Ex – tribina Brčko 2014 stručni skup sa međunarodnim učešćem „PROTIVEKSPLOZIONA ZAŠTITA – SASTAVNI DIO ZAŠTITE OD POŽARA, ZAŠTITE NA RADU I SPREČAVANJA KATASTROFA“ UPRAVLJANJE ELEKTROMOTORNIM POGONIMA U PODZEMNIM RUDNICIMA CONTROL OF ELECTRIC DRIVES IN UNDERGROUND MINES Brčko 2014
13
Embed
UPRAVLJANJE ELEKTROMOTORNIM POGONIMA U · PDF fileinovirati, kako bi se ljudima olakšao rad, ... električne šumove, vibracije i udare, a što je upravo karakteristika...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Ex – tribina Brčko 2014
stručni skup sa međunarodnim učešćem
„PROTIVEKSPLOZIONA ZAŠTITA – SASTAVNI DIO ZAŠTITE OD POŽARA, ZAŠTITE NA RADU I SPREČAVANJA
KATASTROFA“
UPRAVLJANJE ELEKTROMOTORNIM POGONIMA U PODZEMNIM RUDNICIMA
CONTROL OF ELECTRIC DRIVES IN UNDERGROUND MINES
Brčko 2014
1. UVOD
• Pored težnje da dođe do humanizacije rada u rudarstvu, danas je u svijetu također prisutna i težnja da se rudarstvo učini
profitabilnom granom industrije, tako što će se broj izvršilaca na poslovima u rudnicima svesti na najmanju moguću
mjeru.
• Rudarske mašine, koje se pogone električnim motorima, odavno su prisutne u rudarsvu i predstavljaju temelj
savremenog rudarstva. Međutim, samo upravljanje električnim motorima predstavlja oblast u kojoj se sve više počinje
inovirati, kako bi se ljudima olakšao rad, odnosno kako bi se sa manje rada postigao veći efekat u eksploataciji uglja.
Mašina za izradu jamskih prostorija tip: AM 50z w, proizvođača Remag iz Katowica
2. UPRAVLJANJE ELEKTRIČNIM MOTORIMA U PODZEMNIM RUDNICIMA POMOĆU
PROGRAMABILNIH LOGIČKIH KONTROLERA (PLC)
• Programabilni logički kontroleri (PLC) su digitalni računari koji se koriste za automatizaciju industrijskih procesa,
odnosno za kontrolu mašina i tehnoloških linija u tvornicama. PLC su dizajnirani za više ulaznih i izlaznih radnji, sa
pojačanom otpornošću na temperaturne promjene, električne šumove, vibracije i udare, a što je upravo karakteristika
okruženja u rudnicima.
Blok shema PLC
• Da bi upotreba PLC u rudnicima bila moguća, potrebno je postići da oni budu dio uređaja u protueksplozijskoj izvedbi
• Najznačajnije prednosti PLC su:
- jedan PLC može pokrenuti više različitih motora;
- mogućnost brzog testiranja;
- jednostavno unošenje promjena;
- niska cijena;
- zauzima mnogo manje prostora u poređenju sa drugom opremom;
- pojačan monitoring i jednostavnije otklanjanje smetnji;
PLC smješten u kućište protueksplozijske izvedbe
• Najčešće zastupljena vrsta motora u podzemnim rudnicima su trofazni asinhroni motori, zbog njihovih karakteristika koje
mogu zadovoljiti uslove otežanog rada.
Blok shema upravljanja trofaznim asinhronim motorom pomoću PLC
• Za kvalitetno praćenje rada asinhronih motora i upravljanje njima potrebno je kontrolisati parametre koji utjeću na rad
motora, tj. potrebno je kontrolisati:
- struju motora;
- temperaturu motora;
- brzinu vrtnje motora;
- naponske prilike motora (podnaponska zaštita, asimetrija).
3. VEKTORSKO UPRAVLJANJE ASINHRONIM MOTORIMA
• Upravljanje i regulacija mehaničkih karakteristika izmjeničnih motora, zasnovano na zapisu glavnih veličina u
matematskim modelima izmjeničnih strojeva pomoću prostornih vektora, nazivaju se vektorsko upravljanje i vektorska
regulacija.
• Primjena vektorskog upravljanja i vektorske regulacije omogućuje:
- kratko vrijeme odziva za postizanje zadatih vrijednosti momenta i brzine vrtnje kod promjene opterećenja,
- male pulzacije momenta na osovini,
- visok polazni moment te ubrzanje i kočenje s maksimalnim momentom,
- brže i tačnije podešavanje mehaničkog momenta motora u radnim i kočnim stanjima,
- mali nivo buke i dobar faktor korisnosti. • Za potrebe vektorskog upravljanja i regulacije elektromagnetnog momenta asinhronog motora potrebno je njegov
matematski model zapisati u dvoosnom koordinatnom sistemu koristeći zapis glavnih veličina preko odgovarajućih
prostornih vektora.
