Электроконтактные манометры и работа исполнений контактных групп
Электроконтактные манометры (ЭКМ) предназначены для автоматической подачи сигнала, а в некоторых случаях для автоматического регулирования давления или блокировки. При помощи ЭКМ мы можем контролировать давление и видеть текущее его значение. Пределы устанавливаются с помощью сигнальных стрелок (уставок), без использования специализированного инструмента, необходима только отвертка.
По принципу действия этот прибор аналогичен техническим манометрам с той лишь разницей, что к нему добавлены специальные электрические контакты. Рабочая стрелка при помощи штифта ведет за собой рычажок с контактом, который, соприкасаясь с неподвижным контактом на уставке, замыкает/размыкает электрическую цепь сигнального или регулирующего устройства.
ЭКМ настроен контролировать давление в рабочей зоне (между уставками), погрешность показаний за уставками может превышать класс точности манометра. На сигнальной стрелке установлен привинчивающийся постоянный магнит, который придает системе контактов скачковую характеристику и усиливает прижимание контактов. Используя ЭКМ с магнитным поджатием необходимо помнить о допустимой погрешности срабатывания 4%. Срабатывание происходит с упреждением или запаздыванием относительно движения стрелки.
Заливка сектора уставки – подвижный контакт замкнут с контактом на уставке.
Положение коммутации указаны для состояния, когда стрелка находится между «0» и ближайшей уставкой.
Красный цвет уставки – замкнута в рабочей зоне.
Синий цвет уставки – разомкнут в рабочей зоне.
Согласно ГОСТ 2405 существует 6 видов исполнений контактной группы
Один замыкающий контакт
Один размыкающий контакт
Левый размыкающий, правый размыкающий
Левый замыкающий, правый замыкающий
До первой уставки (min)
До первой уставки (min)
После второй уставки (max)
После второй уставки (max)
Левый размыкающий, правый замыкающий
Левый замыкающий, правый размыкающий
До первой уставки (min)
До первой уставки (min)
После второй уставки (max)
После второй уставки (max)
ЭКМ с контактной группой исполнения I можно заменить исполнением IV и VI, использую работу правой уставки (max), левую уставку (min) необходимо вывести за пределы шкалы.
ЭКМ с контактной группой исполнения II можно заменить исполнением III и V, использую работу левой уставки (min), правую уставку (max) необходимо вывести за пределы шкалы.
При установке ЭКМ следует помнить, что необходимо исключить вибрации в схеме подключения, это позволит исключить ложные срабатывания сигнализирующего устройства и продлить срок службы манометра.
Выход из строя контактной группы в 85 % случаев возвратов является не ограничений по 4 физическим параметрам:
— максимальное напряжение коммутации;
— максимальный ток коммутации;
— максимальная коммутируемая мощность;
— максимальная механическая частота коммутации.
Если во время эксплуатации величина хотя бы одного из них находится за пределами допустимого, срок эксплуатации переключателя сокращается, а также возможен отказ контактной группы.
Максимальное напряжение коммутации при подключении электрической нагрузки между поверхностями контакта может возникать видимая электрическая дуга (искра). Тепловая энергия, которая локально выделяется при этом в большом количестве, способствует выгоранию материала контакта при каждой коммутации. Чем выше напряжение коммутации, тем быстрее происходит выгорание материала контакта.
Максимальный ток коммутации при подключении тока поверхность контактов нагревается. При увеличении силы тока выше допустимого предела контакты начинают слипаться, что в свою очередь приводит к спаиванию контактов.
Существует и обратная проблема – это подключение с использованием минимальных электрических значений. Каждый механический контакт имеет переходное сопротивление, причиной которого является поверхностное загрязнение. Переходное сопротивление возникает в результате окисления или коррозии на поверхности контактов и повышает электрическое сопротивление переключателя. При малых коммутируемых мощностях этот слой не пробивается и не происходит электрического контакта. Однако это явление исправимо, необходимо зачистить контакты.
Соблюдая условия эксплуатации, работа ЭКМ будет долговечной и бесперебойной.
