ВКР версия 5.0.Релиз (Автоматизация системы электроприводов козлового крана типа КДКК-10)
Описание файла
Файл "ВКР версия 5.0.Релиз" внутри архива находится в следующих папках: Автоматизация системы электроприводов козлового крана типа КДКК-10, Бессонов ВКР 648 гр 2017. Документ из архива "Автоматизация системы электроприводов козлового крана типа КДКК-10", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "дипломы и вкр" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве ДВГУПС. Не смотря на прямую связь этого архива с ДВГУПС, его также можно найти и в других разделах. .
Онлайн просмотр документа "ВКР версия 5.0.Релиз"
Текст из документа "ВКР версия 5.0.Релиз"
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра "Электротехника, электроника и электромеханика"
| К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ |
| Зав. кафедрой |
| _____________ О.А.Малышева |
| "____"___________20 г. |
| АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ КОЗЛОВОГО КРАНА КДКК-10 |
| Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе |
| БР 13.03.02 ПЗ – 648 |
| Студент | А.С. Бессонов |
| Руководитель | Р.Х. Сайфутдинов |
| Нормоконтроль | А.И. Моисеева |
Хабаровск – 2017
ABSTRACT
In this thesis work is the development of automatic control electric double-cantilever gantry crane KDKK-10, 10 ton lifting capacity. During the work produced a study of the technical data is edge-on, the principle of its work, the study of relay-contact control circuit tap revealed its shortcomings. We developed a technical solution with application of frequency speed control of motors and the microprocessor control logic. The calculation and selection of necessary equipment, and also designed an electric circuit connections to the equipment.
РЕФЕРАТ
Работа содержит 121 с., 23 рис., 42 табл., 7 источников, 3 прил.
ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ, РАБОЧИЕ МЕХАНИЗМЫ, БЕЗОПАСНОСТЬ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ, ЧАСТОТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРИВОДОМ, СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, ПРОГРАММА ДЛЯ ПЛК И СЕНСОРНОЙ ПАНЕЛИ.
Целью дипломного проекта является разработка автоматизированной системы управления электроприводами козлового двухконсольного крана КДКК-10, грузоподъемностью 10 тонн, расположенного на путевой машинной станции 186, пос. Корфовский.
Общая часть дипломного проекта содержит технические данные объекта автоматизации. Описан технологический процесс погрузочно-разгрузочных работ. Изложено описание электрической схемы крана с управлением на релейно-контактной логике. Приведен анализ недостатков имеющейся электрической схемы. Рассмотрены положительные стороны применения частотного управления приводами для объекта автоматизации. Проведен анализ входных и выходных параметром системы, на основании чего составлена структурная схема автоматизированной системы управления с применением промышленного логического контроллера (ПЛК), частотного управления и человеко-машинного интерфейса. Изложено описание структурной схемы.
Специальная часть дипломной работы содержит расчеты и подбор электрооборудования и средств автоматизации. Разработаны принципиальные электрические схемы силовой цепи и цепи управления. Разработаны программы для ПЛК и сенсорной панели.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 9
1 СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЪЕКТЕ АВТОМАТИЗАЦИИ 11
2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 14
3 СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ КРАНОМ 18
3.1 Описание схемы управления 18
3.2 Недостатки схемы управления 21
3.3 Частотное управление электроприводом 24
4 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ (АСУ) КРАНОМ С ЧАСТОТНЫМ ПРИВОДОМ 29
4.1 Общие сведения 29
4.2 Входные параметры системы 29
4.3 Выходные параметры системы 31
4.4 Описание структурной схемы АСУ 33
5 РАСЧЕТ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ 38
5.1 Подбор электродвигателей с короткозамкнутым ротором 38
5.2 Подбор ПЛК 40
5.2.1 Общие сведения 40
5.2.2 Выбор модуля центрального процессора 41
5.2.3 Выбор модулей входных сигналов 42
5.2.4 Выбор модулей выходных сигналов 46
5.2.5 Выбор модуля питания 48
5.2.6 Выбор монтажного шасси 50
5.3 Подбор преобразователей частоты 51
5.4 Расчет и подбор автоматических выключателей 58
5.4.1 Общие сведения 58
5.4.2 Выбор автоматического выключателя для защиты двигателя привода подъема груза 59
5.4.3 Выбор автоматического выключателя для защиты двигателя привода передвижения грузовой тележки 61
5.4.4 Выбор автоматического выключателя для защиты электродвигателей привода крана по подкрановым путям 63
5.4.5 Выбор автоматического выключателя для защиты электромагнитного тормоза 65
5.4.6 Выбор автоматического выключателя для защиты линии 67
5.5 Подбор контакторов 68
5.6 Подбор управляющих кнопок и координатных переключателей 71
5.7 Подбор датчика температуры 72
5.8 Подбор датчика ветра 73
5.9 Подбор датчика массы груза 74
5.10 Подбор концевых выключателей 77
5.11 Подбор устройств сигнализации 78
5.12 Подбор устройства графического отображения информации 79
5.13 Подбор дополнительного оборудования 83
5.14 Подбор сечений кабелей и проводников 85
5.15 Подбор электромонтажного шкафа 87
5.16 Подбор обогревателя для шкафа управления 89
6 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 93
7 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ПЛК 95
8 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ СЕНСОРНОЙ ПАНЕЛИ 97
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 100
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ 101
ПРИЛОЖЕНИЕ А 102
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 104
ПРИЛОЖЕНИЕ В 107
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной выпускной квалификационной работы (ВКР) является разработка системы автоматизированного управления группой электроприводов козлового двухконсольного крана КДКК-10. Принцип автоматизации кранов, как козловых, так и кранов других типов, заключается в переходе от схемы управления приводами крана с релейно-контактной логикой к схеме управления, основанной на микропроцессорной логике. Основой микропроцессорной логики является промышленный логический контроллер (ПЛК). Достоинства ПЛК заключаются в том, что он позволяет упростить построение систем управления различными технологическими процессами (ТП), упростить контроль параметров ТП, быстро и своевременно реагировать на неправильное поведение системы, а также реализовывать сложнейшие алгоритмы контроля и управления, которые не возможно реализовать посредством релейно-контактных схем. Кроме того, благодаря взаимодействию ПЛК с человеко-машинным интерфейсом операторы ТП могут динамично менять режимы работы системы автоматизации и взаимодействовать, как с отдельными элементами системы, так и со всей системой в целом, при этом находясь в одном месте.
