Модернизация системы управления работы подпиточного насоса котельной

Модернизация системы управления работы подпиточного насоса котельной

Модернизация системы управления работы подпиточного насоса котельной

Введение

Автоматика в современной системе отопления - одна из важнейших составляющих. С помощью нее вы не только создаете себе наиболее комфортные условия, но и экономите деньги, сокращая расход топлива, а также продлеваете жизнь своему котлу.

Современную котельную: котлы и насосы в частности невозможно представить себе без систем автоматики, объединивших все последние достижения в области управления тепловыми и гидравлическими процессами.

При эксплуатации водогрейных котлов и отопительных котельных, помимо вопросов контроля и оперативного регулирования параметров, остро стоят вопросы безопасности и повышения экономических показателей. Все эти вопросы невозможно решить без применения современных средств автоматического управления и контроля автоматики управления котельной.

Поэтому современные системы автоматизации состоят из приборов и оборудования, обеспечивающих комплексное регулирования режима и безопасность их работы. Осуществление комплексной автоматизации предусматривает сокращение обслуживающего персонала в зависимости от степени автоматизации. Некоторые из применяемых систем автоматики способствуют автоматизации всех технологических процессов в котельных.

В данном курсовом проекте представлены лишь некоторые средства автоматики управления и автоматики котельных, системы водоподготовки и линии подпиточной воды.

Раздел №2 Краткое описание технологического процесса

В данном курсовом проекте мы рассмотрим модернизацию системы подпиточных насосов котельной. Котельная данного курсового проекта предназначена для отопления без системы ГВС. Расчетные потери в системе теплоснабжения составляют 0,75% от общего объема воды в системе (теплоснабжения) рассчитываемого исходя из мощности источника тепла. Согласно СНиП 2-35-76 для восполнения потерь воды в системе, устанавливается подпиточный насос. До применения частотного преобразователя контроль объема воды контролировался по электроконтактному манометру, система управления была не совершена приходилось пренебрегать возможными гидроударами системы отопления, частым включением и выключением с мгновенным запуском, зачастую все это приводило к перерасходу электроэнергии и ускоренному выходу из строя подпиточного насоса. С появлением частотного преобразователя, кстати нашедшего широчайшего применение в различных областях промышленности, ситуация кардинально улучшилась.

Практика показывает, что применение частотных преобразователей на насосных станциях позволяет:

l экономить электроэнергию (при существенных изменениях расхода), регулируя мощность электропривода в зависимости от реального водопотребления (эффект экономии 20-50 %);

l  снизить расход воды, за счёт сокращения утечек при превышении давления в магистрали, когда расход водопотребления в действительности мал (в среднем на 5 %);

l  уменьшить расходы (основной экономический эффект) на профилактический и капитальный ремонт сооружений и оборудования (всей инфраструктуры подачи воды за счет резкого уменьшения числа аварийных ситуаций, вызванных в частности гидравлическим ударом, который нередко случается в случае использования нерегулируемого электропривода (доказано, что ресурс службы оборудования повышается минимум в 1,5 раза);

l  достичь определённой экономии тепла в системах горячего водоснабжения за счёт снижения потерь воды, несущей тепло;

l  увеличить напор выше обычного в случае необходимости;

l  комплексно автоматизировать систему водоснабжения, тем самым снижая фонд заработной платы обслуживающего и дежурного персонала, и исключить влияние «человеческого фактора» на работу системы, что тоже немаловажно.

Раздел№3 Функционально-структурное пояснение курсового проекта

Ввод в строй котельной начинается с заполнения контура отопления водопроводной водой посредством открытия предохранительного клапана (далее. ПЗК) управляемого со шкафа управления представленного на функциональной схеме УА1. Посредством нажатия кнопки запуска на двери шкафа управления (далее ШУ) запускаем насос представленного на функциональной схеме К 3.1.

Примечание: Если насос К3.1 оказался неисправен, аналогичным способом запускаем резервный К3.2.

Начинается заполнение системы контура отопления котельной. Далее удостоверившись, что контур отопления котельной заполнен, посредством выхода воды из воздушных патрубков(воздушников). Подпиточный насос останавливается нажатием кнопки с двери ШУ и переводится переключателем в режим авт. (автоматический). После технологической проверки трубопроводов на наличие течи в здании котельной, вводится в строй весь шкаф управления посредством включения вводных автоматов насосов и микроконтроллера. Далее ожидается технологическая пауза, программой микроконтроллера шкафа управления, заданная технологами. После технологической паузы подается сигнал-команда на защитно-комутационную аппаратуру сетевого насоса № 1 (К2.1) на запуск сетевого насоса. Работоспособность сетевого насоса определяет и непосредственно контролирует электроконтактный манометр,(далее ЭКМ), установленный на участке общего трубопровода сетевых насосав на схеме PIS 1, он посредством кабеля в негорючем исполнении марки ВВГ_нг LS соединен со шкафом управления и в частности напрямую с микроконтроллером Logo. При выходе из строя сетевого насоса К2.1 динамическое давление создаваемое этим насосам падает до достижения заданной уставки, стрелка ЭКМ замыкает контакты реле. На двери ШУ выдается световая сигнализация, контролер отдает команду об остановке двигателя насоса и в водит в запуск резервный агрегат К2.2.