Электроконтактный манометр
Электроконтактный манометр — это морально устаревший, но простой и надежный прибор для управления электрической нагрузкой в зависимости от измеряемого давления. Он представляет собой обычный стрелочный манометр, дополненный двумя стрелками, задающими величину давления включения (Рвкл) и давления отключения (Роткл), и контактными группами, замыкаемыми или размыкаемыми основной стрелкой. Такие устройства применяют в компрессорах и системах поддержания постоянного давления.
Принцип работы электроконтактных манометров
Принцип действия электроконтактного прибора очень прост. Стрелка манометра является подвижным контактом, неподвижные контакты установлены так, чтобы стрелка касалась их при достижении в системе (Рвкл) или (Роткл). При этом, исходя из исполнения конкретной модели, происходит размыкание либо замыкание соответствующей электрической цепи, управляющей мотором компрессора или электромагнитным клапаном. На каждый электроконтактный манометр нанесена маркировка, описывающая его разновидность и характеристики.
Использование, преимущества и недостатки электроконтактных манометров
Устройства весьма популярны в различных отраслях промышленности и инфраструктурных систем:
Электроконтактные приборы обладают рядом важных преимуществ по сравнению со своим функциональным конкурентом- реле давления. К ним относятся:
Есть у устройства и недостатки:
Контактный манометр удобно использовать в случаях небольшой мощности нагрузки и отсутствия современной электронной системы автоматики.
Устройство электроконтактного манометра
Конструктивно устройство представляет собой доработанный стрелочный манометр. Отличия заключаются в следующем:
Иногда стрелку, задающую (Рвкл), делают синего цвета, а стрелку для (Роткл)- красного. Но у большинства моделей обе стрелки синие, и их различают по положению на шкале: (Рвкл) всегда левее. Подключение оборудования к электроконтактному манометру проводится в зависимости от варианта его исполнения.
Для различных потребителей и коммутационных схем выпускается несколько разновидностей (исполнений) устройства:
С помощью подбора нужного варианта исполнения можно обойтись без дополнительных инвертирующих реле, усложняющих и удорожающих электрическую схему оборудования и повышающих вероятность его отказа.
Схема подключения электроконтактного манометра
Наиболее популярные среди потребителей схемы устройства — двухконтактные.
В широко используемых приборах отечественного производства серии ДМ версию определяют по цветам задающих стрелок:
У прибора четыре пронумерованных вывода:
Выводы промаркированы на разъеме, расположенном на кожухе прибора, в ответной части разъема маркировки нет.
Электроконтактный манометр своими руками
В основе конструкции электроконтактного манометра лежит обычный стрелочный манометр для измерения давления. Если подходящего устройства нет под рукой, или стоимость его представляется слишком высокой, то можно попробовать изготовить такой электроконтактный прибор самостоятельно.
Для этого потребуется:
Последовательность операций по изготовлению следующая:
Далее следует установить на место уплотнительную прокладку и стекло и зафиксировать его стопорным кольцом. Общий провод можно присоединить к любой металлической детали устройства. Контактный манометр, изготовленный своими руками, готов к работе. Степень электробезопасности такого технического решения остается под сомнением, поэтому лучше избегать прикосновений к проводящим деталям работающей установки.
ЭКМ-1005 и ЭКМ-2005 — это не «ЭКМ». Это — «СУПЕР-ЭКМ»
Специально для новых ЭКМ разработаны многофункциональные жидкокристаллические индикаторы, на характеристиках которых необходимо остановиться отдельно. Отображение значения измеряемого параметра производится не только в цифровом виде, для этого также используются графическая шкала, соответствующая рабочему диапазону прибора, и отметки о положении и номерах уставок. Таким образом, технологический персонал имеет возможность оперативной визуальной оценки состояния, в котором находится контролируемый параметр по отношению к полному диапазону измерений и уставкам. Индикаторы приборов имеют подсветку белого цвета, а индикатор ЭКМ-2005 имеет увеличенные габариты и выпускается в двух исполнениях: позитивном и негативном. Следует заметить, что модели с позитивной индикацией оснащены встроенным элементом питания, что делает возможным контроль давления при отсутствии питающего напряжения. На индиикаторе любого ЭКМ отображаются единицы измерения (Па, кПа, МПа, кгс/см2, бар, %) и информация о срабатывании реле.
