Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Краткая организационная характеристика хозяйства

2. Характеристика объекта автоматизации

3. Выбор и расчёт потребителей

3.1 Выбор и расчёт электродвигателей

3.2 Выбор ламп и расчёт освещения

4. Выбор и расчёт пускозащитной аппаратуры

4.1 Выбор и расчёт автоматических выключателей

4.2 Выбор магнитных пускателей

4.3 Выбор кабелей

4.4 Выбор кнопочных станций

5. Автоматизация технологического процесса

5.1 Выбор электродвигателя

5.2 Выбор средств автоматизации и способ установки датчиков

5.3 Составление принципиальной электрической схемы управления

5.4 Выбор привода и расчёт скорости открытия заслонки

5.5 Разработка схемы установки электродвигателя и редуктора

6 Определение капитальных и текущих затрат на внедрение средств автоматизации и годового экономического эффекта по внедрению проекта

7 Охрана труда и техники безопасности

8 Мероприятия по охране экологии

9 Выводы и предложения

Список литературы

автоматизация технологический зерноочистительный капитальный



Введение

Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.

Автоматизация сельскохозяйственного производства повышает надежность и продлевает срок службы оборудования, облегчает и оздоровляет условия труда, повышает безопасность труда и делает его более приспособленным, сокращается использование рабочей силы и экономические затраты, увеличивается количество и качество продукции, уменьшается процесс стирания различии между трудом.

Автоматизированы должны быть все технологические процессы сельского хозяйства. Рассмотрим послеуборочную обработку зерна.

Производство зерна в сельском хозяйстве завершается послеуборочной обработкой, заключающейся в его очистке и сушке.

Послеуборочная обработка - один из наиболее трудоёмких процессов производства зерна. Поэтому перед работниками сельского хозяйства поставлена задача так организовать поточную обработку зерновой части урожая, чтобы резко повысить производительность труда при выполнении этих работ.

В колхозах, совхозах и фермерских хозяйствах всё большее распространение получает поточный метод послеуборочной обработки зерна, осуществляемый на механизированных зерноочистительных и зерноочистительно-сушильных пунктах, агрегатах и комплексах.

Пункты для послеуборочной обработки зерна представляют собой индустриальные предприятия нового типа в сельском хозяйстве. В состав их входит зерноочистительное, сушильное, погрузочно-разгрузочное, транспортное и другое оборудование для выполнения всех операций, связанных с очисткой, сортированием, сушкой и хранением зерна.

Кроме пунктов, в сельском хозяйстве используются зерноочистительные агрегаты и зерноочистительно-сушильные комплексы с оборудованием производительностью 5,10,20 и 40 т/ч.

Поточный метод послеуборочной обработки зерна определяет основное направление в конструировании зерноочистительных машин.



1. Краткая организационная характеристика хозяйства

Землепользование ООО с/х. «Никольский» расположено в северной части Сорочинского района Оренбургской области. Центральная усадьба ООО с/х «Никольский» с. Толкаевка, расположена в 20 км от районного центра г. Сорочинска и в 190 км от областного центра г. Оренбурга. Транспортное связь с областным и районным центром осуществляется по дороге с асфальтным покрытием. Два отделения находятся на расстоянии 12км. Землепользование хозяйства расположено во втором агроклиматическом районе области. Основные черты климата: холодная суровая зима, жаркое сухое лето, быстрый переход от зимы к лету, короткий весенний период, неустойчивость и недостаток осадков. Среднегодовая температура воздуха -3,7⁰, среднемесячная температура самого холодного месяца (январь) -14,7⁰С.

Среднемесячная температура самого теплого месяца(июль)+21⁰с.

Абсолютный минимум-- (-37⁰С) Абсолютный максимум-- (+40⁰С)

Средняя дата первого заморозка 8 сентября, последнего 30 мая. Продолжительность без морозного периода 130 дней. Среднегодовое количество осадков 350мм. Землепользование хозяйства расположено в юго-западной части степной зоны в полосе разнотравной - ковыльной - типчаковый степей. Господствующее положение разнотравье занимает типчак.

Механические состав почв--глинистый, тяжело-, средне-, легкосуглинистый, песчаные. Агрономической станцией было проведено обследование пашни на площади 3540 га.

Основным учредительным документом производственного кооператива является его устав, утверждаемый общим собранием его членов. Имущество, находящееся в собственности производственного кооператива, делится на паи его членов в соответствии с уставом кооператива. ООО «Совхоз Никольский» является юридическим лицом, имеет самостоятельный баланс, расчетный счет в банке, гербовую печать и угловой штамп со своим полным наименованием. Права и обязанности юридического лица, предприятие приобретает с момента его регистрации.

