Разработка функциональной схемы объекта
Функции системы автоматического управления
Система автоматики выполняет следующие функции:
· защита;
· контроль;
· регулирование;
· измерение;
· управления.
Защитные функции
Защита двигателей.
Большинство двигателей, используемых в промышленности, включаются и работают автоматически. Но в случае аварии страдает не столько сам двигатель, сколько весь производственный процесс. Длительные простои дорогостоящих линий, для нашего случая это остановка всей системы вентиляции и кондиционирования воздуха, влекут за собой потери намного большие, чем затраты на ремонт двигателя. Поэтому правильная защита двигателя – это задача не только чисто техническая, но и экономическая, заставляющая выбирать между затратами и конечной выгодой.
Электродвигатель – это электромеханический преобразователь энергии, который берет из сети электрическую и отдает на валу механическую энергию.
При этом неизбежно возникновение потерь, ведущих к перегреву двигателя (рисунок 2).
P1 – потребляемая мощность;
PD – мощность вращающего поля;
P2 – мощность на валу;
VСu1 – потери на статоре;
VCu2 – потери на роторе;
VFe – потери на железо;
VR – потери на трение.
Рисунок 2 – Структура охлаждения
Различают потери в меди на статоре и роторе, потери в железе на статоре и потери на трение. При этом, если потери в меди прямо пропорциональны квадрату нагрузки двигателя, то потери в железе и на трение не зависят от нагрузки.
|
|
|
Основная задача устройств защиты двигателя состоит в том, чтобы предотвратить перегрев, как статора, так и ротора. Чем больше двигатель и чем выше его число оборотов, тем выше начальный пусковой ток, и тем более уязвимым будет ротор двигателя.
После включения двигателя и затухания переходного процесса в двигателе устанавливается начальный пусковой ток. Величина начального пускового тока составляет от 4-х до 8-кратной величины тока, при номинальном режиме работы и не зависит от момента нагрузки; таким образом, работает ли двигатель на холостом ходу, или под нагрузкой – значения не имеет. В отличие от этого, время разгона находится в зависимости от характеристик рабочей машины.
Причины тепловой перегрузки:
· из-за повышенного крутящего момента при работе под нагрузкой в продолжительном режиме;
· из-за слишком большой частоты включений;
· из-за слишком продолжительного относительного включения при повторно-кратковременном режиме;
· из-за слишком продолжительных процессов разгона и торможения;
· из-за блокирования ротора при включении или в процессе работы;
· при работе от вентильных преобразователей тока.
|
|
|
Другими причинами тепловой перегрузки могут быть ошибочное подключение или коммутация, а также определенные качества сети, такие как:
· слишком большие отклонения частоты или напряжения в сети от номинальных значений;
· асимметрия сети и обрыв сетевого провода (выпадение фазы).
А также на двигатель негативно сказывается недостаточное охлаждение вследствие:
· высокой температуры охлаждающей среды;
· повышенного уровня места установки (разряженный воздух при установке на высоте более 1000 м над уровнем моря);
· нарушение потока охлаждения (засорение вентиляционной решетки).
Самой важной задачей устройства защиты двигателя является своевременное срабатывание, прежде чем температура двигателя достигнет критического значения. Однако, устройства защиты не должны срабатывать, если двигатель:
· работает в продолжительном режиме работы при номинальной мощности;
· в течение допустимого времени разгона и торможения по двигателю проходит начальный пусковой ток;
· перегружен в течение 2 минут в разогретом состоянии 1,5 – кратным номинальным током.
Устройства защиты двигателя могут работать по принципу зависимости от тока, либо от температуры.
Тепловые реле 3RU фирмы «Siemens» с токовой зависимостью и расцепитель перегрузки в силовых автоматах 3RV работают с биметаллическими пластинами и обмотками накала, которые нагреваются от тока двигателя.
|
|
|
В расцепителях перегрузки биметаллические пластины освобождают защелку механизма блокировки, а в реле перегрузки срабатывает вспомогательный контакт, который разрывает контур тока в катушке контактора двигателя. Происходит остановка двигателя и система сигнализирует обаварии двигателя.
При асимметрии сети, и особенно при отсутствии тока в одном из проводов, резко возрастает ток в двух других проводах, и потери в двигателе становятся в 1,5–2 раза выше, чем при номинальном режиме. Реле перегрузки, не имеющие чувствительных элементов к обрыву фазы, срабатывает при этом с запаздыванием. По нормам, предельный ток отключения может быть в этом случае на 10% выше, т.е. составляет максимально 1,32 – кратную величину тока уставки. Продолжительная работа в условиях такой нагрузки может привести к преждевременному выходу двигателя из строя.