Примечание: Если резервный сетевой насос оказался не исправен, микроконтроллер осуществляет его остановку с выдачей световой сигнализации на панель оператора ШУ. Дабы избежать перегрев котла и его разрушение, автоматикой котла обязательно предусмотрено при достижении минимальной уставки гидравлического давления после котла его немедленное отключение и остановку горелочного оборудования с перекрытием всех электромагнитных клапанов.

Взаимодействие подпиточного насоса с контуром отопления регулируется с помощью двух датчиков электроконтакного манометра PIS 2, и регулятора давления PE 3. При достижении заданной уставки указателем манометра нижнего уровня, сигнализирующего, что уровень воды предельно низок и давление не создается, автоматика шкафа управления посылает сигнал на открытие клапана ПЗК. Параллельно контролером отправляется сигнал на преобразователь частоты о необходимости включения подпиточного насоса, а преобразователь частоты уже включая насос, регулирует частотой тока количество оборотов необходимое для выравнивания давления.

Раздел № 4 Описание принципиальной схемы, шкафа управления

Для включения питания ШУ необходимо включить в шкафу распределительном котельной вводной автомат. Далее подаем питание на микроконтроллер Logo включением автомата QF1, нажатием кнопки SB1 осуществляем пуск программы, тем самым подавая питание на ЭКМ №2. Сигнал проходя через нормально замкнутые контакты ЭКМ отвечающие за нижний порог давления воды, поступают на вход i5, тем самым открывая клапан ПЗК посредством подачи сигнала с выхода Q12, на реле К1 и замыкания контакта К1.1 После технологической паузы записанной в программе для внешнего осмотра помещения котельной на наличие протечек воды. Включаем автоматы QF10 для подачи питания на контакт К1.1 отвечающий за открытие ПЗК, QF5,QF6 для подачи питания на подпиточный насос. Запуск насоса производим нажатием кнопки включателя SB4.1, проходя через нормально замкнутый контакт кнопки включателя отвечающей за отключение насоса, поступает на катушку контактора КМ3 тем самым замыкая контакты контактора. Контакт КМ 3.4 замыкаясь включает обводную линию схемы в обход контакта кнопки запуска SB4.1, тем самым фиксирует питание насоса. Для предохранения от токовых перегрузок после контактора КМ3 установлено тепловое реле перегрузок КК3, которое своим контактом КК3.4 в случае превышения установленного значения разомкнет свой нормально замкнутый контакт КК3.4 и тем самым оборвет цепь «нуля» подходящую к катушке контактора.

Примечание: Если насос подпиточный К3.1 оказался не исправен, отключение насоса производится нажатием клавиши «выкл» кнопки SB 4, тем самым размыкая нормально замкнутый контакт SB 4.2. Обрывается цепь питания подходящая к катушке контактора, тем самым размыкая контакты контактора КМ 3. Запуск резервного насоса К3.2 производится аналогичным способом.

После заполнения системы теплоснабжения котельной, производим запуск сетевого насоса К2.1, нажатием клавиши пуск кнопки SB2 замыкаем контакт SB 2.1 далее сигнал поступает на катушку контактора КМ1 проходя через переключатель SA 1 и нормально замкнутый контакт кнопки SB 2 отвечающий за остановки двигателя в ручном режиме управления. Далее сигнал со входа i3 контролера Logo пропадает сигнализируя что гидравлическое давление повысилось и достаточное для циркуляции воды в системе теплоснабжения и запуска котла. Далее сигнал с выхода Q1 поступает на переключатель SA 1, переводим рукояткой переключателя SA в положение авт.(автоматическое) и далее работай сетевых насосов управляет контролер. Счетчики наработки рабочего времени сетевых насосав (РС3, РС4) включаются сразу же как только замыкаются контакты контактора (КМ1, КМ2) через нормально замкнутые контакты КМ1.5 и КМ2.5

При выходе из строя сетевого К2.1 давление сетевой воды падает до предельно низкого уровня о чем сигнализирует ЭКМ№1 замыкая контакты в своем блоке реле и сигнал о низком давлении поступает на вход i3 контролера. Контролер выдает сигнал на размыкание цепи Q1 - SA1, далее посредство подачи сигнала с выхода Q5 выдается световая сигнализация о неисправности сетевого насоса №1 (К2.1). Запускается резервный сетевой насос посредством подачи сигнала с выхода Q2 по проводу №11 на переключатель SA2. Где проходя через нормально замкнутый контакт КК2.4 подается напряжение на катушку обмотки КМ2, тем самым замыкая контакты контактора КМ2 и далее через тепловое реле КК2 подается питание на сетевой насос №2.

Регулирование давления сетевой воды перед сетевым насосом осуществляет преобразователь частоты фирмы “Toshiba” TOSVERT VF-S11- 7,5 кВт. Частотное регулирование скорости вращения вала асинхронного двигателя осуществляется с помощью электронного устройства, которое принято называть частотным преобразователем. Вышеуказанный эффект достигается путём изменения частоты и амплитуды трёхфазного напряжения, поступающего на электродвигатель. Таким образом, меняя параметры питающего напряжения (частотное управление), можно делать скорость вращения двигателя как ниже, так и выше номинальной. Входным сигналом служит аналоговый сигнал преобразователя давления тензорезисторного типа, который пропорционально давлению на чуствительный элемент изменяет сопротивление, изменяя тем сам выходную величину постояного тока в пределах от 4мА до 20мА.

