Проект лабораторного стенда по изучению частотного электропривода на базе автономного инвертора напряжения фирмы OMRON

наименованиями и функциями клавиш пульта оператора,

установить заданные параметры инвертора в различных

режимах.

Оборудование: стенд №6

Данная лабораторная работа предназначена для отработки и закрепления

навыков работы с пультом оператора АИН “Omron” в различных режимах.

В начале лабораторной работы учащиеся закрепляют расположение

функциональных клавиш и их назначение. Далее следует изменение параметров

настройки инвертора в режиме останова. После этого происходит запуск

стенда. В ходе работы АИН учащиеся изменяют те параметры, которые можно

изменять во время его функционирования, наблюдая при этом реакцию

установки.

Методические указания для проведения этой лабораторной работы

содержатся в приложении А.

2.2.2 Лабораторная работа №2 “Ознакомление с функциональными

возможностями программируемого контроллера “Ремиконт Р-122””

Цель работы: Изучить пульт управления ПК “Ремиконт Р-122”, научиться

производить подготовку его к работе, изучить его

функциональные возможности.

Оборудование: стенд №7.

Целью данной работы является закрепление теоретических знаний по

запуску, конфигурированию и программированию ПК.

2.2.3 Лабораторная работа №3: “Исследование внешнего управления

инвертором “Omron 3G3EV”

Цель работы: изучить порядок перехода от управления инвертором со

встроенного пульта к внешнему управлению.

Проанализировать схему управления, разобраться в схемной

реализации этого перехода. Реализовать на практике

дистанционное задание выходной частоты инвертора по

аналоговому входу.

Оборудование: стенд №6, стенд №7.

Целью данной работы является закрепление знаний по возможностям

внешнего управления частотным преобразователем “Omron 3G3EV”. В начале

лабораторной работы учащиеся изучают схему стенда №6 и разбираются в том,

что происходит в схемном отношении при переходе от управления со

встроенного пульта к режиму внешнего управления. Учащиеся выясняют, какой

из параметров инвертора необходимо изменить, чтобы заставить его

воспринимать внешние сигналы управления.

Для получения первого опыта по управлению АИН “OMRON 3G3EV” учащиеся

производят запуск и регулирование скорости автономного инвертора напряжения

с внешних его входов, средствами стенда №6.

Далее происходит запуск управляющего стенда №7, с которого

производится посылка дискретных команд на запуск и остановку инвертора.

Аналоговое задание выходной частоты также осуществляется со стенда №7.

Методические указания для проведения этой лабораторной работы

содержатся в приложении Б.

2.3 Выбор кабеля и аппаратуры защиты

2.3.1 Выбор кабеля

В инструкции по эксплуатации указывается, что во входные и выходные

цепи нельзя устанавливать реакторы с длительным током менее 10 А. Исходя из

этого, выбираем кабель ПВГ(3*1,5) во входные и выходные цепи инвертора,

кабель с медными жилами в поливинилхлоридной изоляции.

2.3.2 Выбор аппаратуры защиты

В инструкции по эксплуатации указывается, что инвертор следует

защищать автоматическим выключателем на 10 А. Выбираем автомат “FEDERAL

FMB-C10” с током срабатывания 10 А.

3 Организационная часть

3.1 Монтаж электрооборудования

3.1.1 Монтаж АД

Электрические машины, поступающие на монтаж в комплекте с механизмом,

монтируют на второй стадии производства электромонтажных работ, когда

полностью подготовлены площадки или конструкции для их установки. У

электродвигателей с подшипниками скольжения подшипники промывают и

заполняют маслом. Заводскую смазку подшипников качения при установке

небольших машин обычно не заменяют. Проверяют состояние изоляции обмоток

электрических машин и, если возникает необходимость, сушат обмотки.

Подготовленные таким образом машины доставляют на монтажную площадку, где

их устанавливают, выполняют сопряжение двигателей с рабочими механизмами и

генераторов с двигателями и подключают к сети через пускорегулирующие

аппараты. Перед установкой электродвигателей по установочным размерам

изготавливают и устанавливают крепежные конструкции и детали.

Электродвигатели устанавливают на металлических конструкциях,

непосредственно на полу или на фундаменте и крепят с помощью болтов.

3.1.2 Монтаж АИН “OMRON 3G3EV”

а) Инвертор “ OMRON 3G3EV” крепится к вертикальной панели двумя

винтами M4.

б) Параметры окружающей среды и места для установки.

( температура воздуха - 10(50 0С;

( влажность не более 90% (без конденсации);

( инвертор надо располагать в чистом месте, свободном от масляных

брызг и пыли. Или же полностью закрывать его, не допускать

попадания пыли и брызг внутрь;

( При установке инвертора обратите особое внимание на

недопустимость воздействия на прибор металлической пыли, масла,

воды и т. д.;

( Инвертор нельзя устанавливать на горючих материалах;

в) Пространство для монтажа

( Для нормального охлаждения при монтаже необходимо выдерживать

минимальные расстояния, как показано на рисунке 10.

[pic]

Рисунок 10 – Минимально допустимые эксплуатационные расстояния при монтаже

инвертора.

г) Для правильной работы инвертора надо избегать установки его в

местах, где возможны резкие скачки температуры. Если инвертор

установлен в закрытом кожухе, необходимо использовать вентилятор

или кондиционер для поддержания температуры внутри кожуха ниже 50

0С. Температура радиатора может быть на 30 0С выше температуры

окружающего воздуха.

