Содержание
Вступ

Вихідні дані

Обґрунтування проекту

Технологічна і технічна характеристика об'єкта управління

Розробка схеми управління об'єктом автоматизації

Розробка схеми підключень

Розрахунок і вибір пускових і захисних апаратів

Розробка і вибір засобів автоматизації

Розробка нестандартних елементів засобів автоматизації

Література

Вступ

Процес впровадження систем автоматичного керування технологічними процесами значно полегшує працю людини. Автоматичне керування об'єктами здійснюється без участі обслуговуючого персоналу. Системи автоматики забезпечують пуск і зупинки основних пристроїв, включення і відключення допоміжних пристроїв, безаварійність роботи, дотримання необхідних значень параметрів відповідно до оптимального ходу технологічного процесу.

При виборі кормоприготувальних машин слід враховувати капітальні та експлуатаційні витрати, витрати електроенергії на одиницю продукції, а також економічність машин з урахуванням річного обсягу роботи. Для більшої ефективності застосовують автоматизовані агрегати і потокові лінії кормороздавальних машин.

Процес годівлі тварин включає технологічні процеси по кормоприготуванню і роздачі кормів.

Стаціонарний кормороздавальник кормів РКС-3000М застосовується у свинарниках при груповому утриманні свиней. Готовий корм з бункера-дозатора подається завантажувальним транспортером, звідки за допомогою скребків надходять у годувальні.

У великих свинарних комплексах з великою концентрацією поголів'я доречно застосовувати централізовану автоматизовану систему управління кормороздачі і освітленням, при якій кількома кормороздавачами управляють автоматично з одного місця.

Впровадження автоматизації дає можливість створювати автоматизовані системи управління сільськогосподарськими підприємствами. У процесі виробництва ставиться завдання безперебійного підвищення продуктивності праці, чому сприяє впровадження механізованих і автоматизованих систем.

Вихідні дані

Дана свинарська розташована на сході Луганської області в господарстві "Світанок" у 150км від обласного центру. У господарстві десять блоків для вирощування свиноматок, кнурів, поросят-сосунів, молочних поросят та ін. Крім того, на території господарства знаходиться власний цех для приготування кормів. Готовий корм доставляється трактором і завантажується в бункер-дозатор кормороздатчика РКС-3000м. Шнек цього бункера подає корм на скребковий транспортер, а той, у свою чергу, на рушійну платформу роздавальника.

Стаціонарний кормороздавальник РКС-3000м розрахований на 64 годівниці. Кормороздавальник має три електродвигуни: електродвигун бункера-дозатора типу АИР-100S4, потужністю 3кВт; електродвигун транспортера-завантажувача АИР90L4; потужністю 2,2 кВт і електродвигун роздавальної платформи АИР100L4, потужністю 4 кВт.

У комплект роздавальника РКС-3000м входить 32 секції корит. Комплект обладнання призначений для свинарників довжиною 72М. Кормороздавальник застосовується при однорядному утриманні свиней.

Управління кормораздатчиком здійснюється за допомогою станції управління, яка оснащена пусковою і захисною апаратурою, яка враховує особливість роботи кормораздатчика. Крім того РКС-3000м оснащений засобами автоматизації. Все це дозволило знизити витрати праці і зменшити кількість обслуговуючого персоналу до однієї людини.

Даний кормороздавальник розрахований на обслуговування 1000-2000 голів свиней.

У порівнянні з іншими електрифікованими кормороздавачами (ТКВ-80А, РШ-3, КР-72, КБ-4), кормороздавальник РКС-3000м має найменшу витрату електроенергії-1,3 кВт. ч/т.

кормороздавач автоматизація управління пусковий

Обґрунтування проекту

Транспортні роботи в сільському господарстві трудомісткі і займають 30-40% усього обсягу витрат праці с. г. виробництва.

