Автоматизация технологического процесса гидротермической обработки зерна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автоматизация технологического процесса гидротермической обработки зерна

автоматизированный гидротермический обработка зерна

Введение

Неуклонное техническое совершенствование производства способствует созданию новых машин и прогрессивных технологических процессов. Во многих случаях без дополнительных специальных устройств человек не в состоянии осуществлять функции контроля и управления машинами и производственными процессами. Это, в свою очередь, вызывает необходимость создания новых специальных средств и систем управления, освобождающих человека от контроля за машинами и облегчающих его труд.

При помощи автоматических устройств в зависимости от их назначения можно осуществить следующие функции:

- измерение параметров процесса для определения действительной их величины;

- сигнализацию, т.е. подачу световых и звуковых сигналов при определенных режимах работы оборудования и определенных значениях параметров производственных процессов;

- управление машинами и механизмами, обеспечивающее своевременное начало, заданную последовательность и прекращение определенных производственных операций в функции времени, пути и т.д.;

- защиту при возникновении аварийных режимов, заключающуюся в остановке процесса и прекращении работы машин;

- блокировку, предотвращающую неправильные, ведущие к аварии включения или другие срабатывания машин и механизмов;

- контроль, заключающийся в постоянном измерении определенных параметров процессов с выдачей соответствующих сигналов на устройстве регистрации, сигнализации, блокировки и управления;

- регулирование, т.е. поддержание величины параметров процесса на определенном уровне или изменение их по заданному закону.

1. Составление задания на проектирование

1.1 Назначение аппаратов, технологических процессов, подлежащих автоматизации

Цель ГТО заключается в направленном увеличении сопротивления разрушающим усилиям оболочек и эндосперма зерна с помощью увлажнения и отволаживания. Чем больше будет получена при ГТО разница сопротивления разрушающим усилиям оболочек и эндосперма тем выше эффективность переработки зерна в муку. Под процессом ГТО понимается сочетание способов увлажнения и отволаживания зерна.

Для интенсификации процесса увлажнения используются машины интенсивного увлажнения А1-БШУ-2 для первого и второго этапов ГТО и А1-БШУ-1 для до увлажнения зерна перед первой драной системой. Зерно поступает в машину через приемный патрубок. Подача воды осуществляется в месте поступления зерна в корпус машины. Зерно и вода подхватываются лопатками ротора и отбрасываются на внутреннюю поверхность корпуса. При большой частоте вращения ротора и медленном перемещении зерна вдоль шнека происходит равномерное смачивание зерновок.

Наибольшее применение на мукомольных заводах наше холодный способ ГТО: зерно увлажняют холодной или подогретой водой, затем зерно помещают в бункера для отволаживания. Холодный способ ГТО включает 2 основных и 1 дополнительный этапы увлажнения и отволаживания. Режимы ГТО в основном зависят от исходной влажности зерна, его типа, от стекловидности. Первый этап ГТО для низкостекловидной пшеницы включает увлажнение и отволаживание в бункерах в течение 24ч, второй этап включает увлажнение и отволаживание в бункерах в течение 12ч, дополнительный этап -- увлажнение на 0.3.. .0.5% и отволаживание в течение 30...40мин.

Зерно отволаживается в бункерах динамическим способом, т. е. загрузка и разгрузка бункеров происходит непрерывно, что обеспечивает лучшее использование емкостей и повышает равномерность отволаживания.

После бункеров зерно через выпускные отверстия, сборные воронки У2-БВВ, дозаторы попадает в шнеки РЗ-БКШ, которыми транспортируется к нории 1-20 и норией на следующий этап ГТО.

Перед первым этапом ГТО зерно проходит предварительную очистку в зерноочистительном отделении мельзавода, после второго этапа -окончательную очистку.

