Схемы автоматической блокировки и сигнализации

В многодвигательных приводах определенная последовательность включения, выключения, реверсирования, регулирования и торможения различных двигателей обычно обеспечивается при помощи блокировочных связей между цепями управления отдельных, электродвигателей.

Приведем несколько схем автоматической блокировки, используемых при управлении двумя двигателями с короткозамкнутыми роторами.

По схеме рис.1, а пуск одного двигателя исключает возможность включения другого, что обеспечивается блок-контактами К1 и К2, размыкающимися при срабатывании контактора другого двигателя. Та же схема может быть использована для раздельного дистанционного управления каждым двигателем без взаимной блокировки. Для этого двухпозиционный переключатель SM должен быть поставлен в правое положение, когда замкнуты обе пары контактов 1 и 2, шунтирующие блок-контакты К1 и К2.

По схеме рис. 1, б первый двигатель (на рисунке не показан) включается нажатием пусковой кнопки SB1. Вместе с ним автоматически включается и второй двигатель. Но второй двигатель нельзя включить при неработающем первом. Включение одного из двигателей вызывает немедленный останов другого двигателя. При автоматической работе переключатель SM устанавливают в левое положение, при котором контакты 1 и 3 замкнуты, а при раздельном управлении переключатель ставится в правое положение, когда замкнуты контакты 2 и 4.

Рис.1. Схемы блокировки двух асинхронных двигателей: а — блокировки исключения; б и в — зависимой блокировки; гид — при совместной работе двух двигателей

По схеме рис.1, в включение двигателей осуществляется поочередно: сначала первого двигателя кнопкой SB1, а затем второго двигателя кнопкой SB2. Возможна работа первого двигателя отдельно, но второй двигатель может работать только совместно с первым. Схема управления пуском значительно упрощается, если двигатели должны работать только совместно.

По схеме рис.1, г это обеспечивается двумя контакторами и общей пусковой кнопкой, а в схеме рис.1, д — общим контактором. Во всех приведенных схемах останов двигателей производится соответствующими кнопками SB.

Как бы ни была рационально составлена схема управления двигателями, следует иметь в виду возможность отказов в работе отдельных ее элементов. Надежность в работе зависит не только от качества аппаратуры и ее монтажа, но и от построения схемы управления, поэтому необходимо предусматривать различного рода сигнализации о режимах работы схемы и избегать аварийные режимы. Для исключения самопроизвольного продолжения работы после восстановления напряжения без повторного включения схемы оператором предусматривается информационная сигнализация (рис.2). Несмотря на простоту варианта рис.2, а, он может дать ложный сигнал при перегорании лампы.

Более надежным является вариант рис.2,б так как при перегорании любой из двух ламп он не даст ложной информации. Если в схеме имеются свободные контакты, то вариант рис.2, в является более надежным. Сигнал о восстановлении напряжения при наличии реле напряжения KV можно обеспечить по схеме рис.2, г. Повторное включение после снятия напряжения производится пусковой кнопкой SB. Обрыв цепи катушек реле или контактора не должен быть причиной неверных срабатываний, поэтому в управляющие цепи нельзя включать размыкающие контакты, замыкающиеся при обрыве цепи катушки.

В схеме рис.2, д используется реле контроля КА тока в обмотках ответственных узлов, которое включается параллельно катушке контактора К. Сигнал обрыва в катушке К показывает лампа HL. В случае залипания якоря контактора К при снятии напряжения сигнал о том, что контактор остался включенным, обеспечивается загоранием лампы HL1.

Один из вариантов схемы звуковой сигнализации показан на рис.2, е. По этой схеме осуществляется контроль исправной работы четырех двигателей. После пуска всех четырех двигателей сигнализация в этой схеме автоматически подготавливается к включению. При этом замыкающий контакт четвертого двигателя К4 включает реле подготовки звукового сигнала KV, а размыкающие контакты на участке аb размыкаются. Замыкаются при этом контакты самоблокировки и блокировки реле KV.

При перегрузке, например, одного из двигателей на участке аb замкнется один из размыкающихся контактов и немедленно включится аварийный звуковой сигнал НА. Чтобы снять звуковой сигнал, нажимают кнопку SB, включенную последовательно с НА, при этом размыкается цепь реле KV и его контакты KV. Нажатием кнопки SB1 осуществляется автоматический останов двигателей, при этом включается реле автоматического останова КН.

Рис. 2. Схемы сигнализации: а, б, в — примеры информационной сигнализации; г и д — с реле напряжения и контроля; е, ж — аварийной

Реле КН своим размыкающим контактом отключит цепь питания катушек контакторов K1 К2, КЗ и К4 (контакторы на схеме не показаны), а другим контактом КН обесточит реле KV, которое отключит звуковую сигнализацию НА. Для проверки исправности звукового сигнала нажимают кнопку SB.

Для контроля верхнего и нижнего уровней стружки в бункере при производстве древесностружечных плит может быть применена звуковая сигнализация, изображенная на рис.2, ж. Когда стружка достигнет верхнего уровня бункера, включится реле KSL, и его замыкающий контакт включит звуковой сигнал НА. При снижении стружки в бункере ниже установленного уровня замкнется контакт реле низкого уровня RSL1 и включит звуковой сигнал.

