 управления включением (первый блок управления) и блок 2 управления выключением запорного органа (второй блок управления), соединенные по управляющим выходам с соответствующими входами исполнительного механизма 3, а по сигнальным - с шинами 4 сигнализации. Каждый блок 1 и 2 управления содержит исполнительное реле 5 с нормально разомкнутыми контактами 6, включенными в цепь 7 коммутации электропитания исполнительного механизма 3. В цепи 7 установлен датчик 8 тока, выполненный на оптроне 9 с диодным шунтом 10 и резисторным ограничителем 11 тока первичной цепи, включающий последовательно соединенные резисторы 11.1, 11.2 и 11.3. Резистор 11.1 установлен параллельно разомкнутому контакту 6 реле 5, резистор 11.2 - параллельно первичной цепи питания оптрона 9, а последовательно включенные резисторы 11.2 и 11.3 - параллельно диодному шунту 10. Выходы 12 датчиков тока 8 соединены с соответствующими выходными ключами 13. Ключи 13 представляют собой усилители мощности выходных дискретных сигналов «Цепь управления исправна», которые используется в системах автоматического управления (САУ) кранами на компрессорных станциях для контроля за состоянием устройств управления приводами. Количество ключей 13 зависит от типа САУ. В САУ, где принята так называемая трехпроводная схема управления, в которой сигнализирующие концевые выключатели включены последовательно в выходных цепях управления, и здесь важно иметь сигналы о состоянии каждой выходной цепи управления в отдельности, так как по этим сигналам определяется и положение крана «открыт»/«закрыт» применяются два ключа 13. Один ключ 13 применяется в САУ, где принята шестипроводная схема управления кранами, в которой сигналы от конечных выключателей исполнительных механизмов 3 (на
рисунке не показано) принимаются по отдельным физическим проводам, а выходные цепи управления должны быть постоянно готовыми к открытию и закрытию крана, поэтому в этом случае достаточно одного сигнала об исправности этих цепей. Ключи 13 выполнены на оптронах 14. Вход 15 и выход 16 оптрона 14 по току короткого замыкания шин 4 сигнализации зашунтирован диодом 17. Выход 16 оптрона 14 ключа 13 соединен с шинами 4 сигнализации. Диодный шунт 10 каждого датчика 8 тока содержит не менее трех последовательно соединенных диодов 18, соединенных с резисторным ограничителем 11 тока первичной цепи датчика 8 через разомкнутые контакты 6 исполнительного реле 5.
Устройство для управления приводом запорного органа работает следующим образом.
H
В исходном состоянии для определения исправности выходных цепей ток (иногда его называют дежурным) от источника 19 напряжения «Uпит» исполнительного механизма 3 протекает одновременно по первой и второй выходной цепи блоков 1 и 2 управления по пути: «плюс» источника 19 - резистор 11.1 ограничителя тока 11, включенный параллельно контактам 6 исполнительного реле 5, - первичную цепь оптрона 9, резистор 11.3 соответствующего блока 1, 2 управления - соответствующий соленоид 20 исполнительного механизма 3 - «минус» источника 19 напряжения. Падение напряжения во входной цепи оптрона 9, вызванного протеканием этого тока, меньше значения, необходимого для отпирания диодного шунта 18 и практически весь протекающий ток используется для удержания оптрона 9 в открытом состоянии. Ток с выхода 12 оптрона 9 поступает на вход 15 оптрона 14 выходного ключа 13, где усиливается по мощности и в виде мощного выходного дискретного сигнала «Цепь управления исправна» выдается через сигнальный выход 4 в САУ для контроля за состоянием устройств управления приводами. Для защиты транзистора оптрона 14 выходного ключа 13 при коротком замыкании (R=0) входной цепи приемника сигнала исправности (при нештатной ситуации) ток с выхода 12 оптрона 9 поступает к выходу 16 оптрона 14 ключа 13 через диод 17,
шунтируя входную цепь 15 оптрона 14 выходного ключа 13 и последний запирается. При поступлении на вход 21 блока 1 управления включением запорного органа команды «Открыть» срабатывает реле 5 и своими контактами 6 шунтирует резистор 11.1, включенный параллельно им. Теперь основной ток протекает по пути: «плюс» источника 19 - замкнутые контакты 6 реле 5 - последовательно включенные диоды 18 диодного шунта 10 первой выходной цепи - соленоид 20 исполнительного механизма 3 - «минус» источника напряжения 19. Срабатывает верхний соленоид 20 исполнительного механизма 3 и открывает заслонку запорного органа, например, открывает на проход газа вентиль газоперекачивающего агрегата (на рисунке не показано). Выключение запорного органа производится аналогичным образом при подаче на вход 22 блока 2 управления выключением привода запорного органа команды «Закрыть». При этом срабатывает нижний соленоид механизма 3 и закрывает заслонку запорного органа. Одновременно с этим при нормальном включении и выключении запорного органа незначительная часть тока (по величине несколько больше тока в исходном состоянии) протекает во входной цепи оптрона 9 и оптрон 9 остается во включенном состоянии, сигнализируя исправность цепи управления при включении и выключении запорного органа. При нарушении выходной цепи (обрыве, пропадании питающего напряжения в исходном состоянии или при поступлении команды управления) входная цепь оптрона 9 соответствующего блока 1, 2 управления обесточивается, оптрон 14 выходного ключа 13 закрывается и сигнал «цепь управления исправна» снимается, сигнализируя о неисправности управления приводом запорного органа. При аналогичных нарушениях в сигнальной цепи (обрыве ее питания от источника 23, выходе из строя ключа 13) сигнал «цепь управления исправна» на сигнальном выходе 4 также пропадает, сигнализируя о неисправности управления приводом запорного органа.
Полезная модель разработана на уровне опытного образца. Готовится ее промышленное освоение.