Помощь студентам в учебе
Разработка системы автоматизации подъемных машин Воронежской ТЭЦ-1
|
ВВЕДЕНИЕ 6
1. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 9
1.1 Классификация и виды подъемных машин 9
1.2 Классификация лифтов 11
1.3 Основные узлы и краткое описание работы ГПМ (лифта) 19
1.4 Система безопасности подъемных машин 21
1.5 Органы управления и индикации 25
1.5.1 Общая конфигурация системы 25
1.5.2 Оборудование, расположенное в машинном помещении 27
1.5.3 Оборудование, расположенное в шахте 29
1.5.4 Оборудование кабины 31
1.5.5 Оборудование, расположенное в приямке 34
2. ПРОЕКТНЫЙ РАЗДЕЛ 36
2.1 Разработка функциональной схемы автоматизации 36
2.2 Разработка электрической принципиальной схемы 37
2.2.1 Действие устройств безопасности и аварийных устройств 40
2.3 Выбор управляющего устройства 41
2.3.1 Производители управляющих устройств 41
2.3.2 Управляющее устройство от компании “ОЛИМП-ЛИФТ” 41
2.3.3 Управляющее устройство от компании “ПО Комплекс” 47
2.4 Выбор электропривода 51
2.4.1 Требования, предъявляемые к электроприводу: 51
2.4.2 Расчет силового оборудования лифтов 52
2.5 Выбор ПЛК 55
2.6 Выбор частотного преобразователя 58
2.7 Выбор модуля связи 66
2.7.1 Выбор модуля связи для ПЛК S7-1200 66
2.7.2 Выбор модуля связи для ЧП MICROMASTER 420 69
2.8 Выбор датчиков 71
2.8.1 Датчик точной остановки 71
2.8.2 Датчик контроля положения створок дверей лифта 75
2.8.3 Датчик минимальной скорости 77
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАМНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ . 80
3.1 Алгоритм работы лифта в нормальном режиме 80
3.2 Алгоритм работы лифта в режиме ревизии 80
3.3 Режим “Пожарная опасность” 81
3.4 Программное обеспечение системы управления 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 89
ПРИЛОЖЕНИЕ А 91
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
1. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 9
1.1 Классификация и виды подъемных машин 9
1.2 Классификация лифтов 11
1.3 Основные узлы и краткое описание работы ГПМ (лифта) 19
1.4 Система безопасности подъемных машин 21
1.5 Органы управления и индикации 25
1.5.1 Общая конфигурация системы 25
1.5.2 Оборудование, расположенное в машинном помещении 27
1.5.3 Оборудование, расположенное в шахте 29
1.5.4 Оборудование кабины 31
1.5.5 Оборудование, расположенное в приямке 34
2. ПРОЕКТНЫЙ РАЗДЕЛ 36
2.1 Разработка функциональной схемы автоматизации 36
2.2 Разработка электрической принципиальной схемы 37
2.2.1 Действие устройств безопасности и аварийных устройств 40
2.3 Выбор управляющего устройства 41
2.3.1 Производители управляющих устройств 41
2.3.2 Управляющее устройство от компании “ОЛИМП-ЛИФТ” 41
2.3.3 Управляющее устройство от компании “ПО Комплекс” 47
2.4 Выбор электропривода 51
2.4.1 Требования, предъявляемые к электроприводу: 51
2.4.2 Расчет силового оборудования лифтов 52
2.5 Выбор ПЛК 55
2.6 Выбор частотного преобразователя 58
2.7 Выбор модуля связи 66
2.7.1 Выбор модуля связи для ПЛК S7-1200 66
2.7.2 Выбор модуля связи для ЧП MICROMASTER 420 69
2.8 Выбор датчиков 71
2.8.1 Датчик точной остановки 71
2.8.2 Датчик контроля положения створок дверей лифта 75
2.8.3 Датчик минимальной скорости 77
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАМНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ . 80
3.1 Алгоритм работы лифта в нормальном режиме 80
3.2 Алгоритм работы лифта в режиме ревизии 80
3.3 Режим “Пожарная опасность” 81
3.4 Программное обеспечение системы управления 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 89
ПРИЛОЖЕНИЕ А 91
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
История Воронежской ТЭЦ-1 начинается в далеком 1933 году, тогда она называлась Воронежская ГРЭС (Городская Районная Электростанция), а ее электрическая мощность составляла 24 МВт. В 2012 году началось строительство нового парогазового энергоблока ПГУ-223, который должен был прийти на замену устаревшему оборудованию, которое находилось на Воронежской городской районной электростанции, а также появилась задача повысить электрическую мощность станции. Сроки сдачи ТЭЦ в эксплуатацию были установлены, но их переносили три раза. Однако к 1 февраля 2020 года энергоблок ПГУ-223 начал поставку электроэнергии на энергетический рынок.
