Вход

Электропривод вентиляционной установуи плодохранилища на 2000 тонн яблок, с разработкой автоматизированно системы электро привода

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Дипломная работа*
Код 190300
Дата создания 2015
Страниц 96
Источников 16
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 29 марта в 18:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
5 950руб.
КУПИТЬ

Содержание

Содержание
Введение 2
1 Конструкция, принцип действия, назначение вентилятора. Сорта яблок и технологии хранения 4
1.1 Центробежные и осевые вентиляторы 4
1.2 Способы регулирования вентиляторных установок 6
1.3 Вентиляция плодохранилища 9
1.4 Сорта яблок в плодохранилище 13
1.5 Технологии хранения яблок 14
2 Требования, предъявляемые к электроприводу вентилятора 17
3 Примеры систем электропривода вентиляторов 21
электропривода. 21
3.1 Система Управляемый преобразователь –двигатель 22
3.2 Система Г – Д 25
3.3 Система ПЧ-АД 27
4 Обоснование выбора и преимущества частотного регулирования электродвигателя 32
5 Целесообразность модернизации электропривода вентилятора 37
6 Расчет электропривода вентиляторной установки 40
6.1 Выбор вентилятора 40
6.2Выбор двигателя 46
6.3 Расчетные параметры схемы замещения электродвигателя 47
6.4Механические характеристики вентилятора 49
6.5 Предельные характеристики разомкнутой системы преобразователь – двигатель 51
6.5.1 Естественная механическая характеристика двигателя 52
6.5.2 Механическая характеристика полной нагрузки на валу двигателя 52
6.5.3 Естественные электромеханические характеристики двигателя 53
6.5.4 Оценка достоверности расчетных характеристик двигателя 55
6.6 Разработка структуры системы регулирования скорости вращения вентилятора 56
6.6.1 Выбор преобразователя частоты 56
6.6.2 Выбор закона частотного регулирования 58
6.6.3 Описание функциональной схемы преобразователя частоты 59
6.6.4 Описание электрической принципиальной схемы преобразователя частоты 64
6.6.5 Схема электропривода вентилятора на базе преобразователя частоты 64
6.7 Расчет статистических характеристик системы преобразователь-двигатель при частотном регулировании 67
6.8 Механические характеристики системы частотный преобразователь-двигатель 67
6.9 Электромеханические характеристики системы частотный преобразователь-двигатель при законе регулирования 69
6.10 Определение области работы системы частотный преобразователь-двигатель 70
7 Электроснабжение вентиляторных установок предприятия 72
7.1 Расчет электрической нагрузки вентиляторной установки 72
7.2 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов 73
7.3 Схема электрической сети 73
7.4 Расчет токов нагрузки 74
7.5 Выбор сечения кабелей и проводов 76
7.5.1 Предварительный выбор аппаратов защиты 77
7.5.2 Выбор сечения кабелей и проводов по допустимому нагреву рабочим током 80
7.5.3 Проверка кабелей и проводов по допустимой потере напряжения 81
7.6 Расчет токов короткого замыкания 83
8 Схема ПЗА на базе контроллера SIMATICS7-300 87
Заключение 95
Список литературы 96

Фрагмент работы для ознакомления

Максимальную частоту инвертора, соответствующую номинальному режиму работы вентилятора (т.1 на рисунок1), определяем из условия обеспечения номинальной рабочей скорости вентилятора путем совместного решения уравнений для механических характеристик двигателя и нагрузки (3) относительно частоты Принимаем ближайшее целое значение частоты инвертора.Минимальную рабочую частоту инвертора определяем, решая уравнение при условии обеспечения минимальной рабочей скорости вентилятора . Принимаем целое значение минимальной рабочей частоты инвертора.Для обеспечения пусковой характеристики принимаем минимальную частоту инвертора.6.8 Механические характеристики системы частотный преобразователь-двигательЕсли в разомкнутой системы преобразователь частоты – асинхронный двигатель используется закон регулировании U/f=const. То расчёт механической характеристики нужно проводить по формуле где; Если используется один закон регулировании U/f2=const. То По этим формулам рассчитано семейство механических характеристик при законе регулирования для выбранных ранее значений выходной частоты инвертора в интервале от 5 до 50 Гц. Рисунок 6.16 - Механические характеристики системы преобразователь–двигатель при законе регулирования : ; ; Анализ приведенных на рисунке 6.15 механических характеристик электропривода и нагрузки показывает, что при законе регулирования и выборе начальной частоты инвертора удается обеспечить пуск электропривода с двухкратным пусковым моментом. Как следует из рисунка U1мин=25В. 6.9Электромеханические характеристики системы частотный преобразователь-двигатель при законе регулирования Электромеханические характеристики разомкнутой системы преобразователь частоты – асинхронный двигатель после настройки вольт-частотной характеристики преобразователя в соответствии с ;рассчитываются для выбранных ранее значений частоты по выражениям:; где, По этим же соображениям построены электромеханические характеристики разомкнутой системы преобразователь частоты – асинхронный двигатель при законе регулирования для выбранных ранее значений частоты в интервале приведены на рисунке 6.16. Рисунок 6.17 - Электромеханические характеристики электропривода , при законе регулирования : ; ; ; ; 6.10Определение области работы системычастотный преобразователь-двигательНа рисунке 6.17 приведена характеристика длительно допустимого тока двигателя , а на рисунке 6.16 построена соответствующая ей зависимость .