Пояснительная записка (1217494), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Рисунок 2.13 – Построение системы беспроводного управления электрообогревом

2.3 Применение термопар

Для контроля температуры обектов электрообогрева неободимо применение термотпар.

Термопара – это термоэлектрическое устройство замкнутой цепи, чувствительное к температуре, которое состоит из двух проводников, выполненных из разнородных металлов, которые соединены на обоих концах. Электрический ток создается, когда температура на одном конце или спае отличается от температуры на другом конце. Это явление носит название эффекта Зеебека, который является основой измерения температуры с помощью термопар.

Так как контролируемый диапазон температур средний, то для измерений необходимо использовать термопары типа Т.

На рисунке 2.14 изображена термопара медь-константан (ТМК, тип Т), рассмотрим ее характеристики:

• термопары типа T имеют чувствительность 38 мкВ/°C и диапазон измеряемых температур от -250 °С до +400 °С;

• возможность использования в окислительных, восстановительных или инертных средах, а также в вакууме;

• высокая стойкость к коррозии во влажной среде;

Эти термопары демонстрируют хорошую линейность характеристики и обычно используются при температурах от очень низких (криогенных) до средних;

Рисунок 2.14 – термопара типа Т

2.4 Выбор типа реле

Рисунок 2.15 – Реле 12V DC, 2А/250V AC SMD

На рисунке 2.15 изображено реле 12V DC, 2А/250V AC SMD, рассмотрим его технические параметры, ток питания обмотки постоянный, классификация реле по начальному состоянию – моностабильное, поляризация – нейтральная, количество обмоток – 1, ток срабатывания не более 26 мА, сопротивление обмотки 1028 Ом, минимальное рабочее напряжение 8.4 В, номинальное рабочее напряжение 12В, контактный набор – 2 переключателя, максимальное коммутируемое постоянное напряжение 220 В, максимальный коммутируемый ток 2 А, максимальное коммутируемое переменное напряжения 250В, время срабатывания 1 мс, время отпускания 3 мс, максимальное сопротивление электрических контактов 0,05 Ом, наработка на отказ не менее 2.5*10^-6 циклов, рабочая температура от -40 до 85 ^оС, корпус ip67 [26].

2.4 Принципиальные схемы включения устройств

На рисунке 2.16 изображен электропривод конструкции типа СП – 6М, включающий места установки модуля WSN-3212, резисторов ПЭВ-25-56 Ом для обогрева и термопар. Возможное место установки термопар регламентировано тем, что кронштейн крепления резистора типа ПЭВ-25-56 Ом конструктивно подходит для её установки. При дополнительных практических исследованиях влияния теплового излучения от обогревательного элемента, место установки термопары может измениться [12].

Рисунок 2.16 – Электропривод СП-6М

На рисунке 2.17 изображена принципиальная схема включения электрических обогревателей с подключением элементов «Автоматизированной системы управления электрообгревом» включающая: модуль WSN-3212, термопары Т1 и Т2, реле однообмоточное нейтральное постоянного тока КО1 и его контакт.

Рисунок 2.17 – Принципиальная схема включения электрических обогревателей для электропривода СП-6М

На рисунке 2.18 изображен путевой ящик типа ПЯ – 1, в котором показано расположение аппаратуры для системы электрообогрева стрелочных переводов. Оборудование включает модуль WSN – 3212, блок питания для модуля WSN – 3212, реле управления марки «12V DC, 2А/250V AC SMD».

Рисунок 2.18 – Расположение аппаратуры в путевом ящике ПЯ – 1

На рисунке 2.19 изображена принципиальная схема подключения аппаратуры электрообогрева остряков стрелочного перевода включающая: модуль WSN-3212, термопары Т1 и Т2, реле однообмоточное нейтральное постоянного тока КО2 и его контакты, EK1, EK2 -электронагревательные элементы.

Рисунок 2.19 – Принципиальная схема подключения аппаратуры электрообогрева остряков стрелочного перевода

2.5 Анализ погодных условий Комсомольской дистанции СЦБ

Комсомольская дистанция СЦБ одна из самых протяженных дистанций СЦБ на сети железных дорог России, управление которой находится в г. Комсомольск-на-Амуре. Комсомольская дистанция начинается на станции Волочаевка-II, которая находится недалеко от города Хабаровск. На северо-востоке она граничит с Высокогорненской дистанцией по станции Тудур. На западе – с Ургальской дистанцией по станции Уркальту. Протяженность дистанции более 800 км, количество станций на данный момент составляет 56, а количество стрелок около 1000. При таких масштабах следует учитывать, что климатические условия станций отличаются, следовательно, и подход к работе устройств обогрева должен отличатся.

