Электрооборудование вращающегося распределителя шихты доменной печи Система ТП-Д

10. Интерфейс
11. Каналы связи (проводной, беспроводной)
12. Режим и условия эксплуатации

Основываясь на данных критериях выбираем данный контроллер:

SIMATIC S7-300 программируемый SIEMENS контроллер стандартного исполнения для эксплуатации в нормальных промышленных условиях для решения задач автоматизации низкой и средней степени сложности.

• Широкий спектр модулей SIEMENS контроллера для максимальной адаптации аппаратуры к решению любой задачи.
• Высокая гибкость, возможность использования систем распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности.

• Удобная конструкция, простота монтажа, работа с естественным охлаждением.
• Простота расширения системы в ходе модернизации объекта.
• Высокая производительность контроллера SIEMENS благодаря наличию большого количества встроенных функций.
• Степень защиты IP 20 в соответствии с IEC 529
• Диапазон рабочих температур при горизонтальной установке 0…600C (-25…600C - Outdoor)
• при вертикальной установке 0…400C (-25…400C - Outdoor)
• Относительная влажность 5…95%, без конденсата (RH уровень сложности 2 в соответствии с IEC 1131-2)
• Атмосферное давление 795 … 1080 ГПa
• Изоляция цепи =24 В - испытательное напряжение =500В
• Изоляция цепи ~230 В - испытательное напряжение ~1460В

 

7. Описание работы программируемого контроллера

Принцип работы ПЛК несколько отличается от «обычных» микропроцессорных устройств. Программное обеспечение универсальных контроллеров состоит из двух частей. Первая часть это системное программное обеспечение. Проводя  аналогию с компьютером можно сказать, что это операционная система, т.е. управляет работой узлов контроллера, взаимосвязи составляющих частей, внутренней диагностикой. Системное программное обеспечение ПЛК расположено в постоянной памяти центрального процессора и всегда готово к работе. По включению питания, ПЛК готов взять на себя управление системой уже через несколько миллисекунд. ПЛК работают циклически по методу периодического опроса входных данных.  
Рабочий цикл ПЛК включает 4 фазы:  
1. Опрос входов 
2. Выполнение пользовательской программы 
3. Установку значений выходов 
4. Некоторые вспомогательные операции (диагностика, подготовка данных для отладчика, визуализации и т. д.).

Выполнение 1 фазы обеспечивается системным программным обеспечением. После чего управление передается прикладной программе, той программе, которую вы сами записали в память, по этой программе контроллер делает то что вы пожелаете, а по ее завершению управление опять передается системному уровню. За счет этого обеспечивается максимальная простота построения прикладной программы – ее создатель не должен знать, как производится управление аппаратными ресурсами. Необходимо знать с какого входа приходит сигнал и как на него реагировать на выходах

Очевидно, что время реакции на событие будет зависеть от времени выполнения одного цикла прикладной программы. Определение времени реакции – времени от момента события до момента выдачи соответствующего управляющего сигнала – поясняется на рисунке:

Рис. 14

Обладая памятью, ПЛК в зависимости от предыстории событий, способен  реагировать по-разному на текущие события. Возможности перепрограммирования, управления по времени, развитые вычислительные способности, включая цифровую обработку сигналов, поднимают ПЛК на более высокий уровень в отличие от простых комбинационных автоматов.

Рассмотрим входа и выхода ПЛК. Существует три вида входов  дискретные, аналоговые и специальные 
Один дискретный вход ПЛК способен принимать один бинарный электрический сигнал, описываемый двумя состояниями – включен или выключен. Все дискретные входы (общего исполнения) контроллеров обычно рассчитаны на прием стандартных сигналов с уровнем 24 В постоянного тока. Типовое значение тока одного дискретного входа (при входном напряжении 24 В) составляет около 10 мА.

Аналоговый электрический сигнал отражает уровень напряжения или тока, соответствующий некоторой физической величине, в каждый момент времени. Это может быть температура, давление, вес, положение, скорость, частота и т. д.

