Автоматизация и расчет технологического процесса кормораздатчика РКС-3000м

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ АВТОМАТИЗАЦИИ

5. РАЗРАБОТКА схемы подключений

6. РАСЧЕТ И ВЫБОР пусковых и защитных аппаратов

7. РАЗРАБОТКА И ВЫБОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Процесс внедрения систем автоматического управления технологическими процессами значительно облегчает труд человека. Автоматическое управление объектами осуществляется без участия обслуживающего персонала. Системы автоматики обеспечивают пуск и остановки основных устройств, включение и отключение вспомогательных устройств, безаварийность работы, соблюдения необходимых значений параметров согласно оптимального хода технологического процесса.

При выборе кормоприготовительных машин следует учитывать капитальные и эксплуатационные расходы, затраты электроэнергии на единицу продукции, а также экономичность машин с учетом годового объема работы. Для большей эффективности применяют автоматизированные агрегаты и поточные линии кормораздаточные машин.

Процесс кормления животных включает технологические процессы по кормоприготовления и раздачи кормов.

Стационарный кормораздатчик кормов РКС-3000м применяется в свинарниках при групповом содержании свиней. Готовый корм из бункера-дозатора подается загрузочным транспортером, откуда с помощью скребков поступают в питательной.

В крупных свинарника комплексах с большой концентрацией поголовья уместно применять централизованную автоматизированную систему управления кормораздачи и освещением, при которой несколькими кормораздатчиками управляют автоматически с одного места.

Внедрение автоматизации позволяет создавать автоматизированные системы управления сельскохозяйственными предприятиями. В процессе производства ставится задача бесперебойного повышения производительности труда, чему способствует внедрение механизированных и автоматизированных систем.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

кормораздатчик автоматизация

Данная свиноводческая расположена на востоке Луганской области в хозяйстве "Рассвет" в 150км от областного центра. В хозяйстве десяти блоков для выращивания свиноматок, хряков, поросят-сосуном, молочных поросят и др.. Кроме того, на территории хозяйства находится собственный цех для приготовления кормов. Готовый корм доставляется трактором и загружается в бункер-дозатор кормораздатчиков РКС-3000м. Шнек этого бункера подает корм на скребковый транспортер, а тот, в свою очередь, на движущую платформу раздатчика.

Стационарный кормораздатчик РКС-3000м рассчитан на 64 кормушке. Кормораздатчик имеет три электродвигателя: электродвигатель бункера-дозатора типа АИР-100S4, мощностью 3кВт; электродвигатель транспортера-загрузчика АИР90L4; мощностью 2,2 кВт и электродвигатель раздаточной платформы АИР100L4, мощностью 4 кВт.

В комплект раздатчика РКС-3000м входит 32 секции корыт. Комплект оборудования предназначен для свинарников длиной 72М. Кормораздатчик применяется при однорядном содержании свиней.

Управление кормораздатчиком осуществляется с помощью станции управления, которая оснащена пусковой и защитной аппаратурой, которая учитывает особенности работы кормораздатчика. Кроме того РКС-3000м оснащен средствами автоматизации. Все это позволило снизить затраты труда и уменьшить количество обслуживающего персонала до одного человека.

Данный кормораздатчик рассчитан на обслуживание 1000-2000 голов свиней.

По сравнению с другими электрифицированными кормораздатчиками (ТКВ-80А, РШ-3, КС-72, КБ-4), кормораздатчик РКС-3000м имеет наименьший расход электроэнергии-1, 3 кВт. ч / т.

2. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

Транспортные работы в сельском хозяйстве трудоемки и занимают 30-40% всего объема затрат труда с. г. производства.

Комплексная механизация и автоматизация кормораздачи позволяет увеличить производительность и улучшить условия труда освободить рабочих от тяжелого, монотонного физического труда, так как очень часто человек не в состоянии правильно управлять технологическим процессом кормораздачи вследствие своей физической невозможности правильно оценить количество раздаточного корма, его влажность, скорость движения раздатчика кормов и прочее, а так же позволяет снизить себестоимость и потери продукции-корма.

Необходимо учитывать, что при использовании систем автоматизации уменьшается потребление электроэнергии до 30% по сравнению с не автоматизированным производством.

Для управления кормораздаточные машинами выпускают станции управления, которые оснащены пускозащитной аппаратурой, учитывающие особенности их работы, обеспечивают определенную последовательность включения и отключения раздатчиков, а так же средства автоматики при работе технологического оборудования в зависимости от периода года.

Данные научных исследований и практика показали, что наиболее эффективным является регламентированный способ кормления: на откормочных фермах фермах принято кормить свиней 2 раза, на маточных - 3 раза в сутки. Откорм ведется сухими, влажными и полужидкими кормами.

