ВВЕДЕНИЕ 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ
ЗАРУБЕЖНЫХ ПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА 9
1.1 Комплектный тиристорный электропривод КТЭМ (Россия) 9
1.2 Комплектные тиристорные электроприводы постоянного тока
ЭКТ-М (Россия) 12
1.3 Преобразователи постоянного тока ABB DCS880 (Швейцария) 14
1.4 Приводы постоянного тока Siemens Sinamics DC MASTER
(Германия) 16
Выводы по части один 17
2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 18
Выводы по части два 21
3 ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА 22
3.1 Принципы построения САР электроприводов намоточных устройств 22
3.2 Предварительный выбор двигателя 25
3.3 Расчет нагрузочной диаграммы и тахограммы 27
3.4 Проверка двигателя по нагреву и перегрузке 33
Выводы по части три 36
4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ 38
4.1 Общие положения 38
4.2 Двигатель 38
4.3 Вентильный преобразователь 40
4.4 Трансформатор 40
4.5 Возбудитель 41
4.6 Сглаживающий реактор 42
4.7 Базовые величины. Параметры провода в о.е 42
4.8 Выбор некомпенсируемой постоянной времени 43
4.9 Расчет регулятора тока якоря 44
4.10 Расчет регулятора скорости 45
4.11 Расчет регулятора тока возбуждения 47
4.12 Расчет регулятора ЭДС 48
Выводы по части четыре 51
5 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 52
5.1 Общие положения 52
5.2 Принципы функционирования системы управления
моталкой 53
5.3 Параметрирование привода 66
Выводы по части пять 69
6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 70
6.1 Введение 70
6.2 Расчет капитальных затрат 70
6.3 Расчет эксплуатационных расходов 71
6.4 Расчет производительности, себестоимости, годовой экономии
и срока окупаемости 72
Выводы по части шесть 73
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 74
7.1 Потенциальная опасность деятельности 74
7.2 Обеспечение безопасности работников 74
7.3 Экологичность 83
7.4 Расчет параметров заземления 84
Выводы по части семь 86
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 88
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПАРАМЕТРЫ АНАЛОГОВЫХ ВХОДОВ DCS 500 89
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ПОЛНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ПРИВОДА МОТАЛКИ 95
Электропривод моталок и разматывателей станов холодной прокатки является одним из наиболее сложных промышленных электроприводов. Характерные особенности этих приводов обусловлены основной функцией - регулировать с высокой точностью в процессе прокатки натяжение наматываемой полосы, так как от этого напрямую зависит ее качество.
Необходимость и важность для народного хозяйства дальнейшего совершенствования электроприводов моталок и разматывателей связанна с расширением объема производства листового проката и повышением требований к его качеству.
Центральным направлением развития современной теории и практики применения электроприводов намоточно-размоточных механизмов является повышение точности регулирования натяжения (минимизация статической и динамической ошибок). Поставленная проблема может решаться как усовершенствованием методов расчета и выполнения отдельных элементов привода, включая механическую часть, так и за счет разработки более совершенных методов управления.
Наиболее неблагоприятными с точки зрения управления свойствами моталок являются: необходимость учета переменных параметров процесса прокатки, наличие параметрических возмущений и различного рода упругих связей. Эти свойства вносят усложнения как в математическое описание и теорию расчета, так и в структуру привода в целом и его систему управления. Решение этих задач обеспечивается применением вычислительной техники, для решения задач анализа и синтеза, а также применением микропроцессорной техники в системах управления.
Основное требование, предъявляемое к электроприводу моталок станов холодной прокатки, заключается в обеспечении необходимой точности поддержания натяжения при намотке прокатываемой полосы в рулоны. При намотке полоса находится в упруго-напряженном состоянии. Заданное натяжение должно поддерживаться во всех режимах работы стана: на нулевой скорости (в режиме покоя), при разгоне и замедлении. На непрерывных станах удельные натяжения не превышают половину предела текучести, и после заправки полосы натяжение поддерживается неизменным в течение всего цикла намотки.
Необходимый диапазон уставок натяжения зависит от сортамента полосы, прокатываемой в стане. Обычно он составляет для моталок непрерывных и реверсивных станов кварто до 1:10, для моталок многовалковых станов - до 1:50.
Требуемая точность регулирования натяжения обуславливается влиянием его на качество продукции и, прежде всего на продольную разнотолщинность полосы. Качественно влияние натяжения может быть представлено следующим образом. Приращение натяжения изменяет условия истечения металла в очаге деформации в продольном направлении и уменьшает давление металла на валки. Это приводит к уменьшению упругой деформации системы «валок-клеть» и к дополнительному обжатию полосы, требующему от электропривода моталок поддержания натяжения с достаточной высокой точностью. ...
В ВКР стояла задача провести реконструкцию системы управления электроприводом моталки реверсивного стана холодной прокатки «Кварто 1800».
Был рассчитан двухдвигательный привод постоянного тока, который отвечает предъявленным к нему требованиям.
Силовое электрооборудование моталки остается прежним, реконструкции подлежит только устаревшая аналоговая САР электропривода. Основными элементами вновь создаваемой системы являются:
- модуль реконструкции ИСК-502В производства фирмы АВВ;
- комплектный тиристорный возбудитель DCF-501 производства фирмы АВВ, заменяющий устаревший возбудитель ТП9-320/460Р-31У4.
Обмотки возбуждения двигателей соединены последовательно и подключены к возбудителю DCF-501.
Значительно упрощена релейно-контакторная схема, расположенная в шкафах ШРК2, ШРК3 за счет передачи части ее функций функциональным блокам "Drive Logic" в DCR-502B.
Программное обеспечение DCR и DCF позволяет проектировать САР в зависимости от технологических требований, предъявляемых к электроприводу. По результатам расчета принята двухзонная система регулирования натяжения полосы. Поддержание заданного натяжения при изменении радиуса рулона осуществляется за счет изменения заданного момента М*. Натяжение полосы F определяется выражением: F = М/R = ХФ/R.
Управление приводом моталки осуществляется программируемым логическим контроллером АС410 производства фирмы АВВ по шине PROFIBUS-DP через адаптер NPBA-2.
В экономической части приведены затраты на внедрение проекта модернизации, а также рассчитан экономический эффект, достигнутый за счет увеличения объема продукции.
В ВКР рассмотрены вопросы экологичности проекта модернизации и меры, необходимые для обеспечения безопасности для здоровья человека.