Поскольку ПЛК является цифровой вычислительной машиной, аналоговые входные сигналы обязательно подвергаются аналого-цифровому преобразованию (АЦП). В результате, образуется дискретная переменная определенной разрядности. Как правило, в ПЛК применяются 8 - 12 разрядные преобразователи, что в большинстве случаев, исходя из современных требований по точности управления технологическими процессами, является достаточным. Кроме этого АЦП более высокой разрядности не оправдывают себя, в первую очередь из-за высокого уровня индустриальных помех, характерных для условий работы контроллеров.

Практически все модули аналогового ввода являются многоканальными. Входной коммутатор подключает вход АЦП к необходимому входу модуля.

Стандартные дискретные и аналоговые входы ПЛК способны удовлетворить большинство потребностей систем промышленной автоматики. Необходимость применения специализированных входов возникает в случаях, когда непосредственная обработка некоторого сигнала программно затруднена, например, требует много времени.

Наиболее часто ПЛК оснащаются специализированными счетными входами для измерения длительности, фиксации фронтов и подсчета импульсов.

Например, при измерении положения и скорости вращения вала очень распространены устройства, формирующие определенное количество импульсов за один оборот – поворотные шифраторы. Частота следования импульсов может достигать нескольких мегагерц. Даже если процессор ПЛК обладает достаточным быстродействием, непосредственный подсчет импульсов в пользовательской программе будет весьма расточительным по времени. Здесь желательно иметь специализированный аппаратный входной блок, способный провести первичную обработку и сформировать, необходимые для прикладной задачи величины.  
Вторым распространенным типом специализированных входов являются входы способные очень быстро запускать заданные пользовательские задачи с прерыванием выполнения основной программы – входы прерываний.

Дискретный выход также имеет два состояния – включен и выключен. Они нужны для управления: электромагнитных клапанов, катушек, пускателей, световые сигнализаторы и т.д. В общем сфера их применения огромна, и охватывает почти всю промышленную автоматику.

 

8. Описание работы принципиальной схемы

Вращающийся распределитель шихты предназначен для равномерного распределения шихты на большом конусе доменной печи. Функциональная схема управления ВРШ показана на рисунке №34.

В схеме использованы следующие элементы.

QF1-Силовой автоматический выключатель

Т1-Трансформатор

VS1-VS12-Тиристоры силовые

LL-Дроссель сглаживающий

M-Электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением

KM-Контактор линейный

LM1-Обмотка возбуждения электродвигателя

RS1-Шунт токоизмерительный в цепи якоря электродвигателя

RS2-Шунт токоизмерительный в цепи обмотки возбуждения

LR2-Реактор токоограничивающий в цепи возбуждения электродвигателя

QF2-Силовой автоматический выключатель питания возбуждения электродвигателя

ДН-Датчик напряжения

ДТ-Датчик тока

БУВД-Блок управления возбуждением электродвигателя

СИФУ-Система импульсно-фазового управления

РТ-Регулятор тока

РС-Регулятор скорости

ЗИ-Задатчик интенсивности

АСУ-Автоматизированная система управления

Работа схемы.

Для начала работы электропривода ВРШ необходимо включить автоматический выключатель питания якорного тиристорного преобразователя QF1 и автоматический выключатель QF2 питания блока возбуждения электродвигателя. Система регулирования электроприводом одно зонная, двухконтурная. Внутренний подчиненный контур регулирования - это контур тока якоря, а внешний контур-это контур регулирования напряжения на якоре электродвигателя. Поток возбуждения в процессе регулирования остается неизменным. Сигнал задания на вращение электродвигателя поступает из автоматизированной системы управления на вход задатчика интенсивности. Из задатчика интенсивности сигнал поступает на узел сравнения, где происходит алгебраическое суммирование сигнала с выхода задатчика интенсивности и сигнала отрицательной обратной связи по напряжению на якоре электродвигателя. Результирующий сигнал поступает на вход регулятора напряжения, там он усиливается и поступает на узел сравнения, где происходит алгебраическое суммирование сигналов выхода из регулятора скорости и сигнала отрицательной обратной связи по току якоря электродвигателя. Результирующий сигнал поступает на вход системы импульсно-фазового управления. Там осуществляется фазирование и выработка сигнала управления силовыми тиристорами, которые поступают на управляющие электроды соответствующих тиристоров. В зависимости от момента подачи управляющего импульса на тиристоры меняется величина напряжения на якоре электродвигателя и, соответственно, частота вращения электродвигателя.