Кроме приведенных выше отличий индикаторов, ЭКМ-1005 и ЭКМ-2005 имеют и другие особенности. Это касается вариантов исполнения, параметров питающего напряжения и потребляемой мощности, характеристик встроенных реле и др. (см. таблицу) В приборах применены разные методы защиты от ложного срабатывания: в ЭКМ-1005 используется мажоритарный принцип, а в ЭКМ-2005 для этой цели предназначено реле, формирующее задержку управляющего сигнала на время от 0 до 250 с. Доступ к меню обоих приборов при необходимости защищается паролем, их конфигурирование осуществляется с кнопочной клавиатуры на лицевой панели, а ЭКМ-1005, кроме того, имеет «кнопки» на корпусе, дублирующие основную клавиатуру, находящуюся под защитной крышкой с окном. Воздействие на эти кнопки осуществляется с помощью магнитного брелока, которым комплектуется прибор.
Сравнительная характеристика ЭКМ-1005 и ЭКМ-2005
Принцип работы электроконтактных манометров (ЭКМ)
Для контроля давления в системах трубопроводов, а также для управления активными компонентами таких систем (насосами, клапанами и т. д.) применяются электроконтактные манометры (ЭКМ). Они чаще всего выступают в качестве альтернативы для реле давления: при необходимости ЭКМ включает либо отключает насос.
Принцип работы электроконтактных манометров
Алгоритм работы достаточно прост.
Манометры, применяемые при монтаже трубопроводных систем, могут иметь самую разную компоновку. Выделяют такие группы:
В соответствии с ГОСТ 2405-88 в манометрах ЭКМ, сигнализирующее устройство имеет четыре варианта исполнения:
V тип исполнения считается стандартным, поскольку именно такой принцип функционирования манометров используется в большинстве схем.
Использование, преимущества и недостатки электроконтактных манометров
Бытовое применение электроконтактных манометров ограничено системами водоснабжения: изделия обеспечивают стабилизацию давления в индивидуальных контурах. Иногда такие приспособления применяются и в компрессорах, оснащенных ресиверами со сжатым воздухом. При падении давления ниже установленного уровня ЭКМ подает команду на включение насоса на подкачку. К плюсам манометров, оснащенных электроконтактным механизмом, специалисты относят следующие качества:
Среди недостатков обычно упоминают низкие токи коммутации (из-за этого возникает необходимость подключать мощные насосы и клапаны через дополнительные реле). Впрочем, несмотря на эти минусы, простота и точность работы манометров обуславливает стабильную востребованность таких изделий.
Манометры электроконтактные сигнализирующие
Для соблюдения необходимых условий безопасности, важно, чтобы рабочие параметры технологический установок не превышали аварийных значений. Если возникают такие ситуации, то автоматическая система управления должна немедленно остановить работу оборудования и не давать ему запускаться до устранения неполадок или до достижения требуемых значений технологических параметров регулируемой среды.
Сегодня на рынке существует огромное количество приборов для управления технологическими процессами. Так, например, одним из датчиков для измерения и контроля давления является электроконтактный манометр.
Что это за датчик и когда используется
Электроконтактный манометр — это датчик, который применяется для измерения избыточного и вакуумметрического давлений в разных средах (жидкость, газ, пар), используется в качестве сигнализирующего устройства прямого действия и позволяет управлять производственными процессами, при этом особым условием к среде является исключение ее кристаллизации.
ЭКМ применяется для выдачи сигналов управления исполнительным механизмам, которые поддерживают значения давления в трубопроводе, а также компрессорных установках, гидросистемах, пневмооборудованиях или бытовых автоклавах на определённом значении.
