Система управления асинхронным двигателем
Разработка системы управления асинхронным двигателем на базе однокристального микроконтроллера, удовлетворяющей современным технологическим требованиям. Определение возможных вариантов и выбор рациональной системы электропривода и электродвигателя.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.04.2012 |
| Размер файла | 377,6 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.
Используя цифровые входы ACS 400, можно реализовать функцию блокировки (контроля состояния); макропрограмма PFC может определить, что насос отключен, и запускает вместо него другой насос.
Макропрограмма PFC обеспечивает возможность чередования насосов. Таким образом время работы всех насосов будет одинаково.
По умолчанию при выборе
В конкретном случае нижний предел частоты вращения составляет 0,9 от номинальной, верхний пределЇ 1,2щНОМ. Верхний предел обусловлен рабочей областью насоса, нижний соответствует частоте вращения двигателя насоса при поддержании заданного давления с минимальным расходом.
По умолчанию при выборе макропрограммы PFC преобразователь получает опорный сигнал (уставку) по аналоговому входу 1, действительное значение технологической переменной по аналоговому входу 2 и команды Пуск/Стоп Ї по цифровому входу 1. Контроль состояния подключается к цифровому входу 4 (двигатель с регулируемой скоростью) и цифровому входу 5 (двигатель с постоянной скоростью). Сигнал "Разрешение пуска" подается на цифровой вход 2 и управление PFC активизируется/деактивизируется по цифровому входу 3. По умолчанию выходной сигнал подается через аналоговый выход (частота).
Обычно автоматическое шунтирование управления насосами и вентиляторами производится при подключении преобразователя ACS 400 в местный режим управления (на панель управления выводится LOK). В этом случае ПИД-контроллер процессора не используется и двигатель с постоянной скоростью не запускается. Однако если установить для параметра 1101 тип зад от клав значение 2 (задание 2 (%)), то в местном режиме опорное значение PFC может подаваться с пульта управления.
Преобразователь оснащен встроенным ПИД-контроллером, который используется, если выбрана макропрограмма управления. ПИД-контроллер имеет следующие основные функции:
Функция выключения ПИД для прекращения регулирования, когда выходной сигнал ПИД-контроллера падает ниже заданного предела, восстановление, когда действительное значение технологической переменной падает ниже заданного предела.
Программируемые выдержки выключения и включения. Режим выключения может также быть активизирован по цифровому входу.
Два набора ПИД, выбираемые по цифровому входу.
Параметры ПИД-контроллера находятся в группах 40 и 41.
Преобразователь ACS 400 имеет два программируемых релейных выхода. Работа релейных выходов 1 и 2 управляется параметрами 1401 релейный вых 1 и 1402 релейный вых 2. Значение 29 (PFC) выделяет релейный выход для блока управления насосами и вентиляторами. При выборе макропрограммы PFC это значение устанавливается по умолчанию для обоих релейных выходов.
При использовании блока управления насосами вентиляторами преобразователь может использовать поставляемые по отдельному заказу модули расширения ввода/вывода (NDIO). Эти модули обеспечивают дополнительные релейные выходы и цифровые входы. Расширение ввода вывода требуется в следующих случаях:
Когда стандартные релейные выходы преобразователя ACS 400 (R01 и R02) нужны для других целей и/или используется большое количество вспомогательных двигателей.
Когда стандартные цифровые входы преобразователя ACS 400 (ДВХ1 и ДВХ2) нужны для других целей и/или используется большое количество сигналов контроля состояния (вспомогательных двигателей).
Модули расширения вводы вывода подключаются к преобразователю ACS 400 по волоконно-оптической линии DDCS. Для использования DDCS необходим поставляемый по отдельному заказу коммутационный модуль DDCS.
К каналу DDCS могут быть подключены один или два модуля NDIO. Каждый модуль NDIO содержит два цифровых входа и два релейных выхода.
7.2 Разработка алгоритма и программы управления
Программирование происходит путем изменения установок групп.
Алгоритм работы автоматизированной системы управления тремя насосами, из которых один должен быть в работе, а два лругих в резерве.
После включения в работу агрегат должен проработать заданное время Т, после чего его необходимо остановить для профилактического осмотра. Вместо остановленного должен быть запущен один из резервных. Если во время работы включенного насоса обнаружится неисправность, то он должен быть немедленно остановлен и заменен резервным.