 

 

Рис. 15. Принципиальная схема ВРШ.

9. Расчет и выбор кабельной продукции

Пример 1.

Требуется выбрать силовой кабель для питания двигателя мощностью 12 кВт, напряжением 220 В.Другие параметры : cos =0,8;КПД=97%.Температура помещения 30+ .

Решение. Находим номинальный ток двигателя

IH=65 А

Поправочный коэфицент равны :К1=0,94;К2=1,0.

 По таблице находим  медный кабель сечением 26 мм2. Изоляция из вулканизированного полиэтилена, изоляция из поливинилхлоридного пластика пониженной горючести и с низким дымо и газовыделением.

ПвВГнг-LS.

 Выбранный кабель проверим  по потере напряжения. Пусть длина  кабеля составляет 100 м.Для сечения 26 мм2 R0=5 мОм/м;X0= 1,2  мОм/м.По формуле имеем

 

=2,3

Полученное значение меньше допустимой величины, равной    5 %

 

Пример 2.Требуется выбрать силовой кабель для питания преобразовательной установки с питающим трансформатором мощностью 12 кВА, напряжение 220 В.Температура среды 30+ .Нагрузка чисто активная.

Двухжильного   кабеля с медными жилами и сечением 2 кабеля

Решение.

IH=65А

Поправочный коэффициенты те же. Выбираем сечение кабеля  26  мм2

Кабель силовой  с 4 жилами   с медными жилами из поливинилхлоридного пластика пониженной горючести и с низким дымом и газовыделением   ПвВГнг-LS c сечением  26 мм2 . Прокладка в кабельных сооружениях, помещениях и сооружениях. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Спецификация оборудования

 

№	Наименование	Тип	Кол-во	Примечание
1	Автоматический выключатель	Compact NS100	1
2	Контактор	МК3-10Б	1
3	Тиристорный преобразователь	6RA70-28-6D	1
4	Сглаживающий реактор	СРОСЗ-800МУХЛ4	1
5	Трансформатор	ТСП-16/0,7-УХЛ4	1
6	Программируемый контроллер	SIMATIC S7-300	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.11 Описание мероприятий по технике безопасности при обслуживании и ремонте электропривода

Общие требования.

Ответственные за безопасность проведения работ, их права и обязанности

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

допуск к работе;

надзор во время работы;

оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.

 Ответственными за  безопасное ведение работ являются:

выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

ответственный руководитель работ;

допускающий;

производитель работ;

наблюдающий;

члены бригады.

 

Выдающий наряд, отдающий распоряжение определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде (распоряжении) мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных за безопасность, а также за соответствие выполняемой работе групп перечисленных в наряде работников, проведение целевого инструктажа ответственного руководителя работ (производителя работ, наблюдающего).

 

Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется работникам из числа административно-технического персонала организации, имеющим группу V - в электроустановках напряжением выше 1000 В и группу IV - в электроустановках напряжением до 1000 В.

В случае отсутствия работников, имеющих право выдачи нарядов и распоряжений, при работах по предотвращению аварий или ликвидации их последствий допускается выдача нарядов и распоряжений работниками из числа оперативного персонала, имеющими группу IV. Предоставление оперативному персоналу права выдачи нарядов должно быть оформлено письменным указанием руководителя организации.

 

Ответственный руководитель работ назначается, как правило, при работах в электроустановках напряжением выше 1000 В. В электроустановках напряжением до 1000 В ответственный руководитель, как правило, не назначается.

Ответственный руководитель работ отвечает за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, за принимаемые им дополнительные меры безопасности, необходимые по условиям выполнения работ, за полноту и качество целевого инструктажа бригады, в том числе проводимого допускающим и производителем работ, а также за организацию безопасного ведения работ.