Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Сентября 2012 в 10:53, реферат
На данный момент на участке длинномерного производства РБЦ находятся две роликоправильные машины, служащие для черновой правки рельсов поступающих с горячих стеллажей стана для дальнейшей обработки на других участках цеха.
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 5
1.1 Описание существующей системы управления и оборудования, и проблемы связанные с её использованием. 5
1.2 Выбор электропривода 7
1.3 Силовая часть и резервирование 8
1.4 Схемы управления 11
Цифровые ввода преобразователя 13
1.5 Выбор контроллера описание 14
1.6 Разработка проекта на STEP 7 15
1.7 Алгоритм программы 17
1.8 Операторская панель. 19
1.9 Разработка проекта на Simatic ProTool 20
2 Предварительный расчёт экономического эффекта. 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24
Список используемых источников 25
Открытое акционерное
общество «Западносибирский
«51» научно-техническая конференция
молодых специалистов ОАО «ЗСМК»
Секция электротехническая
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ
ЗАПИСКА
Замена системы Г-Д на ТП-Д
главного привода РПМ ОДП
ВЫПОЛНИЛ:
Инженер
__________________ Каплин К.А.
РУКОВОДИТЕЛЬ:
Инженер 1 категории
__________________ Перин А.Г.
Новокузнецк – 2012
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Общая часть 5
1.1 Описание существующей системы управления и оборудования, и проблемы связанные с её использованием. 5
1.2 Выбор электропривода 7
1.3 Силовая часть и резервирование 8
1.4 Схемы управления 11
Цифровые ввода преобразователя
1.5 Выбор контроллера описание 14
1.6 Разработка проекта на STEP 7 15
1.7 Алгоритм программы 17
1.8 Операторская панель. 19
1.9 Разработка проекта на Simatic ProTool 20
2 Предварительный расчёт экономического эффекта. 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24
Список используемых источников 25
ВВЕДЕНИЕ
На данный момент на участке длинномерного производства РБЦ находятся две роликоправильные машины, служащие для черновой правки рельсов поступающих с горячих стеллажей стана для дальнейшей обработки на других участках цеха.
В качестве электропривода используется устаревшая система Генератор – Двигатель (Г-Д) состоящая из машин постоянного тока с независимым возбуждением, приводимая в движение синхронными двигателями. Данная система управления в свою очередь требует повышенных расходов на обслуживание и ремонт, имеет низкий КПД в сравнении с современными тиристорными электроприводами, а также значительно менее отказоустойчива.
В хоте текущей реконструкции, во время простоя прокатного стана РБЦ, предлагается внести следующие изменения:
Взамен существующей системы Г-Д использовать тиристорные преобразователи фирмы Siemens.
Преобразователь типа Simoreg 6RA7093-4KV62-0, с номининальным током 1500 А, выполняет разгон до заданной скорости, стабилизацию заданной скорости и торможение с заданным ускорением с ограничение «рывка» при пуске и торможении, а также функции защиты привода.
Привод должен работать ослабление поля возбуждения двигателя, на скорости выше номинальной, поэтому системы регулирования будет выполнена с обратной связью по скорости.
Управление приводами
будет производиться от программируемого
промышленного контроллера
Силовые цепи будут спроектированы таким образом, чтобы каждый преобразователь мог работать на любую РПМ.
С помощью HMI панели Simatic OP7
визуализировать рабочие режимы машин,
текущие значения процесса, и неисправности
контроллера, приводов и другого оборудования.
На данный момент на роликоправильных машинах участка длинномерного производства используются следующее оборудование:
Электродвигатель: тип П161-8К; Pн = 320 кВт; Uн = 220В; Iн = 1580А; nн = 500/1000 об/мин; возбуждение независимое: Uв.н =220В; Iв.н =18,9А; ХЭМЗ; зав.№ 650967; выпуск 1965 г. 2шт
Генератор: тип П142-12К; Pн = 400 кВт; Uн = 230В; Iн = 1740А; nн = 1000 об/мин; к.п.д.= 92,6%; возбуждение независимое: Uв.н. = 220В; Iв.н. = 8,2А. ХЗЭТМ; №5044; выпуск 1965 г. 2шт
Синхронный двигатель: тип СДЗ 13-34-6; № 6419; nн = 1000 об/мин; cos φ = 09; к.п.д.= 93,8%. статор: Y; Uн = 6000В; Iн = 57А; 500кВт; ротор :Uв.н. = 37,8 В; Iв.н. = 155,5 А. 2шт
Используемая на их основе система Г-Д является уже не актуальной, она требует повышенных затрат на обслуживание и ремонт, потрабляет больше электроэнергии чем современные электропривода, а так же является меннее надёжной.
В качестве Электропривода будем использовать 6RA70 SIMOREG DC MASTER
Преобразователи серии 6RA70 SIMOREG DC MASTER являются полностью цифровыми компактными модулями с трехфазным питанием, предназначенными для питания якоря и обмотки возбуждения двигателей постоянного тока с регулируемой скоростью и с номинальным током якоря в диапазоне от 15A до 2000A. Компактные преобразователи могут включаться параллельно для обеспечения тока до 10000A. Максимальное значение тока для питания цепи возбуждения равно 40A (уровни токов зависят от номинального тока якоря).