Граф-схема алгоритма представлена на рис.8.4., где Аi - пуск i-ого насоса, Bi-остановка i-ого насоса, Qi-i-ый агрегат исправен, t-время работы насоса. Основной неисправностью является перегрев изоляции двигателя, которая возникает при длительных перегрузочных токах и обнаруживается ПЧ, который по времени протекания тока определяет температуру.
Подшипники насоса мощностью 7,5 кВт в исправном состоянии не могут перегреться, так как постоянно омываются водой, поэтому контролировать их температуру нет необходимости.
7.3 Разработка функциональной логической схемы
В качестве управляющего устройства можно применить микроконтроллер КА1, входным сигналом будет аварийный сигнал с ПЧ, появляющийся при длительном токе превышающим ток уставки, его примем как сигнал 00101, выходнымиЇпуск и останов насосов: А1Ї01101, А2Ї01102, А3Ї01103, В1Ї01104, В2Ї01105, В3Ї01106. В состав контроллера входит таймер, с помощью которого определяется время наработки насоса.
Контроллер реализует работу схемы РКС изображенную на рис.8.5.
8. Проектирование конструкции узла системы автоматизированного электропривода
Для наладки и контроля работы преобразователя насосной станции может применятся пульт дистанционного управления, который предусматривает управление при использовании макроса ПИД-управления. Схема подключения пульта показана на рис.9.1.
В качестве задатчика опорного сигнала применяется потенциометр типа СПО-1 2к7, как индикатор давления, скорости, тока используются амперметры типа М2001/1. Индикация готовности, вращения, отказа осуществляется светодиодами. Провода выбираем диаметром не менее 0,5 мм.
9. Проектирование схемы электроснабжения и защиты установки
9.1. Выбор аппаратов, проводов и кабелей
Выбор магнитных пускателей.
Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления и обеспечения пусковой защиты. Выбор пускателя производится по мощности электродвигателя исполнительного механизма в соответствии с выражением:
Pдв. м. Pдв. н,
где Pдв. м - наибольшая мощность управляемого данным устройством двигателя.
Для двигателя насоса АИР112М2 с мощностью Рн=7,5кВт используются реверсивные пускатели ПМЕ - 001с номинальным током главной цепи 30А.
Выбор тепловых реле.
Тепловые реле используются для защиты для защиты электродвигателей от длительных перегрузок по току от работы при обрыве одной из фаз. При длительном режиме работы двигателей номинальный ток нагревательного элемента теплового реле Iн. э выбирают исходя из номинального тока двигателя Iн из соотношения: Iн. эIн.
Для защиты двигателей насоса используют реле ТРН - 20А и номинальным током Iн=20 А и номинальным током нагревательного элемента Iн. э=2.0А.
Выбор автоматических выключателей.
Автоматические выключатели используются для защиты электродвигателей в электрической сети от коротких замыканий. Номинальные токи автомата Iн. а. и его расцепителей Iн. р. выбирают по длительному расчетному току линии Iдл:
Iн. аIдл.
Iн. р. Iдл.
Ток срабатывания электромагнитного или комбинированного расцепителя Iср. э. проверяют по максимальному кратковременному току линии Iкр.
Iср. э1.25Iкр.
Для защиты двигателей насоса используют общий автоматический выключатель. Ток автомата должен превышать номинальный ток двигателя. Выбираем автоматический выключатель АК63М, Iн. а=150А с номинальным током отсечки 12Iн. а. Кратковременный ток линии равен пусковому току двигателя насоса
Iк. р=Iп= Кп·Iн=7,5·17,27=129,5А
Кп=7,5 - кратность пускового тока для двигателя АИР112М2.
Так как Iср. з=150>130, то автомат выбран правильно.
Для выбора общего вводного автоматического выключателя необходимо определить общую расчетную нагрузку. Активная нагрузка группы электроприемников определяется по формуле:
Pp=Км·Ки·Ри, (10.1)
где Ки - групповой коэффициент использования, Км - коэффициент максимума, Ри - суммарная номинальная нагрузка группы электродвигателей.
Определяем эффективное число электроприёмников по формуле:
,
где n число электродвигателей в группе.
Определим nэ
.
РЇ мощность насоса
Так как nэ мало, то необходимо принять nэ=4. Для токарных станков групповой коэффициент использования Ки=0.4, а , Км=1.85.
