mpscai laborator 1 tehnici de elaborare a schemelor...

Universitatea Politehnica BucurestiFacultatea de Automatica si Calculatoare

MPSCAILaborator 1

Tehnici de elaborare a schemelor electrice pentruinstalatii de automatizare

1 Breviar teoretic

Prin echipament electric se intelege orice dispozitiv intrebuintat in procesul de producere,transport, distributie, conversie si utilizare a energiei electrice.

Ca elemente fizice, echipamentele electrice se intalnesc sub diferite forme:

● Masini electrice (motoare si generatoare);

● Transformatoare electrice;

● Aparate de comutatie;

● Aparate de masura;

● Dispozitive de protectie;

● Materiale si instalatii electrice;

● Aparate de utilizare (electrocasnice fixe, mobile sau portabile).

Termenul de echipament electric se refera atat la echipamentul electric propriu-zis cat si lapartea electronica.

Aparatele de protectie si cele auxiliare sunt considerate tot echipamente electrice deoarececontribuie la asigurarea fluxului normal de energie electrica in diferite aplicatii.

Totalitatea echipamentelor electrice interconectate intr-un spatiu dat, avand o functionalitatebine stabilita formeaza o instalatie electrica.

Dupa intensitatea curentului electric ce strabate elementele instalatiilor electrice acestea se im-part in doua categorii:

● Instalatii electrice de curenti tari

● Instalatii electrice de curenti slabi

Prin circuit electric se intelege un ansamblu de medii prin care trece un curent electric.

In cadrul instalatiilor electrice de curenti tari se intalnesc doua tipuri distincte de circuite elec-trice, si anume:

● Circuitul de putere (primar), prin care se face alimentarea cu energie electrica a con-sumatorilor;

● Circuitul de comanda (secundar), folosit pentru comanda, protectie si semnalizare.

In concluzie, prin instalatie electrica, se intelege un ansamblu de aparate, dispozitive si ele-mente de reglare, receptoare individuale sau grupate in unitati functionale amplasate intr-unspatiu dat si interconectate intr-un scop functional.

Prin schema electrica se intelege reprezentarea conventionala a elementelor care alcatuiesco instalatie electrica si a legaturilor dintre acestea. In cadrul unei scheme electrice, toate ele-mentele componente sunt reprezentate prin simboluri conventionale stabilite prin norme si pres-criptii standardizate.

1

In practica se intalnesc diferite tipuri de scheme electrice. O raspandire larga o au schemele deactionare electrica.

Dupa destinatia lor, schemele de actionare electrica, pot fi:

● Scheme de principiu

● Scheme de montaj

Schemele de principiu permit o orientare rapida asupra rolului fiecarui element din schema,usurand in felul acesta cunoasterea principiului care a stat la baza proiectarii instalatiei electricerespective. Acest lucru este deosebit de important in practica pentru remedierea eventualelorderanjamente care pot aparea in instalatia respectiva. La randul lor, schemele de principiu potfi:

1. Scheme de principiu de lucru

2. Scheme de principiu desfasurate

In cadrul schemelor de lucru toate partile componente ale unui aparat sunt grupate impreuna.Ca exemplu vom considera comanda unui motor electric folosind un contactor (Figura 1).

Figura 1: Schema de lucru pentru actionarea unui motor asincron trifazat.

La apasarea pe butonul de pornire Sp, bobina 2 a contactorului va fi alimentata la tensiunea delinie intre faza R si nulul N (230 V). Miezul fix 3 se va magnetiza si va atrage armatura mobila

2

4 legata rigid de tija 5 care va inchide contactele de forta 6 prin care motorul electric va fialimentat de la reteaua de alimentare R S T. Totodata, sunt actionate si contactele auxiliare 7si 8 care sunt contacte normal inchise, respectiv normal deschise utilizate pentru diferite functiide automatizare.

Avantajul principal al schemei de lucru consta in aceea ca ofera indicatii despre modul de lucrual aparatelor din schema respectiva.

Dezavantajul esential este acela ca pentru instalatii complexe se complica si schema electrica,iar descifrarea si interpretarea ei devine dificila.

