Введение 11
1 Описание системы управления 13
1.1 Выбор системы водоснабжения 13
1.2 Требования, предъявляемые к электроприводу насосов 16
1.3 Выбор приводного двигателя и определение его расчётных
параметров 19
1.4 Расчет естественных характеристик электродвигателя 27
1.4.1 Расчет естественной механической характеристики 27
1.4.2 Расчет естественной электромеханической характеристики 28
1.4.3 Механическая характеристика насос 30
2 Обзор систем управления и способов регулирования электропривода
32
2.1 Системы управления электроприводом 32
2.2 Выбор закона частотного регулирования 33
2.3 Выбор преобразователя частоты 34
3 Расчет статических характеристик системы ПЧ-АД при частотном регулировании 37
3.1 Механические характеристики системы преобразователь-двигатель при законе регулирования Ui/f = const
3.2 Электромеханические характеристики системы преобразователь-двигатель
при законе регулирования Vj f = const
4 Частотно-регулируемый асинхронный электропривод со скалярным управлением 43
4.2 Имитационные исследования частотно-регулируемого асинхронного электропривода насоса со скалярным управлением 51
5 Синтез регулятора давления 57
5.1 Имитационная модель автоматической системы регулирования
давления 61
5.2 Выбор оборудования для системы поддержания постоянного
давления 63
5.3 Выбор первичного преобразователя давления 64
6 Экономическая часть 66
6.1 Выбор и обоснование структурной (принципиальной) схемы электропривода 66
6.2 Анализ и оценка научно-технического уровня проекта (НТУ) 67
6.3 Расчет капитальных вложений на реализацию проекта 73
7 Социальная ответственность 77
7.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 78
7.2 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного
и вредного воздействия и устранению их влияния на работающих 79
7.3 Техника безопасности 86
7.4 Экологическая безопасность 93
7.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 94
Заключение 100
Литература 101
Водоснабжение на предприятии - сооружения, трубопроводы и оборудование, которое обеспечивает забор воды из натурального источника, очистку и обработку, подачу воды потребителям. Основной элемент всей этой системы - насосы. Если взять для сравнения два вида - циркуляционные и поршневые, то стоит отметить, что наиболее употребительны в настоящее время первые. Циркуляционные выигрывают в том плане, что могут соединяться непосредственно с электромотором, турбиной, что позволяет экономить площадь. Упрощает обслуживание такого оборудования также то, что в нем нет клапанов. Циркуляционные практически полностью вытеснили поршневые, поршневые используются только для подачи большого давления (нефтяные, судовые, гидропрессовые, для химических жидкостей). Большие города, комбинаты, промышленные объекты потребляют очень большое количество воды, и поршневому агрегату с этим трудно справиться: они не могут мгновенно поставить десятки кубометров влаги. Конкуренция в этом случае уже идет между разными типами циркуляционных: быстроходные и тихоходные, пропеллерные и центробежные. Каждый из агрегатов подбирается из расчета веса, необходимой производительности и деятельности, а также стоимости, разумеется. Преимущество среди такого оборудования за быстроходными насосами.
В качестве привода для центробежных насосов ввиду компактности конструкции, простоты соединений с турбомеханизмом, легкой автоматизации и относительно низких эксплуатационных затрат в массовое применение нашли электродвигатели переменного тока. Подбор электродвигателя осуществляется по рабочему положению (вертикальный, горизонтальный), мощности, частоте вращения, виду исполнения и напряжению. Асинхронные двигатели - компактны, просты, но загружают сеть намагничивающим током (соъф < 1). [1]
Объектом водоснабжения является город, который находится на берегу реки и предприятия, располагающиеся в черте городской застройки.
Город расположен на границе Западно-Сибирской равнины и отрогов Кузнецкого Алатау на правом берегу реки Томи.
Местность характеризуется перепадом отметок земли, которая достигает от 60 до 70 м. Площадь города примерно F = 294,6 км , плотность населения Р = 2008.7 человека на 1 км2.
Численность жителей - 557.2 тысячи человек. Жилая застройка города в большей части состоит из 9-этажных зданий, которые оборудованы канализацией, водопроводом.
Проектируемая система водоснабжения - I категории обеспеченности подачи воды.
Общая сумма оцененных эксплуатационных запасов подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения составляет 1170,6 тыс. м /сутки.
В результате выполнения ВКР разработана система автоматического регулирования давления насосной станции.
Проанализирован и выбран наиболее подходящий, для рассмотренного технологического процесса закон регулирования - скалярное управление и/f2. Данный вид управления позволяет получить искусственные механические характеристики с требуемой жесткостью, ему свойственна техническая простота измерения и регулирования абсолютных значений переменных АД.
Проведена оптимизация на модульный оптимум конура давления и синтез регулятора давления.
Методом моделирования в среде MATLAB установлено, что система поддерживает заданное давление и отрабатывает перепады давления при открытии и закрытии клапана на стороне потребителя, с требуемыми показателями качества.
Составлена функциональная схема системы поддержания постоянного давления на основе преобразователя частоты фирмы Schneider Electric серии Altivar 212. Выбрана элементная база системы: датчика давления с цифровым выходом давления 7MF1562.
В разделе производственной и экологической безопасности проведен анализ вредных факторов, рассмотрена техника безопасности, пожарная безопасность технологического процесса, производственная санитария.
В организационно-экономической части выполнено планирование проектных работ, расчет капитальных вложений на реализацию и расчет расходов при эксплуатации данного электропривода, так же выполнен расчет сметы затрат на проектирование. Выполнен расчет издержки на ремонтно-эксплуатационное обслуживание электроприводов, то есть. затраты на планово-предупредительные работы.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
