Технологическая характеристика объекта автоматизации

 

 

Рисунок 5 – упрощенная электрическая схема для элементa х4.

 

 

 

 

Таблица 10 – таблица  покрытия для исполнительного элемента x2.

 

Производная	Такты
	1	2	3
	+	+	-
	-	+	-
x1·b4	-	+	+

 

 

 

Рисунок 6 – упрощенная электрическая схема для элемента х2.

 

 

Таблица 12 – таблица  покрытия для исполнительного элемента x2.

 

Производная	Такты
	1	2	3
	+	+	-
	-	+	-
x1·b6	-	+	+

 

 

 

Рисунок 7 – упрощенная электрическая схема для элемента x2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходя из таблиц покрытия структурная формула для элементов буде иметь вид.

 

 

При переходе от упрощенной схемы к принципиальной необходимо учесть:

1. Действительное состояние органов управления в исходном состоянии схемы
2. Действительное количество контактов у всех элементов схемы управления
3. Дополнительные функции, выполняемые схемой управления (наличие ручного и наладочного режима, схемы контроля и сигнализации)
4. Дополнительные аппараты аварийного отключения схемы
5. Требования ЕСКДК принципиальным схемам управления
6. Электрическую блокировку цепей реверсивных мощных пускателей

 

 

 

 

 

 

 

При выполнении курсового  проекта по автоматизации технологических  процессов одним из наиболее важных и трудоемких является раздел, посвященный  разработке локальных замкнутых систем автоматического регулирования. Сложность этого раздела связана, прежде всего с получением математической модели объекта управления (т.е. с его идентификацией). Не менее трудоемкий расчет динамики и качественных показателей систем управления.

Проектирование локальных, замкнутых систем автоматического регулирования в курсовом проекте делится на следующие этапы:

1. Выбор принципа регулирования
2. Определение математической модели всех элементов системы регулирования ( объекта управления, чувствительного элемента, регулирующего органа)
3. Выбор и расчет стандартного регулятора
4. Проверка действительного качества регулирования при выбранных параметрах настройки регулятора (прямым или косвенным способом)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 РАСЧЕТ И  ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ  

           АВТОМАТИЗАЦИИ

 

Аппаратура управления и защиты является составной частью электропривода, она предназначена для управления электроприводом и защиты электродвигателей при аварийных режимах.

Для расчёта пусковой и защитной аппаратуры электродвигателей  составляем расчётную схему.

 

Рисунок 8 – Расчётная  схема электропривода.

 

Таблица 13 – Технические данные электродвигателей.

 

Технические данные двигателя	M1	M2	M3
Тип электродвигателя	АИР100L4	AИРX112M2	АИР80В4
cosφ	0,84	0,88	0,83
Номинальная мощность двигателя, Рн, кВт	4,0	7,5	1,5
КПД, %	85	87,5	78
Кратность пускового тока	7	7,5	5,5
Частота вращения, n, об/мин	1500	3000	1500

 

Определяем номинальные  токи электродвигателей по формуле:

,  (5)

 

где Р_н – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U_н – номинальное напряжение в сети, В;

сosφ_н – коэффициент мощности;

η_н – КПД электродвигателя.

 

 

Определяем пусковые токи электродвигателей по формуле:

 

                                                 

                                                       (6)

где k_i – кратность пускового тока электродвигателя.

 

 

 

 

Для двигателя М1 выбираем автоматический выключатель QF1 типа ВА51Г25.

Определяем номинальный  ток уставки теплового расцепителя  по формуле:

,  (7)

где k_н – коэффициент надёжности,  k_н=1,1.

 

 

Принимаем автоматический выключатель типа ВА51Г25 с номинальным током теплового расцепителя I_нтр=10А.

Определяем ток электромагнитного  расцепителя по формуле:

 

,

 

где k_з – коэффициент запаса, k_з=1,25.

 

Для автоматического  выключателя типа ВА51Г25 номинальные  токи уставки электромагнитного расцепителя равны:

 

,

 

Автомат выбран верно.

 

Для защиты двигателя М2 выбираем автоматический выключатель QF2, типа ВА51Г25.

Определяем номинальный  ток уставки теплового расцепителя:

 

 

Принимаем автоматические выключатели типа ВА51Г25 с номинальным  током теплового расцепителя .

Определяем ток уставки  электромагнитного расцепителя  по формуле:

 

 

Для автоматического  выключателя типа ВА51Г25 номинальные  токи уставки электромагнитного  раасцепителя равны:

Автомат выбран верно.

 

Для двигателя М3 выбираем автоматический выключатель QF3 типа ВА51Г25.