Следовательно, нельзя, чтобы к радиатору прикасались провода или

материалы, которые боятся нагрева.

3.1.3 Монтаж контроллера “Ремиконт Р-122”

а) Контроллер должен монтироваться таким образом, чтобы обеспечивался

доступ свежего воздуха к вентиляторам охлаждения, установленным под

модульной корзиной.

б) Корпус корзины должен быть обязательно заземлен, т.к. иначе

центральный процессор может выйти из строя из–за статического

электричества. Температура циркулирующего воздуха не должна

превышать 50 0С.

в) Блок питания также должен охлаждаться. В случае, если температура

его радиатора превысит 80 0С, он может выйти из строя.

3.2 Требования к проведению лабораторно-практических работ

3.2.1 Техника и методика проведения лабораторных работ

Лабораторные работы помогают учащимся лучше усвоить пройденный

теоретический материал, связать теорию с практикой, закрепить полученные

знания, получить практические кавыки по постановке и проведению

экспериментов, а также по оформлению соответствующих отчетов. Правильная

организация лабораторных занятий способствует быстрому и продуктивному

проведению лабораторных работ.

Сознательное выполнение учащимися лабораторной работы невозможно без

предварительной подготовки. Поэтому до сведения учащихся должен быть

доведен график проведения лабораторных работ, который должен неукоснительно

выполняться. Исходя из возрастных особенностей учащихся техникумов полезно

на занятиях, предшествующих очередной лабораторной работе, выдавать им

домашнее задание по подготовке к предстоящему лабораторному занятию.

При подготовке к выполнению лабораторной работы учащиеся повторяют

соответствующий теоретический материал, а также подготавливают «скелет»

отчета, который должен содержать:

1) титульный лист, заполняемый в соответствии с ГОСТ 2.105-68, разд.

4, ЕСКД - заполняются поля 1, 2, 4, 6 и 7.

2) цель работы;

3) оборудование (заполняется по описанию лабораторной установки или

оставляется свободное место для заполнения на рабочем месте в

лаборатории);

4) домашние расчеты и соответствующие им графики, например расчет

градуировочной характеристики термопары и ее график;

5) принципиальная или функциональная схема лабораторного макета или

установки;

6) ход выполнения работы (кратко указывается пункт работы.

заготавливаются таблицы, записываются расчетные формулы,

оставляется место для расчетов, заготавливаются листы миллиметровой

или специальной, например, логарифмической бумаги);

7) выводы (заполняются после обработки результатов эксперимента) ;

8) контрольные вопросы и ответы на них.

Перед допуском учащегося к рабочему месту качество подготовки к

предстоящей лабораторной работе должно проверяться преподавателем путем

беглого опроса с помощью программированных контрольных заданий. При

проведении лабораторных занятий учебная группа обычно разбивается на две

подгруппы, каждая из которых делится на бригады. Разбивка на бригады может

производиться старостой подгруппы или преподавателем. В каждой бригаде

следует назначать старшего (бригадира), под ответственность которого

лаборантом выдается необходимая аппаратура, принадлежности, инструкции и т.

д. Бригадир несет ответственность за порядок на рабочем месте и по

окончании лабораторного занятия сдает рабочее место, а также все

оборудование и документацию лаборанту.

На первом лабораторном занятии учащиеся должны быть ознакомлены с

правилами поведения учащихся в лаборатории, правилами техники безопасности

и спецификой работы на рабочих местах лаборатории, а также с требованиями,

предъявляемыми к оформлению отчета о проделанной работе. Инструктаж по

технике безопасности необходимо оформить личными подписями учащихся в

специальном журнале.

Примерные правила поведения учащихся в лаборатории:

1) учащиеся, не подготовленные к работе, не допускаются к ее

выполнению;

2) обязательным условием допуска учащегося к очередной работе является

сдача им отчета по предыдущей работе;

3) учащиеся, не прошедшие инструктаж по технике безопасности, к

лабораторным занятиям не допускаются;

4) опаздывать на занятия, самовольно занимать и покидать рабочее

место, отлучаться из лаборатории без разрешения преподавателя

нельзя;

5) включение питания к исследуемой схеме разрешается только после

проверки схемы лаборантом или преподавателем;

6) перед включением питания все реостаты в схеме должны быть полностью

введены, потенциометры — выведены, а многопредельные измерительные

приборы включены на максимальные пределы измерения;

7) включив питание, учащиеся должны удостовериться, что стрелки всех

измерительных приборов отклоняются в нужную сторону;

8) все переключения в исследуемой схеме и вспомогательных цепях

производятся только после отключения питания;

9) при наличии любых неисправностей в исследуемой схеме или в

используемой аппаратуре необходимо отключить питание и доложить

лаборанту или преподавателю;

10) учащиеся несут материальную ответственность за происшедшую по их

вине порчу лабораторного оборудования;

11) после выполнения каждого пункта задания полученные результаты

необходимо показать преподавателю для проверки;

12) разборка лабораторной установки разрешается только по указанию

преподавателя или лаборанта;

13) после выполнения лабораторной работы учащиеся оформляют отчет и

сдают его для проверки;

14) учащийся, пропустивший плановое лабораторное занятие или не

успевший закончить работу в срок, выполняет эту работу во

внеурочное время.

