ПЧ - преобразователь частоты;
КТ - программируемый контроллер;
NT - терминал;
М - асинхронный двигатель;
ПМ - приводной механизм;
ДС - датчик скорости;
ДМ - датчик массы;
ДНт - датчик натяжения ленты;
ДСЛ - датчик схода ленты;
ДНСМ - датчик наличия сыпучего материала;
На контроллере реализованы следующие алгоритмы:
1. Авария ( предусмотрены шесть аварийных ситуаций):
- сход ленты;
- чрезмерное натяжение ленты;
- отсутствие сыпучего материала;
- перегрузка привода;
- ошибка привода;
- аварийный стоп;
2. автоматическое управление (является основной частью программы)-слежение за переменными (заданной и истинной производительностью), а так же контроль работы системы.
3. переходы по экранам-служат интерфейсом между контроллером и оператором. С их помощью оператор наблюдает за значениями нужных переменных, аварийными ситуациями, имеет возможность внести необходимые изменения.
Может использоваться двухуровневая компьютерная система управления конвейерной линией (КСУКЛ) [ 5].Ее структурная схема представлена на рис.2.3.
Рис.2.3. Структурная схема КСУ КЛ.
На рис. 2.1 использованы следующие обозначения:
ПК - персональный компьютер;
ПЛК - программируемый логический контроллер;
ДС - датчик скорости;
ДЛ - датчик схода ленты;
ДЗ - датчик завала места перегрузки;
ДО - датчик экстренного останова;
КУ1 - кнопка пуск;
КУ2 - кнопка стоп;
ВР - выбор режима;
П - управление пускателем;
Т - управление тормозом;
НУ - управление натяжным устройством;
ЗС - звуковая сигнализация;
СС - световая сигнализация.
Система обеспечивает выполнение следующих требований:
1. Управление.
1.1 автоматическое управление пуском/остановом конвейеров в функции скорости с корректировкой по времени;
1.2. Выбор режима управления;
1.3.Экстренный останов конвейерной линии с любой точки трассы по команде обслуживающего персонала;
1.4.Автоматическое управление натяжным устройством каждого конвейера при пуске;
1.5.Автоматическое управление тормозом каждого конвейера при пуске и останове;
2. Автоматическая защита путём отключения аварийного конвейера и всех последующих за ним при завале места перегрузки, сходе ленты, снижении скорости ленты на 25% от номинального значения, обрыве ленты, затянувшемся пуске одного из конвейеров;
3.Контроль, сигнализация, индикация.
3.1. Непрерывное измерение скорости ленты каждого конвейера;
3.2. Индикация на экране монитора скорости каждого конвейера, режима управления, состояния конвейера, причин и мест срабатывания защит;
3.3. Контроль выдержки времени звучания предупредительной и аварийной сигнализаций, времени пуска конвейера;
3.4. Предупредительная звуковая сигнализация по линии перед её включением, либо пуском любого из конвейеров;
3.5. Световая и звуковая сигнализация о срабатывании защиты на любом конвейере.
2.2 Технические средства автоматизации
В данном подразделе курсового проекта представлены следующие виды технических средств автоматизации:
Ч средства отбора информации (первичные и промежуточные измерительные преобразователи-датчики);
Ч средства регулирования и логического управления (автоматические регуляторы, микропроцессорные контроллеры, промышленные и персональные компьютеры);
Ч средства воздействия на объект (пусковая аппаратура, исполнительные механизмы, преобразователи энергии и др.);
Ч комплексы технических средств, содержащие набор блоков и устройств, необходимых для решения определенных задач автоматизации.
Обзор найденных технических средств представлен в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
Перечень технических средств, возможных для автоматизации объекта
|
№ п/п |
Наименование, тип |
Фирма- изготовитель |
Функциональные возможности |
Основные технические данные |
Показатели надежности |
Условия эксплуатации |
Ориентировочная стоимость |
|
|
Средства отбора информации |
||||||||
|
1 |
Устройство контроля скорости УКС - 1 |
Используется для контроля скорости ленты |
Питание 127 В , частота 50 Гц, диапазон измерения (0,6 - 5 ) м/с, степень защиты IP 54 |
P(t)=0,99 при t=5000 ч |
Температура от -25° до + 70°С, влажность от до 98 %, с возможностью конденсации влаги |
2000 р. |
||
|
2 |
Датчик контроля скорости (DKC) |
WESTERLAND (Англия) |
Предназначен для контроля скорости ленты |
Питание 36 В, Выходной сигнал токовый 0..20 мА диапазон измерения (0,15 - 5) м/с, степень защиты IP 54 |
P(t)=0,99 при t=5000 ч |
Температура от -40° до + 85°С, влажность до 98 % с возможностью конденсации влаги |
2000 р. |
|
|
3 |
Датчик контроля вращения GD VOC |
WESTERLAND (Англия) |
Предназначен для контроля скорости ленты |
Питание 36 В, Выходной сигнал токовый 0..20 мА диапазон измерения (0,15 - 5) м/с, степень защиты IP 54 |
P(t)=0,99 при t=5000 ч |
Температура от -40° до + 85°С, влажность от до 95 % с возможностью конденсации влаги |
3500 р. |
|
|
№ п/п |
Наименование, тип |
Фирма- изготовитель |
Функциональные возможности |
Основные технические данные |
Показатели надежности |
Условия эксплуатациии |
Ориентировочная стоимость |
|
|
4 |
Весы ленточные IPC 50 |
SCAIME (USA) |
Измерение движущегося грузопотока |
Питание 36 В, Предел измерения 2000т/час, класс точности 1%, Степень защиты IP 55 |
P(t)=0,99 при t=6000 ч |
Температура от -40° до + 85°С, влажность от до 98 % с возможностью конденсации влаги |
558 Eur |
|
|
5 |
Весы ленточные S 800 |
WESTERLAND (Англия) |
Измерение движущегося грузопотока |
Питание 36 В, Предел измерения 5000т/час, класс точности 0,5%, наклон до 18є Степень защиты IP 68 |
P(t)=0,99 при t=10000 ч |
Температура от -5° до + 45°С, влажность от до 98 % с возможностью конденсации влаги |
150 000 р. |
|
|
6 |
Дефектоскоп ИНТРОКОН |
ИНТРОН (Россия) |
Предназначен для контроля целостности ленты |
Питание +12 В, Максимальная ширина ленты 2000 мм, Класс точности 3 мм Степень защиты IP 56 |
P(t)=0,99 при t=15000 ч |
Температура от -5° до + 45°С, влажность от до 98 % с возможностью конденсации влаги |
250 000 р. |
|
|
7 |
Выключатель кабель тросовый КТВ |
Предназначен для экстренного останова ленты конвейера, канатных дорог |
Коммутируемое напряжение 36В,усилие натяжения кабеля не более 150 Н Степень защиты IP 55 |
P(t)=0,99 при t=6000 ч |
Температура от -15° до + 45°С, влажность от до 98 % с возможностью конденсации влаги |
1 000 р. |
||
|
8 |
Выключатель кабель тросовый |
NEIDAC MINING (England) |
Предназначен для экстренного останова ленты конвейера, канатных дорог |
Коммутируемое напряжение 36В,усилие натяжения кабеля не более 500 Н Степень защиты IP 55 |
P(t)=0,99 при t=8000 ч |
Температура от -10° до + 35°С, влажность от до 98 % с возможностью конденсации влаги |
800 р. |
|
|
9 |
Сигнализа- тор скорости |
Контакт 1 (Россия) |
Контроль движения механизмов ленты |
Питание +12 В, Потребляемый ток 0,8 мА, Степень защиты IP 55 |
P(t)=0,99 при t=8000 ч |
Температура от -10° до + 40°С, влажность от до 98 % , Вибрационные нагрузки (8 - 80) Гц |
|
№ п/п |
Наименование, тип |
Фирма- изготовитель |
Функциональные возможности |
Основные технические данные |
Показатели надежности |
Условия эксплуатации |
Ориентировочная стоимость |
|
|
10 |
Сигнализа- тор движения радиоволновой (СДР100) |
Контакт 1 (Россия) |
Наличие материала, контроль разрыва ленты |
Питание +12 В, основан на эффекте Доплера, Потребляемый ток 0,8 мА, Степень защиты IP 55 |
P(t)=0,99 при t=7500 ч |
Температура от -10° до + 40°С, влажность от до 98 % , Вибрационные нагрузки (8 - 80) Гц |
4000 |
|
|
11 |
Датчик схода ленты КСЛ |
Предназначен для защиты от схода ленты |
Корпус из немагнитного материала, Потребляемый ток 0,2А, питание30В степень защиты IP 55 |
P(t)=0,99 при t=6000 ч |
Температура от -10° до + 40°С, влажность от до 98 % , |
1 000 р. |
||
|
12 |
Датчик схода ленты NG146LL |
NEIDAC MINING (England) |
Предназначен для защиты от схода ленты |
Корпус из немагнитного материала, Потребляемый ток до 10 мА, питание 30 В |
P(t)=0,99 при t=6000 ч |
Температура от -10° до + 70°С, влажность от до 98 % , с возможностью конденсации влаги |
800 р. |
|
|
13 |
Датчик температуры (ТДЛ-2) |
Россия |
Предназначен для измерения температуры обечайки барабана |
Питание 30 В, Класс точности 1%, степень защиты IP 55, диапазон измерения от -10° до + 150°С, |
P(t)=0,99 при t=6000 ч |
Температура от -10° до + 160°С, влажность от до 98 % |
2 000 р. |
|
|
14 |
Датчик температуры Trolex |
Предназначен для измерения температуры обечайки барабана |
Питание 30 В, Класс точности 0.1%, степень защиты IP 55, диапазон измерения от 0° до + 200°С, |
Температура от -0° до + 220°С, влажность от до 98 % |
50 Eur |
Контроллеры
|
15 |
Программируемый контроллер SIMATIC S7 300 |
SIMENS (Германия) |
Обработка, обмен информа- цией, задачи среднего производственного уровня |
7 модулей ввода-вывода, 14 дискретных канала ввода, 10 дискретных канала вывода, 8 аналоговых ввода-вывода, коммуникационные порты RS-485 и RS-232. Гальваническая развязка по входу-выходу питания |
P(t)=0,99 при t=8000 ч |
Температура от -10° до + 75°С, влажность до 95 % с конденсацией влаги |
29 980 руб. |
|
№ п/п |
Наименование, тип |
Фирма- изготовитель |
Функциональные возможности |
Основные технические данные |
Показатели надежности |
Условия эксплуатации |
Ориентировочная стоимость |
|
|
16 |
Программируемый контроллер ADAM-5000Е |
ADVANTECH (Тайвань) |
Применяются в качестве автономного контроллера: обработка и обмен информацией, авторегулирование, логическое управление |
8 модулей ввода-вывода: дискретный модуль ввода-вывода ADAM 5050 (16 вводов-выводов), 4 модуля дискретного ввода ADAM 50151 (16 вводов), модуль аналогового ввода ADAM 5024 (8 входов 12 бит), модуль аналогового вывода ADAM 5017 (4 вывода 12 бит), коммуникационные порты RS-485 и RS-232. Гальваническая развязка по входу-выходу питания |
P(t)=0,99 при t=8000 ч |
Температура от -10° до + 75°С, влажность до 95 % без конденсации влаги |
32 650 руб. |
|
|
17 |
Программируемый контроллер SIMATIC ET- 200X |
SIMENS (Германия) |
Обработка, обмен информа- цией, задачи среднего производственного уровня |
8модулей ввода-вывода, 14 дискретных канала ввода, 10 дискретных канала вывода, 8 аналоговых ввода-вывода, коммуникационные порты RS-485 и RS-232. Гальваническая развязка по входу-выходу питания |
P(t)=0,99 при t=8000 ч |
Температура от -10° до + 75°С, влажность до 95 % с конденсацией влаги |
32 980 руб. |
|
|
Регуляторы |
||||||||
|
18 |
Регулятор ПРОТАР |
МТА (Россия) |
ПИД- регулирование в одноконтурных САР, в каскадных системах |
4 дискретных канала ввода, 2 дискретных и 3 аналоговых вывода, коммуникационные порты RS-485 и RS-232, степень защиты IP 55 |
P(t)=0,99 при t=15000 ч |
Температура от -10° до + 55°С, влажность до 95 % без конденсации влаги |
10 000 - 15000 р. |
|
|
19 |
Регулятор МиниТерм-300 |
ПИД- регулирование в одноконтурных САР, в каскадных системах |
4 дискретных канала ввода, 2 дискретных и 3 аналоговых вывода, коммуникационные порты RS-485 и RS-232, степень защиты IP 55 |
P(t)=0,99 при t=15000 ч |
Температура от -10° до + 55°С, влажность до 95 % без конденсации влаги |
15 000 р. |
|
№ п/п |
Наименование, тип |
Фирма- изготовитель |
Функциональные возможности |
Основные технические данные |
Показатели надежности |
Условия эксплуатации |
Ориентировочная стоимость |
|
|
Персональные компьютеры |
||||||||
|
20 |
Персональный компьютер |
FORMOZA (Россия) |
Процессор AMD DURON 1800 MHz, DDR SDRAM 512 Mb, HDD 40 Gb, Монитор 17” |
P(t)=0,99 при t=20 000 ч |
21 000 р. |
|||
|
21 |
Персональный компьютер |
INTEL (USA) |
PENTIUM 4,3 GHz, 2* DDR SD RAM 256 Mb,Монитор 19” |
P(t)=0,99 при t=20 000 ч |
30 000 р. |
|||
|
Средства воздействия на объект |
||||||||
|
22 |
SIMOVERT 6SE80 |
SIMENS (Германия) |
Векторное и U/f=const управление |
Мощность до 2400 кВА, Питание 2,3 кВ Входное напряжение 2*1,2 кВ, степень защиты IP 68 |
P(t)=0,99 при t=10 000 ч |
Температура от -10° до + 80°С, влажность до 98 % с конденсацией влаги, для закрытых помещений без агрессивных сред |
2432 EUR |
|
|
23 |
Преобразователь частоты FR-A 540 EC |
Cosys (США) |
Регулирование частоты напряжения подводимого к двигателю, закон U/f=const, online - автонастройка параметров двигателя обеспечивающая равномерность и стабильность скорости вращения, встроенный ПИД регулятор, точность регулирования ± 0,2 % от максимальной скорости, настраиваемое время разгона и торможения |
Рн =2,3 МВт, Iн =860 А, параметры входа: 3 фазы / 1140 В / 50 Гц, параметры выхода: 3 фазы / 0,2..400 Гц, перегрузочная способность 200%, 1 аналоговый вход с АЦП, 1 цифровой вход (для управления) |
P(t)=0,99 при t=5000 ч |
Температура от -10° до + 50°С, влажность до 90 % без конденсации влаги, для закрытых помещений без агрессивных сред |
3364 USD |
|
№ п/п |
Наименование, тип |
Фирма- изготовитель |
Функциональные возможности |
Основные технические данные |
Показатели надежности |
Условия эксплуатации |
Ориентировочная стоимость |
|
|
24 |
Трансформатор ТМН 2500/6 |
Согласование напряжения |
Выше напряжение 6кВ, Низшее 2*1,2 кВ, Uкз = 5,5%, Iхх = 3,5%, Д/ Д*Х, степень защиты IP 54 |
P(t)=0,99 при t=35 000 ч |
Температура от -10° до + 50°С, влажность до 90 % без конденсации влаги, для закрытых помещений без агрессивных сред |
|||
|
25 |
Пускатель ПВИ - 63А |
Предназначен для коммутации силовых цепей и защиты оборудования |
Рабочее напряжение 380/660 В, Номинальный ток 63 А, ток уставки 125/375 А. |
P(t)=0,99 при t=5000 ч |
Температура от -10° до + 75°С, влажность до 95 % с конденсацией влаги |
|||
|
26 |
Двигатель Двигатель 4АРМ-55/380 УХЛ4 |
НПО "ЭЛСИБ" |
Преобразует электрическую энергию в механическую |
Рн =55 кВт, Uн =380 В / 50 Гц, n=1000 об/мин, КПД 95,3 %, коэф. мощности 0,88 |
P(t)=0,99 при t=6000 ч |
Температура от -25° до + 70°С, влажность до 90 % без конденсации влаги, для закрытых помещений без агрессивных сред |
40120 руб. |
|
|
27 |
Тормоз электромагнитный КТ 300 |
ХЭМЗ (Украина) |
Обеспечивает неподвижность вала при отключении электродвигателя |
Питание 220 В, Тип электромагнита ПМ201У2, тяговое усилие 1030 Н |
P(t)=0,99 при t=5000 ч |
Температура от -10° до + 55°С, влажность до 95 % с конденсацией влаги |
||
|
28 |
Динамометр ДСТ-5,0-10 |
Обеспечивает контроль натяжения тросов |
Питание 24 В, Максимальное усилие натяжения 10 000 Н |
P(t)=0,99 при t=5000 ч |
Температура от -10° до + 55°С, влажность до 95 % без конденсации влаги |
4000 |