Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Проектирование, расчет, моделирование и анализ автоматизированного электропривода насосной установки

Работа №9418
Тип работыДипломные работы
Предметанализ хозяйственной деятельности
Объем работы73
Год сдачи2016
Стоимость2700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 29
Не подходит работа?

Узнай цену на написание
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОДКАЧИВАЮЩЕЙ НАСОСНОЙ
СТАНЦИИ 16
1.1 Технологический процесс подачи тепловой энергии 16
1.2 Основное и вспомогательное оборудование 17
1.3 Описание насоса и его характеристики 21
2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ЧАСТОТЫ - АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 23
2.1 Расчет параметров и характеристик асинхронного двигателя 23
2.1.1 Паспортные данные электродвигателя 23
2.1.2 Анализ кинематической схемы механизма 24
2.1.3 Расчет параметров электродвигателей 26
2.1.4 Определение параметров схемы замещения электродвигателя по
каталожным данным 26
2.2 Расчет естественных характеристик электродвигателя 30
2.3 Расчет механических и электромеханических
характеристик электропривода 34
2.4 Определение возможных вариантов и обоснование выбора
вида преобразователя электрической энергии 36
2.4.1 Выбор преобразователя частоты 37
3 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
СО СКАЛЯРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
3.1.1 Одномассовая механическая система с реактивной
нагрузкой 47
3.1.2 Имитационная модель задатчика интенсивности с
S-образной характеристикой 48
3.2 Исследование частотно-регулируемого асинхронного
электропривода насоса при скалярном управлении 50
3.2.1 Программа исследований электропривод 50
3.3 Параметры элементов силового канала электропривода насоса 51
3.3.1 Параметры элементов силового канала электропривода 52
4 ИЗУЧЕНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ВЕКТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 57
4.1. Разработка имитационной модели регулируемого электропривода с
векторным управлением 57
4.1.1 Структурные схемы блоков преобразования
координат двигателя 62
4.1.2 Структурные схемы ПИ-регуляторов 63
4.2. Исследование частотно-регулируемого асинхронного электропривода
вращающихся насоса с векторным управлением 69
4.2.1 Программа исследований электропривода 69
4.2.2 Расчет параметров моделей асинхронного электропривода
насоса с частотным векторным управлением 70
5 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 79
5.1 Технико-экономическое обоснование 79
5.2 Выбор и обоснование структурной (принципиальной) схемы
электропривода 81
5.3 Планирование проектных работ 83
5.4 Расчет сметы затрат на проектирование 88
5.5 Расчет расходов при эксплуатации электропривода 90
5.6 Издержки на ремонтно-эксплуатационное обслуживание
электроприводов 90
5.7 Расчет капитальных вложений на реализацию проекта 92
5.8 Оценка научно-технического уровня проекта 92
6 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 95
Введение 95
6.1 Анализ вредных и опасных факторов на производстве 95
6.2 Техника безопасности 96
6.3 Санитария производства 102
6.4 Пожарная безопасность 106
6.5 Охрана окружающей среды 108
6.6 Защита при ЧС 109
Заключение 111
Тема дипломного проекта: Асинхронный электропривод насоса обратной магистрали подкачивающей насосной станции.
Система водоснабжения, предназначенная для множества нужд: автомоек, промышленных предприятий, водоснабжения жилых домов, районов, городов и других объектов.
Из анализа мирового и отечественного опыта развития можно сделать следующие выводы относительно задач дальнейшего развития установки и качественной работы системы водоснабжения: необходимо изменять режимы работы электродвигателей в широких пределах, но важнейшей целью является высочайшая экономия электроэнергии. Следовательно, вопрос выбора системы управления асинхронным двигателем является наиболее важным этапом проектирования оборудования.
Система управления 21века асинхронным двигателем должна обеспечивать высочайшую экономию электроэнергии, максимальную точность регулирования частоты, простейший закон управления, должна выполнять требования невысокой себестоимости а также надежности. Подобные ситемы построены на базе микропроцессоров и позволяющих добиться максимальных необхадимых технологических параметров.
