Электропривод и автоматика подземной конвейрной линии

Для защиты силовых цепей  и цепей управления от бросков  тока служат автоматические выключатели.

Так как технологией производства предусмотрены два крана в  разливочном пролёте, то необходимо избежать столкновений между ними. В данном случае используется радиодатчик «Gigasens». При сближении двух кранов антенна получает сигнал и передаёт его на цифровой вход ПЛК. Чем сильнее становится сигнал, тем медленнее едет кран, вплоть до полной остановки.

В случае, если необходимо срочно совершить какую-либо технологическую  операцию, но сделать это по какой-либо причине с кабины нет возможности, предусмотрен резервный пульт управления. С помощью его можно осуществлять работу любого механизма.

2.5 Описание схемы управления

Схема управления приводом главного подъёма приведена на листе 4 графической части дипломного проекта. Для задания направления «Вверх» или «Вниз» используется двухпозиционный джойстик. При задании направления вверх срабатывает пускатель КМ5 и подаёт сигнал на вход инвертора S1. При задании направления «Вниз» срабатывает пускатель  КМ6 и подаёт сигнал на вход частотного преобразователя S2. Плавный пуск осуществляется в автоматическом режиме, в соответствии с заданной программой. Остановка при движении вверх и вниз осуществляется с помощью концевых выключателей QS6 и QS7, сигнал с которых поступает на цифровые входы инвертора DID2 и DID3.

 

3 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА В ШКАФАХ С ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕМ

3.1 Постановка задачи проектирования

Опираясь на интернет-форумы и практические наблюдения, обнаружено, что в процессе эксплуатации мостовых кранов Konecranes возникает проблема поддержания температурного режима в шкафах с электрооборудованием на территории Южного Федерального Округа. Это обуславливается климатическими условиями, в которых работает электрооборудование в весенне-летний период.

В процессе детальной проработки данной проблемы возникло два варианта её решения:

1 Установить кондиционер  большой мощности; установить на каждый преобразователь частоты датчик температуры; для питания электрической энергией двигателя кондиционера установить преобразователь частоты, который будет регулировать угловую скорость вращения двигателя в зависимости от данных, получаемых от датчика температуры.

2 Аналогично предыдущему  варианту предусматривается установка датчика температуры на каждый преобразователь частоты; установка на каждый шкаф с электрооборудованием вентиляторов крышного типа с преобразователями частоты.

Обе системы охлаждения будут  работать по алгоритму представленному  на рисунке 14.

Рассмотрим подробнее  каждый из вариантов.

3.2 Система охлаждения с применением моноблочного кондиционера Classic, монтируемого в стойке

Моноблочные кондиционеры серии Classic (рисунок 15) предназначены для поддержания необходимых микроклиматических параметров в закрытых шкафах электрического и электронного оборудования как внутреннего, так и наружного исполнения.

 

Кондиционеры Classic монтируются на внешней стойке шкафа в стандартной стойке модуля электронного оборудования.

Рисунок 14 – Алгоритм работы системы охлаждения

Модельный ряд серии представлен 8 моделями с диапазоном хладопроизводительности от 0,5 до 3кВт [2].

С целью обеспечения нормальной работы электронного оборудования при  низких наружных температурах (в зимнее время) кондиционер опционально  комплектуется электронагревателем  требуемой мощности с термостатом  защиты от перегрева.

 

Рисунок 15 – Общий вид кондиционера Classic

Система автоматизации и  управления предусматривает следующие  возможности:

– мониторинг и регулирование температуры на основании показаний датчиков температуры воздуха наружного и внутреннего контура;

– изменение уставок компрессора  и электронагревателя.

– соединительный порт для  подключения инфракрасного диагностического модуля.

На рисунке 16 представлена схема распределения охлаждённого воздуха с применением моноблочного кондиционера Classic.

Рисунок 16 – Схема охлаждения шкафов с электрооборудованием с применением моноблочного кондиционера Classic

На рисунке 17 представлена электрическая схема системы охлаждения с применением моноблочного кондиционера Classic

 

Рисунок 17 – Электрическая схема системы охлаждения с с применением моноблочного кондиционера Classic

3.3 Расчёт мощности охлаждения моноблочного кондиционера Classic

Исходные данные для расчёта: высота шкафов – 2,5м; длина – 8м; ширина – 0,5м.

Расчет мощности производится по формуле:

 

где - мощность теплопритоков помещения;

–мощность теплопритоков  от электрооборудования.

Определим мощность теплопритоков  помещения:

 

где а – длина помещения;

b – ширина помещения;

h – высота помещения;

q – коэффициент отражения тепла от поверхности, равный 30Вт/м³ для затемнённых помещений [4].

 

Мощность теплопритоков  от электрооборудования рассчитывается как 1% от номинальной мощности, потребляемой электрооборудованием.

Номинальная мощность всех электроприёмников в рассматриваемых  шкафах с электрооборудованием – 215кВт (см. раздел 5).

Определим мощность теплопритоков  от электрооборудования:

 

Определим расчётную мощность охлаждения:

 

Принимаем к установке кондиционер Classic типа CS047120B, технические характеристики которого приведены в таблице 1 [2].