Недостатком установки РКС-3000м по данным Поволжском МИС является неравномерность выдачи ею увлажненных кормов - 11,7-17,6 с влажностью 54,0% - 31,5% находится в пределах 9,4-17,8; сухих кормов - 11, 7-17,6 (по зоотехническим требованиям допускается 10%).

Таким образом данная конструкция установки требует совершенствования с целью повышения равномерности распределения корма по кормушкам.

Как показала практика на данном этапе развития сельского хозяйства более применим интенсивной способ ведения производства, то есть увеличение размеров производства продукции происходит за счет ввода в эксплуатацию новых достижений науки и техники, повышение квалификации обслуживающего персонала, улучшение условий труда, повышения заинтересованности работников в результатах своего труда. Такие меры в сельском хозяйстве позволяют увеличить количество и улучшить качество выпускаемой.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Кормораздатчиков РКС-3000м применяется на свиноводческих комплексах для раздачи сухих и влажных (до 70%) кормов с однорядным и двухрядным расположением кормушек.

За 1ч установка РКС-3000м может раздавать 6-10т кормов. Скребки кормораздатчиков поднимаются и опускаются автоматически, платформа имеет корытообразный вид, приводная станция устанавливается в центре раздатчика. Полная раздача кормов происходит за 20-30мин при обслуживании машины одним механизатором-животноводом.

Привод рабочих органов осуществляется от электродвигателей.

Приготовленный в кормоцеха корм загружают в бункер-дозатор. Шнек этого бункера подает корм на скребковый транспортер, а то на подвижную платформу раздатчика. На шнека бункера-дозатора установлен электродвигатель мощностью - 3кВт, на транспортере - 2,2 кВт, на раздатчик - 4кВт.

Раздаточная платформа совершает возвратно-поступательные движения вдоль всего фронта кормления. Проходя под выгрузной окном транспортера, она загружается кормом и движется к крайней кормушки. Скребки этой половины раздатчика подняты и не мешают движению платформы с кормом. В крайнем положении раздаточной платформы прицеп проходит под роликом механизма переключения штанги. Ролик, передвигаясь по боковине прицепа, перемещает штангу из одного положения в другое. Затем скребки опускаются, а корм задерживается между ними. Платформа уходит из-под корма, а он падает на корм. Одновременно загружается кормом другой конец платформы. Процесс повторяется до полной раздачи корма.

Бункер-дозатор предназначен для приема корма из транспортных средств (самосвалов, прицепных транспортных тележек и т.д.) и равномерной подачи его на транспортер загрузки кормов.

Техническая характеристика бункера-дозатора кормораздатчиков РКС-3000м:

Вместимость, т 3 Производительность, т / х 5.10 Скорость цепи транспортера, м / мин 0,37-0,51

Электродвигатель:

мощность, кВт 3 Количество оборотов, об / мин 1460

Наклонный транспортер-загрузчик предназначен для подачи кормов от приемного бункера-дозатора на платформу раздатчика кормов.

Техническая характеристика транспортера-загрузчика кормораздатчиков РКС-3000м:

Производительность, т / ч 5-10 Скорость цепи транспортера, м / с 0,4 Электродвигатель:

мощность, кВт 2,2 Количество оборотов, об / мин 1430 Техническая характеристика раздатчика, установленного на машине РКС-3000м:

Производительность, т / ч 5-10 Количество кормушек 52 или 64 Скорость движения платформы, м/сек0, 46

Электродвигатель:

мощность, кВт 3 Количество оборотов, об / мин 1460 В комплект кормораздатчиков РКС-3000м входит 26-32 фракции корыт. Комплект оборудования предназначен для типичных свинарников длиной 96 или 72М.

Разработка функционально-технологической схемы объекта автоматизации функционально-технологические схемы является основным проектным документом, они связаны с технологией производства и технологическим оборудованием. Поэтому их необходимо показывать на схеме размещения технологического оборудования.

Оборудования на функциональных схемах автоматизации показывается упрощенно без выдержки масштаба, но с учетом действительной конфигурации, согласно ГОСТ 21.404-85. При разработке схем автоматизации используют условные графические и буквенные изображения.

Функционально-технологическая схема показана на листе 1 графической части курсового проекта.

Основные технические данные кормораздатчиков РКС-3000м: кормораздатчик имеет электродвигатель бункера-дозатора серии АИР 100S4, мощностью 3кВт, количеством оборотов 1410 об / мин; электродвигатель транспортера-загрузчика серии АИР 90L4, P = 2,2 кВт, n = 1400 об / мин и электродвигатель раздаточной платформы серии АИР 100L4, P = 4кВт, n = 1410 об / мин.

Бункер-дозатор снабжен датчиком уровня корма типа МГУ-3 (LE), который предназначен для измерения уровня сыпучих и жидких материалов. Для удобства обслуживающего персонала в щите управления предусмотрена сигнальная лампа, которая контролирует работу датчика уровня корма в бункере-дозаторе. Кроме этого в щите управления установлены лампы, сигнализирующие о работе того или иного двигателя.