Размеры сельхоз предприятий - один из факторов повышения эффективности сельскохозяйственного производства.

Крупные производства имеют ряд преимущества перед мелкими. Эти преимущества проявляются в более высокой производительности труда, снижение себестоимости единицы продукции. В крупном производстве имеются больше возможности для применения автоматизации технологических процессов, современной высокопроизводительной техники, достижений науки и прогрессивных технологий. Прямой показатель размера сельскохозяйственного предприятия объем валовой продукции. Для характеристики размера отдельной отросли и специализированных предприятий применяют также натуральные показатели производства продукции в тоннах, в центнерах и т.д.

Применяют также косвенные показатели; площадь сельскохозяйственных угодий, пашни, поголовье скота, среднегодовую численность работников, количество потребляемой энергии, стоимость и т.д.

Для оценки размера анализируемого предприятия эти показатели приведены в таблицах за последние три года.

Таблица 1

Размеры предприятия

Виды угодий	2008	2009 год	2010 год	Отклонение ( + -)
1	2	3	4	5
Площадь с/х. угодий, га.	20834	20834	20834	0
В том числе пашни, га.	13010	13010	13010	0
Численность работников среднегодовая, чел.	361	349	325	-36
Поголовье КРС, гол.	2794	2762	2762	-32
В том числе коров, гол.	832	800	800	-32
Стоимость основных средств производственного назначения тыс. руб.	178089	209126	227709	49620
Валовая продукция тыс. руб.	142456	159831	146083	3627
Товарная продукция тыс. руб.	129674	102404	83640	-46034

Таблица 2

Структура потребления электроэнергии на производственные цели

Показатели	2008	2009	2010
	тыс. кВт ч.	% к итогу	тыс. кВт ч.	% к итогу	тыс. кВт ч.	% к итогу
Общий объем потребления электроэнергии на производственные цели В том числе:	2061	100	2136	100	1746	100
в растениеводстве	200.4	9.7	123.2	5.7	30.6	1.75
в животноводстве	524.2	25.4	681.2	31.8	649.06	37.1
на прочие производственные цели	1336.4	64.8	1331.6	62.3	1066.34	61.07

Таблица 3

Показатели уровня электрификации производства

Показатели	Единица измерен.	2008	2009	2010	2010г в % к 2008 г.
Суммарная мощность энергетических ресурсов	кВт	117271	103719	101423	86.4
Парк электродвигателей	шт.	361	358	387	107.2
Мощность электродвигателей и электроустановок	кВт	2456	2398	2516	102.4
Годовой объем электро- потребления на произ- водственные цели	тыс.кВт ч	2061	2136	1746	84.7
Энергооснащенность	кВт/га	5.6	4.9	4.8	85.7
Электрообеспеченность	кВт/чел	0.09	0.1	0.08	88.8
Энерговооруженность		324.8	284.9	312.07	96.08
Электровооруженность труда: по мощности	кВтч/чел	6.8	6.5	7.7	113.2
по расходу электроэнергии	тыс.кВтч/чел	5.7	5.8	5.37	94.2
Доля мощности электро- двигателей и электроустановок	%	2.09	2.3	2.4	114.8
Электроемкость производства	кВтч/тыс.руб	0.01	0.01	0.01	100

Предприятие ООО «совхоз Никольский» является одним из крупнейших на территории Сорочинского района.



2. Характеристики объекта автоматизации

Комплекс ЗАВ-20 предназначен для послеуборочной обработки зерновых, зернобобовых и крупяных культур. Комплекс состоит из зерноочистительного отделения, которое включает в себя завальную яму 10, автомобилеподъемник 11, загрузочную двухпоточную норию 5, воздушно-решетные машины 4, триерный блок 1, централизованную аспирационную систему 3, передаточные транспортеры 2, транспортер отходов 6, комплект зернопроводов и блок бункеров: очищенного зерна 8, отходов 9 и фуража 7. Все машины и пульты управления смонтированы на блоке бункеров, которые одновременно служат несущей конструкцией и емкостями для промежуточного хранения обрабатываемого зерна.

Зерно из кузова автомобиля с помощью автомобилеподъемника выгружают в завальную яму, откуда загрузочной норией оно транспортируется на воздушно - решетные машины для дальнейшей очистки и транспортерами на триерные блоки для сортирования.

Очищенные семена и отходы поступают в соответствующие секции блока бункеров.

