Устройство контроля скорости УКС-1 (реле контроля скорости КС и датчик БКВ)

Устройство контроля скорости УКС предназначено для контроля скорости ленты ленточного конвейера либо для контроля движения цепи одноцепного скребкового конвейера и работы механизмов.  Устройство снабжено узлом аварийного отключения конвейера из любой точки по его трассе. 
 

Устройство выпускается в двух модификациях:

Устройство УКС.1 состоит из аппарата контроля скорости КС и датчика бесконтактного контроля вращения БКВ.
Устройство УКС.2 состоит из аппарата КС и магнитоиндукционного датчика ДМ-3.

Аппарат контроля скорости КС предназначен для работы в условиях умеренного и холодного климата (температура окружающего воздуха от минус 10 до 45°с, относительная влажность до 98% при температуре 25°С). Датчики БКВ и ДМ-3 предназначены для работы в условиях умеренного и холодного климата (температура окружающего воздуха от минус 40 до 55°С, влажность 100% при температуре 35°С).
Область и условия применения устройств – на обогатительных фабриках в соответствии с «Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах».
Аппарат КС (аппарат общего назначения с искробезопасными цепями) должен устанавливаться в закрытых помещениях категории 3.1 по ГОСТ 15150-69 вне взрывоопасной среды.
Датчики БКВ и ДМ-3 могут устанавливаться вне помещения, а также во взрывоопасной среде.

Технические характеристики УКС

• Степень защиты аппарата КС по ГОСТ 14254-80 – JP30.
• Номинальное напряжение питания (частотой 50Гц) – 220, 380В.
• Допустимые колебания напряжения питающей сети от 0,85 до 1,1 номинального значения.
• Потребляемая мощность не более 10В·А .
• Количество контактов не менее:  выходного реле К1 – 2з + 1р;  реле аварийного отключения К2 – 1з.
• Чувствительность аппарата КС (амплитуда напряжения сигнала датчика) не менее 2В.
• Контролируемая величина снижения скорости ленты не более 25%.
• Скорость движения ленты, при которой контролируется ее снижение не уже пределов 0,6-5,0 м/с.
• Скорость движения скребковый цепи, при которой контролируется ее движение не уже пределов 0,4-1,6 м/с.
• Выдержка времени:  на включение выходного реле в пределах от 2 до 6с;  на отключение выходного реле, регулируемая, не уже пределов от 2 до 5с.
• Устройство должно обеспечивать аварийное отключение конвейера из любой точки по его трассе.
• Сопротивление шлейфа линии аварийного отключения конвейера не более 50Ом.
• Напряжение в искробезопасной линии аварийного отключения конвейера не более 26В.
• Ток короткого замыкания в искробезопасной линии аварийного отключения конвейера не более 0,026А.
• Масса аппарата КС не более 4 кг.
• Габаритные размеры аппарата не более 215х145х17мм.
• Наработка на отказ не менее:  устройства УКС – 5000 часов;  аппарата КС – 10000 часов.

Коммутационная способность контактов реле приведена в таблице 1.

Таблица 1.  

Требования к условиям эксплуатации устройства приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Принцип работы

Принцип работы приведен в схеме структурной и схеме принципиальной.

Структурная схема
ДС – датчик скорости;
ИП – источник питания;
ВУ – входной узел;
ПР – преобразователь;
УН – узел настройки;
КУС – коммутатор уровня сравнения;
УС – устройство сравнения;
ВБ – выходной блок;
УАО – узел аварийного отключения;
VD21 – концевой диод;
КТВ – кабель-тросовый выключатель.

Схема электрическая принципиальная УКС

А – искробезопасная цепь;
Б – заливка компаундом;
В – проверка;
Г, Д – настройка;
Е – работа (зеленый цвет);
И – настройка (красный цвет);
К – сеть (желтый цвет);
М – время;
ДС – датчик скорости.

1. Возможны отклонения указанных напряжений до 30% от приведенных значений.
2. Измерения проводились прибором типа В7-20 при напряжении питания 220В и отключенном датчике скорости
3. * Подбирается при регулировании.

