Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза




НазваниеРазработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза
страница1/7
Дата14.11.2012
Размер0.86 Mb.
ТипРеферат
  1   2   3   4   5   6   7

РАЗРАБОТКА СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВУСТВОРЧАТЫХ ВОРОТ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА


СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                         

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Общие сведения об электрооборудовании водных пу­тей

1.2. Состав и назначение механического оборудования гидротехнических сооружений

1.3. Основные свойства электрифицируемых механизмов гидротехнических сооружений

1.4 Элементы электрического оборудования шлюзов

1.4.а. Силовое оборудование приводов

1.4.б. Электрические аппараты системы управления

1.4. в Оперативная сигнализация

1.4.г. Поисковая сигнализация

1.4.д. Светофорная сигнализация

1.4.е. Элементы и устройства электроснабжения

2. ОПИСАНИЕ УПРАВЛЯЕМОГО ОБЪЕКТА

2.1. Элементы ворот и действующие нагрузки

2.2. Приводной механизм для перемещения двустворчатых ворот

2.3. Определение мощности и выбор электродвигателя для электромеханического привода двустворчатых ворот судоход­ного шлюза .

2.3.1. Исходные данные.

2.3.2. Определение статических моментов сопротивления.

2.3.3. Предварительный выбор электродвигателя

2.3.4. Определение момента сопротивления, приведенных к валу двигателя.

2.3.5. Проверка предварительно выбранного двигателя.

2.3.6 .Выбор электрических аппаратов для управления ме­ханическими тормозами.

2.3.7. Расчет резисторов пускового реостата и выбор ящиков сопротивлений.

3. ОПИСАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ

3.1. Привод с асинхронными двигателями без регулирова­ния скорости движения .

3.2. Привод с асинхронными фазными двигателями с регу­лированием скорости движения изменением сопротивления це­пи ротора .

3.3. Электрический привод с гидропередачей .

3.4. Электропривод двустворчатых ворот с тормозным ге­нератором .

3.5. Электропривод с тиристорным управлением.

4. БЕСКОНТАКТНЫЕ АППАРАТЫ И СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ

5. СИНТЕЗ ЛОГИЧЕСКОГО АВТОМАТА

5.1. Построение СГСА

5.2. Кодирование СГСА. ( ГСА )

5.3. Граф абстрактного автомата

5.4. Функции выхода. Таблицы переходов. Функции возбу­ждения. Кодирование состояний

6. ОХРАНА ТРУДА

6.1. Правила технической эксплуатации электродвигате­лей

6.2. Анализ вредных и опасных факторов на гидротехни­ческих   сооружениях.   Нормы,   мероприятия   по поддержанию норм, меры безопасности

6.3. Электробезопасность

6.4. Расчет защитного заземления трансформаторной подс­танции

7. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

8. ЛИТЕРАТУРА

 

1. ВВЕДЕНИЕ

Для увеличения грузооборота речного флота требуется совершенс­твование водных путей и судов транспортного флота

Различные по своим техническим характеристикам современные вод­ные пути и суда технического флота представляют собой объекты с вы­сокой степенью электрификации. Электрическая энергия на них приме­няется для привода основных и вспомогательных механизмов, связи и сигнализации, освещения и отопления. Суммарная мощность электродви­гателей гидротехнических сооружений и судов технического флота не­редко превышает 300-500 кВт. Такая энерговооруженность объектов водного транспорта соответствует общему состоянию электрификации народного хозяйства, где электропривод потребляет более 60 процен­тов вырабатываемой электроэнергии

Отличной чертой современного производства является высокоразви­тая система управления объектами, которая обеспечивает автоматичес­кое управление технологическими процессами. Электропривод все более приобретает черты автоматизированного . Автоматизированные электроп­риводы условно делятся на три уровня. Основу систем первого уровня составляют автоматизированные электроприводы отдельных рабочих ма­шин или процессов ( локальные системы ). Системы второго уровня объединяют электроприводы функционально связанных рабочих машин или процессов с включением устройств контроля, сбора и обработки инфор­мации. Системы третьего уровня включают ЭВМ и обеспечивают опти­мальное управление группой сложных приводов или процессов по задан­ным критериям и алгоритмам

