Автоматизация тельфера

Технологическая характеристика объекта автоматизации – тельфера. Составление функциональной и технологической схемы системы автоматического управления. Разработка принципиальной электрической схемы. Расчёт и выбор технических средств автоматизации.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 13.05.2012
Размер файла 248,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • Введение
  • 1. Технологическая характеристика объекта автоматизации
  • 2. Составление функциональной и технологической схемы системы автоматического управления
  • 3. Разработка принципиальной электрической схемы
  • 3.1 Составление частных таблиц включения для исполнительных элементов
  • 3.2 Составление таблиц покрытия для исполнительных элементов
  • 3.3 Упрощённые структурные формулы и принципиальные электрические схемы для исполнительных элементов
  • 4. Расчёт и выбор технических средств автоматизации
  • 5. Разработка нестандартных элементов и технических средств
  • Заключение
  • Литература

Введение

Из машин непрерывного транспорта наиболее распространены установки с гибким тяговым органом: лентой, цепью, тросом.

В ремонтных мастерских и складах применяют подъёмные механизмы для погрузочно-разгрузочных и монтажных работ: электротали, тельферы, мостовые краны и др. они обычно имеют многодвигательный привод. Например, простейший механизм электротали имеет два двигателя: один для поднимания и опускания груза, другой для горизонтального перемещения.

Промышленность выпускает специальные крановые двигатели, которые имеют повышенную механическую прочность, большую перегрузочную способность и больший пусковой момент, повышенное скольжение (МТК, МТКВ, АОС и другие). В подъёмных установках небольшой мощности используют обычные двигатели.

1. Технологическая характеристика объекта автоматизации

Электрическая таль типа ТЭ1-511 выпускается грузоподъёмностью 1 т., высота подъёма 3…18 м. В ней применяются двигатели мощностью 0,37 кВт на передвижение и 3 кВт на подъём. Скорость передвижения электродетали20 м/мин, скорость подъёма 8 м/мин.

Барабан с канатом подъёма приводится во вращение электродвигателем через редуктор. Для ограничения подъёма груза предусмотрен конечный выключатель, который отключает электродвигатель подъёма при упоре крюка в рычаг выключателя. К зажимам электродвигателя подключена катушка электромагнита тормозного устройства, которое при включении электромагнита растормаживает электродвигатель. При отключении электромагнита тормоза, электродвигатель затормаживается под действием пружин тормоза.

Технологическая схема тельфера

1-балка; 2 - механизм передвижения; 3-механизм подъема; 4-груз;

5-начальноя площадка; 6когечная площадка.

Таблица 1 - Исходные данные

Назначение и тип эл. дв.

Обозначение

Рн,

кВт

nн,

мин-1

, %

cos н

Мmax/

Mн

Мп/

Мн

Мmin/

Мн

Iп/

Подъём

АИР90L4

М2

3

1500

81

0,83

2,2

2,1

1,6

6,5

Передвижение

АИР71А4

М1

0,37

1500

70,5

0,7

2,2

2,3

1,8

5

2. Составление функциональной и технологической схемы системы автоматического управления

Функциональная схема выполняется следующим образом: щит или пульт управления изображают прямоугольным в верхней или нижней части чертежа, в котором, при помощи условных обозначений показывают на щите или пульте приборы и средства автоматизации. Приборы и средства автоматизации устанавливаемые вне щита или пульта и не связанные непосредственно с технологическим оборудованием и коммутации, условно показывают прямоугольники с надписью “Приборы по месту”. Такой прямоугольник располагают под прямоугольником щита или пульта, при разработке функциональной схемы, на основании анализа условий работы технологического оборудования, необходимо решить следующие вопросы:

Определить оптимальный объём технологического процесса автоматизации

На функциональной схеме необходимо выделить исходную систему автоматического управления, разбить на локальные и замкнутые системы автоматического управления и програмно-логические системы.

Уточнить технологические параметры подлежащие автоматическому управлению и контролю, установить их параметры и выбрать методы измерения этих параметров, для последующего выбора технических средств, для их реализации.

Определить объёмы автоматической защиты и блокировок технологических установок.

Выбрать основные технические средства автоматизации.

Разместить аппаратуру на щитах и пультах.

Функциональная электрическая схема тельфера изображена на первом листе графической части.

При проектировании логической части схем автоматики, цикл работы задаётся последовательностью включения и отключения механизмов. В ходе разработки системы управления определяют последовательность работы исполнительных элементов технологической линии, порядок управления, число конечных выключателей, датчиков и других командных аппаратов управляющих процессом.

Составим таблицу, где приведём буквенные обозначения командных, исполнительных и промежуточных органов РКС.

