Курсовой. Sungurov_Nikita_kursach.исправленый docx. Автоматизация двух агрегатной откачивающей насосной станцией (управление по датчикам уровня)
 Скачать 0.58 Mb.
|
1 2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ЙОШКАР-ОЛИНСКИЙ АГРАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ
ПМ.01 Монтаж, наладка, эксплуатация электрооборудования, автоматизация сельскохозяйственных организаций. МДК.01.02 Системы автоматизации сельскохозяйственных организаций Курсовой проект на тему: «Автоматизация двух агрегатной откачивающей насосной станцией (управление по датчикам уровня)» Пояснительная записка КП.35.02.08.19.41.020. ПЗ Руководитель Чистов Виктор Борисович ________________ (Ф.И.О. подпись) «____» __________2020г. Оценка______________________ Йошкар-Ола 2020 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ЙОШКАР-ОЛИНСКИЙ АГРАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ Согласовано Рассмотрено и одобрено Председатель ЦК «ЭТД и ПМ» на заседании ЦК «ЭТД и ПМ» Волкова А.М.______________ Протокол №__ «__» 2020 г. З А Д А Н И Е НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Студенту: Сунгурову Никите Андреевичу Специальность: 35.02.08 Электрификация и автоматизация сельского хозяйства Форма обучения: очная Группа: ЭАСХ-42 1. Тема: Автоматизация двух агрегатной откачивающей насосной станцией (управление по датчикам уровня) 2. Срок сдачи студентом законченного проекта: _________________2020 г. Содержание задания Разработать схему автоматизации Автоматизация двух агрегатной откачивающей насосной станцией (управление по датчикам уровня), выбрать средства автоматизации и другое электрическое оборудование (с обоснованием), рассчитать надежность, разработать схему электрических соединений, разработать программу для программируемого реле. 1. Исходные данные: схема управления башенной установки (управление по давлению). 2. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень, подлежащих разработке вопросов). Введение 1.Описание технологической схемы 2.Принципиальная схема системы автоматизации 3.Расчет и выбор средств автоматизации 4.Выбор и компоновка шкафа управления  5.Монтажно-адресная схема 6.Расчет надежности 7. Техника безопасности Заключение Список использованных источников 3.Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей) Лист 1 Технологическая схема (формат А3). Лист 2 Схема электрическая принципиальная (формат А3). Лист 3 Схема электрических соединений (формат А3). 4  . Дата выдачи задания: ______________Руководитель_________________________________________ Чистов В.Б. Задание принял к исполнению__________________________Сунгуров Н.А.  СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ  КМ – магнитный пускатель;QF – автоматический выключатель; SF – однофазный автоматический выключатель; HL – сигнальная лампа; HA – звуковая сигнализация; М – двигатель; KK – тепловое реле; SB – кнопки; KM – катушка пускателя; КСВ- контакт состояния. ВВЕДЕНИЕ Насосная станция является важным звеном, обеспечивающим нормальную работу всего животноводческого комплекса. Автоматизация насосных установок позволяет повышать надежность и бесперебойность водоснабжения, уменьшать затраты труда и эксплуатационные расходы, размеры регулирующих резервуаров. Автоматизация технологических процессов, повышая эффективность производства, увеличивает производительность оборудования, снижает эксплуатационные расходы, создаёт экономию электроэнергии, тем самым, обеспечивая экологическую чистоту и улучшение качества всего производства  .