Schemele desfasurate sunt acele scheme in care partile componente ale unui aparat suntreprezentate separat, in circuitele in care acestea functioneaza. Daca ne referim tot la schemade actionare a unui motor, atunci reprezentarea sub forma de schema desfasurata, va fi formatapractic din doua subsisteme (Figura 2).

Page

Page

Project template with GB identifier structureEd.

=Inversare+Comanda_PLC/Inversare_PLC

Original

GB_tpl001

EPLANED113_00 +

Date

Date

Replaced by

Indrumar

ComandaSchema de comanda Stea-Trunghi automatapentru un motor asincron trifazat

1

Modification

0 76

Appr

Replacement of

8 93

9

4

16.02.2015 EPLAN Software & ServiceGmbH & Co. KG

directa.a

2

=

Name

5

Com

pany

Nam

e

Partea de Forta(400V)

L1 L2 L3

1

2

KM1/directa.a.3

3

4

5

6

U1 V1 W1

PE

M3~M

L1 N

1

2

S2

3

4

S1

43

44

KM1/directa.a.3

A1

A2

KM1

1 2 /directa.a.23 4 /directa.a.25 6 /directa.a.2

43 44 /directa.a.3

Figura 2: Schema desfasurata pentru actionarea unui motor asincron trifazat

Comanda contactorului KM1 se face folosind 2 butoane fara retinere S1 si S2. Apasand bu-tonul de pornire S1 (normal deschis) se alimenteaza bobina contactorului KM1 (A1 −A2) dela faza (L1) si nulul (N) retelei electrice, iar conform principiului de functionare al contactoru-lui se inchid contactele de forta KM1 (1 − 2, 3 − 4, 5 − 6), ceea ce duce la alimentarea cuenergie electrica a motorului asincron trifazat M. In acelasi timp cu inchiderea contactelor deforta se inchide si contactul auxiliar KM1(43 − 44), ce are rolul de a mentine alimentarea cuenergie a bobinei contactorului dupa ce butonul S1 nu mai este apasat (revine la starea initiala).Intreruperea alimentarii motorului se realizeaza apasand butonul S2 (normal inchis). Astfel seintrerupe alimentarea bobinei contactorului ducand in acest fel la deschiderea contactelor deforta si a contactului auxiliar.

Schemele de montaj servesc la montarea instalatiilor respective, adica la realizarea efectiva asistemului de actionare. La montaj nu intereseaza nici partile componente ale aparatelor si niciprincipiul de functionare, ci numai modul cum se leaga aparatele in schema respectiva.

In concluzie, in schemele desfasurate, circuitele de forta sunt reprezentate separat de circuitelede comanda. De asemenea si partile componente ale aparatelor din respectivele scheme vor fiplasate separat.

3

1.1 Componentele de baza intalnite in schemele de comanda.

Intr-o instalatie de actionare electrica sunt necesare numeroase aparate care indeplinesc diferitefunctii. Acestea pot fi:

1. Aparate de conectare (de comutatie)

a) Pentru comanda manuala:

● intreruptoare manuale

● butoane de comanda

● inversoare de sens

● comutatoare stea-triunghi

● controlere de comanda

b) Pentru comanda automata:

● intreruptoare automate;

● conectoare automate;

● relee de comanda;

● limitatoare de cursa.

2. Aparate de protectie pentru protectia circuitelor de forta si comanda impotrivasupracurentilor de sarcina si scurtcircuit:

a) sigurante fuzibile

b) relee termice

c) relee electromagnetice

d) declansatoare electromagnetice

3. Aparate de semnalizare care pun in evidenta regimurile de lucru ale instalatiei:

a) lampi de semnalizare cu diferite culori;

b) hupe (sonerii) de semnalizare de semnalizare pentru instalatii care ocupa suprafetemari.

4. Aparate pentru modificarea unor parametri ai energiei electrice:

a) rezistente de pornire si reglare;

b) transformatoare de curent si tensiune;

c) redresoare comandate si necomandate.

