5. Проектирование схемы электрической соединений системы автоматизации.

Электрическая схема соединения системы автоматизации представлена на рисунке 8.4. На рисунке изображены такие элементы автоматизации как преобразователь частоты Siemens Micromaster 430 и программируемое логическое реле SiemensLOGO! вместе с блоком питания LOGO!Power/

6. Полное описание функционирования системы автоматизации.

Программируемое логическое реле обеспечивает полную автоматическую работу насосной установки с поддержанием давления в заданных пределах.

При включении программируемого логического реле, контроллер проверяет работает ли преобразователь частоты, а также проверяет работоспособность датчика давления (есть ли сигнал) и электропривода (есть ли вращение на валу). В случае неработоспособности чего-либо из вышеописанного, на панели преобразователя сигнализируется ошибка. Если преобразователь частоты неисправен, обеспечивается пуск электродвигателя напрямую от сети, обходя сеть частотного преобразователя. Если преобразователь частоты в порядке, то при нажатии на кнопку "Пуск" основной двигатель подключается к преобразователю частоты и осуществляет его разгон до необходимой скорости. Сигнал о текущем давлении в трубопроводе приходит на преобразователь частоты, который, в свою очередь, настроен на поддержание необходимого значения давления. Сигнал о текущей частоте приходит на логическое реле, которое, при необходимости, согласно алгоритму работы, производит переключение контакторов. При выходе из строя двигателя, данная насосная установка отключается и вместо неё, в совместную работу насосной станции, вступает в работу резервный двигатель. При вторичной поломке одного из двух оставшихся в работе двигателей насосная станция полностью отключается до разбирательства.

При нажатии на кнопку "Стоп" все рабочие двигатели отключаются от питания и останавливаются за счет свободного выбега.

При выходе из строя преобразователя частоты, установка работает по схеме описанной выше, однако пуск двигателей осуществляется напрямую от сети.

9. Проектирование схемы электроснабжения и электрической защиты промышленной установки

   1. Выбор аппаратов, проводов и кабелей.

Для питания выбранного программируемого логического реле необходимо использовать блок питания с выходным постоянным напряжением 24В. Из [??] выбираем блок питания фирмы SIEMENS LOGO!Power6EP1332-1SH42,cосновными техническими параметрами, представленными в таблице 9.1.

Таблица 9.1 - Технические параметры блока питания LOGO! Power6EP1332-1SH42

Параметр	Значение
Номинальное входное напряжение, В	~ 100 - 240
Номинальное входное напряжение, В	= 24В
Номинальный выходной ток, А	2,5
Температура окружающей среды, ºС	-20 − +55 (рабочий диапазон)
Степень защиты	IP20

Магнитные пускатели предназначены для пуска и разгона электродвигателя до номинальной скорости, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электродвигателя и подключенных цепей от рабочих перегрузок. Выбор магнитных пускателей будем производить по номинальному току электродвигателя в соответствии со следующим выражением [??]:

(9.1)

где I_м.п.– номинальный ток магнитного пускателя.

Для нашего асинхронного двигателя типа 5АМ250М2 с номинальным током I_н = 157 Аиз [??] выбираем магнитные пускатели ПМ12-180120 в количестве 6шт., со следующими основными техническими параметрами:

Таблица 9.2 - Технические параметры магнитного пускателя ПМ12-180120

Параметр	Значение
Номинальный ток главной цепи, А	180
Номинальное напряжение втягивающей катушки, В	380
Номинальное напряжение изоляции, В	1000
Мощность двигателя, кВт	до 90
Степень защиты	IP54
Наличие теплового реле	Без теплового реле

Так как данные пускатели не комплектуются тепловыми реле их необходимо выбрать. Тепловые реле используются для защиты электродвигателей от длительных перегрузок по току при обрыве одной из фаз. При длительном режиме работы двигателей номинальный ток нагревательного элемента теплового реле I_н.эвыбирают, исходя из номинального тока двигателяI_н, по соотношению [??]:

(9.2)

Из [??] выбираем тепловое реле РТИ-5376 IEK с регулируемым током срабатывания в пределах 150-180А.

Выбор плавких предохранителей производим по номинальному напряжению, по номинальному току предохранителя и по номинальному току плавкой вставки в соответствии со следующими выражениями [??]:

(9.3)

где I_пл.вст. - номинальный ток плавкой вставки,

I_п- пусковой ток двигателя.

Пусковой ток электродвигателя определяется выражением [??]:

(9.4)

Из [20] выбираем плавкие предохранители ППН-41, с номинальным током плавкой вставки 1250А.

Подключение всего оборудования осуществляется с помощью автоматических выключателей. Номинальные токи автоматического выключателя I_наи его расцепителейI_нропределяют по номинальному току двигателя [??].

(9.5)

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя находим по формуле:

, (9.6)

где – кратность отсечки, определяемая из неравенства:

, (9.7)

где 1,25 – коэффициент, учитывающий разброс защитных характеристик автоматического выключателя.

.

Тогда согласно формуле (9.6) имеем:

Из [??] выбираем автоматические выключатели ВА88-43 IEK, со следующими техническими параметрами:

Таблица 9.3 - Технические параметры автоматического выключателя ВА88-32

Параметр	Значение
Количество полюсов	3
Номинальное рабочее напряжение, В	380
Уставка теплового расцепителя, А	1000-1600
Срок службы не менее, лет	15
Диапазон рабочих температур, ºС	− 60 … + 40

Для подключения блока питания к сети из [??] выбираем двухполюсный автоматический выключатель ВА47-2П.

Для выбора общего вводного автоматического выключателя необходимо определить общую расчетную нагрузку.

(9.8)

где К_и = 0,7 - коэффициент использования для насосов [??].

Тогда

Расчетная реактивная мощность определяется следующим образом:

(9.9)

Расчетный ток группы электродвигателей:

(9.10)

Из [??] выбираем трехполюсный автоматический выключатель ВА88-43 IEK с аналогичными параметрами, приведенными в таблице 9.3.

Выбор сечения кабеля по допустимому нагреву производится по таблице допустимых токов по условию [??]:

, (9.10)

где – коэффициент, учитывающий фактические условия прокладки ( при нормальных условиях прокладки).

Следовательно .

Выбор сечения по условию соответствия аппаратов максимальной токовой защиты, установленной в начале линии, производится по условию:

(9.12)

где k_з- кратность длительного допустимого тока провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата.k_з = 1.

I_з - номинальный ток защитного аппарата.

Следовательно выбор кабелей осуществляем по условию

Используя таблицу допустимых токов кабелей в [??] можно сделать вывод, что нам необходимо использовать кабель с сечением токопроводящей жилы 10мм². Из [??] выбираем кабель ВВГ-1х10.