Двухагрегатная откачивающая станция имеет следующие преимущества: довольно длительный срок эксплуатации; это объясняется использованием на комплектующих деталях стеклопластика, который не ржавеет и не гниёт; безопасный режим работы вследствие наличия датчиков уровня жидкости, которые контролируют функционирование системы; компактное исполнение; возможность обеспечения полностью автоматического режима работы системы; экологически чистый подход при эксплуатации: нет неприятного запаха и бесконтрольного выброса сточных вод. 1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ  1,5-задвижки; 2-клапан; 3-нагнитающие трубопроводы; 4-насосы; 6-резервуар из стеклопластика; 7-всасывающие трубопроводы; 8-датчики уровня.  Рисунок 1-Технологическая схема двух агрегатной откачивающей насосной станции.Задвижки 1 и 5 с ручным приводом закрывают при ремонте насосов. При работе насосов они открыты. Обратный поток жидкости через неработающий насос 4, нагнетающий 3 и всасывающий 7 трубопроводы предотвращает клапан 2. Сточные воды и навозная жижа собираются в резервуар 6. Схема управляется двумя насосами М1 и М2. Насосы включаются по сигналам датчиков уровня, следовательно, начинает откачиваться жидкость. Происходит 3 варианта событий: Насос справляется с работой. Жидкость выкачивается быстрее чем она наполняется, насос работает пока не выкачается вся жидкость из резервуара. Первый насос не справляется. Уровень жидкости повышается, замыкается следующий датчик, установка переключается на второй более мощный насос, насос работает пока не выкачается вся жидкость из резервуара  .Второй насос не справляется. Жидкость повышаться, замкнётся следующий датчик, который включит оба двигателя. 2 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ  Схемой можно управлять вручную и автоматически. Резервуар пустой, датчики уровня SL1, SL2 SL3 SL4 разомкнуты. Уровень жидкости повышается контакт датчика SL1 замыкается. Уровень жидкости повышается контакт датчика SL2 замыкается, сигнал подаётся на блок XOR [M13]=>OR[M11]=>RS(M1)=>XOR(M8)=>Q001 замыкается, включается двигатель М1.1)Насос справляется, датчик SL2 выключится, запоминающий триггер RS(M1) держит сигнал. Жидкость упадёт до уровня SL1, его контакт разомкнется, подаст сигнал на сброс NOT[M5]=>AND[M4]=>OR[M16] через RS(M1), выключит двигатель M1. 2)Насос М1 не справляется, жидкость повышается, датчик SL3 замыкается, его сигнал подаётся на вход W[M14] и короткий импульс подается OR[M16] затем и RS[M1] триггер и двигатель М1 выключается, с выхода OR[M2] сигнал подаётся на вход XOR[M9] после включается двигатель М2. Жидкость упадёт до уровня SL1, его контакт разомкнётся, подаст сигнал на сброс RS(M2) через, NOT[M5]=>AND[M4] выключит двигатель. 3)Второй насос не справляется. Уровень жидкости поднимается, датчик SL4 замкнёт контакт, сигнал подастся на вход OR[M11]=>RS[M1]=>XOR[M8], сигнал придёт на вход KM1, включит двигатель M1, и через OR[M3]=> RS[M2]=>XOR[M9], сигнал придёт на вход KM2, включит двигатель M2.За тем включится сигнальный звонок, сигнал поступает на триггер RS[M6] и на сигнальную лампу через RS[M6]=>G[M7] светодиодная лампа будет мигать При достижении уровня SL3 сигнализация выключится. Жидкость упадёт до уровня SL1, его контакт разомкнется, подаст сигнал на сброс RS[M1] и RS[M2] и через NOT[M5]=>AND[M4]=>OR[M16] выключит пускатель КМ1 двигатель М1 выключится и NOT[M5]=>AND[M4] выключит пускатель КМ2 двигатель М2 выключится. 