ВВЕДЕНИЕ 7
1. Конструкция и описание технического процесса 8
1.1 Назначение и конструкция 8
1.2 Техническая характеристика 8
1.3 Привод 9
1.4 Управление 9
2. СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА 11
3. РАСЧЁТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО
АГРЕГАТА. ФОРМУЛИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ И ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА 25
3.1 Требования, предъявляемые к электроприводу 25
3.2 Выбор типа электропривода 25
3.3 Выбор электродвигателя 26
3.4 Расчет выбранного электродвигателя 27
3.5 Выбор преобразовательного агрегата 32
3.6 Определение параметров якорной цепи 35
3.7 Анализ динамических свойств электромеханического преобразователя
как объекта управления 36
4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ.
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ САР 37
4.1 Общие положения 37
Структура системы управления приводом 37
Расчет параметров САР 38
4.2 Основные положения 38
4.3 Базовые величины 38
4.4 Расчёт параметров объектов регулирования 39
4.5 Разработка и моделирование САР тока 41
4.6 Учет влияния ЭДС якоря двигателя 43
4.7 Разработка и моделирование САР скорости 44
4.8 Разработка и моделирование САР тока возбуждения 45
4.10 Разработка САР ЭДС 50
4.11 Разработка и моделирование задатчика интенсивности 52
4.12 Моделирование системы 54
5. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ АВТОМАТИКИ 55
5.1 Краткое описание технологического процесса 55
5.2 Управление электроприводом клети 55
5.3 Устройства для автоматического управления 56
5.4 Разработка принципиальной схемы и алгоритма рабочей программы...58
6. РАСЧЁТ ОТДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ И БЛОКОВ 60
6.1 Вводная часть 60
6.2 Обоснование принятой САР 60
6.3 Принцип построения структуры управления 61
6.4 Реализация регуляторов на контроллере 61
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО
ВАРИАНТА ЭЛЕКТРОПРИВОДА 67
7.1 Краткая характеристика оборудования 67
7.2 Расчет стоимости оборудования и электроэнергии 68
7.3 Сравнение экономических показателей 71
8 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 72
8.1 Краткая характеристика объекта 72
8.2 Безопасность проекта 72
8.3 Экологичность проекта 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 91
Для выпускной квалификационной работы выбрана тема: "Электропривод и автоматизация обжимной клети реверсивного стана".
В настоящее время, после участившихся выходов из строя
преобразовательного агрегата и связанных с этим простоев стана, завод принял решение о замене физически и морально устаревшего преобразовательного агрегата. Одновременно было решено заменить электродвигатель стана на более мощный.
Реконструкция главного привода стана заключается в замене существующего электродвигателя прокатного стана, работающего по системе Г - Д на электродвигатель большей мощности, работающий по системе ТП-Д, т.к. режим работы двигателя является очень напряженным и при совмещенной прокатке в 1 и 2 клетях электродвигатель перегружен. Преимуществом этой замены является также и увеличение производительности стана.
При разработке дипломного проекта необходимо решить следующие вопросы:
1. Собрать обзорную информацию о прокатном стане, описать работу проектируемого механизма обжимной клети, его технологические характеристики. Составить требования, предъявляемые к электроприводу.
2. Выбрать тип электропривода. Выбрать электродвигатель и провести расчёт загрузки электродвигателя обжимной клети. Построить нагрузочную диаграмму и тахограмму. Привести схему электрическую принципиальную силовых цепей электропривода.
3. Разработать систему автоматического регулирования электропривода: скорости и возбуждения. Произвести расчёты элементов контуров тока, скорости, возбуждения. Составить структурную и функциональную схемы электропривода.
4. Выбрать тип контроллера для управления электроприводом и написать программу для его работы по заданному алгоритму.
4. Разработать систему технологической автоматики по управлению механизмом обжимной клети.
5. Произвести расчёт технико-экономических показателей электропривода. При расчёте сравнить два варианта экономической целесообразности технических решений дипломного проекта.
6. Рассмотреть вопросы безопасности и экологичности проектируемого механизма. Указать вредные и опасные факторы, их допустимые параметры, действие, оказываемое ими, на организм человека и меры, принимаемые к их устранению. Рассмотреть вопросы пожароопасности и экологичности. Описать чрезвычайные ситуации и принятие необходимых мер по ликвидации при их возникновении.
7. Сделать заключение по результатам проектирования.
Целью данной выпускной квалификационной работы ставилось спроектировать электропривод, автоматизацию механизма обжимной клети реверсивного стана.
В процессе проектирования была собрана информация о главном приводе, приведены его технические характеристики. Описано назначение и работа проектируемого механизма, его технологические характеристики. Составлены требования, предъявляемые к электроприводу.
В качестве приводного был выбран электродвигатель постоянного тока типа П23/165-4,6, номинальной мощностью 4600 кВт.
В качестве источника питания выбран тиристорный преобразователь типа ТВР4-6300/1050Т2-Р1.08.1-УХЛ4, который, в свою очередь, подключен к трансформатору типа ТРДТП-12500/10 У3.
Проведена проверка загрузки электродвигателя. Построены нагрузочная диаграмма и тахограмма. Приведена схема электрическая принципиальная силовых цепей электропривода.
Была разработана система автоматического регулирования электропривода: САР скорости и САР возбуждения. Составлены структурная и функциональная схемы системы автоматического регулирования электропривода. Выбран контроллер SIMADYN D, который позволяет реализовать синтезированные регуляторы (тока якоря, скорости, тока возбуждения, ЭДС) и представлен список необходимых параметров, их описание и значение.
Разработана система технологической автоматики по управлению механизмом обжимной клети. Элементная база выбрана на основе программируемого контроллера SIMATIC S7-400 и приведён алгоритм рабочей программы.
Проведены технико-экономические расчёты. Проведён сравнительный анализ двух вариантов технических решений и определен экономическая целесообразность технических решений дипломного проекта.
Были рассмотрены вопросы безопасности и экологичности проектируемого механизма. Даны характеристики вредных и опасных факторов, их допустимые параметры, действие, оказываемое ими, на организм человека и меры, принимаемые к их устранению. Были затронуты вопросы пожароопасности и экологичности. Описаны чрезвычайные ситуации, и принятие необходимых мер по ликвидации при их возникновении.
Спроектированный электропривод обжимной клети по своим техническим возможностям соответствует требованиям по производительности, быстродействию, надёжности и экологически безопасен.
Выпускная квалификационная работа может быть использована при разработке рабочей документации электропривода обжимной клети и реального внедрения в производство.