Электроконтактный манометр пользуется популярностью во многих отраслях промышленности и инфраструктурных системах:
Также ЭКМ востребованы в системах автоматики безопасности ТЭЦ, ЦТП и котельных.
Разновидности моделей датчиков
Производством электроконтактных манометров занимается немало производителей, некоторые предлагают достаточно широкую линейку моделей, приведенный ниже перечень разделен согласно различным заводам-изготовителям:
Все перечисленные модели делятся на манометры с микровыключателями и с магнитомеханическими контактами. Также производители выпускают приборы во взрывозащищенном исполнении и виброустойчивые или жидконаполненные (внутри заполнены диэлектрическим маслом, чаще всего глицерином) чтобы показания стрелки манометра «не скакали» при повышенной пульсации измеряемой среды. Глицерин внутри ЭКМ не даст стрелке быстро перемещаться.
Устройство ЭКМ
ЭКМ является устройством, имеющий форму цилиндра и очень похожим на обычный манометр. Но в отличие от него в состав ЭКМ входят две стрелки, задающие значения уставок: Рмакс и Рмин (их перемещение осуществляется по шкале циферблата в ручную). Подвижная стрелка, показывающая реальное значение измеряемого давления коммутирует контактные группы, которые замыкаются или размыкаются при достижении ей выставленного значения. Все стрелки располагаются на одной оси, но места, в которых они закреплены, изолированы и не соприкасаются друг с другом.
Ось индикаторной стрелки изолирована от деталей прибора, его корпуса и шкалы. Она совершает вращения независимо от других.
К подшипникам, с помощью которых крепятся стрелки, подведены специальные токоведущие пластины (ламели), соединенные с соответствующей стрелкой, а с другой стороны эти пластины выведены в контактную группу.
Помимо вышеперечисленных составляющих, ЭКМ как и любой манометр имеет также чувствительный элемент. Почти во всех моделях, этим элементом является трубка Бурдона, которая перемещается вместе со стрелкой, жестко закрепленной на нём, также в роли данного элемента для датчиков, измеряющих давление среды более 6 МПа, используется многовитковая пружина.
Устройство электроконтактного манометра
Конструктивно устройство представляет собой доработанный стрелочный манометр. Отличия заключаются в следующем:
Иногда стрелку, задающую (Рвкл), делают синего цвета, а стрелку для (Роткл)- красного. Но у большинства моделей обе стрелки синие, и их различают по положению на шкале: (Рвкл) всегда левее. Подключение оборудования к электроконтактному манометру проводится в зависимости от варианта его исполнения.
Для различных потребителей и коммутационных схем выпускается несколько разновидностей (исполнений) устройства:
С помощью подбора нужного варианта исполнения можно обойтись без дополнительных инвертирующих реле, усложняющих и удорожающих электрическую схему оборудования и повышающих вероятность его отказа.
Схемы подключения электроконтактных манометров
На рисунке приведены типовые возможные схемы подключения ЭКМ.
Рассмотрим работу контактов ЭКМ на примере датчика с исполнением 1. При достижении давления установленного значения (2) рабочей стрелкой (1), т.е. попадание рабочей стрелки (1) в зону 4, контакт ЭКМ замыкается. При понижении значения давления ниже уставочной стрелки (2) — контакт разомкнётся.
Какие контактные группы могут быть использованы, зависит от типа устройства, а существуют они согласно ГОСТ 13717-84 Приложение 1 следующих видов:
Подключение электроконтактного (сигнализирующего) манометра
В зависимости от назначения используются различные модификации манометров ЭКМ, имеющие различные типы электрических схем: — тип 1 – одноконтактный на замыкание; — тип 2 – одноконтактный на размыкание; — тип 3 – двухконтактный на размыкание-размыкание; — тип 4 – двухконтактный на замыкание-замыкание; — тип 5 — двухконтактный на замыкание-размыкание; — тип 6 — двухконтактный на размыкание-замыкание.