После выполнения лабораторной работы учащийся обязан составить отчет с

анализом полученных результатов и ответами на контрольные вопросы,

приводимые в описании лабораторной работы. Отчет должен содержать название

и номер лабораторной работы, цель работы и ее краткое содержание, схему

исследуемого устройства, перечень используемой аппаратуры, таблицы с

результатами измерений и вычислений, формулы, по которым производились

вычисления, и значения отдельных расчетных констант, графики, выводы и

ответы на контрольные вопросы. Желательно для оформления отчетов по

лабораторным работам иметь специальные бланки, облегчающие учащимся работу

и оказывающие на них дисциплинирующее действие. Правильное оформление

отчетов по лабораторным работам воспитывает у учащихся аккуратность,

четкость мышления, последовательность изложения материала. Записи в отчетах

должны выполняться четко и аккуратно чернилами или пастой без помарок.

Оформление текста, таблиц, расчетов и графиков должно соответствовать

требованиям ГОСТ ЕСКД. Графики вычерчиваются на специальной или

миллиметровой бумаге формата 11. На осях координат обязательно

надписываются откладываемые величины, указываются единицы их измерения и

масштабы, а также наносятся масштабные деления. Кривые графиков следует

проводить между экспериментально полученными точками усредненно, учитывая

ожидаемые теоретические результаты. Отдельные точки в силу случайных или

систематических погрешностей могут оказаться за пределами графика, и их

следует отбросить. В тех областях, где ход кривой монотонным, можно

ограничиться небольшим количеством измерений, тогда как в областях точек

перегиба или экстремумов количество измерении необходимо увеличить так,

чтобы получить достоверный ход кривой. Часто для удобства сравнения

результатов опыта на одних осях координат строится несколько кривых,

которые обязательно должны быть пронумерованы в соответствии с вариантами в

таблицах измерения и расшифрованы в примечаниях к графикам. Можно разные

кривые выполнять в различных цветах. Для снятия частотных характеристик в

достаточно широком диапазоне частот следует пользоваться логарифмическим

масштабом частоты.

4 Экономическая часть

4.1 Расчет капитальных затрат

4.1.1 Капитальные затраты – это денежные средства на создание новых и

реконструкцию действующих основных фондов. Капитальные затраты складываются

из затрат на приобретение оборудования и приборов, транспортных расходов,

затрат на монтаж. Основанием для составления сметы является: спецификация

на оборудование, прейскуранты цен, ценники на монтаж.

Для изготовления лабораторного стенда необходимо электротехническое

оборудование, асинхронный электродвигатель переменного тока, кабельная

продукция, автономный инвертор напряжения “OMRON” 3G3EV, программируемый

контроллер “Ремиконт Р-122”.

4.1.2 Капитальные затраты на оборудование

Таблица 1 - Смета-спецификация на оборудование.

| | | |Стоимость, руб. |

|Наименование |Единицы измерения|Количество | |

|оборудования | | | |

| | | |Единицы |Всего |

|Двигатель | | | | |

|переменного тока,|к-т |1 |800 |800 |

|1,5кВт | | | | |

|Инвертор “OMRON |к-т |1 |13512 |13512 |

|3G3EV” | | | | |

|Контроллер |к-т |1 |26520 |26520 |

|“Ремиконт Р - | | | | |

|122” | | | | |

|Электротехническо|к-т |2 |400 |800 |

|е оборудование | | | | |

|Кабель силовой |м |15 |22 |330 |

|Кабель монтажный |м |15 |15 |225 |

| | | | | |

|Итого стоимость оборудования: 42187 руб. |

|Транспортные расходы |42187*7,5 / 100= |3164,025 |

|7,5% от стоимости | | |

|оборудования | | |

|Строительно-монтажные |42187*10 / 100= |4218,7 |

|работы 10% от стоимости| | |

|оборудования (СМР) | | |

|Накладные расходы, 21% |4218,7*21 / 100= |885,927 |

|от СМР (НР) | | |

|Плановые накопления 8% |(4218,7+885,927)*8 / |408,37 |

|от суммы СМР и НР |100= | |

|Стоимость капитальных |3164,025+4218,7+885,927+|8677,022 |

|затрат на оборудование | | |

| |408,37 = | |

|Итого стоимость капитальных затрат: 50864,022 руб. |

4.2 Расчет эксплуатационных затрат

4.2.1 Эксплуатационные затраты рассчитываются по изменяющимся статьям

себестоимости, к ним относят: амортизационные отчисления, затраты на

содержание технических лабораторий автоматизации, затраты на

электроэнергию, затраты на заработную плату.

4.2.2 Амортизационные отчисления

[pic] (1)

где К- капитальные затраты;

Н-норма амортизационных отчислений (Н=12%)

[pic]

4.2.3 Затраты на эксплуатацию и текущий ремонт

[pic] (2)

где Нр- норма отчислений на эксплуатацию и текущий ремонт, Нр составляет 6%

от стоимости оборудования (Нр=6%)

[pic]

4.2.4 Заработная плата персонала для обслуживания оборудования

Режим работы персонала – односменный.

Заработная плата инженерно-технических работников рассчитывается по системе

должностных окладов. Для работы с лабораторным стендом и обслуживания

вычислительной техники необходим следующий состав персонала:

- Старший лаборант;

- Инженер по эксплуатации

Таблица 2 - Штатная ведомость.

|Наименование специальности |Разряд |Оклад по ЕТС, руб |Всего |

|Старший лаборант |5 |133.100 |1 |

|Инженер по эксплуатации |12 |460 |1 |

Годовой фонд оплаты труда – это сумма денежных средств для оплаты

труда работников предприятий.

