ШКУ ЭТО-110/0 Шкаф контроля и управления электротермическим оборудованием

ШКУ ЭТО-100/0 предназначен  для управления температурно-временными  режимами термообработки в печах сопротивления со следующими классификационными признаками:
  • Шахтные, камерные, колпаковые, муфельные электропечи сопротивления непрерывного действия с числом зон от 1 до 3 без циркуляции среды в рабочем объеме (возможна реализация циркуляции в нестандартной модификации)
  • Высокие требования к точности измерения
  • Непрерывное поддержание температуры на постоянном уровне
  • ПИД-алгоритм регулирования;
  • бесконтактная коммутация нагревателей с помощью тиристоров (симисторов) методом ШИМ (без использования понижающих трансформаторов);
  • технологическая (по уровню температуры) и аварийная сигнализация;
  • локальная регистрация параметров отсутствует;
  • возможность передачи данных по интерфейсу RS-485;
  • Отсутствует отсчет времени термообработки
Шкафы контроля и управления электропечами обеспечивают:
  • Измерение и индикацию измеренного значения температуры и уставки в зонах регулирования
  • ПИД-регулирование с бесконтактной коммутацией нагревателей;
  • Измерение и индикацию тока нагревателей;
  • Индикацию основных этапов процесса термообработки;
  • Отсчет и индикацию времени до окончания термообработки;
  • Измерение и индикация температуры в дополнительных точках контроля (для Х4≠0);
  • Блокировку нагрева при открывании дверцы печи;
  • Независимую защиту от перегрева (для Х3=1);
  • Технологическую (по уровню температуры) и аварийную сигнализацию с возможностью подключения звукового оповещения;
  • Информационный обмен по сети RS-485 и протоколу Modbus RTU с верхним уровнем системы управления.

Модификация ШКУ с независимой системой защиты от перегрева (Х3=1) имеет в своем составе наряду с блокировкой, реализуемой регуляторами каждой зоны, еще и полностью независимый канал контроля температуры с функцией отключения нагрева. Таким образом, обеспечивается максимально надежная защита оборудования от перегрева.

Дополнительные точки контроля могут размещаться в садке (в загрузке), в самой холодной точке, в самой горячей точке в рабочем объеме печи, в сопутствующем оборудовании (закалочные баки и др.) и т.п.

Межповерочный интервал средств измерений, входящих в состав ШКУ, составляет 2 года.

 

Временные диаграммы Шкафа контроля и управления:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внешний вид и органы управления шкафа контроля и управления

Конструктивно ШКУ состоит из металлической оболочки, на лицевой и внутренней монтажной панелях которой смонтировано электротехническое, контрольно-измерительное оборудование и средства автоматизации, монтажные кабельные каналы, присоединительные клеммы для подключения внешнего электротехнического оборудования. Контрольно-измерительное оборудование, средства автоматизации и электротехническое оборудование ШКУ связаны между собой жгутами,  уложенными в кабельные каналы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ поз.

Описание (название)

Назначение

1

Индикатор ПЕЧЬ ОТКРЫТА

Индикация открытой дверцы/крышки печи

2

Индикатор СЕТЬ

Индикация подачи сетевого трехфазного питающего напряжения на ШКУ

3

Индикатор НАГРЕВ

Индикация подачи напряжения на нагреватели

4

Индикатор НОРМА

Информирование о допустимом значении температуры (температура в пределах технологического допуска)

5

Индикатор АВАРИЯ

Индикация неисправности регулятора или обрыва датчика температуры.

6

Индикатор ПЕРЕГРЕВ

Индикация аварийного перегрева (критичного для печи)

7

Регулятор МЕТАКОН

Измерение, отображение и регулирование температуры в зоне электропечи

8

Переключатель ВКЛ/ВЫКЛ

Включение-выключение схемы управления

9

Кнопка ПУСК

Запуск процесса разогрева электропечи

10

Индикатор АВАРИЯ независимой системы защиты от перегрева (для Х3=1)

Индикация неисправности измерителя-сигнализатора или обрыва датчика независимой системы защиты от перегрева

11

Измеритель-сигнализатор независимой системы защиты от перегрева (для Х3=1)

Измерение температуры и блокировка нагрева при аварийном перегреве

12

Индикатор ПЕРЕГРЕВ независимой системы защиты от перегрева (для Х3=1)

Индикация аварийного перегрева, зафиксированного независимой системой защиты от перегрева

13

Кнопка ЗАКРЫТЬ

Закрывание дверцы/закатывание подины

14

Кнопка ОТКРЫТЬ

Открывание дверцы/выкатывание подины

15

Кнопка СНЯТИЕ ЗВУКА

Снятие звука при срабатывании звуковой сигнализации

16

Кнопка СТОП

Останов процесса разогрева

 

Датчики температуры, подключаемых к ШКУ, диапазоны и погрешность измерения приборов (без учета датчиков)

Типы датчиков, которые  можно подключать к приборам ШКУ, диапазоны и погрешность  измерения приборов  ШКУ приведены в таблице ниже. Погрешность измерения, приведенная в таблице, указана без учета погрешности датчиков температуры. 