В воздушных каналах от зерна отделяются легкие примеси и по системе воздуховодов выносятся в осадочную камеру централизованной аспирационной системы, где примеси выводятся в секцию отходов, а очищенный воздух вентилятором выбрасывается наружу.

В воздушно-решетных машинах зерновая смесь делится на три фракции: очищенные семена, фуражное зерно и отходы. Очищенные семена передаточными транспортерами подаются на триерные блоки, где они дополнительно очищаются от длинных и коротких примесей, не отделившихся в воздушно-решетных машинах.

В зависимости от назначения и степени засоренности зерна триерные блоки настраивают на параллельную или последовательную работу цилиндров. Чистые семена и фракции очистки системой зернопроводов направляются в соответствующие бункера.

Технологическая схемы действия ЗАВ-20 показана на рисунке 1.

Рис. 1 Технологическая схема ЗАВ-20

В зависимости от количества и засоренности зерновой массы устанавливают соответствующее положение переключателей SA1 и SA2, которыми задается режим работы оборудования по семи различным вариантам: при переводе переключателя SA1в положение 3 возможна работа всех машин предварительной, воздушно-решетной и триерной очистки, а также отдельная работа первой или второй линии машин в зависимости от включения переключателя SA2 (положение 1 или 2), Если переключатель SA1 находится в положении 1, то возможна работа машин в вышеуказанных трех вариантах, но без триерных блоков. Когда переключатель SA1 в положении 2, работает также машина предварительной очистки.

Для предотвращения завала зерна при пуске и останове машин последовательность пуска электроприводов машин противоположна движению зерна, а последовательность остановки совпадает с потоком зерна.

Рассмотрим в качестве примера порядок включения машин зерноочистительного пункта по технологической схеме № 4 (работают все машины) (рис3). Операции пуска оператор выполняет в такой последовательности. Универсальный переключатель УП (рис. 9) ставит в положение, соответствующее номеру технологической схемы, и кнопкой КнС включает сирену, оповещающую обслуживающий персонал о предстоящем запуске агрегата. После этого кнопкой КнП1 включает магнитный пускатель К1 двигателя вентилятора, при этом замыкаются блок-контакты К1 в цепи магнитных пускателей К2 и К3 двигателей триерных блоков. Кнопками КнП2 и КнН3 оператор включает двигатели триеров, одновременно замыкаются блок-контакты К2 и КЗ в цепи магнитных пускателей К4, К5 и Кб, К7. После включения этих пускателей начинают работать зерноочистительные машины и транспортеры, передающие зерно в триерные блоки, и замыкаются блок-контакты магнитных пускателей К4 и К6 в цепи магнитного пускателя К8 загрузочной нории. После этого кнопкой КнП8 оператор включает норию в работу. На этом процесс пуска заканчивается.

После пуска технологической линии открывают задвижку завального бункера, и начинается обработка зерна. При аварии, например, на зерноочистительной машине и ее отключении пускателем К4 (Кб) размыкаются блок-контакты К4 (К6) в цепи управления загрузочной нории, и она отключается. Триерные блоки и вентилятор продолжают работать до отключения их оператором. При наладке и ремонте переключателем УП замыкают цепь обмотки промежуточного реле Р4, которое, сработав, деблокирует своими замыкающими контактами блокировочные цепи магнитных пускателей K2...К8.

Напряжение к зерноочистительным машинам подводится шланговыми кабелями различных марок, защищенными от механических повреждений.

Рис. 2 Принципиальная электрическая схема зерноочистительного пункта ЗАВ - 20



3. Выбор и расчёт потребителей

3.1 Выбор электродвигателей

Электродвигатели для привода производственных механизмов выбирают по каталогам при соблюдении следующих условий. Механические характеристики двигателя и механизма должны соответствовать. Мощность двигателя в процессе работы должна максимально использоваться. Электродвигатель должен соответствовать параметрам питающей сети.

1) Электродвигатель 4А112М4У3 двухпоточной загрузочной нории:

- номинальной мощностью 5.5 кВт;

- ток при номинальной нагрузке 12 А / 380 В;

- частота вращения приводного вала 1500 об / мин.

2) Электродвигатель 4А80В4У3 транспортёра отходов:

- номинальной мощностью 1,5 кВт;

- ток при номинальной нагрузке 2.5 А / 380 В;

- частота вращения приводного вала 150 об / мин.

3) электродвигатели 4А80А4У3 воздушно - решетных машин:

- номинальной мощностью 1,1 кВт;

- ток при номинальной нагрузке 2 А / 380 В;

частота вращения приводного вала 1500 об.