Управление кормораздачи в автоматическом режиме осуществляется с помощью программного реле времени КТ (тип ВС-10-35).

В щите управления также расположен переключатель режимов работы HS, а для защиты электрооборудования от недопустимых перегрузок и токов короткого замыкания, для нечастой коммутации при нормальных условиях работы предусмотрен автоматический выключатель QF.

Кроме автоматического режима предусмотрен ручной режим работы технологического оборудования, устанавливаемого переключателем HS (положение "Р"). В щите управления установлены кнопки дистанционного управления электродвигателями.

4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Принципиальная электрическая схема - проектный документ, разработанный на основе функциональной схемы. В ней определен полный состав электрических элементов и связей между ними, дается детальное представление о принципе работы схемы. При разработке схем управления пользуются нормативными документами: ГОСТ 2.701-84 "Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению", ГОСТ 2.702-75 "Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники".

В общем виде принципиальные электрические схемы состоят из условных обозначений элементов и связей между ними, пояснительных записей, диаграммы переключений контактов многопозиционных приспособлений и др. Для условного графического обозначения элементов на этих схемах применяют буквенно-цифровые обозначения, их называют позиционными. Позиционное обозначение состоит из трех частей. В первой части записывают вид элемента буквами латинского алфавита, по второй части - номер элемента (одна или несколько цифр); в третьем - функцию элемента (несколько символов). Следует помнить, что вид и номер элемента является обязательной частью условного обозначения.

Принципиальная электрическая схема кормораздатчиков РКС-3000м представлена на листе 1 графической части проекта.

Принципиальная электрическая схема управления процессом раздачи кормов кормораздатчиков РКС-3000м работает следующим образом.

В автоматическом режиме в заданный программный время срабатывает программное реле КТ, которое замыкает свои контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ1, который, в свою очередь, получив питание, замыкает свои контакты КМ1.2 в цепи катушки магнитного пускателя КМ2 бункера-дозатора (двигатель М1 ) и катушка магнитного пускателя КМ3 загрузочного транспортера готовится к включению. Когда корм начинает поступать из загрузочного транспортера, замыкается контакт ДК, включается магнитный пускатель раздаточной платформы КМ3.

Когда платформа заполняется кормом, он нажмет на концевой выключатель SQ, при этом его размыкающие контакты разомкнутся, а замыкающие - замкнутся. Отключится магнитный пускатель раздаточной платформы КМ3 и включится магнитный пускатель КМ4. Состоится реверсирования электродвигателя раздаточной платформы и корм скребками начнет сбрасываться в кормушки.

Одновременно платформа начнет заполнятся кормом для другой половины кормушки. В другом конечном положении платформа снова нажмет на концевой выключатель SQ, включится магнитный пускатель КМ3 раздаточной платформы и отключится магнитный пускатель КМ4. Платформа изменит направление движения и начнет сбрасывать корм в другую половину кормушек. Так будет происходить до тех пор, пока реле времени КТ своими контактами КТ1 не выключит кормораздатчик. Если корм будет роздан ранее установленного реле времени промежутка времени, то датчик ДК ранее отключит оборудование.

5. РАЗРАБОТКА схемы подключений

Схема подключений показывает внешние подключения аппаратов, установок, щитов, пультов и т.д. Схему подключений выполняют на основе схем автоматизации, принципиальных электрических схем, принципиальных схем питания, спецификаций устройств и оборудования, а так же чертежей производственных помещений и размещения технологического оборудования.

Комплект данного оборудования размещен в помещении с агрессивной средой, поэтому оборудованию необходимо иметь исполнение не менее IP44. Допускается также применять электродвигатели исполнения IP33, но с химически стойкой изоляцией. Кроме того, двигатели допускают обработку наружных поверхностей дезинфицирующими средствами.

Щит управления размещается на стене.

Схемами соединений пользуются при выполнении монтажных и наладочных работ на объекте, в процессе его эксплуатации.

Существуют три способа выполнения соединений:

1. адресное

2. графический

3. табличный

Адресный способ - линии связи между отдельными элементами аппаратов, установленных на щите или пульте не показаны.Вместо этого в письме соединений провода на каждом аппарате или элемента устанавливают цифровой или буквенно-цифровую адрес того аппарата или элемента, с которым он соединяется.

Графический способ - условными линиями показывают все соединения между элементами аппаратов. Применим для щитов и пультов управления относительно мало насыщенных аппаратурой.

Табличный способ - показывает обозначения элементов схем с присвоением им номера электрической цепи и номера элементов, а так же порядкового номера соединения.

На схемах внешних соединений показана сборка зажимов с их нумерацией, типом подключаемого, номером подключения оборудования по порядку, тип провода или кабеля с указанием его площади сечения и длины участка (м).

