Περιγραφή προβλήματος
Το σύστημα που εξετάζεται συμπεριλαμβάνει τη διακίνηση και τη φόρτωση λιγνίτη σε έναν συγκεκριμένο ταινιόδρομο (Ταινία 1) ο οποίος αποτελεί ένα επιμέρους κομμάτι του συνολικού συστήματος μεταφοράς λιγνίτη από τον αποθεματικό χώρο(αυλή) του ατμοηλεκτρικού σταθμού στο χώρο των Μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Εποπτικό Διάγραμμα
Σκεπτικό επίλυσης-σενάριο
Για να ξεκινήσει η λειτουργία της ταινίας «1» η οποία είναι η πρώτη ταινία πλησιέστερα στην αυλή του σταθμού, απαιτείται η ορθή λειτουργία των 7 επόμενων ταινιών (3,5,7,9,11,13,15). Αυτό εξασφαλίζεται από μια ανοικτή επαφή η οποία θα κλείνει όταν η ταινία «3» (η επόμενη της 1) θα είναι έτοιμη να δεκτεί τον λιγνίτη της «1». Η ταινία 3 με τη σειρά της θα ελέγχεται από την ταινία 5, η ταινία 5 απο την 7 κοκ, μέχρι την 15 που είναι η τελευταία πριν τη διαδικασία εισαγωγής του λιγνίτη στις Μονάδες. Αυτή η επιλογική συνεργασία των ταινιών πραγματοποιείται ώστε ένα πιθανό σφάλμα σε έναν ταινιόδρομο να μην μεταφέρεται στους προηγούμενους και έτσι να διακόπτεται η φόρτωση από τον αποθεματικό χώρο.
Αρχικά η τροφοδοσία του ταινιόδρομου πραγματοποιείται από έναν μετασχηματιστή υποβιβασμού τάσης από 380V τάση δικτύου σε 220V.
Έπειτα για ένα χρονικό διάστημα (4-5 δευτερόλεπτα) το οποίο θα ορίσουμε μέσω ενός χρονικού ηλεκτρονόμου θα πρέπει να ηχεί σήμανση, η οποία θα προειδοποιεί τους εργαζόμενους ότι ξεκινά η φόρτωση. Ταυτόχρονα με τη λήξη της κόρνας, θα πρέπει να διεγείρεται ηλεκτρονόμος ανορθωτή ο οποίος θα τροφοδοτεί ένα μαγνητικό τύμπανο , το οποίο έχει κυλινδρικό σχήμα, βρίσκεται στο τέλος του ταινιόδρομου πάνω από την ταινία και περιστρέφεται μαγνητίζοντας τα μεταλικά αντικείμενα που βρίσκονται στο φορτίο του λιγνίτη. Ο ανορθωτής πρέπει να προστατεύεται επίσης και από ρέυματα σφάλματος, και να σταματά η τροφοδοσία του όταν υπερβαίνει μια συγκεριμένη θερμοκρασία. (Κλειστή επαφή θερμικού).
Ο Μαγνήτης λόγω των υψηλών ρευμάτων που αναπύσσονται, απαιτεί ένα σύστημα ψύξης. ΄Όσο το σύστημα ψύξης λειτουργεί κανονικά μια επαφή παραμένει κλειστή και επιτρέπει τη περεταίρω διέγερση των υπόλοιπων ηλεκτρονόμων του κυκλώματος. Η επαφή αυτή μπορεί να είναι είτε θερμική και να ανοίγει όταν η θερμοκρασία ξεπεράσει κάποιο όριο, είτε μηχανική και να ανοίγει όταν ο αερας του ανεμιστήρα σταματήσει να την κρατά ανοικτή, είτε να ελέγχεται από αισθητήριο θερμοκρασίας.
Στο σημείο αυτό εκτός της αυτόματης λειτουργίας που περιγράφτηκε, θα πρέπει να υπάρχει και μια λειτουργία η οποία θα ελέγχεται χειροκίνητα. Η χειροκίνητη λειτουργία θα ενεργοποιείται μέσω επιλογικού διακόπτη, ο οποίος θα έχει 3 επιλογές (AUTO-MANUAL-OFF). Η χειροκίνητη λειτουργία στην περίπτωση αυτή θα χρησιμοποείται όταν θέλουμε να επέμβουμε τοπικά και να τροφοδοτήσουμε μόνο τον ανορθωτή του μαγνήτη για διάφορους λόγους (συντήρηση, δοκιμή) χωρίς να απαιτείται η συνεργασία με την ταινία 3, δηλαδή η αρχική επαφή θα είναι ανοικτή. Έτσι θα συμπεριλαμβάνει δύο μπουτόν Start και Stop τα οποία θα παρακάπτουν το χρονικό και την ηχητική σήμανση και θα ενεργοποιούν τον ανορθωτή του μαγνήτη, ο οποίος πρέπει να παραμένει διεγερμένος μέχρι να πατηθεί το STOP (αυτοσυγκράτηση).