частотный преобразователь котельная насос

Раздел № 5 Описание выбранных средств автоматизации

В современной теплоэнергетической промышленности комплексной автоматизации уделяется большое внимание. Это объясняется сложностью и высокой скоростью протекания технологических процессов, а также чувствительностью их к нарушению режима, вредностью условий работы, взрыво- и пожароопасностью перерабатываемых веществ и т.д.

Автоматизация производства сокращает долю физического труда, увеличивает производительность труда, улучшает качество и снижает себестоимость выпускаемой продукции.

Микропроцессорные контроллеры

Микропроцессорные контроллеры относятся к классу программно-аппаратных средств и ориентированы на решение конкретной задачи или набора однотипных задач. Их внедрение - основное направление повышения уровня автоматизации технологических процессов. Они предназначаются как для реализации алгоритмов регулирования и различного преобразования аналоговых и дискретных сигналов.

5.1 Логический микроконтроллер "Basic" LOGO! 230RCo

Универсальные логические модули LOGO! предназначены для замены традиционных схем управления, выполненных на основе реле, контакторов и подобных им устройств. Алгоритм функционирования модулей задаётся программой, составленной из набора встроенных функций, который включает в себя самые распространённые на практике логические функции, в том числе шесть базовых (AND,OR, NOT, NAND, NOR, XOR), а также ряд специализированных функций (задержка включения и выключения, импульсное реле, выключатель с часовым механизмом, реле с самоблокировкой, тактовый генератор и др.).Для хранения управляющей программы в модуле имеется встроенное энергонезависимое запоминающее устройство (EEPROM). Создание резервной копии программы, а также перенос её на другие модули LOGO! могут быть осуществлены с помощью специального модуля памяти.

Универсальные логические модули LOGO! являются компактными функционально законченными изделиями, предназначенными для построения наиболее простых программируемых устройств автоматического управления:

• Универсальные логические модули:

LOGO!Basic с встроенной клавиатурой и дисплеем;

LOGO!Pure без клавиатуры и дисплея.

• Модули расширения:

8- и 16-канальные модули ввода-вывода дискретных сигналов DM8 и DM16; - 2-канальные модули ввода аналоговых сигналов AM2 и AM2 PT100;

2-канальный модуль вывода аналоговых сигналов AM2 AQ;

коммуникационные модули для подключения к сетям AS-Interface, LON Works и KNX.

• Модули блоков питания LOGO!Power.

Преимущества контролера:

• Компактное, комфортабельное, экономичное и универсальное решение для построения наиболее простых устройств автоматического управления.

• Простота обслуживания, удобное и простое программирование.

• "Все в одном": интегрированный дисплей и клавиатура, программируемая логика, библиотеки встроенных функций, входы и выходы. • До 200 функций на программу.

• Программирование с встроенной клавиатуры без использования программатора и специального программного обеспечения (только в LOGO! Basic).

• Поддержка кириллицы, формирование сообщений на русском языке.

• Дистанционное программирование и диагностика с использованием программного обеспечения LOGO!SoftComfort от V6.0.

• встроенные часы реального времени (кроме LOGO! 24 и 24o);

• 8 основных и 28 специальных функций;

• максимальный объём программы до 130 функциональных блоков;

• крепёжный узел для монтажа на 35 мм профильную DIN_шину;

• диапазон рабочих температур от 0 до +55°С;

• степень защиты корпуса IP20;

Конструкция Модули LOGO! DM выпускаются в пластиковых корпусах размерами 36х52х90 или 72х52х90 мм и имеют степень за- щиты IP 20. На их корпусах расположены:

• Клеммы для подключения цепи питания. • Клеммы для подключения входных цепей

• Клеммы для подключения цепей нагрузки.

• Ползунок перевода соединителя внутренней шины в рабочее положение.

• Индикатор режима работы RUN/STOP.

• Кодировочные штифты.

• Интерфейс подключения модулей расширения.

• Кодировочные пазы. Все модули LOGO! монтируются на 35 мм профильную шину DIN или на плоскую поверхность. Объединение всех модулей в единое устройство осуществляется через внутреннюю шину логического модуля LOGO! Внешние цепи монтируются про- водами 1х2.5 мм 2 или 2х1.5 мм 2 .

Подключение цепей питания

Цепь питания постоянного тока рекомендуется защищать предохранителем. В моделях LOGO! 12/24 RC и LOGO! 12/24 RCo в цепь питания включается предохранитель 0.8 А. В моделях LOGO! 24 и LOGO! 24o в цепь питания включается предохранитель 2 А. Цепь питания переменного тока рекомендуется защищать металлооксидным варистором, рассчитанным на 120%-е номинальное напряжение питания. Например, для этой цели можно использовать варистор S10K275.

Подключение датчиков

В модулях LOGO! 12/24RC, 12/24RCo, 24, 24o все датчики объединены в одну группу, связанную общим проводом (M). Все дискретные и аналоговые датчики включаются между выводами L+ и M внешнего блока питания. В модулях LOGO! 230RC, 230RCo дискретные входы разделены на две изолированные группы. Каждая группа входов имеет свой общий провод и может получать питание от своей фазы. Подключение входов одной группы к разным фазам не- допустимо. К входам модулей LOGO! 230RC, LOGO! 230RCo и LOGO! DM8 230R допускается подключать бесконтактные датчики BERO и индикаторные лампы. Между каждым таким входом и нейтральным проводом должен устанавливаться конденсатор. Рекомендуемый тип конденсатора: 3SB1 420-3D (100 пФ, 2.5 кВ).