4) Авария. При перегреве двигателя М1 сигнал подается через контакт (Перегрев КК1) на вход XOR[M8] пускатель КМ1 разомкнется и двигатель М1 выключится. При перегреве двигателя М2 сигнал подается через контакт (Перегрев КК2) на вход XOR[M9] пускатель КМ2 разомкнется и двигатель М2 выключится. Когда контакты КК1 и КК2 вернутся в исходное положение (разомкнутся) сигнал на XOR[M8] и XOR[M9] пропадут, двигатели включатся и начнут работать в нормальном режиме.   Рисунок 1 - Блок - схема программы для работы программного реле.  3 РАСЧЕТ И ВЫБОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИОсновные элементы и средства автоматизации выбирают по следующем данным: -роду тока (постоянный или переменный); -конструктивному исполнению; -номинальному напряжению катушек реле; -мощности включения; -диапазону регулирования; -роду регулируемой величины; -допустимому числу размыканию и замыканию контактов. Технические данные аппаратов должны соответствовать требованиям электрической цепи, в которой они будут работать. Выбираем магнитный пускатель для электродвигателя типа АИР-180М2, его технические данные: Рн=30кВт Iн=33A Кi=7,3 и АИР-160С2 Рн=15кВт Iн=17,8A Кi=7,1. Двигатель и установлены в сухом помещении, значит условия пуска лёгкие. Выбираем магнитный пускатель KM1: 1)Uн.кат≥Uл.сети=380В 2)Iн.авт ≥Iн.дв где Iн.авт – номинальный ток автоматического выключателя, А; Iн.дв – номинальный ток двигателя, А. Iн.дв = 33(А) Uн.пускат ≥ Uл.сети, где Uн.пускат – номинальное напряжение пускателя, В; Uл.сети – линейное напряжение сети = 380 (В). Uн.пускат = 380 (В) 3) По току коммутационной способности: Iн.пускат ≥  , (3.7) где Iпуск.дв – пусковой ток двигателя; Iн.пускат – номинальный ток пускателя. Iпуск.дв = Iн.дв×Ki, (3.8) где Iпуск.дв – пусковой ток двигателя; Ki – кратность пускового тока. Iпуск.дв = 33×7,3=240,9А Iн.пускат = 240,9/6 = 40,15 (А) Выбираем магнитный пускатель первой величины Iн=50(А), КМИ-35012 «Без кнопок пуск и стоп» (6)  Выбираем автомат QF1:По номинальному напряжению: Uн.а ≥ Uл.сети, (3.9) где Uн.а – номинальное напряжение автоматического выключателя, В; Uл.сети – линейное напряжение сети, В. Uл.сети = 380 (В) По номинальному току: Iн.а ≥ Iн.дв, (3.10) где Iн.а – номинальный ток автоматического выключателя, А; Iн.дв – номинальный ток двигателя, А. Iн.дв = 33 (А) По номинальному току расцепителя: Iн.расц ≥ Iн.дв, (3.11) где Iн.расц – номинальный ток теплового расцепителя, А; Iн.дв – номинальный ток двигателя, А. Iн.дв = 33 (А) Проверяем автоматический выключатель на возможность ложного срабатывания при пуске двигателя Iср.р = 1,25×Iпуск.дв, (3.12) где Iср.р – ток срабатывания расцепителя, А; Iпуск.дв – пусковой ток двигателя, А. Iср.р = 1,25× 240,9 = 301,125 (А) Iср.к = 12×Iн.расц, (3.13) где Iср.к – кратность силы тока срабатывания, А; Iн.расц – номинальный ток теплового расцепителя, А. Iср.к = 10×40 = 400 (А) Iср.р ≤ Iср.к 301,125 < 400 (А) Условие выполняется, автоматический выключатель выбран верно. Выбор теплового реле КК:  Iн.реле ≥ 1,1*Iн.дв=1,1×33=36,3 (А) Выбираем реле РТИ-3355-30-40А IEK (7) Выбираем магнитный пускатель KM2: 1)Uн.кат≥Uл.сети=380В 2)Iн.авт ≥Iн.дв где Iн.авт – номинальный ток автоматического выключателя, А; Iн.дв – номинальный ток двигателя, А. Iн.дв = 21(А) Uн.пускат ≥ Uл.сети, где Uн.пускат – номинальное напряжение пускателя, В; Uл.сети – линейное напряжение сети = 380 (В). Uн.пускат = 380 (В) 3) По току коммутационной способности: Iн.пускат ≥ , (3.7) где Iпуск.дв – пусковой ток двигателя; Iн.пускат – номинальный ток пускателя. Iпуск.