Автоматизированный электропривод

Рис. 6.7 – График изменения напряжения фазы U1a, при реакции на скачок сигнала задания без учета ограничений на выходе регулятора давления и наброс нагрузки .

 

Рис. 6.8 – График изменения напряжения фазы U1b, при реакции на скачок сигнала задания без учета ограничений на выходе регулятора давления и наброс нагрузки .

 

Основные показатели качества переходных процессов :

При – был произведен пуск двигателя на холостом ходу

При – наброс нагрузки.

Время переходного процесса: с

Перерегулирование:

.

Динамическое падение  скорости при при набросе нагрузки:

.

Время восстановления давления: с.

Рис. 6.9 - График переходного процесса изменения давления, при реакции на плавное нарастание сигнала задания без учета ограничений на выходе регулятора давления и наброс нагрузки.

 

Вывод.

Проведенное моделирование  системы управления насосной установки  в приложениеи SIMULINK пакета прикладного  программного обеспечения MATLAB 7.1, показало правильность выбора структурной схемы насосной установки, а основные показатели качества переходных процессов говорят о правильности синтеза регулятора напора.

 

 

7.1. Анализ динамических режимов с учетом ограничений

В реальных электроприводах напряжение на выходе регулятора, реализуемого как программно, так и аппаратно следует ограничивать.

График изменения давления, при реакции на входной скачок с учетом ограничения на выходе регулятора давления, представлен на рис 7.1. График изменения давления, при реакции на плавное нарастание сигнала задания с учетом ограничений на выходе регулятора давления, представлен на рис 7.2.

Основные показатели качества переходных процессов при  ограничении:

Перерегулирование:

.

Динамическое падение  давления при при набросе нагрузки:

.

Время восстановления напора:

с.

 

Рис. 7.1 - График переходного процесса изменения давления, при реакции на скачок сигнала задания с учетом ограничений на выходе регулятора давления и наброс нагрузки.

 

Рис. 7.2 - Графики переходного процесса изменения давления, при реакции на плавное нарастание сигнала задания с учетом ограничений на выходе регулятора давления и наброса нагрузки.

Из полученных результатов моделирования можно сделать следующие выводы:

1.Режим отработки  скачка задания без ограничения  регулятора несколько отличается  от стандартной настройки контура  на модульный оптимум. Это объясняется  динамикой насоса, не учтенной  при расчетах регуляторов.

2. Наброс нагрузки  отрабатывается контуром астатически,  что объясняется наличием интегральной  составляющей регулятора давления.

3. При введении ограничения  на выходной сигнал регулятора,   показатели качества переходных  процессов ухудшаются. А именно быстродействие системы несколько падает, а перерегулирование возрастает. Использование на входе системы задатчика интенсивности позволяет обеспечить пуск насосной установки за заданное время без гидроудара, перерегулирование при этом уменьшается.

 

8. Техническая реализация системы управления

Насосная установка, как правило, состоит из различных систем: гидравлической системы, системы электроснабжения, системы автоматики и др.

Гидравлическая система представляет собой совокупность баков, трубопроводов, насосов, контрольно-измерительной и пускорегулирующей аппаратуры и предназначена для выполнения определенных функций.

Система энергоснабжения насосной установки обеспечивает электрическую связь с энергосистемой и обеспечивает непрерывное снабжение всех потребителей насосной установки электроэнергией.

Система автоматики обеспечивает дистанционное управление насосной установкой, системой энергоснабжения и т. д.

Разберем один из возможных  вариантов технической реализации системы управления установкой.

Электроснабжение насосной станции НС осуществляется от трансформаторной подстанции КТП. Электроэнергия поступает  на распределительное устройство РУ, к которому подключено силовое электрооборудование. Здесь же размещены первичные аппараты для средств учета потребляемой электроэнергии.

Силовое электрооборудование  размещено в электрощитовой НС. Оно  содержит: силовые шкафы управления СШУ, преобразователь частоты ПЧ и, при необходимости, компенсатор  реактивной мощности КРМ. Силовой шкаф управления содержит коммутационный аппарат, с помощью которого осуществляется коммутация питания электропривода М центробежного насоса Н либо к выходу ПЧ, либо к секции РУ.

В машинном зале НС размещено  основное и вспомогательное оборудование НС. Основное оборудование включает насосы ЦН1, ЦН2, электроприводы М1, М2. В состав вспомогательного оборудования могут входить: дренажные, пожарные, вакуум-насосы; задвижки (основной функцией которых является вовсе не регулирование давления в трубопроводе, а обеспечение условий нормального пуска насоса). К дополнительному оборудованию также относят обратные клапаны или вентили, предотвращающие обратное перемещение жидкости сквозь насос при его отключении; вентиляторы; обогреватели и другое вспомогательное оборудование. Управление им производится при помощи исполнительных механизмов ИМ1, ИМ2.

Датчики выходного давления в трубопроводе обеспечивает систему  управления входной информацией, на основании которой принимается  решение об изменении выходного  воздействия.

Сигналы управления и  измерительные сигналы от оборудования НС собираются в шкафу управления ШУ. Здесь же происходит их объединение  в одну общую информационную линию  связи, которая подключается к технологическому контроллеру ТК.

Технологический контроллер реализует общий алгоритм управления НС и обмен информацией с автоматизированной системой управления технологическим комплексом АСУ ТК. Система телеметрии обеспечивает передачу на пульт диспетчера параметров состояния станции, сигналов возникновения аварийной ситуации и прием команд управления с пульта диспетчера. В качестве информационного канала могут использоваться различные сети передачи данных — от телефонной сети до радиоканала и каналов связи местных операторов сети GSM.

Программное обеспечение ТК содержит ряд функциональных блоков, реализованных на программном уровне:

управление основной насосной установкой.

управление дополнительной насосной установкой, например пожарными  насосами.

управление дренажными насосами.

измерение и обработка  параметров оборудования НС.

управление отоплением и вентиляцией помещений НС.

осуществление функций  охраны от несанкционированного проникновения  посторонних лиц на территорию НС.

обслуживание локального терминала.

передача информации о параметрах и режимах работы оборудования НС на АСУ ТК и обработка сигналов управления, получаемых от нее.

 

Основным звеном участвующим  в преобразовании энергии для  привода насоса является преобразователь  частоты.

Преобразователь частоты  служит для плавного разгона и  торможения насосного агрегата, а также для регулирования скорости его вращения во время работы. Рассмотрим подробно  его состав

Схема состоит из следующих  компонентов.

• Элементы L1..L3 и C1..C3 представляют собой сетевой фильтр.
• Далее следует неуправляемый выпрямитель на диодах VD1...VD6, шунтированных конденсаторами C1...C3 для ограничения производной напряжения на диодах.
• Конденсаторы C7..C8 включены в схему для замыкания переменной составляющей напряжения звена постоянного тока на землю, а также для подавления радиопомех.
• Электролитические конденсаторы C9 и C10 не<span class