Питание на транзисторные выходы поступает непосредственно из модуля. Специальный блок питания нагрузки не нужен. Выходы оснащены защитой от коротких замыканий и перегрузки. Максимальная нагрузка на каждый выход составляет 0.3 А при напряжении =24 В. Выходы выполнены в виде изолированных друг от друга контактов реле. Для питания нагрузки необходим внешний источник питания. Цепь питания нагрузки рекомендуется защищать 16 А автоматическим выключателем с характеристикой B16 (например, 6SX2 116-6).

Программирование

Под программированием мы подразумеваем создание коммутационной программы. Коммутационная программа LOGO! является на самом деле ничем иным, как коммутационной схемой, представленной в слегка измененной форме!

Для программирования логических модулей LOGO! используется набор функций, встроенных в их операционную систему. Все функции сгруппированы в две библиотеки. Библиотека GF содержит базовый набор функций, позволяющий использовать в программе модуля все основные логические операции. Библиотека SF содержит набор функций специального назначения, к которым относятся триггеры, таймеры, счетчики, компараторы, часы и календари, элементы задержки включения и отключения, генераторы, функции работы с аналоговыми величинами и т.д. Общий объем программы ограничен 200 функциями. Это значит, что один модуль LOGO! способен заменить схему, включающую в свой состав до 200 электронных и электромеханических компонентов.

Программирование может выполняться тремя способами:

• С клавиатуры модуля LOGO! Basic.

• Установкой запрограммированного модуля памяти.

• С компьютера, оснащенного пакетом программ LOGO! SoftComfort. Программирование с клавиатуры Программирование модулей LOGO! с клавиатуры выполняется на языке FBD (Function Block Diagram) и напоминает разработку схемы электронного устройства. Этот вариант программирования возможен только для модулей LOGO!Basic.

Процесс программирования сводится к извлечению из библиотек требуемых в данный момент функций, определению соединений входов и выходов данной функции с входами и выходами логического модуля или других функций, а также установке параметров настройки данной функции. Например, времени задержки включения или отключения, параметров предварительной установки и граничных значений счета, граничных значений аналоговых величин и т.д. Во время программирования на экране дисплея модуля отображается только одна из всех используемых в программе функций. Готовая программа может быть переписана в модуль памяти, вставленный в модуль LOGO! Все операции программирования поддерживаются встроен- ной системой меню модуля. В модулях LOGO! от версии 0BA6 все меню могут отображаться на русском языке.

Программирование с помощью LOGO! SoftComfort

Программное обеспечение LOGO! Soft Comfort предоставляет наиболее широкие возможности по разработке, отладке и документированию программ логических модулей LOGO! Разработка программы может выполняться на языках LAD (Ladder Diagram) или FBD. Допускается использование сим- вольных имен для переменных и функций, а также необходимых комментариев. В отличие от программирования с клавиатуры обеспечивается наглядное представление всей программы, поддерживается множество сервисных функций, повышающих удобство разработки и редактирования программы. Разработка, отладка и полное тестирование работы программы может осуществляться в автономном режиме без наличия реального модуля LOGO! Готовая программа может загружаться в логический модуль или записываться в модуль памяти, а также сохраняться на жестком диске компьютера. Логические модули LOGO! исполнения …0BA6 и программное обеспечение LOGO! Soft Comfort от V6.0 и выше позволяют выполнять операции программирования и диагностики через системы модемной связи.

Программирование с помощью модуля памяти

Программирование логических модулей LOGO! может выполняться установкой в его паз модуля памяти с заранее за писанной в него программой. После установки модуля памяти и включения питания в LOGO!Pure программа автоматически копируется из модуля памяти в память логического модуля, после чего выполняется автоматический запуск программы.

Подключение внешних цепей модулей DM8 и DM16

Рекомендации по подключению внешних цепей логических модулей LOGO! справедливы и для модулей расширения DM8 и DM16 соответствующих модификаций.

Система ввода-вывода Наиболее простые устройства управления могут быть построены на основе логического модуля LOGO!Basic или LOGO!Pure без использования модулей расширения. Для построения более сложных устройств логический модуль дополняется необходимым набором модулей расширения. Максимальная конфигурация позволяет обслуживать 24 дискретных и 8 аналоговых входов, а также 16 дискретных и 2 аналоговых выхода.

5.2 Логический модуль расширения LOGO! DM 16 230R

Модули DM8, DM16, AM2, AM2 PT100 и AM2 AQ позволяют получать необходимый набор входов и выходов, обслуживаемых логическим модулем LOGO! через внутреннюю шину расширения. Коммуникационные модули позволяют использовать модули LOGO! в сетевых конфигурациях. Для этой цели могут использоваться модули следующих типов:

• LOGO! CM - коммуникационный модуль ведомого устройства сети AS-Interface с 4 виртуальными дискретными входами и 4 виртуальными дискретными выходами.