Например в промышленных системах различных отраслей в качестве одной из составляющих применяются приводные системы, которые должны бесперебойно вращаться электродвигателями, либо необходим старт двигателя в момент исчезновения напряжения в электрической сети.
В качестве примера подобных приводных систем можно рассматривать систему FAT:
•маслонасосы смазки подшипников турбогенераторов;
• механизмы турбогенераторов, поддерживающие вращения ротора после прекращения подачи пара в турбину;
•вентиляторы подачи выхлопных газов к дымоходам;
• мазутные насосы;
• циркуляционные насосы, водяные насосы, пополняющие котлы и т. п. одним из вариантов решения проблемы гарантированного электроснабжения вышеупомянутых приводных систем является использование двигателей постоянного тока с электронными регуляторами и резервным питанием от аккумуляторных батарей. К сожалению, существующие недостатки двигателей постоянного тока исключают повсеместное применение этих систем. К этим недостаткам относятся:
• большие габариты, а также стоимость двигателя постоянного тока по отношению к асинхронному двигателю;
• ограниченный срок службы из-за износа коллектора и потребность в обслуживании;
• искрение коллектора.
Последний недостаток особенно нужно брать во внимание, когда двигатель используется в приводе масляных насосов или работает вблизи или внутри взрывоопасных производственных зон.Этих недостатков лишена система, построенная на основе асинхронного двигателя и системы FAT,электрической сети двигатель бесперебойно питается через тот же преобразователь только от аккумуляторной батареи. Кроме того, при включении FAT обеспечивает пуск двигателя плавно с помощью регулирования частоты напряжения питания двигателя автоматически, в результате чего отсутствуют пусковые токи и перегрузка силовых цепей на выходе FAT.
SCADA - система.
В случае аварии (двигатель не запустился), включается резервный насос и подается звуковой сигнал информирования дежурного оператора.
Алгоритм работы АСУ КНС аналогичен АСУ НС. Разница заключается лишь в том, что здесь необходимо поддерживать заданный уровень сточных вод в приемном резервуаре, независимо от количества их поступления за единицу времени.
Также, в центральный диспетчерский пункт по беспроводному каналу связи поступают данные со всех вспомогательных подкачивающих станций.
Все участки системы могут работать в автоматическом и ручном режимах. На местные щиты автоматики выводятся все необходимые элементы управления и представления информации обслуживающему персоналу, а именно: в каком режиме находится система (ручной/автоматический, летний/зимний), какие аварии произошли (какой насос не включился, какой датчик сработал).
АСУ обеспечивает:
поддержание заданного давления в выходной магистрали по датчику давления;
мягкий пуск и плавный останов регулируемых электродвигателей;
контроль основных параметров и защиту регулируемого электрооборудования;
местное изменение параметров оборудования с кнопочной панели оператора;
управление с центрального диспетчерского пункта;
автоматизированный сбор и архивирование данных;
ведение журналов тревог и событий;
визуальную и звуковую сигнализацию;
прием данных с распределенных подкачивающих станций.
Алгоритм управления технологическим процессом центральной НС и КНС в автоматическом режиме обеспечивается программируемым логическим контроллером VIPA 300S, а распределенных подкачивающих станций — VIPA 200V в комплекте с набором модулей телеметрии VIPA TM-E. Местное управление, просмотр сообщений о состоянии установок и активных тревогах осуществляется с операторских панелей OP03.
Центральный диспетчерский пункт реализуется с использованием мультимониторного АРМ оператора, на котором установлена SCADA система zenon. На нее возложены задачи контроля, управления, сбора данных, визуализации процессов. Кроме этого она обеспечивает доступ к системе отдаленным клиентским рабочим станциям главного энергетика и муниципальных служб.
Задачей дипломного проекта является проектирование, расчет, моделирование и анализ автоматизированного электропривода насосной установки для изучения его работы.
