|
|
Курсовой. Sungurov_Nikita_kursach.исправленый docx. Автоматизация двух агрегатной откачивающей насосной станцией (управление по датчикам уровня)
4 ВЫБОР И КОМПОНОВКА ШКАФА УПРАВЛЕНИЯ
Щиты систем автоматизации выполняют роль постов контроля, управления и сигнализации автоматизированного объекта. Они являются связующим звеном между объектом управления и оператором. Щиты устанавливают в производственных и специальных щитовых помещениях операторских, диспетчерских, аппаратных и т.д.
Выбираем распределительный шкаф ШР-11.
Iн до 400 А Uном до 310 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц.
Шкаф выбираем настенного исполнения над шкафом устанавливаем: 4 лампы; на дверце шкафа устанавливаем: переключатель SA, 5 кнопок управления; Внутри шкафа устанавливаем: 4 автоматических выключателя, 2 магнитных пускателя, 2 контакта состояния, 2 тепловых реле, 1 программный реле, 1 звонок, 2 шины внешних соединений.
5 МОНТАЖНО-АДРЕСНАЯ СХЕМА
HL1
HL2
HL3
HL4
ПР
 
QF
SB1
SB3
SF
QF1
QF2
HA
KCB1
KCB2
KM1
SB2
SB4
KM2
KK1
KK2
SB5
SA
а
XT1
XT2
б
Рисунок 3 – Расположение аппаратуры внутри (а) и на дверце шкафа (б)
Наименование
и тип элементов
|
Кол-во
|
Интен-сив-ность отказов
λ0, ·10-6,
ч-1
|
Коэффициенты интенсивности отказов
|
Реальная интенсивность отказов элементов λэ
Кэ·Ко.р·Кн·К2·λ0х
х10-6, ч-1
|
Реальная интенсивность отказов группы
элементов
λэ·ni·10-6,
ч-1
|
Время
восста-
нов-
ления
tвi, ч
|
λэ,·ni
tвi 10-6,
ч-1
|
Кэ
|
Кор
|
Кн
|
К2
|
Программируемое реле
|
1
|
4.3
|
10
|
1
|
0.67
|
1
|
28.81
|
28.81
|
0.3
|
8.643
|
Кнопки управления
|
4
|
0.063
|
10
|
1
|
0.5
|
1
|
0.315
|
1.26
|
0.25
|
0.315
|
Автоматический выключатель 1P
|
1
|
0.3
|
10
|
1
|
0.625
|
1
|
1.875
|
1.875
|
0.25
|
0.469
|
Автоматический выключатель 3P
|
3
|
0.3
|
10
|
1
|
0.84
0.891
|
1
|
2.52
2.673
|
2.52
2.673
|
0.25
|
0.63
0.668
|
Датчик уровня
|
4
|
2.5
|
10
|
1
|
0.5
|
1
|
12.5
|
62.5
|
0.5
|
31.25
|
Магнитный пускатель
|
2
|
5
|
10
|
1
|
0.656
0.665
|
1
|
32.8
33.25
|
32.8
33.25
|
0.8
|
26.24
26.6
|
Сигнальная лампа
|
1
|
0.1
|
10
|
1
|
0.8
|
1
|
0.8
|
3.2
|
0.03
|
0.096
|
Световой индикатор фаз
|
1
|
0.9
|
10
|
1
|
0.8
|
1
|
7.2
|
7.2
|
0.03
|
0.216
|
Контакт состояния
|
2
|
0.25
|
10
|
1
|
0.5
|
1
|
1.25
|
2.5
|
0.3
|
0.75
|
Переключатель
|
1
|
0.92
|
10
|
1
|
0.3
|
1
|
2.76
|
2,76
|
0.9
|
1.296
|
Звонок
|
1
|
0.18
|
10
|
1
|
0.8
|
1
|
1.44
|
1.44
|
0.3
|
0.432
|
Двигатель I асинхронный
|
2
|
8.6
|
10
|
1
|
0.525
0.57
|
1
|
45.15
49.02
|
45.15
49.02
|
1.25
|
56.438
61.275
|
Тепловое реле
|
2
|
0.4
|
10
|
1
|
0.656
0.713
|
1
|
2.624
2.852
|
2.624
2.852
|
0.5
|
1.312
1.426
|
Итого λобщ.
|
|
|
|
|
|
|
|
282.434
|
|
216.856
|
6 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТ
Таблица 5-сводная таблица расчета надежности
1 Интенсивность отказов системы автоматизации смесителя:
 λобщ.= 282,434·10-6 ч-1
2 Средняя наработка системы на отказ:
Т0 =  ;
Т0 =1/(282,434·10-6)= 3540,65 ч
3 Время восстановления схемы определяется по формуле:
τв = kп  ,
τв = 216,856/282,434=0,767 ч
4 Ожидаемое количество отказов за год m0:
m0 = λобщ·tр ,
где m0 - ожидаемое количество отказов за год;
tр - время работы оборудования в течение года;
λобщ - общая интенсивность отказов схемы.