• LOGO! CM EIB/KNX - коммуникационный модуль веду- щего устройства сети KNX с 24 виртуальными дискрет- ными входами, 8 виртуальными аналоговыми входами, 12 виртуальными дискретными выходами и 2 виртуальными аналоговыми выходами.

• LOGO! CM LON - коммуникационный модуль ведущего устройства сети LON Works с 16 виртуальными дискретны- ми входами, 8 виртуальными аналоговыми входами и 12 виртуальными дискретными выходами.

При использовании модулей расширения необходимо соблюдать следующие правила:

• Модули DM8/DM16 могут подключаться только к модулям с таким же уровнем напряжения питания и родом тока. Для исключения ошибок при монтаже все модули снабжены устройствами механической кодировки.

• Аналоговые и коммуникационные модули могут подключаться к модулям любого типа.

• Для повышения быстродействия устройства управления непосредственно за логическим модулем рекомендуется устанавливать сначала дискретные, потом аналоговые, потом коммуникационные модули расширения.

5.3 Контактор (электромагнитный пускатель)

В данной технологической схеме контакторы осуществляют запуск сетевых насосов. Посредством коммутации между пусковыми автоматами и тепловым реле, в нашей принципиальной схеме сетевые насосы находятся в постоянной работе, для фиксации контактов контактора была задействована катушка управления.

Контакторы электромагнитные представляют собою коммутационные аппараты и предназначаются для дистанционного пуска, останова и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором в сети переменного тока частотой 50/60 Гц с напряжением до 660 В (категория применения АС-3) и для дистанционного управления электрическими цепями в которых ток включения равен номинальному току нагрузки (категории применения АС-1). Совместно с тепловыми реле контакторы осуществляют защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз.

Принцип работы контакторов.

Конструктивно контакторы состоят из электромагнитной системы, системы главных контактов, дугогасительной системы. Электромагнитная система контактора состоит из неподвижной и подвижной частей. Катушка управления электромагнитной системы при протекании через нее электрического тока притягивает подвижную часть, при этом происходит замыкание главных контактов. Отключение контактора происходит после обесточивания катушки управления под действием отключающей пружины. Дугогасительная система обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей при размыкании главных контактов. Для расширения функциональных возможностей контакторов совместно с ними можно использовать ряд дополнительных устройств: приставки контакторные, приставки выдержки времени, реле тепловые, устройства блокировочные.

Характеристики выбранных контакторов.

5.4 Реле перегрузки (тепловое реле)

Реле перегрузки служат в нашей схеме для отключения двигателя насоса при возможном выходе из строя насоса посредством определеного значения токовых уставок.

Тепловые реле серии РТЭ предназначены для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от токовых перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз. Реле применяются в качестве комплектующих изделий в схемах управления электроприводами в цепях переменного тока напряжением 660 В, частотой 50-60 Гц и постоянного тока напряжением 440 В.

Характеристики выбранных контакторов.

5.5 Преобразователь частоты TOSVERT VF-S11

Частотный преобразователь (преобразователь частоты) - это устройство состоящее из выпрямителя (моста постоянного тока), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный и инвертора (преобразователя) (иногда с ШИМ), преобразующего постоянный ток в переменный требуемых частоты и амплитуды. Выходные тиристоры (GTO) или IGBT обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Для исключения перегрузки преобразователя при большой длине фидера между преобразователем и фидером ставят дроссели, а для уменьшения электромагнитных помех - EMC-фильтр

Инвертор фирмы Toshiba серии VF-S11 позволяет в данной технологической схеме осуществлять плавный пуск и торможение двигателей подпиточных насосов, а также осуществляет плавное поддержания давления сетевой воды по средством ПИД регулятора датчика давления.

Инвертор серии VF- S11 защищает двигатель от перегрузок с помощью цепи контроля перегрузки (электронная термозащита). Заданный по умолчанию ток термозащиты соответствует номинальному току инвертора.

Осуществление ПИД - регулирования.

Команда F359 : Время задержки ПИД- регулирования

Команда F360 : ПИД- регулирование

Команда F362 : Коэффициент передачи пропорционального регулятора

Команда F363 : Коэффициент передачи интегрального регулятора

Команда F366 : Коэффициент передачи дифференциального регулятора

Настройка ПИД - регулятора

Установите параметр F360 (ПИД-регулирование) =1 (включёно). (1) Рекомендуется при этом присвоить параметрам АСС (время разгона) и dЕС (время замедления) как можно меньшие значения (0.1 сек). (2) Если существует необходимость ограничить выходную частоту, настройте параметры UL (максимальная частота) и LL (минимальная частота). Даже если задание для процесса поступает с панели управления, диапазон принимаемых им значений будет ограничен пределами UL и LL.

) Настройка коэффициентов ПИД-регулирования. Настройте величины коэффициентов ПИД - регулирования в соответствии со значениями технологических данных, сигналом обратной связи и объектом управления. Для этого используются следующие параметры

F362 (Коэффициент передачи пропорционального регулятора (П)) Этот параметр используется для настройки коэффициента передачи пропорционального регулятора в процессе ПИД - регулирования. Поправочный коэффициент, пропорциональный отклонению (разнице между установленной частотой и той, что фактически имеется по результатам обратной связи), получается путём умножения этого отклонения на заданное значение параметра. Увеличение коэффициента передачи пропорционального регулятора увеличивает чувствительность системы (ускоряет отклик на отклонение). Однако чрезмерное его увеличение может привести к нежелательным последствиям, таким как автоколебания.