Сама парогазовая установка состоит из двух блоков, каждый из которых, в свою очередь, включает в себя две газотурбинные установки LM6000 PD Sprint от компании General Electric, одну паротурбинную установку ПТ-25/34- 3,4/1,3 и два котла-утилизатора ПК-95 от Подольского машиностроительного завода.
Высота котлов-утилизаторов достигает порядка 40 метров, это выше, чем десятиэтажный дом. Так же стоит учитывать, что это достаточно существенная высота для ежедневных работ на разных высотах. Особенно, если работники электростанции вынуждены производить спуск и подъем без грузоподъемных машин. Машинисты топливоподачи, машинисты-обходчики, слесари и другой оперативно-ремонтный персонал вынуждены ежедневно сталкиваться с простой задачей - подъём и спуск вдоль котлов. Но эта задача не будет казаться такой простой, если учесть, что за одну рабочую смену данный персонал должен будет выполнить спуск и подъем не один десяток раз. Совокупность всех вышеперечисленных факторов приводит к тому, что появляется необходимость установки подъемных машин близ котлов- утилизаторов.
На сегодняшний день в нашей стране существует достаточное количество станций, на которых в повседневной жизни используются подъемные машины для обслуживающего персонала или для подъема различных видов грузов. Это упрощает процесс обслуживания и увеличивает рабочее время (путём сокращения времени, которое затрачивается на спуск и подъем). Перед нами была поставлена цель - оптимизировать качество и скорость обслуживания оборудования теплоэлектростанции путем установки двух подъемных машин с системой автоматизации для каждого отдельно взятого котла-утилизатора, тем самым повысив эффективность производственного процесса.
Грузоподъемная машина (ГПМ) является механизмом вертикального транспорта, предназначенным для транспортировки пассажиров грузов в жилых, производственных и административных зданиях. Использование грузоподъемных машин значительно повышает эффективность производственного процесса.
Огромный размах жилищного и складского строительства в нашей стране, повышений этажности возводимых зданий ставят новые задачи по дальнейшему развитий средств вертикального транспорта. Так же стоит учитывать не только новостройки, но и многоэтажные дома, которые были построены до начала 21 века. Зачастую данные дома оснащены грузоподъемными машинами, которые начинают приходить в негодность. И перед разработчиками стоит еще одна задача - суметь подстроить современные системы под многоэтажные дома, которые были построены много лет назад. Их роль также важна и в таких быстро развивающихся отраслях как химическая промышленность, энергетика, металлургия и т.п.
Грузоподъемная машина - это специальное техническое устройство, которое оснащено двигателем периодического действия, предназначенное для подъема и спуска людей и/или грузов в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости в кабине или на платформе, разновидность подъемно
транспортных машин циклического действия.
Задачами выпускной квалификационной работы являются:
• Составить анализ объекта автоматизации, а также учесть особенности устройства и работы подъемных машин;
• Разработка системы автоматизации подъемных машин;
• Обратить внимание и сделать выбор приводов, контроллера, частотного преобразователя, датчиков и другого оборудования, необходимого для реализации системы;
• Разработать алгоритмы работы, блок-схем управления.