Дополнительно на рисунке 6.16 построена зависимость , для значений скольжения s, соответствующих совместному численному решению уравнения (3) и уравнения = 3.7 А.Анализ приведенных на рисунках 6.15 и 6.16 характеристик электропривода и нагрузки показывает, что при законе регулирования и начальной частоте инвертора асинхронный привод обеспечивает пуск вентилятора, заданный диапазон регулирования скорости и более чем двукратную максимальную перегрузку во всём диапазоне регулирования скорости.7 Электроснабжение вентиляторных установок предприятияДля того, чтобы правильно рассчитать систему электроснабжение вентиляторной установки нам необходимо знать некоторые данные по схеме электроснабжения, представленные в табл. 7.1 и оборудование вентиляторной установки, представленное в табл. 7.2.Таблица 7.1 - Данные схемы электроснабжения.Напряжение, кВ35ЭнергосистемаМощность системы, МВ∙А200Реактивное сопротивление, Ом0,6Длина линии, км6Мощность трансформатора, МВ∙А1,6Главная понизительная подстанцияСредневзвешанный cosфи0,8Коэффициент загрузки kз0,8Низшее напряжение, кВ0,6Расстояние от главной понизительной подстанции до цеха, м200ЦехТаблица 7.2 - Оборудование вентиляторной установкиНаименование оборудованияКоличество единиц оборудованияУстановленная мощность единицы оборудования, кВтКиcos φtgφKcВентилятор81,50,650,80,750,8Для расчета системы электроснабжения воспользуемся методикой, представленной в [13].7.1 Расчет электрической нагрузки вентиляторной установкиB расчетах будет использован метод упорядоченных диаграмм. При числе токоприемников полная расчетная мощность определяется следующим образом:,где – расчетная активная мощность всех токоприемников, кВт;– расчетная реактивная мощность всех токоприемников, квар.Расчетная активная мощность всех токоприемников вычисляется по формуле:,где – коэффициент спроса. Определяется по [14];– номинальная активная мощность, для группы однотипных токоприемников, кВт. кВт.Расчетную реактивную мощность рассчитаем по формуле:,где – расчетная активная мощность всех токоприемников, кВт.квар. кВА7.2 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторовВыбор мощности трансформатора производим исходя из рациональной загрузки в нормальном режиме. Вентиляторная установка относится ко второй категории пользователей следовательно для ее питания достаточно одного трансформатора. Исходя из того, что мощность трансформатора должна быть больше расчетной мощности выбираем трансформатор ТМ – 25, данные которого приведены в табл. 7.3Таблица 7.3 - Технические данные трансформатора ТМ – 25Номинальная мощность , кВА25Номинальное высшее напряжение, кВ6Номинальное низшее напряжение, кВ0,4Потери короткого замыкания, кВт0,6Напряжение короткого замыкания, %4,57.3 Схема электрической сетиВыбираем смешанную схемуцеховой сети. Магистраль (комплектный шинопровод) подключается непосредственно к трансформатору вентиляторной установки через вводной автоматический выключатель. К магистрали через автоматические выключатели с помощью кабелей подключаются распределительные шкафы. Питание каждого приемника осуществляется через автоматический выключатель с помощью кабеля, подключенного к распределительному шкафу.Кабели от распределительных шкафов к приемникам прокладываются в траншеях, закрытых несгораемыми плитами. Схема электроснабжения вентиляторной установки показана на рис. 7.1.Рисунок 7.1 - Схема электроснабжения вентиляторной установки7.4 Расчет токов нагрузкиРасчетный ток нагрузки отдельного токоприемника определяется методом коэффициента спроса следующим образом:,где – расчетная активная мощность токоприемника, кВт;– номинальное напряжение, В;– коэффициент мощности токоприемника;– КПД токоприемника.Расчетная активная мощность токоприемника вычисляется по формуле:, где – коэффициент спроса. Принимается по [14];– установленная активная мощность токоприемника, кВт.Определим расчетную активную мощность для токоприемников комнатыПо [14] определяем КПД для центробежного вентилятора .Определим расчетный ток нагрузки отдельных токоприемников комнаты:Расчетный ток на кабеле, идущему от главной магистрали к распределительному шкафу:,где – установленная мощность приемника, подключенного к распределительному шкафу, кВт;– средневзвешенный коэффициент мощности токоприемников одной группы, подключенных к распределительному шкафу;– коэффициент спроса. Определяется по [14];– номинальное напряжение, кВ.,где – установленная мощность i-го приемника, подключенного к распределительному шкафу, кВт;–коэффициент мощности i-го токоприемника одной группы, подключенного к распределительному шкафу.