4.2.5 Расчет годового фонда оплаты труда инженерно-технических

работников:

Оклад старшего лаборанта составляет 133,1 рублей. Заработная плата

за год (двенадцать месяцев):

[pic] (3)

[pic]

Доплата за вредность:

[pic] (4)

где Э – процент доплаты за вредность - 15%.

[pic]

4.2.6 Расчет фонда оплаты труда, с учетом районного коэффициента,

для инженера по эксплуатации:

[pic] (5)

где 1,25 – районный коэффициент

[pic]

Оклад инженера по эксплуатации составляет 800 рублей. Заработная

плата за год по формуле (3):

[pic]

[pic]

Доплата за вредность по формуле (4)

[pic]

[pic]

4.2.7 Расчет фонда оплаты труда с учетом районного коэффициента для

инженера по эксплуатации, по формуле:

[pic] (6)

где 1,25 – районный коэффициент

[pic]

Общий фонд оплаты труда работников:

[pic]

4.2.8 Расчёт с внебюджетными фондами:

[pic] (7)

где ФОТ – Общий фонт оплаты труда;

Т – тариф отчисления в некоторый внебюджетный фонд, %;

Расчёт с фондом Социального страхования:

[pic]

Расчёт с Пенсионным фондом:

[pic]

Расчёт с Государственным Фондом занятости населения РФ:

[pic]

Расчёт с Фондом обязательного медицинского страхования:

[pic]

Отчисления во внебюджетные фонды составляют 38,5% от годового фонда

оплаты труда:

[pic]

4.2.9 Эксплуатационные расходы:

[pic] (8)

где А – годовые амортизационные отчисления;

Ф – плата в госбюджет за пользование основными фондами, руб.;

Зтр – затраты на эксплуатацию и текущий ремонт;

[pic] (9)

где К – затраты на внедрение оборудования, руб.

[pic]

[pic]

Вывод:

По производственным расчетам капитальные затраты на разработку и

внедрение стендов для лаборатории электропривода составили 50864,022 руб.

Эксплуатационные расходы при работе со стендом составят 9338,63 руб.

5 Техника безопасности

5.1 Общие требования

1. В лаборатории за технику безопасности несет ответственность

преподаватель и лаборант.

2. Студенты должны знать и строго соблюдать настоящую инструкцию,

выполнять только ту работу, которая поручена ему преподавателем

или лаборантом после предварительного объяснения о безопасных

приемах работы.

3. В процессе выполнения работ от студентов требуется соблюдать

организованность, не отвлекаться посторонними делами, разговорами

и не отвлекать других.

4. В случае получения травмы прекратить работу, известить об этом

преподавателя и обратиться за оказанием медицинской помощи.

5. Заметив нарушение инструкции другими работающими или опасность

для окружающих, не оставаться безучастными, предупредить

работающего и преподавателя о необходимости соблюдения требований,

обеспечивающих безопасность работы.

5.2 Порядок выполнения работы

5.2.1 Перед работой

1. Ознакомиться с настоящей инструкцией и расписаться в журнале ТБ

лаборатории.

2. Приступать к выполнению работы студенты могут только с разрешения

преподавателя.

3. Студентам категорически запрещается доступ к распределительным

щитам и установкам, не относящимся к выполняемой ими работы.

4. До начала работы все ее участники должны на месте подробно

ознакомиться со схемой лабораторной установки, обратив особое

внимание на место расположения выключателя со стороны питающей

сети.

5. ОСОБОЕ ВНИМАНИЕ обращать на цепи возбуждения двигателей

постоянного тока, генераторов и вторичные обмотки трансформаторов

тока.

5.2.2 Во время работы

1. Включение напряжения производить только после проверки схемы

преподавателем и его разрешения.

2. Если по ходу работы установку требуется неоднократно включать или

отключать, то эти операции должны быть поручены только одному

лицу. В аварийных случаях отключение установки может быть

произведено любым из участников работы.

3. Особая осторожность должна быть при работе с движковыми

реостатами открытого типа. При передвижении движка реостата вторая

рука не должна касаться заземленных частей или частей, находящихся

под напряжением.

4. Во время работы запрещается снимать ограждения с вращающихся

частей машины.

5. Запрещается работать в шарфах, косынках (на плечах), с

распущенными волосами.

6. Запрещается присоединение и отсоединение переносных приборов,

требующих разрыва электрических цепей, находящихся под

напряжением.

7. Не оставлять включенной установку без присмотра.

8. В случае аварии, во время работы НЕМЕДЛЕННО отключить питающий

автомат.

5.2.3 После работы

1. Отключить все источники питания.

2. Прибрать свое рабочее место.

5.3 Противопожарные мероприятия

В случае возникновения пожара:

а) немедленно отключить главный рубильник;

б) вызвать пожарную помощь по телефону 01;

в) принять меры к ликвидации пожара, первичными и подручными

средствами.

5.4 Доврачебная помощь

1. Освободить пострадавшего от действия электрического тока.

2 . Вызвать врача по телефону 03.

3. При необходимости давать нюхать нашатырный спирт, сделать

искусственное дыхание и массаж сердца.