F363 (Коэффициент передачи интегрального регулятора (И)) Этот параметр используется для настройки коэффициента передачи интегрального регулятора в процессе ПИД- регулирования. Устраняются все отклонения, оставшиеся после пропорционального регулирования (функция коррекции остаточных отклонений). Увеличение И-коэффициента в большей степени подавляет отклонения. Однако чрезмерное его увеличение может привести к нежелательным последствиям, таким как автоколебания.(Коэффициент передачи дифференциального регулятора (Д)) Этот параметр используется для настройки дифференциального коэффициента усиления в процессе ПИД- регулирования. Этот коэффициент увеличивает скорость отклика на быстрое изменение отклонения (различия между заданной и фактической частотой). Помните, что установка величины коэффициента большей, чем это необходимо, может привести к большим колебаниям выходной частоты и, вследствие этого, нестабильной работе.

Настройка величины входных аналоговых сигналов Для того чтобы использовать внешнее аналоговое задание частоты (вход VIB) или вход обратной связи (вход VIA), выполните масштабирование входного сигнала напряжения или тока, как того требует инструкция (см. раздел 6.5.2) Если величина обратной связи слишком мала, масштабирование напряжения может быть использовано для увеличения коэффициента передачи.

Пример настройки терминала VIB

Пример настройки терминала VIA (вход напряжения)

Пример настройки терминала VIA (токовый вход)

Установка времени задержки начала ПИД-регулирования. Вы можете задать время задержки ПИД- регулирования, чтобы предотвратить запуск ПИД - регулирования до того, как система придёт в стабильное состояние, например, после старта. Инвертор игнорирует входящие сигналы обратной связи и выполняет операции на заданной частоте в течение времени, заданного с помощью параметра F359, а по истечении его начинает ПИД - регулирование.

Меры предосторожности при работе с частотным преобразователем.

• Данный инвертор не может использоваться в устройствах, представляющих опасность для человека, или устройствах, сбои в работе которых могут повлечь за собой непосредственную угрозу человеческой жизни (устройства управления ядерной энергией, авиацией и космическими полётами, системами жизнеобеспечения и т.д.). Если Вы собираетесь использовать инвертор для каких-либо специальных целей, прежде всего, обращайтесь в местное отделение продаж.

• Данный продукт прошёл жёсткий контроль качества, но в случае его использования в составе особенно важного оборудования, неполадки, в работе которого могут привести к серьёзной аварии, необходима установка дополнительных защитных устройств.

• Не используйте инвертор для нагрузок, превышающих номинальные нагрузки трёхфазных электродвигателей общепромышленного назначения.

• Работа по подключению должна производиться квалифицированным специалистом.

• Правильно подключайте выходные клеммы, если нарушить порядок подключения фаз, двигатель будет вращаться в обратном направлении, что может привести к поломке исполнительного механизма.

• Подключение должно производиться после установки инвертора. Подключение до установки может привести к его поломке или поражению электрическим током.

• Перед подключением необходимо осуществить следующие шаги:

. Выключить питание.

. Подождать как минимум 15 минут и убедиться, что индикатор заряда погас. 3. С помощью тестера проверить напряжение на главных цепях постоянного тока (клеммы РА/+-РС/-) и убедиться, что оно не превышает 45В. Если эти действия не выполнены надлежащим образом, подключение может привести к поражению электрическим током.

• Надёжно затяните болты на клеммной колодке. Плохо затянутые болты могут стать причиной возникновения пожара.

• Убедитесь, что входное напряжение не отличается от указанного номинального напряжения инвертора более, чем на +10%, -15% (+/-10% при постоянной работе со 100 %-ной нагрузкой). Если входное напряжение не удовлетворяет этим условиям, это может стать причиной возникновения пожара.

•Инвертор должен быть надёжно заземлён. В противном случае поломка или утечка тока могут привести к возникновению пожара.

• Не прикасайтесь к клеммам инвертора, когда он подключён к сети питания, даже если двигатель не работает. Это может привести к поражению электрическим током.

• Не прикасайтесь к органам управления мокрыми руками и не пытайтесь протирать инвертор влажной тканью, это может привести к поражению электрическим током.

• Не приближайтесь к двигателю, находящемуся в режиме экстренного (аварийного) останова, если была выбрана функция «повторного пуска». Двигатель может внезапно возобновить работу, что может привести к травмам. Соблюдайте меры предосторожности, закрывайте двигатель специальным защитным кожухом, позволяющим избежать несчастных случаев при внезапном запуске двигателя.

• Не подключайте дополнительное оборудование (противопомеховые фильтры, поглотители перенапряжений) со встроенными конденсаторами к выходным силовым клеммам инвертора. Это может привести к возникновению пожара.

• Не приближайтесь к двигателю и оборудованию. Если двигатель остановлен по сигналу аварии, данная функция автоматически инициирует повтор приостановленного действия по истечении определённого периода времени. Это может стать причиной травм.

• Для предотвращения несчастных случаев, поместите на инверторы, двигатели и оборудование предупреждающие наклейки о возможности внезапного запуска.