Комплексна механізація і автоматизація кормороздачі дозволяє збільшити продуктивність і поліпшити умови праці звільнити робітників від важкої, монотонної фізичної праці, тому що дуже часто людина не в змозі правильно управляти технологічним процесом кормороздачі внаслідок своєї фізичної неможливості правильно оцінити кількість роздавального корму, його вологість, швидкість руху роздавальника кормів та інше; а так само дозволяє знизити собівартість і втрати продукції-корму. Необхідно враховувати, що при використанні систем автоматизації зменшується споживання електричної енергії до 30% в порівнянні з не автоматизованим виробництвом.

Для управління кормороздавальними машинами випускають станції управління, які оснащені пускозахисною апаратурою, що враховують особливості їх роботи, забезпечують певну послідовність включення і відключення роздавальників, а так само засоби автоматики при роботі технологічного обладнання в залежності від періоду року.

Дані наукових досліджень і практика показали, що найбільш ефективним є регламентований спосіб годування: на відгодівельних фермах фермах прийнято годувати свиней 2 рази, на маткових - 3 рази на добу. Відгодівля ведеться сухими, вологими і напіврідкими кормами.

Недоліком установки РКС-3000м за даними Поволжської МІС є нерівномірність видачі нею зволожених кормів - 11,7-17,6 з вологістю 54,0% - 31,5% знаходиться в межах 9,4-17,8; сухих кормів - 11,7-17,6 (за зоотехнічним вимогам допускається 10%). Таким чином дана конструкція установки потребує вдосконалення з метою підвищення рівномірності розподілу корму по годівницях.

Як показала практика на даному етапі розвитку сільського господарства більш застосовний інтенсивній спосіб ведення виробництва, тобто збільшення розмірів виробництва продукції відбувається за рахунок введення в експлуатацію нових досягнень науки і техніки, підвищення кваліфікації обслуговуючого персоналу, поліпшення умов праці, підвищення зацікавленості робітників у результатах своєї праці. Такі заходи в сільському господарстві дозволяють збільшити кількість і поліпшити якість продукції, що випускається.

Розробка схеми підключень

Схема підключень показує зовнішні підключення апаратів, установок, щитів, пультів і т.д. Схему підключень виконують на основі схем автоматизації, принципових електричних схем, принципових схем живлення, специфікацій пристроїв та обладнання, а так само креслень виробничих приміщень і розміщення технологічного обладнання.

Комплект даного обладнання розміщений в приміщенні з агресивним середовищем, тому обладнанню необхідно мати виконання не менше IP44. Допускається так само застосовувати електродвигуни виконання IP33, але з хімічно стійкою ізоляцією. Крім того, двигуни допускають обробку зовнішніх поверхонь дезінфікуючими засобами.

Щит управління розміщується на стіні.

Схемами з'єднань користуються при виконанні монтажних та налагоджувальних робіт на об'єкті, в процесі його експлуатації.

Існують три способи виконання з'єднань:

1. адресний 2. графічний 3. табличний Адресний спосіб - лінії зв'язку між окремими елементами апаратів, встановлених на щиті або пульті не показані. Замість цього в листі сполук проводу на кожному апараті або елементі встановлюють цифровий або літерно-цифрову адресу того апарата або елемента, з яким він з'єднується.

Графічний спосіб - умовними лініями показують всі з'єднання між елементами апаратів. Застосуємо для щитів і пультів управління відносно мало насичених апаратурою.

Табличний спосіб - показує позначення елементів схем з присвоєнням їм номера електричного ланцюга та номера елементів, а так само порядкового номера з'єднання.

На схемах зовнішніх з'єднань показана збірка затискачів з їх нумерацією, типом обладнання, що підключається, номером підключення обладнання по порядку, тип проводу або кабелю з зазначенням його площі перерізу і довжини ділянки (м).


