Исследование работы схемы управления башенной насосной установки
Работа добавлена: 2016-07-08





ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

по дисциплине «Автоматизация технологических процессов»

Специальность 2-74 06 31-01 «Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства»

Тема лабораторной работы:Исследование работы схемы управления башенной насосной установки

Цель лабораторной работы:Научиться монтажу и наладке схем управления насосными установками работающими по параметру уровня

Время выполнения:2 часа.

Место выполнения работы:лаборатория «Автоматизация технологических процессов»

Дидактическое и техническое обеспечение: схемы, лабораторный стенд

Список литературыдля самостоятельной подготовки лабораторной работы:

Автоматизация технологических процессов. С.Н. Фурсенко - Минск: БГАТУ,2011г.

Автоматизация сельскохозяйственной техники. Г.Е. Радченко Мн: УП “Технопринт” 2005г.

Автоматизация производственных процессов на животноводческих фермах и комплексах. И.Ф. Кудрявцев, О.Б. Карасев М: Агропромиздат 1985г.

Автоматизация технологических процессов. И.Ф. Бородин, Н.М. Недилько М. Агропромиздат 1980г.

Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления. И.Ф. Бородин, С.А. Андреев М.Колос 2005г.

Автоматизация технологических процессов. И.Ф. Бородин, Ю.А. Судник М: Колос 2005г.

Техника безопасности и пожарная безопасность на рабочем месте:

- инструкция по охране труда при проведении лабораторно-практических занятий по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» №3,

- инструкция по правилам пожарной безопасности №1.

Последовательность выполнения работы:

1. Внеурочная подготовка

1.1.Самостоятельно подготовиться к лабораторной работе.

1.2. Подготовить титульный лист отчета

1.3. Изучить инструкции по технике безопасности и противопожарной безопасности при выполнении работы.

2. Работа в лаборатории

2.1. Пройти контроль по подготовке к лабораторной работе

2.2. Подготовить рабочее место к выполнению работы.

2.3. Изучить методические указания к выполнению лабораторной работы

2.4. Выполнить лабораторную работу

2.5. Убрать рабочее место, оформить и сдать отчет.

Задание и методические рекомендации по их выполнению:

Задание 1. Изучить работу принципиальной электрической схемы башенной насосной установки.

До 90% установок сельскохозяйственного водоснабжения составляют башенные водокачки Ражновского с погружными электродвигателями. Погружные электронасосы типа ЭЦВ (Э - электропогружной, Ц -центробежный, В - для воды) выпускаются   производительностью от 0,63 до 1000м2 при напорах 12...680м.

Устройство и работа башенной насосной установки (рис.1).

Погружной электродвигатель 1 в монолите с многоступенчатым насосом 2 закрепляют на   водоподъёмных  трубах 3 и опускают в скважину 5. Трубы подвешивают к плите 7, установленной в помещении 11. Скважины выполняют сухими, полусухими и   заполненными маслом или водой. Наиболее распространёнными являются   двигатели, заполненные водой. Смазывают резинометаллические или  пластмассовые подшипники также водой.

К электродвигателю подводят кабель 5, закреплённый на  водоподъёмных трубах хомутами 4. Всасывающая часть имеет сетку, задерживающую крупные примеси, находящиеся в воде.

Бак башни 12 выполняют сварным, из  листов стали и устанавливают на кирпичную, железобетонную или металлическую опору. К баку подводят напорно-разводящий трубопровод 10. Конец напорной трубы доводят до верхнего уровня, а отвод воды из бака происходит через обратный клапан у нижнего уровня. Бак оборудуют  внешней 17 и внутренней 18 лестницами, люком 16, вентиляционным клапаном 15, датчиками уровня 14 и водосливной трубой 13, исключающей перенаполнение бака водой, в случае неотключения насоса от датчиков верхнего уровня. На водопроводе ставят манометр 8 и задвижки 9.

    Электродный датчик уровня состоит из защитного корпуса 20, скобы 19 для крепления датчика в баке и трубчатых электродов: верхнего уровня 21, нижнего уровня 23 и общего 22. Внутри центрального электрода расположен нагревательный элемент, который включают в холодное время года для исключения обмерзания электродов.

Рисунок 2  - Принципиальная  электрическая схема управления башенной насосной установкой

Рассмотрим электрическую схему автоматизированной работы погружного насоса с использованием датчика уровней в баке напорной башни и датчика сухого хода в скважине насоса.

В нормальных условиях работы погружной насос находится в воде, контакты датчика сухого ходаSL3замкнуты, релеKV2включено, его замыкающие контактыKV2.1в цепи катушки магнитного пускателяКМзамкнуты, горит сигнальная лампаHL4,сигнализирующая о наличии воды в зоне насоса.

Режим работы схемы задается переключателемSA1.При установке его в положениеА(автоматическое) и включении автоматаQFподается напряжение на электрическую схему управления. Если уровень воды в напорном баке находится ниже электрода       нижнего       уровня       датчика,       то       контактыSL1иSL2в схеме разомкнуты, релеKV1обесточено и его контактыKV1.1в цепи катушки магнитного пускателяКМзамкнуты.

Электрическая   схема   автоматизации   погружного   насоса по уровню воды в водонапорной башне.

В этом случае магнитный пускатель включится и включит электродвигатель насоса, одновременно с этим погаснет сигнальная лампаHL1и загоритсяHL2.Насос будет подавать воду в напорный бак. Уровень воды в баке будет подниматься. Когда вода заполнит промежуток пространства между электродом нижнего уровня и корпусом датчика, подключенным к нулевому заземленному проводу, контактыSL2замкнутся, но релеKV1не включится, так как его контактыKV1.2,включенные последовательно с контактамиSL2,разомкнуты.

Когда  вода достигнет электрода верхнего уровня датчика, контактыSL1замкнутся, релеKV1включится и, разомкнув свои контактыKV1.1в цепи катушки магнитного пускателяКМ,отключит последний, а, замкнув замыкающие контактыKV1.2,станет на самоподпитку через нижние контакты датчикаSL2.Электродвигатель насоса отключится, погаснет сигнальная лампаHL2и загоритсяHL1.Повторное включение электродвигателя насоса произойдет при понижении уровня воды до положения, когда разомкнутся контактыSL2и релеKV1обесточится. РелеKV1выбрано постоянного тока, так как обмотка реле переменного тока при разомкнутом магнитопроводе могла бы перегореть при медленном заполнении водой верхнего промежутка датчика уровней, показанного на электрической схеме контактамиSL1.Это может произойти вследствие того, что ток в обмотке реле переменного тока в данном случае может нарастать медленно до значения тока трогания (срабатывания), который в несколько раз больше его номинального тока, когда магнитопровод этого реле замкнут. Увеличение тока в цепи катушки релеKV1с повышением уровня воды в верхнем промежутке датчика уровней вызвано уменьшением сопротивления слоя воды между верхним электродом и корпусом датчика уровней, так как увеличивается смачиваемая поверхность электрода и соответственно как бы увеличивается площадь сечения проводящего электрический ток слоя воды этого промежутка. СопротивлениеR2выбирают таким, чтобы при фазном напряжении сети 220 В на обмотке релеKV1было напряжение 24 В постоянного тока.

В случае аварийного снижения уровня воды в зоне погружного насоса ниже допустимого положения, когда вода выйдет из промежутка датчика сухого хода и ток между электродом датчика сухого хода и корпусом датчика (напорного трубопровода) прекратится, что соответствует в электрической схеме размыканию контактов датчика сухого ходаSL3,релеKV2обесточится и разомкнет контактыKV2.1в цепи катушки магнитного пускателя КМ, который отключит электродвигатель погружного насоса. ЛампаHL4погаснет,aHL5загорится, сигнализируя об аварийном снижении уровня воды в скважине или колодце.