Нажатием кнопки SB снимают звуковой сигнал. Кнопка SB включит реле снятия сигнала KV, а его размыкающий контакт отключит сигнализацию НА. Реле KV останется включенным через контакт самоблокировки до снятия напряжения в цепи управления. Нажатием кнопки SB1 проверяется исправность звуковой сигнализации.

На рис. 3 приведена схема электрической сигнализации двух технологических параметров.

Рис. 3. Схема сигнализации

При отклонении от нормы одного из них, например, первого, замыкается технологический контакт S1, расположенный в соответствуюшем измерительном приборе или сигнализаторе. При этом включается реле 1К, которое своим переключающим контактом 1К1 включает сигнальную лампу HL1 и отключает ее от кнопки опробования сигнализации SB3.

Одновременно замыкающий контакт 1К2 реле 1К через размыкающий контакт ЗК2 выключенного реле 3К включает звонок НА. Включается звонок кнопкой съема звуковой сигнализации SB1, при нажатии которой реле 3К через свой замыкающий контакт 3X7 становится на самоблокировку, размыкающим контактом отключается звонок.

Если при таком состоянии схемы замыкается второй технологический контакт S2, то при снятом звуковом сигнале загорается лишь сигнальная лампа HL2, а звуковой сигнал не будет подан. В исходное состояние схема придет после размыкания обоих технологических контактов S1 и S2, что вызывает отключение всех реле. Кнопки SB2 и SB3 предназначены для опробования звонка и сигнальных ламп.

Для чего нужна и как работает блокировка двигателя сигнализацией

Возможность надежно заблокировать запуск двигателя в случае срабатывания тревоги для сигнализации необходима. Другое дело, что грамотно заблокировать мотор не так просто: по современным меркам считается необходимым, чтобы угонщик тратил не менее получаса на обход защитных цепей. Поэтому недаром говорится, что установщик сигнализации и должен мыслить, как угонщик: ставя сигнализацию, первым вопросом он себе задает «как ее смогут отключить или обойти?».

Релейные блокировки

Реле блокировки двигателя – простейший и распространенный способ предотвращения несанкционированного запуска мотора. Независимо от того, встроено реле в сам центральный блок сигнализации или установлено внешнее, суть его работы одна и та же. Пока в его обмотке не течет ток (в автомобилях применяются реле со слаботочными обмотками, поэтому их можно напрямую подключать к выходным каналам сигнализаций), якорь реле (общий контакт, 30) электрически соединен с нормально замкнутым контактом (НЗ, 88 или 87а). Но, как только ток подается на обмотку, сердечник реле намагничивается и притягивает к себе якорь. Нормально замкнутый контакт отключается от общего, который соединяется с нормально разомкнутым контактом (НР, 87).

Схема блокировки реле выбирается любая:

1. При блокировке двигателя по нормально замкнутому контакту реле замыкает защищаемую цепь, размыкая ее только при срабатывании тревоги. Это удобно тем, что реле при таком подключении не изнашивается, в сильноточных цепях его контакты не обгорают. Зато стоит угонщику оторвать управляющий провод или отключить от разъемов центральный блок сигнализации, как ему даже не придется искать это реле: оно останется замкнутым навсегда.
2. При блокировке по нормально разомкнутому контакту каждый раз при включении зажигания на машине, снятой с охраны, контакты замыкаются, размыкаясь при выключении зажигания. Реле изнашивается, зато при отключении центрального блока сигнализации защищенная цепь останется разомкнутой. Поэтому такой способ надежнее. Учтите, что в большинстве сигнализаций выход на реле блокировки изначально запрограммирован на НЗ блокировку, и НР работает только после изменения настроек.

Какие цепи можно надежно защитить с помощью релейной блокировки? Самая бесполезная вещь – это реле блокировки стартера, ведь на многих автомобилях стартер включается принудительно, замкнув отверткой или ключом контакты втягивающего реле под капотом. К тому же такая блокировка бесполезна при ограблении: отбирая у Вас уже заведенный автомобиль, грабитель сможет спокойно уехать.

Грамотная блокировка двигателя должна не давать работать мотору. Для современного впрыскового двигателя точками блокировки становятся:

1. Цепь питания бензонасоса

Простая и удобная блокировка, но на автомобилях с легким доступом к лючку бензонасоса бесполезная: угонщик даже не будет искать реле, а просто подключит небольшой аккумулятор напрямую на разъем бензонасоса.

2. Блокировка цепей питания катушек зажигания или форсунок

Также не позволит завести мотор, но при наличии доступа в подкапотное пространство обойдется точно так же, проводом-времянкой. Без надежного дополнительного замка капота подобная блокировка надолго угонщика не остановит.