m0 = 282,434 · 10-6 ·1000 = 0.28 ≈ 1раз
5 Ожидаемое время простоя технологического оборудования tпа из-за отказов в работе системы автоматизации в течение года:
tпа = m0(τв+ tвр),
где τв - время восстановления схемы;
tвр - средние затраты времени на вызов ремонтно-обслуживающего персонала.
tпа = 1(0,767 + 1.2) = 1.967 ч
 6 Ожидаемое время простоя технологического оборудования tпто из-за его
отказов в работе в течение года:
где  - коэффициент готовности;
tр - время работы оборудования в течение года.
tпто = 1000·(1-0.98\0, 98) = 20,4 ч
7 Суммарное ожидаемое время простоя tпс технологического оборудования
в течение года:
tпс = tпа + tпто = 2 + 20,4 = 22,4 ч
8 Годовая загрузка технологического оборудования tгз:
tгз = tр + tпс = 1000 +22,4 = 1022,4 ч
9 Вероятность безотказной работы P(t) системы управления
составляет:
P(t) = 0,868
10 Определяем вероятность отказа схемы Q(t):
Q(t) = 1- P(t) = 1 - 0,868 = 0,132
tmax = 1,3×To; (6.10.)
tmax = 1,3×3540,65 = 4602,845 ч
Построим график зависимости вероятности безотказной работы от времени:
|
0
|
500
|
1000
|
1500
|
2000
|
2500
|
3000
|
3500
|
4000
|
4500
|
|
1
|
0,868
|
0,753
|
0,654
|
0,568
|
0,493
|
0,428
|
0,372
|
0,323
|
0,280
|
Рисунок 3 - график зависимости вероятности безотказной работы от времени.
Вывод: т.к. вероятность безотказной работы данной установки составляет Р(t)=0,868, а вероятность отказа Q(t) — 0,132, то можно сказать, что данная установка будет работать надежно в процессе эксплуатации.
7 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
 К самостоятельной работе по обслуживанию насосной станции допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, и прошедшие:
соответствующую профессиональную подготовку, в том числе по вопросам охраны труда;
обязательный медицинский осмотр и признанные годными по состоянию здоровья к работе на насосной станции;
вводный и первичный инструктаж на рабочем месте;
стажировку и проверку знаний по вопросам охраны труда.
Работники по обслуживанию насосной станции проходят повторный инструктаж по охране труда в сроки не реже одного раза в шесть месяцев и ежегодную проверку знаний по вопросам охраны труда.
К обслуживанию насосных станций допускается персонал, имеющий квалификационную группу допуска по электробезопасности:
машинисты, трактористы, обслуживающие навесные и передвижные насосные станции должны иметь не ниже четвертой группы по электробезопасности;
персонал передвижных электрифицированных станций – не ниже второй группы по электробезопасности.
Машинисту запрещено появление на рабочем месте в состоянии алкогольного, наркотического и токсического опьянения, а также распитие спиртных напитков, употребление наркотических, токсических и психотропных веществ в рабочее время и по месту работы.
7.В процессе работы на машиниста могут воздействовать следующие опасные и вредные производственные факторы:
движущиеся элементы оборудования насосного, силового, механизированных, решеток, лебедок;
повышенная влажность воздуха рабочей зоны;
повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;
повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте;
острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях инструмента, оборудования;
повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
повышенная температура поверхностей оборудования.
Трубопроводы, аппараты, находящиеся под давлением, подъемные механизмы и другое оборудование должны быть зарегистрированы и освидетельствованы.
 Насосные агрегаты, коммуникации, аппаратура должны быть промаркированы и снабжены техническими данными, схемами с указанием назначения и диаметра трубопровода. На задвижке должны быть нанесены номера по схеме коммуникаций и стрелки с указанием направления вращения. Трубы, проложенные через стены насосной станции в специальные проемы, должны быть защищены кожухами.
Колодцы должны быть закрытыми плотными щитами, а в местах движения людей, у траншей и котлованов должны быть установлены ограждения высотой 1,1 м. В темное время суток на ограждения должны быть вывешены световые сигналы.
Рабочие места и проходы к ним на высоте 1,3 м и более и расстоянии менее 2 м от границы перепада по высоте должны быть ограждены временными ограждениями. При невозможности устройств ограждений работы на высоте должны выполняться с использованием предохранительных поясов и страховочных канатов. Проходы и лестницы должны быть свободными, не залитыми водой и маслом, в зимнее время очищены от снега.
Приставные лестницы должны быть оборудованы не скользящими опорами и ставиться в рабочее положение под углом 70-75 градусов к горизонтальной плоскости. Приставные лестницы без рабочих площадок допускается применять только для перехода между отдельными ярусами строящегося здания и для выполнения работ, не требующих от исполнителя упора в его конструкции.
Размеры приставных лестниц должны обеспечивать работающему возможность производить работу в положении стоя на ступени, находящейся на расстоянии не менее 1 м от верхнего конца лестницы. При работе с приставной лестницы на высоте более 1,3 м работник должен применять предохранительный пояс, прикрепленный к конструкции сооружения или к лестнице при условии крепления ее к конструкции.
