ВКР 13.03.02 - 648 (1230896), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Общее количество воды, поступающей в бак водонапорной башни за сутки при режиме работы насосной станции по II варианту, равно 4,2% максимального суточного; при режиме работы по III варианту поступление воды в башню уменьшается до 3,55%, что позволяет сократить эксплуатационные расходы, так как напоры при подаче воды в сеть меньше, чем при подаче воды в бак водонапорной башни. Установлено, что при подаче воды в напорный аккумулятор напоры в сети возрастают, а между напором и потерями воды существует прямая связь. При снижении напора на вводе в здание на 10 м суточный расход воды уменьшается на 5- 10%.
Окончательный выбор режима работы насосной станции устанавливается на основании технико-экономического расчета конкурирующих вариантов с учетом местных условий.
Анализ режимов работы насосных станций показывает, что при ступенчатой работе возможно значительное уменьшение вместимости бака водонапорной башни и некоторое снижение требуемой полной высоты подъема воды насосами за счет меньшей высоты бака. Как видно из приведенного примера, при ступенчатой работе насосов вместимость бака водонапорной башни может быть значительно (почти в 3 раза) меньше, чем при равномерной работе, но зато увеличивается площадь насосной станции вследствие установки большего числа насосов (хотя и меньшей подачи) и вместимость подземных резервуаров, поскольку станция I подъема обычно работает равномерно.
В практике увеличивается и диаметр водоводов, так как при ступенчатой работе они должны быть рассчитаны на пропуск большего количества воды, чем при равномерной. Опыт проектирования и эксплуатации систем водоснабжения показывает, что для малых водопроводов обычно выгодна равномерная работа насосов, для больших — ступенчатая, а для средних водопроводов, чем больше длина водоводов, тем выгоднее равномерная работа.
-
ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
В объект автоматизации входят:
-
промышленно-логический контроллер “Modicon M258”;
-
преобразователь частоты “Altivar 61”;
-
напорные задвижки с электроприводами “NA100-SR”;
-
станция группового управления (СГУ);
-
шкафы управления задвижками (ШУЗ);
-
посты ручного управления двигателями.
-
Перечень подсистем
СГУ должна содержать последующие организационно-технические подсистемы, каждая из которых выполняет свою задачу:
-
подсистема управления частотно-регулируемым приводом;
-
подсистема управления напорными задвижками;
-
подсистема визуализации информации СГУ.
-
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
-
Архитектура системы автоматического управления
Архитектура системы управления представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - Структурная система автоматического управления
Структура системы логически разделена на три уровня:
-
нижний уровень - уровень датчиков и исполнительных механизмов;
-
средний уровень - уровень программируемых логических контроллеров (ПЛК);
-
верхний уровень - уровень программно-технических средств оперативного контроля и управления техническим процессом.
-
Технические средства нижнего уровня
-
Выбор средства измерения давления
Для измерения давления выбираем датчики давления XMLG016D71. Датчик XMLG016D71 предназначен для измерения абсолютного и избыточного давлений: газов, пара, жидкостей.
Давление жидкости, воздействующее на диафрагму датчика, изменяет емкость его электронной схемы, которая формирует выходной аналоговый сигнал 0…10 В, пропорциональный измеряемому давлению.
Технические данные датчика давления приведены в таблице 3.1
Таблица 3.1 - Технические характеристики датчика давления
Наименование параметра | Значение параметра | |
1 | 2 | |
Вход | Измеряемый параметр | Абсолютное и избыточное давление |
Диапазон измерений | 0-16 бар(0-1,6 МПа) | |
Выход | Выходной сигнал | 0…10 В |
Точность | Нормальные условия | по DIN IEC 770 |
Погрешность измерений | 0,3 % | |
Стабильность | 0,15 % в год | |
Рабочие условия эксплуатации | Температура окр. воздуха | -15…+125⁰C |
Климатический класс | 4К4Н по DIN EN 60947-1 | |
Степень защиты | IP66 и IP67 соответствующие EN/IEC 60529 | |
Окончание таблицы 3.1 1 2 Электромагнитная совместимост Собственные помехи по EN/IEC 61000-4-4 Устойчивость к помехам по EN/IEC 61000-4-6 Измеряемая среда Предельная темп ратура макс 125 ⁰C Предельное давление 40 бар (4МПа) Напряжение питания Напряжение питания, Us 11,4…33 В постоянного тока 5 |
Внешний вид датчик изображен на рисунке 3.2.1.
Рисунок 3.2 – Внешний вид выбранного датчика
-
Выбор реле давления
Реле давления предназначено для пуска-останова насоса. Выбираем реле XMLB020A2C11 – датчик давления 20 бар 2 порога.
