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

Текст из файла

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"

Студент	В.В. Никитин
Руководитель	С.В. Климентьев
Нормоконтроль	Е.В. Константинова

Хабаровск – 2016

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 9

1 ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ГОРОДСКИХ ФОНТАНОВ 11

1.1 Классификация фонтанов 11

1.2 Устройство фонтана 15

1.3 Обзор конструктивных элементов и механизмов объекта модернизации. 16

1.4 Постановка задачи модернизации системы управления 18

1.4.1 Обзор существующей релейно-контакторной системы управления 18

1.4.2 Описание целей модернизации 20

1.4.3 Обзор системы управления, построенной на основе частотного регулирования. 21

2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЧАСТОТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАСОСОВ 25

2.1 Структурная схема системы управления 25

2.2 Построение алгоритма функционирования системы управления 26

2.3 Выбор оборудования модернизируемой системы 27

2.3.1 Подбор насоса 27

2.3.2 Подбор частотного преобразователя 31

2.3.3 Выбор программируемого реле 40

2.3.4 Подбор графической панели 42

2.3.5 Выбор датчика уровня воды 44

2.4 Разработка принципиальной схемы 46

3 ПРОГРАММИРОВАНИЕ И НАСТРОЙКА ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 49

3.1 Разбработка панели управления фонтанами 49

3.2 Настройка преобразователя частоты 54

3.2.1 Базовая настройка ПЧ 56

3.2.2 Настройка привода 57

3.2.3 Назначение входов выходов: 58

3.2.4 Настройка управления ЭП 59

3.2.5 Прикладные функции 60

3.2.6 Управление при неисправностях 61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 64

ВВЕДЕНИЕ

С развитием цивилизации человечество изменило среду обитания с природных пейзажей на городскую суету, для которой в настоящее время характерны переуплотненность, загрязненность, вытеснение природы и замена естественного ландшафта. Для того, чтобы приблизить эту агрессивную среду к наиболее комфортной для человека, строятся городские фонтаны.

Но и сами фонтаны с развитием технологий становились всё более сложным механизмом, состоящим из множества связанных друг с другом элементов. На фонтаны стали устанавливать осветительные элементы, появились светомузыкальные фонтаны со сложным алгоритмом работы и разнообразностью используемой аппаратуры. В них водная картина и подсветка изменяются в такт поступающему музыкальному сигналу и фонтан «танцует» согласно музыкальному ритму. Управление работой фонтана ведется с помощью специального программного обеспечения. Широкое разнообразие всевозможных спецэффектов открывает простор для фантазии.

Но такие сложные системы нуждаются в точной настройке оборудования специалистами и в периодическом обслуживании. На фонтанах верхних прудов города Хабаровска совместно используется 24 насоса. При ежедневном использовании и частых пусках они с немалой периодичностью выходили из строя. Поэтому возникла актуальная проблема модернизации системы управления насосами фонтанов. В данной работе будут рассмотрены мероприятия по модернизации городских фонтанов на верхних прудах города Хабаровска, а именно:

• переход от пуска насосов с помощью магнитных пускателей к пуску от преобразователей частоты;

• расчет и подбор оборудования системы управления фонтанами;

• составление алгоритма работы системы и разработка схем;

• настройка и параметрирование элементов системы;

• разработка графической панели управления фонтанами.

1 ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ГОРОДСКИХ ФОНТАНОВ

1.1 Классификация фонтанов

Фонтан – это архитектурное сооружение, в котором вода устремляется вверх под давлением, создаваемым насосом или разностью уровней воды источника и фонтана.

Городские фонтаны различаются размером, архитектурной формой, количеством и направлением струй, а также способом подачи воды.

Основные типы фонтанов бывают:

• декоративные с природными родниками;

• фонтаны со струями, падающими в водоем;

• фонтаны с чашами и со струями, падающими в верхнюю чашу;

• каскады фонтанов со множественным переливом воды.

