Модернизация системы электропривода конвейера

Содержание

Введение

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ КОНВЕЙЕРОВ

1.1. Классификация и принципы функционирования электроприводов конвейерного транспорта

1.2. Обзор электромеханического оборудования: двигатели (АДКР), редукторы, тормозные системы.

1.3. Анализ методов управления скоростью и нагрузкой (прямой пуск, частотное регулирование, многоскоростные двигатели).

1.4. Сравнительный анализ средств автоматизации: релейно-контакторные схемы vs ПЛК vs Программируемые реле (ПР).

Глава 2. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

2.1. Технические характеристики и паспортные данные существующего оборудования.

2.2. Режимы работы и анализ эксплуатационных параметров (время пуска, кол-во аварий). Диагностика эксплуатации

2.3. Выявление недостатков текущей системы:

2.4. Оценка экономической эффективности текущего электропривода (затраты на ремонт, простой).

Глава 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА БАЗЕ ПРОГРАММИРУЕМОГО РЕЛЕ

3.1. Разработка технических требований к модернизации (ТЗ).

3.2. Выбор компонентов для повышения надежности и оптимизации энергозатрат:

3.3. Разработка схемы управления на базе программируемого реле:

3.4. Программирование логики работы конвейера:

Глава 4. Расчет технико-экономических показателей предложенного проекта:

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Модернизация системы электропривода конвейера

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена необходимостью повышения эффективности и надежности работы конвейерного транспорта на промышленных предприятиях Российской Федерации. Конвейеры широко применяются на объектах электроэнергетики, горнодобывающей, металлургической и химической промышленности, обеспечивая непрерывное перемещение материалов и сырья. Существующие системы электропривода конвейеров на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (АДКР) и релейно-контакторных схем управления характеризуются высокими пусковыми токами, механическими нагрузками на редукторы, недостаточной гибкостью управления и значительными энергозатратами. В условиях реализации государственной политики энергосбережения и повышения энергетической эффективности, закрепленной Федеральным законом от 23.11.2009 №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», модернизация электроприводов с применением средств автоматизации становится приоритетной задачей.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе достаточно высока. Вопросы построения и эксплуатации электроприводов конвейеров освещены в работах ведущих специалистов НИУ «МЭИ», НИ ТПУ, УрФУ. Значительный вклад в развитие теории автоматизированного электропривода внесли исследования АО «ВНИИР», ПАО «Россети», профильных кафедр электромеханики и электротехники.

Цель курсовой работы – разработка проекта модернизации системы электропривода конвейера на основе программируемого реле с обоснованием технических решений и оценкой экономической эффективности.

Задачи курсовой работы:

• изучить теоретические основы построения электроприводов конвейерного транспорта и средства их автоматизации;
• проанализировать техническое состояние и режимы работы существующей системы электропривода конвейера;
• выявить недостатки действующей системы и определить направления модернизации;
• разработать техническое решение на базе программируемого реле с выбором компонентов и схем управления;
• выполнить расчет технико-экономических показателей предложенного проекта модернизации.

Объект исследования – система электропривода ленточного конвейера промышленного предприятия.

Предмет исследования – процессы управления, диагностики и модернизации электромеханического оборудования конвейерного транспорта.

Методологическая база включает теоретические основы электропривода, методы расчета электрических машин и аппаратов, нормативно-техническую базу (ПУЭ 7-е издание, ГОСТ Р 55189-2012, ГОСТ IEC 60034-1-2014), принципы программирования логических контроллеров, технико-экономический анализ инвестиционных проектов.

Научная новизна заключается в комплексном подходе к модернизации электропривода конвейера с применением программируемого реле для повышения надежности, энергоэффективности и автоматизации технологического процесса.

Теоретическая значимость состоит в систематизации методов управления электроприводами конвейеров и обосновании критериев выбора средств автоматизации. Практическая значимость определяется разработкой готового технического решения, применимого для внедрения на промышленных объектах.

Структура работы включает введение, четыре главы, заключение и список использованной литературы. Первая глава посвящена теоретическим основам построения электроприводов конвейеров. Во второй главе проведен анализ технического состояния существующей системы. Третья глава содержит проектирование модернизированной системы на базе программируемого реле. Четвертая глава включает расчет технико-экономических показателей проекта.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ КОНВЕЙЕРОВ

1.1. Классификация и принципы функционирования электроприводов конвейерного транспорта

Конвейерный транспорт является одним из наиболее распространенных видов непрерывного перемещения сыпучих, штучных и жидких грузов на промышленных предприятиях Российской Федерации. Электропривод представляет собой электромеханическую систему, состоящую из электродвигателя, передаточного механизма, системы управления и рабочего органа. Согласно классификации, принятой в отечественной электротехнике, электроприводы конвейеров подразделяются по роду тока (постоянного или переменного тока), по принципу регулирования скорости (нерегулируемые, ступенчатого и плавного регулирования), по способу управления (ручное, автоматизированное, программное) и по конструктивному исполнению (индивидуальные, групповые, многодвигательные). Наибольшее распространение получили асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором благодаря простоте конструкции, высокой надежности, низкой стоимости и удобству эксплуатации [1, c. 45].

Принцип функционирования электропривода конвейера основан на преобразовании электрической энергии в механическую работу, обеспечивающую вращение приводного барабана ленточного конвейера или звездочки цепного конвейера. Асинхронный двигатель создает электромагнитный момент на валу, передаваемый через редуктор или муфту на исполнительный механизм. Момент сопротивления определяется массой транспортируемого материала, углом наклона конвейера, сопротивлением движению ленты и коэффициентом трения. В установившемся режиме момент двигателя равен моменту сопротивления механизма, что соответствует рабочей точке на механической характеристике привода. Пусковой режим характеризуется значительным превышением пускового момента над номинальным и сопровождается пятикратным и более увеличением тока статора, что приводит к просадке напряжения в сети и механическим ударам в трансмиссии [3, c. 78].

Современные системы электропривода конвейеров реализуют функции защиты от перегрузки по току и температуре обмоток, контроля скорости и положения ленты, автоматического пуска и останова в зависимости от технологических условий, блокировки при аварийных ситуациях (пробуксовка ленты, обрыв троса аварийного останова, превышение допустимой те

…