4. Создать пострадавшему покой.

5.5 Расчёт защитного заземления

Таблица 3 – Коэффициенты использования трубчатых заземлителей.

|Число |Коэффициент экранирования n при отношении расстояния |

|трубчатых |между трубами к их длине (a/L) |

|заземлителе| |

|й | |

| |3 |2 |1 |3 |2 |1 |

| |Трубы размещены в ряд |Трубы размещены по контуру|

|5 |0,87 |0,8 |0,68 |- |- |- |

|10 |0,83 |0,7 |0,55 |0,78 |0,67 |0,59 |

|20 |0,77 |0,62 |0,47 |0,72 |0,60 |0,43 |

|30 |0,75 |0,60 |0,40 |0,71 |0,59 |0,42 |

|50 |0,73 |0,58 |0,30 |0,68 |0,52 |0,37 |

|100 |- |- |- |0,64 |0,48 |0,33 |

|200 |- |- |- |0,61 |0,44 |0,30 |

|300 |- |- |- |0,60 |0,43 |0,28 |

а) Периметр заземления: 152 м;

б) Расстояние между электродами: 10 м.;

в) Рассчитываем отношение a/l (где a – расстояние между электродами,

l – длина заземляющих электродов.): a/l = 10/5 = 2;

г) Рассчитываем предварительное число электродов n = L/a (где L –

длина периметра заземления): L/a = 152/10 =15 шт.;

д) Определяем сопротивление одного прутка rо.пр.: rо.пр. = 0,227*( =

0,227*100 =2,27 Ом;

е) По таблице 3 для n = 15 и отношения a/l = 2 находим коэффициент

использования прутков nи.в. = 0,63.

ж) Рассчитываем необходимое количество прутков n1 (где rз –

максимальное значение сопротивления заземления = 0,5 Ом):

n1= (rо.пр./r3)* nи.в = 2,27/ 0,5*0,63 = 7,2 ( 8.

Так как n1 < n, то заземление выбрано с запасом и его

сопротивление не превышает 0,5 Ом.

6 Заключение

В результате данного дипломного проекта был разработан и изготовлен

новый стенд №7 для лаборатории электропривода. Также были разработаны две

лабораторные работы для проведения их на стендах №6 и №7. Достаточно

большое внимание было уделено и их комплексному взаимодействию и

функциональным возможностям. Был глубоко рассмотрен теоретический вопрос

частотного регулирования в автономных инверторах.

Реализация лабораторного стенда №7 на базе регулирующего контроллера

“Ремиконт Р-122” имеет важное значение для лаборатории электропривода, так

как современная формула успешной реализации всех возможностей производства

звучит как “контроллер – частотный преобразователь”. С появлением стенда №6

учащиеся смогут в полной мере, на практике, ощутить необходимость и

эффективность такого технического взаимодействия, смогут получить

необходимые практические навыки уже в стенах учебного заведения.

Затраты на внедрение данного проекта составили 50864 руб.

Эксплуатационные расходы при работе со стендом составят 9338 руб.

Литература

1. Техническое описание автономного инвертора напряжения “Omron 3G3EV”. –

OMRON Corporation, 1995.

2. “Контроллер регулирующий микропроцессорный Ремиконт Р – 110, Р – 112,

Р-120, Р- 122”.- Техническое описание.

3. “Техника чтения схем автоматического управления и технологического

контроля”. - Москва, Энергоатомиздат, 1991

4. Н. И. Белорусов, А. Е. Саакян, А. И. Яковлева. "Электрические кабели,

провода и шнуры". Москва, "Энергоатомиздат", 1988.

5. Б.Ю. Липкин “Электроснабжение промышленных предприятий и установок ”.-

Москва, “Высшая школа”, 1990.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

Методические указания и лабораторная работа “Ознакомление с функциональными

возможностями пульта оператора АИН “Omron 3G3EV”

Министерство образования Российской Федерации

Череповецкий металлургический колледж

Специальность 1806

Техническая эксплуатация,

обслуживание и ремонт

электрического и

электромеханического

оборудования в металлургии

Ознакомление с функциональными возможностями пульта оператора

АИН “Omron 3G3EV”

Методические указания и лабораторная работа

по дисциплине “Электрический привод”

для студентов III курса

Разработал Дробанов А.Ф.,

студент IV курса

Череповец

2000

Ознакомление с функциональными возможностями пульта оператора АИН “Omron

3G3EV”

1 Цель работы: изучить пульт оператора АИН “Omron 3G3EV”, ознакомиться с

наименованиями и функциями клавиш пульта оператора, установить заданные

параметры инвертора в различных режимах.

2 Средства обучения

2.1 Оборудование: лабораторный стенд №6.

2.2 Методические указания к лабораторной работе, задание.

3 Краткие теоретические сведения

Автономный инвертор имеет множество настроек и параметров, которые

делают его чрезвычайно гибким в применении. Изменение параметров

заключается в изменении цифровых значений соответствующих ячеек. Каждый

параметр инвертора имеет кодовое обозначение (смотри таблицу А.1).