Типы датчиков

Диапазоны измерения

Погрешность измерения

Хромель-алюмель ХА(K)

(-100…+1300) ºС

± 0,1 %

Хромель-копель ХК(L)

(-100…+750) ºС

± 0,1 %

Нихросил-нисил НН(N)

(-50…+1300) ºС

± 0,1 %

Железо-константан ЖК(J)

(-100…+900) ºС

± 0,1 %

Платина-10 % Родий/Платина ПП(S)

(0…+1600) ºС

± 0,25 %

Платина-13 % Родий/Платина ПП(R)

(0…+1600) ºС

± 0,25 %

Платина-30 % Родий/Платина-6 % Родий ПР(B)

(300…+1700) ºС

± 0,25 %

Медь/константан MK(T)

(-220…+400) ºС

(-270…+220) ºС

± 0,1 %

± 0,5 %

Хромель/константан XKн(Е)

(-220…+1000) ºС

(-270…-220) ºС

± 0,1 %

± 0,5 %

Вольфрам-рений ВР(А-1)

(0…+2200) ºС

± 0,25 %

Вольфрам-рений ВР(А-2)

(0…+1800) ºС

± 0,25 %

Вольфрам-рений ВР(А-3)

(0…+1800) ºС

± 0,25 %

Термопреобразователь сопротивления 100М

(-180…+200) ºС

± 0,1 %

Термопреобразователь сопротивления 50М

(-180…+200) ºС

± 0,1 %

Термопреобразователь сопротивления 100П

(-200…+850) ºС

± 0,1 %

Термопреобразователь сопротивления 50П

(-200…+850) ºС

± 0,1 %

Термопреобразователь сопротивления Pt100

(-200…+850) ºС

± 0,1 %

Пирометр РК-15

(400…+1500) ºС

± 0,15 %

Пирометр РС-20

(900…+2000) ºС

± 0,1 %

Датчик с унифицированным токовым выходом

0…5 мА

± 0,1 %

Датчик с унифицированным токовым выходом

0…20 мА

± 0,1 %

Датчик с унифицированным токовым выходом

4…20 мА

± 0,1 %

Датчик с линейным выходным сигналом напряжения

0…50 мВ

± 0,1 %

Датчик с линейным выходным сигналом напряжения

0…1000 мВ

± 0,1 %

 

Характеристики интерфейса связи

ШКУ обеспечивает двунаправленную передачу данных в системы верхнего уровня по интерфейсу RS-485. Это позволяет создавать на основе ШКУ ЭТО-100/0 централизованные системы мониторинга и диспетчерского управления электротермическим оборудованием на уровне участка, цеха, а также использовать данные в MES и ERP-системах.

Характеристика

Возможные

значения

Тип интерфейса

RS-485

Тип линии связи

Экранированная витая пара

Структура сети

Общая шина

Максимальная скорость обмена

115200 бит/с

Протокол

Modbus RTU (8N2)

Адресация

Программируется

 

Габаритные характеристики (ВхШхГ)

Кол-во зон

Исполнение

Максимальная мощность нагревателя одной зоны (Х2), кВт 

30

60

75

110

1

напольные

1900х600х400

2

напольные

1900х600х400

  2100х600х400

3

напольные

2100х800х400

 

Работа ШКУ

При подключении шкафа к питающей сети переменное напряжение 380В, 50 Гц подается на силовые цепи ШКУ. При этом индикатор СЕТЬ горит, сигнализируя о том, что на шкаф подано напряжение.  При включении переключателя ВКЛ/ВЫКЛ подается напряжение на схему управления, загораются индикаторы приборов, что свидетельствует об их включении. После прохождения режимов самотестирования регуляторы МЕТАКОН переходят в режим нормальной работы. Регуляторы МЕТАКОН на своем индикаторном табло показывают текущее измеренное значение температуры. Автоматика управления находится в исходном состоянии.

При нажатии кнопки ПУСК начинается разогрев печи до заданного значения. Когда температура зоны оказывается в диапазоне технологического допуска, загорается индикатор НОРМА. Технологический допуск для температуры задается при настройке регуляторов. Для температуры устанавливается аварийный уровень, при котором возникает опасность повреждения оборудования. При достижении аварийного уровня температуры срабатывает блокировка нагрева, загораются индикаторы ПЕРЕГРЕВ в зоне и ПЕРЕГРЕВ независимой системы защиты от перегрева (для Х3=1), подается напряжение ~220В на клеммы, предназначенные для подключения звуковой сигнализации. Работу звуковой сигнализации можно прервать до следующего срабатывания нажатием кнопки СНЯТИЕ ЗВУКА Аварийный уровень температуры задается при настройке регуляторов.

