Асинхронный электропривод неполноповоротной заслонки

1 Введение 7
2 Описание системы автоматического регулирования давления 9
2.1 Система автоматического регулирования давления заслонкой 9
2.2 Электропривод ГУСАР 12
2.3 Блок управления регулирующий электропривод заслонки 17
3 Математическое описание системы 28
3.1 Возможности пакета MATLAB 28
3.2 Разработка математической модели электропривода 30
3.2.1 Описание построения имитационной модели АД при использовании неподвижной системы координат и построение переходных процессов в режиме пуска асинхронной машины. 30
3.2.2 Асинхронный взрывозащищенный двигатель ДАТ – I56М – 02 40
3.2.3 Описание построения имитационной модели АД во вращающейся системе координат 44
3.3 Оптимизация двухконтурной системы автоматического управления электропривода 51
3.4 Исследование нелинейной САУ 64
4 Исследование влияния напряжения на работу электропривода с модулем управления ESD-VCX 72
4.1 Работа системы при снижении напряжения на одной из фаз сразу после старта двигателя 75
4.2 Работа системы при пониженном напряжение в сети на всех фазах 76
5 Экономическая часть 77
5.1 Организационная часть 77
5.2 Составление сметы 81
5.2.1 Расчёт затрат на материалы 82
5.2.2 Расчёт основной заработной платы 82
5.2.2.а Дополнительная заработная плата 83
5.2.3 Расчет отчислений от заработной платы 83
5.2.4 Расчёт накладных расходов 83
5.2.5 Калькуляция плановой себестоимости 83
6 Производственная и экологическая безопасность 85
6.1 Введение 85
6.2 Анализ опасных и вредных факторов 86
6.2.1 Анализ причин поражения электрическим током 86
6.3 Техника безопасности 87
6.3.1 Статическое электричество 87
6.3.2 Электробезопасность 88
6.3.3 Электромагнитное излучение 89
6.4 Производственная санитария 89
6.4.1 Освещенность 89
6.4.2 Шум 90
6.4.3 Некомфортабельные условия 90
6.4.4 Микроклимат 91
6.5 Расчет искусственного освещения 92
6.6 Пожарная безопасность 94
6.7 Охрана окружающей среды 95
7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
Список литературы 98
Приложение А 100
Приложение Б 131

Весь текст будет доступен после покупки

Автоматизация производства на основе микроэлектронной техники для развития и совершенствования существующих и создающихся технологических производств, является одним из важных направлений производства.
Особенностью современного этапа развития автоматизации производства является появление и массовое применение качественно новых технических средств, изготовление сетей на базе микроэлектроники. Внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) приобретает особое значение в связи с ростом требований к скорости вычисления, переработки и выдачи информации. Поэтому разработка и исследование структур и режимов функционирования АСУ ТП на основе микроЭВМ является актуальной задачей. Использование микроЭВМ позволяет на порядок снизить затраты, обеспечивает повышение эффективности и расширение функциональных возможностей.
Одно из основных положений автоматизации процессов организационного управления заключается в создании безбумажной технологии обработки информации.

Весь текст будет доступен после покупки

2. ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ

2.1 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ЗАСЛОНКОЙ
Известно, что обеспечение стабильного во времени режима перекачки продукта по нефтепроводу в условиях различных внешних возмущений является основной задачей нефтепроводного транспорта. Данная задача относится к классу задач комплексного управления сложной системой, при решении которой инженерам обычно приходится учитывать множество энергетических, физических и экономических ограничений, решая при этом различные сопряженные проблемы. Одной из таких проблем является регулирование давления на входе и выходе нефтеперекачивающей станции.
Система автоматического регулирования (САР) давления НПС (нефтеперекачивающей станции) предназначена для поддержания давления на входе (и выходе) магистральной насосной станции (МНС) не менее установочного значения, обеспечивающего кавитационный запас, и давления на выходе МНС не более уставочного значения, обеспечивающего сохранность трубопровода и требования режима перекачки нефтепродуктов, а также для снижения нагрузки на электродвигатели магистральных насосных агрегатов при пусках. Регулирование осуществляется с помощью поворотных заслонок, установленных на выходе МНС. Управление заслонками может осуществляться поворотным механизмом посредством асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с помощью тиристорного преобразователя или преобразователя частоты.
Такую систему можно рассмотреть на примере метода дросселирования заслонкой на выходе станции.



На рисунке 1 изображена общая схема регулирования давления.