Таблица 2 - Буквенное обозначение коммутирующих, исполнительных и промежуточных органов РКС

Обозначение органов

Назначение элементов в РКС

Механизм, где установлен элемент

х1

Перемещение груза вправо

Двигатель М1

х2

Перемещение груза влево

Двигатель М1

х3

Подъём груза

Двигатель М2

х4

Опускание груза

Двигатель М2

b1

Остановка в конце обратного горизонтального перемещения

Конечный выключатель

b2

Остановка груза в верхней точке

Конечный выключатель

b3

Остановка груза в нижней точке начального положения

Конечный выключатель

b4

Остановка горизонтального перемещения в конце пути

Конечный выключатель

автоматизация тельфер электрическая схема

3. Разработка принципиальной электрической схемы

Используя словесное описание технологического процесса заменяя механизмы соответствующими элементами, составим символическое описание технологического процесса.

­а1-­х3-Їа1-?vz3?-^x1-?z3?-vx4-^z4-^a2-^x3-va2-?vz3?-x2-?vz3?-x4-vz5-vx4

vx3 x4 vx3 vx2

x3?

3.1 Составление частных таблиц включения для исполнительных элементов

Дальнейшая формализация разработки РКС связана с составлением таблиц включений для каждого исполнительного элемента.

В частную таблицу включения для какого-либо исполнительного элемента вносят данный исполнительный элемент, промежуточный элемент, от состояния которого этот исполнительный элемент включается, отключается, а так же вспомогательный элемент, необходимые для реализации данной таблицы.

Составим частную таблицу включения для исполнительного элемента х1

Таблица 3 - Частная таблица включения для исполнительного элемента х1

№ эл-та

№ код эл-та

элемент

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

1

1

X1

+

-

2

2

b2

+

-

+

-

3

4

b4

+

-

Коды составленных контактов

2

3

1

-1

-2

-4

-4

-4

-4

-4

-4

-4

-2

-2

-2

2

2

0

Из структурной теории релейных устройств известна общая формула для определения первоначальной структуры цепи управления элементом:

F (x) =fср (х) +fотп (х) *х (1)

Где fср - состояние вспомогательных элементов в такте срабатывания;

fотп - состояние вспомогательных элементов в такте отпускания;

х - расчётный исполнительный элемент.

Составим структурную формулу для элемента х1:

F (x1) =b2*b4+x1* (b2*b4) =b2*b4+x1*b2+x1*b4

Таблица 4 - Частная таблица включения для исполнительного элемента х2

№ эл-та

№ код эл-та

элемент

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

1

1

х2

+

-

2

2

b4

+

+

+

-

3

4

b3

-

-

+

Коды составленных контактов

2

3

-1

-5

-3

-1

-1

-1

-1

-1

-1

-1

3

3

3

2

2

0

Таблица 5 - Частная таблица включения для исполнительного элемента х3

№ эл-та

№ код эл-та

элемент

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

1

1

X3

-

-

+

-

2

2

b2

+

+

-

+

-

3

4

b4

-

+

Коды составленных контактов

2

1

3

-1

-2

-4

-4

-4

-4

-4

-4

-4

-3

-3

-1

3

1

0

Таблица 6 - Частная таблица включения для исполнительного элемента х4

№ эл-та

№ код эл-та

элемент

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

1

X4

+

-

2

2

b2

+

-

3

4

b4

+

-

Коды составленных контактов

2

3

3

7

6

2

2

2

0

Составим структурную формулу для элемента х4

F (x) =b4*b5+x4* (b4*b5) =b4*b5+x4*b4+x4*b5

3.2 Составление таблиц покрытия для исполнительных элементов

Первичные структурные формулы упрощают с помощью таблиц покрытия, назначение которых состоит в исключении лишних слагаемых из первоначальной структурной формулы.

В горизонтальные строчки таблицы вписывают все слагаемые произведения, имеющиеся в первоначальных структурных формулах элементов, а в вертикальные таблицы - номера тактов включенного состояния данного элемента, то есть от такта срабатывания до такта предыдущему такту отпускания.

Составим таблицы покрытия для всех исполнительных элементов.

Таблица 7 - Таблица покрытия для исполнительного элемента х1

Произведение

5

6

7

b4

B2

ґ

ґ

ґ

x1

B2

-

-

-

x1

B4

-

ґ

ґ

Таблица 8 - Таблица покрытия для исполнительного элемента х2

Произведение

17

18

19

b2

b1

ґ

ґ

ґ

x2

b2

-

-

-

x2

b1

-

ґ

ґ

Таблица 9 - Таблица покрытия для исполнительного элемента х3

Произведение

1

2

3

4

a1

b2

ґ

ґ

-

-

x3

a2

-

ґ

-

-

x3

b2

-

ґ

ґ

ґ

Таблица 10 - Таблица покрытия для исполнительного элемента х4

Произведение

20

21

22

b1

b3

ґ

ґ

ґ

x4

b1

-

-

-

x4

b3

ґ

-

-

3.3 Упрощённые структурные формулы и принципиальные электрические схемы для исполнительных элементов

Для перемещения груза вправо.