Подставляя значения в формулу (10.1) получим:
кВт.
<,
где -сумма трех электродвигателей из группы имеющих наибольшую мощность, необходимо принять:
Рр= .
Тогда:
Рр=7,5+7,5+7,5=22,5кВт.
Расчетная реактивная мощность вычисляется:
Вар.
Полная расчетная нагрузка:
кВт.
Расчетный ток группы электродвигателей:
.
Выбираем автоматический выключатель АК - 60А (2, стр.571).
Проверим выключатель по перегрузочной способности. Кратковременный ток можно принять равным пусковому. Так как двигатель питается от преобразователя частоты, то его пусковой ток не превышает 1.5Iн, отсюда:
.
Автоматический выключатель выбран правильно.
Выбор питающего кабеля.
Сечение жил проводов и кабелей напряжением до 1кВ по нагреву определяется по таблицам допустимых токов, составленным для нормальных условий прокладки, в зависимости от расчетных значений длительно допустимых токовых нагрузок (IДОП) из соотношения:
,
где КП - поправочный коэффициент на условиях прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях КП=1).
Выбранные проводники должны соответствовать их защитным аппаратам:
, (10.2)
где Кз - кратность длительно допустимого тока провода по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата.
Iз - номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата.
.
Выбираем кабель с медными жилами, резиновой изоляцией в пластмассовой оболочке для прокладки в земле трехжильный (сечение жилы ) с токовой нагрузкой 55А. Подставляя значения в проверим кабель по перегрузочной способности: 55>50.
Кабель выбран правильно.
9.2. Таблица перечня элементов электрооборудования производственной установки
Элементы электрооборудования, выбор которых осуществлялся при проектировании, сведены в таблицу 10.1.
Таблица перечня элементов силовой части электропривода составляется на основании ГОСТ 2.106-96, согласно ему графы спецификации заполняют следующим образом:
в графе "Формат" указывают форматы документов, обозначения которых записываются в графе "Обозначение". Если документ выполнен на нескольких листах различных форматов, то в графе "Формат" проставляют "звездочку" со скобкой, а в графе "Примечание" перечисляют все форматы в порядке их увеличения. Для деталей, на которые не выпущены чертежи, в графе "Формат" указывают БЧ.
в графе "Зона" указывают обозначение зоны, в которой находится номер позиции записываемой составной части (при разбивке поля чертежа на зон по ГОСТ 2.104).
в графе "Поз." указывают порядковые номера составных частей, непосредственно входящих в специфицируемое изделие, последовательность записи их в спецификации.
в графе "Обозначение" для деталей, на которые не выпущены чертежи, указывают присвоенное им обозначение.
графе "Наименование" указывают наименование, материала и другие данные, необходимые для изготовления.
в графе "Кол." для составных частей изделия указывают количество их на одно специфицируемое изделие.
в графе "Примечание" указывают дополнительные сведения для планирования и организации производства, а так же другие сведения, относящиеся к записанным в спецификацию изделиям, материалам и документам, например, для деталей, на которые не выпущены чертежи,массу.
После каждого раздела спецификации допускается оставлять несколько свободных строк для дополнительных записей (в зависимости от стадии разработки, объем записей и т.п.). допускается резервировать и номера позиций, которые проставляют в спецификацию при заполнении резервных строк.
Запись изделий рекомендуется производить в алфавитном порядке сочетания букв кодов организаций-разработчиков. В пределах этих кодовв порядке возрастания классификационной характеристики, при одинаковой классификационной характеристике по возрастанию порядкового регистрационного номера.
В пределах каждой категории стандартов запись рекомендуется производить по группам изделий, объеденных по их функциональному назначению (например, подшипники, крепежные изделия, электротехнические изделия и т.п.), в пределах каждой группы в алфавитном порядке наименований изделий, в пределах каждого.
10. Охрана труда
10.1 Производственная санитария
При эксплуатации насоса возникают такие вредные производственные факторы, как шум и вибрация. Источниками указанных вредных производственных факторов являются вращающиеся и движущиеся части механизмов насоса (электродвигатель, лопастное колесо, подшипники). Шум и вибрация классифицируются по ГОСТ 12.0.003-74 как активные, то есть они могут оказать воздействие на человека посредством заключенных в них энергетических ресурсов.