Таблица А.1 – Список настроечных параметров инвертора.

|№ |Индикатор|Описание |Диапазон |Завод-|

|пара-ме| | | |ская |

|тра | | | |уставк|

| | | | |а |

|n01 | |Выбор доступа к |0,1,8,9 |1 |

| | |параметрам/инициализация параметров | | |

|n02 |MODE |Выбор метода управления |0-5 |0 |

|n04 |F/R |Выбор направления вращения |For/Rev |For |

|n06 | |Выбор функции программируемого входа|0-4 |1 |

|n09 | |Выбор функции программируемого входа|0,1,2 |1 |

|n11 |FREF |Заданная частота 1, Гц |0,0-400 |6,0 |

|n12 |FREF |Заданная частота 2, Гц |0,0-400 |0,0 |

|n20 |ACC |Время разгона, с |0,0-999 |10 |

|n21 |DEC |Время торможения, с |0,0-999 |10 |

|n24 |FMAX |Максимальная частота, Гц |50,0-400 |60,0 |

|n25 |VMAX |Максимальное напряжение, В |1-255 |200 |

|n26 |FBAS |Частота при максимальном напряжении,|1,6-400 |60,0 |

| | |Гц | | |

|n31 |THR |Ток, при котором срабатывает |0,1-8,4 |6,2 |

| | |электронная термозащита, А | | |

|n33 | |Предупреждение опрокидывания ротора |0,1 |0 |

| | |во время торможения | | |

|n36 | |Режим работы после мгновенного |0,1,2 |0 |

| | |пропадания питания | | |

|n37 | |Несущая частота |1,2,3,4 |4 |

|n39 | |Коэффициент передачи по частоте |0,1-2,00 |1,00 |

|n40 | |Смещение по частоте, Гц |-99-99 |0 |

|n68 | |История ошибок | | |

Параметр n01 является ключевым. Он определяет степень доступа к

настройкам инвертора. Ниже следует более подробное описание его значений

(смотри таблицу А.2).

Таблица А.2 – Описание значений параметра “n01”.

|Значение “n01” |Описание |

|0 |Доступ только к ключевому параметру |

| |“n01” |

|1 |Для установки доступны все параметры|

| |до “n68” |

|8 |Для всех параметров устанавливаются |

| |заводские установки |

|9 |Инвертор включается в 3-х проводную |

| |внешнюю схему управления |

Для проведения данной лабораторной работы параметр “n01” должен быть

установлен в значение “1”. Данные параметры и их значения вводятся при

помощи пульта оператора, передняя панель которого показана на рисунке А.1.

[pic]

Рисунок А.1 – Пульт управления АИН “Omron 3G3EV”

Ввод наиболее часто используемых параметров в инвертор, которые

выведены непосредственно в виде пульта управления, состоит из следующих

операций:

1. Выбор нужного параметра осуществляется клавишей “MODE” (не путать с

параметром “mode”, который высвечивается в виде индикатора!).

При этом на дисплее зажигается индикатор, соответствующий

выбранному параметру.

2. Изменение выбранного параметра до нужной величины производится

клавишами “INCREMENT” и “DECREMENT”.

3. Ввод измененного значения достигается путем нажатия клавиши “Enter”

Если изменение происходит в режиме рабочего хода, то при многократном

нажатии клавиши “MODE” будут активизироваться только зеленые индикаторы.

Активизированный (подсвеченный) индикатор показывает, какой параметр выбран

для контроля и изменения. Параметры, связанные с красными индикаторами,

выбираются и изменяются только в режиме останова инвертора.

Режим непосредственного доступа к параметру по его номеру (только в

режиме останова):

1) Клавишей “MODE” происходит последовательный перебор до высвечивания

индикатора “PRGM”

Первичное показание на дисплее высвечивает номер выбранного

параметра “n01” для просмотра и редактирования.

2) Клавишами “INCREMENT” и “DECREMENT” производят выбор параметра

настройки инвертора (в режиме PRGM), затем нажимают “ENTER”. Мы

вошли в ячейку памяти. На дисплее высвечивается текущее значение

ячейки параметра.

3) При необходимости посредством нажатия клавиш “INCREMENT” и

“DECREMENT” изменяют цифровое значение параметра.

4) Для сохранения введенного значения нажимают “ENTER”.

Мигание значения прекращается. Оно введено в память.

5) Через 0,5 с. после ввода в память параметра вновь становится

возможным выбор другого параметра, его изменение и ввод (это

осуществляется как в пунктах 2 - 4).

6) Выход из режима непосредственного изменения параметров производится

путем нажатия клавиши “MODE”.

Для запуска инвертора необходимо нажать клавишу “RUN”, для его останова -

клавишу “STOP”.

Т.к. в режиме рабочего хода красные индикаторы не могут быть

активизированы с пульта, то фирма – производитель “Omron” запрограммировала

АИН таким образом, что шесть индикаторов красного цвета посредством

последовательной поочередной активизации создают эффект “огонька, бегущего

по кольцу”. Если это “движение” происходит по часовой стрелке, то АД

движется в прямом направлении, если против часовой стрелки – АД работает в

реверсе.

! Для осуществления полноценного управления с пульта необходимо установить

параметр “mode” (n02) в значение “0”. (Заводская установка)

! Если при подаче питания на инвертор загорелся индикатор “ALARM” – работу

прекратить и сообщить об этом преподавателю!

Контрольные вопросы

1.Какие параметры инвертора могут быть изменены в ходе его работы ?

2. Какой параметр (индикатор) отвечает за направление вращения двигателя?

3. Какие индикаторы служат для наблюдения за работой электродвигателя?

4. Изменением какого параметра можно ограничить разгон электродвигателя до

определенной частоты?