Рассчитаем средневзвешенный коэффициент мощности токоприемников подключенных к распределительному шкафу:Рассчитаем расчетный ток на кабеле, идущему от главной магистрали к распределительному шкафу:Расчетный ток на магистральный шинопровод:,где – установленная мощность приемника, кВт;– средневзвешенный коэффициент мощности токоприемников;– коэффициент спроса. Определяется по [14];– номинальное напряжение, кВ.,где – установленная мощность i-го приемника, кВт;– коэффициент мощности i-го токоприемника.Рассчитаем средневзвешенный коэффициент мощности токоприемников цеха:Рассчитаем ток на магистральном шинопроводе:А.7.5 Выбор сечения кабелей и проводовВыбор будет произведён по допустимому нагреву рабочим током и по допустимой потере напряжения.Сечение проводов и кабелей напряжением до 1000 В по условию нагрева выбирается в зависимости от длительно допустимой токовой нагрузки.Выбор сечения производится: По условию нагрева длительным расчетным током, где – длительно–допустимыйток для кабеля, А;– расчетный ток нагрузки, А;– поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей. Принимаем фактическую температуру окружающей среды равной расчетной +25 оС, тогда, согласно [13], принимаем ;– поправочный коэффициент на число работающих кабелей, лежащих рядом в земле в трубах или без труб. Так как число работающих вместе кабелей в основном больше шести, тогда, согласно [13], принимаем .По условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты,где – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А;– коэффициент защиты или кратность защиты. Так как вентиляторная установка находится не во взрывопожароопасном производственном помещении, тогда, согласно [13], принимаем .С учетом всех коэффициентов выбор кабелей по допустимому нагреву рабочим током производится по условиям:,.Так как для выполнения второго условия необходимо знать ток срабатывания защитного аппарата, то произведем предварительный выбор защитных аппаратов. Окончательный выбор защитных аппаратов будет произведен после расчета токов короткого замыкания.7.5.1 Предварительный выбор аппаратов защитыВ качестве коммутационных аппаратов будем использовать автоматические выключатели, осуществляющие защиту от перегрузок и токов короткого замыкания.Номинальный ток теплового расцепителя, защищающего от перегрузки, а так же электромагнитного или комбинированного расцепителя автоматических выключателей выбирается по длительному рабочему току:,где –номинальный ток теплового (электромагнитного) расцепителя, А. Выбирается по справочнику;– расчетный ток нагрузки, А.Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного расцепителя проверяется по максимальному кратковременному пиковому току линии:,где – ток отсечки электромагнитного расцепителя, А;– максимальный кратковременныйпиковый ток линии, А; – коэффициент, учитывающий неточность в определении пикового тока и разброс характеристик электромагнитных расцепителей автоматов. По [13] .Так как автоматы установлены в закрытых шкафах (распределительных щитах), то номинальный ток автомата, теплового или комбинированного расцепителя уменьшается до 85% от номинального значения, указанного в каталоге.Исходя из всего выше сказанного:,,Пиковый ток ответвления, идущего к одиночному двигателю, равен его пусковому току:,,где –номинальный ток двигателя, А;– установленная активная мощность двигателя, кВт;– номинальное напряжение, В;– коэффициент мощности двигателя;– КПД двигателя.Рассчитаем пусковой ток для вентилятора:Рассчитаем ток отсечки электромагнитного расцепителя для вентилятора:Рассчитаем ток теплового расцепителя для вентилятора:По полученным данным выбираем автоматический выключатель АЕ-2000, данные которого представлены в табл. 7.4.Таблица 7.4 - Данные выключателя АЕ-2000 Номинальный ток выключателя, А15 Номинальное напряжение, В220 - 500Число полюсов3 Предельный ток отключения, кА16 Ток уставки, А6 – 25Пиковый ток линии, питающей группу токоприемников, определяется из выражения:, А,где – сумма номинальных токов всех приёмников группы, А; – номинальный ток двигателя имеющего наибольший пусковой ток, А;– кратность пускового тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток. Согласно [13], принимаем .Рассчитаем пиковый ток линии питающей группу приемиковПо полученным данным выбираем выключатель А3710Б. Результат расчета выключателя распределительного шкафа представлен в табл. 7.5.Таблица 7.5 - Результат расчета выключателя распределительного шкафа№ РП, А,А,А,А,А,АВыключатель,А,АРП120,810,464,410,412,2487,36А3710Б12,2425,487.5.2 Выбор сечения кабелей и проводов по допустимому нагреву рабочим токомДля питания отдельных токоприемников выбираем трехжильные алюминиевые кабели c резиновой изоляцией в резиновой оболочке. Для вентилятора А и А: А, А.