Для того, чтобы в условиях асимметрии сети и однофазного режима работы обеспечить надежную защиту двигателя, реле перегрузки и расцепители дополнительно оснащают дифференциальной защитой и толкателем, который выполняет более раннее отключение.
|
|
|
Тепловые реле защиты с токовременной зависимостью и силовые автоматы обеспечивают высокую степень защиты при низкой стоимости. При их использовании возможна экономическая защита двигателя, особенно в нижнем диапазоне мощностей.
Так же в двигателях присутствует встроенная защита от перегрева (термостат). При возрастании температуры на двигателе релейный контакт термостат даст сигнал в щит управления об аварии двигателя.
Защита водяного калорифера
В зимний период работы системы вентиляции нагрев воздуха осуществляется водой в теплообменнике. Он изготовлен из металлических трубочек с алюминиевым оребрением. В случае замерзания воды в этих трубках происходит их разрыв, что приводит к вытеканию воды из системы, и в дальнейшем требует ремонта или замены теплообменника.
Для защиты от замерзания воды необходимо предусмотреть комплекс
мероприятий:
· обеспечить скорость протекания воды не ниже минимально допустимой;
· установить защиту по температуре воздуха и обратной воды;
· в случаи срабатывания защиты обеспечить отключение вентилятора, закрытие воздушного клапана и открытие регулирующего вентиля.
Для обеспечения скорости протекания жидкости устанавливаем циркуляционный насос.
Для защиты по воздуху устанавливает капиллярный термостат. Капилляр устанавливается за теплообменником, перекрывая все сечение воздуховода. Термостат срабатывает при температуре воздуха 5 °С, замыкая релейный контакт выдает сигнал в щит управления.
Для защиты по воде на выходе трубопровода с обратной водой устанавливается накладной термостат. Термостат срабатывает при температуре воды 20 °С, замыкая релейный контакт выдает сигнал в щит управления.
Функции контроля
Контроль засорения фильтра
Для очистки воздуха от мелких предметов и от пыли на входе воздуха в систему установлен фильтр. Со временем фильтр засоряется, что приводит к увеличении нагрузки на двигателе. Для контроля засорения фильтра устанавливают реле давления, которое измеряет перепад давления до и после фильтра. В случае срабатывания реле, его контакт передает сигнал в щит управления.
Контроль работы двигателя
Для контроля работы двигателя устанавливают реле давления, которое меряет наличие перепада давления до и после двигателя. Во время работы двигателя контакт датчика реле давления находится в замкнутом состоянии. В случае остановки двигателя (пропадания напряжения на двигателе и других возможных аварий) контакт датчика реле давления размыкается, и сигнал передается в щит управления.
Контроль температуры воды в обратном трубопроводе
В дежурном режиме воздушный клапан закрыт, вентилятор выключены. Регулирование осуществляется по температуре Тобр, которая поддерживается равной Тобр.зад. При превышении температуры Тобр над заданным значением контроллер переключается на ее регулирование с целью недопущения перегрева воды, возвращаемой в тепловую сеть. Контроль превышения Тобр активизируется с задержкой после включения вентилятора. При снижении температуры Тобр ниже значения Тзмр система переключается в режим прогрева с целью предотвращения замораживания калорифера.
Функции регулирования.
Во время работы системы температура приточного воздуха Tпр.в поддерживается равной заданной 22 °С. Сигнал с датчика температуры
приточного воздуха поступает на вход ПИ регулятора контроллера, который вырабатывает управляющий сигнал на открытие или закрытия клапана. В зимний период работы, подогревая воздух, а в летний охлаждая. Регулирование температуры осуществляется с помощью регулирующего клапана.
автоматизация вентиляция вытяжной регулирование
Функции измерения
Система автоматики обрабатывает сигналы, поступающие на вход (Тн.в., Тпр.в., Тобр) по заданной программе и формирует сигналы управления и регулирования, а также отображая значение температуры.
Функции управления
Управление системой осуществляется в ручном режиме с помощью кнопок и переключателей, расположенных на панели управления за дверцей щита и в автоматическом режиме. Управление запуском насосов и двигателей происходит с контроллера при благоприятных параметрах системы.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 580; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!