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/ Iн |
|
|
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 13.01.2011Характеристика 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 11.01.2016Составление 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 10.05.2009Разработка 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 24.12.2012Техническая 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 30.09.2012Проблема 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 27.06.2013Анализ 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 05.06.2013Описание 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 09.08.2015Описание 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 26.06.2012Характеристики 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