По справочнику выбираем кабель с сечением мм2 и А.Для кабельной линии на стороне высокого напряжения определим расчетный ток:,где - номинальная мощность цехового трансформатора, кВА; - номинальное напряжение цехового трансформатора, кВ. А.Для кабельной линии выбираем кабель марки КГШ, для прокладки в земле. Принимаем сечение кабеля 4 мм2 с А.Для воздушной лини на стороне высокого напряжения оределим среднюю нагрузку трансформатора на ГПП через коэффициент загрузки:,где – номинальная мощность трансформатора ГПП, МВА;–коэффициент загрузки. МВА.Расчетный ток для воздушной линии:,где – номинальное напряжение трансформатора ГПП. АДля воздушной линии выбираем провод марки АС (рекомендуется для воздушных линий напряжением 35-220 кВ при различных условиях по гололеду). Принимаем, что на протяжении линии отсутствуют переходы через судоходные реки и каналы, пролеты пересечения с инженерными сооружениями и железными дорогами. При таких условиях и толщины стенки гололеда до 10 мм минимальное допустимое сечение провода АС по условиям механической прочности равно 25 мм2. Принимаем номинальное сечение 70 мм2, сечение (алюминий/сталь) 25/4,2 мм2с А.7.5.3 Проверка кабелей и проводов по допустимой потере напряженияДопустимыми являются потери напряжения менее 5%.Потери напряжения на кабелях, питающих отдельные токоприемники для трехфазной сети с сосредоточенной нагрузкой в конце линии:,где – расчетная нагрузка токоприемника, кВт;–длина кабеля, м; – удельная проводимость. Для алюминия м/Омּмм2; – номинальное напряжение, В; – сечение кабеля, мм2.Произведем проверку кабеля самого удаленного токоприемника с наименьшем сечением кабеля. Таким приемником является вентилятор с кВт. Примем м:, %.Потери напряжения на магистральном кабеле определим по:, %,где – расчетный ток шинопровода, А;– удельное активное на магистральном кабеле, Ом/км; – удельное индуктивное на магистральном кабеле, Ом/км; – длинамагистрального кабеля, км; – средневзвешенный cos комнаты.Произведем проверку кабельной линии по допустимой потере напряжения.Для высоковольтных линий необходимо учитывать как потерю напряжения в активномсопротивлении так и потерю в индуктивном сопротивлении:,где –потеря напряжения в активном сопротивлении, %;– потеря напряжения в индуктивном сопротивлении, %.,где – расчетная нагрузка цехового трансформатора, кВА;– напряжение кабельной линии, В; – удельная проводимость. Для алюминия м/Омּмм2; – длина кабельной линии, м; – сечение кабельной линии, мм2; – средневзвешенный cos цеха., где – удельное индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/км. По [14] Ом/км;– напряжение кабельной линии, В; – длина кабельной линии, км; – сечение кабельной линии, мм2., %,,%,, %Произведем проверку воздушной линии по допустимой потере напряжения:,где –потеря напряжения в активном сопротивлении воздушной линии, %;– потеря напряжения в индуктивном сопротивлении воздушной линии, %., %,где – расчетная нагрузка трансформатора ГПП, кВА;– напряжение воздушной линии, В; – удельная проводимость. Для алюминия м/Омּмм2; – длинавоздушной линии, м; – сечение воздушной линии, мм2; – средневзвешенный cos ГПП., %где – удельное индуктивное сопротивление воздушной линии, Ом/км. По [14] Ом/км;– напряжение воздушной линии, В; – длинавоздушной линии, м; – сечение воздушной линии, мм2. %% %7.6 Расчет токов короткого замыканияДля расчета токов короткого замыкания воспользуемся схемой представленной на рис. 7.2.Рисунок 7.2 - Исходная схема к расчету токов короткого замыкания в сети напряжением до 1000 ВРассчитаем ток короткого замыкания в точке К4.Индуктивное сопротивление системы:, мОм.Активное сопротивление цехового трансформатора:,где – потери короткого замыкания цехового трансформатора, кВт;– номинальная мощность цехового трансформатора, кВт. мОм,Индуктивное сопротивление цехового трансформатора: мОм,где – напряжение короткого замыкания цехового трансформатора, %. мОм,Суммарное реактивное сопротивление до точки короткого замыкания К4:мОм.Суммарное активное сопротивление, кроме сопротивления цехового трансформатора, должно учитывать переходные сопротивления контактов. Для точки короткого замыкания К4 определяемпо [14] сопротивление для вводного автоматического выключателя мОм: мОм.Ток короткого замыкания в точке К4 равен:кА.Ударный ток:,где – ударный коэффициент. Для трансформаторов с кВА, согласно [13], .кА.Сравнение полученного значения с предельным током отключения вводного выключателя подтверждает, что автоматический выключатель АВ10Н с А и А выбран верно: кА.Рассчитаем ток короткого замыкания для точки К5.