Οι επόμενοι ηλεκτρονόμοι που διεγείρονται στην αυτόματη λειτουργία μέσω της επαφής του συστήματος ψύξης αποτελούν μια δεύτερη επιμέρους διαδικασία και θα είναι ένα ρελέ που θα εκκινεί την Σαρώτρια, ένα ρελέ που θα ξεκινά την κίνηση της Ταινίας 1 και τέλος ένα ρελέ που θα ενεργοποιεί το Κόσκινο. Οι τρείς αυτοί ηλεκτρονόμοι θα διεγείρονται ταυτόχρονα. Επιπλέον οι ηλεκτρονόμοι αυτοί πρέπει να προστατεύονται απο υψηλά ρεύματα (βραχυκύκλωσης-σφάλματος) και να σταματά η τροφότηση τους σε περίπτωση σφάλματος και αύξησης της θερμοκρασίας(θερμικό) . Μάλιστα ένα σφάλμα σε ένα από αυτά θα πρέπει να σταματά και την λειτουργία των υπόλοιπων.
Να σημειωθεί ότι η Σαρώτρια κινείται κάτω από την Ταινία 1 και μαζεύει τον λιγνίτη που πέφτει από την κίνηση του ταινιόδρομου, ενώ το Κόσκινο φιλτράρει το φορτίο και κατακρατά τα βαρέα και μεγάλα αντικείμενα (πέτρες κτλπ).
Η διέγερση των τριών παραπάνω ηλεκτρονόμων σε συνδυασμό με μια επιπλέον επαφή που θα δηλώνει την ετοιμότητα όλων των ταινιόδρομων (3-15), θα τροφοδοτεί ένα Βαγόνι, το οποίο κινείται πάνω από την Ταινία, και διαθέτει μια αρπάγη η οποία συμβάλλει στον ορθότερο καταμερισμό και στην ορθότερη φόρτωση του λιγνίτη.
Αυτή η δεύτερη επιμέρους διαδικασία, όπως στην περίπτωση του ανορθωτή, θα πρέπει να ελέγχεται και χειροκινήτα πέρα από την αυτόματη λειτουργία. Αυτό πραγματοποιείται για να μπορούμε να εκκινούμε την ταινία για λόγους συντήρησης ή δοκιμής, χωρίς να έχει προηγηθεί συνεργασία με την προηγούμενη ταινία, χωρίς να έχει διεγερθεί ο μαγνήτης και χωρίς να εκκινήσει το βαγονάκι. Για το λόγο αυτό θα υπάρχει ένα επιλογικός διακόπτης με 3 όμοιες λειτουργίες όπως και στην παραπάνω χειροκίνητη διαδικασία που περιγράφτηκε (Auto- Manual – Off), και 2 buttons Start-Stop. Ενώ θα πρέπει να υπάρχει και αυτοσυγκράτηση του ηλεκτρονόμου της Ταινίας στην χειροκίνητη επιλογή.
Τέλος ο τελευταίος ηλεκτρονόμος τροφοδοτεί έναν κινητήρα που αφορά την ταχύτητα με την οποία θα κινείται η αρπάγη, δηλαδή την ταχύτητα της φόρτωσης του λιγνίτη. Μπορεί να ενεργοποιθεί μέσων 2 επιλογικών διακοπτών, ανάλογα με την ταχύτητα που επιθυμούμε, στρέφοντας τον κατάλληλο διακόπτη (κλειδιά).
Για τον εποπτικό έλεγχο του παραπάνω αυτόματου συστήματος από τους εργαζόμενους, θα πρέπει να υπάρχει φωτεινή σήμανση(λυχνίες διαφορετικού χρώματος) ότι λειτουργούν κανονικά τα κύρια τμήματα που είναι, ο Μαγνήτης, η Ταινία και το Βαγόνι.
Για την επίλυση του παραπάνω συστήματος θα απαιτηθούν τα στοιχεία που παρουσιάζονται στον πίνακα:
Πίνακας 7.8: Χρησιμοποιούμενες συσκευές και στοιχεία αυτοματισμού
Επίλυση Προβλήματος:
- Αυτόματη επιμέρους διαδικασία 1
- Χειροκίνητη επιμερους διαδικασία 1
- Αυτόματη επιμέρους διαδικασία 2
- Χειροκίνητη επιμέρους διαδικασία 2
Με βάση το σενάριο που περιεγράφτηκε, θα πρέπει να έχουμε 12 στοιχεία που πρέπει να διεγερθούν. Αυτά θα είναι ένα χρονικό ρελέ, μια ηχητική σήμανση, ένας ανορθωτής ρεύματος, ένα ρελέ που τροφοδοτεί τον Μαγνήτη,την Σαρώτρια,την Ταινία 3, το Κόσκινο,το Βαγονάκι, έναν κινητήρα που θα κινεί την αρπάγη με διαφορετική ταχύτητα, και 3 διαφορετικές λυχνίες.
