Электроснабжение механического цеха

Введение

Для создания надежных и экономичных систем электроснабжения различных предприятий и производств при проектировании необходимо руководствоваться современными методиками электрических расчетов, нормативными указаниями и руководящими документами, такими как: руководящие указания по расчету нагрузок, руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования, правила устройства электроустановок и пр.

Электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплектной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности общественного труда улутшить качество продукции и облегчить условия труда. На базе использования электроэнергии ведется техническое перевооружение промышленности, внедрение новых технологических процессов и осуществление конкретных преобразований в организации производства и управления ими.

Основные расчеты, необходимые для выполнения поставленной задачи: расчеты электрических нагрузок с учетом компенсации реактивной мощности и расчет токов короткого замыкания Выбору подлежат силовые трансформаторы КТП, основные проводники и коммутационная аппаратура а также осветительное оборудование на стройплощадке Значительное место в деле успешного строительства дома играют вопросы правильного проектирования, то есть выбора наиболее экономичного и технически.

Характеристика объекта проектирования

1.1 Характеристика производственной зоны и средств механизации на объекте проектирования

Механический цех может выполнять различные ремонтные, производственные работы, а также производить плановые и внеплановые технические обслуживания и осмотры транспортных средств и агрегатов для такого вида работ на предприятии установлено специальное оборудование, позволяющее выполнять сложные ремонтные работы. Механический цех имеет токарные станки, с помощью которых выполняются работы по изготовлению некоторых деталей и узлов транспорту, нарезание резьбы и другие работы Также установлены круглошлифовальные, сверлильные и фрезерные станки, выполняющие немаловажную роль в ремонте. В цехе имеются вентиляторные установки, с помощью которых производится вентиляция воздуха вокруг рабочих зон совершенного варианта построения данного объекта.

Операции по перемещению грузов внутри цеха выполняются с помощью кран-балки.

В цехе предусмотрены помещение для трансформаторной подстанции, участок механической обработки, станочный парк, вентиляционная и сварочная.

Здание цеха выполнено из кирпича, пол внутри помещения бетонный.

Размеры цеха: АхВхН = 45х30х7 м.

Грунт вокруг здания – суглинок.

В цехе предусмотрено как естественное, так и искусственное освещение.

Автоматизация оборудования

Электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплектной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности общественного труда, улучшить качество продукции и облегчить условия труда. На базе использования электроэнергии ведётся техническое перевооружение промышленности, внедрение новых технологических процессов и осуществление коренных преобразований в организации производства и управления ими.

Первостепенное значение для автоматизации производства имеют многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Развитие электропривода идёт по пути упрощения механических передач и приближения электродвигателей к рабочим органам машин и механизмов, а также возрастающего применения электрического регулирования скоростей приводов.

В данном дипломном проекте произведена автоматизация системы насосной установки с помощью частотного преобразователя. Это позволит в дальнейшем сэкономить на эксплуатации насосной установки за счет снижения затрат на электроэнергию.

3.1 Литературный обзор прогрессивных технологий

Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к микроконтроллерам

Современный электропривод представляет собой конструктивное единство электромеханического преобразователя энергии (двигателя), силового преобразователя и устройства управления. Он обеспечивает преобразование электрической энергии в механическую в соответствии с алгоритмом работы технологической установки. Сфера применения электрического привода в промышленности, на транспорте и в быту постоянно расширяется. В настоящее время уже более 60% всей вырабатываемой в мире электрической энергии потребляется электрическими двигателями. Следовательно, эффективность энергосберегающих технологий в значительной мере определяется эффективностью электропривода. Разработка высокопроизводительных, компактных и экономичных систем привода является приоритетным направлением развития современной техники.

Последнее десятилетие уходящего века ознаменовалось значительными успехами силовой электроники было освоено промышленное производство биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), силовых модулей на их основе (стойки и целые инверторы), а также силовых интеллектуальных модулей (IPM) с встроенными средствами защиты ключей и интерфейсами для непосредственного подключения к микропроцессорным системам управления.

Рост степени интеграции в микропроцессорной технике и переход от микропроцессоров к микроконтроллерам с встроенным набором специализированных периферийных устройств, сделали необратимой тенденцию массовой замены аналоговых систем управления приводами на системы прямого цифрового управления.

Под прямым цифровым управлением понимается не только непосредственное управление от микроконтроллера каждым ключом силового преобразователя (инвертора и управляемого выпрямителя, если он есть), но и обеспечение возможности прямого ввода в микроконтроллер сигналов различных обратных связей (независимо от типа сигнала: дискретный, аналоговый или импульсный) с последующей программно-аппаратной обработкой внутри микроконтроллера. Таким образом, система прямого цифрового управления ориентирована на отказ от значительного числа дополнительных интерфейсных плат и создание одноплатных контроллеров управления приводами. В пределе встроенная система управления проектируется как однокристальная и вместе с силовым преобразователем и исполнительным двигателем конструктивно интегрируется в одно целое мехатронный модуль движения.

