7 Окончательная проверка правильности выбора электродвигателя
7.1 Построение точной нагрузочной диаграммы электропривода за цикл работы автоматизированного электропривода
Используя имитационную модель, которая была подробно рассмотрена в 6 разделе, была получена зависимость момента от времени при пуске. Из-за длительного времени работы установки (от нескольких часов до нескольких суток) невозможно промоделировать весь цикл работы, поэтому в качестве точной нагрузочной диаграммы приведём нагрузочную диаграмму при пуске электропривода.
Рисунок 7.1 - Точная нагрузочная диаграмма автоматизированного электропривода для охлаждения машины непрерывного литья заготовок
7.2 Проверка электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности электропривода по точной нагрузочной диаграмме
Так как двигатель работает в режиме S1, то по нагреву двигатель проверять не нужно. За время пуска или торможения температура двигателя практически не изменяется, а в установившемся режиме двигатель работает в пределах номинальных параметров.
Проверка двигателя по перегрузочной способности производиться по условию:
(7.1)
Исходя из рисунка 7.1 Mmax=300,23 Н·м.
Максимальный электромагнитный момент был найдет в п. 5.3 и согласно (5.36) Mэ.max=318,42Н·м.
300,23Н·м <318,42Н·м.
Следовательно двигатель 5А160М4 по нагреву и перегрузочной способности выбран правильно.
8 Проектирование системы автоматизации промышленной установки на основе программируемого контроллера
8.1 Формализация условий работы промышленной установки
Запуск насосной установки происходит в следующем порядке. Преобразователь частоты подключается к основному электродвигателю и производит его запуск. В технологическом процессе необходимо при различном расходе поддерживать давление 2 бара, поэтому при рассогласовании задающего сигнала с действующим, ПЧ меняет значение частоты в большую, либо меньшую сторону. При работе электродвигателя на номинальной скорости и нехватке текущего давления в трубопроводе, основной электродвигатель переключается напрямую к сети, а ПЧ переключается с основного к вспомогательному электродвигателю и запускает его, постепенно разгоняя до необходимой частоты вращения, требуемой технологическим процессом.
При поломке насосной установки возможны следующие случаи:
- выход из строя преобразователя частоты. В этом случае система автоматизации должна немедленно обеспечить подключение АД напрямую к сети;
- выход из строя основного либо вспомогательного электродвигателя. В этом случае необходимо запустить резервный АД. Также запуск резервного АД необходим при перегреве подшипников в одном из 2 рабочих насосов.
От системы автоматизации также требуется посменная работа электродвигателей в качестве основного, вспомогательного и резервного, чтобы обеспечить им равномерный износ.
8.2 Разработка алгоритма и программы управления
Согласно требованиям к автоматизации промышленной установки и описанию её работы, изложенной в п. 8.1, составим алгоритм работы установки и по этому алгоритму составим программу управления.
Алгоритм управления автоматизированным электроприводом насосной установкой для охлаждения машины непрерывного литья представлен на рисунке 8.1.
На основании алгоритма управления насосной установкой (рисунок 8.1), разработаем программу управления. Реализацию программы управления осуществим на основе программируемого логического реле TecoSG2 с помощью программного обеспеченияSG2 Сlient.
Клиентское программное обеспечение для программирования реле SG2 имеет два режима редактирования: релейная лестничная логика (RelayLadderLogic) и функциональный блокиFBD(FunctionBlockDiagram).
Программа SG2Clientимеет следующие характеристики:
1. Легкие и удобные средства создания и редактирования программ.
2. Программы можно сохранять в компьютере с целью их архивирования и последующего использования. Программы могут быт загружены непосредственно в память реле SG2 и сохранены или отредактированы.
3. Программы могут быть распечатаны.
4. Режим симуляции позволяет запускать и тестировать программу перед ее загрузкой в контроллер.
5. Связь, осуществляемая в реальном времени, позволяет отслеживать состояние и принудительно управлять входами/выходами реле SG2 во время симуляции программы.
Рисунок 8.1 - Алгоритм управления автоматизированным электроприводом насосной установкой машины непрерывного литья заготовок
Окончание рисунка 8.1
Программа управления автоматизированным электроприводом насосной установки машины непрерывного литья представлена на рисунке 8.2.
Рисунок 8.2 - Программа управления автоматизированным электроприводом насосной установки
Продолжение рисунка 8.2
Продолжение рисунка 8.2
Продолжение рисунка 8.2
Продолжение рисунка 8.2
Продолжение рисунка 8.2
Продолжение рисунка 8.2
Продолжение рисунка 8.2
Окончание рисунка 8.2
Таблица 8.1 - Адресация входов, выходов и промежуточных сигналов программируемого логического реле TecoSG2
|
№ |
Адрес |
Функция |
|
1 |
I01 |
Запуск насосной установки |
|
2 |
I02 |
Останов насосной установки |
|
3 |
I03 |
Выход из строя основного двигателя; перегрев подшипников в основном насосе |
|
4 |
I04 |
Выход из строя вспомогательного двигателя; перегрев подшипников во вспомогательном насосе |
|
5 |
I05 |
Выход из строя преобразователя частоты |
|
6 |
Q01-Q06 |
Выходы программируемого логического реле |
|
7 |
M01-M0B |
Промежуточные реле |
|
8 |
G01-G0F |
Аналоговые компараторы, сравнивающие значение текущей частоты с заданным опорным сигналом |
|
9 |
G10-G12 |
Аналоговые компараторы, сравнивающие значение текущей температуры подшипников с заданным опорным сигналом |
|
10 |
R01-R03 |
Часы реального времени, в зависимости от времени и дня недели включающие определенную часть программы |