Энерговооруженность основных объектов водного транспорта позво­ляет коренным образом улучшить их характеристики

Основой электропривода производственных объектов является элект­рическая машина. Первый электрический двигатель постоянного тока с вращательным движением был создан в 1834 г . академиком Б. С. Якоби при участие академика Э. Х. Ленца. Этот двигатель в 1838 г . был применен Б. С. Якоби для приведения в движение катера на реке Неве. Таким образом, родиной электродвигателя, а вместе с тем и первого электропривода была Россия. Указанная работа Б. С. Якоби получила мировую известность и многие последующие технические решения в об­ласти электропривода отечественных и иностранных электротехников были вариацией или развитием идей Б. С. Якоби

К наиболее существенным практическим достижениям в области ран­него развития электропривода можно отнести работы В. Н. Чиколева создавшего привод электродов дуговой лампы ( 1873 г . ) и вентилято­ров ( 1886 г . ), П. Н. Яблочкова, создавшего трансформатор ( 1876 г . ), М. О. Доливо-Добровольского , изобретателя асинхронного двига­теля ( 1889 г . ), А. Н. Шубина ,р азработавшего привод с индивидуаль­ным генератором ( 1899 г . ) ( система генератор-двигатель ) и дру­гие

Огромную роль в развитие электоропривода сыграли научные идеи крупнейшего русского электротехника Д. А. Лачинова, который раскрыл преимущества электрического распределения механической энергии, дал классификацию электрических машин по способу возбуждения, рассмот­рел условия питания двигателя от генератора и особенности механи­ческих характеристик двигателя постоянного тока. Эта выдающаяся ра­бота Д. А. Лачинова явилась основой науки об электроприводе, кото­рая позднее была развита трудами главным образом русских и советс­ких ученых, среди которых должны быть названы П. Д. Войнаровский ,

В. К. Дмитриев, С. А. Ринкевич , В. К. Попов, Р. Л. Аронов, А. Г. Голованов, М. Г. Чиликин , В. И. Полонский и другие

Развитие науки об электроприводе способствовало росту степени электрификации и автоматизации производственных объектов и созданию совершенных систем автоматизированного привода механизма ворот и затворов шлюзов, судоподъемных устройств и судов технического фло­та

Электрооборудование на речном транспорте развивается по пути дальнейшего совершенствования существующих устройств и создание но­вых эффективных автоматизированных систем

1.1. Общие сведения об электрооборудовании водных путей . Протяженность внутренних водных путей,   пригодных для   судоходства, в нашей стране составляет около 500 тысяч километров, однако активно используются только 150 тысяч километров, из которых около 80 тысяч километров освоено за годы советской власти. В это же вре­мя построено около 16 тысяч километров искусственных водных путей, в том числе Беломорско-Балтийский канал ( ББК ), Волго-Балтийский водный путь ( ВБВП ) имени В. И. Ленина, Волго-Донской судоходный канал ( ВДСК ) имени В. И. Ленина, канал имени Москвы ( УКиМ ). Водный транспорт занимает все более заметное место в народном хо­зяйстве нашей страны и для дальнейшего роста грузооборота и пасса­жирских перевозок требует совершенствования водных путей. Для этого проводят руслоочищение, дноуглубление, выправление, регулирование стока и шлюзование. Кроме того, для обеспечения безопасности плава­ния на водных путях создается судоходная обстановка в виде системы береговых и плавучих знаков, определяющих направление судового хода и его границы. Судоходная обстановка, выправление водных путей с помощью дамб, полузапруд и других сооружений, а также регулирование стока благодаря специальным водохранилищам, при всей своей масштаб­ности не отличаются большими расходами электроэнергии или специфи­кой электрификации. Поэтому основное внимание уделяется шлюзованию и использованию специального флота для руслоочищения и дноуглубле­ния

Шлюзование реки позволяет резко увеличить глубины в речном пото­ке в результате строительства вдоль пути водоудерживающих плотин со специальными судопропускными сооружениями в виде шлюзов или судо­подъемников