4

In concluzie pentru simplificarea reprezentarii unei scheme electrice, aparatele electrice carealcatuiesc o instalatie sunt reprezentate prin semne conventionale stabilite prin prescriptii in-ternationale.

La noi in tara aceste simboluri sunt stabilite prin standarde conform normelor CEI (ComitetulElectrotehnic International).

5

1.2 Simboluri de marcare a echipamentelor electrice Europa - Americade Nord

Agenda electrică Moeller 02/08

9-21

Export pe piaţa mondială și în America de Nord

9

Simboluri de marcare a echipamentelor electrice Europa – America de Nord

Simboluri conform DIN EN, NEMA ICS/ANSI/IEEE/CSA

Comparaţia următoare între simboluri se bazează pe următoarele prescripţii naţionale/internaţionale:

• Baza de date simboluri IEC 60617 (DIN EN 60617-2 până la DIN EN 60617-12)

• NEMA ICS 19-2002, ANSI Y32.2/IEEE 315/315 A, CSA Z99

Denumire IEC (DIN EN) NEMA ICS/ANSI/IEEE

Conductoare, conexiuni

Derivaţie din conductor

sau sau

Conexiune conductoare

Terminal (de ex. clemă)

Șir de cleme

Conductor

03-02-04 03-02-05

03-02-01

03-02-02

03-02-03

1 2 3 4 1 2 3 4

03-01-01

6

Export pe piaţa mondială și în America de NordSimboluri de marcare a echipamentelor electrice Europa – America de Nord


9-22

9

Conductor (planificat)