Устройство УКС включает датчик скорости ДС и аппарат контроля скорости КС. Аппарат КС состоит из источника питания ИП, входного узла ВУ, преобразователя ПР, узла настройки УН, коммутатора уровней сравнения КУС, узла сравнения УС, выходного блока ВБ и узла аварийного отключения УАО.
Сигнал переменного тока с датчика ДС, частота которого пропорциональна скорости контролируемого механизма, подается во входной узел ВУ, в котором происходит удвоение частоты и разделение искробезопасной цепи датчика от искробезопасных цепей аппарата КС.
После этого в преобразователе ПР частотный сигнал датчика преобразуется в аналоговый и через узел настройки УН подается на узел сравнения УС. Сюда поступает также сигнал с коммутатора уровня сравнения КУС. Если уровень сигнала фактической скорости с узла УН соответствует заданным уровням сравнения КУС, то сигнал с узла сравнения УС поступает далее в выходной блок ВБ, в котором включается исполнительное реле. В противном случае выходной сигнал с узла сравнения отсутствует и исполнительное реле в выходном блоке ВБ отключено.
Аварийное отключение конвейера из любой точки по его трассе обеспечивается узлом УАО. При воздействии на выключатели КТВ узел УАО отключает реле выходного блока ВБ, которое, в свою очередь, отключает конвейер.

Конструкция аппарата КС

Аппарат КС заключен в пластмассовую оболочку, состоящую из корпуса 1 и основания 2 (Общий вид аппарата КС). Корпус снабжен подпружиненной крышкой 5, закрывается доступ к элементам настройки и регулировки. Корпус крепится к основанию четырьмя винтами 3. Основание имеет 18 винтовых зажимов, 4 – для внешних подсоединений. На основании размещена выемная часть (Выемная часть аппарата КС), на ее шасси размещены силовой Т2 и разделительный Т1 трансформаторы, реле К1 и К2, конденсаторы С24 и С28 и съемный блок, содержащий остальные элементы схемы.

На верхней плате съемного блока размещены светодиод 1 (VD14, «работа»), светодиод 2 (VD15, «настройка»), светодиод 3 (VD16, «сеть»), тумблер 4 (S2), кнопка 5 (S1, «проверка»), кнопка 6 (S3, «настройка»), резистор 7 (R5, «настройка»), резистор 8 (R31, «время»).
Для того, чтобы снять съемный блок, необходимо отвинтить винт 9, снять изоляционную панель 10 и затем отвинтить гайки 11.
Переключатель ХТ предоставляет собой ряд винтовых зажимов 12 и лепестков 13, подключаемый к одному из этих зажимов.
Между 15-м и 16-м винтовыми зажимами основания установлен концевой диод VD21.

(Общий вид аппарата КС)

Монтаж

Перед монтажом необходимо произвести внешний осмотр датчика и аппарата КС, проверить целостность их оболочек и наличие пломбы на аппарате КС, ознакомиться с настоящим «Руководством по эксплуатации».

Рекомендации по монтажу аппарата КС
Аппарат КС должен устанавливаться вне взрывоопасного помещения на специальных щитах, панелях или в шкафах.
Питающая сеть (в зависимости от напряжения) подводится к электрическим зажимам 1…3, зажим 14 заземляется. К зажимам 17-18 подключается датчик скорости. К зажимам 15-16 подсоединяется линия аварийного отключения конвейера, при этом диод VD21 обязательно снимается с основания аппарата КС и устанавливается в конце линии связи (в камере ввода последнего КТВ).
Если нет необходимости в аварийном отключении конвейера по длине его трассы, концевой диод VD21 должен быть обязательно установлен на зажимах основания 15-16.
При контроле работы скребковых конвейеров иногда необходимо иметь выдержку времени на включение выходного реле К1. В этом случае к зажимам 12-13 подключают контакт КМ (контакт пускателя привода).
Подключение к остальным зажимам осуществляется в соответствии со схемой автоматизации контролируемых объектов и принципиальной схемой аппарата КС.

