Выбор средств измерения технологических переменных, измерительных схем, преобразователей

Рассчитаем крутящий момент на выходном валу редуктора:

 

М = Р_нагр^р / n2                      (4.6)

 

М =

 

На основании расчета  выбираем двухступенчатый  цилиндрический редуктор     5Ц2-225ES   НТЦ "Редуктор"[].

Код заказа: 5Ц2/225ES  

 

В таблице 4.9 приведены технические  характеристики редуктора 

5Ц2-225ES 

 

Таблица 4.9 – Технические  характеристики редуктора 5Ц2-225ES

Параметры	Значения
Передаточное число	9,0
Частота вращения выходного  вала, мин-1	27…268
номинальный крутящий момент на выходном валу, Н∙м	7,9 ... 77,7

 

 

 

4.3 Выбор и расчет нагревателей

 

4.3.1 В соответствии с технологическим процессом произведём выбор нагревателей для подогрева от 100ºС до 120 ºС в ванне промасливания объёмом 500 л. Примем время нагрева в 30 мин.

Рассчитаем требуемую  мощность нагревателя:

 

Р = 0,0011∙m∙(tk-tн)/T,                                          (4.7)

 

где m – масса нагреваемой воды, кг

t_k – конечная температура, ºС

t_н – начальная температура, ºС

Т – время нагрева, час

P - мощность нагревателя, кВТ

 

P = 0,0011 ∙ 500 ∙ (120-100) / 0,5 = 22 кВт.

 

На основании расчёта, для нагрева выбираем 4 нагревателей

ТЭН-100-А13/5,5-Р220 завода "ТЭН" [8].

Код заказа: ТЭН – 100 –  А13 – 5,5 – Р220.

В таблице 4.10 представлены технические  характеристики нагревателя ТЭН-100-А13/5,5-Р220

 

Таблица 4.10 – Технические  характеристики нагревателя ТЭН-100-А13/5,5-Р220

Параметры	Значения
Мощность нагревателя, кВт	5,5
Напряжения питания, В	220
Межцентровое расстояние А, мм	63
Монтажный размер В, мм	630

 

На рисунке 4.10 представлены габаритные размеры нагревателя ТЭН-100-А13/5,5-Р220

Рисунок 4.10 – Габаритные размеры нагревателя ТЭН-100-А13/5,5-Р220

 

 

4.3.2 В соответствии с технологическим процессом произведём выбор нагревательного элемента с открытой спиралью для подогрева в ванне просушивания.

На основании этого  выберем нагревательный элемент  фирмы ФЕС.

 

Код заказа: 5016.001

В таблице 4.11 представлены технические характеристики нагревателя  ФЕС

 

Таблица 4.11 – Технические  характеристики нагревателя ФЕС

Параметры	Значения
Макс. мощность, Вт	2700
Макс. напряжение, В	220
Макс. ток, А	16
Макс. рабочая температура, ºС	400
Размеры, мм	255х110х56

 

 

4.4 Выбор частотного  преобразователя

 

Выберем частотный преобразователь для асинхронного двигателя мощностью P_ном=0,75 кВт номинальной частотой вращения n_ном=750 об/мин.

Преобразователи частоты  предназначены для преобразования одно- или трехфазного напряжения с постоянной частотой 50/60 Гц в трехфазное напряжение с переменной частотой в некотором диапазоне.

Выбираем преобразователь  частоты серии FR-Е740-026-EC фирмы Mitsubishi Electric [9].

Код заказа: FR/Е740/026/EC.

В таблице 4.11 представлены технические характеристики частотного преобразователя FR-Е740-026-EC

 

 

Таблица 4.11 – Технические характеристики частотного преобразователя FR-Е740-026-EC

Параметры	Значения
номинальная мощность двигателя, кВт	0,75
Номинальный ток, А	2,6
Питание	50/60 Гц, трехфазное 380…480 В
диапазон выходной частоты, Гц	0 – 400
сигналы задания частоты  аналоговые	0 – 5 В; 0 – 10 В; 4 –  20 мА
степень защиты	IP 20
габаритные размеры (ШхВхГ), мм	140х150х114

 

На рисунке 4.11 представлены габаритные размеры частотного преобразователя FR-Е740-026-EC

 

Рисунок 4.11 – Габаритные размеры частотного преобразователя FR-Е740-026-EC

 

Схема внешних электрических  подключений частотного преобразователя  показана на рисунке 4.12

 

Рисунок 4.12 – схема внешних электрических подключений частотного преобразователя FR-Е740-026-EC

 

4.5 Выбор управляющего  устройства

 

4.5.1 В настоящее время все большее место в автоматизации технологических процессов занимает блочно-модульное оборудование, позволяющее  упростить и ускорить  процесс автоматизации производства. Одной из лидирующих фирм производящих блочно-модульное оборудование является “MITSUBISHI ELECTRIC”. Таким образом, для автоматизации технологического процесса, выбираем продукцию данной фирмы, имеющей большой выбор управляющих устройств и вспомогательного оборудования.

Выбор устройства управления произведем по следующим требованиям:

• Наличие не менее 50 входов/выходов;
• Наличие релейных выходов;
• Наличие интерфейса для связи с компьютером и панелью оператора;
• Совместимость с другими управляющими устройствами;
• Выходное коммутируемое напряжение 24В;

 

Данным требованиям удовлетворяет  программируемый логический контроллер серии FX2N-80 MR-ES/UL []. Данный базовый модуль представляет собой полнофункциональный контроллер (процессор, источник питания, встроенные входы/выходы) способный функционировать автономно. Для питания собственных входов может использоваться встроенный сервисный источник питания. Все контроллеры данной серии предусматривают возможность расширения числа и типов модулей на случай изменения требований задачи. Также поддерживается сетевая интеграция, что делает возможным связь контроллера FX2N с другими контроллерами, компьютерами и панелями оператора.

В таблице 4.13 представлены технические характеристики контроллера FX2N-80 MR-ES/UL

 

Таблица 4.13 – Технические  характеристики контроллера FX2N-80 MR-ES/UL

Параметры	Значения
1	2
число входов/выходов, шт	80
питание, В/Гц	100÷240/50 (±10%), 100÷240/60 (±10%);
потребляемая мощность, ВА	70
допустимый провал питания, мс	10
ток источника питания  внутренней шины (5 В), мА	290
Входы:
количество входов, шт	40
минимальный ток для логической единицы Х0→Х7/Х10→∞, мА	4,5/3,5

 

Продолжение таблицы 4.13

1	2
быстродействие, мс	0…15
максимальный ток для  логического нуля, мА	1,5
Выходы:
количество выходов, шт.	40
тип выходов	Реле
максимальный уровень коммутируемого напряжения, В перем. Тока/В пост. Тока	250/30
максимальный выходной ток на канал, А	2
максимальный выходной ток на группу, А	8
размеры (Ш×В×Г), мм	258×90×87

 

Схема внешних электрических  подключений контроллера  представлена на рисунке 4.13

Рисунок 4.13 – Схема  внешних электрических подключений  контроллера FX2N-80 MR-ES/UL

 

4.5.2 Для управления преобразователем  горизонтального передвижения автооператора  выбираем модуль аналоговых выходов  FX2N-2DA

Код заказа: 102868

В таблице 4.14 представлены технические  характеристики модуля аналоговых выходов  FX2N-2DA

 

Таблица 4.14 – Технические характеристики модуля аналоговых выходов FX_2N-2DA

Параметры	Значения
питание	– 5V DC/30mA (от базового модуля), 24 V DC/85mA
аналоговые выходы	2
диапазон выходного  сигнала	0…+10V DC, 0…+5V DC, 4…+20 mA
общая точность	±1%
число занимаемых входов/выходов	8
разрешающая способность	напряжение 2,5 mV, ток 4µA

 

Схема внешних электрических  подключений модуля представлена на рисунке 4.14

 

Рисунок 4.14 – Схема  внешних электрических подключений  модуля аналоговых выходов FX2N-2DA

 

4.5.3 Для подключения датчиков температуры и РН – метров выбираем модуль аналоговых входов FX2N-8AD

В таблице 4.15 представлены технические характеристики модуля аналоговых входов FX_2N-8AD

Код заказа: 129195

 

Таблица 4.15 – Технические характеристики модуля аналоговых входов FX_2N-8AD

Параметры	Значения
Питание	5VDC/ 50mA (от базовогомодуля), 24VDC/ 80mA
Входы	8
Диапазон аналоговых сигналов	-10 – +10VDC/ -20 – +20mA/ 4 – +20mA
Общая точность	±1%
Разрешающая способность	0.63–2.5mV/ 2.0–5.0mA (16бит)
Размеры, мм	75x105x75

 

Схема внешних электрических  подключений модуля аналоговых входов представлена на рисунке 4.15

 

Рисунок 4.15 – Схема  внешних электрических подключений  модуля аналоговых входов FX_2N-8AD

 

4.6 Расчет и выбор пускорегулирующей  аппаратуры

 

4.6.1 Расчет и выбор  автоматических выключателей

 

Выберем автоматический выключатель для защиты контроллера  при перегрузках и коротких замыканиях. Номинальный ток контроллера  равен 70 Вт / 220 В = 0,31А.

Номинальный ток срабатывания автоматического выключателя должен быть не менее 0,31 · 1,25 = 0,39А.

На основании расчёта  выбираем  двухполюсный автоматический выключатель С60N 24068 C 0,5А/2п/ 6,0 кА фирмы Schneider Electric [ ].

Код заказа: С60N– 24068–C–0,5А–2п–6,0 кА

 В таблице 4.16 представлены  технические характеристики автоматического выключателя С60N 24068 C 0,5А/2п/ 6,0 кА

 

Таблица 4.16 – Технические  характеристики автоматического выключателя С60N 24068 C 0,5А/2п/ 6,0 кА

Параметры	Значения
Номинальный ток срабатывания, А	0,5
Номинальное напряжение, В	230
Отключающая способность, кА	6

 

 

Выберем автоматический выключатель для защиты электродвигателя. Номинальный  ток потребления электродвигателя 2,6А, номинальный ток автоматического выключателя должен быть не менее 2,6 ∙ 1,25 = 3,25А.

Для подключения электродвигателя в сеть выбираем трёхполюсный автоматический выключатель NF32-SW фирмы Mitsubishi Electric []

Код заказа: 146310

 

В таблице 4.17 представлены технические характеристики автоматического выключателя NF32-SW