Исходя из таблицы 9, структурная формула для элемента х1 будет иметь вид:

(x2) =b4*b2

Составляем упрощённую электрическую схему для элемента х1

Для перемещения груза влево.

Исходя из таблицы 10, структурная формула для элемента х2 будет иметь вид

F (x2) =b2*b1

Составляем упрощённую электрическую схему для элемента х2

Для подъёма груза.

Исходя из таблиц 11 и 12, структурные формулы для элемента х3 будут иметь вид:

F (x3) =а1*b2

F (x3) =а2* (b2+x3)

Составляем упрощённые электрические схемы для элемента х3

Для опускания груза.

Исходя из таблиц 11 и 12, структурные формулы для элемента х4 будут иметь вид:

F (x4) =b1*b3

F (x4) =b4*b5

Составляем упрощённые электрические схемы для элемента х4

Исходя из общего числа упрощённых электрических схем исполнительных элементов, составляем общую упрощённую электрическую схему управления технологическим процессом.

4. Расчёт и выбор технических средств автоматизации

Правильность выбора средств автоматизации способствует надёжной работе электроустановок.

Выбираем автоматический выключатель для электродвигателя АИР90L4 мощностью 3 кВт по зависимости:

IaіIн (2)

Где Ia - номинальный ток автомата, А; Iн - номинальный ток электродвигателя, А.

Iн=P/ (3*Uн*cosj*hн) (3)

Где Uн - номинальное напряжение, В;

сosj - коэффициент мощности электродвигателя;

hн - коэффициент полезного действия электродвигателя.

Отсюда:

Iн=3/ (3 0,38*0,83*0,81) =3,9А.

10>3,9

Uн. аіUн (4)

500>380

Iэтрі1,2*Iр (5)

Где Iэтр - ток теплового расцепителя, А;

Iр - расчетный ток, А.

Iр=Iн*Кз (6)

Где Кз - коэффициент запаса Кз=0,7

Отсюда Ip=0.7*5=3.5A

Iэтр=1,2*3,5

Iэтрі4,2А

Выбираем автоматический выключатель типа АЕ2016Р с номинальным током расцепителя Iэтр=5А, и током Ia=10А.

Отсюда 5>4,2А

Определяем ток электромагнитного расцепителя

Iэмр=1,25*Iпуск (7)

Где Iпуск - пусковой ток электродвигателя, А.

уск=Iн*Кi (8)

Где Кi - кратность пускового тока

Отсюда

Iпуск=6.5*5=32.5А

Iэмр=1,25*32,5=40,6А

Принимаем за ток срабатывания электромагнитного расцепителя Iэтр=40,6А. Так как все условия выбора автоматического выключателя соблюдаются, то он выбран верно. Автоматические выключатели для остальных электродвигателей рассчитываются аналогично, данные находятся в сводной ведомости. Выбираем магнитный пускатель для электродвигателя АИР90L4 мощностью 2,2 кВт по условию:

Iп>Iн (9)

Где Iп - ток магнитного пускателя, А

10>3.9

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ-121002, а так же приставку ПКЛ.

Остальные пускатели выбираются так же, данные сносятся в сводную ведомость.

Выбираем пакетный выключатель по наибольшему количеству связующих цепей какого-либо режима работы, из этого выбираем пакетный выключательУП5404.

Выбираем для схемы сигнализации лампы марки АС-220 на напряжение 220В.

Выбираем кнопочные посты по числу управляющих кнопок, а также она должна быть встроена в шкаф, соответственно 2 кнопочных поста ПКЕ-222-3.

5. Разработка нестандартных элементов и технических средств

Средства контроля, сигнализации и управления размещают в пультах или щитах, что позволяет не только сконцентрировать средства автоматики, но и сохранить их от вредного механического, температурного и других воздействий.

Расчётная площадь шкафа рассчитывается по формуле:

S=S (Hi+2*X) * (Bi+2*X) (10)

Где Hi - высота аппарата, мм;

Bi - ширина аппарата, мм;

Х - расстояние необходимое для прокладки жгутов и кабелей, Х=20мм.

Отсюда:

S=2*[ (140+2*20) * (55+2*20) ]+4[ (55+2*20) * (70+2*20) ]=89000мм2

Выдираем шкаф ЩПК 300ґ400 мм2.

