Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ЛР.130405.АП.05.12.ТО.
Выполнил
Мухамадеев М.Р.
Провер.
Уралёв А.С.
Н. Контр.
Уралёв А.С.
Аппаратура автоматизации контроля содержания метана
Лит.
Листов
6
АСГТ гр ПР-09
Практическая работа № 1
Цель работы: Изучение аппаратуры автоматизации контроля содержания метана, аппаратура «МЕТАН»
ПЛАН ОТЧЕТА;
1. Назначение состав аппаратуры «МЕТАН»
2. Устройство термокаталитического датчика ДМТ - 4
3. Принцип работы аппаратуры
4. Стендовые испытания контроля газа «МЕТАНА»
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
ЛР.130405.АП.05.12.ТО.
Общие сведения о комплексе «Метан».
Комплекс «Метан» обеспечивает местный и диспетчерский контроль содержания метана, выдачу команд на аварийную сигнализацию и отключение электроснабжения контролируемых объектов при предельной концентрации газа метана. Уставки срабатывания отключающего устройства аппаратуры: 0,5; 0,7; 1,0; 1,5; 2,0 %, а пределы непрерывного измерения от 0 до 2,5 % концентрации метана. Аппаратура комплекса «Метан» поставляется в следующих модификациях:
Анализатор метана АТ1-1 для тупиковых забоев (рис. А). В комплект анализатора входят: аппарат сигнализации АС-5 и датчик метана ДМТ-4.
Анализатор метана АТЗ-1 для обычного участка (рис. Б). Этот анализатор обеспечивает контроль по содержанию метана в трех точках.
Система автоматического контроля метана (рис. В).
В систему входит ряд анализаторов, цепи контроля которых сведены на диспетчерскую стойку приема информации СПИ-1. Каждому аппарату сигнализации АС-5, АС-6 подключается сирени СИ-1 для аварийной сигнализации. Между датчиками и аппаратами сигнализации предусматривается связь при помощи телефонных трубок ТИТ-1.
Структурные схемы комплекса аппаратуры «Метан».
1.2. Конструкция аппаратуры «Метан».
1.2.1. Датчик метана ДМТ-4.
Датчик метана термокаталитический, размещен в пластмассовом корпусе, в котором на выемной части располагаются: блок питания, исполнительный блок, телеметрический усилитель, блок резисторов и передняя панель. На передней панели установлены: контролирующий измерительный прибор, чувствительный элемент, кнопка проверки, светодиоды и резисторы для настройки датчика. Выемная часть соединяется с корпусом посредством штепсельного разъема.
Чувствительный элемент представляет собой датчик (рис. 1). В пластмассовое основание 7 элемента вплавлено четыре стержня, на которых располагаются: рабочий резистор 3 и резистор сравнения 4. Основание с резисторами установлено в корпусе 8, зажато гайкой 6, уплотнено резиновым кольцом 5. На верхнюю часть корпуса напаяны два сетчатых колпачка 1 и 2.
РИзм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
ЛР.130405.АП.05.12.ТО.
езисторы представляют собой цилиндры из активной окиси алюминия, с намотанными на них спиралями из платиновой проволоки. Рабочий резистор отличается от сравнительного тем, что его поверхность пропитана платино- палладиевым катализатором.
Рис. 1 Чувствительный элемент аппаратуры «Метан».
1.2.2. Аппарат сигнализации АС-5.
Размещен в типовом взрывобезопасном корпусе, в котором на выемной части расположены: питающий трансформатор, блоки питания сирены, исполнительное реле и генератор 14 кГц. На передней панели выемной части установлен измерительный прибор и две сигнальные лампы.
1.3. Работа схемы анализаторов ATI -1.
При включении анализатора (рис.2) напряжение с зажимов 12, 13, через блокировочный разъединитель S1, поступает на трансформатор Т. Со вторичной обмотки 2, трансформатора, напряжение 110В обеспечивает питанием искробезопасный феррорезонансный стабилизатор СТ, выходное напряжение которого действует через зажимы 1, 2 в блок питания БП датчика ДМТ-4. Напряжение 24В со вторичной обмотки 3 трансформатора, поступает на блок питания сирены БПС, блок сигнализации БС, генератор частоты G, в цепи сигнальных ламп HI и Н2 и реле К1. Связь датчика с аппаратом сигнализации осуществляется четырехжильным телефонным кабелем. В цепи стабилизатора Ст и блока питания БП обеспечивается работа реле К, блока БРК, за счет разделения переменной и постоянной составляющих тока разделительными конденсаторами, которые расположены в указанных элементах. Блок питания датчика выдает ряд напряжений для обеспечения работы мостовой схемы, блока резисторов БР, исполнительного блока БИ, телеметрического усилителя УТ и цепей светодиодов HI, Н2, НЗ. Рабочий и сравнительный резисторы Rp и Rcp с резисторами R10 и Rl 1 образуют мост, который питается переменным напряжением 2В и является первичным элементом по выработке сигнала,
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
ЛР.130405.АП.05.12.ТО.