5. Как можно посмотреть заданное время торможения или разгона в режиме

“СТОП”?

6. В каком порядке происходит изменение и ввод любого из параметров

настройки инвертора?

4 Ход работы

4.1 Получить задание у преподавателя

4.2 Прочитать инструкцию по технике безопасности на рабочем месте

4.3 Произвести включение автомата “QF” на стенде.

4.4 Параметры, указанные в задании, записать в память инвертора и в

таблицу в отчете, как показано в таблице А.3

Таблица А.3 – Перечень параметров для самостоятельного изменения.

|№ |Индика-|Описание |Диапа-зо|Предыдущее |Заданное |

|пара-|тор | |н |значение |значение |

|метра| | | |параметра |для |

| | | | | |установки |

|n04 |F/R |Выбор направления |For/Rev |For |Rev |

| | |вращения | | | |

|n11 |FREF |Заданная частота, Гц |0,0-400 |6,0 |30 |

|n20 |ACC |Время разгона, с |0,0-999 |10 |15 |

|n21 |DEC |Время торможения, с |0,0-999 |10 |15 |

|n24 |FMAX |Максимальная частота, Гц |50,0-400|60,0 |30 |

4.5 Перевести дисплей в режим контроля выходной частоты.

4.6 Произвести запуск инвертора, наблюдая динамику разгона по цифровому

индикатору.

4.7 После выхода на рабочий режим проконтролировать ток, потребляемый

двигателем (IOUT). Значение потребляемого тока занести в отчет.

4.8 В ходе работы инвертора изменить значение времени торможения до 5 с.

4.9 Переключиться в режим мониторинга тока.

4.10 Наблюдая за током произвести реверс инвертора.

4.11 Остановить установку.

Все нажатия кнопок, производимые на пульте инвертора в ходе данной работы

отразить в отчете. Сделать вывод по работе. В выводе должна быть отражена

тема и цель данной лабораторной работы.

Литература

1 Техническое описание автономного инвертора напряжения “Omron 3G3EV”. –

OMRON Corporation, 1995.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(обязательное)

Методические указания и лабораторная работа “Исследование внешнего

управления инвертором “Omron 3G3EV””

Министерство образования Российской Федерации

Череповецкий металлургический колледж

Специальность 1806

Техническая эксплуатация,

обслуживание и ремонт

электрического и

электромеханического

оборудования в металлургии

Исследование внешнего управления инвертором “Omron 3G3EV

Методические указания и лабораторная работа

по дисциплине “Электрический привод”

для студентов III курса

Разработал Дробанов А.Ф.,

студент IV курса

Череповец

2000

Исследование внешнего управления инвертором “Omron 3G3EV

1 Цель работы: Изучить порядок перехода от управления инвертором со

встроенного пульта к внешнему управлению. Проанализировать схему

управления, разобраться в схемной реализации этого перехода. Реализовать

на практике дистанционное задание выходной частоты инвертора по

аналоговому входу.

2 Средства обучения

2.1 Оборудование: лабораторные стенды №6 и №7;

2.2 Методические указания к лабораторной работе, задание.

3 Краткие теоретические сведения

Частотные преобразователи “Omron” могут управляться не только со

встроенной панели оператора, но и при помощи внешних управляющих

воздействий, представленных дискретными и аналоговыми сигналами, которые

подаются на соответствующие входы. Такой способ управления позволяет

осуществлять дистанционный запуск, останов установки, производить установку

направления вращения приводного двигателя и его частоты не только

оператором, но также и при помощи средств промышленной автоматики. Это

широко используется на современном производстве, где зачастую требуется

осуществлять централизованное управление множеством электрических приводов.

На рисунке Б.1 показана принципиальная электрическая схема (стенд №6)

для дистанционного управления инвертором.

[pic]

1 – дискретный сигнал “Назад” от стенда №7; 2 – дискретный сигнал “Вперед”

от стенда №7; 3 – общий дискретный вход; 4 – аналоговый сигнал на задание

скорости от стенда №7; 5 – общий аналоговый вход.

Рисунок Б.1 – Электрическая принципиальная схема подключения инвертора для

реализации внешнего управления (стенд №6).

Для перехода к режиму внешнего управления необходимо, прежде всего,

сообщить инвертору, что сигналы управления (старт/стоп, направление

вращения, задание на скорость) следует принимать с внешних входов. Функция

выбора режима приемки внешних управляющих сигналов возложена на параметр

(индикатор) “mode”. Ниже представлена таблица возможных его значений.

Таблица Б.1 – Режимы внешнего управления, задаваемые параметром “mode”.

|Значение |Команда “Пуск” |Задание частоты подается…|Установка |

|параметра |подается … | |DIP - ключей|

|“n02” | | | |

|0 |С пульта оператора |С пульта оператора (n11) |OFF |

|1 |С клемм управления |С пульта оператора (n11) |OFF |

|2 |С пульта оператора |С клемм управления (0-10 |OFF |

| | |V) | |

|3 |С клемм управления |С клемм управления (0-10 |OFF |

| | |V) | |

|4 |С пульта оператора |С клемм управления (4-20 |ON |

| | |mA) | |

|5 |С клемм управления |С клемм управления (4-20 |ON |

| | |mA) | |

DIP-ключи находятся под передней крышкой инвертора, в положении “OFF”.

