Содержание

ВВЕДЕНИЕ 9

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ И ФОРМУЛИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ ЭЛЕКТРОПРИВОДУ 11

1.1 Описание промышленной установки 11

1.2 Анализ технологического процесса промышленной установки и выбор управляемых координат электропривода 14

1.3 Формулирование требований к автоматизированному электроприводу 15

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА 17

2.1 Обзор систем электропривода, применяемых в промышленной установке 17

2.2 Выбор рациональной системы электропривода 19

2.3 Проектирование функциональной схемы автоматизированного электропривода 20

3 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 22

3.1 Анализ кинематической схемы механизма и определение её параметров. Составление математической модели механической части электропривода и определение её параметров. 22

3.2 Расчет нагрузок, построение механической характеристики Ммех=f(ω) и нагрузочной диаграммы механизма Ммех=f(t) 28

3.3 Предварительный выбор двигателя по мощности 30

3.4 Выбор номинальной скорости и типоразмера двигателя. Построение характеристики Мдоп=f(ω), где ωмин≤ ω≤ ωмакс 31

3.5 Построение нагрузочной диаграммы электропривода М=f(t) за цикл работы. 37

3.6 Проверка выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности 40

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 43

4.1 Определение возможных вариантов и обоснование выбора вида преобразователя электрической энергии 43

4.2 Расчет параметров и выбор электрических аппаратов силовой цепи: входного и выходного фильтров, тормозного резистора 46

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 47

5.1 Выбор датчиков для измерения управляемых координат электропривода 47

5.2 Составление математических моделей (уравнений, структурных схем) объекта управления, датчиков и исполнительного устройства 47

5.3 Расчет параметров объекта управления, датчиков и исполнительного устройства 52

5.4 Проектирование регуляторов на основании разработанных математических моделей и требований к автоматизированному электроприводу 57

6 Расчет и анализ динамических и статических характеристик автоматизированного электропривода 59

6.1 Разработка компьютерной (имитационной) модели автоматизированного электропривода 59

6.2 Расчет переходных процессов и определение показателей качества 63

6.3 Построение статических характеристик электропривода 69

7 ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫБОРА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 71

7.1 Построение точной нагрузочной диаграммы электропривода за цикл работы автоматизированного электропривода 71

7.2 Проверка электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности электропривода по точной нагрузочной диаграмме 72

8 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ ПРОГРАММИРУЕМОГО КОНТРОЛЛЕРА 73

8.1 Формализация условий работы промышленной установки 73

8.2 Разработка алгоритма и программы управления 74

8.3 Проектирование функциональной схемы системы автоматизации 85

8.4 Выбор аппаратов системы автоматизации 87

8.5 Проектирование схемы электрической соединений системы автоматизации 88

8.6 Полное описание функционирования системы автоматизации 90

9 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ 92

9.1 Выбор аппаратов, проводов, кабелей 92

10 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОБЩЕЙ И ПОДКЛЮЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА 97

10.1 Схема электрическая общая и подключения автоматизированного электропривода 97

10.2 Составление перечня элементов электрооборудования промышленной установки 99

10.3 Полное описание функционирования автоматизированного электропривода 100

11 ОХРАНА ТРУДА 102

11.1 Расчет зануления для автоматизированного электропривода насосной установки машины непрерывного литья заготовок 102

11.2 Меры безопасности при обслуживании электродвигателей насосной станции 105

11.3 Пожарная безопасность 107

12 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 109

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 126