Данная система автоматизации должна отвечать следующим требованиям:
• Подъемные машины должны работать в паре и резервировать друг друга;
• Каждая машина должна иметь аварийный и пожарный режимы;
• Система должна работать оптимизировано, учитывая и резервируя работу друг друга.
Сама парогазовая установка состоит из двух блоков, каждый из которых, в свою очередь, включает в себя две газотурбинные установки LM6000 PD Sprint от компании General Electric, одну паротурбинную установку ПТ-25/34- 3,4/1,3 и два котла-утилизатора ПК-95 от Подольского машиностроительного завода.
Высота котлов-утилизаторов достигает порядка 40 метров, это выше, чем десятиэтажный дом. Так же стоит учитывать, что это достаточно существенная высота для ежедневных работ на разных высотах. Особенно, если работники электростанции вынуждены производить спуск и подъем без грузоподъемных машин. Машинисты топливоподачи, машинисты-обходчики, слесари и другой оперативно-ремонтный персонал вынуждены ежедневно сталкиваться с простой задачей - подъём и спуск вдоль котлов. Но эта задача не будет казаться такой простой, если учесть, что за одну рабочую смену данный персонал должен будет выполнить спуск и подъем не один десяток раз. Совокупность всех вышеперечисленных факторов приводит к тому, что появляется необходимость установки подъемных машин близ котлов- утилизаторов.
На сегодняшний день в нашей стране существует достаточное количество станций, на которых в повседневной жизни используются подъемные машины для обслуживающего персонала или для подъема различных видов грузов. Это упрощает процесс обслуживания и увеличивает рабочее время (путём сокращения времени, которое затрачивается на спуск и подъем). Перед нами была поставлена цель - оптимизировать качество и скорость обслуживания оборудования теплоэлектростанции путем установки двух подъемных машин с системой автоматизации для каждого отдельно взятого котла-утилизатора, тем самым повысив эффективность производственного процесса.
Грузоподъемная машина (ГПМ) является механизмом вертикального транспорта, предназначенным для транспортировки пассажиров грузов в жилых, производственных и административных зданиях. Использование грузоподъемных машин значительно повышает эффективность производственного процесса.
Огромный размах жилищного и складского строительства в нашей стране, повышений этажности возводимых зданий ставят новые задачи по дальнейшему развитий средств вертикального транспорта. Так же стоит учитывать не только новостройки, но и многоэтажные дома, которые были построены до начала 21 века. Зачастую данные дома оснащены грузоподъемными машинами, которые начинают приходить в негодность. И перед разработчиками стоит еще одна задача - суметь подстроить современные системы под многоэтажные дома, которые были построены много лет назад. Их роль также важна и в таких быстро развивающихся отраслях как химическая промышленность, энергетика, металлургия и т.п.
Грузоподъемная машина - это специальное техническое устройство, которое оснащено двигателем периодического действия, предназначенное для подъема и спуска людей и/или грузов в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости в кабине или на платформе, разновидность подъемно
транспортных машин циклического действия.
Задачами выпускной квалификационной работы являются:
• Составить анализ объекта автоматизации, а также учесть особенности устройства и работы подъемных машин;
• Разработка системы автоматизации подъемных машин;
• Обратить внимание и сделать выбор приводов, контроллера, частотного преобразователя, датчиков и другого оборудования, необходимого для реализации системы;
• Разработать алгоритмы работы, блок-схем управления.
Данная система автоматизации должна отвечать следующим требованиям:
• Подъемные машины должны работать в паре и резервировать друг друга;
• Каждая машина должна иметь аварийный и пожарный режимы;
• Система должна работать оптимизировано, учитывая и резервируя работу друг друга.
Цель выпускной квалификационной работы заключалась в оптимизации качества и скорости обслуживания оборудования теплоэлектростанции и повысить эффективность производственного процесса.