в зависимости от концентрации метана. Блок резисторов в комплексе с резисторами Rr, RH, Rc обеспечивает сопряжение по преобразованию сигнала мостовой схемы до необходимого значения м передаче его в исполнительный БИ. Исполнительный блок состоит из следующих устройств и элементов: фаза чувствительных усилителей ФЧУ-1, ФЧУ-2; реле времени РВ; диодных оптронов У4, У9 и цепей сопряжения.
Рис. 2 Функциональная схема анализатора АТ1-1.
При поданном питании и нулевой концентрации метана мост датчика неуравновешен (достигается настройкой резисторов Rr, RH, Rc), переменное напряжение, действующее в определенной фазе в диагонали моста, поступает через блок резисторов на вход исполнительного блока. В этом блоке сигнал воспринимается фазочувствительным усилителем ФЧУ-1, сигналом которого, включается светодиод V4. Второй диод оптрона V4 открывается и обеспечивает подготовку к работе реле времени РВ и включение инверсной функцией оптрона V,. Диодной частью этого оптрона обеспечивается образование постоянной составляющей тока между блоками БП и СТ, что ведёт к срабатыванию реле К в блоке БРК и включению реле К1.
Контактами реле К1 обеспечивается: снятие питания с блока БПС; включение генератора частоты G; нормальное состояние фидерного автомата(зажимы 14, 15) или магистрального пускателя (зажимы 9, 11). При этом также в аппарате АС-5 и датчике ДМТ-4 горят зелёная сигнальная лампа HI и светодиод НЗ, указывающие на наличие питания и нормальную концентрацию метана.
При предельной концентрации метана на рабочем резисторе происходит беспламенное сгорание газа, сопротивление резистора Rp увеличивается, что ведёт к установлению равновесия моста, а в дальнейшем к появлению напряжения в диагонали моста, изменившегося по фазе. Прекращает работать фазочувствительный усилитель ФЧУ-1, оптрон V4 и реле времени, с выдержкой времени 20±5 мин. Отключает оптрон У9. При этом отключается реле К и К1. Отключившееся реле К1 производит следующие переключения: Отключает автоматический фидерный выключатель или магистральный пускатель; подаёт питание на блок БПС, что ведёт к включению сирены НА; Включается замыкающим контактом мультивибратор блока БС, что обеспечивает пульсирующую работу генератора частоты; включается красная сигнальная лампа H2.
В датчике ДМТ-4 инверсно горит светодиод HI предельной Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
ЛР.130405.АП.05.12.ТО.
концентрации метана. При концентрации метана, превышающей 1,3 от установленного предела срабатывания, фазочувствительный усилитель ФЧУ-2 снимает выдержку времени с реле РВ. При этом мгновенно отключается электроэнергия и включается светодиод Н2 второго уровня концентрации метана.
Телеметрический усилитель УТ, цепь приборов РА1, РА2, контролирующих процентное содержание метана, и частотный генератор G обеспечивают необходимую местную информацию, и на диспетчерскую стойку СПИ-1.
1.4. Стендовые испытания аппаратуры «Метан».
На рис. 3 показана схема стенда анализатора метана АТ-1. После изучения конструкции аппаратуры и принципа ее действий, необходимо собрать схему стенда и испытать ее в нормальном и «аварийном» режимах. Аварийный режим искусственно создается нажатием кнопки «контроль» на датчике ДМТ-4. При этом наблюдаются показания приборов в аппарате и датчике и при значении 1,3 предельной концентрации метана происходит отключение электроэнергии /откл. Лампы Н и двигателя М. Разбаланс мостовой схемы можно производить добавочным регулировочным резистором сопротивлением 200-300 Ом, который подключают к контактам 1, 4 передней панели выемной части датчика. Анализатор метана поставляют заводом настроенным на установку срабатывания 1%, второй порог срабатывания при этом 1,3%. Если по условиям эксплуатации нужна другая установка, то необходимо произвести перенастройку аппаратуры резистором Rc. В условиях шахтных специализированных мастерских датчики комплекса «Метан» проверяют и настраивают на новую уставку в испытательной камере КИМ для создания метано-воздушной смеси, не менее 30 л на один датчик. В комплект такого стенда входят газовый баллон, газометр, интерферометр и другие устройства. Обслуживать такой стенд должен оператор со спец. подготовкой. В условиях лаборатории техникума такой стенд может быть только имитирован без наличия газовой среды.
На передней панели датчика установлен ряд регулировочных резисторов:
Кл- для исключения погрешности, вносимой сопротивлением линии питания датчика. При длине кабеля до 800 м, движок резистора должен находиться в среднем положении, а более - в крайнем левом.
Rc - для установки уставки срабатывания.
RH - для установки нулевой концентрации метана при проверке и последующем спуске аппаратуры в шахту.
Rr- для ликвидации погрешности отключающего устройства датчика. Его регулировка производится при проверке датчика в испытательной камере.
В предложенном стенде контроль нормальной работы цепи управления магистрального пускателя производится омметром PR. Малогабаритный фидерный автомат FA изготовлен на базе промышленного автомата АИ-50, в котором одна обмотка максимального тока (1А) использована как отключающая катушка.
Рис. 3 Стенд аппаратуры «Метан»
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
ЛР.130405.АП.05.12.ТО.
|