4) Электродвигатели 4А80В4У3 передаточных транспортёров:

- номинальной мощностью 1,5 кВт;

- ток при номинальной нагрузке 2.5 А / 380 В;

- частота вращения приводного вала 1500 об / мин.

5) Электродвигатели 4А90L4У3 блоков триеров:

- номинальной мощностью 2.2 кВт;

- ток при номинальной нагрузке 5 А / 380 В;

- частота вращения приводного вала 1500 об / мин.

6) Электродвигатель 4А160S4У3 централизованной аспирационной системы:

- номинальной мощностью 15 кВт;

- ток при номинальной нагрузке 29 А / 380 В;

- частота вращения приводного вала 1500 об / мин.

7) Электродвигатель 4А80В4У3 насоса подъёмника машин:

- номинальной мощностью 1,5 кВт;

- ток при номинальной нагрузке 2.5 А / 380 В;

- частота вращения приводного вала 1500 об / мин.

3.2 Выбор ламп и расчёт освещения

Искусственное освещение, согласно СНиП 11-476 «Естественное и искусственное освещение» может быть следующих видов: рабочее, аварийное (для продолжения работы), освещение безопасности (для эвакуации людей) и охранное (для территорий).

Рабочее освещение - основной вид освещения, оно предназначено обеспечить необходимую освещённость рабочих поверхностей. Из рабочего освещения может быть выделено 10% ламп для дежурного освещения.

Для освещения помещения ЗАВ-20 используем лампы накаливая. Площадь помещения s = 80. Мощность лампы накаливания определяем по формуле:

Примем w = 5.5, выберем лампу БК220-60 мощностью 60Вт:

Примем лампу БК220-60 мощностью 60Вт в колличестве 7 шт. Установим светильники «Универсал» без рассеивателя с коэффициентом минимальной освещённости 1.5.

За норму освещенности бункеров примем 30лк. Из таблицы удельной мощности общего равномерного освещения подберём мощность по площади, которая составляет 15 и высоте установки светильников h = 4м. Р = 23.2Вт/. От сюда можно рассчитать общую мощность всей площади бункера по формуле:

Примем для освещения бункеров лампы Б220-150 и Б220-200 мощностью 150 и 200 Вт.

За норму освещенности завальной ямы примем 30лк. Из таблицы удельной мощности общего равномерного освещения подберём мощность по площади, которая составляет 20 и высоте установки светильников h = 4м. Р = 23.2Вт/. Так же рассчитываем общую мощность, требуемую для освещения всей площади по формуле:

Примем для освещения завальной ямы лампы Г220-300 и Б220-150 мощностью 300 и 150 Вт.

За норму освещенности подъёмной лестницы и площадки примем 10лк. Из таблицы удельной мощности общего равномерного освещения подберём мощность по площади, которая составляет 5 и высоте установки светильников h = 4м. Р = 5.8Вт/. Так же рассчитываем общую мощность, требуемую для освещения всей площади по формуле:

Примем для освещения лестницы лампу Б220-40 мощностью 40 Вт.

Все лампы уличного освещения установим с отражателем «Универсал».



4. Выбор и расчёт пускозащитной аппаратуры

4.1 Выбор и расчёт автоматических выключателей

Автоматические выключатели в основном предназначены для защиты для защиты электроустановок напряжением до 1000В от коротких замыканий и перегрузок.

Так как электрическая цепь дистанционного управления электрооборудованием ЗАВ-20 разделена на силовую и световую цепь, а силовая в свою очередь делится на несколько частей, устанавливается ряд автоматических выключателей.

Силовая цепь.

Электрооборудование управления электродвигателями как правило находится в шкафах управления. Так же там устанавливаются автоматические выключатели, защищающие потребители от перегрузок и коротких замыканий. В зерноочистителе ЗАВ-20 установлены 4 шкафа управления силовой цепью и цепью управления:

- управление очистительными машинами;

- управление триерными блоками и передаточными транспортёрами;

- управление централизованной аспирационной системой, транспортёром отходов и фуража и двухпоточной норией;

- управление подъёмником машин завальной ямы.

Для группы токоприемников:

где- полная расчетная мощность линии, ВА;

U_н - номинальное напряжение линии, В;

k_з - коэффициент загрузки электроприемника;

cosц_н - номинальный коэффициент мощности;

m - коэффициент, зависящий от значения cosц_н.

- номинальному току теплового расцепителя

I_н.р.? k_н.т I_дл

где I_н.р - номинальный ток теплового расцепителя автомата, А;

k_н.m - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя, принимается в пределах от 1,1 до 1,3.