(Для наглядности далее приведено обозначение возможных коммутирующих групп на электрической схеме, для манометров типа с 3 по 6)
Так, из принятых стандартов для сигнальных устройств, следует сказать о цветовой маркировке коммутационных проводов электроконтактных манометров. При изготовлении, а соответственно и при подключении коммутационных проводов манометров приняты следующие цвета:
— минимум – синий; — красный – максимум; — желтый – общий.
Реже встречаются задвижки с однофазным электроприводом
Рассмотрим автоматику управления электроприводом SP0. Данный электропривод интересен тем, что питание электродвигателя в минимальной комплектации отключается самим приводом при достижении крайних состояний – положений «открыто» и «закрыто».
Допустим, что задвижка закрыта (Рис. 4). При замыкании манометром фазового провода через вывод min и нормально замкнутые контакты кв реле времени РВ срабатывает промежуточное реле РПО. Это реле замыкает свою цепь питания контактами ко2, включает магнитный пускатель ПО контактами ко1 и подключает нулевой провод к реле времени РВ через контакты ко3. При полностью открытой задвижке конечный выключатель S3 подключает вывод 20 к выводу 22, замыкая линию фазы и включая реле времени. Через промежуток времени, определяемый реле РВ, контакт кв размыкает питание всей схемы открытия.
Схема управления закрытием задвижки аналогична рассмотренной схеме – при достижении верхнего предела давление манометр включает промежуточное реле РПЗ и пускатель ПЗ, также замыкается нулевой провод на реле времени. При полном закрытии задвижки замыкаются выводы 23 и 26 через переключатель S4, запуская реле времени. Через размыкание общего контакта кв обесточивается схема закрытия.
Включение реле времени необходимо для компенсации инерционности электроконтактного манометра. Без задержки возможно многократное срабатывание схемы до размыкания выводов min или max от общего провода.
Преимущества и недостатки
Как и любые технические приборы, ЭКМ имеют свои преимущества и недостатки.
Использование, преимущества и недостатки электроконтактных манометров
Устройства весьма популярны в различных отраслях промышленности и инфраструктурных систем:
Электроконтактные приборы обладают рядом важных преимуществ по сравнению со своим функциональным конкурентом- реле давления. К ним относятся:
Есть у устройства и недостатки:
Краткий обзор некоторых моделей датчиков и их особенности
ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06
ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06 от собираются на базе манометров ТМ-510, а после установки электроконтактной приставки становятся полноценными ЭКМ.
В данных моделях ЭКМ используются контакты с магнитным поджатием, которые позволяют коммутировать большие токи с большой разрывной мощностью контактов, по сравнению с приборами, имеющие скользящие контакты.
ЭКМ ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06 характеризуются надежным электрическим соединением при динамических нагрузках.
Устройство, принцип работы
Устройство манометра: Манометры изготавливаются на базе невзрывозащищенных приборов: — ДМ (ДА, ДВ)… — манометров со скользящими контактами (изготовитель ОАО “Манотомь”, г. Томск) — рис. 1; — ЭКМ … — манометров на микропереключателях (изготовитель ООО НПО “ЮМАС”), г. Москва — рис. 2. Взрывозащищенность манометров достигается их доработкой и применением совместно с сигнализатором МС-3-…, который выполняет функции барьера искробезопасности. Доработка манометров не касается их измерительной части и заключается в шунтировании контактов диодами, проведении дополнительных проверок и маркировании. Принцип работы: Установка порогов давления осуществляется перемещением “сигнальных” стрелок манометра. В нормальном состоянии электрические контакты манометра замкнуты накоротко. При достижении порогового давления контакты размыкаются и ток протекает в одном направлении — через диод, шунтирующий контакты. Сигнализатор МС-3-… реагирует загоранием соответствующего светодиода, подачей звукового сигнала и переключением выходного реле (см. разделы “Сигнализаторы МС-3-2Р”, “Сигнализатор МС-3”). Защита от ложных срабатываний обеспечивается контроллером сигнализатора МС-3-…, который осуществляет логическое преобразование импульсных сигналов манометра, возникающих от дребезга контактов при вибрации или при неустойчивом контакте.