Улучшение судоходности водных путей повышает безопасность плава­ния и является одним из условий успешного развития водного транс­порта. Оно, в частности, осуществляется подъемом воды напорными гидротехническими сооружениями с судоходными шлюзами или судоподъ­емниками

Судоходным шлюзом называется сооружение, предназначенное для пе­ревода судов из одного бьефа в другой, отличающихся уровнем воды. Разность уровней воды в верхнем и нижнем бьефах воспринимается шлю­зом как напор

Шлюзование осуществляется с помощью камеры 1, разделяющей бьефы, и устройств, позволяющих выравнивать уровни воды в камере отдельно с верхним и нижним бьефами. Со стороны каждого бьефа камера имеет судоходные отверстия, перекрываемые воротами 2. Для маневрирования воротами шлюзы оборудуются механизмами, располагаемыми на площадках или помещениях голов шлюзов. При наполнении и опорожнении камера со­единяется с бьефами водопроводными галереями 3, которые перекрыва­ются затворами. Водопроводных галерей и затворов может не быть, ес­ли для наполнения или опорожнения используются судоходные отверс­тия

Для ремонта шлюза предусматриваются затворы, позволяющие отде­лить его от верхнего и нижнего бьефа при осушении камеры

Кроме ворот и затворов с механизмами, камеры шлюза оборудуются причальными устройствами для учалки судов

Примыкающие к верхней и нижней головам шлюза подходы состоят из каналов для захода судна в шлюз, направляющих устройств, обеспечи­вающих безопасность входа судов в камеру, причальных устройств и сооружений для отстоя судов в ожидании шлюзования

Обеспечение четкой и безопасной проводки судов на современных шлюзах гарантируется с помощью навигационной сигнализации, связи и автоматического управления всеми операциями шлюзования

На внутренних водных путях нашей страны эксплуатируются более 100 судоходных шлюзов. Габариты шлюзовых камер достигают: длина - 300 м , ширина - 30 м , напор на одну камеру - 20 м

Различные по своим техническим характеристикам современные судо­ходные шлюзы представляют собой уникальные сооружения с высокой степенью электрификации, которая позволяет коренным образом улуч­шить технологию производственных процессов и условия труда обслужи­вающего персонала

Состав и характер электрического оборудования шлюза определяются его местом в технологической линии, интенсивностью движения на вод­ной магистрали и уровнем автоматизации управления

Успешная работа судоходного шлюза зависит от надежности и чет­кости действия всех элементов электрического оборудования. В про­цессе проектирования и строительства шлюзов предусматривается, что их электрическое оборудование должно обеспечивать:

заданный технологический режим работы объекта;

постоянную готовность   к действию;

возможность дистанционного, а в необходимых случаях и автомати­ческого управления;

экономичность и полную безопасность работы

Указанные требования выполнимы лишь при высокой степени электри­фикации, автоматизации и качества электрического оборудования

1.2. Состав и назначение механического оборудования гидротехни­ческих сооружений.

Механическое оборудование шлюзов делится на :

основное , предназначенное для непосредственного выполнения опе­раций по пропуску судов через шлюз. К нему относятся рабочие воро­та, затворы и их механизмы;

вспомогательное , необходимое для обеспечения пропуска судов по определенной схеме и включающее подвижные и неподвижные причальные устройства;

ремонтное , предназначенное для отделения камеры от верхнего и нижнего бьефов, состоящее из ремонтных и аварийных ворот, подъемных устройств, насосных агрегатов и т.п

Различные размеры камер шлюзов и назначения напоров, а также специфика работы вызвали появление большого разнообразия конструк­ций шлюзовых ворот ( плоские, подъемно-опускные, сегментные, откат­ные, двустворчатые и другие ) и затвор галерей ( плоские, сегмент­ные, цилиндрические, дисковые и т.п.)

