Конспект лекций для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (в теплоэнергетике)» 8 семестр
| Вид материала | Конспект |
- Методические указания по выполнению дипломных проектов для студентов специальности, 294.98kb.
- Рабочая программа Наименование дисциплины «Прикладная механика» По специальности 220301., 152.82kb.
- Рабочая программа дисциплины «Теория автоматического управления» для студентов специальности, 126.16kb.
- Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов специальности 220301, 189.64kb.
- Автоматизация технологических процессов и производств (в теплоэнергетике), 15.79kb.
- Рабочий учебный план специальности 220301 Автоматизация технологических процессов, 263.36kb.
- Рабочая программа По дисциплине «Оборудование и технология печатных процессов» По специальности, 546.72kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Основы проектирования машин» для студентов специальности, 283.06kb.
- Задание должно содержать следующие данные, 280.23kb.
- Методические указания для студентов специальности 210200 «Автоматизация технологических, 273.81kb.
140…180
-
Ц
епь контроля и управления
Цепи управления
Пуск дымососа
Отключение двигателя
Цепи сигнализации
Температура подшипников
Давление масла
Схема управления
Рис. 1. Поясняющие надписи на принципиальной электрической схеме
Обозначения элементов принципиальных электрических схем
Всем элементам, аппаратуре, приборам, техническим средствам автоматизации, изображенным на принципиальных электрических схемах, присваивают буквенно-цифровые условные обозначения. Условные обозначения характеризуют наименования элементов устройств и их функциональное назначение. Условное обозначение состоит из буквенной части и цифровой приставки после буквенной части. Буквенная часть составляется из прописных букв латинского алфавита. Для построения условного обозначения следует применять двухбуквенные коды, в которых первая буква определяет группу видов элементов, а вторая – вид элемента, входящего в эту группу. Например, любой предохранитель относится к группе F, поэтому его условное обозначение начинается с буквы F. Если в схеме нет разновидностей одной и той же группы, допускается кодирование элемента производить с помощью одной буквы, обозначающей группу видов элементов. Например, если в схеме кроме магнитного пускателя не содержится других реле, то пускатель можно обозначить буквой К. При наличии в схеме нескольких пускателей каждый обозначают двухбуквенным кодом КМ.
Если в схеме используют несколько одинаковых по наименованию и функциональному назначению элементов, то к буквенному условному обозначению элемента справа добавляют цифровую приставку в виде арабской цифры. Цифровая приставка обозначает порядковый номер элемента, аппаратуры, прибора или технического средства автоматизации, например, КМ1, КМ2, КМ3. Цифровая приставка присваивается условным обозначениям соответственно расположению элементов на схеме – слева направо при горизонтальном изображении линий связи и сверху вниз при вертикальном изображении линий связи. Элементы одного устройства, независимо от их расположения на схеме, должны иметь одно и то же условное обозначение.
Буквенное обозначение, присваиваемое токоприемнику устройства, распространяется на все отдельные элементы этого устройства, показанные в развернутом (элементном) виде. Например, для реле буквенное обозначение КV показывают около графического изображения его обмотки, а также около каждого графического изображения его контакта.
Маркировка электрических цепей
Все участки электрических цепей между различными элементами, аппаратурой, приборами и техническими средствами автоматизации на принципиальной электрической схеме маркируют числами. Последовательность обозначения участков цепей – от ввода источника питания к потребителю. Разветвляющиеся участки цепей обозначают последовательно слева направо, сверху вниз. Допускается оставлять резервные номера. Цепи переменного тока можно обозначать с добавлением перед числом буквы L. Силовые цепи постоянного тока обозначают нечетными числами – участки цепей положительной полярности, а четными числами – отрицательной полярности. Допускается не маркировать участки цепей между выключателями и предохранителями в пределах одного щита питания.
Проектирование принципиальных электрических схем питания АСУ ТП
Проектирование принципиальных электрических схем питания АСУ ТП производят в следующей последовательности.
- Выбор системы электропитания автоматизированной системы управления.
- Разработка структуры системы электропитания.
- Выбор напряжения и тока потребителей.
- Расчет электрических параметров системы электропитания.
- Выбор аппаратуры управления и защиты и сочетаний этой аппаратуры.
- Выбор типа и технических характеристик элементов системы питания.