Определяем номинальный  ток уставки теплового расцепителя:

 

 

Принимаем автоматический выключатель типа ВА51Г25 с номинальным  током теплового расцепителя I_нтр1=4,0А.

 

 

Для автоматического  выключателя типа ВА51Г25 номинальные  токи уставки электромагнитного  расцепителя равны:

Автомат выбран верно.

 

Согласно алгоритму работы схемы через центральный автомат будет протекать ток электродвигателя подающего транспортёра или сумма токов электродвигателей вентилятора и поршня-заглушки(датчика положения) т.к. эта сумма токов электродвигателей вентилятора и поршня-заглушки больше, расчёт ведём по ним. 

Для общего включения  схемы выбираем автоматический выключатель ВА51Г25.

Определяем номинальный  ток уставки теплового расцепителя:

 

,  (8)

 

Принимаем автоматические выключатели типа ВА51Г25 с номинальным  током теплового расцепителя I_нтр=25А.

Определяем ток уставки электромагнитного расцепителя по формуле:

 

,

 

Для автоматического  выключателя типа ВА51Г25 номинальные  токи уставки электромагнитного  раасцепителя равны:

Автомат выбран верно.

 

Для управления электродвигателями электромагнитными пускателями  типа ПМЛ.

Выбираем магнитные  пускатели по двум условиям:

 

,  (9)

,

 

Для двигателя М1:

Принимаем для двигателя М1 пускатель типа ПМЛ-1100 с номинальным током I_нпуск1=10А>9,94А.

 

Для двигателя М2

Принимаем для двигателя М2 пускатель типа ПМЛ-2100 с номинальным током

 

Для двигателя М3:

Принимаем для двигателя М3 пускатель типа ПМЛ-1100 с номинальным током I_нпуск3=10А>3,52А

Для двигателя М3:

Принимаем для двигателя М3 пускатель типа ПМЛ-1100  с номинальным током I_нпуск4=10А>3,52А

 

 

5     РАЗРАБОТКА НЕСТАНДАРТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

      

      И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

 

Средства контроля, сигнализации и управления размещают в пультах и щитах, что позволяет несколько сконцентрировать средства автоматики, но и предохранить их от вредных механических, температурных и других воздействий.

Для определения размеров щитов и пультов необходимо:

1. Уточнить вид, количество и размеры приборов, устанавливаемых на каждом щите или пульте, размеры приборов и средств автоматизации принимают по паспортным данным;
2. Распределить приборы, аппараты по монтажным панелям щита или пульта с учетом правил их расположения;
3. Выбрать требуемые размеры щита или пульта по формуле:

 

 

                     

                               (10)

 

где S- искомая площадь панели шкафа;

       H- высота аппарата;

       B- ширина аппарата;

       а-  допустимое приближение к аппарату  служит для прокладки  

           жгутов и прокладки проводов, а=20мм

4. Выбрать стандартный типоразмер щита из таблицы 7

Таблица 7- Основные размеры  малогабаритных шкафов

 

ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ
ВЫСОТА		ШИРИНА
Н	h	L	l
1400	1300	800	700
1000	900	800	700
		600	500
600	500	400	300
400	330	300	230

 

 

 

Рисунок 7- Малогабаритный шкаф и его основные размеры

 

Составляем спецификацию элементов принципиальной электрической схемы

       Рассчитываем  площадь щита

S_{ва51_1}=1,5(275+2·20)(112+2·20)=71820 мм²

S_{ва51_1-4}=4·71820=287280 мм²

 

S_{пмл1100_1}=1,5(70,8 +2·20)(44+2·20)=13961 мм²

S_{пмл1100_1-2}=2·13961=27922 мм²

 

S_{пмл2100_1}=1,5(80,6+2·20)(56+2·20)=17366мм²

S_{пмл2100_1}=2·17366=34733 мм²

 

S_клемн=300·32=9600 мм²

 

S_общ =287280+27922+9600+34733=359535мм²

 

 Выбираем стандартный  размер щита типа ЩПК 600х1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПЕЦИФИКАЦИЯ

Позиция	Обозначение	Наименование	Количество	Примечание
		Детали
		рейка	5
		Стандартные изделия
1		Щит управления ЩПК	1
		Прочие изделия
2	QF1…QF3	Автоматический выключатель ВА51Г25	6
3	SB2…SB13	Кнопочная станция ПКЕ212-2У3	6
4	SA1	Универсальный переключатель УП54	1
5	KM1…KM6	Магнитный пускатель ПМЛ-121-002	6
6	HL1…HL6	Сигнальная лампа АС-220	6
7	SB1	Кнопка пуска ПКЕ112-2у3	1