Zakład Mechaniki Precyzyjnej Gliwice 17.10.2006 NIVOMER 44-100 Gliwice, ul. Portowa 21 NIP 631-020-75-37 e-mail: nivomer@poczta.onet.pl fax.tel. (032) 238-20-31 0601-40-31-21 ELEKTROMECHANICZNY SYGNALIZATOR POZIOMU SPMS-4 Spis treści: Spis rysunków: 1. Zastosowanie Rys. 1. Elektromechaniczny sygnalizator 2. Budowa poziomu SPMS-4 3. Zasada działania Rys. 2. Schemat kinematyczny SPMS-4 4. Dane techniczne Rys. 3. Podłączenie układu sterującego 5. Zamocowanie sygnalizatora 6. Oznaczenie sygnalizatora
1. Zastosowanie Elektromechaniczny sygnalizator poziomu SPMS-4 przeznaczony jest do sygnalizowania poziomu materiałów sypkich w zbiornikach otwartych i zamkniętych. 2. Budowa Elektromechaniczny sygnalizator poziomu SPMS-4 /rys.1/ zbudowany jest z obudowy 2, pokrywy 1, piasty 3, kołnierza 4, wałka 5, i łopatki 6. W obudowie 2 zamocowany jest dławik kablowy 11, a w pokrywie 1 diody sygnalizacyjne LED 12 (czerwona i zielona). Wewnątrz obudowy znajduje się zespół napędowy (silniczek + przekładnia zębata) poz.1 /rys. 2/, dźwignie stabilizujące zespół napędowy 12 /rys.2/, dwa mikrołączniki krańcowe 15 oraz impulsator (krzywka 17 z mikrołącznikiem 16). Nad zespołem napędowym 1 /rys.2/ umieszczony jest moduł elektroniki 13 /rys.1/ sterujący sygnalizatorem. Na obwodzie drukowanym modułu elektroniki 13 znajdują się listwy przyłączeniowe 14 i 15, bezpiecznik topikowy 17 i przełącznik sekcyjny 16. Układ sterujący zbudowany jest w oparciu o wydajny mikrokontroler RISC z rodziny AVR. W module elektroniki znajduje się przetwornica przetwarzająca napięcie stałe na napięcie przemienne (prostokątne) w przypadku zasilania silnika prądu przemiennego ze źródła 24VDC. 3. Zasada działania Po podłączeniu zasilania do listwy zaciskowej 14 /rys.1/ łopatka 6 jest napędzana zespołem napędowym 1 /rys.2/ poprzez koło zębate 7 i 8, sprzęgło przeciążeniowe 11 i wał 5. Z chwilą gdy surowiec osiągnie poziom obracającej się łopatki to ją zatrzymuje. W dalszym ciągu pracujący zespół napędowy 1 /rys.2/ zamocowany na podstawie obrotowej 4 /rys.2/ napędza koło zębate 7, które toczy się po zatrzymanym kole zębatym 8 /rys.2/. Obracający się na łożysku 10 /rys.2/ zespół napędowy 1 wraz z podstawą obrotową 4 wychyla dźwignię stabilizującą 12 /rys.2/ pokonując siłę naciągu sprężyny 13 /rys.2/ do momentu zadziałania mikrołącznika krańcowego 15 /rys.2/. Mikrołącznik 15 wyłącza obwód zasilania silnika i załącza przekaźnik, który pracuje w układzie sterowania zewnętrznego. W tym położeniu pozostają wszystkie elementy obrotowe sygnalizatora. Obniżenie się surowca poniżej poziomu łopatki 6 powoduje ściągnięcie przez sprężynę 13 zespołu napędowego 1 w położenie równowagi. Mikrołącznik krańcowy 15 ponownie zamyka obwód zasilania silniczka i wyłącza przekaźnik, który powoduje przerwanie obwodu sterowania zewnętrznego. Ze względu na to, że silnik zespołu napędowego 1 może obracać się w obu kierunkach to sygnalizator posiada dwie dźwignie stabilizujące i dwa mikrołączniki krańcowe 15 /rys.2/. Obracanie się łopatki sygnalizuje migająca dioda LED zielona, a zatrzymanie łopatki dioda LED czerwona. Stałe świecenie zielonej diody LED sygnalizuje brak impulsów z impulsatora. Obie diody 12 /rys.1/ znajdują się w pokrywie 1 /rys.1/. Moduł elektroniki sygnalizatora poziomu SPMS-4 wyposażony jest w układ sterowania, który można wykorzystać do podtrzymania załączonych styków przekaźnika przy niepożądanym chwilowym rozłączeniu się styków mikrołącznika 15 /rys.2/. Taka sytuacja może wystąpić przy obracaniu łopatki przez przemieszczający się surowiec w kierunku zgodnym z kierunkiem wychylenia zespołu napędowego 1 /rys.2/. Gdy układ podtrzymania jest wyłączony to zwolnienie styków przekaźnika i wygaszenie czerwonej diody LED następuje zaraz po rozłączeniu styków uprzednio załączonego mikrołącznika krańcowego 15 /rys.2/. Jeśli układ podtrzymania styków przekaźnika jest załączony to zwolnienie styków przekaźnika następuje dopiero po zliczeniu przez układ elektroniczny zadanej liczby impulsów z impulsatora (mikrołącznik 16 + krzywka 17) /rys.2/ pomimo rozłączonych styków mikrołączników 15 /rys.2/. Rozłączenie mikrołącznika krańcowego 15 /rys.2/ i ponowne jego załączenie w czasie kiedy układ podtrzymania jest włączony powoduje wyzerowanie licznika i zliczanie impulsów od początku. Zabezpiecza to układy sterowania zewnętrznego, w których pracują sygnalizatory SPMS-4 przed niepożądanym chwilowym załączeniem urządzeń transportujących surowce sypkie. Czas zliczenia jednego impulsu wynosi ok. 7 sekund, a zwolnienie styków przekaźnika następuje tylko po nieprzerwanym zliczaniu ustalonej liczby impulsów. Czas podtrzymania załączonych styków przekaźnika, a więc ilość zliczonych impulsów z impulsatora zadaje się za pomocą pierwszych trzech suwaków (1-3) przełącznika sekcyjnego /16/. Znaczenie ich zostało przedstawione w Tabeli 1. -1-
Tabela 1. Czas podtrzymania styków przekaźnika Czwarty suwak w przełączniku sekcyjnym przeznaczona jest do ustalania trybu pracy przekaźnika elektromagnetycznego. Znaczenie ustawienia tego przełącznika jest następujące: Tabela 2. Tryby pracy przekaźnika. Tryb normalnie rozwarty charakteryzuje się tym, że stan przekaźnika przy obracającej się łopatce jest taki sam jak podczas odłączenia napięcia zasilania. W trybie normalnie zwartym stan przekaźnika przy unieruchomionej łopatce jest taki sam jak przy odłączonym napięciu zasilania. Dzięki temu zabezpieczone zostają urządzenia zewnętrzne podczas niekontrolowanego odcięcia zasilania sygnalizatora. -2-
W celu umożliwienia zdiagnozowania pracy sygnalizatora SPMS-4 został on wyposażony w dwie diody sygnalizacyjne LED (czerwoną i zieloną). Zaświecenie się diody czerwonej oznacza załączenie przekaźnika. Obracanie się łopatki 6 sygnalizowane jest przez migającą diodę zieloną. Stałe świecenie diody zielonej sygnalizuje brak impulsów z impulsatora, a wiec stan awaryjny. Diody sygnalizacyjne pozwalają szybko określić stan pracy sygnalizatora. Wyróżnić można pięć stanów pracy sygnalizatora: Tabela 3. Stany pracy sygnalizatora. 4. Dane techniczne - zasilanie: 24VDC lub 230 VAC - obciążalność styków przekaźnika: 8A /250V - pobór mocy: 4,5W - prędkość obracania łopatki: 0,6 obr/min - temperatura pracy T = 150 0 C - temperatura otoczenia T = 80 o C - maksymalne ciśnienie w zbiorniku 0,3 MPa - przyłącze kołnierzowe lub gwint 1 ½ - stopień ochrony obudowy: IP 66 - długość wałka: 0,2 3 m - długość wałka specjalnie wykonanego z liny (średnica liny 8mm): 1-15m - materiał elementów sygnalizatora stykających się z surowcem: stal 0H18N9 - masa 3,5kg 5. Zamocowanie sygnalizatora Sygnalizatory SPMS-4 można montować do zbiornika poprzez króciec kołnierzowy lub króciec gwintowany G = 1 ½. Sygnalizatory typu A przeznaczone są do pracy w pionie, a typu B w poziomie. Producent SPMS-4 może wykonać na życzenie zamawiającego dowolne zamocowanie kołnierzowe lub gwintowane. -3-
6. Oznaczenie sygnalizatora -4-
Rys. 2. Schemat kinematyczny SPMS-4 Rys. 3. Podłączenie układu sterującego. -5-