Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 9
1.1 Описание технологического процесса разлива меди 9
1.2 Описание составных частей разливочной машины 11
1.3 Описание конструкции карусельной машины 14
1.4 Техническая характеристика существующего оборудования 16
2 ФОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ 18
2.1 Расчет момента сопротивления, тахограммы и нагрузочной
диаграммы механизма 18
2.2 Формирование требований к электроприводу карусели 21
3 ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА 23
4ВЫБОР И ПРОВЕРКА ТИПА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 24
4.1 Предварительный выбор мощности двигателя 24
4.2 Приведение момента сопротивления и инерции к валу двигателя,
построение тахограммы и нагрузочной диаграммы электропривода 26
4.3 Проверка выбранного двигателя по нагреванию и перегрузке 32
5 ВЫБОР СИЛОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 37
5.1 Краткое описание преобразователей частоты 37
5.2 Выбор структуры системы управления электроприводом 41
5.3 Расчет необходимых напряжения и тока при частотном управлении . 42
5.4 Выбор и описание преобразователя частоты 44
6 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 49
6.1 Обоснование структуры автоматического управления
электропривод 49
6.2 Математическое описание асинхронного двигателя 51
6.3 Расчёт номинальных параметров двигателя 54
6.4 Расчет эквивалентных параметров модели 56
6.5 Расчет параметров в относительных единицах 57
6.6 Выбор периода квантования САР и некомпенсируемой постоянной
врмени 59
6.7 Синтез регуляторов 60
7 СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ 69
7.1 Алгоритм работы системы автоматизации 69
7.2 Список сигналов системы автоматизации 74
7.3 Функциональная схема автоматизации 76
7.4 Выбор программируемого логического контроллера 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 81
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 82
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 83
ПРИЛОЖЕНИЕ В 85
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 86
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 87
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 88
В настоящем дипломном проекте решается задача модернизации автоматизированного электропривода разливочной машины медеплавильного цеха ОАО «Уралэлектромедь». Медеплавильный цех осуществляет переработку медьсодержащего сырья и является головным в производственной цепи. Основным продуктом цеха являются аноды, которые поступают в цех электролиза меди для дальнейшей электрохимической очистки меди от примесей.
Необходимость модернизации обусловлена моральным и техническим износом существующего электропривода постоянного тока. Существующий электропривод не отвечает требованиям сегодняшнего дня: повышенный расход электроэнергии, сложность ремонта электронного оборудования и низкие сервисные возможности, что, в конечном счете, влияет на надежность эксплуатации технологической цепи “анодная печь - разливочная машина”. Предлагается заменить существующий электропривод тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока ТП-Д новым асинхронным частотно-регулируемым электроприводом ЧРП-АД.
В настоящее время частотно-регулируемый электропривод успешно конкурирует с электроприводами постоянного тока, постепенно вытесняя их. Круг фирм-производителей преобразователей частоты широк и продолжает расширяться, что влияет на снижение уже сегодня приемлемых цен на этот вид продукции.
Стремление фирм-производителей предложить востребованный товар ведет к его усовершенствованию: устоявшиеся модели преобразователей заменяются новыми моделями, например, с встроенными фильтрами,дросселями,улучшенными энергетическими характеристиками и
сервисными возможностями. Развивается и элементная база, как силовой части, так и управления. Более тщательно прорабатываются технические решения, влияющие на электромагнитную совместимость и способы дополнительной экономии электроэнергии в период эксплуатации и, конечно же, надежность продукции.
В дипломном проекте предлагается техническое решение по модернизации автоматизированного электропривода разливочной машины медеплавильного цеха ОАО «Уралэлектромедь». Для проектирования была собрана информация о механизме: приведены его технические характеристики, описано назначение и принцип работы всего комплекса оборудования разливочной машины. Сформулированы требования, предъявляемые к электроприводу.
В пояснительной записке приводится описание технологического процесса, выбор типа электропривода: двигателя и преобразователя частоты; расчет тахограммы, и нагрузочной диаграммы механизма, и двигателя, произведена проверка двигателя по нагреву и перегрузке. Выполнены расчеты по энергетике электропривода. Приведен синтез регуляторов, приведены функциональная и структурная схемы системы автоматического управления. Проведено моделирование цифровой системы управления. Приведено система автоматизированного управления.
Для карусельной разливочной машины выбран асинхронный электродвигатель АИРМ 132 S4 мощностью 7,5 кВт российского производителя: ОАО “Владимирский электромоторный завод”.
В качестве преобразователя частоты выбран преобразователь частоты Altivar 71 фирмы Schneider Electric, который по техническим и сервисным характеристикам соответствует требованиям модернизации.
Спроектированный электропривод карусельной разливочной машины по своим техническим возможностям соответствует требованиям по производительности, надежности и экологически безопасен.
Для реализации системы автоматизации разливочной машины выбран программируемый логический контроллер типа DL06.