Классификация фонтанов:

а) по условиям эксплуатации — ландшафтные (на открытом воздухе) и интерьерные (в помещениях);

б) по расходу воды — малые (расход воды = 0,8-2 л/с), средние (расход воды до 50 л/с), большие (расход воды свыше 50 л/с);

в) по архитектурно-скульптурному оформлению – декоративные, скульптурные, каскады, водопады.

Для водоснабжения фонтанов могут быть использованы: ручьи, родники, речки, бассейны, пруды, резервуары, городской водопровод и другие водоемы.

Для создания напора необходимо, чтобы уровень источника воды находился выше уровня точки поднятия струи. Если это условие выполнить невозможно, то используют насосную подкачку.

Способы водоснабжения фонтанов представлены на рисунке 1.1.

а – от городского водопровода со сбросом воды в лоток; б – от городского водопровода со сбросом воды в сеть водостока; в – из различных источников с помощью насоса со сбросом в водосточную систему; г – с помощью насоса из специальной емкости для воды или другого источника со сбросом в этот же резервуар (рециркуляция воды); д – с помощью насоса из водоема, в котором расположен фонтан со сбросом воды в него же; е – из местного источника, расположенного выше форсунки, с прямым сбросом в водоем.

Рисунок 1.1 - Способы водоснабжения фонтанов

Для строительства фонтанов применяются такие материалы, как камень, бетон, чугун, нержавеющая сталь и др. Чаши обычно делают из камня или чугуна, а трубы для водоснабжения из нержавеющей стали.

Для формирования водяной композиции используются форсунки. Они изготавливаются из латуни, бронзы, нержавеющей стали или композиционных материалов. Различные типы форсунок представлены на рисунке 1.2.

а - одиночный; б - ярусный; в - «вертушка»; г - «водяная струя»; д - «рыбий хвост»; е - «гейзер»; ж - «тюльпан»; з - «кольцо»; и - «полушарие»; к - «колокол» л - «Тиффани»

Рисунок 1.2 - Типы форсунок

Описание типов форсунок на рисунке 1.2:

а) одиночный – мелкие вертикальные струи с выбросом воды на определенную высоту;

б) ярусный – мелкие вертикальные струи с выбросом воды на разную высоту и формирующие при этом несколько ярусов;

в) «вертушка» – несколько спиралевидных потоков, образующихся при вращении струей воды;

г) «водяная струя» – выброс воды, производящийся горизонтально из отверстия в декорированной стене на определенном расстоянии от поверхности земли (водоема, пола и т. п.);

д) «рыбий хвост» – несколько вертикальных струй, расходящихся веером и образующих почти сплошную ниспадающую стену;

е) «гейзер» – струя воды с большим количеством воздушных пузырьков;

ж) «тюльпан» – поток воды, поднимающийся под напором, формирующий воронку, расширяющуюся сверху, и ниспадающий по кругу, при этом образуя тонкий водяной купол;

з) «кольцо» – вертикальный выброс воды из отверстий, расположенных по окружности, на одинаковую высоту;

и) «полушарие» – струйки воды, выбрасываемые из большого количества трубочек форсунки-шарика и образующие полушарие;

к) «колокол» – тонкий водяной купол, образующийся из ниспадающей воды, вытекающей из верхней части форсунки, имеющей форму диска;

л) «Тиффани» – «колокол», из-под купола которого выбрасываются струи воды одинаковой высоты.

С целью создания факела струи заданной формы к насадкам прикрепляются различные отражатели, которые могут иметь форму горизонтальной плоской или криволинейной пластинки.

Также в фонтанах может применяться световое и музыкальное сопровождение. В светомузыкальных фонтанах струи воды работают под ритм музыки, для этого система управления специально программируется таким образом, чтобы не было рассинхронизации между музыкой и струями.

1. Устройство фонтана

Рассмотрим устройство фонтана на примере фонтана с оборотной системой водоснабжения. Чертеж фонтана представлен на БР 13.03.02 025 001.