Суммарное реактивное сопротивление до точки короткого замыкания К5:,где – реактивное сопротивление магистрального кабеля длиной 190 м, мОм; – реактивное сопротивление кабеля длинной 21 м, соединяющего вентилятор с распределительным шкафом, мОм. Оно вычисляется по формуле: мОм,где – удельное реактивное сопротивление магистрального кабеля, мОм/м;– длина магистрального кабеля, м. мОм,где – удельное реактивное сопротивление кабеля мОм/м;– длина кабеля, м. мОм, мОм, мОм.Суммарное активное сопротивление до точки короткого замыкания К5 должно учитыватьсопротивление автоматического выключателя на распределительный шкафАК-50 мОм и сопротивление автоматического выключателя на вентилятор АК-50 мОм.,где – активное сопротивление магистрального кабеля, мОм; – активное сопротивление кабеля, соединяющего вентилятор с распределительным шкафом, мОм.,где – удельное активное сопротивление магистрального кабеля, мОм/м.,где – удельное активное сопротивление кабеля мОм/м;, мОм, мОм, мОм,Ток короткого замыкания в точке К5 равен: кА,Ударный ток:,где – для удаленных точек сети. кА,Сравнение полученного значения с предельным током выключателя вентилятора подтверждает, что автоматический выключатель АП-50 с А и А выбран верно: кА.8 Схема ПЗА на базе контроллера SIMATICS7-300•Модульный программируемый контроллер для решения задач автоматизации различного уровня сложности.•Широкий спектр модулей для максимальной адаптации к решению любой задачи.Возможность использования распределенных структур ввода-вывода и простое включение в различные типы промышленных сетей.Удобная для обслуживания конструкция и работа с естественным охлаждением.Свободное наращивание возможностей при модернизации системы.Высокая мощность, благодаря большому количеству встроенных функций.SIMATIC S7-300CИспытанная технология S7-300.Наличие встроенных входов и выходов, возможность использования в качестве готовой системы автоматизации.Поддержка функций скоростного счета, ПИД-регулирования и позиционирования на уровне операционной системы центрального процессора.•Расширение модулями S7-300. SIMATIC S7-300FПрограммируемый контроллер для построения распределенных систем автоматики безопасности.CPU 315F-2DP/ CPU 317F-2DP с встроенными функциями автоматики безопасности и интерфейсом PROFIBUSDP, поддерживающим профиль PROFIsafe.Системы распределенного ввода-вывода на основе станций ЕТ 200М с F-модулями и станций ЕТ 200SPROFIsafe.Обеспечение уровней безопасности SIL…SIL2 по IEC/EN 61508, а также категорий 1…4 по EN 954-1.Программируемый контроллер для эксплуатации в тяжелых промышленных условиях.Проверенная технология S7-300.Удобная установка, программирование, обслуживание и эксплуатация.Идеальное изделие для автомобилестроения, химической промышленности, установок для защиты окружающей природной среды, различных производств, пищевой промышленности и т.д.Заменяет дорогостоящие системы специального назначения.•Допускает временное обледенение печатных плат. Модификации контроллеровSIMATICS7-300 отвечают требованиям национальных и международных стандартов и норм, включая:DINСертификат ULСертификат CSAFM, класс 1, группы А, В, С и D (температурная группа Т4, до 135°С)Сертификат соответствия Госстандарта России №РОССТ)Е.АЯ46.В61141 от 14.03.2003г. подтверждает соответствие программируемых контроллеров SIMATIC и их компонентов требованиям стандартов ГОСТ Р 50377-92 (стандарте целом), ГОСТ 29125-91 (п.2.8), ГОСТ 26329-84 (п.п. 1.2;1.3), ГОСТ Р 51318.22-99, ГОСТ 51318.24-99.Метрологический сертификат Госстандарта России DE.C.34.004.A № 11994. Кроме того, SIMATIC S7-300 имеет целый ряд морских сертификатов:Российского морского регистра судоходстваABS (American Bureau of Shipping)BV (Bureau Veritas of Shipping)DNV (Det Norske Veritas)German Lloyd of ShippingLloyd Register of ShippingPolski Rejestr Statkov (PRS) ShippingRegistro Italiano Navale (RINA) Shipping. НазначениеОбласти применения SIMATICS7-300 охватывают: автоматизацию машин специального назначения; автоматизацию текстильных и упаковочных машин; автоматизацию машиностроительного оборудования; автоматизацию оборудования для производства технических средств управления и электротехнической аппаратуры; построение систем автоматического регулирования и позиционирования; автоматизированные измерительные установки и другие. Центральные процессоры оснащены набором встроенных входов и выходов, а также набором встроенных функций, что позволяет применять эти процессоры в качестве готовых блоков управления. SIMATICS7-300 является идеальным изделием для эксплуатации в тяжелых промышленных условиях, отличающихся сильным воздействием вибрации и тряски, повышенной влажности, широким диапазоном рабочих температур. Он способен управлять работой: светофоров и систем управления движением; очистных сооружений; холодильных установок; специальных транспортных средств; подвижного состава; строительных машин и т.д.