Автоматизация камерной электро печи

3.Ток теплового расцепителя  должен быть больше, либо  равно  1,2 I_р

Где I_р - рабочий ток электронагревателя, I_р=I_н;

I_н=3,63 А;

I_н.р 1,2 I_р ;         5 А>1,2 3,63 А=4,4 А; - условие выполняется

4.Ток электромагнитного  расцепителя должен быть больше, либо равно 10 I_н.р

I_эр 10 I_н.р;        14 3,63 А 10 5 А;    50,8 А>50 А; - условие выполняется

Выбираем автоматический выключатель ВА51Г – 25

Выбираем автоматический выключатель QF2 для электродвигателя 4А63В4У3

1.Номинальное напряжение автомата  должно быть больше, либо равно  номинальному напряжению электронагревателя

U_н.а U_н.у ;          660 В=380 В; - условие выполняется

2. Номинальный ток автомата должен быть больше, либо равно номинальному току электронагревателя

I_н.а I_н.у;     25 А 1,2 А; - условие выполняется  

3.Ток теплового расцепителя  должен быть больше, либо  равно  1,2 I_р

Где I_р - рабочий ток электронагревателя, I_р=I_н;

I_н=1,2 А;

I_н.р 1,2 I_р ;         1,6 А 1,2 1,2 А=1,44 А; - условие выполняется

4.Ток электромагнитного расцепителя  должен быть больше, либо равно  10 I_н.р

I_эр 10 I_н.р;        14 1,2 А 10 1,6 А;    16,8 А 50 А; - условие выполняется

Выбираем автоматический выключатель ВА51Г – 25

 

 

Данные по двум выбранным автоматическим выключателям сводим в таблицу № 5.2

Тип выключателя	количество	Номинальный ток, А			Ток электромагнитного расцепителя
		выключателя	расцепителя
ВА51Г - 25	1	25		5	14Iн
ВА51Г - 25	1	25		1,6	14Iн

 

 

5.2 Расчет цепи управления.

Выбираем промежуточное реле KV, стр.167, т. 
3.43, Елистратов П.С. «Электрооборудование с/х предприятий».

тип	Количество контактов		Напряжение катушки, переменного тока, В
	размыкающих	замыкающих
ПЭ - 10	4	4	220

 

Выбираем кнопочную станциию, стр.155, т.3.26, Елистратов П.С. «Электрооборудование с/х предприятий».

тип	Число кнопок	Степень защиты
		толкателей	контактов
ПКЕ 112-3У3	3	IP54	IP54

 

 

Выбираем режимный переключатель SA, стр. 162, т.3.35, Елистратов П.С. 
«Электрооборудование с/х предприятий».

 

тип	Число секций
УП 53-11	2

 

Выбираем коммутаторные лампы HL1, HL2,  HL3, марки «АК»

Uл = 60 В ; j = 55 мА

Узнаём напряжение гашения на резисторе

U_k=U_н – Uл = 220 – 60 = 160 В;   

          R = = 3 кОм

Выбираем резисторы R1 R2 R3 марки ППБ (Каганов И.П. стр.72)

 

Выбираем конечные выключатели  SQ1 и SQ2

Тип, серия	Переменное напряжение, В	Ток, А
ВПК - 1000	380	4
ВПК - 1000	380	4

 

Выбираем терморегулятор SK, стр.35, т. 18, В.И.Бодров 
«Автоматика на сельскохозяйственных предприятиях»

тип	Шкала, С	Количество рабочих контактов
ТПК	100-1000	1

 

 

Рассчитываем токи протекающие  по параллельным ветвям

Номинальный ток нереверсивного магнитного пускателя

I_н= А;

Номинальный ток реверсивного магнитного пускателя

I_н= А;

Номинальный ток промежуточного реле

I_н= А;

 

Рассчитываем однополюсный автоматический выключатель

        I_н.р I_н;                                                                         (5.3)

        I_н.р 1,2(0,01+0,01+0,02)=0,05 А;

 

тип	Номинальный Ток, А	Ток  расцепителя, А
АК63	63	0,63

 

6 Расчет и выбор автоматического  щита управления.

Аппаратура управления, измерения, защиты и сигнализации для большей сохранности ее и удобству эксплуатации размещается комплектно в различных щитах, ящиках, шкафах, пультах разнообразных по наименованию, конструкции, размеров и назначения. Подобные устройства регламентированы ГОСТ 3613-78 «Щиты и пульты систем автоматизации технологических процессов». За основу их конструкции принят каркас -жесткий , объемный, объемный или плоский, металлический остов предназначенный для установки на нем плит, панелей, стенок, дверей, крышек, поворотных или стационарных рам, унифицированных монтажных конструкций и монтажа приборов, аппаратов, установочных изделий, электрической и трубной проводки. Площадь

монтажа панели определяется по формуле S= (Н + 2а) (В + 2а) ,

где S - площадь панели задней стенки; п -число аппаратов; Н -высота аппарата; В -ширина аппарата; а -монтажное расстояние между аппаратами, а также вертикальными стенками а=20мм.

Размеры аппаратов:

Магнитный пускатель первой величины ПМЛ -4,5х7,5см.

Промежуточное реле ПЭ-10 -12,5х9см.

Автоматический выключатель серии  ВА -8х10см.

Терморегулятор -10х16

Найдем площадь монтажной  панели:

S=

+

=387.5+348.5+576+432=1744см=0,17м²;

Размеры монтажной панели 40х4Зсм².

 

 

 

Выбираем автоматический щит управления, стр.217, т. 3.11 Елистратов 
П.С., «Электрооборудование с/х предприятий».