Согласно нормативным документам ОАО «РЖД» сроки включения и выключения устройств электрообогрева устанавливает начальник дистанции СЦБ, когда среднемесячная температура соответствует необходимым нормам.

Рассмотрим климатические условия вблизи двух городов: Хабаровск и Комсомольск-на-Амуре. На рисунке 2.20 и рисунке 2.21 приведены графики температуры воздуха в дневное и ночное время в г. Хабаровск и в г. Комсомольск-на-Амуре за апрель и октябрь 2016г. Именно в эти месяцы происходит выключение и включение электрообогрева, так как средняя температура за месяц становится либо выше нуля, либо ниже. В апреле, на протяжении всего месяца, температура днем преимущественно выше нуля, следовательно, работа электрообогрева контактной системы нецелесообразна. В октябре происходит аналогичная ситуация, если электрообогрев включен, то его использование не рационально, а если выключен, то при резком падении температуры ниже нуля возможны отказы в системе контроля положения стрелок. Сравнивая температурные показатели двух городов, видно, что в г. Хабаровск среднесуточная температура в апреле становится выше нуля уже в средине месяца, по сравнению с г. Комсомольск-на-Амуре, где среднесуточная температура будет выше нуля только в первых числах мая. Исходя из того, что близлежащие районы этих городов относятся к одной дистанции, можно сделать вывод, что указание начальника дистанции на одновременное выключение или включение электрообогрева контактной системы на всей дистанции нецелесообразно и даже может привести к отказам оборудования СЦБ [27].

Рисунок 2.20 – Температура воздуха в г. Хабаровск по месяцам

Анализируя график температуры (рисунок 2.21) в г. Комсомольск-на-Амуре за апрель, видно, что 30 дней температура днем была выше нуля, следовательно, как минимум 12 часов в сутки в течение месяца обогрев использовался нецелесообразно.

Рисунок 2.21 – Температура воздуха в г. Комсомольск-на-Амуре по месяцам

3 Экономическая часть

3.1 Экономическая характеристика проекта и преимущества

нововведений

К рассмотрению предлагается энергоэффективная автоматизированная система управления электрообогревом, которая включает обогрев остряков стрелочных переводов и контактной системы электроприводов. Эта система позволяет автоматизировать процесс сбора данных с различных датчиков и производить их анализ. Применение ПЭВМ позволяет в реальном времени снимать данные, обрабатывать, сохранять их; выполнение этого производится в удобной программе, позволяющей выводить данные с различным их представлением. Эта программа является универсальной и легко модернизируемой. С помощью системы возможно управление электрообогревом остряков стрелочных переводов и контактной системы электроприводов.

Преимущество данного проекта состоит в том, что после внедрения системы экономический эффект будет достигаться за счет снижения затрат на электроэнергию. Вместе с тем основные средства будут отсутствовать, так как в качестве ПЭВМ будет использоваться действующие на станциях АРМ ДСП, следовательно, нет необходимости дополнительного приобретения ПЭВМ. Так же для монтажа оборудования нет необходимости в дополнительных кадрах, монтаж будет производиться действующими кадрами службы Ш. Кроме того будет присутствовать экономия эксплуатационных расходов в виде средств, направленных на предотвращение нарушений эксплуатационной работы на железнодорожном транспорте.

3.2 Затраты на моделирование устройства

3.2.1 Материальные расходы

Для оборудования станции автоматизированной системой управления электрообогревом, в централизацию которой включены 22 стрелочных перевода, необходимо закупить определенное оборудование. Общие затраты на закупку необходимого оборудования приведены в таблице 3.1.[26]

Таблица 3.1 – Данные о стоимости комплектующих устройств

Наименование	Цена (руб.)	Количество (шт.)	Общая стоимость (руб.)
NI WSN-3212	19 770	22	434 940
NI WSN-9791	41 850	2	83 700
Термопара	600	88	52 800
Реле 12 V DC	140	44	6 160
Итого:			597 080

Средняя цена (затраты) З на оборудование одного стрелочного перевода составит:

(3.1)

3.2.2 Расходы на оплату труда

Так как для установки оборудования не требуется дополнительно нанимать рабочих, то монтаж и отладка будет производиться работниками службы Ш, рассчитаем расходы на оплату труда:

, (3.2)

где – расходы на оплату труда, руб;

– расходы на монтаж оборудования, руб;

– расходы на отладку оборудования, руб;

Рассчитаем расходы на монтаж оборудования:

, (3.3)

где – расходы на монтаж оборудования, руб;

– количество часов на монтаж оборудования для одной стрелки, часа;

– заработная плата электромеханика в месяц, руб;

165,5 – норма рабочего времени на одного человека в часах за месяц;

Рассчитаем расходы на отладку оборудования:

Характеристики

Список файлов ВКР