Допустимые уровни шума по ГОСТ 12.1.003-88 приведены в таблице 11.1.
Таблица 11.1
Допустимые уровни шума.
|
Рабочие места |
Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц |
Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА |
||||||||
|
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|||
|
Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях на территории предприятиях |
99 |
92 |
86 |
83 |
80 |
78 |
76 |
74 |
80 |
Методы и средства борьбы с шумом принято подразделять на:
Їметоды снижения шума на пути распространения его от источника;
Їметоды снижения шума в источнике его образования;
Їсредства индивидуальной защиты от шума.
Снижение влияния шума насоса достигнуто вынесением его за пределы рабочей зоны. В проектируемом насосе предусматривается использование современных смазочных материалов. Снижение шума на пути его распространения от источника в значительной степени достигается проведением строительно-акустических мероприятий. В данном случае применима акустическая обработка помещений (облицовка части внутренних поверхностей ограждений звукопоглощающими материалами, а также размещение в помещении штучных поглотителей, представляющих собой свободно подвешиваемые объемные поглощающие тела различной формы), звукоизолирующие ограждения или звукозащитные кабины.
Допустимые значения параметров транспортной, транспортно-технологической и технологической вибрации согласно ГОСТ 12.1.012-90 приведены в таблице 11.2 Для борьбы с вибрацией предполагается установить источники вибрации на виброизоляторы.
Таблица 11.2
Допустимые значения параметров вибрации.
|
Вид вибрации |
Категория вибрации по санитарным нормам |
Направление действия |
Нормативные, корректированные по частоте и эквивалентные корректированные значения |
||||
|
Виброускорение |
Виброскорость |
||||||
|
м?Чс-2 |
дБ |
м?Чс-1Ч1_-? |
дБ |
||||
|
Общая |
3 тип "а" |
Z0, Y0, X0 |
0,1 |
100 |
0,2 |
92 |
При выборе и расчете освещения производственного участка руководствуются нормами проектирования производственного освещения СНБ 2.04.05-98, в которых задаются как количественные (величина минимальной освещенности), так и качественные характеристики (показатель ослепленности и дискомфорта, глубина пульсации освещенности) искусственного освещения. Согласно СНБ 2.04.05-98 нормы для данного типа производства приведены в таблице 11.3.
Наиболее распространены три типа источника света: лампы накаливания, люминесцентные лампы и газоразрядные лампы высокого давления. Преимущество ламп накаливания состоит в том, что они включаются в сеть без дополнительных пусковых приспособлений. Однако имеют относительно низкую световую отдачу. Газоразрядные лампы высокого давления отличаются высокой световой отдачей и компактностью, однако, имеют сложную схему включения и невысокий срок службы.
Для освещения данного производственного участка из-за редкого нахождения в нем обслуживающего персонала наиболее подходят лампы накаливания
Содержание вредных веществ в воздухе регламентируется ГОСТ 12.1.005-88. В рассматриваемом производственном процессе отсутствуют значительные выделения вредных веществ, а значит, нет необходимости предусматривать специальную очистку воздуха.
Для повышения производительности труда, снижения утомляемости в производственных помещениях поддерживается микроклимат в соответствии со СНиП 2.04.05-91. В нем устанавливаются значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха для рабочей зоны производственных помещений в зависимости от категории тяжести выполняемой работы, величины избытков явного тепла, выделяемого в помещении, и период года. В данном случае работа оператора заключается в периодическом осмотре насосов и следовательно может бать отнесена к категории "Легкая 1а". Тогда, согласно СНиП 2.04.05-91, допустимые температуры, скорость и относительная влажность воздуха на постоянных и рабочих местах производственных помещений устанавливается согласно таблице 11.4.
Таблица 11.4
Параметры микроклимата
|
Период года |
Категория работ |
Оптимальные нормы на постоянных и непостоянных рабочих местах |
Относительная влажность, % |
||
|
Температура, ?С |
Скорость движения воздуха, м/c, не более |
||||
|
Теплый |
Легкая 1а |
23-25 |
0,1 |
40-60 |
|
|
Легкая 1б |
22-23 |
0,2 |
|||
|
Холодный |
Легкая 1а |
22-24 |
0,1 |
40-60 |
|
|
Легкая 1б |
21-23 |
0,1 |
Поддержание указанных значений микроклимата можно поддерживать путем использования кондиционеров, отопительных приборов в виде радиаторов, а также смешанной вентиляцией с частичным использованием естественного побуждения для притока или удаления воздуха.
При работе с дисплеем ЭВМ возникают следующие вредные факторы:
электромагнитные поля;
рентгеновское излучение;
ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.
Воздействие электромагнитных полей на человека зависит от напряженности электрического и магнитного полей, потока энергии, частоты колебаний, размера облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма.
Наиболее эффективным и часто применяемым из названных методов защиты от электромагнитных излучений является установка экранов. Экранируют либо источник излучения, либо рабочее место. Экраны бывают отражающие и поглощающие. Индивидуальные экранирующие комплексы предназначены для защиты от воздействия электрического поля, напряженность которого не превышает 60 кВ/м.
Для обеспечения безопасности работ с источниками электромагнитных волн (в данном случае с ПЭВМ) производится систематический контроль фактических значений нормируемых параметров на рабочих местах. Контроль осуществляется измерением напряжения электрического и магнитного полей, а также измерением плотности потока энергии.
Для экранов применяют материалы с высокой электрической проводимость (сталь, медь, алюминий, латунь) в виде листов толщиной не менее 0,5 мм или сетки с ячейками не более 44 мм. Каждый экран обязательно заземляют. Защита с помощью экранов выполняется многоступенчатой, включая экранирования генераторного (первичного) контура, рабочих контуров (плавильных, нагревательных и др.) и установки в целом.
Степень ослабления электромагнитного поля экраном характеризуется величиной, условно называемой глубиной проникновения электромагнитного поля в материал экрана, толщина которого должна быть больше глубины проникновения поля.
Эластичные экраны (из специальной ткани с вплетенной тонкой металлической сеткой) применяют для изготовления экранных штор, чехлов, спецодежды и т.п. Для экранов применяют и оптически прозрачное стекло, покрытое полупроводником - двуокисью олова; оно также обеспечивает ослабление электромагнитного поля.
10.2 Техника безопасности
Основными опасными производственными факторами в данном насосе являются вращающиеся и движущиеся части механизмов и электрический ток.
Для предупреждения травматизма при работе необходимо, чтобы планировка участка обеспечивала свободный, удобный и безопасный доступ обслуживающего персонала к насосу, основному и вспомогательному технологическому оборудованию, к органам управления и аварийного отключения всех видов оборудования, входящих в его состав. Для обеспечения безопасности лиц, обслуживающих насос, он оснащается предохранительными, блокирующими и другими защитными устройствами.
Электрооборудование насоса оснащается пусковой аппаратурой, исключающей самопроизвольное включение при восстановлении внезапно исчезнувшего напряжения независимо от положения органов управления к этому моменту. Электробезопасность насоса обеспечивается изготовлением электрооборудования в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007.14-75, ГОСТ 12.1.019-79 и соблюдением правил ПУЭ при их эксплуатации. В частности необходимо произвести защитное зануление насоса согласно ГОСТ 12.1.030-81. Обеспечить надежную изоляцию всех токоведущих частей. В случае повреждений изоляции токоведущих частей возможно попадание человека под фазное напряжение. Расчет тока, проходящего через тело человека при однофазном прикосновении к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети 380/220 В с заземленной нейтралью при благоприятных и неблагоприятных условиях.
Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью.
а - схема сети; б - эквивалентная схема
Рис.11.1
На рис.11.1 показаны рассматриваемая сеть и ее эквивалентная схема в момент прикосновения человека к фазному проводу.
В этом случае напряжение, приложенное к телу человека, прикоснувшегося к фазе 1, в комплексной форме определяется формулой
(11.1)
Ток, проходящий через тело человека, равен:
, (11.2)
где Y1, Y2, Y3, Yн, Y0, Yh - полные проводимости изоляции фазных и нулевого проводов относительно земли, заземления нейтрали и тела человека, См;
Uф - фазное напряжение, В;
а - фазный оператор трехфазной системы, учитывающий сдвиг фаз:
.
,
где w=2pf - угловая частота, с-1; f - частота тока, Гц.
Рассмотрим расчет для двух режимов работы сети: нормального и аварийного.
При нормальном режиме работы сети проводимость фазных и нулевого проводов относительно земли по сравнению с Y0 имеют малые значения и с некоторым допущением могут быть приравнены к нулю, т.е.
Y1= Y2= Y3= Yн=0.
В этом случае (11.1) и (11.2) значительно упрощаются. Так, напряжение прикосновения в действительной форме будет
(11.3)
или
, (11.4)
а ток через человека, А,
. (11.5)
Согласно требованиям "Правил устройства электроустановок" наибольшее значение r0 составляет 60 Ом; сопротивление же тела человека не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, можно пренебречь значением r0.
При аварийном режиме, когда одна из фаз сети, например фаза 3, замкнута на землю через относительно малое активное сопротивление rзм, имеет вид:
. (11.6)
Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью при аварийном режиме.
Учитывая, что Yзм=1/rзм, Y0=1/r0, Yh=1/Rh, получим напряжение прикосновения в действительной форме:
В. (11.7)
Ток через человека
А. (11.8)
Для случая нормальной работы примем, что r0=4 Ом; Rh=1000 Ом; r1=r2=r3=rн=r=104 Ом; С1=С2=С3=Сн=C=0,1 мкФ (Xc=32*103 Ом).
Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью при аварийном режиме
Рис.11.2
Так как проводимости каждой фазы и нулевого провода весьма малы по сравнению с проводимостью заземления нейтрали, то ток через тело человека можно рассчитать по формуле (11.5):
Ih=220/ (1000+4) =219 мА.
В случае аварийного режима при rзм=100 Ом ток через тело человека будет
226 мА.
При rзм=0,5 Ом ток через тело человека равен 362 мА.
Таким образом, прикосновение человека к исправному фазному проводу сети с заземленной нейтралью в аварийном режиме более опасно, чем при нормальной работе.
При установке стационарных блокировок и ограждений они обеспечивают проход человека в ограждаемую зону только через места, оборудованные соответствующими устройствами. Ограждения окрашивают по ГОСТ 12.4.026-76 (в данном случае в желтый цвет). На дверь навешивают знак "Вход воспрещен", выполненный по ГОСТ 12.4.026-76.
Эксплуатация насоса, проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.072-82.
Для персонала, обслуживающего насос, должны быть разработаны и утверждены в установленном порядке инструкции по охране труда, в которых приводят обязанности обслуживающего персонала, безопасные приемы и методы работы при обучении, наладке, ремонте и перепрограммировании преобразователя частоты, формы организации контроля за мероприятиями и средствами обеспечения безопасности, рациональные режимы труда и отдыха персонала, обслуживающего данный насос.
В инструкцию по эксплуатации включают следующие разделы.
Общие требования безопасности. Указываются назначение и характеристики насоса, особенности его привода, характеристика опасных и вредных производственных факторов, действующих на работающих, требования по обеспечению взрыво- и пожаробезопасности, условия допуска лиц к выполнению работы, а также ответственность работающего за нарушение требований инструкции.
Требования безопасности перед началом работы. В частности необходимо указать на то, что оператор должен проверить исправность оборудования, приспособлений и инструмента, ограждений, сигнализации, блокировочных и других устройств, защитного зануления, вентиляции, провести пробный цикл работы на холостом ходу, провести тестовую проверку функционирования частей станка. Особо внимание при этом уделяется блокировочным устройствам, которые должны срабатывать в соответствии с электрической схемой.
Требования безопасности во время работы. Указываются способы и приемы безопасного выполнения работ, правила использования технологического оборудования, приспособлений и инструментов.
Требования безопасности в аварийных ситуациях. Отражаются порядок безопасного отключения и действия персонала при возникновении опасных, критических и аварийных ситуаций, которые могут сформировать несчастный случай или аварию.
Требования безопасности по окончанию работы. Указывается порядок отключения и остановки насоса, переключения его на неуправляемый режим, записей в журнале о техническом состоянии, передачи насоса по смене.
Требования безопасности, безопасные приемы и методы работы при обучении, проведении наладочных, ремонтных и профилактических работ.
Требования к организации контроля за безопасной работой. Указывается, что контроль за исправностью оборудования и средств защиты на насосе, соблюдением работающими правил безопасности труда осуществляют ИТР цеха, отдел охраны труда предприятия совместно со службой, проводящей контроль за оборудованием.