Сокращенное Обозначение типа	Высота, мм	Длина, мм	Глубина, мм	Напряжение, В	Ток, А
РУС510513	500	500	250	380	60

 

 

6.1 Компоновка автоматического  щита управления

                                                                                       (табл. 3.11.2   Елистратов )

Обозначение устройства	Аппараты, встраиваемые в устройство
	Автоматы		Магнитные пускатели		Предохранители		Кнопки управления		Другие аппараты
	тип	количество	тип	количество	тип	количество	тип	количество	тип	количество
РУС510513	ВА51Г - 25     АК63	2       1	ПМЛ – 162102     ПМЛ - 123002	1     1	- -	- -	ПКЕ 112-3У3	1	ТПК   УП 53-11   ПЭ – 10   Лампы АК	1   1   1   3

 

7 Определение  основных показателей надежности.

Одним из наиболее важных требований предъявляемых к системам автоматического управления и автоматическим устройствам является надежность их работы.

Надежность -это свойство объекта выполнять заданные функции сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах соответствующих установленным режимам и условиям использования технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Нарушение работоспособности объекта называется ~ отказом. Безотказность -свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого времени или некоторой наработки (наработка -продолжительность или объем работы объекта).

Вероятность безотказной работы электрических элементов автоматики

определяется по формуле: P(t)=е , где е -основание натурального логарифма; к -коэффициент характеризующий условие окружающей среды, для мобильных сельскохозяйственных установок = 10 15,  для стационарных =25 30;  -интенсивность отказов.

Элементы автоматики	10-6, ч-1	t, ч
Автоматы	0,22 10-6	1000
Датчик температуры	4,5 10-6	10000 70000
Ключи управления	0,6 10-6	11000
Лампы накаливания	1,8 10-6	50000 500000
Провода, кабели	0,1 10-6	1160
Пускатели	10 10-6	10000 15000
Резисторы	1,5-8 10-6	10 106 35 106
Реле напряжения	3 10-6	10000 15000
автотрансформатор	5 10-6	0,5 106 100 106
Электродвигатель	10-22 10-6	0,5 106 100 106
Нагревательные элементы	0,3 10-6	10000 70000

 

Рассчитаем вероятность работы элементов автоматики камерной электропечи.

Р(t)= е ;

1. Автоматы Р(t) = 2,72 ^{ˉ(15∙0,22∙10ˉ6∙800)} = 0,97;
2. Датчик температуры Р(t) = 2,27 ^{ˉ(15∙5∙10ˉ6∙2808)} = 0,81;
3. Сигнальные лампы  Р(t) = 2,27 ^{ˉ(15∙20∙10∙10ˉ6∙1000)} = 0,74;
4. Ключи управления Р(t) = 2,27 ^{ˉ(15∙0,6∙10ˉ6∙300)} = 0,97;

           5.Провода и кабели Р(t) = 2,27 ^{ˉ(15∙10∙10ˉ6∙31200)} = 0,95;

6.Пускатели Р(t) = 2,27 ^{ˉ(15 ∙10∙10ˉ6∙10000)} = 0,22;

7.Резисторы Р(t) = 2,27 ^{ˉ(15∙3∙10ˉ6∙5000)} =0,79;

8.Реле напряжения Р(t) = 2,27 ^{ˉ(15∙10∙10ˉ6∙10000)} = 0,22;

9.Автотрансформатор=2,27 ^{ˉ(5∙0,3∙10ˉ6∙1000)} =0,17;

10.Электродвигатель Р(t) = 2,27 ^{ˉ(15∙0,3∙10ˉ6∙1000)} =0,22;

11.Нагревательные элементы Р(t) = 2,27 ^{–(20-22-10 6-0,5-10)} =2,8;

 

Рассчитаем вероятность отказа Q(t) = 1-P(t)

1. Автомат Q(t) =1- 0,97 = 0,03;
2. Датчики температуры Q(t) =1- 0,81 = 0,19;
3. Сигнальные лампы  Q(t) =1- 0,74 = 0,26;
4. Ключи управления  Q(t) =1-0,97 = 0,03;
5. Пускатели  Q(t) =1- 0,22 = 0,05;
6. Резисторы  Q(t) =1- 0,79 = 0,21;
7. Реле напряжения  Q(t) =1-0,22 = 0,78;
8. Автотрансформатор Q(t) =1-0,17 = 0,83;
9. Электродвигатели  Q(t) =1- 0,22 = 0,78;

10.Нагревательные элементы Q(t) =1-2,8 = -1,8;

Рассчитываем среднее время  для безопасной работы

Т_ср= (час)

1. Автоматы Т_ср = 227272,7 час;
2. Датчик температуры  Т_ср. = =13333 час;
3. Сигнальные лампы  Т_ср= =3333,3 час;
4. Ключи управления  Т_ср= =111111 час;
5. Провода, кабели  Т_ср= =666667 час;
6. Пускатели Т_ср= =6667 час;
7. Резисторы  Т_ср= =22222,2 час;
8. Реле напряжения  Т_ср= =22222,2 час;
9. Автотрансформатор Т_ср= =666666,6час;
10. Электродвигатель  Т_ср= =9797 час;
11. нагревательные элементы Т_ср= =166666,6час;

 

Интенсивность безотказной работы всей схемы управления с учетом поправочного коэффициента К_m=0,5 определяется по формуле:

_схема=К( к₁+ к₂+……+ k_n),

где к₁ – интенсивность отказов, технологических каналов схемы управления

_схема=0,5(3 0,22 20 10^-6+15 5 10^-6+3 15 20 10^-6+2 15 0,6 10^-6+15 0,1 10^-6+2 15 10 10^-6+3 15 3 10^-6+15 3 10^-6+5 0,3 10^-6+15 10 10^-6+20 0,3 10^-6)=1,36 10^-3;