Реферат за темою випускної роботи

            Зміст
        1. Актуальність теми роботи
        2. Мета і завдання дослідження
        3. Наукова новизна
        4. Заплановані практичні результати
        5. Огляд  досліджень і розробок по темі
        5.1. На глобальному рівні
        5.2. На локальному рівні   
        6. Поточні результати
            Перелік посилань

           1.Актуальність теми роботи

       В даний час існуюча система водопостачання міста Моспіно Донецької області не є автоматизованою. Диспетчери за допомогою пульта управління включають або відключають насоси, які підкачують воду в водонапірні башти, тим самим створюючи тиск у мережі. На виході водонапірних веж тиск, що визначається їх висотою, є обмеженим і непостійним. При такому режимі роботи насосів він залишається постійним або протягом доби, або різко зменшується при їх відключенні. Також, слід зазначити, що насоси включаються в режимі прямого пуску, що може викликати такі негативні наслідки, як гідравлічні удари і ударні механічні навантаження на двигуни насосів. Необхідність регулювання продуктивності насосів в системах водопостачання визначається, перш за все, змінним графіком водоспоживання протягом доби [2].
     Щоб удосконалити існуючу систему і прибрати перераховані недоліки, пропонується впровадити «безбаштову» прямоточну систему водопостачання, в якій управління витратою води буде здійснюватися за допомогою частотно-регульованого приводу. Перетворювач частоти - його основний елемент - у свою чергу буде керувати роботою електродвигуна насоса, регулюючи його швидкість обертання залежно від реальної витрати води, тим самим буде забезпечено необхідний тиск в мережі. Пропонується водонапірну башту перевести в резерв в якості аварійного джерела водопостачання і підкачувати воду прямо в мережу. За рахунок використання частотно-регульованих приводів у системах водопостачання істотно знижується споживання електроенергії та підвищується ступінь автоматизації технологічного процесу, тому дана тема безсумнівно є актуальною.

  Метою даної роботи є дослідження динамічних властивостей системи автоматичного управління водопостачанням при використанні в ній частотно-регульованого електроприводу для насосного агрегату.

       Основні завдання дослідження:
1. Провести аналіз існуючих методів і рішень в питаннях автоматизації процесу водопостачання невеликих міст.
2. Вивчити способи управління асинхронним двигуном з застосуванням перетворювачів частоти і апаратну реалізацію системи.
3. Розробити та дослідити математичну модель і побудовану на її основі структурну схему системи управління міським водопостачанням.
 4. Обгрунтувати параметри і структуру системи, дослідити її динамічні властивості.

        3 Наукова новизна

     Передбачувана наукова новизна – це управління витратою води не по добовому графіку, а по реальної витраті, інформація про яку буде надходити з датчиків і передаватися на перетворювач частоти, який у свою чергу буде керувати швидкістю асинхронного двигуна насоса.

     Розробити структурну схему системи автоматичного управління водопостачанням міста, дослідити її роботу і показати, що при її впровадженні буде досягнутий позитивний техніко-економічний результат. А саме: зменшен кількість споживаної електроенергії за ахунок заміни нерегульованого приводу насоса на частотно-регульований і безперебійне забезпечення споживачів водою в потрібному обсязі.

       5 Огляд досліджень і розробок по темі

       5.1 На глобальному рівні

       НВО ЕЛЛАТ – найбільший в Латвії виробник засобів автоматизації для підприємств водопостачання. Для ефективного управління та контролю НВО ЕЛЛАТ пропонує систему, яка не має аналогів, і зарекомендувала себе на безлічі підприємств. Система забезпечує збір інформації з об'єктів управління, її аналіз і видачу сигналів управління узгоджених з оператором або в автоматичному режимі. Впровадження системи управління міським водопостачанням дозволяє зменшити споживання електроенергії на 10-15 відсотків, зменшити втрати, пов'язані з аваріями, швидко реагувати на різкі зміни водоспоживання, зменшити витрати на обслуговування та пошук несправностей. Економічний режим роботи насосів досягається установкою частотних регуляторів. Основними функціями, крім оптимізації роботи насосів, системи управління є чергування насосів, підключення резерву, можливість роботи за кількома уставками тиску – для кожного часу доби, контроль роботи частотного регулятора і електричних параметрів насосів. Для автоматизації насосних станцій другого підйому проводиться станція управління насосами. Контроль роботи здійснюється системою управління насосними агрегатами СУНА-В. До складу станції входить частотний регулятор, комутаційна апаратура, контролер і засоби зв'язку для зв'язку з диспетчерським центром. Контролер дозволяє програмувати черговість і порядок роботи насосів, а також режими регулювання [5].

       5.2.На локальному рівні

    Станції та автоматичні системи управління, розроблені компанією ДК-Електро, встановлені і успішно працюють по всій Україні, сумарна потужність використовуваних перетворювачів частоти складає більше 15 МВт. Нижче представлені лише деякі приклади встановлених систем автоматичного управління, які допоможуть оцінити рівень продукції, що виготовляється цим підприємством, а також якість її складання.

Автоматизація системи для КП «Чернігівводоканал»

САУ насосних агрегатів водонапірної станції (АСУ ДК-СМ-5На-315 кВт)

Об'єктом є система автоматизації насосних агрегатів водонапірної станції другого підйому житлового масиву. Об'єктом управління є 5 насосних агрегатів (НА) різної продуктивності:
НА Д-500-63 потужністю 160кВт – 1шт.;
НА Д-800-56 потужністю 200 кВт – 2шт.;
НА Д-1250-65 потужністю 315кВт – 2шт.
     Автоматична система управління АСУ ДК-СМ-5На-ПЧ 315 кВт, що показана на рис.1, призначена для підтримки заданого тиску шляхом управління частотою обертання будь-яких двох з п'яти насосних агрегатів.
       Передбачено можливість роботи як в режимі перетворювача частоти, так і в режимі прямого пуску [6].

Рис. 1 – Автоматична система управління АСУ ДК-СМ-5На-ПЧ 315 кВт

6. Поточні результати

   У розглянутій задачі необхідно застосувати регульований електропривод для насосної станції першого підйому. Важливою відмінністю технології роботи є те, що насоси працюють не на водопровідну мережу, а на водонапірні башти. Однак слід зазначити, що в даний час все частіше намагаються піти від використання водонапірних веж. У сучасних прямоточних «безвештових» системах водопостачання головним є перетворювач частоти, керуючий двигуном насоса. Метод водопостачання без використання водонапірних башт з успіхом може бути використаний для водопостачання малих населених пунктів [1].

У даній системі пропонується водонапірну башту перевести в резерв в якості аварійного джерела водопостачання і підкачувати воду прямо в мережу. У даному випадку буде зменшений напір, оскільки не буде постійної необхідності піднімати воду в башту на висоту 15-25 м, а раціональніше напряму подавати її у водопровід. У разі нестачі тиску в мережі або перебоїв електрики можна буде відкрити засувку на виході з резервуару, щоб не залишати споживачів без води. На рис.1 наведена узагальнена схема даної системи водопостачання.

Рис. 2 – Узагальнена схема системи водопостачання

 

Рис. 4  – Схема моделювання пуску і зупинки асинхронного двигуна, підключеного від перетворювача частоти

  При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2013 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.