Программируемые контроллеры SIMATICS7-300 в сочетании со станциями распределенного ввода-вывода SIMATIC ЕТ 200SPROFIsafe и SIMATIC ЕТ 200М, оснащенными F-модулями, позволяют создавать распределенные системы автоматики безопасности (F-системы), в которых возникновение аварийных ситуаций не создает опасности для жизни обслуживающего персонала и угрозы для окружающей природной среды. На основе распределенных структур могут создаваться системы, отвечающие требованиям безопасности уровней SIL1SIL 3 стандартов IEC/EN 61508, а также категорий 1 ... 4 стандарта EN 954-1. Такие системы находят применение: в автомобильной промышленности, Машино- и станкостроении; для управления конвейерами; в обрабатывающей промышленности; в системах управления пассажирским транспортом; в системах материально-технического обеспечения и т.д. КонструкцияКонтроллеры SIMATICS7-300 имеют модульную конструкцию и могут включать в свой состав:Модуль центрального процессора (CPU). В зависимости от степени сложности решаемой задачи в контроллерах могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающихся производительностью, объемом памяти, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов и специальных функций, количеством и видом встроенных коммуникационных интерфейсов и т.д.Модули блоков питания (PS), обеспечивающие возможность питания контроллера от сети переменного тока напряжением 120/230В или от источника постоянного тока напряжением 24/48/60/110В.Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими и временными параметрами.Коммуникационные процессоры (CP) для подключения к сетям PROFIBUS, IndustrialEthernet, AS-Interface или организации связи через PtP (pointtopoint) интерфейс.Функциональные модули (FM), способные самостоятельно решать задачи автоматического регулирования, позиционирования, обработки сигналов. Функциональные модули снабжены встроенным микропроцессором и способны выполнять возложенные на них функции даже в случае остановки центрального процессора программируемого контроллера.Интерфейсные модули (IM), обеспечивающие возможность подключения к базовому блоку (стойка с CPU) стоек расширения ввода-вывода.Контроллеры SIMATICS7-300 позволяют использовать в своем составе до 32 сигнальных и функциональных модулей, а также коммуникационных процессоров, распределенных по 4 монтажным стойкам. Все модули работают с естественным охлаждением. Конструкция контроллера отличается высокой гибкостью и удобством обслуживания:Все модули легко устанавливаются на профильную рейку S7-300 и фиксируются в рабочем положении винтом.Во все модули (кроме модулей блоков питания) встроены участки внутренней шины контроллера. Соединение этих участков выполняется шинными соединителями, устанавливаемыми на тыльной стороне корпуса. Шинные соединители входят в комплект поставки всех модулей за исключением центральных процессоров и блоков питания. Наличие фронтальных соединителей, позволяющих производить замену модулей без демонтажа внешних соединений и упрощающих выполнение операций подключения внешних цепей модулей.Подключение внешних цепей через фронтальные соединители с контактами под винт или контактами - защелками. Механическое кодирование фронтальных соединителей, исключающее возможность возникновения ошибок при замене модулей.Применение модульных и гибких соединителей SIMATICTOPConnect, существенно упрощающих монтаж шкафов управления. Единая для всех модулей глубина установки. Все кабели располагаются в монтажных каналах модулей и закрываются защитными дверцами. Произвольный порядок размещения модулей в монтажных стойках. Фиксированные места должны занимать только блоки питания, центральные процессоры и интерфейсные модули. Допускается выполнять горизонтальную (ось монтажной стойки ориентирована в горизонтальной плоскости) и вертикальную установку стоек контроллера. При вертикальной установке ухудшаются условия охлаждения модулей,поэтому верхняя граница допустимого диапазона рабочих температурснижается. Система ввода-выводаСистема ввода-вывода программируемого контроллера S7-300 может включать в свой состав две части: систему локального и систему распределенного ввода-вывода. Система локального ввода-вывода образуется модулями, устанавливаемыми непосредственно в монтажные стойки контроллера. Система распределенного ввода-вывода включает в свой состав станции распределенного ввода-вывода и приборы полевого уровня, подключаемые к контроллеру через сети PROFINET, PROFIBUSDP и AS-Interface. В зависимости от типа используемого центрального процессора системы локального ввода-вывода программируемых контроллеров S7-300 могут включать в свой состав до 8 или до 32 сигнальных, функциональных и коммуникационных модулей. Все модули устанавливаются в монтажные стойки контроллера, функции которых выполняют профильные шины S7-300.В состав системы может входить одна базовая (CR) и до трех стоек расширения (ER). В каждой стойке может размещаться до 8 сигнальных, функциональных и коммуникационных модулей. В стойке CR устанавливается центральный процессор.