- Составление перечня элементов системы питания и оформление принципиальной
схемы питания.
На принципиальных электрических схемах питания приводят:
- аппаратуру отключения источников питания и потребителей;
- аппаратуру контроля наличия напряжения;
- аппаратуру защиты потребителей и источников питания;
- наименования потребителей;
- перечень аппаратуры;
- пояснения и примечания.
Питание электродвигателей исполнительных механизмов осуществляют или от общих щитов питания, или от отдельных сборок питания,.
Выбор системы электропитания и ее структуры определяется следующими основными факторами:
- бесперебойностью электроснабжения;
- расположением источников питания и пртребителей;
- величиной нагрузки;
- удобством эксплуатации системы питания и потребителей.
Принципиальные схемы питания делят на следующие виды:
- схемы питающих сетей – сетей от источников питания до щитов и сборок питания автоматизированных систем управления;
- схемы распределительных сетей - сетей от щитов и сборок питания автоматизированных систем управления до потребителей. На этих схемах изображают также цепи, связывающие датчики с измерительными приборами и регулирующими устройствами.
Питающие и распределительные сети выполняют следующими способами:
1) однофазными двухпроводными (фазный провод и нулевой провод);
2) двухфазными двухпроводными (два фазных провода);
3) двухпроводными постоянного тока;
4) трехфазными трехпроводными (три фазных провода);
5) трехфазными четырехпроводными (три фазных провода и нулевой провод).
Схемы распределительных сетей строят по радиальному принципу – каждого потребителя подключают в сеть (к щиту или сборке питания) с помощью отдельной радиальной линии. При установке в системе электропитания аппаратуры управления и защиты применяют следующие сочетания:
- в питающих линиях – автоматический выключатель; рубильник – предохранители;
- в цепях электродвигателей исполнительных механизмов и электроприводов вентилей – автоматический выключатель – магнитный пускатель; рубильник – предохранители – магнитный пускатель.
Для защиты от перегрузки электродвигателей используют тепловые расцепители, или тепловые элементы в магнитных пускателях. В цепях измерительных приборов, регулирующих устройств, трансформаторов, выпрямителей – пакетный выключатель (рубильник, тумблер) – предохранители. В цепях схем производственной сигнализации – пакетный выключатель (рубильник, тумблер, ключ управления, автоматический выключатель). В цепях освещения щитов – выключатель - предохранитель.
В современных системах питания практически всегда вместо различных сочетаний аппаратуры используют автоматические выключатели. Схемы питания должны выполняться отдельно для питающих и распределительных сетей. Схема распределительной сети должна выполняться для каждого щита питания отдельно. Всем аппаратам схем питающих и распределительных сетей присваивают буквенно-цифровые обозначения.
На схеме питания показывают аппараты управления и защиты, устанавливаемые как со стороны источника питания, так и со стороны щитов питания системы автоматизации, а также электрические связи между ними.
На схемах распределительных сетей показывают следующие элементы:
- аппараты управления (рубильники, выключатели, переключатели);
- аппараты защиты (автоматические выключатели, предохранители);
- преобразователи (выпрямители, трансформаторы, стабилизаторы);
- лампы освещения, розетки, схемы автоматического ввода резерва;
- линии электрической связи между аппаратами.
Около изображений аппаратов на схемах распределительных сетей указывают их буквенно-цифровое обозначение. У трансформаторов указывают высшее и низшее напряжения. Около выпрямителей, источников питания, стабилизаторов указывают род тока, высшее и низшее напряжения. Не указывают технические характеристики у изображений рубильников, выключателей, автоматических выключателей, предохранителей схем распределительных сетей. Жилы кабелей и проводов питающих сетей, а также сборные шины на щитах питания маркируют последовательными числами с добавлением перед цифровой частью латинских букв «А», «В», «С», обозначающих фазные провода, или буквы N, обозначающей нулевой провод. Допускается не маркировать участки цепей между выключателями и предохранителями (в пределах одного щита питания).
Сведения о потребителях указывают в таблицах в нижней части схем распределительных сетей, питающихся от данного щита питания, с указанием их позиций, потребляемой мощности, напряжения питания и места установки. В перечне аппаратуры указывают позиции аппаратуры по заказной спецификации, обозначения по схеме питания, наименования, тип, количество и технические характеристики.
Выбор выключателей, рубильников и тумблеров
Выбор выключателей, рубильников и тумблеров производят по следующим параметрам:
а) по номинальному напряжению сети Uн > Uнс,
где Uн - номинальное напряжение рубильника, выключателя, тумблера,
Uнс - номинальное напряжение сети.
б) по длительному расчетному току цепи Iн > Iдл; Iоткл > Iдл,
где Iн - номинальный ток рубильника, тумблера,
Iоткл- наибольший отключаемый ток,
Iдл - длительный расчетный ток цепи.
Выбор предохранителей
Предохранители выбирают по следующим параметрам:
а) по номинальному напряжению сети Uнп > Uнс,
где Uнп - номинальное напряжение предохранителя,
Uнс – номинальное напряжение сети;
б) по длительному расчетному току линии Iнв > Iдл,
где Iнв- номинальный ток плавкой вставки,
Iдл – длительный расчетный ток линии.
При выборе предохранителей для защиты от пусковых токов электродвигателей необходимо выполнение условия Iнв > Iпск/ 2,5 ; где Iпск - пусковой ток двигателя.
Выбор автоматических выключателей
Выбор автоматических выключателей производят по номинальному напряжению и току с соблюдением следующих условий: Uн > Uнс ; Iн > Iдл .
Выбор тепловых реле магнитных пускателей
Тепловые реле магнитных пускателей выбирают по номинальному току двигателей (или длительному расчетному току): Iнтр > Iндв, где Iнтр – номинальный ток теплового реле, Iндв – номинальный ток двигателя.
Проектирование принципиальных электрических схем сигнализации
Принципиальные электрические схемы сигнализации выполняют в виде развернутых (элементных) схем. Различают несколько видов схем сигнализации:
1) технологической сигнализации, предназначенные для сигнализации о состоянии
параметров технологического процесса;
2) производственной сигнализации, служащие для сигнализации положения рабочих
органов механизмов и агрегатов;
3) командной сигнализации, выполняющие некоторые организационные функции
управления технологическими процессами;
4) предупредительной сигнализации;
5) аварийной сигнализации.
При проектировании принципиальных электрических схем сигнализации необходимо учитывать следующие рекомендации.
Световую сигнализацию в постах управления объектов теплоэнергетики часто дублируют звуковой сигнализацией. Для сигнализации о состоянии технологических параметров применяют световые табло. Для различных производственных сигналов применяют сигнальную арматуру. В первом случае надпись о содержании сигнала выполняют на световом табло, а во втором - в рамке, установленной около арматуры. Сигнальные элементы встраивают также в мнемосхемы технологических процессов. При большом количестве сигналов различные виды сигнализации сводят на один сигнальный элемент при различных формах сигнализации (ровное горение ламп, мигание, горение вполнакала).
Звуковой сигнал служит для привлечения внимания оперативного персонала и является общим для всех вынесенных на щит световых сигналов, указывающих место нарушения режима или неисправности. Звуковой сигнал может отключаться дежурным оперативным персоналом, а световой сигнал остается до устранения причин неисправности.
Величины напряжений и род тока для схем сигнализации выбирают в зависимости от величины допустимого напряжения на контактах датчиков сигнализации, приборов или устройств, допустимого тока и разрывной мощности, требований монтажа, количества сигналов и т. д. При наличии большого количества сигналов используют постоянный ток низкого напряжения (24 В, 48 В, 60 В). Такие величины напряжений позволяют использовать телефонные многожильные кабели, малогабаритные реле и малогабаритную сигнальную аппаратуру. При этом уменьшается стоимость, уменьшаются габариты и улучшаются условия восприятия информации. Для сигнализации наличия напряжения питания на щитах устанавливают лампы накаливания или светодиоды. Рекомендуется присоединять по одному контакту ламп и обмоток реле к общему питающему проводу (нулевой провод), что исключает ложные срабатывания при пробое на землю. Эффективным способом увеличения срока службы сигнальных ламп и светодиодов, как наиболее ответственных элементов в схемах сигнализации, является снижение напряжения питания на 10…75% от номинального напряжения питания (световой поток снижается до 30% от номинального).
Сложные принципиальные электрические схемы сигнализации оформляют отдельно от других разновидностей принципиальных электрических схем. Несложные принципиальные электрические схемы сигнализации включают в состав других принципиальных схем.