В настоящее время наибольшее распространение получили плоские подъемно-опускные и сегментные ворота для верхних голов шлюзов, двустворчатые - для нижних, плоские и цилиндрические затворы - для галерей

Плоские подъемно - опускные ворота представляет собой щит 1, перекрывающий судоходное отверстие и перемещающийся на

колесных или скользящих опорах в вертикальных боковых пазах 2. Ниж­няя часть ворот выполнена с наклоном в сторону камеры для направле­ния струи при наполнении на гасители и устранения вакуума под щитом и при его подъеме. Аналогичное устройство имеют и плоские затворы водопроводных галерей

В эксплуатационных условиях ворота могут принимать три положе­ния: 1) рабочее ( судоходное отверстие перекрыто ); 2) наполнение

( открыта часть судоходного отверстия ) ; 3) судоходное ( судоходное

отверстие открыто )

По эксплуатационно-гидравлическим требованиям при наполнении камеры шлюза ворота приподнимаются на рабочем положением на 1- 3 м с ограниченной скоростью до 0,2-0,6 м/мин, а по окончании наполне­ния, на скорости, превышающей скорость перемещения при наполнении в 20-25 раз, они опускаются в судоходное положение. В рабочее положе­ние из судоходного ворота перемещаются также с большой скоростью

Плоские ворота конструктивно просты и позволяют перекрывать су­доходные отверстия значительных размеров при относительно небольших габаритах голов камеры. Однако перемещение в вертикальной плоскости и требование двух резко отличающихся скоростей движения вызывает необходимость применения сложных приводных устройств и сооружения помещении для расположения электромеханического оборудования

Сегментные ворота по назначению аналогичны плоским подъемно - опускным, но перемещаются они не по вертикали, а по ду­ге. Рабочая поверхность их криволинейна, что позволяет за счет дав­ления воды в операции наполнения камеры обходится меньшими усилиями для подъема таких ворот по сравнению с плоскими

Двустворчатые ворота состоят из двух полотен 1, вращающихся вокруг вертикальных осей, расположенных у стен камеры

2. В закрытом состоянии полотна опираются друг на друга опорными подушками створных столбов, образуя угол 160-170 о с вершиной, нап­равленной в сторону большего уровня воды ( верхнего бьефа ), созда­ющего усилие для удержания створок закрытыми

В эксплуатационных условиях двустворчатые ворота могут занимать лишь два положения: рабочее ( судоходное отверстие закрыто )и судо­ходное ( судоходное отверстие полностью открыто ), так как наполне­ние камеры шлюза при такой системе ворот осуществляется с помощью обводных галерей, снабженных своими затворами

Цилиндрические затворы водопроводных галерей (рисунок 5 ) предс­тавляет собой цилиндр 1, установленный в специальной нише и перек­рывающий водопроводное отверстие своей торцовой частью. Рабочее пе­ремещение затвора осуществляется в вертикальной плоскости с помощью винтовой передачи 2 или гибкого тягового органа

Благодаря цилиндрической форме поверхности затвора боковое дав­ление воды на него уравновешивается, поэтому подъемное усилие при маневрирование затвором невелико. К недостаткам цилиндрических зат­воров относятся потребность в сложной форме галерей и чувствитель­ность к вибрациям

Механизмы ворот и затворов различаются в зависимости от размеров шлюзов, их конструкции и общей компоновки. Все механизмы, как пра­вило, имею редукторы или гидравлические передачи и тяговые органы. В качестве последних применяются цепные, тросовые, кривошипно-ша­тунные, штангово-цепные и штанговые устройства

Гидравлические передачи используют как для изменения передаточ­ного числа и скорости движения рабочего органа, так и для получения необходимого вида механической характеристики привода. В гидравли­ческих передачах рабочем телом является жидкость, свойства которой и определяют особенности этого типа передач

Как и в любой передаче, в гидравлической также имеются входное и выходное звенья: первым может быть вал насоса, вторым - поступатель­но перемещающийся поршень в гидроцилиндре

Гидравлические передачи делятся на гидростатические ( объемного действия ) и гидродинамические. Во-первых давление, создаваемое на­сосом, передается через жидкость как рабочее тело на исполнительный орган, во вторых жидкость приводится во вращательное движение веду­щим звеном и увлекает за собой ведомое

Мощность гидростатических систем в основном определяется давле­нием жидкости, и расход ее сравнительно невелик. Гидродинамические системы, наоборот, характеризуются большим расходом жидкости и ма­лым статическим давлением