Соединение стоек осуществляется с помощью интерфейсных модулей. Каждая стойка снабжается собственным интерфейсным модулем, устанавливаемым в смежный с центральным процессором разъем и обеспечивающим автономное обслуживание связи с другими стойками системы. Применение интерфейсных модулей IM 365 позволяет подключать к базовой стойке одну стойку расширения, удаленную на расстояние не более 1м. Интерфейсные модули IM 360 и IM 361 позволяют подключать к базовой стойке до 3 стоек расширения. Расстояние между стойками в этом случае может достигать 10м. Система локального ввода-вывода программируемого контроллера S7-300 с CPU 312/ CPU 313 может включать в свой состав не более 8 сигнальных, функциональных и коммуникационных модулей. Все модули в этомслучае размещаются на одной монтажной стойке. Промышленная связьКонтроллеры SIMATICS7-300 обладают широкими коммуникационными возможностями:Коммуникационные процессоры для подключения к сетям PROFIBUS (с встроенным оптическим или электрическим интерфейсом), IndustrialEthernet и AS-Interface.Коммуникационные процессоры PtP для использования последовательных (RS 232, TTY, RS 422/ RS 485) каналов связи.MPI интерфейс, встроенный в каждый центральный процессор и позволяющий создавать простые и недорогие сетевые решения для связи с программаторами, персональными и промышленными компьютерами, устройствами человеко-машинного интерфейса, другими системами SIMATICS7/C7/WinAC.Центральные процессоры с дополнительным встроенным интерфейсом PtP, PROFIBUSDP или IndustrialEthernet. Центральные процессоры S7-300 способны поддерживать следующие виды связи:Циклический обмен данными с устройствами распределенного ввода-вывода через сети PROFIBUS или AS-Interface.Обмен данными между интеллектуальными сетевыми станциями (программируемыми контроллерами, устройствами и системами человеко-машинного интерфейса, компьютерами и программаторами) через MPI, RPOFIBUS или IndustrialEthernet. Обмен данными может осуществляться циклически или по прерываниям.Настраиваемые параметры и функцииС помощью STEP 7 для всех центральных процессоров S7-300 может производиться настройка целого ряда параметров и функций:•Определение сетевого (MPI, PROFIBUS, IndustrialEthernet) адреса станции.Определение максимального времени сканирования программы, перезапуска и выполнения функций самодиагностики.Определение объема данных, сохраняемых при перебоях в питании: количества сохраняемых бит памяти, таймеров, счетчиков и блоков данных.Определение адресов тактовых флагов.Установка паролей для обеспечения доступа к программе и данным.Системная диагностика: определение порядка обработки диагностических сообщений.Периодичность повторения временных прерываний: установка стартового времени и периодичности повторения прерываний.Установка периода срабатывания сторожевого таймера. Полный набор настраиваемых параметров зависит от типа центрального процессора. Информационные и тестовые функции:Отображение текущих состояний и ошибок: светодиодные индикаторы ошибок в аппаратуре, программе, времени, вводе-выводе; режимов работы (RUN/STOP, рестарт и т.д.).Тестовые функции: программатор может быть использован для отображения состояний сигналов во время выполнения программы, изменения переменных и состояний выходов непосредственно в программе пользователя.Информационные функции: программатор позволяет получать информацию о свободном объеме памяти центрального процессора, его режиме работы, используемых объемах загружаемой и рабочей памяти, текущем времени выполнения цикла программы, просматривать буфер диагностических сообщений в текстовом формате. Системные функции: на уровне операционной системы все центральные процессоры поддерживают широкий спектр функций диагностики, настройки параметров, синхронизации, обработки сигналов тревоги и т.д.Программирование и конфигурированиеДля программирования и конфигурирования систем автоматизации, построенных на основе программируемых контроллеров S7-300, может использоваться весь спектр промышленного программного обеспечения SIMATIC:Стандартные инструментальные средства: STEP 7 Professional, STEP 7 или STEP7Lite. Программное обеспечение, используемое для программирования, конфигурирования, отладки и диагностики систем автоматизации SIMATICS7/ С7/ WinAC.Инструментальные средства проектирования: опциональное программное обеспечение, включающее в свой состав языки программирования высокого уровня, а также графические языки программирования и проектирования систем автоматизации SIMATIC. Применение этого программного обеспечения существенно упрощает процесс проектирования систем автоматизации, снижает сроки его выполнения.Программное обеспечение Runtime: готовое к применению программное обеспечение, требующее для своего запуска только предварительной настройки.Таблица 5.1Общие технические данные Контроллера CPU 315-2 DPНапряжение питания, В:24,00Потребляемый ток, А-на холостом ходу, мА60,00номинальный, А0,80Пусковой ток, А2,50Потребляемая мощность, Вт.2,50Рекомендуемая защита цепей питания, А2,00Масса, кг0,29ЗаключениеВ дипломной работе рассмотрена модернизация электропривода вентилятора.