Conexiune activă, în general

Conexiune activă, opţional, distanţă redusă

Linie de limitare, de separare, de exemplu între două părţi de comutare

Linie de separare, de exemplu între două unităţi funcţionale

Ecranare

Pământ, simbol general

Priză de pământ de protecţie

Priză și fișă, conexiune debroșabilă

sau

Punct de separare, eclisă închisă


103-01-01

02-12-01

02-12-04

02-01-06

02-01-06

02-01-07

02-15-01GRD

02-15-03

03-03-05 03-03-06

03-03-18

7



9-23

9

Elemente pasive

Rezistenţă, simbol general sau sau

Rezistenţă cu prize fixe sau

Rezistenţă, reglabilă, simbol general

Rezitenţă, ajustabilă

Rezistenţă cu contact alunecător, potenţiometru

Înfășurare, inductivitate, simbol general

sau

Înfășurare cu prize fixe

Condensator, semn general sau sau

Condensator variabil


04-01-02 04-01-02RES

04-01-09

RES

04-01-03RES

RES

04-01-07

RES

04-03-01 04-03-02

04-03-06

04-02-01 04-02-02

104-02-01

8



9-24

9

Aparate de semnalizare

Indicator vizibil, simbol general

*cu indicarea culorii

Indicator luminos, simbol general sau sau

*cu indicarea culorii

Buzer sau

Hupă, claxon

Elemente de acţionare

Acţionare manuală, simbol general

Acţionare prin apăsare

Acţionare prin tragere

Acţionare prin rotire

Acţionare prin cheie

Acţionare prin role, senzori


08-10-01

08-10-1108-10-10

ABU

08-10-05

HN

02-13-01

02-13-05

02-13-03

02-13-04

02-13-13

02-13-15

9



9-25

9

Acţionare cu mecanism cu stocare de energie, simbol general

Mecanism de comutare cu declanșare mecanică

Acţionare cu motor

Întrerupător pentru oprire de urgenţă

Acţionare prin proteţia electromagnetică la supracurent

Acţionare prin protecţia termică la supracurent

Acţionare electromagnetică

Acţionare prin nivel de lichid

Elemente de acţionare electromecanice, electromagnetice

Acţionare electromecanică, simbol general, bobină de releu - simbol general

sau sau

x literă de identificare a aparatului a Tabel, pagina 9-13

Acţionare specială, simbol general sau sau



02-13-20

102-05-04

M

02-13-26

MOT

02-13-08

02-13-24

02-13-25

OL

02-13-23

02-14-01

07-15-01

×

×

10



9-26

9

Acţionare electromecanică cu temporizare la anclașare

sau sau


Acţionare electromecanică cu temporizare la revenire

sau sau


Acţionare electromecanică cu temporizare la anclașare și la revenire

sau sau


Acţionare electromecanică a unui releu termic sau

Contacte

Contacte normale deschise sau sau

Contacte normale închise sau

Contact comutator cu întrerupere sau

Contact normal deschis cu închidere anticipată, dintr-un ansamblu de contacte

TC sau TDC

Contact normal închis cu deschidere anticipată, dintr-un ansamblu de contacte

T0 sau TD0


07-15-08

×

07-15-07

×

07-15-09

×

07-15-21

07-02-01 07-02-02

07-02-03

07-02-04

07-04-01

07-04-03

11



9-27

9

Contact normal deschis cu temporizare la acţionare

sau

Contact normal închis cu temporizare la revenire

sau

Aparate de comandă

Buton (cu revenire)

Buton cu contact normal închis, acţionat manual prin apăsare, de exemplu buton-tastă

Buton cu contact normal deschis și contact normal închis, acţionat manual prin apăsare

Buton cu reţinere cu contact normal deschis acţionat manual prin apăsare

Buton cu reţinere cu 1 contact normal închis, cu acţionare manuală prin lovire (de exemplu buton ciupercă)

Întrerupător de poziţie (normal deschis)Limitator de cursă (normal deschis)

Întrerupător de poziţie (normal închis)Limitator de cursă (normal închis)

Buton cu revenire cu contact normal deschis, acţionat mecanic, contactul normal deschis este închis


07-05-02 07-05-01T.C.

07-05-03 07-05-04T.C.

07-07-02

PB

PB

PB

PB

07-08-01

LS

07-08-02

LS

LS

12



9-28

9

Buton cu revenire cu contact normal închis, acţionat mecanic, contactul normal închis este deschis

Întrerupător de proximitate (normal închis), acţionat prin apropierea unui obiect metalic

Întrerupător de proximitate, inductiv cu contact normal deschis

Întrerupător de proximitate, inductiv cu simbol bloc

Releu de presiune minimă, presostat, contact normal deschis

sau

Releu de presiune minimă, presostat, contact normal închis

sau

Întrerupător cu plutitor, contact normal deschis

Întrerupător cu plutitor, contact normal închis


LS

Fe

07-20-04

Fe

07-19-02

07-17-03

P< P

P > P

13



9-29

9

Aparate de comutare

Contactor (normal deschis)

x literă de identificare

Contactor tripolar cu trei declanșatoare de supracurent

x literă de identificare

Separator tripolar

Întrerupător automat tripolar

Întrerupător triploar cu mecanism de comutare, cu trei relee termice la supracurent, cu trei declanșatoare electromagnetice de protecţie, întrerupător pentru protecţia motoarelor

Siguranţă, simbol general

Transformatoare, transformatoare de curent

Transformatoare cu două înfășurări

sau


07-13-02

OL

07-13-06

DISC

07-13-05

CB

107-05-01

l > l > l >

x x x

07-21-01

FU

06-09-02 06-09-01X1 X2

H1 H2

14



9-30

9

Autotransformator sau sau

Transformator de curent sau sau

Mașini

Generator sau

Motor, simbol general sau

Motor de curent continuu, simbol general

Motor de curent alternativ, simbol general

Motor asincron trifazat cu rotorul în scurtcircuit

sau

Motor asincron trifazat cu rotor cu inele


06-09-07

06-09-06

06-09-11 06-09-10

CT

(H1)(X1)

G

06-04-01

G GEN

M

06-04-01

M

06-04-01

MOT

M

06-04-01

M

06-04-01

M~

M3~

06-08-01

M

M3~

06-08-03

15



9-31

9

Componente semiconductoare

Intrare statică

Ieșire statică

Intrare statică cu negaţie

Ieșire statică cu negaţie

Intrare dinamică, schimbarea stării din 0 în 1 (L/H)

Intrare dinamică cu negaţie, schimbarea stării din 1 în 0 (H/L)