5.6 Цифровой измеритель M4NS-NA (4-20mA)

Габаритные размеры: M4NS - 48х24 мм

Сетодиодный 7-ми сегментный индикатор. Высота 9.0 или 14.2 мм

Максимальный диапазон: -1999~9999

Измерительный вход: =4-20 мА

Настройка десятичной точки

Питание от контура измеряемого тока

Контроль максимального значения

Настройка времени поиска максимального значения

.7 Счетчик импульсов СМ-1.

Техническое описание:

автоматизированный сбор, обработка и хранение данных со счетчиков, поступающих одновременно нескольким независимым линиям ввода

Форма представления информации индикация; последовательный интерфейс RS232, оптический МЭК1107

Входной сигнал числоимпульсные дискретные сигналы; количество групп учета: 3 (актив, реактив, обратный ход)

Выходной сигнал -

Погрешность измерения, % 0,2%

Регулирование

Параметры коммутации

Количество каналов 2…12

Порог чувствительности -

Длина линии связи по интерфейсу: 15 м

Технические характеристики вычисление расхода электроэнергии и затраченной мощности; суммирование и хранение информации за 55 суток (для каждого счетчика), по группам, с учетом и без учета разложения на тарифные зоны;дальность связи со счетчиком 500м

Питание, потребляемая мощность 220/110В, 50 Гц; не более 14ВА

Исполнение

Условия эксплуатации -

Конструкция металлический корпус

Состав блок питания и входных цепей; плата управления; блок индикации и клавиатуры

Габаритные размеры, мм 220х376х110

Масса, кг не более 4,5

Срок службы, лет 8 (до капитального ремонта)

Срок и метод поверки -

ГОСТ, ТУ МС3.055.033 ТУ

ГОСРЕЕСТРА, сертификата 15490-015.8

Блок питания БП 04-Д2-24

Предназначен для питания стабилизированным напряжением 24 В датчика с унифицированным выходным токовым сигналом.

Преобразование переменного (постоянного ) напряжения в постоянное стабилизированное в двух независимых каналах ограничение пускового тока защиты от перенапряжения и импульсных помех на входе защита от перегрузки, короткого замыкания и перегрева индикация о наличии напряжения на выходе каждого канала корпус для крепления на DIN-рейку габаритные размеры 36х90х58 мм степень защиты со стороны передней панели IP20

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Входное напряжение: переменного тока . . . . . . . 90...264

постоянного тока . . . . . . . 110...370

Частота входного переменного напряжения . . . . . 47..63

Выходное напряжение: . . . . . . .24 V DC

5.9 Преобразователи давления MIDAS JUMO (4-20mA) 0-6 кг

Преобразователи давления могут применяться для измерения избыточного давления жидких и газообразных сред. Измерительный преобразователь давления работает по тонкопленочному тензометрическому принципу. Осс новным материалом сенсора является керамика из оксида алюминия (AI2O3). Давление преобразуется в электрический сигнал.

Принцип действия преобразователя ПИД основан на тензорезистивном эффекте. Измеряемое давление воспринимается измерительной мембраной и преобразуется в деформацию тензорезистивного чувствительного элемента, а затем в изменение электрического сопротивления тензорезисторов. С помощью электронного блока изменение сопротивления преобразуется сначала в напряжение, а затем в электрический аналоговый выходной сигнал постоянною тока, пропорциональный измеряемому давлению.

Технические характеристики:

Номинальные условия эксплуатации

Согласно DIN 16 086 и DIN IEC 770/5.3

Диапазоны измерений См. данные для заказа

Предел перегрузки

Диапазоны измерений до 0...40 бар: 33кратный верхний предел измерений

Диапазоны измерений 0060...00100 бар: 22кратный верхний предел измерений Давление разрыва Диапазоны измерений до 0...40 бар: ≤ 55кратный верхний предел измерений

Диапазоны измерений 0060...00100 бар: 33кратный верхний предел измерений Материал деталей, соприкасающихх ся с измеряемой средой в серийном исполнении: нерж. сталь, № 1.4305, Al2O3 96%

Уплотнение: FPM или FFPM или CR

Выходной сигнал 4... 20 мA 22проводный нагрузка < (Ub 10 В)/0,02 А 0,5... 4,5B

нагрузка > 20 кОм 1... (5)6 B

нагрузка > 10 кОм 0... 10 B>

нагрузка > 10 кОм

Влияние нагрузки <0,5 % макс.

Смещение нуля ≤0,3 % от конечного значения

Температурный гистерезис ≤±0,8 % от конечного значения

согласно DIN 43 650, форма А Сечение проводов 1,5 мм 2 ; или неразъъ емный 44жильный кабель с оболочкой

Допустимая температура окружающей среды исполнение со штекером: 䭫20... +125 °С исполнение с неразъемным кабелем: 䭫20... +100 °С

Температура хранения 䫋40... +125 °С исполнение с неразъемным кабелем: 䫋20... +100 °С

Степень защиты с присоединительной розеткой IP 65 согласно EN 60 529 (диаметр соединительного кабеля мин. 5 мм, макс. 7 мм) с неразъемным кабелем или цилиндрическим штекером М12x1 IP 67 согласно EN 60 529

5.10 Преобразователь температуры ТСМУ-2 ТУ 4211-066 12150638-2002

Термопреобразователи сопротивления c унифицированным выходом ТСМУ/ТСПУ 002 предназначены для измерения температуры газообразных и жидких химически неагрессивных, а также агрессивных сред, не разрушающих защитную арматуру.