Заказной номер: 6RA7093-4KV62-0
Входные величины
Номинальное напряжение питания якоря: 3AC 690В
Номинальный входной ток якоря: 1244 А
Номинальное напряжение возбуждения: 2AC 400 В
Номинальная частота: 45..65Гц
Выходные велечины
Номинальное постоянное напряжение: 725 В
Номинальный постоянный ток: 1500 А
Перегрузочная способность: 150% от ном.
Номинальная выходная мощность:1088 кВт
Номинальное пост. напряж. возбуждения: 375В
Номинальный постоянный ток возбуждения: 40 А
Схема подключения преобразователя:
Схема вентиляции шкафа:
Каждый из преобразователей сможет работать с любой роликоправильной машиной. При выходе одного электропривода из строя, оставшийся сможет работать с любой РМП. Силовая часть будет выполнена таким образом, что с помощью рубильников можно будет произвести резервирование.
Цепи управления будут резервироваться на программном уровне
Схематическое подключение оборудования
Цепи управления служат лишь для сбора сигналов с кнопок и переключателей с поста оператора и заведение на дискретные ввода контроллера
Аналоговые вывода
Дискретные ввода Дискретные вывода
Цифровые ввода преобразователя
Для автоматизации процесса контроля и управления будем использовать программируемый логический контроллер (PLC) Simatic S7-300 CPU314C-2DP 6ES7-314-6CG03-0AB0
Основные задачи:
Помимо технических средств, при работе с АСУ требуется программный пакет STEP7, включающий в свой состав необходимый спектр инструментальных средств для программирования и эксплуатации систем управления, построенных на основе программируемых контроллеров SIMATIC S7.
Основные задачи:
В проекте предусмотрена панель
оператора. Панель оператора обеспечивает
интерфейс общения между
Основные задачи:
Будет использовать HMI панель фирмы SIEMENS, Simatic OP7.
Панель будет располагаться на шкафу контроллера.
Для программирование панели HMI потребуется программный продукт фирмы SIEMENS ProTool/Pro CS.
Функциональные возможности
SIMATIC ProTool/Pro CS предоставляет широкий спектр функций, основанных на современных стандартах операционных систем:
• Создание экранных форм значительно упрощается за счет новых элементы для их конструирования. Простые объекты векторной графики можно создавать и динамически изменять непосредственно в ProTool/Pro CS. В проектах можно использовать графические объекты, созданные в других приложениях. Графический интерфейс пользователя может быть выполнен в стиле Windows, с которым знакомы многие пользователи.
• Архивация позволяет
• Расширение возможностей ProTool/Pro RT: скрипты Visual Basic (VB скрипты) позволяют вводить собственные функции.
• Оптимизированные объекты экранных форм позволяют работать с сенсорной панелью, не прибегая к использованию клавиатуры.
Эффект рассчитан при годовом плане производства 1200 тыс.т. проката рельсовой заготовки.
Сравнительная оценка количества потребляемой энергии при питании двигателя РПМ ОДП РБЦ от тиристорного и электромашинного преобразовательных агрегатов.
3.1. Электромашинный преобразователь.
3.1.1 Номинальная мощность, потребляемая обмоткой возбуждения генератора
Рн. овг = Uв.н × Iв.н = 220(В)×8,2(А) =1804 Вт.
Мощность, потребляемая обмоткой возбуждения генератора при 20-часовой работе в смену за 300 рабочих дней, составляет:
Рн. овг ×20×300 =1804(Вт) ×6000 =10824 кВт*час.
3.1.2 Номинальная мощность, потребляемая обмоткой возбуждения синхронного двигателя
Рн. овсд = Uв.н. сд × Iв.н. сд = 37,8(В)×155,5(А) =5878 Вт.
Мощность, потребляемая обмоткой возбуждения синхронного двигателя при 24-часовой работе в смену за 350 рабочих дней, составляет:
Рн. овсд ×24×350 =5878 (Вт) ×8400 = 49375 кВт*час.
3.1.3 Мощность, потребляемая двигателем, с учётом к.п.д. генератора и синхронного двигателя, при работе от генератора:
Рн. дв.(ген) = Рн. дв ×100% / 86,86% =320(кВт)×1,151 = 368,409кВт.
Мощность, потребляемая двигателем, с учётом к.п.д. генератора и синхронного двигателя, при работе от генератора при 20-часовой работе в смену за 300 рабочих дней:
Рн. дв.(ген) ×20×300 =368,409(кВт)×20×300 = 2210453 кВт/час.
3.1.4 Мощность потребляемая
Рн. вент ×24×350 =4,5 (кВт) ×8400 = 37800 кВт*час.
3.1.5 Суммарная мощность электромашинного преобразователя, с учётом возбуждения, составляет:
Рэл.маш. = Рн. овг + Рн. овсд + Рн. дв.(ген) + Рн. вент;
Информация о работе Замена системы Г-Д на ТП-Д главного привода РПМ ОДП