Αρχικά το ρεύμα εφόσον η επαφή «1-2» είναι κλειστή, δηλαδή η ταινία 3 είναι έτοιμη να δεκτεί τον λιγνίτη της 1, διεγείρει το χρονικό και την κόρνα, ενώ μετά από ένα χρονικό διάστημα ανοιγεί η επαφή 3-4, κλείνει η 4-5 , οπότε σταματά η κόρνα και διεγειρεται ο ανορθωτής εφόσον δεν υπάρχει σφάλμα και τα θερμικά παραμένουν κλειστά. Ο ανορθωτής κλείνει την επαφή 13-14(Β1) και έτσι διεγείρεται το μαγνητικό τύμπανο, το οποίο αποτελέι τον 3ο κλάδο. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται όταν ο LS1 είναι στραμμένος στην επιλογή AUTO.
Στην περίπτωση της χειροκίνητης διαδικασίας, στρέφουμε τον επιλογικό διακόπτη LS1 στην επιλογή Manual. Στην περίπτωση αυτή οι επαφές S1 στους κλάδους 3-4-7 ανοίγουν, ενώ οι επαφές S2 στους κλάδους 5 και 6 κλείνουν. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργείται ένα καινούριο «μονοπάτι» (η επαφή 1-2 είναι ανοικτή) μέσω του μπουτον START, και έτσι διεγείρεται ΜΟΝΟ ο ανορθωτής, ο οποίος παραμένει διεγερμένος μέσω αυτοσυγκράτησης, μέχρι να πατηθεί το STOP.
Η 2η αυτόματη διαδικασία συνεχίζει όταν η επαφή 9-10 στον κλάδο 8 παραμένει κλειστή από το σύστημα ψύξης και όταν ο επιλογικός διακόπτης LS2 είναι στραμένος στην επιλογή AUTO, όποτε οι επαφές S1(9-10-13 κλάδους) είναι κλειστές ενώ οι επαφές S2 (11-12 κλάδους) είναι ανοικτές. Οι 3 θερμικές επαφές που αντιστοιχούν στο Κόσκινο, στη Σαρώτρια και στην Ταινία τοποθετούνται στη σειρά στον κλάδο 8 ωστέ να κόβουν τη διεγέρση και στα 3 στοιχεία όταν προκύπτει σφάλμα σε ένα από αυτά. Με αυτό το τον τρόπο εφόσον τα θερμικά είναι κλειστά, διεγείρονται τα ρελέ των 3 στοιχείων(Σαρώτρια-Κόσκινο-Ταινία). Τα 3 αυτά στοιχεία κλείνουν τις 3 επαφές 13-14 στον κλάδο 13 και εφόσον η επαφή 23-24 που δηλώνει την ετοιμότητα των υπόλοιπων ταινιόδρομων είναι κλειστή, διεγείρεται ο Κ5 που αντιστοιχεί στην κίνηση του Βαγονιού.
Όταν στρέψουμε τον επιλογικό διακόπτη LS2 σε Manual, οι επαφές S1-S2 στους κλάδους 9-10-11-12-13 που περιγράφτηκαν, αλλάζουν κατάσταση δημιουργείται μονοπάτι μέσω του START (κλάδο 13) και μέσω της αυτοσυγράτησης διεγείρεται το Κ3, χώρις να διεγείρεται το Κ5. (Κ1 και Κ4 διεγείρονται στιγμιαία μόλις πατηθεί το Start, και αποδιεγείρονται όταν το αφήσουμε διότι δεν υπάρχει αυτοσυγκράτηση καθώς θέλουμε να εκκινούμε χειροκίνητα μόνο την ταινία και όχι κόσκινο και σαρώτρια).
Έλεγχος ταχύτητας και εποπτεία
Στη συνέχεια στον κλάδο 14 στρέφοντας το κατάλληλο κλειδί για την επιθυμητή ταχύτητα, δημιουργούμε δρόμο διέγερσης στο Κ6 (ταχύτητα αρπάγης). Ενώ στους κλάδους 15-16-17, διέγερση του Κ1-Κ3-Κ5 προκαλεί φωτεινή σήμανση των λυχνιών.
Σχήμα 7.34: Σχέδιο Αυτοματισμού
Leave a Reply