Предъявляемые требования к системе управления электроприводом, складываются из требований управляемости и функционирования технологическим процессом.
Важнейшим требованием к автоматизированному электроприводу является управление напором, а для автоматической системы - в случае выхода из строя преобразователя переключиться в режим нерегулируемого насоса или подключение резервного насоса при многократном потреблении воды больше возможностей одного насоса или при его аварии.
Еще к насосным электроприводам предъявляется следующие требования: при производительности Q=80 ^ 1ч, высокоэффективно перекачивать, вследствие этого теряется необходимость в регулирующих клапанах, которые использовались для снижения расхода воды неэффективно, следовательно нет необхадимости в недогрузке насосов, происходящей при их работе с постоянной скоростью;
пуска плавно, способствующего избежать пиковых давлении превышающих нормальные и вытекающей отсюда нагрузки на выходные трубы. Это приводит к снижению риска утечки и повреждений, внезапных колебаний давления. Они вызывают вибрацию труб, сопровождаемую звуками, похожими на стук молотка, называемые "трамбовкой". Интенсивная трамбовка вызывает даже повреждение труб, а резкое уменьшение давления способствует, наоборот, вдавливанию. Кавитация еще одна из причин вызвающих коррозию трубопровода. Чтобы предотвратить пики давления вредные для труб, используют плавную остановку насоса, к тому же, она увеличивает срок службы подшипников и редукторов насоса. При этом нужно учесть в системе управления электроприводом резервный режим питания электродвигателя в обход преобразователя частоты - байпас. Байпас - это режим при котором преобразователь выключен, а электропривод работает напрямую. Байпас срабатывает при сигнале "авария”, отключая при этом преобразователь частоты от электродвигателя. Для этого используется блочная архитектура. Это позволяет обеспечить быстрое изменение в функционировании промышленной установки и быструю замену вышедших из строя элементов; повышает надежность системы. Энергетические показатели, массогабаритные показатели и безопасность функционирования обеспечивает вышеизложенное требование. Так же обеспечение этого требования способствует экономии электроэнергии; требованиям техники безопасности и охраны труда; требованиям противопожарной безопасности; защите от радиопомех и подавлению собственных радиопомех. Плюс ко всему выше изложенному использование экранированных проводов, а также применение реакторов на входе силовой схемы способствуют выполнению требований.
Вданной работе была рассмотрена группа насосов перегоняющей насосоной станции. Одна из групп производит прямую подачу воды в систему, а другая группа перегоняет воду по обратной магистрали. Один из двигателей применяемый в системе, который рассматривался в работе марки А114 - 4. Для данного двигателя была построена математическая модель и расчитаны параметры схемы замещения; построены графики работы двигателя механические и электромеханические. С помощью программы MATCAD получены и проанализированы графики скорости, тока и момента имитационной модели скалярного и векторного управления системы преобразователь частоты - двигатель. Для управления системы насосов выбран преобразователь частоты марки Altivar 1200. Использование частотных преобразователей в насосной станции водоснабжения оправдано с точки зрения экономии электроэнергии и увеличения срока службы электродвигателей. Однако при установке преобразователей для многодвигательных систем следует выбирать из двух вариантов одновременного управления преобразователем всеми двигателями и управления одним и включения от сети остальных по мере иссякания возможностей управления. В случае одновременного управления необходим преобразователь суммарной мощности двигателей что при улучшении регулирования, увеличивает капитальные затраты на преобразователь и коммутационное оборудование. Так как для поддержания требуемого напора а высоких требований к качеству регулирования не предъявляется.
А при эксплуатации насосной станции учлись и проанализированы все вредные и опасные факторы вождействующие на персонал в разделе 6.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.

Пожалуйста, укажите откуда вы узнали о сайте!
Обновить рисунок

© 2008-2018 Сервис продажи готовых курсовых работ, дипломных проектов, рефератов, контрольных и прочих студенческих работ.