Осуществляют линеаризацию и преобразование температуры в унифицированный токовый сигнал 0...5 мА, 4...20 мА.

Серийно выпускаемые термометры и термопреобразователи охватывают диапазон температур от  260 до 2200С и кратковременно до 2500С.

Бесконтактные средства измерения температуры серийно выпускаются на диапазон температур от 20 до 4000С.

Нормирующий преобразователь НП 002 установлен в клеммной коробке термопреобразователя.

Основные технические характеристики:

Диапазон измеряемых температур выбирается Заказчиком из диапазона:

для ТСПУ 002     от -40 до +500°С;

для ТСМУ 002    от -40 до +180°С.

Диапазон выходных токов 4...20 мА, 0...5 мА

Основная погрешность не более 0,5%

Длина монтажной части

см. таблицу исполнений ТСМ/П 012-000

Устойчивость:

к климатическим воздействиям по ГОСТ 15150 УХЛ4,2

к пыле и влаге по ГОСТ 14254 IP54

к воздействию вибрации по ГОСТ 12997         V5

Напряжение питания

12.36 В постоянного тока

Схема соединений

-х проводная (или 3-х проводная в случае 0...5 мА)

6. Техника безопасности выбранных средств автоматизации при эксплуатации и монтаже

При монтаже, вводе в эксплуатацию и эксплуатировании комплекс производимых работ не должен нарушатся и противоречить правилам ПУЭ, ГОСТа, СниПа, СП , ПБ и ППБ.

Монтаж и наладка аппаратов управления и защиты.

Монтаж комплектных устройств управления электроприводами. Комплектные устройства поставляются полностью смонтированными в одном или нескольких шкафах. Монтаж их сводится к установке и креплению на заранее заложенном основании и подсоединению проводов и кабелей схемы внешних соединений и между шкафами комплекта в соответствии со схемами и чертежами, приведенными в проекте. Регулировку, наладку и опробование комплектных устройств производит наладочная организация.

Перед включением электрооборудования под напряжение должно быть проверено состояние заземляющих устройств путем выборочного осмотра элементов устройства, проверки наличия цепи между заземлителями и заземляемым оборудованием, проверки полного сопротивления петли фаза-нуль в установках до 1 кВ с глухим заземлением нейтрали и проверки сопротивления растеканию заземлителей. Проверку сопротивления петли фаза-нуль производят для наиболее удаленных, а также наиболее мощных электроприемников

Перед включением электроустановок под напряжение и сдачей в постоянную эксплуатацию производят проверку правильности выполненных монтажных работ и проверку сохранности и готовности электрооборудования к нормальной работе. С этой целью в первую очередь производят наружный осмотр смонтированной установки и проверяют правильность схем соединения проводов, присоединения электродвигателей, прокладки кабелей, монтажа ВЛ, электрооборудования, вторичных цепей. Производят также проверку механической части оборудования и приборов в соответствии с заводскими монтажными инструкциями и исправляют выявленные дефекты. Затем оборудование и другие части электроустановок подвергают приемо-сдаточным испытаниям, проверяя их электрическую прочность и механические характеристики. Проверку электрической изоляции производят путем измерения сопротивления изоляции и испытания установки повышенным напряжением. Испытание повышенным напряжением обязательно для всего электрооборудования 35 кВ и ниже

Заключение

Применение частотного преобразователя считаю обосновано т.к классический метод управления подачей предполагал следующее насосные агрегаты постоянно функционируют с постоянной частотой вращения, без учета изменяющихся расходов, вызванных переменным водопотреблением. При минимальном расходе насосы продолжают работу с постоянной частотой вращения, создавая избыточное давление в сети (причина аварий), при этом бесполезно расходуется значительное количество электроэнергии. Так, к примеру, происходит в ночное время суток, когда потребление воды резко падает. Основной эффект достигается не за счет экономии электроэнергии, а благодаря существенному уменьшению расходов на ремонт водопроводных сетей.

Список используемой литературы

1.     СНиП 2-35-76 «Котельные установки.»

2.       СО-153-34.21.122.

.        ТСН АИТ-2004 МО. «Автономные источники теплоснабжения.»

.        СП 41-104-2000. «Проектирование автономных источников теплоснабжения.»

.        ГОСТ 21.404-85 «Атоматизация технологических процессов.»

.        ПУЭ 7 «Правила устройства электроустановок 7-е издание.»

.        ППБ 01-2003 «Правила пожарной безопасности.»

.        Паспорт микроконтролерра LOGO! Фирмы Simens

9.       Руководство по програмированию LOGO! Фирмы Simens

.        Инструкция - паспорт преобразователя частоты TOSVERT VF-S11 фирмы TOSHIBA

.        Инструкция - паспорт преобразователя давления JUMO MIDAS.

.        Инструкция - паспорт блока питания БП 04-Д2-24.

.        Паспорт - инструкция по монтажу Преобразователь температуры ТСМУ-2 ТУ 421

.        Паспорт - инструкция. Счетчик импульсов СМ-1

.        В.И. Глосев - Системы управления с цифровыми регуляторами.

.        Проектирование систем автоматизации технологических процессов А.С Клюев, Б.В. Глазов.