Рекомендации по прокладке соединительной линии между датчиком скорости и аппаратом КС и цепи аварийного отключения конвейера
Соединительная линия между датчиком скорости и аппаратом КС согласно требованиям ГОСТ 22782.5-78 должна прокладываться раздельно от искроопасных цепей.
Эта линия должна выполняться кабелем ТАШ длиной до 500 м либо другим, разрешенным для применения в шахтах.
Для уменьшения электрических помех (наводок) цепи, соединяющие датчик с аппаратом КС, рекомендуется прокладывать в стороне от силовых кабелей.
Помехи в электрических цепях, соединяющих датчик с аппаратом КС, можно подавлять с по мощью резистора, подсоединяемого к зажимам 17-18 аппарата КС. Для устройства УКС.1 величина шунтирующего сопротивления – 0,47-1,0 кОм.
Для устройства УКС.2 величина шунтирующего сопротивления должна определяться экспериментально в каждом конкретном случае. Мощность шунтирующего резистора должна быть не менее 0,5Вт.
Цепь аварийного отключения прокладывается телефонным кабелем со стороны прохода людей. Она соединяет датчики КТВ, расположенные на расстоянии 50-70 м друг от друга, между собой, а также с аппаратом КС (Схема структурная).
Телефонный кабель одновременно служит в качестве тягового органа, с помощью которого осуществляется воздействие на выключатель. Сопротивление этой цепи должно быть не более 50Ом.
Концевой диод устанавливается в последнем выключателе, чем обеспечивает самоконтроль цепей аварийного отключения. Цепи аварийного отключения допускается прокладывать голыми проводами.

Рекомендации по установке датчика БКВ на ленточном конвейере
Датчик должен монтироваться на ленточном конвейере согласно руководству по эксплуатации на БКВ.

Рекомендации по установке датчика ДМ-3 на ленточных конвейерах
Контроль номинальной скорости ленты ленточного конвейера, а также пробуксовки ее может производиться не только датчиком БКВ, но и ДМ-3. Для этого можно на ленточном конвейере по торцу отклоняющего (холостого) барабана установить крыльчатку в виде плоских остальных пластин (спиц). Эта крыльчатка вращается вместе с барабаном мимо неподвижного датчика ДМ-3 и обеспечивает подачу сигналов необходимой частоты.

Рекомендации по установке датчика ДМ-3 на скребковых конвейерах и других механизмах
В этих случаях датчик работает непосредственно от движущихся деталей и узлов механизма или от специальных приспособлений, связанных с механизмом и воздействующих на датчик.
Частота следования импульсов от датчика должна быть не менее, чем 1 раз в 5 с (5с – максимальная выдержка на отключение).
Максимальная частота не ограничена.
Рекомендации по установке датчика ДМ-3 на одноцепных скребковых конвейерах, когда датчик находится в рештаке и на него воздействует непосредственно цепь конвейера приведены в паспорте на датчик ДМ-3.

Рекомендации для конвейеров, на которых датчик ДМ-3 работает от приспособлений.
В качестве воздействующих стальных элементов могут служить:

• бобышки диаметром 30, 40 мм, толщиной 10, 20 мм;
• эти же бобышки, установленные на остальных планках (угольниках) сечением 6х20 мм или 6х30мм;
• планки (полосы), угольники шириной 20, 30 мм, толщиной 5-6 мм, длиной не менее 110 м.

Величина сигнала датчика зависит от зазора между активной частью датчика и воздействующим элементом и скорости прохождения последнего мимо датчика. Выбор величины и скорости движения воздействующего элемента, обеспечивающих нормальную работу устройства УКС, производится по графикам зависимости скорости движения воздействующего элемента от зазора до датчика ДМ-3. На них приведены максимальные зазоры для различных скоростей различных воздействующих элементов.

Зависимость скорости движения воздействующего элемента от зазора до датчика ДМ-3

1 – бобышка Ф30, h=10мм;
2 – бобышка Ф30, h=20мм;
3 – бобышка Ф40, h=20мм;
4 – бобышка на планке Ф30, h=10мм;
5 – бобышка на планке Ф30, h=20мм;
6 – планка 110х20х6мм; 7 – планка 110х30х6мм.
Ua – линейная скорость точки на воздействующем элементе (условно точка А), которая при движении последнего проходит мимо центра датчика.

Один из возможных вариантов привязки ДМ-3 на скребковых конвейерах и других механизмах приведен ниже.

Установка датчика ДМ-3
1 – пруток;
2 – рычаг;
3 – валик;
4 – шайба 10.04.0121 ГОСТ11371-78;
5 – гайка М10.5.019 ГОСТ 5915-70;
6, 7 – прокладка;
8 – корпус;
9 – втулка железографитная;
10 – крышка;
11 – панель;
12 – болт М8х20.46.019 ГОСТ7796-70;
13 – гайка М8.5.019 ГОСТ 5915-70;
14 – шайба 8.65Г 029 ГОСТ 6402-70;
15 – болт М12х30.46.019 ГОСТ7796-70;
16 – гайка М12.5.019 ГОСТ 5915-70;
17 – амортизатор;
18 – болт;
19 – болт М12х55.46.019 ГОСТ7796-70;
20 – датчик ДМ-2;
21 – прокладка.