Circuit ȘI, simbol general

Circuit SAU, simbol general

Circuit NU, inversor

Circuit ȘI cu ieșirea negată, circuit NAND

Circuit SAU cu ieșirea negată, circuit NOR


12-07-01

12-07-02

12-07-07

12-07-08

&

12-27-02

A

� 1

12-27-01

OR

1

12-27-11

OR

&12

1312-28-01

A

� 134512-28-02

OR

16



9-32

9

Circuit SAU exclusiv, simbol general

Bistabil RS

Circuit monostabil netriggerabil în timpul impulsului de ieșire, simbol general

Temporizare variabilă, cu indicarea valorii

Diodă semiconductoare, simbol general

Diodă de limitare, diodă Zener

Diodă luminescentă, simbol general

Diodă bidirecţională, diac

Tiristor, simbol general

Tranzistor PNP sau

Tranzistorul NPN, cu colectorul legat la carcasă

sau


= 1

12-27-09

OE

SR

12-42-01

S FF 1TC 0

1

12-44-02

SS

02-08-05

TPAdj.m/ms

05-03-01

(A) (K)

05-03-06

05-03-02

05-03-09

(T) (T)

05-04-04

(A) (K)

05-05-01

(A) (K) (E) (C)

(B)

05-05-02

(A)(K) (E) (C)

(B)

17

2 Chestiuni de studiat.

Proiectarea schemelor elementare de comanda.1. Scheme de comanda si actionare de pornire-oprire (punere in functiune pe durata

nelimitata)

24 V c.a.

13

14Sp

A1

A2K1

24 V c.a.

A1

A2K3

1413 /b)

1

2Sp

13

14K3/b)

3

4S0

a) b)

24 V c.a.

A1

A2K4

1413 /c)

1

2Sp1

13

14K4/c)

3

4S0

1

2Sp2

c)

2. Schema de comanda si actionare cu conditionare la pornire sau functionare.

A1

A2K

1413 /d)

1

2Sp

13

14K/d)

3

4S0

13

14ct1

23

24ct2

23

24ct3

11

12ct4

d)

● Sp - butoane de pornire; actionare prin apasare (impingere)

● S0 - butoane de oprire; actionare prin apasare (impingere)

● ct1 - conditionare la pornire (limitator de cursa, contacte tehnologice)

● ct2, ct3 - conditionare de functionare

● ct4 - conditionare de excludere (blocare, interblocare)

● K - bobina contactor principal (releu intermediar)

19

3. Scheme de comanda si actionare pentru pornirea directa a motoarelor de curentalternativ.

L1

L2

PE

Q

K1

U1 V1 W1 PE

M M3~

L3

S0

Sp K1/e

K1/e/e/e/e

N

1

2

3

4

5

6

F1

1

2

3

4

5

6F2/e

11

12F2/e

e)

20

4. Scheme de comanda si actionare pentru pornirea directa a motoarelor de curentalternativ cu inversarea sensului de miscare.

Partea de forta Partea de comanda

L1

2

N

N

F1

ΔI

1

2S0

1

2S2

3

4S1

33

34QM1

/Pornire_reversibila

L1 N

3

4S5

A1

A2KM1

1 2 /Pornire_reversibila3 4 /Pornire_reversibila5 6 /Pornire_reversibila

21 22 /Pornire_reversibila43 44 /Pornire_reversibila

Contactor_scoala

43

44KM1/Pornire_reversibila

43

44KM2/Pornire_reversibila

A1

A2KM2

1 2 /Pornire_reversibila3 4 /Pornire_reversibila5 6 /Pornire_reversibila

21 22 /Pornire_reversibila43 44 /Pornire_reversibila

Contactor_scoala

21

22KM2

/Pornire_reversibila

21

22

KM1/Pornire_reversibila

L3L2L11

2

3

4

5

6

QM11A

I>I> I>

33

34

/Por

nire

_rev

ersi

bila

1

2KM1

3

4

5

6

1

2KM2

3

4

5

6

PE

U1 V1 W1

U2 V2 W2

PE

Conexiunetriunghi

M3~

f)

21

mpscai laborator 1 tehnici de elaborare a schemelor...

Documents