Был выбран асинхронный двигатель 4А80и преобразователь частоты VLT 2800.Схема автоматики и защиты ПАЗ реализована на контролере SIMATICS7-300Электропривод вентилятора и рабочее место проходят по всем нормам и отвечают требованиям безопасности.Использование ПЧ дает следующие преимущества:- увеличенный диапазон регулирования скорости, что улучшает точность остановки-более высокую точность поддержания скорости двигателя вентилятора, независимо от загрузки, обеспечивающую повышенную производительность и снижение времени,- ограниченные пусковые токи двигателя, что уменьшает расход электроэнергии, снижает нагрев и увеличивает срок службы изоляции- не требуется использование дополнительных маховиков, что также снижает расход электроэнергии и уменьшает нагрев- снятие и наложение механического тормоза происходит при полностью остановленном роторе двигателя, что снижает износ колодок тормоза и повышает надежность его работ.Таким образом, экономический эффект от внедрения частотно-регулируемого электропривода складывается из экономии электроэнергии и снижения эксплуатационных затрат. Список литературыАвтоматизированный электропривод переменного тока. Эпштейн И. И.— М: Энергоиздат, 1982. — 192 с.ГОСТ 12.1.003-88 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибробезопасность.ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования.ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Средства и методы защиты от шума.ГОСТ 12.1.033-81 ССБТ. Пожарная безопасностьМатематическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты Шрейнер Р.Т. Системы подчиненного регулирования электроприводов:Оптимальное частотное управления асинхронным электроприводом: Учебник/ Под ред. Р.Т.Шрейнер, Ю.А. Дмитренко. Кишинев «Штиница», 1982 225 с.Охрана труда в машиностроении: Учебник/ Под ред. Е.Я.Юдина и С.В.Белова. М.: Машиностроение, 1983. 432 с.Силовые полупроводниковые преобразователи в металлургии: Справочник/С.Р.Резинский, Б.И.Мошкович, И.Х.Евзеров, М.М.Внеделанд. М.: Металлургия, 1976. 184 с.; ил.Справочник по вентиляторам Александров М.П. Л Машиностроение,1988гСправочник по расчётам механизмов подъёмно-транспортных машин / А.В.Кузьмин Ф.Л.Марон Высшая школа 1983. Справочник по электрическим машинам. Том2/ И.П.Копылов, Б.К.Клоков-М.:Энергоатомиздат, 1989.– 688 с.Теория электропривода: Учеб.пособие / Б.И.Фираго, Л.Б. Павльчик. Минск: ЗАО «Техноперспектива»,2004.- 527с.Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно – регулируемых асинхронных электроприводах. Поздеев А.Д Чебоксары, 1998. 172 с. Энергосберегающий асинхронный электропривод: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / И.Я. Браславский, 3. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков; Под ред. И. Я. Браславского. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 256 с.

Список литературы [ всего 16]

Список литературы
1. Автоматизированный электропривод переменного тока. Эпштейн И. И.— М: Энергоиздат, 1982. — 192 с.
2. ГОСТ 12.1.003-88 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
3. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибробезопасность.
4. ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования.
5. ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Средства и методы защиты от шума.
6. ГОСТ 12.1.033-81 ССБТ. Пожарная безопасность
7. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты Шрейнер Р.Т. Системы подчиненного регулирования электроприводов:
8. Оптимальное частотное управления асинхронным электроприводом: Учебник/ Под ред. Р.Т.Шрейнер, Ю.А. Дмитренко. Кишинев «Штиница», 1982 225 с.
9. Охрана труда в машиностроении: Учебник/ Под ред. Е.Я.Юдина и С.В.Белова. М.: Машиностроение, 1983. 432 с.
10. Силовые полупроводниковые преобразователи в металлургии: Справочник/С.Р.Резинский, Б.И.Мошкович, И.Х.Евзеров, М.М.Внеделанд. М.: Металлургия, 1976. 184 с.; ил.
11. Справочник по вентиляторам Александров М.П. Л Машиностроение,1988г
12. Справочник по расчётам механизмов подъёмно-транспортных машин / А.В.Кузьмин Ф.Л.Марон Высшая школа 1983.
13. Справочник по электрическим машинам. Том2/ И.П.Копылов, Б.К.Клоков-М.:Энергоатомиздат, 1989.– 688 с.
14. Теория электропривода: Учеб.пособие / Б.И.Фираго, Л.Б. Павльчик. Минск: ЗАО «Техноперспектива»,2004.- 527с.
15. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно – регулируемых асинхронных электроприводах. Поздеев А.Д Чебоксары, 1998. 172 с.
16. Энергосберегающий асинхронный электропривод: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / И.Я. Браславский, 3. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков; Под ред. И. Я. Браславского. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 256 с.
Очень похожие работы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.00519
© Рефератбанк, 2002 - 2024