Таблица 1   Технические характеристики  кондиционера Classic CS047120B

Параметры кондиционера	Величина параметра
Мощность охлаждения, кВт	3
Мощность приводного двигателя, кВт	1,1
Питающее напряжение, В	230
Кратность пускового тока	5,5
Суммарное сопротивление, Па	186
Свободное давление, Па	985
Полное давление, Па	1300
Частота вращения колеса, об/мин	3900

 

3.4 Система охлаждения с применением крышных кондиционеров «Веза»

3.4.1 Общие сведения о крышных кондиционерах

Кондиционеры компактные панельные — устройства, обеспечивающие обработку воздуха с производительностью 200…4000 м³/ч. Кондиционеры предназначены для объектов промышленного и гражданского строительства, могут применяться в качестве приточно-вытяжных, вентиляционных и отопительно-вентиляционных установок [4]. Кондиционеры могут работать на наружном или рециркуляционном воздухе, либо на их смеси. Раздача воздуха осуществляется как по сети воздуховодов, так и непосредственно в помещениях. Могут быть установлены практически в любом положении: на полу, потолке, стенах. Кондиционер состоит из ряда функциональных элементов, которые можно комбинировать в соответствии с конкретной заданной технологией, обеспечивая эффективную обработку воздуха. Установки могут обеспечить следующие процессы обработки воздуха:

– очистку — с использованием карманных и ячейковых фильтров. Возможна двухступенчатая очистка воздуха;

– нагрев — осуществляется водяными и электрическими нагревателями;

– охлаждение и осушка — производится с использованием охладителей, работающих на различных хладагентах;

– рециркуляция — обеспечивается вводимой в установку смесительной секцией, содержащей необходимое количество воздухозаборных клапанов.

Применение этих кондиционеров  наиболее целесообразно в небольших помещениях с ограниченным объемом, т.е. при небольшой потребности в воздухе. Кондиционеры имеют либо моноблочную (общий корпус), либо блочную (комплект функциональных блоков, имеющих унифицированные присоединительные размеры) структуру. Корпуса кондиционеров выполнены в виде каркасной конструкции из специального профиля. Кондиционеры предназначены для эксплуатации в условиях умеренного и холодного (УХЛ) и сухого тропического (ТС) климата 3-й категории размещения по ГОСТ 15150.

По конструктивно-параметрическим особенностям кондиционеры компактные панельные делятся на три типа [4]:

– кондиционеры компактные панельные блочные ККПБ;

– кондиционеры компактные панельные моноблочные ККП;

–кондиционеры компактные панельные моноблочные малогабаритные.

В данном случае установим кондиционеры компактные моноблочные малогабаритные (ККП-М), которые представляют собой набор функциональных элементов, объединённых общим корпусом, к которому могут быть присоединены промежуточная камера или (и) шумоглушитель. Все варианты ККП-М выполняются в одинаковых корпусах с сохранением габаритных и присоединительных размеров.

На рисунке 18 представлен один из возможных конструктивных вариантов, включающий воздухозаборный клапан, фильтр ячейковый, водяной воздухоохладитель, вентилятор. Кондиционер показан в двух видах: со стороны выхлопа и воздухозаборного клапана.

Рисунок 18 – Кондиционер компактный моноблочный малогабаритный

 

3.4.2 Система автоматического управления (САУ)  
кондиционера

По требованию заказчика  кондиционеры комплектуются приборами автоматики и управления, обеспечивающими его работу по заданным циклам и параметрам.

Система автоматизации и  управления предусматривает следующие  возможности:

– обеспечение воздухозабора (атмосферного или смешанного рециркуляционного). Осуществляется через управление соответствующим клапаном с помощью электропривода;

– поддержание постоянной температуры приточного воздуха. Температура контролируется по датчику, устанавливаемому обычно в воздуховоде на выходе;

– защита водяного воздухонагревателя от замораживания. Производится по температуре обратной воды и по температуре воздуха.

– защита электрокалорифера от перегрева. Защита осуществляется с помощью термореле аварийного перегрева. Для обеспечения электропожарной безопасности предусмотрена защита от перегрузки (К.З.), перегрева и блокировка при остановке электродвигателя вентилятора;

– регулирование воздухоохлаждения. Воздухоохладитель комплектуется трёхходовым клапаном, управление которым осуществляется контроллером;

– индикация запылённости воздушного фильтра. При увеличении запылённости воздушного фильтра происходит изменение разности давления по обе стороны фильтра, вследствие чего срабатывает датчик-реле перепада давления фильтра, зажигается индикатор «Фильтр», как правило, без остановки работы системы;

– индикация остановки или неисправности вентилятора. При остановке или неисправности вентилятора (обрыв ремня и т.д.) происходит изменение разности давления, вследствие чего срабатывает датчик-реле давления вентилятора, выключается индикатор «Вентилятор», зажигается индикатор «Авария» и отключается кондиционер;

– защита от коротких замыканий и перегрузок в электрических цепях. Защита реализована стандартным образом с помощью автоматических выключателей и тепловых реле магнитных пускателей.

3.4.3 Элементы САУ

Система автоматического  управления имеет следующую структуру:

– шкаф САУ (ШСАУ) осуществляет управление работой блоков кондиционера в заданном режиме: производит приём и обработку сигналов, поступающих от контрольных датчиков и выдачу соответствующих команд исполнительным механизмам. Конструктивно выполнен в виде настенного шкафа, на двери которого установлены органы управления и индикаторы, а через верхнюю стенку осуществляется подвод электрокабелей;

– группа датчиков осуществляет постоянный контроль за параметрами обрабатываемого воздуха и теплоносителей, циркулирующих по системам кондиционера, и выдачу информации для ШСАУ;

– группа исполнительных механизмов (электроприводы, клапаны, насосы, вентиляторы) по команде ШСАУ открывает и закрывает воздушные клапаны кондиционера, регулирует подачу и расход воды в блоках кондиционера, обеспечивает её циркуляцию, создаёт и направляет воздушный поток.

На рисунке 19 представлена функциональная схема САУ ККП-М.

Рисунок 19 – Функциональная схема САУ ККП-М

На рисунке 20 представлена система охлаждения с помощью крышных кондиционеров.

Рисунок 20 – Схема охлаждения шкафов с электрооборудованием с  
применением крышных кондиционеров «Веза»