3.4 Разработка схемы электрической принципиальной

Питание подается от трехфазной сети напряжением 380 В. Защита осуществляется с помощью автоматического выключателя QF1. Питание на схему управления подается с помощью пускателя КМ1. Катушка данного пускателя питается через понижающий трансформатор ТV1. Также с него берет питание система сигнализации насоса. Для того чтобы пустить насосную установку в работу необходимо нажать кнопку SB1. Тогда катушка пускателя КМ1 получит питание и замкнет свои силовые контакты, тем самым подаст питание на систему частотного преобразователя насосной установки. Далее насос начинает работу по заданной программе. Система частотного преобразователя состоит из двух блоков управления и блока двигателя – датчика уровня жидкости. Для выбора программы насоса используется переключатель S1. Далее блок управления формирует сигналы и подает их на вход частотного преобразователя через контакты 728, 727. Частотный преобразователь формирует входящий сигнал на двигатель S. Датчик уровня жидкости S подает обратный сигнал на преобразователь. Тем самым осуществляется обратная связь систему управления электрическим приводом насоса.

Технико-экономическое обоснование

Грамотно составленная смета на электромонтажные работы - возможность оценить размер будущих финансовых расходов и при необходимости сократить их.

Целью дипломной работы является определение сметной стоимости по монтажу щита управления насосной установки, которая в свою очередь служит основой для определения размера капитальных вложений и финансирования проекта.

Основанием для определения сметной стоимости проекта являются исходные данные заказчика, проектная документация, ведомость объемов работ спецификации на приобретение оборудования.

Этапами составления сметы являются:

1 Выбор метода составления сметного расчета;

2 Определение прямых затрат на заданный объем работ, индексация базисных цен;

3 Определение величины накладных расходов расчет сметной себестоимости работ;

Определение сметной прибыли, расчет сметной стоимости работ.

4.1 Экономико-правовое положение организации

ОАО «Ижевский завод пластмасс» передовое предприятие по переработке полимерного сырья и производству сшитых вспененных полиолефинов. Построен в 1972 году как завод-спутник автомобильного производства объединения «Ижмаш». Сегодня Ижевский завод пластмасс — крупнейшее предприятие в России и СНГ по переработке пенополиэтилена под торговой маркой ISOLON. Современное оборудование, новейшие технологии, уровень качества, отвечающий самым высоким стандартам, бережное отношение к экологии — все это позволяет работникам завода испытывать гордость за результаты своего труда и уверенно смотреть в будущее. За счет грамотной организации производства, постоянного поиска новых возможностей оборудования, применения оригинальных технологических решений заводу удалось занять достойное место на российском и зарубежных рынках и добиться стабильного экономического положения. Достойный участник международного рынка, сертифицированный по международному стандарту ISO 9001:2008. Продукция завода поставляется в 16 стран ближнего и дальнего зарубежья.

Характеристика объекта исследования

Насосной установкой называют насосный агрегат, комплектующее оборудование которого смонтировано по определенной схеме, обеспечивающей работу насоса. На рисунке приведена схема насосной установки для перекачки жидкости. Насос, приводимый в движение электродвигателем, засасывает жидкость из расходной емкости и по всасывающей магистрали и напорной магистрали перекачивает жидкость в приемную емкость.

На каждую насосную установку заводится журнал (или паспорт), в котором содержатся следующие разделы:

правила ведения журнала;

проведение регламента и выполнения работ на установке (оборудовании) в процессе эксплуатации;

учет наработки установки и оборудования;

учет технических осмотров установки и оборудования;

учет неисправности установки и оборудования;

оценка состояния установки и оборудования;

регистрация изменений в составе насосной установки и оборудования.

Указанные выше виды работ выполняются на основании документов (паспортов) элементов насосной установки.

4.3 Технология производства монтажа

По назначению электрощиты и пульты управления могут быть:

оперативные, с которых ведется управление и контроль технологического процесса;

неоперативные, предназначенные только для установки аппаратов, приборов и устройств, не используемых непосредственно для управления и наблюдения за технологическим процессом;

комбинированные, которые могут выполнять как оперативные, так и неоперативные функции.

По конструктивному исполнению электрощиты могут быть:

наружной или внутренней установки;

напольные и навесные;

металлические и пластмассовые;

шкафные одно-, двух- и многосекционные;

с передней, задней и двухсторонними дверьми.

Для современных систем автоматизации, учитывая применение микроконтроллеров, вся аппаратура управления может быть размещена в навесных односторонних малогабаритных шкафах, а неоперативная аппаратура - в пластмассовых модульных щитках.

Для монтажа щитов и пультов управления необходимо иметь монтажную схему, эскизный чертеж общего вида с перечнем всех элементов, включая монтажные аксессуары.

При компоновке средств автоматизации на щитах и пультах необходимо учитывать:

назначение и количество приборов и устройств;

удобство монтажа и эксплуатации;

эстетические аспекты внешнего вида;

безопасность обслуживания.

Практически все современные аппараты и устройства предназначены для установки на DINрейку, которая крепиться на заднюю стенку шкафа, специальную монтажную панель или за стойки на боковых стенках шкафа. Такое крепление достаточно надежное и позволяет быстро и легко произвести установку или демонтаж аппарата.

Конфигурация и размеры DINреек приведены в стандарте IEC 6094772.

