Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 9
2 РАЗРАБОТКА НАСОСНОГО АГРЕГАТА 19
2.1 Выбор насоса 19
2.2 Выбор электродвигателя 21
3. ВЫБОР СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 24
3.1 Выбор преобразователя частоты 24
3.2 Выбор сетевого дросселя 25
3.3 Выбор моторного дросселя 27
3.4 Выбор датчика давления жидкости 28
4 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК 30
5 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗАЦИИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ 35
5.1 Описание технологического процесса 35
5.2 Разработка списка сигналов систем автоматизации 37
5.3 Разработка алгоритма работы системы автоматизации 40
5.4 Разработка функциональной схемы автоматизации 42
5.5 Выбор элементной базы системы автоматизации 44
5.6 Разработка программного обеспечения 49
6 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 55
Разумное применение энергетических ресурсов и защита окружающей среды обозначили направление развития систем тепло - и водоснабжения. При изменении и планировании существующих механизмов водоснабжения чаще всего создается замкнутая и бессточная система. Насосная станция - основное звено в системе тепло - и водоснабжения, обеспечивающая создание водного потока.
Больше половины расходов электроэнергии в ЖКХ и промышленности приходится на электродвигатели. Также самыми энергозатратными системами приводов являются компрессоры, насосы и вентиляторы - установки с циклическим режимом нагрузки.
Из-за стремительного повышения цены на ресурсы и энергоносители, затраты на их производство, стали значительно больше, в следствии чего промышленные предприятия и предприятия ЖКХ ставят цель на понижения энерго- и ресурсоемкости. В наше время проблема энергосбережения имеет весьма актуальный характер. Исследования потребления энергоресурсов помогли решения данной проблемы, а именно:
Организационно-техническое мероприятие, чтобы исключить
нецелесообразно расходование энергоресурсов.
Внедрение энергоэффективных технологий, а также энергосберегающего оборудования, с целью уменьшения затрат энергии на тот же объем работ.
Главной энергосилой современного производства является электропривод, в свою очередь электроприводы с короткозамкнутыми двигателями преобладают в промышленности, потребляя до половины энергии потребляемой электроприводом.
Модернизации технологического оборудования способствует высокой динамике совершенствования регулируемых электроприводов, а также автоматизации с помощью компьютерных и информационных средств.
Прогресс технологического оборудование стремится к повышению производительности не в ущерб качеству производимой продукции. Лидирующие электротехнические корпорации производят регулируемые электроприводы, комплектующиеся компьютеризированными средствами автоматизации, представляя собой гибкую систему программирования, предназначенную для многофункционального использования. Средства, вложенные в такие системы, наиболее быстро окупаются. Одно из применений регулирующего электропривода совместно с дополнительными
технологическими устройствами, может использоваться в качестве средств регулирования разнообразных технологических параметров, таких как температура, давление, уровень, производительность и дозирование.
Модернизация насосной установки путем замены энергоемкого оборудования, такого как электропривод насоса, на регулируемый позволит добиться цели энергосбережения. Внедрение и активное развитие систем диагностики, обслуживания и визуализации, позволит более корректно и удобно работать с технологическими процессами и процессами управления.
В сфере коммунального теплоснабжения, остро встает вопрос о уровне потребления электроэнергии, постоянное строительство новых жилых зданий только больше заставляет задуматься о реально достаточном уровне электроснабжения электродвигателей насосных установок, а также рациональном и экономном процессе подачи водо-и тепло энергии. В связи с этим данная тема проекта является актуальной [5].
В данной выпускной квалификационной работе был разработан частотно - регулируемый электропривод, который в водопроводных и в канализационных насосных станциях является ключевым объектом ресурсо- и энергосбережения.
По каталогу расходно-напорных характеристик был выбран центробежный насос 1Д200-90, нашего отечественного производства. Выбран асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором АИР355М2 мощностью 315 кВт. Двигатели унифицированной серии АИР являются самыми распространёнными в промышленности, за счет простоты конструкции и выгодной стоимости при высокой надежности в эксплуатации.
Далее, в процессе разработки был выбран преобразователь частоты фирмы «Schneider Electric» ATV650C31N4F. Данный преобразователь частоты отлично подходит под насосное оборудование. Дополнительным оборудованием к преобразователю частоты, были выбраны сетевой дроссель - ED3N - 0,023/630 AL, а также моторный дроссель - ED3S - 0,025/650 AL.
Помимо выбора силового электрооборудования, был произведен расчет и построение естественной механической и электромеханической характеристик. Также были построены искусственные механические и электромеханические характеристики по найденным скоростям.
Для разработки автоматизации насосного агрегата была выбрана насосная станция, представленная на рисунке 5.1. По описанию технологического процесса были разработаны: список сигналов системы автоматизации, пульт управления насосной станции, алгоритм работы для ручного и автоматического управления, а также функциональная схема системы. Был произведен выбор элементной базы системы автоматизации, а также разработана программное обеспечение. В заключении, исходя из требований к системе автоматизации, алгоритма работы автоматики отдельных механизмов и выбранной элементной базы была разработана принципиальная электрическая схема на листе формата А3.