При открытии дверцы печи срабатывает блокировка нагрева.

Процесс термообработки может быть прекращен в любое время путем нажатия кнопки СТОП, после чего снимается напряжение с нагревателей и схема управления переходит в исходное состояние. Регуляторы МЕТАКОН совместно с тиристорными (симисторными) ключами  реализуют ПИД-алгоритм регулирования.

Регулятор обнаруживает и индицирует следующие аварийные ситуации:

  • аварийный перегрев в каждой зоне;
  • обрыв линии подключения датчика;
  • сбой в работе регулятора.
При аварийном перегреве загорается индикатор ПЕРЕГРЕВ, при других аварийных ситуациях загорается индикатор АВАРИЯ. При любой аварийной ситуации регулятор блокирует подачу напряжения на нагреватели. После устранения причин аварийной ситуации запустить работу ШКУ кнопкой ПУСК.

В ШКУ предусмотрена блокировка нагрева по сигналу концевого выключателя на двери оборудования. При открытой двери нагрев отключен.

 

Независимая система защиты от перегрева

Для повышения надежности защиты от разрушения оборудования от перегрева, в ШКУ с независимой системой защиты от перегрева (Х3=1) присутствует независимый канал контроля температуры в каждой зоне нагрева, который дополняет защиту от перегрева, реализованную на регуляторах каждой зоны. Уровень температуры,  при котором срабатывает защита от  аварийного перегрева, определяется допустимыми температурными режимами ЭТО и задается пользователем. При аварийном перегреве система защиты блокирует подачу напряжения на нагреватели. При этом загорается индикатор ПЕРЕГРЕВ. После устранения причин перегрева запустить работу ШКУ кнопкой ПУСК.

 

Дополнительные точки контроля

Если есть потребность контролировать температуру в дополнительных точках (например, в садке (в загрузке), в самых холодных и самых горячих точках электропечи, во вспомогательном технологическом оборудовании (например,  в закалочных ваннах), то нужно использовать модификации ШКУ с дополнительными точками контроля температуры с соответствующим числом точек (Х4=1,2, …,6).

 

Задание параметров регуляторов

Выполняемые функции  и режимы работы регуляторов МЕТАКОН (а значит и ШКУ) определяются конфигурационными и оперативными параметрами.

Просмотр и изменение параметров производится в соответствии с указаниями, приведенными в Паспортах приборов.

Все конфигурационные  и оперативные параметры разделены на три группы.

В группу 1 входят параметры, которые определяют алгоритм функционирования ШКУ, они задаются производителем ШКУ. Их изменение пользователям категорически запрещено.

В группу 2 входят параметры, которые устанавливаются при пуско-наладочных работах (ПНР). Установка этих параметров адаптирует ШКУ к данному технологическому объекту и режиму. Их изменение разрешено наладчикам и технологам.

В группу 3 входят параметры, которые меняются оперативным персоналом в соответствии с применяемым технологическим регламентом.

ШКУ поставляется в настроенном и отрегулированном состоянии. Параметры заводской настройки приведены в соответствующих формулярах настройки, входящих в комплект поставки. При утрате и непреднамеренном изменении параметров, относящихся к группе 1 и 2, рекомендуется вернуться к ним, заново запрограммировав регуляторы.

 

Схема подключения ШКУ предназначен для напольного монтажа.

ШКУ дополнительно может быть прикреплен к вертикальной поверхности, например к стене, специальным металлоконструкциям. Крепление такого ШКУ к полу должно осуществляться четырьмя болтами М12. Скобы для крепления ШКУ к вертикальной поверхности должны крепиться к ШКУ также болтами М12.

При подключении ШКУ должны соблюдаться требования Правил устройства электроустановок (ПУЭ), Правил охраны труда при эксплуатации электроустановок (ПОТ ЭУ), Правил технической эксплуатации электроустановок потребителя (ПТЭЭП).

Подключение ШКУ к питающей сети должно осуществляться через внешний рубильник, обеспечивающий отключение ШКУ от сети с видимым разрывом цепи, необходимым для соблюдения правил безопасности при проведении работ с отключением ШКУ от сети.

Подключение ШКУ должно осуществляться при  отключенной сети. Электрические соединения  должны осуществляться  с помощью проводов и кабелей, которые вводятся в шкаф через штатный гермоввод, расположенный внизу шкафа.

 

ВНИМАНИЕ! Соединительные провода термопреобразователей сопротивления   или компенсационные провода термопарных датчиков температуры подключаются непосредственно на входные клеммы регулятора МЕТАКОН.

При поставке шкафа потребителю на клеммы 1-2 соединителя Х1 установлена перемычка, которая должна быть снята при подключении конечного выключателя дверцы печи.