Автоматизация линии производства сахара

Дополнительно в цепи управления задвижками установлены датчики при срабатывании которых электродвигатель задвижки включается/отключается, и загорается сигнальная лампа HL.

Остановка любого технологического оборудования производится в любой момент времени при нажатии кнопок «Стоп», а также при срабатывании вышеперечисленных датчиков. Для каждого двигателя предусмотрена защитное отключение при токовых перегрузках – установлены электротепловые реле КК.

1) Пуск и остановка конвейера. При замыкании контакта SА 1 «Пуск» через катушку магнитного пускателя КМ 1 проходит ток по цепи частотный преобразователь HS1,включение лампы HL1, клемма N. Лампа HL1 предупреждает о подачи электроэнергии на конвейер. Прекращение движения конвейера происходит в любой момент при переключении регулятора SA 1 и также при перегрузке двигателя в результате срабатывания электротеплового реле КК 1.

 

2) Пуск и остановка диффузионной установки. При замыкании контакта SА 2 «Пуск»  через катушку магнитного пускателя КМ 2 проходит ток по цепи частотный преобразователь HS2,включение лампы HL 2, клемма N. Лампа HL 2 предупреждает о подачи электроэнергии на конвейер. Прекращение движения конвейера происходит в любой момент при размыкании контакта  SA 2 ,а также при перегрузке двигателя в результате срабатывания электротеплового реле КК 4.

3) Пуск и остановка ленточного конвейера.При нажатии на кнопку SB 1 «Пуск» катушку магнитного пускателя КМ 3 проходит ток по цепи: клемма SА 3, замкнутые контакты кнопки SB 2, магнитного пускателя КМ 3, электротеплового реле КК 2 , клемма N. Магнитный пускатель срабатывает, замыкая свои контакты. Замыкание контакта КМ 3 обеспечивает самоблокировку магнитного пускателя, после чего кнопку SB 1 можно опустить. Замыкания трех контактов КМ 3 силовой цепи приводит к включению ленточного конвейера  в работу. Замыкание контакта КМ 1.1 приводит к включению лампы HL 20 и тем самым подаче сигнала о работе нории. Прекращение движения конвейера происходит в любой момент при нажатии кнопки SB 2, а также при перегрузке двигателя в результате срабатывания электротеплового реле КК 2. Тумблер SA 3 осуществляет переключение с АРМ на местное управление на объекте, что позволяет проводить ремонтные работы при неисправности нории.

4) Пуск и остановка конвейера. При замыкании контакта SА 4 «Пуск»  через катушку магнитного пускателя КМ 4 проходит ток по цепи частотный преобразователь HS3,включение лампы HL4, клемма N. Лампа HL4 предупреждает о подачи электроэнергии на конвейер. Прекращение движения конвейера происходит в любой момент при нажатии кнопки SА 4, а также при перегрузке двигателя в результате срабатывания электротеплового реле КК 5.

5) Пуск и остановка вакуум-фильтра. При нажатии на кнопку SB 4 «Пуск» катушку магнитного пускателя КМ 5 проходит ток по цепи: клемма SА 5, замкнутые контакты кнопки SB 4, магнитного пускателя КМ 5, электротеплового реле КК 3 , клемма N. Магнитный пускатель срабатывает, замыкая свои контакты. Замыкание контакта КМ 3 обеспечивает самоблокировку магнитного пускателя, после чего кнопку SB 1 можно опустить. Замыкания трех контактов КМ 5 силовой цепи приводит к включению ленточного конвейера  в работу. Замыкание контакта КМ 2.1 приводит к включению лампы HL 5 и тем самым подаче сигнала о работе нории. Прекращение движения конвейера происходит в любой момент при нажатии кнопки SB 5, а также при перегрузке двигателя в результате срабатывания электротеплового реле КК 3. Тумблер SA 5 осуществляет переключение с АРМ на местное управление на объекте, что позволяет проводить ремонтные работы при неисправности вакуум-фильтра.