В рамках текущей работы был проведен анализ объекта автоматизации, приведены классификации лифтов и ГПМ для дальнейшего выбора ГПМ для Воронежской ТЭЦ-1. Так же были рассмотрены органы управления и индикации, а именно их общая конфигурация и оборудование, которое расположено в приямке, машинном помещении, в шахте и непосредственно в самой кабине. Была проведена разработка электрической принципиальной схемы и рассмотрено действие устройств безопасности и аварийных устройств.
Во время выбора управляющего устройства мы рассмотрели производителей управляющих устройств. Рассмотрены все требования, которые предъявляются к электроприводу и произведен расчет силового оборудования лифта. Произведен выбор ПЛК и выбор частотного преобразователя.
Во время выбора датчика мы рассмотрели, что такое датчик точной остановки (ДТО), датчик контроля положения створок дверей лифта и датчик минимальной скорости. Так же в работе указано, за что отвечает конкретно каждый датчик и приведены их технические характеристики.
После выбора нужного силового оборудования и датчиков была проведена разработка программно-алгоритмического обеспечения. Мы рассмотрели работу лифта в нормальном режиме, в режиме «Ревизия», а также в режиме «Пожарная опасность». Каждый режим отличается от другого и в каждом режиме используется своя последовательность команд. Для наглядного представления режимов работы лифта мы составили блок-схемы выполнения алгоритмов.
Так же было разработано программное обеспечение системы управления и составлена функциональная схема автоматизации лифтовой установки, что позволяет наглядно продемонстрировать, как происходит процесс работы лифта.
Если подводить итоги, то можно сказать, что была исследована система автоматизации подъемных машин Воронежской ТЭЦ-1. Проанализированы возможные способы вариантов управления подъемных машин. Выбран главный электропривод, частотный преобразователь, вспомогательные датчики, а также программно-логический контроллер. Разработаны блок- схемы и алгоритмы управления режимами работы.
Актуальность данной работы заключается в том, что грузоподъемные машины позволят увеличить эффективность работы обслуживающего персонала Воронежской ТЭЦ-1.
В рамках текущей работы был проведен анализ объекта автоматизации, приведены классификации лифтов и ГПМ для дальнейшего выбора ГПМ для Воронежской ТЭЦ-1. Так же были рассмотрены органы управления и индикации, а именно их общая конфигурация и оборудование, которое расположено в приямке, машинном помещении, в шахте и непосредственно в самой кабине. Была проведена разработка электрической принципиальной схемы и рассмотрено действие устройств безопасности и аварийных устройств.
Во время выбора управляющего устройства мы рассмотрели производителей управляющих устройств. Рассмотрены все требования, которые предъявляются к электроприводу и произведен расчет силового оборудования лифта. Произведен выбор ПЛК и выбор частотного преобразователя.
Во время выбора датчика мы рассмотрели, что такое датчик точной остановки (ДТО), датчик контроля положения створок дверей лифта и датчик минимальной скорости. Так же в работе указано, за что отвечает конкретно каждый датчик и приведены их технические характеристики.
После выбора нужного силового оборудования и датчиков была проведена разработка программно-алгоритмического обеспечения. Мы рассмотрели работу лифта в нормальном режиме, в режиме «Ревизия», а также в режиме «Пожарная опасность». Каждый режим отличается от другого и в каждом режиме используется своя последовательность команд. Для наглядного представления режимов работы лифта мы составили блок-схемы выполнения алгоритмов.
Так же было разработано программное обеспечение системы управления и составлена функциональная схема автоматизации лифтовой установки, что позволяет наглядно продемонстрировать, как происходит процесс работы лифта.
Если подводить итоги, то можно сказать, что была исследована система автоматизации подъемных машин Воронежской ТЭЦ-1. Проанализированы возможные способы вариантов управления подъемных машин. Выбран главный электропривод, частотный преобразователь, вспомогательные датчики, а также программно-логический контроллер. Разработаны блок- схемы и алгоритмы управления режимами работы.
Актуальность данной работы заключается в том, что грузоподъемные машины позволят увеличить эффективность работы обслуживающего персонала Воронежской ТЭЦ-1.