дв = Iн.дв×Ki, (3.8) где Iпуск.дв – пусковой ток двигателя; Ki – кратность пускового тока. Iпуск.дв = 17,8×7,1=126,38А Iн.пускат = 126,38/6 = 21 (А) Выбираем магнитный пускатель первой величины Iн=25(А), КМИ-22511 «Без кнопок пуск и стоп» (6) Выбираем автомат QF2: По номинальному напряжению: Uн.а ≥ Uл.сети, (3.9) где Uн.а – номинальное напряжение автоматического выключателя, В; Uл.сети – линейное напряжение сети, В. Uл.сети = 380 (В) По номинальному току: Iн.а ≥ Iн.дв, (3.10) где Iн.а – номинальный ток автоматического выключателя, А; Iн.дв – номинальный ток двигателя, А. Iн.дв = 17,8 (А) По номинальному току расцепителя:  Iн.расц ≥ Iн.дв, (3.11) где Iн.расц – номинальный ток теплового расцепителя, А; Iн.дв – номинальный ток двигателя, А. Iн.дв = 17,8(А) Проверяем автоматический выключатель на возможность ложного срабатывания при пуске двигателя Iср.р = 1,25×Iпуск.дв, (3.12) где Iср.р – ток срабатывания расцепителя, А; Iпуск.дв – пусковой ток двигателя, А. Iср.р = 1,25× 126,38 = 157,975 (А) Iср.к = 12×Iн.расц, (3.13) где Iср.к – кратность силы тока срабатывания, А; Iн.расц – номинальный ток теплового расцепителя, А. Iср.к = 10×20 = 200 (А) Iср.р ≤ Iср.к 157,975 < 200 (А) Условие выполняется, автоматический выключатель выбран верно. Выбираем магистральный автомат QF: По номинальному напряжению: Uн.а ≥ Uл.сети, (3.9) где Uн.а – номинальное напряжение автоматического выключателя, В; Uл.сети – линейное напряжение сети, В. Uл.сети = 380 (В) По номинальному току: Iн.а ≥  (3.10) где Iн.а – номинальный ток автоматического выключателя, А;  – сумма токов двигателей, А. = 50,7 (А)По номинальному току расцепителя:  Iн.расц ≥ Iн.дв, (3.11) где Iн.расц – номинальный ток теплового расцепителя, А; Iн.дв – номинальный ток двигателя, А. Iн.дв = 50,7(А) Проверяем автоматический выключатель на возможность ложного срабатывания при пуске двигателя Iср.р = 1,25×I(  (3.12) где Iср.р – ток срабатывания расцепителя, А;  – наибольший пусковой ток двигателя, А. –номинальный ток двигателя, имеющего меньший пусковой ток, А.Iср.р = 1,25×(240,9+17,8) = 258,7 (А) Iср.к = 12×Iн.расц, (3.13) где Iср.к – кратность силы тока срабатывания, А; Iн.расц – номинальный ток теплового расцепителя, А. Iср.к = 10×63 = 630 (А) Iср.р ≤ Iср.к 258,7 < 630 (А) Условие выполняется, автоматический выключатель выбран верно. Выбор теплового реле КК: Iн.реле ≥ 1,1*Iн.дв=1,1×17,8=19,58 (А) Выбираем реле РТИ-3355-17-25А IEK (7) Выбираем лампы HL: (9) Сигнальная лампа LTA-205 220В (голубая, зеленая, желтая, красная) Выбираем световой индикатор фаз 400В ИЭК  10.Выбираем датчик уровня: Выбираем поплавковые датчики уровня(лягушка) ПДУ-1 (11) Температура до -40...+105 °С U=230В переменного тока Расположение оси крепежного отверстия датчика ПДУ-1 в резервуаре горизонтальное. Выбираем звуковую сигнализацию: Звонок ЗД-47 IEK Номинальное рабочее напряжение: 230 В Громкость звука: 60 Дб Выбираем контакт состояния: Контакт состояния КСВ-47(аварийный) 400В Выбираем кнопочный пост: Кнопочный пост кнопки «Пуск-Стоп» АРВВ-22N (неон) 400В 1з+1р Кнопка управления LAY5-BC51 400B Выбираем переключатель: Переключатель LAY5-BJ33 400В (3 позиции) Выбираем логическое реле: PLR-S. CPU1410(R) 220В AC с экраном ONI Напряжение питания 50 Гц перемен тока-AC: 85…265 В Коммутируем ток: 10.0 А Количество цифровых входов: 14 Количество цифров выходов: 10R Потребляемая мощность: ≤ 10 (на 1 модуль) В 
Таблица 1 - Перечень электрооборудования  1 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||