- току отсечки электромагнитного расцепителя

I_н.э-м.?k_н.э I_кр

где I_н.э-м. - ток отсечки электромагнитного расцепителя, А;

k_н.э - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя и пускового тока электродвигателя (для автоматов АП-50, АЕ-2000 и А3700 k_н.э=1,25, для А3100 k_н.э=1,5),

I_кр. - максимальный ток короткого замыкания в месте установки автомата, А.

Для группы электроприемников:

где- пусковой ток электродвигателя или группы одновременно запускаемых электродвигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения, А;

- сумма номинальных токов электродвигателей без учета тока пускаемого электродвигателя, А.

- предельному отключаемому току:

I_{пред.откл}?I_кр

где I_{пред.откл} - предельный отключаемый автоматом ток, А.

Выбираем автоматический выключатель QF1. Автоматический выключатель защищает группу электродвигателей.

1. Автоматический выключатель шкафа управления очистительными машинами:

А

Выбираем автоматический выключатель АП-50-3МТ 4А

2. Автоматический выключатель шкафа управления триерными блоками и передаточными транспортёрами.

А

Выбираем автоматический выключатель АЕ-2046 12А

3. Автоматический выключатель шкафа управления централизованной аспирационной системой, транспортёром отходов и фуража и двухпоточной норией.

А

Выбираем автоматический выключатель АЕ-2046 50А

4. Автоматический выключатель шкафа управление подъёмником машин завальной ямы:

А

Выбираем автоматический выключатель АП-50-3МТ 4А

Общий автоматический выключатель:

Выбираем автоматический выключатель АП-50-3МТ 50А

Осветительная сеть.

Осветительная сеть состоит из двух частей, но автоматический выключатель устанавливается одни. Ток выключение автоматического выключателя рассчитываем аналогично силовой сети. В сумме нагрузки ламп составляют 1258Вт. От сюда:

А

Выбираем автоматический выключатель АЕ2000 10А

4.2 Выбор магнитных пускателей

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления (включения, отключения, реверсирования) трёхфазных асинхронных электродвигателей.

Магнитные пускатели серии ПМЕ и ПАЕ различают по габаритам (I, II, III, IV, V и VI) по роду защиты от воздействия окружающей среды (открытые, защищенные и пылеводозащищенные), по возможности реверсирования, по наличию тепловой защиты и т.п.

Для электродвигателей выбираем магнитные пускатели по каталогу и номинальным токам электродвигателей.

1) Для электродвигателя 4А112М4У3 двухпоточной загрузочной нории выбираем магнитный пускатель ПМЕ111 номинальный ток плавкой вставки 10А с тепловым реле ТРН-10.

2) Для электродвигателя 4А80В4У3 транспортёра отходов выбираем магнитный пускатель ПМЕ011 номинальный ток плавкой вставки 10А с тепловым реле ТРН-10А.

3) Для электродвигателей 4А80А4У3 воздушно - решетных машин выбираем два магнитных пускателя ПМЕ011 номинальный ток плавкой вставки 10А с тепловым реле ТРН-10А.

4) Для электродвигателей 4А80В4У3 передаточных транспортёров выбираем два магнитных пускателя ПМЕ011 номинальный ток плавкой вставки 10А с тепловым реле ТРН-10А.

5) Для электродвигателей 4А90L4У3 блоков триеров выбираем два магнитных пускателя ПМЕ111 номинальный ток плавкой вставки 10А с тепловым реле ТРН-10.

6) Для электродвигателей 4А160S4У3 централизованной аспирационной системы выбираем пускатель ПАЕ311 номинальный ток плавкой вставки 36А с тепловое реле ТРН-40.

7) Для электродвигателя 4А80В4У3 насоса подъёмника машин выбираем магнитный пускатель ПМЕ011 номинальный ток плавкой вставки 10А Тепловое реле ТРН-10А.