Автоматизация кранов позволяет снизить операционные затраты на их содержание за счет ухода от контакторов в цепях роторов двигателей, а также уменьшения контактов в цепи управления; обеспечить плавность перемещения грузов, за счет чего снижаются динамические нагрузки на подъемно-транспортное оборудование; упростить схему управления. За счет этого повышается эффективность работы крана.
Автоматизация кранов является актуальной на сегодняшний день задачей, так как кран- это распространенная абсолютно во всех отраслях промышленности и очень часто используемая машина и поэтому, чем больше будет эффективность работы машины, тем больше прибыли она будет приносить предприятию.
Устройство кранов достаточно сложное, соответственно процесс автоматизации крана также является сложным. Перед началом разработки системы автоматизированного управления, необходимо изучить устройство крана, принципы его работы, а также уделить немалое внимание безопасности, касающейся работы крана. Следует руководствоваться такими нормативно-техническими документами, как ПБ 10-382-00 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» и ГОСТ 12.2.003-91 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности». Кроме того разрабатывать систему автоматизированного управления следует согласно ГОСТ 34.601-90 «Автоматизированные системы. Стадии создания» и ГОСТ 24.104-85 «Автоматизированные системы управления. Общие требования».
Система автоматизированного управления краном представляет собой 3-х уровневую структуру. 1-й уровень – полевой, к нему относятся датчики и исполнительные устройства, которые непосредственно взаимодействуют с объектом; 2-й уровень – управление технологическим процессом, к нему относится ПЛК; 3-й уровень – контроль технологического процесса, к нему относятся средства человеко-машинного интерфейса, посредством которых оператор взаимодействует с системой.
-
СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЪЕКТЕ АВТОМАТИЗАЦИИ
Объектом автоматизации является козловой двухконсольный кран КДКК–10, расположенный на путевой машинной станции 186, пос. Корфовский, Хабаровский край. Общий вид крана приведен на рисунке А.1, приложения А. Технические данные крана КДКК-10 приведены в табл. 1.1. Технические данные электродвигателей, используемых в качестве приводов рабочих механизмов крана, приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.1 - Технические характеристики крана КДКК-10
| Параметры | Ед. изм. | Значение параметров |
| Грузоподъемность | т | 10.0 |
| Пролет моста | м | 16.0 |
| Рабочий вылет консоли | м | 4.2 |
| База крана | м | 7.0 |
| Высота подъема груза | м | 10.0 |
| Максимальная скорость подъема груза | м/мин | 10.0 |
| Максимальная скорость передвижения тележки | м/мин | 38.0 |
| Максимальная скорость передвижения крана | м/мин | 90.0 |
| Установленная мощность всех электродвигателей | кВт | 54.2 |
| Масса крана | т | 46.0 |
| Рабочий диапазон температур | °С | -40….+40 |
| Допустимая ветровая нагрузка | м/с | * |
*Согласно пункту 6, табл. 3 по ГОСТ 1451-77 «Краны грузоподъемные. Нагрузка ветровая. Нормы и метод определения» для данного типа кранов (козловой консольный) максимальная допустимая скорость ветра во время работы крана составляет 14 м/с.
Таблица 1.2 - Технические данные электродвигателей
| Параметр | Значение параметра |
| Привод подъема груза, количество: 1 шт. | |
| Наименование | МТН-412-8 |
| Мощность, кВт | 22 |
| Частота вращения, об/мин | 715 |
| Номинальный ток при 380 В, А | 58 |
| Напряжение между кольцами, В | 248 |
| Кратность максимального момента | 3 |
| Кратность пускового тока | 5.5 |
| К.П.Д., % | 83 |
| Коэффициент мощности | 0.7 |
| Момент инерции, кгм2 | 0.63 |
| Привод перемещения тележки, количество: 1 шт. | |
| Наименование | МТ-012-6 |
| Мощность, кВт | 2.2 |
| Частота вращения, об/мин | 908 |
| Номинальный ток при 380 В, А | 6.1 |
| Напряжение между кольцами, В | 144 |
| Кратность максимального момента | 2.3 |
| Кратность пускового тока | 4 |
| К.П.Д., % | 73 |
Продолжение таблицы 1.2
| Параметр | Значение параметра |
| Привод перемещения тележки, количество: 1 шт. | |
| Коэффициент мощности | 0.76 |
| Момент инерции, кгм2 | 0.026 |
| Привод перемещения крана по подкрановым путям, количество: 4 шт. | |
| Наименование | МТ-211-6 |
| Мощность, кВт | 7.5 |
| Частота вращения, об/мин | 940 |
| Номинальный ток при 380 В, А | 18.1 |
| Напряжение между кольцами, В | 185 |
| Кратность максимального момента | 3.3 |
| Кратность пускового тока | 4.5 |
| К.П.Д., % | 78.5 |
| Коэффициент мощности | 0.8 |
| Момент инерции, кгм2 | 0.076 |
Питание крана осуществляется по троллейной линии, напряжением 380 В, с частотой питающей сети 50 Гц.