Обычно в шкафу на DINрейки устанавливают также соединительные клеммы, объединенные по типоразмерам в зависимости от сечения подключаемых проводов. Они предназначены как для подключения внешних проводов, так и для соединения аппаратов, расположенных на разных панелях шкафа (например, на двери).

Номенклатура выпускаемых клеммных соединений очень обширна как по конструктивному исполнению (винтовые, пружинные, для быстрого монтажа, одно- и многоярусные и т. д.), так и по электрическим параметрам (зажимное сечение от 0,14 до 240 мм2, ток до 400 А и напряжение до 1000 В).

Если в проекте не предусмотрены отдельные пульты управления, то на фронтальных панелях или передних дверях шкафов управления компонуются:

измерительные и регулирующие приборы;

светосигнальная аппаратура;

аппаратура оперативного назначения (кнопки, переключатели и т. п.);

мнемосхемы.

Перечисленные аппараты компонуются функциональными группами обычно в порядке хода технологического процесса.

Для шкафов управления напольного исполнения рекомендуемая высота установки управляющей аппаратуры составляет (в мм от пола до нижнего края прибора):

показывающие приборы и сигнальная аппаратура: 950 - 1800;

самопишущие и регистрирующие приборы: 110 - 1700;

оперативная аппаратура управления: 800 - 1600;

мнемосхемы: 10001900.

Предпочтение отдается нижней границе. Этих же значений необходимо придерживаться при монтаже навесных шкафов управления непосредственно на объекте.

Соединения аппаратов и приборов между собой производится в соответствии со схемой соединений. Согласно СНиП 3.05.0785 присоединение однопроволочных медных жил проводов и кабелей сечением 0,5 и 0,75 мм2 и многопроволочных медных жил сечением 0,35, 0,5 и 0,75 мм2 к приборам и аппаратам, сборкам зажимов должно, как правило, выполняться пайкой, если конструкция их выводов позволяет это осуществить. Если медные жилы указанных сечений крепятся к аппаратам, имеющим выводы для подсоединения под винт или болт, то жилы этих проводов и кабелей должны оконцовываться наконечником.

Однопроволочные медные жилы проводов и кабелей сечением 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 мм2 могут присоединяться непосредственно под винт или болт, а многожильные провода таких же или больших сечений — с помощью наконечников.

Каждый конец провода или жилы кабеля на месте присоединения к аппарату или устройству должен быть пронумерован номером электрической цепи в соответствии с монтажной схемой.

Самым простым методом маркировки является нанесение номера маркером (специальным фломастером) на отрезок ПВХтрубки, которая надевается на конец провода перед его присоединением к аппарату.

Более прогрессивным методом является использование держателя, который защелкивается на подключенном проводе и в который вставляется шильдик с нанесенным обозначением электрической цепи.

Раньше соединительные провода группировались в жгуты с помощью суровых ниток и других ленточных изоляционных материалов. Такая технология была очень трудоемкой, неэстетичной и вызывала неудобства при наладке и ремонте (чтобы заменить провод, необходимо было разделать весь жгут).

Перечисленные недостатки полностью исключаются при использовании перфорированных коробов, устанавливаемых по периметру монтажной плоскости и между рядами приборов. В этом случае монтаж производится без выкладки проводов, а после его завершения короба закрываются крышками, что делает вид внутри шкафа более эстетичным. Для объединения проводов межпанельного гибкого соединения (например, между внутренней панелью шкафа и аппаратурой на двери) используется спиральная трубка.

В зависимости от места установки и соответствующей ему степени защиты (IP) шкафы и щиты автоматики должны быть укомплектованы вводными устройствами соответствующих типов.

Так, для обычных помещений достаточна установка на выводной стороне шкафа резинового уплотнителя, в котором вырезается отверстие под подводимую трубу с минусовым допуском. Для более тяжелых условий работы применяются специальные кабельные наконечники. Этим же условиям должна соответствовать и вся конструкция шкафа по степени защиты IP.

Щиты и пульты устанавливаются на объекте после окончания всех строительных и основных отделочных работ, сооружения кабельных каналов, проемов для ввода кабелей и труб, фундаментов и закладных металлоконструкций.

Условия установки щитов и пультов определяются проектами, однако существует ряд общих требований, которые предусмотрены в СНиП 3.05.07-85:

полногабаритные шкафные и панельные щиты устанавливаются только на опорных стальных рамах или на бетонном (кирпичном) основании;

малогабаритные шкафные щиты и модульные щитки монтируются обычно на колоннах, стенах, в проемах и других строительных конструкциях (навесной монтаж) или на полу настойках; крепление осуществляется при помощи болтов, отверстия под которые расположены на задней стенке шкафа;

пространственное положение щитов и шкафов должно быть строго вертикальным и горизонтальным;

при наличии вибраций в месте установки щитов и пультов должны применяться специальные амортизирующие устройства;

полы в помещении, где расположены щиты и пульты не должны быть электропроводными;

вводы электрических проводок в щиты и пульты осуществляются, как правило, снизу через резиновые уплотнения;

корпусы металлических щитов и пультов подлежат обязательному заземлению.