4.3 Выбор кабелей

- Очистительные машины.8 метров 1.1кВт

Выбираем трехжильный провод ВВГ 4х1.5 сечением 1.5 цена 27руб/м

- Централизованная аспирационная система 8 метров 14 кВт

Выбираем трехжильный провод ВВГ 4х4 сечением 4 цена 40руб/м

Транспортёр отходов и фуража 3 метра 1.5кВт

Выбираем трехжильный провод ВВГ 4х1.5 сечением 1.5 цена 27руб/м

Двухпоточная нория 5.5 метров кВт

Выбираем трехжильный провод ВВГ 4х1.5 сечением 1.5 цена 27руб/м

- Триерные блоки 11 метров 1.5 кВт

Выбираем трехжильный провод ВВГ 4х1.5 сечением 1.5 цена 27руб/м

Передаточные транспортёры 12 метров 2.2 кВт

Выбираем трехжильный провод ВВГ 4х1.5 сечением 1.5 цена 27руб/м

- Машиноподъёмник 5 метров 1.5 кВт

Выбираем трехжильный провод ВВГ 4х1.5 сечением 1.5 цена 27руб/м

- Осветительная сеть 50 метров 1.2кВт

Выбираем трехжильный провод ВВГ 4х1.5 сечением 1.5 цена 27руб/м

4.4 Выбор кнопочных станций

Выключатели кнопочные предназначены для коммутации электрических цепей управления. Выбор производим по напряжению, значению коммутируемого тока, количеству контактов, наличию устройств сигнализации.

Для силовой цепи, для включения машин, норий, подъёмника и транспортёров устанавливаем кнопочные станции типа ПКЕ.



Таблица 4

Пускозащитная аппаратура силовой цепи

№ группы эл. двиг.	Электродвигатели	Автоматический выключатель	Магнитные пускатели	Плавкая вставка пускателя
1	4А80А4У3 1.1кВт 4А80А4У3 1.1кВт	АП-50-3МТ 4А	ПМЕ011 ПМЕ011	ТРН-10А ТРН-10А
2	4А80В4У3 1.5кВт 4А80В4У3 1.5кВт 4А90L4У3 2.2кВт 4А90L4У3 2.2кВт	АЕ-2046 12А	ПМЕ111 ПМЕ111 ПМЕ011 ПМЕ011	ТРН-10 ТРН-10 ТРН-10А ТРН-10А
3	4А160S4У3 15кВт 4А80В4У3 1.5кВт 4А112М4У3 5.5кВт	АЕ-2046 50А	ПАЕ311 ПМЕ011 ПМЕ111	ТРН-40 ТРН-10А ТРН-10
4	4А80В4У3 1.5кВт	АП-50-3МТ 4А	ПМЕ011	ТРН-10А

Таблица 5

Пускозащитная аппаратура осветительной сети

Наименование лампы	Светильник	Количество	Выключатель	Автоматический выключатель
БК220-60	Универсал	7 шт.	ОУ 6А	АЕ2000 10А
Б220-150	Универсал	1 шт.	ОУ 6А
Б220-200	Универсал	1 шт.
Г220-300	Универсал	1 шт.
Б220-150	Универсал	1 шт.
Б220-40	Универсал	1 шт.



5. Автоматизация процесса

Автоматизация технологических процессов в сельском хозяйстве в наше время способствует экономии затрачиваемых средств для выполнения этих процессов, экономии рабочей силы и рабочего времени. Так же автоматизация способствует точной регулировки различных параметров.

В зерноочистительном комплексе ЗАВ-20 процесс управление воздушным потоком осуществляется заслонкой, приводимой ручным методом. При этом рабочему постоянно приходится открывать/закрывать и при этом закреплять заслонку. Дипломным проектом предлагается автоматизировать этот процесс, используя электрический привод для регулирования воздушным потоком.

Централизованная аспирационная система создаёт воздушный поток, но не регулирует его мощность. Дроссельная заслонка позволяет регулировать параметры воздушной массы.

Для точной регулировки нужно установить электродвигатель малой мощности, через редуктор соединить его с дроссельной заслонкой. Так же нам нужно установить конечные выключатели для того, что бы регулировку можно было проводить по нескольким, а если точнее 4 положениям, в каждую сторону направления движения заслонки.

5.1 Выбор электродвигателя

Примем электродвигатель с более подходящими характеристиками по каталогу. Так как для осуществления движения заслонки нужен электродвигатель не большой мощности примем двигатель АИМ-М63А4.

Электродвигатель АИМ-М63А4 - трёхфазная, асинхронная машина, скорость вращения ротора - 1500 об/мин.



Таблица 6

Характеристика электродвигателя, устанавливаемого для управления дроссельной заслонкой

Типоразмер	Мощ- ность, кВт	Номин. ток при Un=380 В, А	In/ Iн	Mn/ Мн	Ммах/Мн	КПД, %	Cosj	Масса, кг
АИМ-М63А4	0,25	0,7	4,1	2,2	2,3	70,0	0,75	14,5

Электродвигатель с такими характеристиками подходит для регулировки данного технологического процесса.

5.2 Выбор средств автоматизации и способ установки датчиков

Так как нам нужно регулировать заслонку в 4 положениях, мы выбираем 4 магнитоконтактных датчиков (герконов) (рис) ИО-102-11М (СМК-3М)

Рис 3 Магнитоконтактный датчик ИО-102-11М (СМК-3М) 1 - датчик; 2 - магнит

Датчики будут установлены для открытия и закрытия заслонки. Установим датчики вне воздухопровода, на валу заслонки. Минимальное расстояние между датчиком и магнитом, при котором датчики будут замыкаться - 45мм.