ВыключателемSA2можно включать сигнальную лампуHL3для контроля уровня воды в напорном баке. Если лампаHL3не горит, то либо насос не включается, либо он включен, но не подает воды, либо подача насоса меньше расхода потребителей в это время.

Защита двигателя осуществляется при помощи тепловых расцепителей магнитного пускателяKM и автоматаQF.

На холодный период года выключателемS включается электрообогревательEK датчика, предотвращающий обледенение и намерзание на электродах датчиков уровня воды в лёд.

Задание 2.Изучить работу принципиаальной электрической схемы двухагрегатной насосной станции

Второй вариант автоматизации двухагрегатных насосных установок показан на рисунке 3 .ПереключателемSA4 задают режим работы второму агрегату. В положении 1 он подключается на параллельную работу с первым агрегатом, в положении 2 он находится в автоматическом реверсе, а в положении 3 – на самостоятельном ручном управлении.

    Рассмотрим режим автоматического резерва, когда переключательSA1 установлен на автоматический режим, аSA4 поставлен в положение 2. При включении автоматаSF и замкнутых контактах реле уровняKV2.1 магнитный пускатель первого агрегатаKM1 своими замыкающими контактамиKM1.1 включает первый агрегат и реле времениKT. Если после разбега первого агрегата в напорном трубопроводе устанавливается требуемое давление, то реле давления размыкает свои контактыSP и отключает реле времениKT. Первый агрегат продолжает работу, отключаясь и выключаясь от датчиков уровня по описанному ранее принципу.

Рисунок 3. Принципиальная электрическая схема двухагрегатной насосной станции

Задание 3. Собрать схему управления башенной насосной установки.

Если по какой-либо причине после разбега первый агрегат не создаёт требуемого давления, контакты реле давленияSP остаются замкнутыми и реле времени с выдержкой времени, большей, чем продолжительность разбега насосного агрегата срабатывает и своими контактамиKT включает сигнальную лампуHL1 и релеKV1, которое, в свою очередь,  размыкает свои контактыKV1.1 в цепи катушки магнитного пускателяKM1 первого агрегата и замыкает контактыKV1.2 в цепи катушки магнитного пускателяKM2 второго агрегата и в своей цепи самоблокировки. Первый агрегат отключается и включает второй. При появлении достаточного напора контакты реле давленияSP размыкаются и работает второй агрегат. При необходимости первый агрегат может быть совсем отъединён. В этом случае второй может работать в качестве основного (при установке включателяSA4 в положение 1) с полной автоматизацией режимов пуска, остановки и автоматическим отключением при исчезновении требуемого напора в напорном трубопроводе.

Содержание отчета учащихся:

1.Тема и цель работы.

2.Вычертить принципиальные электрические схемы управления №1, №2.

3.Ответить на контрольные вопросы.

Перечень вопросов для контроля и самоконтроля учащихся:

1. Опишите работу башенной насосной установки с использованием технологической схемы.

2. Назовите тип датчиков применяемых в башенных насосных установках.

3. Опишите работу принципиальных электрических схем  №1, №2.

4. Назовите функции схем №1 и №2.

5. Назначение электрообогревателя ЕК.




Возможно эти работы будут Вам интересны.

1. Исследование работы схемы управления безбашенной насосной установки

2. Исследование работы схемы управленияпастеризационно-охладительной установки

3. Исследование работы схемы управления поточной линии запаривания картофеля

4. Исследование работы схемы управления микроклиматом построенной на релейно-контактных элементах

5. Электрооборудование и работа насосной установки с задвижкой

6. Изучение конструкции установки и исследование режимов работы модулируемой системы СЭПП

7. Исследование схемы управления навозоуборочного транспортера

8. Разработка технологической схемы абсорбционной установки

9. Типизированные схемы управления в АСУ

10. Описание устройства и работы автоматической системы, разработка ее функциональной схемы