Гидростатические передачи, способные обеспечить большие переда­точные числа и преобразовать вид движения, получили преимуществен­ное применение на водном транспорте. Выходные звенья этих передач могут иметь возвратно-поступательное, вращательное или возврат­но-поворотное движение ( соответственно силовые гидроцилиндры, гид­ромоторы , моментные гидроцилиндры )

На рисунке 6 представлена простейшая гидропередача, преобразую­щая вид движения. Давление, создаваемое насосом 1, с помощью расп­ределителя 2 передается правой или левой полости цилиндра 3, обес­печивая необходимое направление движения рабочего органа. Дроссели­рованием , т.е. отводом части жидкости с помощью дросселя 4 в ем­кость 5 по сливной магистрали, можно управлять скоростью движения поршня. Скорость движения рабочего органа можно изменять также ре­гулированием насосной установки

Гидравлические передачи имеют ряд достоинств, обеспечивающих их широкое применение в промышленности и на транспорте:

возможность различного расположения узлов и   элементов;

сравнительная легкость изменения направления движения рабочего органа;

простота защиты установки и рабочих органов от перегрузки;

бесшумность работы;

малая масса на единицу   мощности;

простота преобразования вращательного движения в поступательное и обеспечение больших передаточных чисел в объемных передачах

Основными недостатками этих передач являются; сложности прокладки трубопроводных коммуникаций; большие потери давления   и   утечки жидкости в уплотнениях; зависимость характеристик   систем   от   температуры жидкости и ее

вязкости

Тяговые органы служат для соединения приводного механизма с ра­бочим органом, т. е. с воротами или затворами шлюзов. Тяговые органы работают в исключительно тяжелых условиях, особенно в подъемных ме­ханизмах, где часто они находятся в воде и трудно доступны для обс­луживания. Учитывая неравномерность нагрузки и тяжелые условия их работы, при проектировании тяговых органов стремятся обеспечить им прочность и надежность

1.3.
  1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза iconМетодические подходы оценки качества внутренних водных путей 9 Гольдин А. Л., Колосов М. А., Моргунов К. П. Расчет осадок и кренов центральной секции шлюза №5 Волго-Донского судоходного канала 15
Экономическая сущность концессий и их роль в стратегическом развитии портовой инфраструктуры 61
Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза iconРазработка и внедрение на государственных предприятиях планов управления проектами
Робировать новые стандарты и схемы управления, рассчитанные на коммерческие заказы. Дано описание содержания планов. Приведён пример...
Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза iconЛитература
Разработка схемы автоматизированного контроля и/или управления технологического участка для процесса размола целлюлозы
Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза iconПовышение быстродействия и надежности гидроусилительного агрегата рулевого управления автотранспортного средства
Целью данной работы является разработка рациональной схемы гидроусилительного агрегата и определение оптимальных параметров ее компонентов,...
Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза iconРазработка унифицированных функциональных модулей и исследование
...
Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза iconМетодические указания и контрольные задания для студентов заочников для специальности 150411 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования» 2004
Тема Схемы автоматизации 6 4 Тема Принципиальные электрические схемы. Щиты и пульты управления 2 Тема Основы построения автоматизирован­ной...
Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза iconOperateur electromecanique irreversible pour portails a battant notices d'emploi et d'installation н ереверсивный электропривод для распашных ворот инструкции по эксплуатации и монтажу
Нереверсивный электропривод для распашных ворот инструкции по эксплуатации и монтажу
Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза iconВопросы по спец дисциплине (специальность 05. 13. 06.)
Основные понятия теории управления: цели и принципы управления, динамические системы. Математическое описание объектов управления:...
Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза iconПрактическая работа №1. Исследование структурной схемы автоматического контроля, управления и регулирования
Исследование структурной схемы автоматического контроля, управления и регулирования
Разработка схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза iconРазработка прототипа динамической интеллектуальной системы управления автомобилем
Целью данной работы является разработка прототипа интеллек­туальной системы для управления автомобилем в условиях постоянно изменяющихся...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница