Разработка сети АСУТП кондиционирования воздуха

Перечень чертежей:

1. Функциональная схема систем измерения и автоматизации А3 с обозначением элементов
2. Чертеж однолинейной схемы электроснабжения насосной от понизительной подстанции А3
3. Принципиальная электрическая схема сигнализации и управления электроприводом А3:

М1 электродвигатель АИР 250М2

КК1, КК2 тепловое реле РТ-40

QF1 автоматический выключатель ТDМ 3Р

SF1 автоматический выключатель ТDМ 1Р

FU1 плавкий предохранитель ППТ-10

SB1, SB2, SB3, SB4 кнопки управления КЕ-011

KM1 магнитный пускатель ПМ12-160500

HL1, HL2 сигнальная лампочка AD22-DS22

R1, R2 резистор SQP-10

HA1 звонок МЗМ-1

A1 Simatic S7-400

4. Структурная схема сетевой АСУ А3 с тремя уровнями

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 44 страницах, где ведется разработка системы АСУТП.

         Система кондиционирования воздуха - неотъемлемой частью инженерных систем сооружений гражданского или промышленного назначения. Существуют два основных способа кондиционирования помещений:

• кондиционирование при помощи охлаждения воздуха, поступающего по системе вентиляции в помещение. Принцип действия - в каком-то из элементов системы вентиляции (в приточно-вытяжной установке или воздуховоде) устанавливается охлаждающая секция, подключенная к холодильному агрегату (чиллер, наружный блок кондиционера, компрессорно-конденсаторный блок);
• кондиционирование с посредством установленных в помещении внутренних блоков, подключающиеся к одному или нескольким наружным (наружный блок, мульти сплит-система, чиллер). При этом система вентиляции и кондиционирования никак не связаны.

         Выполнено описание структурной схемы АСУТП. С помощью контроллера Simatic S7-400 обрабатываются сигналы, идущие от/к технологическому оборудованию. Этот контроллер предназначен для построения систем автоматизации средней и высокой степени сложности. Далее контроллер подключают к коммутатору через коаксиальный кабель диаметром 10 мм. Компрессоры управляются с помощью частотного преобразователя, расположенного по месту. Применены различные датчики для измерения давления хладагента и расхода антифриза, температуры, давления до и после компрессоров.

         Приведено описание принципиальной схемы сигнализации и управления электроприводом. Применен асинхронный электродвигатель трехфазного тока АИР315М2. Для пуска двигателя включают рубильник и после нажатия кнопки «Пуск» замыкают цепь питания катушки магнитного пускателя ПМ12-160500. Одновременно замыкается блок-контакт, исключающий необходимость держать нажатой эту кнопку. Для защиты двигателя от коротких замыканий использованы плавкие предохранители ППТ-10. Они обрубают сеть при коротком замыкании. Тепловые реле РТ-03 своими контактами защищают двигатель от самопуска после отключения в результате снижения или исчезновения напряжения.

В качестве источников питания приборов и средств автоматизации используются цеховые распределительные подстанции, питающие сборки системы электроснабжения автоматизируемого объекта, к которым не подключены резко-переменные нагрузки (крупные эл. двигатели, эл. печи.), распределительные щиты. Для бесперебойной работы использован ИБП Liebert APM150K мощностью 150 кВт и с номинальным выходным напряжением380/400/415 В.

Описаны пять основных топологий: общая шина, кольцо, звезда, древовидная и ячеистая. А также и их достоинства, и недостатки. В данном проекте использована топология звезды как самая оптимальная. Описан способ управления сетью, стратегия администрирования, файловая система и управление дисковым пространством и защита сетей.

Для выбранного контроллера подобрано программное обеспечение Simatic Step 7, выполняющий интеграционный функции. Также данное ПО позволяет спроектировать сетевые настройки. соединения и передачу данных между устройствами автоматизации.

Выполнен расчет регулирующего клапана. По рассчитанному коэффициенту пропускной способности – 607 м³/ч выбран запорно-регулирующий клапан КПСР-Б серия 100 со следующими характеристиками:

• ход штока – 75 мм;
• условное давление – 1,6 МПа;
• температура рабочей среды – до +150°С.

         В результате расчета мощности электропривода был подобран поршневой компрессор LLD 100-3 C Long Life.

Проведен расчет сечения токоведущей жилы силовой линии питания электропривода. Расчет сечения зависит от величины потребляемого тока. Суммарный ток потребления – 10,5 А. Так как подключение идет от сети напряжением 380 В, то в результате выбран медный трехжильный кабель с сечением жил 0,97 мм².

         Разработана математическая модель холодильника для повышения эффективности, сокращения энергозатрат и капитальных вложений. В основе модели уравнение характеристик установки. В качестве характеристики использовано изменение давления в адиабатных процессах. На основе расчетов построен график зависимости давления в испарители от расхода теплоносителя.

В ходе проектирования систему АСУТП была рассмотрена ее структурная схема, принципиальная схема сигнализации, программное и информационное обеспечения.

         В результате расчета коэффициента пропускной способности выбран запорно-регулирующий клапан. Также подобран поршневой компрессор в качестве электропривода. Рассчитано сечение жилы кабеля силовой линии питания. Разработана математическая модель холодильника.

Спецификация – 4 листа

В программе: Компас 3D v