В данной лабораторной работе используется режим “3”, т.е. режим

внешнего управления, задаваемый параметром “mode”.

Управляющие входы инвертора подразделяются на дискретные и аналоговые.

Задание направления вращения и команды “СТОП” и “ПУСК” подаются только с

дискретных входов. Задание частоты вращения может происходить как в

цифровой форме, так и в аналоговой. В данной схемной реализации применен

аналоговый способ задания частоты (потенциальный) как более наглядный и

простой. Он реализуется посредством потенциометра, с которого снимается

сигнал 0-10 В и подаётся на вход “FR” (“FC” - общий).

Для реализации внешнего управления инвертором средствами стенда №6

необходимо перевести ключ “SA – I” в верхнее положение. На схеме стенда это

соответствует замыканию “SA – I “C ” ” контактов. Из схемы на рисунке Б.1

видно, что такое переключение обеспечивает подачу питающего напряжения на

катушки управляющих реле “KV1 - I” и “KV2 - I”, контакты которых

коммутируют дискретные входы инвертора “SF” и “SR” с общим входом “SC”.

Коммутация “SF - SC” обеспечивает прямой ход приводного двигателя, “SR -

SC” – обратный ход, т.е. реверс. Так как одновременная подача сигналов на

два дискретных входа приводит к ошибке и останову инвертора, то при работе

одного из реле, отвечающих за выбор направления вращения, его контакты

разрывают цепь питания реле, отвечающего за пуск инвертора в другую

сторону.

Для реализации режима внешнего управления на стенде №6 не достаточно

соответствующим образом запрограммировать инвертор, необходимо установить

ключ “SA – I” на стенде в крайнее нижнее положение. “SA – I” замыкает цепь

питания реле “K – I” и коммутирует одну из цепей аналогового входа

инвертора. Реле “K – I” срабатывает, обеспечивая отключение ручного

задатчика частоты (потенциометра) и подключая дискретные и аналоговые

входы. Заметим, что ключ “SA – I” используется для коммутации одного из

аналоговых входов из-за того, что у реле “K- I” всего четыре нормально-

разомкнутых контакта. А для реализации режима внешнего подключения

необходимо раздельно коммутировать пять входов.

Для запуска инвертора и его останова служит кнопочная станция. Задание

направления вращения происходит путем подачи управляющего напряжения на

вход соответствующего реле. Один из его нормально-разомкнутых контактов

обеспечивает самоподхват.

Для отработки управления инвертором с помощью контроллеров

используется подключение “Ремиконт Р-122” согласно схеме (смотри рисунок

Б.2).

[pic]

ВБ – блок вентиляторов; 1 – дискретный выход “Назад”; 2 – дискретный выход

“Вперед”; 3 – дискретный общий; 4 – аналоговый выход для задания скорости

на стенд №6; 5 – общая шина ПК “Ремиконт”.

Рисунок Б.2 – Электрическая принципиальная схема стенда №7.

Контрольные вопросы

1. Какую функцию выполняет ключ “SA – I” на стенде №6?

2. Каким образом осуществляется переход от управления с пульта оператора к

внешнему управлению?

3. Какими двумя способами может осуществляться задание частоты?

4. Какими двумя способами может осуществляться аналоговое задание частоты?

5. В чём преимущества аналогового задания частоты от цифрового?

6. К чему приведёт одновременная подача команд “Вперед” и “Назад”?

7. Какова точность аналогового задания?

4 Ход работы

4.1 Получить задание у преподавателя

4.2 Прочитать инструкцию по технике безопасности на рабочем месте

4.3 Произвести включение автомата “QF”на стенде №6.

4.4 Установить ключ “SA - I” в верхнее положение.

4.5 Исходя из знаний, полученных на лабораторных работах “1” и “2”

запустить и подготовить к работе стенд №7.

4.6 Запустить АИН с внешних входов средствами стенда №6 (Кнопочная

станция, аналоговый задатчик частоты (потенциометр)).

4.7 Когда двигатель, питающийся от инвертора, наберет скорость,

нажать кнопку “Стоп” (на стенде), и сразу же за этим – кнопку

“Назад”.

Обратить внимание на то, каким образом произойдёт реверс. Во время

реверса проконтролировать выходной ток. Зафиксировать тот момент,

когда он примет наибольшее значение.

4.8 Остановить инвертор.

4.9 Перевести стенд в режим приемки сигналов от регулирующего

контроллера “Ремиконт – Р122” путём перевода ключа “SA - I” в

нижнее положение.

10. При помощи заранее введенной программы в контроллер осуществить

запуск и регулирование оборотов АД со стенда №7

4.11Осуществить реверс АД по таймеру.

11. Произвести остановку АД по поступлении дискретного сигнала на вход

регулирующего контроллера.

Все нажатия кнопок, производимые на пульте инвертора и на пульте

“Ремиконт Р-122” в ходе данной работы, отразить в отчете. Сделать вывод по

работе. В выводе должна быть отражена тема и цель данной лабораторной

работы.

Литература

1 Техническое описание автономного инвертора напряжения “Omron 3G3EV”. –

OMRON Corporation, 1995.

2 “Контроллер регулирующий микропроцессорный Ремиконт Р – 110, Р – 112, Р-

120, Р- 122”.- Техническое описание.

3 “Техника чтения схем автоматического управления и технологического

контроля”. – Энергоатомиздат, 1991.

Страницы: 1, 2