8.2. Разработка алгоритма и программы управления

Программирование происходит путем изменения установок групп.

Алгоритм работы автоматизированной системы управления тремя насосами, из которых один должен быть в работе, а два лругих в резерве.

После включения в работу агрегат должен проработать заданное время Т, после чего его необходимо остановить для профилактического осмотра. Вместо остановленного должен быть запущен один из резервных. Если во время работы включенного насоса обнаружится неисправность, то он должен быть немедленно остановлен и заменен резервным.

Граф-схема алгоритма представлена на рис.8.4., где Аi— пускi-ого насоса,Bi—остановкаi-ого насоса,Qi—i-ый агрегат исправен,t—время работы насоса. Основной неисправностью является перегрев изоляции двигателя, которая возникает при длительных перегрузочных токах и обнаруживается ПЧ, который по времени протекания тока определяет темературу.

Подшипники насоса мощностью 7,5 кВт в исправном состоянии не могут перегреться, так как постоянно омываюстя водой, поэтому контолировать их температуру нет необходимости.

8.3. Разработка функциональной логической схемы

В качестве управляющего устройства можно применить микроконтроллер КА1, входным сигналом будет аварийный сигнал с ПЧ, появляющийся при длительном токе превышающим ток уставки, его примем как сигнал 00101, выходными―пуск и останов насосов: А1―01101, А2―01102, А3―01103, В1―01104, В2―01105, В3―01106. В состав контроллера входит таймер, с помощью которого определяется время наработки насоса.

Контроллер реализует работу схемы РКС изображенную на рис.8.5.

9. Проектирование конструкции узла системы автоматизированного электропривода

Для наладки и контроля работы преобразователя насосной станции может применятся пульт дистанционного управления, который предусматривает управление при использовании макроса ПИД-управления. Схема подключения пульта показана на рис.9.1.

В качестве задатчика опорного сигнала применяется потенциометр типа СПО-1 2к7, как индикатор давления, скорости, тока используются амперметры типа М2001/1. Индикация готовности, вращения, отказа осуществляется светодиодами. Провода выбираем диаметром не менее 0,5 мм.

10. Проектирование схемы электроснабжения и защиты установки

10.1. Выбор аппаратов, проводов и кабелей

Выбор магнитных пускателей.

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления и обеспечения пусковой защиты. Выбор пускателя производится по мощности электродвигателя исполнительного механизма в соответствии с выражением:

Pдв.м. Pдв.н,

где Pдв.м –наибольшая мощность управляемого данным устройством двигателя.

Для двигателя насоса АИР112М2 с мощностью Рн=7,5кВт используются реверсивные пускатели ПМЕ –001с номинальным током главной цепи 30А.

Выбор тепловых реле.

Тепловые реле используются для защиты для защиты электродвигателей от длительных перегрузок по току от работы при обрыве одной из фаз. При длительном режиме работы двигателей номинальный ток нагревательного элемента теплового реле Iн.э выбирают исходя из номинального тока двигателя Iн из соотношения:

Iн.эIн.

Для защиты двигателей насоса используют реле ТРН –20А и номинальным током Iн=20 А и номинальным током нагревательного элемента Iн.э=2.0А.

Выбор автоматических выключателей.

Автоматические выключатели используются для защиты электродвигателей в электрической сети от коротких замыканий. Номинальные токи автомата Iн.а. и его расцепителей Iн.р. выбирают по длительному расчетному току линии Iдл:

Iн.аIдл.

Iн.р.Iдл.

Ток срабатывания электромагнитного или комбинированного расцепителя Iср.э. проверяют по максимальному кратковременному току линии Iкр.

Iср.э1.25Iкр.

Для защиты двигателей насоса используют общий автоматический выключатель. Ток автомата должен превышать номинальный ток двигателя. Выбираем автоматический выключатель АК63М, Iн.а=150А с номинальным током отсечки 12Iн.а. Кратковременный ток линии равен пусковому току двигателя насоса

Iк.р=Iп= Кп·Iн=7,5·17,27=129,5А

Кп=7,5 –кратность пускового тока для двигателя АИР112М2.

Так как Iср.з=150>130, то автомат выбран правильно.

Для выбора общего вводного автоматического выключателя необходимо определить общую расчетную нагрузку. Активная нагрузка группы электроприемников определяется по формуле:

Pp=Км·Ки·Ри, (10.1)

где Ки –групповой коэффициент использования, Км –коэффициент

максимума, Ри –суммарная номинальная нагрузка группы электродвигателей.

Определяем эффективное число электроприёмников по формуле:

,

где n число электродвигателей в группе.

Определим nэ

.

Р― мощность насоса

Так как nэмало, то необходимо принять nэ=4. Для токарных станков групповой коэффициент использования Ки=0.4, а , Км=1.85.

Подставляя значения в формулу (10.1) получим:

кВт.

<,

где –сумма трех электродвигателей из группы имеющих наибольшую мощность, необходимо принять:

Рр= .

Тогда:

Рр=7,5+7,5+7,5=22,5кВт.

Расчетная реактивная мощность вычисляется:

Вар.

Полная расчетная нагрузка:

кВт.

Расчетный ток группы электродвигателей:

.

Выбираем автоматический выключатель АК –60А (2,стр.571).

Проверим выключатель по перегрузочной способности. Кратковременный ток можно принять равным пусковому. Так как двигатель питается от преобразователя частоты, то его пусковой ток не превышает 1.5Iн, отсюда:

. Автоматический выключатель выбран правильно.

Выбор питающего кабеля.

Сечение жил проводов и кабелей напряжением до 1кВ по нагреву определяется по таблицам допустимых токов, составленным для нормальных условий прокладки, в зависимости от расчетных значений длительно допустимых токовых нагрузок (IДОП) из соотношения:

,

где КП– поправочный коэффициент на условиях прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях КП=1).

Выбранные проводники должны соответствовать их защитным аппаратам:

, (10.2)

где Кз – кратность длительно допустимого тока провода по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата.

Iз – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата.

.

Выбираем кабель с медными жилами, резиновой изоляцией в пластмассовой оболочке для прокладки в земле трехжильный (сечение жилы ) с токовой нагрузкой 55А. Подставляя значения в проверим кабель по перегрузочной способности:

55>50.

Кабель выбран правильно.