Максимальное открытие заслонки - поворот вала заслонки на угол 90?. Принимаем угол между датчиками:

Принимаем угол между герконами - .

Для управления так же используем магнитный пускатель ПМЕ-123 с тепловым реле ТРН-10 диапазоном номинальных токов от 0.5 до 10А.

Для предотвращения прокручивания заслонки на угол больше 90?, установим на крайних положениях заслонки 2 конечных выключателя ВПК 2111.

На вал заслонки устанавливаем магнит 3, который будет замыкать контакты датчиков. Устанавливаем методом, указанным на рисунке 4, по нему же устанавливаем и сами датчики 2 с конечными выключателями 1.

Рис 4 Метод установки магнитодатчиков.

Кнопочную станцию выбираем с 3 кнопками типа ПКЕ.

Автоматический выключатель для электродвигателя выбираем по формуле:

А

Таким образом выбираем автоматический выключатель АЕ-2036Р 1А

5.3 Составление принципиальной электрической схемы управления

Предлагаю внедрить следующую схему управления дроссельной заслонкой.

При закрытой заслонке оператор нажимает на кнопку КнП «Открыть». Нужно выдержать кнопку секунду для того, что бы геркон не сработал, так как при этом держатель с магнитом находится на уровне датчика, и контакты автоматически отключают реле КМ1 магнитного пускателя. Это способствует игнорировать отключение. Это следует делать при каждом из включений не зависимо от того, открываем заслонку или закрываем. При этом замыкаются контакты КМ1 реверсивного магнитного пускателя и электродвигатель М начинает открывать заслонку. Как только держатель с магнитом на конце дойдёт до первого положения, то есть до датчика геркона G1, контакты геркона замыкаются и отключают катушку магнитного пускателя КМ1, что приводит к отключению электродвигателя и остановке открытия заслонки. Что бы открыть заслонку в положение 2, оператор так же нажимает кнопку «Открыть». При этом процесс открытия повторяется как в положении 1, держатель магнита доходит до датчика G2 и размыкает цепь. Тоже самое происходит и при открытии в положение 3 и 4, но только при открытия в положение 4 в конце замыкаются держателем контакты конечного выключателя KV2, который защищает от открытия заслонки более чем на 90?.

Для закрытия заслонки оператор нажимает на кнопку «Закрыть» КнЛ и включается магнитный пускатель двигателя М и заслонка начинает закрываться. Держатель с магнитом доходит до G4 и размыкает контакты катушки КМ2, двигатель отключается. Процесс закрытия проходит аналогично процессу открывания, только в обратном порядке. При полном закрытии замыкаются контакты конечного выключателя KV1.

Если создаётся аварийная ситуация оператор может в любой момент обесточить всю цепь кнопкой КнС.

Рис 5 Принципиальная электрическая схема управления воздушной заслонки

5.4 Выбор привода и расчёт скорости открытия воздушной заслонки

Так как по характеристике скорость вращения ротора электродвигателя, приводящего заслонку 1500бо/мин, следует установить редуктор, который будет понижать обороты со 1500 до 10об/мин.

Выбор редуктора проводим по передаточному числу, которое отпределяется по формуле:

Где nвх - выходная скорость вращения электродвигателя ( в нашем случае 1500об/мин); nвых - скорость вращения которая нам нужна на выходе из редуктора (10об/мин).

Выбираем редуктор с передаточным числом 150:

MRTxRT 280x280 150 ALL

- Редуктор червячный MRTxRT

- Габариты 280х280мм

- Передаточное число 150

- Вид исполнения ALL

5.5 Разработка схемы установки электродвигателя и редуктора

Устанавливаем двигатель с редуктором непосредственно на внешней стороне воздуховода, используя крепление, которое показано на рисунке 6.

Рис 6 Технологическая схема установки мотора-редуктора: 1 - втулка затяжная; 2 - корпус подшипника; 3 - вал дроссельной заслонки; 4 - втулка; 5 - мотор-редуктор; 6 - платформа; 7 - кронштейн; 101…103 - стандартные изделия (винт, гайка)

Крепим электродвигатель и редуктор на платформу, которая в вою очередь крепится на стенку воздуховода гаечным соединением так, что бы выходная ось редуктора совпадала с осью заслонки.