3. Блокировка цепи датчика положения коленчатого вала

Наиболее эффективна – если контроллер не получает информацию о вращении коленвала, ни на форсунки, ни на катушки зажигания импульсы ЭБУ впрыска подавать не будет. «Выловить» эту блокировку угонщик сможет только с помощью диагностического сканера – в памяти ЭБУ зафиксируется обрыв цепи ДПКВ. Чтобы эта ошибка не возникала, подключаем реле немного хитрее:

Сопротивление резистора R1 должно быть равным сопротивлению обмотки датчика положения коленчатого вала. В этом случае при срабатывании реле блокировки ко входам ЭБУ впрыска подключается «обманка», и вместо фиксации ошибки ЭБУ не будет «видеть» вращение коленвала.

На схемах включения реле блокировки указывается диод, включенный параллельно обмотке. В некоторых реле он даже встроен изначально. Для чего он нужен? Дело в том, что обмотка реле имеет определенную индуктивность, и при отключении питания в ней возникает резкий выброс напряжения с полярностью, обратной изначальной. Поэтому диод, включенный «наоборот», никак не влияя на нормальную работу реле, в момент такого выброса открывается, защищая слаботочный выход сигнализации.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Реле со скрытым управлением

Недостаток релейной блокировки очевиден – приходится тянуть к месту подключения управляющий провод от центрального блока, и его нужно прятать в штатные жгуты. Найдя этот провод, угонщик сможет по нему проследить и расположение реле, и местонахождение центрального блока сигнализации.

Чтобы избежать этого, применяются сложные электронные реле, управляемые как по радиоканалу (как в сигнализациях StarLine), так и кодовыми импульсами по штатной проводке. Рассмотрим работу радиореле блокировки StarLine R2.

Это устройство компактно, чтобы его можно было даже вплетать в сами жгуты проводки, и поддерживается сигнализациями StarLine уже давно. Для связи с центральным блоком сигнализации используется тот же диалоговый код, что и для управления самой сигнализацией, средствами наподобие кодграбберов заставить активированное реле отключиться невозможно.

Реле может коммутировать ток до 10 ампер, возможно использование и нормально замкнутой, и нормально разомкнутой схемы. В последнем случае вскрываете корпус и разрезаете проволочную петлю на плате.

После подключения реле к блокируемой цепи ( можно использовать не более двух реле R2) его прописывают в память центрального блока. Для этого:

• при выключенном зажигании нужно 7 раз нажать кнопку Valet сигнализации;
• включить зажигание и подождать, пока не прозвучит 7 коротких сигналов сирены;
• подключить провод питания прописываемого радиореле к цепи, где всегда есть +12 В. Реле пропишется в память центрального блока, после чего сирена издаст 1 сигнал;
• если Вы подключаете второе реле, то таким же образом подайте на него питание. После сопряжения с центральным блоком прозвучат 2 сигнала сирены;
• выключите зажигание;
• не менее чем на 10 секунд отключите питание от центрального блока сигнализации.

Помните, что при выполнении процедуры перепрописки брелоков надо повторить и перепрописку установленных радиореле.

Начиная с 4 поколения сигнализаций StarLine (А94/А64, В94/В64, D94/D64, Е91/Е61, Е90/Е60, А93/А63 и далее, у которых в серийном номере центрального блока присутствует буква «S» — например, B94SW405618988), появилась возможность использования более современного реле R4. У него увеличена токовая нагрузка, и появился специальный режим управления электрозамком капота. Таким образом можно подключать электрозамок, не протягивая от него силовые провода в салон, и с точки зрения защищенности автомобиля это гораздо эффективнее. Одновременно с этим StarLine R4 реализуется две блокировки – через встроенный ключ по НР или НЗ схеме и через внешнее реле по НЗ схеме.

Однако потребуется соединение выхода INPUT с одним из дополнительных каналов центрального блока сигнализации. Он при этом настраивается на работу с кодовым реле. Например, на сигнализациях StarLine B94/D94 используются следующие каналы:

Функция управления выбранным каналом устанавливается в значение 3. Далее для прописки кодового реле его подключают к питанию и массе, после чего:

1. Соедините между собой провода INPUT и OUTPUT, не отключая INPUT от дополнительного канала.
2. При выключенном зажигании 7 раз нажмите кнопку Valet.
3. Включите зажигание и тут же выключите.
4. Когда реле пропишется в память блока, замок капота автоматически закроется и откроется.

Блокировка по CAN-шине

Однако на современных автомобилях есть еще более элегантный способ блокировки запуска мотора. При этом никаких физически разрываемых цепей нет, как нет и дополнительных подключений: сигнализации достаточно иметь связь с CAN-шиной автомобиля.

Суть такой блокировки в том, что при срабатывании тревоги сигнализация передает по шине команду блокировки и повторяет ее все время, пока тревога не отключится. И, пока угонщик не отключит центральный блок, попытки запустить мотор будут бесполезными. Если же учесть, что при грамотной установке центрального блока для его извлечения потребуется разобрать половину салона, то по эффективности такой способ однозначно лидирует. При этом нет повода опасаться в надежности: реле блокировки может сломаться, контакты – окислиться, а эта блокировка исключительно виртуальна и появляется только тогда, когда нужно.