Рисунок 1 – общая схема регулирования давления:
1 - вход станции; 2 - датчики давления на входе станции; 3 - насосный агрегат; 4 – коллектор; 5 – регулирующий механизм (заслонка); 6 – датчик давления на выходе станции; 7 – выход станции; 8 – регулятор контура давления на выходе станции; 9 – регулятор контура положения заслонки; 10 – элемент сравнения; 11 – переключатель; 12 – регулятор контура давления на выходе (реверсивный)

В системах регулирования давления для улучшения динамических характеристик последних должны использоваться пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы (ПИД-регуляторы). Причем регулирование давления на приеме и выходе перекачивающих станции должно осуществляться различными регуляторами, переключаемыми с помощью селектора сигналов. Исходя из этого составлена схема регулирования изображенная на рисунке 1.
Поясним принципы ее действия:
Предельные уровни давления на входе и выходе станции служат уставками (уставки на блоках In P и Out P) для сложного внешнего контура управления, состоящего из двух регуляторов второго порядка (ПИД-регулятор с фильтрующим звеном). Исходя из текущих значений давления на входе и выходе, данные регуляторы вычисляют новое требуемое положение заслонки. Затем результаты вычисления регуляторов внешнего контура сравниваются, и на вход регулятора внутреннего контура в качестве уставки передается больший из них. Регулятор внутреннего контура обеспечивает перевод заслонки в требуемое положение.
Как упоминалось выше, в качестве регуляторов в схеме регулирования были выбраны ПИД-регуляторы. Следовательно, при настройке системы у каждого из регуляторов должны настраиваться следующие параметры:
• коэффициент пропорциональности Кп;
• постоянная времени интегрирования - Ти;
• постоянная времени дифференцирования Тд.
В выбранной схеме изображенная на рисунке 1 присутствует два регулятора давления и один регулятор положения дросселирующей заслонки. Для такого случая должно служить применение адаптивных алгоритмов управления или алгоритмов с самонастройкой. При реализации схемы регулирования давления должны быть заложены алгоритмы самонастройки ПИД-регулятора по вещественному интерполяционному методу. Данный метод включает в себя идентификацию параметров технологического процесса и синтез регулятора для управления им в соответствии с требуемыми характеристиками переходного процесса:
- Идентификация параметров технологического процесса производится при помощи сопоставления его реакции на ступенчатое пробное воздействие и реакции звена с передаточной функцией первого (при грубой идентификации) или второго (при повышенных требованиях) порядка. Также определяется задержка по управлению.
Функция самонастройки может быть запущена дистанционно из удаленного диспетчерского пункта, что является важным фактором в организации безлюдной технологии перекачки нефти или нефтепродукта.
В данной работе рассмотрено управление системой векторным способом, да бы привод мог работать на разных частотах, т.е. при изменении напряжения, мог выдавать нужный момент для поворота заслонки на определенный угол.
На основе поставленных задач выбираем интеллектуальный электропривод для регулирующей и запорной арматуры, который будет обеспечивать регулирование давления в МНС при помощи поворотной заслонки. Обоснование выбора привода зависит от заданного выходного момента и размера посадочного места. Также двигатель должен подходить по условию нагрева, способность его работы в режиме S3. Для дистанционного управления привода выбираем блок управления ESD-VCX, который отвечать параметрам регулирования, сигнализации, пуска, останова и способа управления.
2.2. Электропривод «ГУСАР»
Данный электропривод был выбран из условий поставленной задачи регулирования, мощности двигателя, режима работы, параметров сети, выходного момента, диаметра трубы, условий окружающей среды. Далее приводится его описание.
Это интеллектуальный взрывобезопасный электропривод для управления регулирующей и запорной арматурой всех типов. Привод имеет в своем составе: приводной модуль, имеющий маркировку 1ЕхdIIBT4 и состоит из взрывонепроницаемой оболочки, включающей корпус, крышку бокса подключения питания и телеметрии, четыре кабельных ввода, электродвигателя; встроенного поста управления, имеющего окно индикатора; волновой редуктор, датчик положения, электронный датчик момента, пускатель двигателя, электронику управления, защитный корпус, ручной дублер, съемную муфту для стыковки с арматурой, индикатор и местные переключатели для настройки.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Башарин А. В. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов, - М: Энергоиздат, 1982. – 392 с.
2. Блок управления ESD-VCX. Руководство по эксплуатации.
3. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока.–Л.: Изд. Академии наук СССР, 1962.–624 с.
4. Каракулов А.С. Микроконтроллерное управление асинхронным электроприводом запорной арматуры: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: - Томск: Б.и., 2005.-136л.: ил .-библиогр.: с.122-129.
5. Каракулов А.С. Разработка цифровых систем управления электроприводами. Лабораторный практикум: - Томск: ТПУ, 2006. – 50 с.
6. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. Для вузов по спец. “Электрические машины”. –М.:Высш. Шк., 1987. -248 с.
7. Нурметов Э.Р. Электропривод заслонки нефтепровода. Труды VI региональной научно-практической студенчиской конференции. – Томск: Изд. ТПУ, 2006. – С. 169 – 172.
8. Организация и планирование машиностроительного производства (производственный менеджмент): Учебник / К.А.Грачева, М.К. Захарова, Л.А. Одинцова и др.; Под ред. Ю.В. Скворцова, Л.А.Некрасова. – М.: Высш. шк., 2003. – 470 с.: ил.

Весь текст будет доступен после покупки