Grafički prikaz prostornih vektora: (a) u zračnom rasporu stroja,
(b) u dvoosnim αβ i dq koordinatnim
sistemima
Shema vektorske regulacije asinhronog motora
• Na slijedećoj slici prikazana je shema prema kojoj se automatski mogu regulirati položaj, brzina vrtnje i mehanički moment
asinhronog motora. Za svaku od ovih veličina postoje odgovarajuće povratne veze.
•Informaciju o položaju rotora daje inkrementalni enkoder koji je postavljen na osovinu stroja.
• Regulatori položaja, brzine vrtnje i struje najčešće su analogni PI regulatori.
• Naročito pozitivna iskustva primjene vektorskog upravljanja u rudarstvu evidentirana su kod dizala (liftova) u podzemnim
rudnicima i kod električne vuče
4. UPRAVLJANJE TROFAZNIM ASINHRONIM MOTORIMA POMOĆU RADIO VALOVA
• Upravljanje trofaznim asinhronim mašinama pomoću radio valova može imati značajnu primjenu kod pokretnih mašina u
rudarstvu, naročito kod onih koje se koriste za izradu hodnika.
• Mjereni podaci subjekta koji se nalazi u eksplozivnoj atmosferi do upravljačkog centra, koji se nalazi izvan eksplozivne
atmosfere prenose se pomoću PLC.
• Radio veza omogućava da se tekstualne ili vizuelne poruke prenesu do displeja te na taj način upozore operatora na kvarove
ili opasnosti.
• Komunikacija koju inicira individualna radio čelija automatski šalje svoju šifru i sistemske podatke, što također omogućava
određivanje pozicije.
Upravljanje rudarskim mašinama pomoću radio valova
5. AUTOMATIZACIJA PUMPNOG POSTROJENJA SA CENTRIFUGALNIM PUMPAMA
• Pumpna postrojenja sa centrifugalnih pumpama zahtjevaju stalno prisustvo ljudi u toku svoga rada
•Da bi sistem automatizacije pumpnog postrojenja mogao funkcionisati na prethodno opisani način potrebno je ugraditi
slijedeću opreme:
1. Podstanica automatizacije;
2. Senzor nivoa vode u vodosabirniku;
3. Senzor temperatura kućišta centrifugalne pumpe;
4. Senzor za kontrola rada pumpi (kontrola rada EMP pumpe);
5. Video nadzor;
6. Senzori pritiska na potisnim dijeloma pumpi;
7. Senzori pritiska na usisnim dijeloma pumpi;
8. Nivo prekidač za minimalni i maksimalni nivo vode u vodosabirniku;
9. Elektromagnetni ventili za ozračivanje pumpi;
10.Kontrolni moduli elektromagnetnih ventila;
11.Digitalni izlazni moduli za kontrolu prekidača za upuštanje motora pumpi;
12.Digitalni izlazni moduli za kontrolu elektromagnetnih ventila;
13.Prekidač za izbor RUČNO/AUTOMATSKI izbor rada;
14.Kontrolni taster za upravljanje radom elektromagnetnih ventila;
15.Kontrolni tasteri za upravljanje radom pumpi i isklop u nuždi.
Tehnološka shema automatizacije pumpnog postrojenja sa centrifugalnom pumpom
6. ZAKLJUČAK
• Upravljanje elektromotornnim pogonima u podzemnim rudnicima predstavlja problem koji treba riješavati sa posebnom pažnjom, počevši od projektovanja, odabira kvalitetne opreme, edukacije osoblja i planskog održavanja, • Protueksplozijska izvedba motora, zahtijeva protueksplzijsku izvedbu uređaja kojima se upravlja motorima ili u najmanju ruku klasičnu izvedbu sa određenim ograničenjima, ukoliko je upravljačka struktura izvan podzemnog rudnika. • Nadogradnjom upravljačkog dijela postrojenja sa asinhronim motorima mogu se postići znatno bolji efekti u radu i veći faktror iskorištenja čak i kod zastarjelih postrojenja. • Otežavajuću okolnost predstavlja sama lokacija ugradnje, odnosno radno okruženje, kao npr. jamski hodnici, jer je cjelokupan sistem napajanja i upravljanja motorima nepregledan. I pored svega navedenog, uz najsavremenija dostignuća u oblasti upravljanja elektromotornim pogonima, od kojih su neka prezentovana u ovom radu, uz pravilan izbor opreme i uz uvažavanje svih aspekata protueksplozijske zaštite, mogu se postići dobri rezultati u eksploataciji navedenih motora.