1.2 Основные информационные параметры и параметры диагностики работы оборудования

К основным информационным параметрам и параметрам диагностики оборудования относятся параметры, с помощью которых можно судить о величине производительности, о качестве его работы, о затраченной на данный технологический процесс какого-либо вида энергии. К основным информационным параметрам и параметрам диагностики гидротермической обработки зерна относятся:

частота вращения электродвигателей норий 1-20 №1...5;

частота вращения электродвигателей шнеков РЗ-БКЩ №1...4;

частота вращения электродвигателей машин интенсивного увлажнения А1-БШУ-2 №1,2 и А1-БШУ-1;

частота вращения электродвигателей электронных дозаторов УРЗ;

верхние и нижние уровни зерна в бункерах для отволаживания и до увлажнения;

уровни зерна в башмаках норий 1-20 №1... 5;

температура зерна в бункерах для отволаживания;

влажность зерна на входе в машины интенсивного увлажнения и на выходе из бункеров для отволаживания и до увлажнения;

расход воды в машинах интенсивного увлажнения.

1.3 Органы управления

К органам управления данной технологической линии Г ГО зерна можно отнести следующие:

приводы норий 1-20 №1 ...5, состоящие из электродвигателя, клиноременной передачи и двухступенчатого редуктора, соединенного с приводным барабаном с помощью муфты;

приводы машин интенсивного увлажнения А1-БШУ-1 №1,2 и А1-БШУ I. состоящие из электродвигателя и клиноременной передачи;

приводы шнеков РЗ-БКШ №1 ...4, состоящие из электродвигателя и червячного редуктора, вал которого соединен с валом винта при помощи муфты;

приводы дозаторов;

вентиль ручного управления для подачи воды на увлажнение;

игольчатый вентиль автоматического управления для подачи воды на увлажнение;

Автоматический пульт управления ГТО зерна выполняет следующие основные операции:

включает и отключает шнеки РЗ-БКШ №1...4;

включает и отключает нории 1-20 №1...5;

включает и отключает электронные дозаторы УРЗ;

включает и отключает машины интенсивного увлажнения А1-БШУ-2№1,2иА1-БШУ-1;

2. Разработка структурной схемы автоматизации

В качестве объекта автоматизации рассматривается технологическая линия ГТО зерна.

Управление данным процессом заключается во включении и выключении шнеков РЗ-БКШ №1...4, норий 1-20 №1...5, электронных дозаторы УРЗ, машин интенсивного увлажнения А1-БШУ-2 №1,2 и А1-БШУ-1, регулировании подачи воды для увлажнения зерна, регулировании расхода зерна на выходе из бункеров для отволаживания и доувлажнения, контролировании уровней зерна в бункерах отволаживания и увлажнения и в башмаках норий, контролировании частот вращения винтов шнеков и машин интенсивного увлажнения, роторов дозаторов, барабанов норий, контролировании температуры и влажности зерна в бункерах

Часть средств автоматизации установлена на месте (датчики уровня зерна в бункерах, термопары, влагомеры, реле контроля скорости, датчики подпора) и на щите (устройства включения и отключения оборудования, устройства сигнализации, измерители-регуляторы температуры и влажности). Основными элементами автоматической системы управления являются:

датчики верхнего уровня зерна в бункерах для отволаживания и до увлажнения LS_H;

датчики нижнего уровня зерна в бункерах для отволаживания и до увлажнения LS_L;

датчики подпора башмаков норийLS ;

реле контроля скорости SS;

устройства сигнализации и аварийного отключения при срабатывании РКС SА;

устройства сигнализации уровней в бункерах и аварийного отключения при срабатывании датчиков уровня LА;

устройства сигнализации подпора в нории и аварийного отключения при срабатывании датчиков подпора LА;

устройства включения и выключения электродвигателей оборудования NS, НА с соответствующей сигнализацией;

- устройства автоматического регулирования открытия и закрытия игольчатых вентилей для увлажнения зерна;

устройства регулирования частоты вращения роторов дозаторов УРЗ для изменения расхода зерна на выходе из бункеров;

датчики температуры зерна ТЕ;

датчики влажности зерна МЕ;

приборы, показывающие, регистрирующие и управляющие влажностью зерна МIR, МС, МY^Е/Е;

-приборы, показывающие и сигнализирующие температуру зерна в бункерах ТIА.

3. Разработка функциональной схемы автоматизации

На рисунках представлены принципиальные электрические схемы силовых цепей и цепей управления ГТО зерна.

Ввод в работу аппарата осуществляется с подачи напряжения питания в цепи включением автоматических выключателей QF к SF. Нажатием кнопки SB 1.1 включается звуковая сигнализация. Далее в работу вклз >чается все оборудование последовательным нажатием кнопок SB2.1... S] 16.1, которые включают магнитные пускатели КМ1.. .КМ15, пускающие электродвигатели Ml... Ml 5.