Розрахунок і вибір пускових і захисних апаратів
Для захисту групи електродвигунів вибираємо автоматичний вимикач.
Таблиця 1 Технічна характеристика електродвигунів



1. Умови вибору автоматичного вимикача:

U н. а. > U c, (1)

I н. а. > I р, (2)

I н. р. > I р, (3)

де U н. а., I н. а., I н. р. - відповідно номінальна напруга, номінальний струм автомата, номінальний струм розчеплювача, В; А.

I p. - розрахунковий струм, А

U с - напруга мережі, В

Знаходимо необхідний струм
І р = І н. дв1 + І н. дв2 + I н. дв3, (4)
де І н. дв.1,2,3 - номінальний струм відповідних двигунів, А
І р = 6,7+5,0+8,5=20,2 А
Обираємо автоматичний вимикач ВА51Г25-34 за умовами 1,2,3 [9]
U н. а. = 660 В > 380 В,

I н. а. = 25 А > 20,2 А,

I н. р. = 25 А > 20,2 А
Перевіряємо автоматичний вимикач на спрацювання під час пуску за умовами:
n-1

І н. эм. р > Кн (* Ін + І пуск max), (5)

1
де Кн = 1,5 - коефіцієнт надійності для електромагнітних розчеплювачів;

І пуск. мах - найбільший пусковий струм електродвигунів, А;

І н. эм. р = 10 І н. р. - номінальний струм електромагнітного розчеплювача.

З'ясовуємо пускові струми електродвигунів М1, М2, М3
І пуск1 = І н. дв1 * Кі = 6,7 * 7,0 = 46,9 А

І пуск2 = І н. дв2 * Кі = 5,0 * 6,5 = 32,5 А (6)

І пуск3 = І н. дв3 * Кі = 8,5 * 7,0 = 59,5 А

І н. эм. р > Кн (І н. дв1 + І н. дв2 + І пуск3) = 1,5 (6,7 + 5,0 + 59,5) = 106,8 А

250 А > 106,8 А умови виконуються
Приймаємо до встановлення автоматичний вимикач ВА51Г25-34, І н. а = 25 А, І н. эм. р = 106,8 А [9]
2. Обираємо магнітний пускач для запуску електродвигуна бункера-дозатора кормороздатчика за умовами:
U н. мп > U н. у, (7)

І н. мп > І р = І н. дв, (8)
де U н. мп, І н. мп - відповідно номінальна напруга і струм магнітного пускача, В; А;

U н. у - номінальна напруга, В

І р - розрахунковий струм, А

Обираємо магнітний пускач ПМЕ-111-124 [9]

І н. мп > І н. дв, (9)

І мах. т. р > І н. дв, (10)

Обираємо теплове реле ТРН-10 [9]
І н. мп = 10 А > 6,7 А

І мах. т. р = 10 А > 6,7 А
Аналогічно обираються пускачі і теплове реле для інших електродвигунів.

Розробка і вибір засобів автоматизації

Окрім захисних апаратів, в схемах автоматизації, як правило, є багато інших елементів: датчиків, проміжних реле, перемикачів, кнопок управління, сигнальних пристроїв і т.д.

Для схеми керування асинхронним електродвигуном необхідно вибрати кнопки управління і кінцевий вимикач, якщо тип електромагнітного пускача у схемі ПМЕ-111-124

Визначаємо струм в ланцюзі управління I = S кат / U кат = 380 / 220 = 1,73 А, (11)  де S кат = 380 В * А - потужність, споживана котушкою в момент пуску.

