Защитная автоматика

ЗАЩИТНАЯ АВТОМАТИКА (а. protective automation; н. Schutzautomatik, ф. automatique de protection, equipement automatique de protection; и. automatica de proteccion) — совокупность технических и организационных средств, используемых на горных предприятиях для поддержания заданного режима технологических процессов, нормальной работы аппаратов, предотвращения аварийных ситуаций и предупреждения повреждений аппаратов и (или) их элементов. Защитную автоматику применяют в тех случаях, когда не требуется изменять режим в процессе работы.

Защитная автоматика предназначена для повышения безопасности обслуживания и надёжности работы предприятий, их энергосистем, а также — различных устройств приборов и аппаратов производственного и бытового назначения. Защитная автоматика оказывает (без участия человека) воздействие на защищаемый объект, частично или полностью прекращая его работу при достижении предельно допустимого значения контролируемого параметра. Защитная автоматика является разделом автоматики и тесно связана с управлением горными предприятиями.

По функциональному признаку в защитной автоматике выделяют автоматический контроль, измерение, сигнализацию, защиту. Особым видом защитной автоматики является блокировка. Автоматический контроль и измерения проводятся дискретно или непрерывно. На предприятиях в зависимости от способа передачи показаний различают контроль местный и централизованный (дистанционный). При местном контроле показывающие приборы устанавливаются на объекте контроля, при централизованном — на диспетчерском пульте. При контроле предельных положений регистрируются только параметры, соответствующие этим положениям, при непрерывном контроле происходит непрерывное или повторяющееся через небольшие промежутки времени измерение параметров. Сигнализация предназначена для передачи контрольных, командных и информационных сигналов по каналам и линиям связи диспетчеру. На горных предприятиях различают сигнализацию предупредительную — для предупреждения обслуживающего персонала о пуске тех или иных механизмов, распорядительную — для пуска и остановки механизмов диспетчером, исполнительную — для контроля выполнения распоряжений, аварийную — для оповещения обслуживающего персонала о нарушении нормальной работы механизмов. Для сигнализации о состоянии распределённых объектов используют телесигнализацию на шахтах, рудниках, нефтегазопромыслах. Защита применяется для предотвращения повреждений оборудования при возникновении аварийных режимов его работы путём автоматического отключения (защита на отключение) или подачи сигналов (защита на сигнал). Разновидностью защиты является автоблокировка.

Различают защиту, основанную на непосредственном контроле за режимами работы аппаратов или их элементов, и защиту при косвенном контроле за режимом работы механического оборудования по параметрам привода, в частности электродвигателей. Защита тесно связана с контролем и сигнализацией, например при изменении контролируемого параметра сначала может быть сформирован предупреждающий сигнал, а затем срабатывает защита. На горных предприятиях используются механические, термические, электромагнитные средства (защита, основанная на непосредственном контроле) и различных реле (защита, основанная на косвенном контроле). Наиболее распространённым видом защиты является релейная, которая на горных предприятиях в основном предназначена для защиты электрооборудования. Основной прибор релейной защиты — защитное реле, которое срабатывает на заданное изменение контролируемого параметра. При срабатывании защиты повреждённый элемент автоматически отключается (защита на отключение) или появляется световой (звуковой) сигнал (защита на сигнал). Применяется также защита в виде прекращения подачи электроэнергии или сжатого воздуха к объекту. В зависимости от физической величины, на которую реагируют защитные реле, их подразделяют на реле тока, напряжения, мощности, сопротивления и частоты. Различают защитное реле прямого действия — непосредственно действующее на привод выключателя и косвенного — действующее на привод выключателя с помощью исполнительного механизма. Для защиты от утечек тока в землю, преимущественно в электрических сетях с изолированной нейтралью, применяют реле утечки.

Разработка систем защитной автоматики основана на использовании многих разделов теории управления и регулирования: теории информации и массового обслуживания (в системах автоматического контроля и сигнализации); теоретических основ электротехники (в системах защиты энергосистем и электрических цепей); синтеза релейно-контактных схем (в системах релейной защиты и блокировки). Защитная автоматика применяется для определения состояния оборудования (включено или выключено), степени загрузки, наличия материала на конвейерах, элеваторах, желобах, загазованности выработок шахт, скорости движения воздушной струи, уровня материала в бункерах и перегрузочных воронках давления воды и воздуха, уровня воды и пульпы в водо- и пульпосборниках и отстойниках на обогатительных фабриках, карьерах, шахтах и т. д. Системами контроля и измерения, защиты и сигнализации обеспечивается надёжная и безопасная работа конвейерного и электровозного транспорта, вентиляторов, систем водоотлива, людского и скипового подъёма на шахтах. На обогатительных фабриках, нефтепромыслах и других горных предприятиях защитной автоматикой охвачены также энергосистемы и электрические сети, оборудование и их элементы.

Перспективы развития защитной автоматики связаны с применением новых средств измерения параметров, микропроцессорной техники, позволяющей увеличить надёжность, быстродействие и число функций контроля, защиты и сигнализации.