1. Втулку (поз.9) запрессовать в корпус (поз. 8);
2. Сопряжение валика (поз.3) с втулкой (поз. 9) выполнить по скользящей посадке.

Предпусковая наладка и регулирование УКС

Предпусковая наладка и регулирование устройства УКС.1
Подготовить аппарат КС к работе. Тумблер 4 аппарата КС (Выемная часть аппарата КС) установить в положение Л (ленточный). Ось переменного резистора 7 «настройка» повернуть в крайнее по часовой стрелке положение. Ось переменного резистора 8 «время» повернуть в крайнее против часовой стрелки положение, что соответствует минимальной выдержке времени. Лепесток 13 установить в одно из положений в зависимости от номинальной скорости ленты конвейера в соответствии с таблицей 3.
После этого проверить надежность подсоединения концевого диода VD21. В этом случае подсоединения к аппарату КС линии аварийного отключения конвейера концевой диод VD21 должен быть снят с основания аппарата КС и установлен в конце линии в камеру ввода последнего кабель-троссового выключателя КТВ.
Подключить к аппарату КС напряжение питания (светится светодиод VD16 «сеть»).
Запустить конвейер (светится светодиод VD15 «настройка»).
Настроить аппарат КС на номинальную скорость ленты конвейера. Нажать кнопку 6 «настройка». Плавно поворачивать ось переменного резистора 7 «настройка» по часовой стрелке до тех пор, пока яркость свечения светодиода VD15 «настройка» не уменьшится. При этом должен начать светиться светодиод VD14 «работа». Если при настройке вместо уменьшения яркости VD15 вообще гаснет, необходимо плавно повернуть ось резистора 7 против часовой стрелки и добиться одновременного свечения светодиодов VD14 и VD15. Одновременное свечение светодиодов VD14 и VD15 сигнализирует об окончании настройки. Отпустить кнопку «настройка».
Плавным поворотом оси резистора 8 «время» по часовой стрелке установить необходимую выдержку времени.
Выдержка времени на отключение конвейера устанавливается поворотом оси резистора 8 по часовой стрелке и периодическим замером времени отключения секундомером.
Нажатием кнопки 5 «проверка» проверить работоспособность устройства в части контроля снижения скорости ленты. Конвейер должен остановиться, светодиод VD15 гаснет и с выдержкой времени на отключение гаснет светодиод VD14. Реле К1 отключается.
Проверить, обеспечивает ли устройство аварийное отключение конвейера, для чего:

• разомкнуть контакт датчика КТВ – светодиод VD15 гаснет, реле К1 отключается;
• замкнуть контакт датчика КТВ – светодиод VD1 светится, реле К1 включается;
• замкнуть клеммы 15-16 основания аппарата КС – светодиод VD15 гаснет, реле К1 отключается;
• разомкнуть клеммы 15-16 основания аппарата КС – светодиод VD1 светится, реле К1 включается.

Предпусковая наладка и регулирование устройства УКС.2
Подготовить аппарат КС к работе. Тумблер 4 аппарата КС (Выемная часть аппраата КС) установить в положение С (скребковый). Ось переменного резистора 7 «настройка» повернуть в крайнее по часовой стрелке положение, ось переменного резистора 8 «время» повернуть в крайнее против часовой стрелки положение, что соответствует минимальной выдержке времени. Лепесток 13 установить в положение 6.
Настроить аппарат КС. Вращением оси переменного резистора 7 «настройка» против часовой стрелки установить необходимое время отключения аппарата КС. Если при повороте оси резистора 7 «настройка» в крайнее против часовой стрелки положение реле К1 не включается, необходимо поворотом оси резистора 8 «время» по часовой стрелке увеличить время отключения конвейера.

Выемная часть аппарата КС

Возможные неисправности и методы их устранения приведены в таблице 4.

Таблица 4. Возможные неисправности и методы их устранения

Данные трансформатора Т2 приведены в таблице 5.

Таблица 5. Данные трансформатора Т2