На рабочих местах по обслуживанию оборудования и установок должны быть вывешены схемы и инструкции по их эксплуатации, с указанием безопасных методов ведения работ. Запрещается вход в машинный зал лицам, не связанным с обслуживанием оборудования и без специального разрешения.
Все движущиеся части оборудования и механизмов, приводные ремни, муфты, электрические вводы и выводы, места установки различных защитных устройств должны быть надежно ограждены. Стационарное оборудование и установки должны быть закреплены на прочных фундаментах, передвижные – зафиксированы упорами, которые предотвращают их перемещение.
Схемы блокировки оборудования и механизмов должны быть выполнены с учетом исключения возможности ошибочного включения электропривода. Щиты управления и пусковые кнопки должны быть подписаны.
При выполнении окрасочных или сварочных работ в трубопроводах или камерах необходимо обеспечить меры пожарной безопасности и приток свежего воздуха через вентиляционное устройство. 
Ручные и переносные лампы должны быть напряжением не более 42 В, а при работе в колодцах, резервуарах и сырых помещениях – не более 12 В.
Все металлические части машин, оборудования, корпуса электрических инструментов, пусковых аппаратов, кожухов рубильников, работающих под напряжением свыше 42 В, осветительной арматуры, должны быть заземлены (занулены).
Противопожарная система должна находиться в исправном состоянии и полной готовности.
Смену масла, очистку фильтров работник должен производить согласно техническим требованиям, неисправности устранять по мере необходимости.
При выполнении работ по обслуживанию насосной станции персонал должен:
проверить исправность двигателя насоса, предохранительных устройств и наличие ограждений перед пуском насосного агрегата в работу;
проверить надежность заземлений электродвигателей и электрических аппаратов, наличие и исправность резиновых ковриков, ботов, сапог, перчаток и контура заземления;
постоянно вести наблюдение за работой насосов по показаниям контрольно-измерительных приборов: манометров, вакуумметров, амперметров, следить за креплением насосов и их приводов, при этом не допуская ослабления болтовых и шпилечных соединений, течи жидкости и подсоса воздуха;
систематически проверять центровку валов насоса и привода, не допускать нагрева подшипников и сальников. При появлении вибрации, различных шумов и стуков в работе насосов их работу необходимо прекратить.
При работе насосной станции машинисту запрещается на ходу смазывать двигатели и насосы, подтягивать болты на вращающихся частях и проводить какие-либо работы. Не допускается ходить по верху трубы при осмотре и ремонте всасывающих и напорных трубопроводов. Для производства работ на открытых трубопроводах необходимо устанавливать подмости и стремянки для подъема на них.
При работе на трубопроводах, расположенных с уклоном более 20 градусов, работающие должны использовать предохранительные пояса, места их крепления должны быть указаны руководителем работ. Работать на трубопроводах допускается при наличии в них слоя воды не менее 15 см. Осмотр и ремонт трубопроводов допускается только после остановки насосов и закрытия задвижки. Запрещается производить обслуживание и ремонт на работающем оборудовании и на трубопроводах, находящихся под давлением
 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
 На основании исходных данных для проектирования было выбрано оборудование, в проекте приводится принципиальная, электрическая схема, обеспечивающая выполнение технологического процесса в автоматическом режиме, разработан щит управления, в котором размещаются средства автоматики. Была разработана программа логического реле, для повышения производительности. Схема была усовершенствована программируемым реле, более новым оборудованием в результате чего некоторые элементы системы как например переключатели, резисторы, пускатели были исключены. Составлена монтажно-адресная схема, которая определяет конструктивное выполнение электрических соединений элементов в шкафу управления. Произведенны расчеты аппаратуры системы автоматизации и выбраны согласно схемы. Также произведён расчет надежности, в результате чего выяснили что вероятность безотказной работы данной установки составляет 0,874, а вероятность отказа 0,126. Это значит, что данная установка будет работать надёжно в процессе эксплуатации.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
Книга одного, двух и трех авторов:
1. В.А.Воробьёв Эксплуатация и ремонт электрооборудования и средств автоматизации: методика выполнения курсового проектирования. –. П.А. Меркульев, И.В. Смекалин, Л.И. Овсянникова – Троицк 2015г.
2. Кудрявцев А.Ф Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок – М.: Агропромиздат, 1988.
4. Бородин И.Ф. Судник Ю.А. Автоматизация технологических процессов -М: Колос, 2004г.
5. Бородин И. Ф. Недилько А.Н. Автоматизация технологических процессов - М.: Агропромиздат, 1986 г.
Методика выполнения курсового проектирования. –.П.А. Меркульев,
6.И.В. Смекалин, Л.И. Овсянникова – Троицк 2015г.
Статьи из каталогов:
 7. Каталог электрооборудования DEKraft 2009 издание 5.
8. Справочный материал каталог электротехнической продукции BUSSMANN
9. Каталог электрооборудования DEKraft 2010
11. Каталог продукции IEK
Интернет ресурсы:
12. http://businessforecast.by/partners/646/1411 Инструкция по охране труда при обслуживании насосной станции
13. http://chipdip/ru
14. https://owen.ru/product/datchiki_urovnya_poplavkovie_pdu
|
|
|
Скачать 0.58 Mb.