10.3 Пожарная безопасность
В соответствии со ОНТП 24-88 данное производство по пожарной, взрывной и взрывопожарной опасности можно отнести к категории Д. Категория Д - это производства, в которых обрабатываются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. Согласно СНиП 2.01.02-85 здание, в котором предполагается размещение данного насоса, можно отнести ко II степени огнестойкости. Согласно указанному СНиП допускается использовать один эвакуационный выход, если число работающих соответствует приведенному в таблице 11.5.
Ширина эвакуационного прохода составляет не менее 1 м., коридор или переход в другое здание - не менее 1,4 метра. Ширина лестничных маршей не менее ширины выхода на лестничную площадку с наиболее населенного этажа, но не менее 1 метра. Максимальное расстояние от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного выхода должно составлять 50 метров.
Таблица 11.5
|
Степень огнестойкости здания |
Предельное число эвакуируемых человек с одного этажа здания при числе этажей |
|||
|
2 |
3 |
4 и более |
||
|
II |
70 |
35 |
15 |
В качестве способа предотвращения распространения огня, здание оборудовано огнестойкими противопожарными перегородками 1 типа.
Помещение, в котором располагается насос, оборудовано первичными средствами пожаротушения. В качестве таких средств можно применять углекислотные и порошковые огнетушители, предназначенные для тушения различных материалов установок под напряжением до 1000В (например, ОУ-2А, ОХП-10, ОК-10).
11. Экономическое обоснование технических решений
В данном дипломном проекте сравниваются насосные станции с нерегулируемым и регулируемым приводами, поэтому необходимо доказать экономическую целесообразность замены. Самым наглядным способом будет сравнение графиков потребления электрической энергии обоих вариантов. Используя формулу (1.1) для нерегулируемого привода, когда система трубопровод-насос в зависимости от расхода Q скользит по естественной характеристике насоса
,
где QЇ расход в м3, HЇ напор развиваемый насосом в соответствии со своей характеристикой в атмосферах, г=удельный вес воды, г=9,81·103 Н/м3, зЇ КПД насоса в относительных единицах. При частотном регулировании скорости насоса для стабилизации напора потребляемая мощность рассчитывается по формуле:
,
где зiФЇ фиктивный КПД, определяемый по графику з (Q) для QiФ, QiфЇ фиктивный расход, который находится на параболе равного КПД с рабочим значением Qi и рабочим напором Hр:
;
,
где НiФ, РiФЇ значения напора и мощности нерегулируемого насоса в при Q=QiФ. Используя характеристики насоса КМ 80-65-160 получим графики рис.12.1 потребляемой мощности. Зная график водопотребления, можно подсчитать сэкономленную электрическую энергию.
Таблица 12.1
Потребление и экономия электроэнергии в течении суток.
|
Время Суток |
00-04 |
04-07 |
07-12 |
12-17 |
17-00 |
|
|
QЇ расход воды |
30 |
40 |
65 |
35 |
25 |
|
|
Р-нерулируемый |
5,091 |
5,636 |
7,336 |
5,364 |
4,828 |
|
|
Р-регулируемый |
4,229 |
4,874 |
7 |
4,576 |
3,908 |
|
|
ДРЇсэкономленная мощность |
0,862 |
0,685 |
-0,336 |
0,788 |
0,910 |
|
|
ДWЇсэкономленная энергия |
3,448 |
2,055 |
-1,68 |
3,94 |
6,37 |
За сутки экономится 15,813 кВт·ч, что при стоимости электроэнергии для промышленных предприятий 84 руб за кВч·ч, составит 1328,292 руб., а за год 484826,58 руб. При цене 1973$ преобразователь ACS 400 окупится через 8 лет. Это не учитывая эффект от улучшения качества водоснабжения молокозавода, что скажется на потребительских качествах продукции, и условиях эксплуатации оборудования. В период с 7-12 часов происходит экономия установленной мощности, следующим по мощности является насос КМ 100-80-160 с подачей 132-100-65, напором 28-32-36, мощностью 15 кВт, его цена 1170 тыс. руб., а насос КМ 80-65-160 стоит 573 тыс. руб.