Таблица 11. Перечень используемых элементов пускозащитной аппаратуры

Обозначение

Наименование

Кол.

Детали

Стандартные изделия

Шкаф ЩПК

1

Прочие изделия

QF1,

Автоматический выключатель АЕ2016Р

1

КМ1, КМ2, КМ3, КМ4

Пускатель электромагнитный ПМЛ-121002

4

Приставка ПКЛ

6

SB1,SB2

Кнопочный пост ПКЕ-222-3

2

XT1 ХТ2

Клемная колодка на 14 клемм

2

SQ1, SQ2, SQ3, SQ4, SQ5

Конечный выключатель

5

Заключение

Данный курсовой проект выполнен на тему: “Автоматизация тельфера ТЭ1-511”. В результате выполнения проекта были составлены функциональная и технологические схемы, а также разработана принципиальная электрическая схема управления электрическим тельфером ТЭ2-621, с учётом ручного и автоматического режимов работы и сигнализации.

Разработанная принципиальная электрическая схема управления тельфером позволяет производить транспортировку грузов с минимальными затратами человеческого труда.

Предусмотрен реверс поднимающего и перемещающего двигателей. Выбрана пускозащитная аппаратура, рассчитан щит управления с расположенными в нём элементами схемы.

Литература

1. Кудрявцев И.Ф. Электрооборудование сельскохозяйственных агрегатов и установок - М.: Агропромиздат. 1988г.

2. Долгий В.И. Автоматизация технологических процессов. Методические рекомендации для учащихся средних специальных учебных заведений по выполнению курсового проекта, по специальности С0302 “Электрификация и автоматизация сельского хозяйства" - Мн.: Учебно-методический центр. 1997г.

3. Маковский В. Д.; Исаев И.В. Элементы и устройства сельскохозяйственной автоматики. Справочное пособие - Мн.: Урожай. 1989г.

Приложение

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Технологическая характеристика объекта автоматизации. Разработка принципиальной электрической схемы управления и временной диаграммы работы схемы. Выбор средств автоматизации: датчиков уровня SL1 и SL2, выключателей, реле. Разработка щита управления.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 13.01.2011

  • Характеристика и конструкция котла. Выбор магнитных пускателей, автомата для защиты электроводонагревателя. Разработка функционально технологической схемы автоматизации и принципиальной электрической схемы управления. Определение показателей надежности.

    курсовая работа [221,4 K], добавлен 11.01.2016

  • Составление функциональной схемы автоматизации технологической установки. Кривая разгона объекта по каналу регулирования, выбор типа регулятора. Определение пригодности регулятора и параметров его настроек и устойчивости системы по критерию Гурвица.

    курсовая работа [175,1 K], добавлен 10.05.2009

  • Разработка функциональной схемы автоматизации парового котлоагрегата КЕ-10/14 с выбором средства автоматизации. Выполнение расчета шкалы ротаметра и определение параметров сопротивлений резисторов измерительной схемы автоматического потенциометра.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 24.12.2012

  • Техническая характеристика котлоагрегата ТП-38. Синтез системы управления. Разработка функциональной схемы автоматизации. Производстенная безопасность объекта. Расчет экономической эффективности модернизации системы управления котлоагрегатом ТП-38.

    дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.09.2012

  • Проблема комплексной автоматизации. Структуры автоматизированной системы управления ТЭС. Анализ и выбор современных средств управления и обработки информации. Разработка функциональной схемы системы управления за параметрами. Управления расходом воды.

    курсовая работа [424,9 K], добавлен 27.06.2013

  • Анализ вариантов технических решений по силовой части преобразователя. Разработка схемы электрической функциональной системы управления. Способы коммутации тиристоров. Математическое моделирование силовой части. Расчет электромагнитных процессов.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 05.06.2013

  • Описание схемы электрической принципиальной. Составление дифференциальных уравнений, определение передаточных функций и составление структурных схем элементов системы автоматического управления. Расчет критериев устойчивости Гурвица и Михайлова.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 09.08.2015

  • Описание газообразования в котельной установке. Построение формальной математической модели автоматизации. Разработка структурной и функциональной схемы устройства. Программирование контролера системы управления. Текст программы на языке ASSEMBLER.

    дипломная работа [3,8 M], добавлен 26.06.2012

  • Характеристики мелиоративной насосной станции. Выбор технических средств автоматизации. Принципиальная схема и техническое описание. Алгоритм действия элементов схемы. Расчет схемы соединений щита управления. Ввод в эксплуатацию и техника безопасности.

    курсовая работа [555,5 K], добавлен 20.04.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.