6. Расчет и выбор пусковых и защитных аппаратов

Для защиты группы электродвигателей выбираем автоматический выключатель.

1. Условия выбора автоматического выключателя:

U н. а. > U c, (1)

I н. а. > I р, (2)

I н. г.> I р, (3)

где U н. а., I н. а., I н. г. - соответственно номинальное напряжение, номинальный ток автомата, номинальный ток расцепителя, В; А.

I p. - Расчетный ток, А

U с - напряжение сети, В

Находим необходимый ток

И р = И н. дв1 + И н. дв2 + I н. дв3, (4)

где И н. дв.1, 2,3 - номинальный ток соответствующих двигателей, А

И р = 6,7 +5,0 +8,5 = 20,2 А

Выбираем автоматический выключатель ВА51Г25-34 по условиям 1,2,3

U н. а. = 660 В> 380 В,

I н. а. = 25 А> 20,2 А,

I н. г. = 25 А> 20,2 А

Проверяем автоматический выключатель на срабатывание при пуске по условиям:

И н. эм. р> Кн (* Ин + И пуск max), (5)

где Кн = 1,5 - коэффициент надежности для электромагнитных расцепителей;

И пуск. мах - крупнейший пусковой ток электродвигателей, А;

И н. эм. р = 10 и н. г. - номинальный ток электромагнитного расцепителя.

Выясняем пусковые токи электродвигателей М1, М2, М3

И пуск1 = И н. дв1 * Ки = 6,7 * 7,0 = 46,9 А

И пуск2 = И н. дв2 * Ки = 5,0 * 6,5 = 32,5 А (6)

И пуск3 = И н. дв3 * Ки = 8,5 * 7,0 = 59,5 А

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

250 А> 106,8 А условия выполняются

Принимаем к установке автоматический выключатель ВА51Г25-34, И н. а = 25 А, И н. эм.р = 106,8 А [9]

2. Выбираем магнитный пускатель для запуска электродвигателя бункера-дозатора кормораздатчиков по условиям:

U н. мп> U н. в, (7)

И н. мп> И р = И н. дв, (8)

где U н. мп, И н. мп - соответственно номинальное напряжение и ток магнитного пускателя, В, А;

U н. в - номинальное напряжение, В

И р - расчетный ток, А

Выбираем магнитный пускатель ПМЕ-111-124 [9]

И н. мп> И н. дв, (9)

И мах. т. р> И н. дв, (10)

Выбираем тепловое реле ТРН-10 [9]

И н. Мп = 10 А> 6,7 А

И мах. т. р = 10 А> 6,7 А

Аналогично выбираются пускатели и тепловое реле для других электродвигателей.

7. РАЗРАБОТКА И ВЫБОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Кроме защитных аппаратов, в схемах автоматизации, как правило, есть много других элементов: датчиков, промежуточных реле, переключателей, кнопок управления, сигнальных устройств и т.д.

Для схемы управления асинхронным электродвигателем необходимо выбрать кнопки управления и конечный выключатель, если тип электромагнитного пускателя в схеме ПМЕ-111-124

Определяем ток в цепи управления I = S кат / U кат = 380 / 220 = 1,73 А, (11) где S кат = 380 В * А - мощность, потребляемая катушкой в ??момент пуска.

Выбираем кнопочный пост ПКЕ-712-2у2 с двумя кнопками "Пуск" и "Стоп", для монтажа на ровной поверхности, второй категории размещения, для умеренного климата. [10] При напряжении 380 В и н = 2 А> 1,73 А

Аналогично по условию (11) выбираем конечный выключатель типа ВПК 21106У2 с базовым креплением и нарезным введением, с одним замыкающим и одним размыкающим контактами, с прямым толкателем, второй категории размещения, для умеренного климата [10]

И н = 5,5 А при напряжении 380 В

5,5 А> 1,75 А условия выполняются

Согласно условиям 1,2,3 выбираем переключатель типа ППМЗ-10/Н2 [10]

U н. пер = 380 В> 220 В

И н. пер = 10 А; ~ И н. пер = 100 А

I н. пер = 100 А> 20,2 А

Как сигнальные устройства в щите управления применяем сигнальные лампы типа АСЛ11У2

ЛИТЕРАТУРА

1. Автоматизация технологических процессов и систем автоматического управления. - Учебные задания и методические указания

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

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

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

5. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок, В.Ф. Гончар, Киев, "Высшая школа", 1977

6. Каганов И.Л. Курсовой 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., Курсовой и дипломное проектирование комплексной электрификации и автоматизации - Москва, Колос, 1976

9. Олейник В.С. Справочник сельского электрика - Киев, Урожай, 1989

10. Применение электроэнергии в сельскохозяйственною производстве - Справочник под ред. П.Н. Листовая, 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