АННОТАЦИЯ 2
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8
1.1 Общая характеристика ТЭЦ-1 9
1.2 Существующая система автоматизации объекта 9
1.3 Выбор метода управления. Постановка задачи исследования 11
1.4 Литературный обзор систем автоматизации насосных станций 13
2 СИЛОВАЯ ЧАСТЬ 16
2.1 Требования, предъявляемые к электроприводу 16
2.2 Выбор насосного оборудования 17
2.3 Выбор электродвигателя насоса 20
2.4 Анализ кинематической схемы и определение ее параметров 22
2.5 Расчет нагрузок и построение механической характеристики 26
2.6 Расчет основных параметров объекта управления 30
2.7 Разработка рациональной системы регулирования 33
2.8 Выбор преобразователя частоты 35
2.9 Выбор и характеристика основного силового оборудования 38
2.9.1 Силовое оборудование в составе преобразователя частоты 38
2.9.2 Выбор контакторов 39
2.9.3 Защита плавкими предохранителями 40
2.9.5 Выбор датчиков давления 40
2.9.6 Характеристика реле давления 43
3 ПРОГРАММНАЯ ЧАСТЬ 44
3.1 Разработка функциональной схемы САР электропривода 44
3.2 Расчет параметров структурной схемы системы регулирования 45
3.3 Расчет переходных процессов и определение показателей качества 54
3.4 Состав преобразователя частоты 57
3.5 Выбор пульта управления преобразователя частоты 60
3.6 Настройка преобразователя частоты для замкнутого контура регулирования 61
3.6.1 Настройка ПИД - регулятора преобразователя частоты 61
3.6.2 Настройка параметров преобразователя частоты 62
3.7 Алгоритм управления преобразователя частоты 64
3.8 Полное описание функционирования системы автоматизации 65
3.9 Общие замечания по эксплуатации 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
Темой данной работы является система автоматизированного электропривода насосной станции компании ОАО «Фортум».
Данная установка находится на стадии модернизации. С изменениями, связанными с требуемой подачи воды на насосную станцию, требуется подбор усовершенствованного оборудования производства, а также разработка рациональной системы управления электроприводов НС.
Исходя из анализа мирового и отечественного развития, относительно задач развития установки, можно сделать следующие выводы: при работе оборудования, необходимо рационально управлять режимом работы электродвигателей, и тем самым, осуществлять экономию электроэнергии. Поэтому, выбор системы управления асинхронным электродвигателем является важным этапом проектирования НС.
Выбранная система управления должна обеспечивать высокую точность регулирования частоты двигателей насосов, иметь высокую надежность и невысокую стоимость. Такие системы управления строятся на базе преобразователей частоты и микропроцессоров, и позволяют достигать высоких показателей требуемых технических параметров.
Сигнал обратной связи по давлению, поступающий с датчика в ПЧ, сравнивается с заданием, после чего сигнал рассогласования поступает на ПЧ. В соответствии с входным сигналом, выбранный ПЧ изменяет частоту вращения рабочего насоса, тем самым поддерживая требуемое давление в системе.
При увеличении расхода, в процессе работы, ПЧ увеличивает частоту вращения рабочего насоса, а при росте его до номинальной скорости вращения осуществляется запуск дополнительного насоса. Снижение частоты вращения рабочего насоса происходит ПЧ при уменьшении расхода, а поочередное включение дополнительных насосов осуществляется при достижении минимальной скорости вращения.
Установка преобразователя частоты задается определенным интервалом времени. Автоматический режим работы осуществляется при сигнале аварии, 7
полученного от преобразователя частоты, после которого включение и отключение насосов происходит при заданном диапазоне задания напора.
Задача данной работы состоит в том, чтобы подобрать соответствующее оборудование под новые требования системы, а также спроектировать более рациональную систему автоматизированного электропривода НС, взамен существующей на предприятии.
В соответствии с заданием в выпускной квалификационной работе магистра выполнена модернизация береговой НС на предприятии ОАО Фортум.
В данном проекте был осуществлен анализ возможных вариантов управления насосной установкой. Выбран способ регулирования посредством применения преобразователя частоты со скалярным управлением и обратной связью по давлению. Применён ПЧ фирмы Delta Electronics модели VFD4000CP43C-21. Задачей системы управления является поддержание требуемого давления в трубопроводе, при меняющемся расходе воды.
Вследствие моделирования автоматизированной системы управления были получены графики рабочих параметров системы, проанализированы и учтены все требования необходимые для модернизации НС.
Актуальность данной работы позволяет существенно уменьшить стоимость выбираемого оборудования, а также снизить электропотребление на 50%, и, вместе с тем, повысить качество и надежность работы модерниз