Внешний вид реле давления изображен на рисунке 3.2.2.
Рисунок 3.3 – Внешний вид выбранного реле
Технические данные реле давления приведены в таблице 3.2
Таблица 3.2 - Технические данные реле давления
Наименование параметра | Значение параметра | |||
1 | 2 | |||
Тип шкалы | Регулируемый дифференциальный | |||
Тип контактов | 1 переключающий | |||
Рабочий орган | Диафрагма, перемещаемая под давлением | |||
Уставка | Внешняя | |||
Электрическое соединение | 1 вилка DIN 43650 A 4 контакта | |||
Способ работы | Регулируемый в промежутке между двумя пределами | |||
Окончание таблицы 3.2
1 | 2 | |
Рабочие условия эксплуатации | Контролируемая жидкость | Масло для гидравлических систем (0...70 °C) Пресная вода (0...70 °C) |
Номинальный ток [In] | B300 , AC-15 Ue = 240 V B300 , AC-15 Ue = 120 V R300 , DC-13 Ue = 250 V | |
Степень защиты | IP65 соответствует EN/IEC 60529 | |
Предельное давление | 45 бар (4,5 MПа) | |
Давление разрушения | 90 бар (9 МПа) | |
Рабочая частота | 120 цикл/мин | |
Температура окружающей среды | -25...70 °C | |
Диапазон уставок | При падении давления | 0,3...18,4 бар |
при увеличении давления | 1,3...20 бар | |
Прочность | Электрическая | 5000000 циклов , 50/60 Гц , AC-15 , 240 В /3 A , Ith = 10 A |
Механическая | 5000000 циклов |
-
Выбор электроприводов вращения для шаровых вентилей и клапанов
Внешний вид задвижки изображен на рисунке 3.4
Рисунок 3.4 – Внешний вид выбранного привода с задвижкой
Электроприводы EMICO NA100-SR предназначены для перестановки органов управления с помощью возвратного вращательного движения с углом поворота выходной части до 90⁰ включая случаи, когда требуется герметичное запирание в конечных положениях. Типичным примером использования является управление шаровыми вентилями и клапанами в режиме дистанционного управления и автоматического регулирования. Устанавливаются непосредственно на органе управления.
Технические данные электропривода приведены в таблице 3.3
Таблица 3.3 - Технические данные электропривода
Наименование параметра | Значение параметра | ||
Рабочие условия эксплуатации электропривода | Напряжение питания | Uп = 3х220/380В, f1=50Гц | |
Рабочее положение | Работает в любом рабочем положении | ||
Самоторможение | Обеспечивается с помощью механического или электромагнитного тормоза электродвигателей. | ||
Степень защиты | IP67 по CSNEN60592 | ||
Рабочий ход | 90⁰ | ||
Рабочие условия эксплуатации электронного оснащения | Система DMS2.ED | Содержит микрокомпьютер, детектор положения, сигнальные светодиоды и 4 кнопки для установки и контроля электропривода, разъем для подключения детектора момента , плата питания и интерфейса RS 232. | |
Аналоговый модуль | Выходной сигнал 4…20 мА | ||
Снятие положения | Бесконтактное магнитное | ||
Снятие момента | Бесконтактное магнитное | ||
Питание | Uп=230В, f=50Гц, Pн=4Вт |
По данным таблицы 3.1, 3.2 и 3.3 составляем перечень аналоговых и дискретных сигналов для (СГУ) системы группового управления.
Перечень дискретных и аналоговых сигналов приведен в таблице 3.4
Таблица 3.4 - Перечень дискретных и аналоговых сигналов
Тип устройства | Сигналы | Тип сигнала для СГУ | Количество | |
Задвижка | 1Открыть 2Закрыть 3Открыта 4Закрыта 5Местное 6 Дистанционное 7 Авария | Выход Выход Вход Вход Вход Вход Вход | Сухой контакт 230В Сухой контакт 230В Сухой контакт 230В Сухой контакт 230В Сухой контакт 230В Сухой контакт 230В Сухой контакт 230В | 2 2 2 2 2 2 2 |
СГУ | Включить насос Выключить насос Насос включен Насос выключен Ручной Автоматический Смешанный | Вход Вход Выход Выход Вход Вход Вход | 24 В 24 В Индикация Индикация 24 В 24 В 24 В | 2 2 2 2 2 2 2 |
Датчики давления | Давления на напоре | Вход | Аналоговый 0-10 В | 2 |
Реле давления | Напор насоса Всос насоса | Вход Вход | 24 В 24 В | 2 2 |
Согласно таблице аналоговых и дискретных сигналов проведем выбор микроконтроллера, имеющего достаточное количество дискретных и аналоговых входов и выходов.