Ток обмоток электродвигателей контролируется с и моделью термореле КК1.. .КК15, отключающих оборудование в аварийных ситуациях.

Контроль температуры зерна осуществляется с помощь ) измерителей-регуляторов А1... A3.

Сигнализация включения оборудования, уровней и останова производится лампами HL1 ...HL41, которые включаются датчиками уровня SL1 ...SL8, скорости SRI ...SR15.

Снятие автоблокировок проводится с помощью выключателей SA1...SA15.

Выключение стенда осуществляется при помощи кнопок выключателей SB2.2...SB16.2, автоматических выключателе! QF и SF.

При срабатывании датчика уровня продукта в силосах происходит размыкание цепи магнитного пускателя соответствующей моющей машины.

Автоматически работу всех технологических машин контролируют при помощи сигнальных ламп, включенных в цепи управления параллельно катушкам магнитных пускателей.

Контроль работы всех электродвигателей осуществляется тепловыми реле, контакты которых размыкаются при повышении напряжения в соответствующей цепи.

4. Расчет сечения и выбор силового кабеля

Электродвигатели, установленные на линии подачи муки, сведены в таблицу 1:

Таблица 1 - Ведомость установленных электродвигателей

	Электродвигатель
	cosц	мощность, кВт	ном. ток, А	пусковой ток, А	Количество, шт	общая мощность, кВт
1 Нории	0.81	7,5	2.4	12	4	30
2 Аспиратор	0.62	1,5	1.3	8	3	4,5
3 Моечная машина	0.62	2,5	0.8	5	2	12,5
4 Обоечная машина	0.7	11	2,8	14	2	22
5 Энтолейтор	0.62	2,5	1.3	8	1	2,5
6 Дозатор	0,5	0,25	0,7	5	2	0,5
7 Задвижка	0,4	0,37	08	7	3	1,17
8 Ускоритель	0,72	3	2,6	10	1	3
итого						76,17

Установленная мощность электроприемников P_у, кВт

,(1)

где P_ном - номинальная мощность потребителя (электродвигателя);

.

Расчетная мощность P_р, кВт

,(2)

где k_с - коэффициент спроса, зависящий от вида производства, k_с=0.7кВт;

.

Полная расчетная мощность S_р, кВт

,

где cosц - коэффициент мощности группы приемников, cosц=0.7;

2 Расчетные нагрузки

- активная мощность определяется по формуле:

P= p_у, кВт

- реактивная мощность группы электроприемников определяется по выражению

Q=?K_cP_у,

где K_c и P_у - соответственно средняя величина коэффициента спроса и установленная мощность группы электроприемников.

P= 76,2 кВт.

Q=0,65760=49,4 кВт,

K_c=0,65 - по табл.3-1 [1, стр.57] в зависимости от вида производства.

3. Определение коэффициента максимума

Так как мощность приемников одинакова, эффективное число электроприемников принимается равным их фактическому числу.

- полная расчетная мощность определяется из выражения:

S=(P²+Q²)^0,5

- расчетный ток определяется из формулы:

I=S/1,745U_н,

где U_н - номинальное напряжение сети, кВ.

- коэффициент мощности равен

cos=P/S.

Получаем S=(76,2²+49,4²)^0,5=90,6 кВт,

I=90,6/1,745380=1,6 а,

cos=76,2/90,6=0,84.

В соответствии с требованиями ПУЭ (правила устройства электроустановок), сечение проводников выбирается по наибольшим допустимым плотностям тока с последующей проверкой на экономическую плотность тока. Экономически целесообразное сечение проводника q, мм² находим из соотношения

q=I/j_э,

где I - расчетный ток линии, А;

j_э - нормированное значение экономической плотности тока, А/мм².

Выбираем j_э в зависимости от продолжительности использования максимальной нагрузки.

Принимаем j_э=1.6А/мм².

Расчетный ток I, находится по формуле

I=N/U,

где N - потребная мощность, Вт;

U - напряжение, В.

I₁=7500/380=19A

I₁=2500/380=6,5A

I₃=1100/380=2,9A

q₁=19/1.6=9,6мм²

q₂=6,5/1.6=5,9мм²

q₃=29/1.6=12,1мм²

Выбираем по ГОСТ кабель с резиновой изоляцией в винилитовой или полихлорвиниловой оболочке сечением 10мм², с длительно допустимой токовой нагрузкой I_доп=2.4А. Проверка сети на потерю напряжения.

Проверка сети на потерю напряжения делается для того, чтобы выявить, обеспечен ли необходимый уровень напряжения на зажимах электроприемников. Эта потеря не должна превышать 6-7%.

Полная потеря напряжения е, %

,

где е_о - потери напряжения на единицу длины, %/А;

I - пусковой ток, А;

L - длина провода, м.

Проверку на потерю напряжения ведем для двигателя АО2-12-2, который более всего удален от источника питания.

I=2.4А

L =5м

е_о=3.33%/А

.

5. Выбор и обоснование выбора пускорегулирующей аппаратуры

В данной работе в качестве пускорегулирующей аппаратуры применяются:

выключатель автоматический типа ВКВ-380М - для включения и отключения линии ГТО;

магнитные пускатели типа ПМЕ-000 - для включения и отключения электродвигателей;

температурные реле ТР200-У4 - для защиты электродвигателей от токовых перегрузок;

посты управления ПКЕ622-2УЗ - для управления пускателями;

переключатели ПКУЗ-14С5028-У1 - для снятия автоблокировок при ремонте и наладке оборудования;

реле РПУ-0-961У4 - для коммутации цепей управления и сигнализации;

измерители-регуляторы ТРМ1 - для контроля температуры зерна.

Блоки имеют заземляющие устройства для заземлений: внутреннего через жилу или оболочку кабеля, наружного - местного или через броню кабеля.

Блок управления БУВ-4 имеет восемь кнопочных элементов, из них два с фиксацией включенного положения.

- кнопочные посты управления

Предназначены для дистанционного управления магнитными пускателями, контакторами и другими аппаратами управления и сигнализации.

Кнопочные посты состоят из корпуса, крышки, кабельных вводов и кнопочных элементов. Кнопочные элементы крепятся к основанию корпуса жестко. Кабель уплотняется в кабельном вводе резиновым кольцом.

У кнопочных постов КУВ-11 подсоединение кабеля производится непосредственно к контактным зажимам кнопочного элемента.

- универсальные переключатели УП5800

Предназначены для ручного и дистанционного управления электромагнитных аппаратов (пускателей, контакторов и т. п.).

Переключатели состоят из набора секций, которые встроены в пыленепроницаемую оболочку корпуса.

- магнитные пускатели типа ПМ

Предназначены для управления асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым контуром. Пускатель ПМ711А имеет расцепитель, который осуществляет тепловую защиту с горячего состояния и не срабатывающую при длительной нагрузке и нулевую защиту.

Устройство пускателей допускает дистанционное управление или с помощью кнопочного поста. Если кнопочный пост управления устанавливается отдельно, в пускателе между клеммами ставится перемычка.

Установка пускателей на месте монтажа только вертикальная. Вводное устройство допускает подвод кабеля как сверху, так и снизу.

Заключение

В данной курсовой работе была разработана система автоматизированного управления технологической линии ГТО зерна. В результате были получены структурная, функциональная схемы, электрические принципиальные схемы цепей управления и силовых цепей, также был произведен расчет и выбор сечения силового кабеля и выбрана пускорегулирующая аппаратура.

Пускорегулирующая аппаратура подобрана в соответствии с категорией помещений зерноочистительного отделения мельницы, в котором расположена линия ГТО зерна.

світовий фінансовий центр фондовий

Список литературы

1. Карпов Ф. Ф., Козлов В. Н. Справочник по расчету проводов и кабелей - Москва, 1969 г.

2. Арнополин А. Г., Шевченко Н. Ф. Взрывозащищенная пускорегулирующая аппаратура и аппаратура управления” - Москва, 1970 г.

3. Артимович П.В. Автоматизация производственных процессов на хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятиях. М., «Колос», 1973.

4. Птушкин А.Т. Автоматизация производственных процессов в отрасли хранения и переработки зерна. - 1985.

5. Мартыненко И.И. Проектирование систем автоматики. -1990

Размещено на Allbest.ru