Вода в бассейн поступает из водопроводного ввода. Далее через всасывающую трубу 3 вода перекачивается насосом, который приводится в движение электрическим двигателем. К насосу подключена труба, которая разделяется на несколько труб меньшего диаметра. Эти трубы подключены к элементами фонтана, из которых струится вода. В данной схеме существует 4 контура для создания струи:

• центральный насадок. Из него вода струится вверх с наибольшей высотой;

• внешнее кольцо, в котором установлены наклонные форсунки;

• внутреннее кольцо, которое находится вокруг центральной насадки. В нем установлены наклонные форсунки;

• труба для излива из маскарон.

Также в схеме предусмотрен контур для добавления воды в резервуар. Здесь расположен шаровой кран, подающий воды ровно столько, сколько необходимо для поддержания постоянного уровня в резервуаре.

Переливная труба 1 предназначена для слива воды в канализацию из бассейна, в случае его переполнения от дождевых осадков.

Вентиляционная труба 2 предназначена для циркуляции воздуха в насосной камере.

В данной системе установлен один насос, а регулировку отдельных струй производят с помощью вентилей.

1. Обзор конструктивных элементов и механизмов объекта модернизации

Объектом модернизации является городской фонтан на верхних прудах города Хабаровска.

Технические характеристики фонтана:

• по конструктивному исполнению - фонтан со струями, падающими в водоем;

• по расходу воды – средний (до 50 л/с);

• по способу водоснабжения - с помощью насоса из водоема, в котором расположен фонтан со сбросом воды в него же;

• высота подъема струи – 50 м;

• количество насосов – 6 штук;

• ширина фонтана - 6.1 м;

• высота фонтана – 1 м;

• освещение фонтана – установлено 120 светодиодных ламп мощностью 18 Вт каждая;

Внешний вид светодиодной лампы представлен на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Светодиодная лампа

• по типу форсунок.

В центре установлена одиночная форсунка с выбросом воды вверх.

Вокруг центральной форсунки установлена круговая труба с наклонными форсунками в количестве 40 шт;

• характеристика насосов.

По принципу действия насосы классифицируют на:

а) импеллерные (ламельные) насосы - перекачивание происходит при вращении гибкого резинового или пластикового ротора с лопастями, расположенного в овальном корпусе насоса;

б) пластинчатые (шиберные) насосы - вытеснителями в ней являются две и более пластин (шиберов);

в) водокольцевой насос - жидкость прижимается к стенкам рабочего цилиндра за счёт центробежных сил, получая импульс вращения от ротора;

г) шестерённые насосы – вытеснение жидкости происходит за счет вращающихся шестерён в корпусе насоса;

д) аксиально-плунжерные насосы – при вращении вала гидромашины плунжер, находящийся внизу, перемещается вверх и всасывает жидкость, а плунжер, находящийся вверху, перемещается вниз и нагнетает жидкость;

е) радиально-плунжерные насосы – принцип действия схож с аксиально-плунжерным насосом, только поршни движутся в разных осях;

ж) винтовые (шнековые) - создание напора нагнетаемой жидкости осуществляется за счёт вытеснения жидкости одним или несколькими винтовыми металлическими роторами, вращающимися внутри статора соответствующей формы;

з) поршневые - вытеснителями являются один или несколько поршней (плунжеров), совершающих возвратно-поступательное движение;

и) центробежные - движение жидкости и необходимый напор создаются за счёт центробежной силы, возникающей при воздействии лопастей рабочего колеса на жидкость;

к) осевые - движение жидкости и приращение напора происходит за счет преобразования кинетической энергии;

л) роторные - перемещают жидкую среду в результате периодического изменения объёма заполняемых ею камер или цилиндров;

м) струйные - действие основано на увлечении нагнетаемого вещества струёй жидкости;

н) синусоидальные – нагнетание происходит за счет движения ротора - диска с двумя синусоидальными волнами, повернутыми на 90 градусов внутри двух полуцилиндрических пластиковых статоров;

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР