Методические указания к лабораторной работе №15 (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Национальный технический университет Украины “КПИ”

Институт энергосбережения и энергоменеджмента

Кафедра автоматизации управления

электротехническими комплексами

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №15

для дисциплин:

"Автоматизация установок и комплексов горного производства"

"Основы автоматизации производственных процессов"

"Автоматизация типовых установок и комплексов"

"Электрооборудование и автоматизация систем

вентиляции и кондиционирования"

"Основы автоматизации"

,

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ

НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

Утверждено

на заседании кафедры

автоматизации управления

электротехническими комплексами

Протокол № 6 от 14 января 2009 г.

Киев 2009

Исследования системы регулирования температуры (с использованием управляющего контроллера ЭРВЕН) // Методические указания к выполнению лабораторной работы №6 для студентов специальности 7.092203 "Электромеханические системы автоматизации и электропривод". / Сост. , , – К.: НТУУ "КПИ" ИЭЭ, 2009. – 28 с.

Составители:

Компьютерная подготовка:

Содержание

1.  Цель работы................................................................................................................3

2.  Программа работы......................................................................................................3

3.  Содержание отчета.....................................................................................................3

4.  Описание лабораторного стенда...............................................................................4

5.  Порядок выполнения работы....................................................................................6

6.  Контрольные вопросы................................................................................................9

7.  Приложения..............................................................................................................10

7.1.  Приложение . Насос Grundfos CH 2-40......................................................10

7.2.  Приложение . Преобразователь частоты Lenze ESMD 112 L4TXA........13

7.3.  Приложение . Датчик давления MBS3000.................................................23

7.4.  Приложение . Расходомер Integral MaXX..................................................24

7.5.  Приложение . Цифровой мультиметр DMK22…………................................31

7.6.  Приложение . SCM-38I. Преобразователь интерфейса (RS485-RS232).............36

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы – изучение режимов работы частотно-регулируемого электропривода при управлении насосной установкой. Исследование энергосберегающих режимов насосных установок с использованием преобразователя частоты.

2. ПРОГРАММА РАБОТЫ

1.  Ознакомиться с теоретическими положениями работы ПЧ.

2.  Ознакомится с техническими характеристиками устройств лабораторного стенда.

3.  Ознакомится с интерфейсом программы Global Drive Control (GDC) для управления ПЧ.

4.  Снять внешнюю характеристику насоса при номинальной частоте вращения , . Электродвигатель насоса подключается непосредственно к сети.

5.  Снять внешние характеристики насоса при полностью открытом вентиле при разных частотах вращения вала ;

6.  Снять зависимость , изменяя частоту вращения двигателя.

7.  Снять энергетические характеристики насосной установки , при подключении двигателя насоса непосредственно к питающей сети;

8.  Снять энергетические характеристики насосной установки , при подключении двигателя насоса к преобразователю частоты при ;

9.  Снять значения мощности, напора и расхода при двух разных значениях частоты: , , , , , .

2. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.  Название работы.

2.  Цель работы.

3.  Программа работы.

4.  Схемы испытаний.

5.  Результаты испытаний с выводами по каждому из опытов.

3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Лабораторный стенд, структурная схема которого приведена на рис. 1, выполнен на базе автоматизированной станции водоснабжения с насосом Н1 фирмы Grundfos (см. Приложение ). Автоматизация насосной станции осуществляется с помощью преобразователя частоты UZ1 фирмы Lenze (см. Приложение ) с использованием датчика давления, и ее работа заключена в контроле и поддержании заданного давления в напорном трубопроводе. Преобразователь частоты имеет встроенный ПИ-регулятор, на вход которого подается внутренний сигнал задания и обратная связь по давлению, реализованная с помощью датчика давления фирмы Danfoss марки MBS 3000 (см. Приложение ). Датчик преобразовывает значение давления в токовый аналоговый сигнал 4-20 мА, который подается на клеммы преобразователя частоты для подключения обратной связи. Важным узлом станции водоснабжения является мембранный бак (HA), в котором находится подвижная мембрана, с одной стороны которой находится воздух под давлением 4 бара. При включении наоса, бак заполняется водой до тех пор, пока не будет достигнуто заданное давление, после чего насос останавливается, а с помощью мембранного бака в напорном трубопроводе поддерживается необходимое давление. При появлении расхода, вода выдавливается из бака. При падении давления, ниже заданного, насос снова включается, и будет работать, либо на сеть, либо на заполнение мембранного бака в зависимости от того, в каком положении находится вентиль Z1.

Регулирование сечения трубопровода осуществляется с помощью вентиля Z1, что позволяет изменять расход. Забор воды происходит из емкости. Для предотвращения вытекания воды из напорного трубопровода обратно в емкость и осушения рабочей камеры насоса, что недопустимо, на вход насоса поставлен обратный клапан (RV).

Для измерения расхода, создаваемого насосом, на его выходе установлен расходомер фирмы Actaris (см. Приложение ) он позволяет осуществить измерение температуры на входе и выходе насоса. Измерение электрических параметров производится с помощью измерителя параметров сети Socomec Diris A40 (см. Приложение ), который позволяет контролировать фазные и линейные напряжения, токи, а так же мощность, коэффициент мощности и др. параметры.

Рис. 1. Структурная схема лабораторного стенда.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Для ознакомления с теоретическими положениями работы ПЧ используйте Приложение протокола.

2. Для ознакомления с техническими характеристиками устройств лабораторного стенда использовать Приложения №1-6.

3. Для ознакомления с интерфейсом программы Global Drive Control (GDC) управления ПЧ необходимо подключить преобразователь частоты к компьютеру посредством кабеля RS-232. Запустить программу Global Drive Control и настроить связь с преобразователем частоты. Для подключения нажать F2, при этом появится окно изображенное на рис. 2.

Рис.2. Окно выбора типа преобразователя.

В появившемся окне выбрать тип преобразователя частоты (помечено зеленой галочкой на рисунке), далее подтвердить выбор нажатием кнопки «Ок».

При подключении и считывании параметров с ПЧ появится следующее окно:

Рис.3. Подключение к преобразователю.

Далее на экран выведутся параметры настройки преобразователя:

Рис. 4. Параметры настройки преобразователя.

Для считывания параметров текущей настройки преобразователя необходимо нажать F7, для записи измененных настроек в память преобразователя необходимо нажать F5.

При двойном нажатии левой кнопкой мыши на пункте меню «Dialog Short Setup» откроется окно параметров электропривода. Отсюда можно осуществить пуск и останов двигателя установки:

Рис. 5. Окно параметров электропривода.