diplom / zapiska

75

Рисунок 6.12 - График зависимости действующего значения тока статора от времени при пуске электродвигателя типа 5АМ250М2 с помощью преобразователя частоты

Рисунок 6.13 - График зависимости мгновенного значения тока статора от времени при пуске электродвигателя типа 5АМ250М2 с помощью преобразователя частоты

76

Рисунок 6.14 - График зависимости мгновенного значения тока ротора от времени при пуске электродвигателя типа 5АМ250М2 с помощью преобразователя частоты

В результате компьютерного имитационного моделирования были получены переходные процессы автоматизированного электропривода насосной установки для подачи питьевой воды на предприятие МНПЗ.

Определение показателей качества системы будет определяться такими параметрами, как величина регулирования, время регулирования и числом колебаний исходной величины до установившегося значения за время переходного процесса.

Для оценки перерегулирования нашей системы проанализируем график переходного процесса зависимости угловой скорости от времени, а именно рисунок 6.8. Как можно убедиться, перерегулирование будет очень низким, что объясняется наличием задатчика интенсивности. Таким образом колебательность системы можно принять близкой к нулю, так как значения не превосходят 5% от установившегося режима.

Быстродействие, определяемое временем достижения системой значения установившегося состояния, составляет порядка 5 секунд.

77

6.3 Расчет зависимости задающего воздействия от времени U3 = f(t) для реализации технологического процесса за цикл работы

Основная задача насоса – поддержание напора на заданном уровне (Hзд =

62 м).

Объект управления можно реализовать относительно напора Н на выходе трубопровода при переменном расходе Q воды. Это не трудно представить следующим уравнением:

где

С – коэффициент, зависит от свойств магистрали.

Из графиков видно, что переходные процессы при пуске протекают без значительных колебаний и отклонений регулируемой величины от заданного значения. Процесс пуска происходит с примерно постоянным ускорением.

Стабилизация напора при изменении расхода происходит без резких скачков и колебаний.

Задание напора в данной имитационной модели организовано с помощью блока линейной интерполяции “Lookup Table”. Окно настройки данного блока представлено на рисунке 6.15:

78

Рисунок 6.15 – Основное окно настройки параметров линейной интерполяции LookUP Table

Данный блок позволяет задать закон изменения напора, которого необходимо достичь. В данном случае с помощью таблицы данных задан следующий линейный закон для напора: в начальный момент времени напор отсутствует и равен нулю. При истечении времени в 5 секунд, напор должен достичь отметки в 62 метра и остаться на этом уровне. 5 секунд выдержки времени, говорит о времени пуска двигателя. Характеристика отображающая данную зависимость изображена на рисунке 6.16:

Рисунок 6.16 - График зависимости задания напора от времени при пуске электродвигателя типа 5АМ250М2 с помощью преобразователя частоты

80

Рисунок 6.17 - Механические характеристики электродвигателя

5АМ250М2 при частотном управлении по закону ψ1 = const с IR коспенсацией

81

7 ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫБОРА ДВИГАТЕЛЯ

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, без изменения нагрузки (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).

Рисунок 7.1 - Точная нагрузочная диаграмма автоматизированного электропривода насоса подачи воды на МНПЗ

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

82

практически не изменяется, а в установившемся режиме двигатель работает в пределах номинальных параметров.

Проверка двигателя по перегрузочной способности производиться по

условию:

Максимальный электромагнитный момент был найдет в п. 5.3 и согласно

(5.36) Mэ.max = 787,32Н·м.

Проверим условие (7.1):

700 Н·м < 787,32Н·м.

Следовательно двигатель типа 5АМ250М2 по нагреву и перегрузочной способности выбран верно.

83

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 поддерживать заданное давление, поэтому при рассогласовании задающего сигнала с действующим, который можно получить с помощью выбранного ранее датчика давления, ПЧ меняет значение частоты в большую, либо меньшую сторону.

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.

Визуальная сигнализация выхода из строя преобразователя частоты,

работающего двигателя, а также датчика давления позволит выявить поломку в работе системы.

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.