Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Дозировочные насосы - класс механизмов, имеющих широкое применение в промышленности. Они предназначены для перекачивания жидких сред в нагнетательную магистраль с определенной подачей в единицу времени или дискретно в определенных объемах.
Область применения дозировочных насосов весьма обширна и включает в себя следующие виды промышленности: химическая и нефтехимическая, шипения, текстильних, целлюлозно-бумажная, микробиологическая, фармацевтическая, газовая, ашомобильная, теплоэнергетическая и другие.
П России выпускается широкая гамма видов и модификаций дозировочных насосов и агрсіаюв. Однако, производимые ныне насосы с изменением подачи за счет длины хода ниупжера, oeymeciваяемой с помощью реіулирукицею механизма с ручным или электрическим исполни приполом, морально устарели. Ноному в настоящее нремя назрела необходимое і ь создании нміомапгіескоіо регуиммфп jmoi дозировочных наеоож мм біпс преобразователя частоты ни современной элемеишоН базе и с развитой микропроцессорной системой управления.
Ведущие зарубежные производители преобразовательной техники (ABB. Siemens, Allen Bradley и другие) ведут активное наступление, направленное на освоение российского рынка в области регулируемого электропривода насосов и вентиляторов. Было бы недальновидно полностью полагаться на зарубежные поставки готовой преобразовательной техники для данных целей. Остерегаться следует не только полной зависимости от зарубежных производителей, по и неприспособленности этой продукции по функциональному назначению и исполнению к российским условиям. В частности, все известные фирмы выпускают универсальные (с избыточным набором функций) преобразователи, которые не ориентированы и, соответственно, не оптимизированы для реального технологического процесса. Это приводит к использованию дополнительного промышленного контроллера, и, как следствие, к росту стоимости всей системы в целом.
Диссертация направлена на создание объектно-ориентированного электропривода и непосредственно связана с разработкой системы автоматического регулирования подачи дозировочных насосов путем изменения частоты вращения их двигателей без изменения конструкции насосов, а также экспериментальными исследованиями параметров электропривода для проверки научной обоснованности основных методических, схемотехнических и программных решений. Работа выполнялась при участии концерна «Российские насосы».
ИНЛЫ'АКОТЫ .
Разработка системы автоматического регулирования подачи дозировочных насосов путем изменения частоты вращения их двигателей без изменения конструкции насосов.
Для достижения этой цели в диссертации поставлены и решены следующие основные задачи:
-
Разработка преобразователя часто і ы для регулируемого асинхронного электропривода дозировочных насосов.
-
Разработки типовых сірукіур аіиомаїнчссмио регулирования дозированием реагентов с коэффициентом подачи не ниже иаспоршош.
-
Экспериментальные исследования системы е целью получения оптимальных характеристик.
мі-:толикліпч)щ-:дііііііяи(Ч'лі;д')Чліііііі.
A+.C
В работе применены: положения теории аиюманппронапною ілскіропрпіиїда; пракіичееквс аспекты курса промышленной электроники; положения teopnii автоматическою управления, методы ман'магнчтч'кою іімпілцпоішош моленпроилпии. іігмопп.і к-орпії іармонпчсского шішшш; шиши результатов іеореіичеекнх исследовании и сопосіамлепие их с экспериментами, проведенными на опытной установке АРДН-3 (автоматический регулятор дозировочных насосов мощностью до 3 кВт) с дозировочными насосами различных пикш, а также анализ полученных результатов на автоматизированных дозировочных насосах в технолотических процессах предприятий тепло-энергоснабжения.
Моделирование выполнено с применением ПЭВМ на базе симулятора для сигнального процессора DSP-I0A (1899 BE!). НАУЧНАЯ НОВИЗНА.
Новизной обладают схемные и программные решения для асинхронного частотно-регулируемого электропривода дозировочных насосов, выполненного на современной элементной базе. Степень новизны результатов определяется решением ряда задач, связанных с главной:
разработана уточненная методика расчета системы ПЧ-АД с АИН-ШИМ для обойденной и конкретно-выбранной (на примере дозировочного насоса) нагрузки; разработан и опробован ряд структурных схем системы автоматического регулирования для технологического параметра процесса (на примере процесса подкисления/подщелачивания в контуре гзодоподготовки ТЭЦ), где основной структурной единицей является АРДН-3;
- разработан пакет алгоритмов и программного обеспечения точностной стабилизации технологической переменной в водно-химическом процессе водоподготовки посредством АРДН-3;
синтезирована система управления, позволяющая обеспечить регулирование подачи насоса от 3.5% до 100% в разомкнутых и замкнутых САУ при высоком качестве регулирования координат электропривода.
Проведены экспериментальные исследования действующих образцов электропривода и
найдены оптимальные параметры их настроек.
Впервые в России создан автоматический регулятор для дозировочных насосов на ба>с частотно-регулируемого электропривода, обеспечивающий выполнение основных требований к рсіулированию подачи в разомкнутых и замкнутых САУ.
Основные характеристики преобразователя не уступают по качеству характеристикам разработок ведущих западных фирм.
Квалифицированное применение ЛРДН открывает следующие возможности:
-
Обеспечивать для существующих ТЭЦ поддержание концентраций химического реагента в котловой воде в пределах нормативного в широком диапазоне паровых нагрузок котлов;
-
Осуществлять регулирование как в разомкнутой, так и в замкнутых структурах САУ, а также применять в составе АСУ ТП;
-
Повысить надежность и долговечность работы дозировочных агрегатов;
-
Снизить нагрузку на обслуживающий персонал и упростить порядок сбора и обработки информации о ходе технологического процесса.
Главными потребителями регуляторов являются предприятия теплоэнергетического комплекса. Ча период [W6-IWK 1.1, концерном «Российские насосы» было освоено серпіілое производство вышеназванных регуляторов. Так на ТЭЦ-11 (Мосэнерго) установлены и находятся н круглосуточной эксплуатации 3 первых опытных образца АРДН-3. Опыт 3-х-годичпой эксплуатации показал высокую надежность работы техники. Нсего на различных предприятиях пахолсм н эксплуатации 143 шт. Существенное разнообразие мехапизмоп н іехншіоіий применения АРДН. как средств локальной автоматизации, потребовало тщательной предварительной подготовки регуляторов, привязки их к техническим требованиям потребителей и инженерного соироиождении при иуско-наладке, эксплуатации ириводоч. Try работу выполняет /(алое предприятие НПП «ЦИКЛ+», на гарантийном и сервисном обслуживании которого единовременно находятся около 70 регуляторов.
Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях но электромеханике и электротехнологии (МЭИ, 1996г.), на заседании кафедры Автоматизированного электропривода Московского энергетического института (28 января 1997г.). Практический результат работы (в виде экспериментальной установки) был представлен и пользовался большим интересом на международных выставках: Химитехника-95 (Москва. Выставочный центр в Сокольниках, 1995г.), 1-ая Московская международная выставка 'ГЕК-96 (Москва, ВВЦ-Всероссийский Выставочный Центр, март 1996г.), Нефтегаз-96 (Москва, Выставочный комплекс Экспоцентра на Красной Пресне, июнь 1996г.).
По материалам диссертационной работы опубликовано четыре печатные работы.
Диссертационная работа состоит из введения. 5 глав, заключения, списка литературы из 41 наименования и 4 приложений. Общий объем диссертации составляет ISO страниц, 67 рисунков, 13 таблиц.