Вибираємо кнопковий пост ПКЄ-712-2у2 з двома кнопками "Пуск" і "Стоп", для монтажу на рівній поверхні, другої категорії розміщення, для помірного клімату. [10]  При напрузі 380 В І н = 2 А> 1,73 А

Аналогічно за умовою (11) обираємо кінцевий вимикач типу ВПК 21106У2 з базовим кріпленням і нарізним введенням, з одним замикаючим і одним розмикаючим контактами, з прямим штовхачем, другої категорії розміщення, для помірного клімату [10]

І н = 5,5 А при напрузі 380 В
5,5 А > 1,75 А умови виконуються
Згідно з умовами 1,2,3 обираємо перемикач типу ППМЗ-10/Н2 [10]
U н. пер = 380 В > 220 В

І н. пер = 10 А; ~І н. пер = 100 А

I н. пер = 100 А > 20,2 А
Як сигнальні пристрої в щиті управління застосовуємо сигнальні лампи типу АСЛ11У2

Розробка нестандартних елементів засобів автоматизації

До нестандартних елементів необхідно віднести ті елементи, які можуть бути використані тільки в даній конкретній схемі управління. Це блоки живлення, випрямлячі напруги, додаткові опори і т.д.

Для вимірювання рівня корму приймаємо до установки датчик рівня типу МДУ-3. Це мембранний датчик. Тиск корму через гнучку мембрану подається механічно на вбудований мікроперемикач. Датчик рівня встановлюємо в бункері дозаторі і в годівницях. [10]  Таблиця 2


Технічна характеристика датчика рівня матеріалів типу МДУ-3

Визначення основних показників надійності автоматичної схеми управління

Надійність - здатність схеми управління безвідмовно виконувати задані функції протягом часу експлуатації. Час експлуатації встановлюється відповідно з вимогою технологічного процесу або часу міжексплуатаційного обслуговування.

До кількісних показників надійності відносяться: інтенсивність відмов, напрацювання на відмову, імовірність безвідмовної роботи схеми управління.

Визначаємо показники надійності схеми управління кормороздатчика РКС-3000М.

Розрахункові дані зводимо в таблиці.
Таблиця 3



Інтенсивність відмов схеми управління визначається як сума відмов кожного елемента схеми (табл 3)


λ сх = 2276,73 * 1/ч
Визначаємо напрацювання на відмову
Т = , ч

Т = = 439 ч
Визначаємо ймовірність безвідмовної роботи кормороздатчика
P (t) =
де К = 10 - коефіцієнт, що враховує вплив навколишнього середовища;

T = 365ч - час роботи кормораздатчика на рік, ч
P (t) = = 0,916
Так як P (t) <P дод, то необхідно резервування. Для цього в схемі управління вибирають елемент з найбільшою інтенсивністю відмов і визначають ймовірність безвідмовної роботи не резервованої частини схеми, розрахункову ймовірність безвідмовної роботи і кількість резервних пристроїв.

Так як у нашому випадку P (t) = 0,916> P дод = 0,75, то в резервуванні немає необхідності.

Література

1. Автоматизація технологічних процесів та систем автоматичного керування. - Навчальні завдання і методичні вказівки

2. Бородин И.Ф., Недилько Н.М. Автоматизация технологических процессов. - Москва, Агропромиздат, 1986

3. Ганелин А.М., Коструба С.И. - Справочник сельского электрика - М., Агропромиздат, 1988

4. Герасимович Л.С., Єлектрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок. - Москва, Колос, 1980

5. Електроустаткування та автоматизація сільськогосподарських агрегатів та установок, В.Ф. Гончар, Київ, “Вища школа”, 1977

6. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. - М., Агропромиздат, 1990

7. Мартыненко И.И. Автоматизация технологических процессов сельскохозяйственного производства - Киев, Урожай, 1995

8. Мартыненко И.И., Тищенко Л.П., Курсовое и дипломное проектирование комплексной электрификации и автоматизации - Москва, Колос, 1976

9. Олійник В.С. Довідник сільського електрика - Київ, Урожай, 1989

10. Применение электроэнергии в сельскохозяйственном производстве - Справочник под ред. П.Н. Листова, Сост.А.М. Ганелин., М., Колос, 1974

11. Машины для приготовления и раздачи кормов - Уч. пособие для сельских ПТУ и подготовки на производстве. - М., "Высшая школа", 1970

Размещено на Allbest.ru