Заключение
На примере дипломного проекта показано, что использование частотных преобразователей на насосных станциях водоснабжения промышленных предприятий оправдано не только с точки зрения улучшения водоснабжения, но и с точки зрения экономии электроэнергии. Однако при установке преобразователей для многодвигательных систем следует выбирать из двух вариантов одновременного управления преобразователем всеми двигателями и управления одним и включения остальных по мере иссякания возможностей управления, при этом, когда включается новый насос необходимо его довести до рабочего давления системы, что избежать обратного тока жидкости. В этом режиме не избежать ступенчатости, из-за ограниченности рабочей зоны насоса, эффективность перекачивания при расходе ниже рабочей зоны очень низкая. Хотя при регулируемом приводе лучше, чем нерегулируемом. В случае одновременного управления необходим преобразователь суммарной мощности двигателей что при улучшении регулирования, увеличивает капитальные затраты на преобразователь и коммутационное оборудование.
Список использованных источников
Руководство по программному обеспечению для преобразователей частоты серии ACS 400. ABB Industry Oy. 1999.
АО БелНасосПром: Насосы, задвижки…2002.
STARVERTiH LG: Решения для эффективного водоснабжения. 2000.
Т.С. Камалов, М.М. Хамудханов. Система электропривода насосных установок машинного орошения. Ташкент. 1985.
Б.И. Фираго. Учебное методическое пособие по теории электропривода. 1993.
Грейвулис Я.П., Рыбницкий Л.С. К вопросу регулирования скорости вращения центробежных насосов на повысительных водонасосных станциях в сети городского водоснабжения. Моделирование и автоматизация электрических систем. Рига. 1979.
Рыбницкий Л.С. регулирование скорости вращения асинхронных короткозамкнутых двигателей средней мощности для привода центробежных насосов. Рига. 1976.
Ильинский Н.Ф. Повышение эффективности промышленных установок средствами электропривода. 1987.
Ильинский Н.Ф. проблемы энергосбережения в проектировании и эксплуатации новых видов электропривода. 1986.
Лопастные насосы: справочник. 1986.
Правила устройства электроустановок
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Основные принципы построения транзисторного преобразователя для управления трехфазным асинхронным двигателем. Анализ схемной реализации устройства. Статический расчет транзисторного ключа. Расчет элементов формирующих линию включения транзисторов.
курсовая работа [390,0 K], добавлен 15.02.2017Обоснование, выбор и описание функциональной и структурной схемы электропривода. Разработка и характеристика принципиальной электросхемы и конструкции блока, определенного техническим заданием. Расчет и выбор элементов автоматизированного электропривода.
курсовая работа [198,1 K], добавлен 04.11.2012Разработка математической модели, описывающей все процессы, происходящие в системе управления двигателем переменного тока с последовательным возбуждением. Получение передаточных функций объекта. Временные и частотные характеристики, коррекция системы.
курсовая работа [680,8 K], добавлен 14.06.2014Роль электротехники в развитии судостроения. Функциональная схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Принцип работы электрической схемы вентилятора. Технология монтажа электрической схемы, используемые материалы и инструменты.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 12.12.2009Расчет и построение механической характеристики АД по паспортным данным, сбор и исследование его электрической схемы. Расчет основных механических характеристик: номинального и критического скольжения, угловой частоты вращения, пускового момента.
лабораторная работа [26,4 K], добавлен 12.01.2010Рассмотрение кинематической схемы лифта. Определение параметров нагрузки двигателя. Расчет параметров схемы замещения асинхронного двигателя по справочным данным. Вычисление IGBT транзистора по номинальному току. Описание модели двигателя в Simulink.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 27.12.2014Способы управления асинхронным двигателем. Ротор асинхронной машины типа "беличья клетка". Устройство, принцип работы, пусковые условия асинхронных электродвигателей с фазным ротором. Применение пускового реостата. Реостатный способ регулирования частоты.
реферат [860,5 K], добавлен 17.03.2012Краткое описание функциональной схемы электропривода с вентильным двигателем. Синтез контура тока и контура скорости. Датчик положения ротора. Бездатчиковое определение скорости вентильного двигателя. Релейный регулятор тока RRT, инвертор напряжения.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 30.03.2011Разработка функциональной и принципиальной схем системы управления электропривода. Выбор типа управляющего устройства, источников питания, силовых ключей, коммутационной аппаратуры, элементов управления. Разработка программы управляющего устройства.
курсовая работа [498,3 K], добавлен 12.03.2013Требования, предъявляемые к системе электропривода УЭЦН. Качественный выбор электрооборудования для насосной станции. Расчет мощности электродвигателя и выбор системы электропривода. Анализ динамических процессов в замкнутой системе электропривода.
курсовая работа [369,8 K], добавлен 03.05.2015