 

 

4 Расчет сечения и выбор силового кабеля

В качестве материала для токопроводящих жил в кабельной продукции     используются металлы, обладающие хорошей электропроводностью: медь и алюминий.

Медь — металл красного цвета, розовый в изломе, обладает лучшей после серебра электропроводностью. Расширение диапазона и объемов применения меди ограничено ее высокой стоимостью.

Алюминий—металл серебристо-белого цвета, втрое легче меди. Его электропроводность в полтора раза ниже, чем у меди. Алюминий значительно дешевле меди, чем и обусловлено его весьма широкое применение.

Используемые электродвигатели сведены в таблицу 1.

4.1 Определение расчетной нагрузки силовых электропроводов и кабелей

Определение расчетной нагрузки сводится к нахождению полной мощности токоприемников в соответствии с формулой:

,      (1)

где Ру – установленная активная мощность потребителя, кВт;

Qy – реактивная мощность потребителя, кВт.

Реактивную мощность потребителя рассчитывают по формуле

,      (2)

где φном – угол, соответствующий среднему значению коэффициента мощности потребителя, cosφном = 0,8 (определяется по таблице). [7]

tgφном = 0,75

кВт

кВт

кВт

кВт

Определение суммарной установленной полной мощности группы характерных потребителей производят по формуле:

,      (3)

где Рсум – суммарная установленная активная мощность группы потребителей, кВт;

Qсум – суммарная реактивная мощность группы потребителей, кВт.

По значению установленной полной мощности потребителя определяют расчетный ток каждого потребителя в отдельности с учетом коэффициента спроса в соответствии с выражением

,     (4)

где Uном – номинальное напряжение, В, U = 380 В;

Кс – коэффициент спроса, Кс = 0,75 (определяется по таблице). [7]

А

А

Аналогичным образом находим расчетные значения тока группы потребителей в целом:

      (5)

А.

Таблица 1  - Ведомость установленных электродвигателей

Наименование	Электродвигатель
	Тип	cosφ	Мощность, кВт	Ном. ток, А	Количество, шт	Общая мощность, кВт
Ленточные конвейеры	АИМ100S2	0.8	4	7.72	2	8
Аппарат дефекации	АИР112M4	0.5	5.5	17.37	1	5.5
Диффузионная установка	АИР112M4	0,5	5,5	17,37	1	5.5
Вакуум-фильтр	АИМ100S2	0.8	4	7.72	1	4

 

4.2 Расчет и выбор  силовых электропроводов и кабелей  по нагреву и на потерю напряжения

       Расчет проводов  и кабелей по нагреву заключается  в выборе соответствующих сечений  и марки изоляции. При этом  сечения проводов и кабелей  должны быть выбраны с таким  расчетом, чтобы максимальные длительные  допустимые значения токов I∞ для этих сечений были равными или больше расчетных значений токов Iр  для рассматриваемого участка сети, т. е.

                                                          Iр≤I∞.                                                            (7)

      В соответствие с этим для  нории выбираем трехжильный медный кабель 3х2,5 мм2, для всех остальных– трехжильный медный кабель 3х1 мм2, общий кабель – трехжильный медный кабель 3х4 мм2. [7]

Наряду с проверкой по нагреву кабели и провода проверяются на допустимую потерю напряжения, так как согласно «Правилам устройства электроустановок» принято, что при эксплуатации напряжение на зажимах электродвигателей не должно отличаться более чем на ±5% номинального значения. Для силовых сетей, выбранных исходя из допустимой нагрузки, т. е. по условиям нагрева, в большинстве случаев потеря напряжения обычно не превышает допустимых значений. Однако при больших расстояниях от источника питания до токоприемников приходится выбирать провода и кабели по потере напряжения и в силовых сетях. Для трехфазных линий электроснабжения проверку сечения проводов и кабелей на потерю напряжения

производят по формуле:

                          ,                     (8)  

 где  Uном – номинальное напряжение, В, U = 380 В;

      cos φ – значение коэффициента мощности потребителя;

      Х0 – индуктивное сопротивление линии, Ом, Х0 = 0,4 Ом/км;

      R0 – активное сопротивление линии, Ом;

      l – расчетная длина участка цепи, м;

      Рр – расчетная мощность, кВт.

Активное сопротивление находим по формуле:

                                       ,                                                                 (9)

где ρ – удельное сопротивление провода, Ом·мм2/м, для меди ρ=0,0175 Ом·мм2/м.

Ом.

%

Ом

%

Для общего кабеля:

Ом.

%.

В соответствие с полученными расчетами и условиями прокладки выбираем трехжильный медный кабель марки НРГ сечением: для нории выбираем трехжильный медный кабель 3х2,5 мм2, для всех остальных– трехжильный медный кабель 3х1 мм2, общий кабель – трехжильный медный кабель 3х4 мм2.

 

 

 

 

 

 

 

5 Выбор пускорегулирующей аппаратуры

Аппаратура управления и защиты должна обеспечивать: включение и отключение электроприемников и участков сетей в нормальном режиме работы, надежное отключение электроприемников и линий для ревизий и ремонтных работ; защиту от всех видов коротких замыканий и перегрузок.

5.1 Автоматические выключатели

Предназначены для защиты электрических цепей от перегрузок недопустимой продолжительности токов короткого замыкания. Кроме этого выключатели могут быть встроены в комплексные устройства для защиты, пуска и остановки электродвигателей, а также для нечастых оперативных включений цепей электричества.

Автоматы АП50 применяют для электродвигателей мощностью до 20 кВт при напряжении 380В с номинальным током теплового расцепителя 50 А.

5.2 Магнитные пускатели

Предназначены для дистанционного пуска, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей. При наличии тепловых реле пускатели осуществляют защиту электродвигателя от перегрузки, недопустимой продолжительности токов короткого замыкания.

В настоящее время широко распространены магнитные пускатели серии ПМЕ и ПМА.

В данной работе в качестве пускорегулирующей аппаратуры применяются:     - ПМЕ-200;

- тепловое  реле ТРН-25;

- датчик  контроля качества ПКЖ-904А;

                             - датчик давления марки 19U015PA3K,;

- автоматический  выключатель АП-50;

- регулятор  температуры РПД-1;

- реле контроля  скорости РС-67;

- датчик  уровня  марок BT.

Устройство пускателей допускает дистанционное управление или с помощью кнопочного поста. Если кнопочный пост управления устанавливается отдельно, в пускателе между клеммами ставится перемычка.

Установка пускателей на месте монтажа только вертикальная. Вводное устройство допускает подвод кабеля как сверху, так и снизу.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В данном расчётном задание была спроектирована АСУ технологической линии производства сахара.

Были составлены функциональная и принципиальная схемы, рассчитана и подобрана основная пускорегулирующая аппаратура.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Алиев, И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учебн. пособие для вузов. – 4-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2005. – 255 с.
2. Алиев, И.И. Кабельные изделия: справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2004. – 230 с.
3. Гаврилова, Н.Б., Щетинин М.П., Гречук Е.Ю. Технология продуктов питания. – Барнаул-Омск: Изд. АлтГТУ, 2003. – 249 с.
4. Ключников, В.В., Кравченко И.Д, Зыбцев Ю.К.. Автоматизация поточно-транспортной линии. Методические указания к лабораторной работе №2 по дисциплинам ОПД-Ф. 08 «Управление техническими системами» направления «Пищевая инженерия» и ОПД-Ф. 07 «Системы управления технологическими процессами» направления «Производство продуктов питания из растительного сырья» /Алт. гос. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2004. – 52 с.
5. Личко, Н. М. Технология переработки продукции растениеводства / Н.М. Личко. - М.: Колос, 2000. – 280 с.
6. Ключников В. В. Проектирование систем управления технологическими процессами и аппаратами пищевых производств (задачи и упражнения): учебное пособие/ В. В. Ключников. – Баранаул: Изд-во АлтГТУ,2010. – 161с.
7. пищевой промышленности / В.Д. Сукманин, В.Д. Лавров, Ю.П.   Золотин. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 432 с.