6. Определение капитальных и текущих затрат на внедрение средств автоматизации и годового экономического эффекта по внедрению проекта

Автоматизация сельскохозяйственного производства - одно из главных направлений в области электрификации сельского хозяйства.

Эффективность автоматизации определяется рядом показателей.

Данные стоимости электрооборудования зерноочистительного комплекса ЗАВ-20

Таблица 7

Таблица стоимости электродвигателей

Наименование электродвигателя	Место установки	Количество шт.	Цена руб.
4А112М4У3	двухпоточная загрузочная нория	1	7928
4А80В4У3	транспортёр отходов	1	4089
4А80А4У3	воздушно - решетные машины	2	2390
4А80В4У3	передаточные транспортёры	2	4089
4А90L4У3	блоков триеров	2	3640
4А160S4У3	централизованная аспирационная система	1	10899
4А80В4У3	насос подъёмника машин	1	4089
Итого	47243

Таблица 7

Таблица стоимости магнитных пускателей

Электродвигатель	Тип магнитного пускателя	Количество шт.	Цена руб.
4А112М4У3	ТРН-10	1	150
4А80В4У3	ТРН-10А	1	176
4А80А4У3	ТРН-10А	2	176
4А80В4У3	ТРН-10А	2	176
4А90L4У3	ТРН-10	2	150
4А160S4У3	ТРН-40	1	1200
4А80В4У3	ТРН-10А	1	176
Итого	2204

Таблица 9

Таблица стоимости осветительной аппаратуры

Тип лампы	Тип светильника	выключатель	Количество	Цена руб.
БК220-60	Для всех Универсал Цена 968руб.	ABB BJB Basic 55 2-х кнопочный Цена 270руб.	7 шт.	10
Б220-150			1 шт.	16
Б220-200			1 шт.	16
Г220-300			1 шт.	30
Б220-150			1 шт.	16
Б220-40			1 шт.	10
Итого	12044

Таблица 10

Таблица стоимости автоматических выключателей

Группа потребителей	Наименование автоматического выключателя	Цена руб.
Очистительные машины	АП-50-3МТ 4А	450
Триерные блоки и передаточные транспортёры	АЕ-2046 12А	520
Централизованная аспирационная система, транспортёры отходов и фуража и двухпоточная нория	АЕ-2046 50А	610
Подъёмник машин завальной ямы	АП-50-3МТ 4А	450
Общий автомат силовой сети	АП-50-3МТ 50А	610
Осветительная сеть	АЕ2000 10А	395
Итого	3035

Таблица 11

Таблица стоимости шкафов управления

Группа потребителей	Наименование шкафа	Габариты	Цена руб.
Очистительные машины	ZPAS WZ-0750-S1-01-011	871x600х300	1200
Триерные блоки и передаточные транспортёры	ZPAS WZ-0750-S1-01-011	871x600х300	1200
Централизованная аспирационная система, транспортёры отходов и фуража и двухпоточная нория	ZPAS WZ-0750-S1-01-011	871x600х300	1200
Подъёмник машин завальной ямы	ZPAS WZ-0750-S1-01-011	871x600х300	1200
Осветительная сеть	Щиток модульный под 1-2 автомата для о/п IP 30	42х124х57	10
Итого	4810

Таблица 12

Таблица стоимости кабелей

Группа потребителей	Марка кабеля	Длинна линии м.	Цена руб/м
Очистительные машины	ВВГ4х1.5	8	27
Триерные блоки и передаточные транспортёры	ВВГ4х1.5 ВВГ4х1.5	11 12	27 27
Централизованная аспирационная система, транспортёры отходов и фуража и двухпоточная нория	ВВГ4х4 ВВГ4х1.5 ВВГ4х1.5	8 3 5.5	40 27 27
Подъёмник машин завальной ямы	ВВГ4х1.5	5	27
Осветительная сеть	ВВГ4х1.5	50	27
Итого	2874

Таблица 13

Таблица стоимости средств внедряемой автоматизации

Потребитель	Количество	Стоимость Руб.
АИМ-М63А4	1	2250
датчик ИО-102-11М (СМК-3М)	4	40
Кабель ВВГ 4х1.5	8 метров	27руб/м
MRTxRT 280x280 150 ALL	1	1470
Итого	4960

Капитальные затраты - одна из основных исходных величин при расчётах экономической эффективности автоматизации; их определяют по формуле:

где - стоимость средств автоматизации с учётом их доставки, монтажа и наладки;

- затраты на модернизацию действующей техники и технологии, вызванную автоматизацией; затраты на внедрение

- стоимость строительства и реконструкции зданий в связи с внедрением автоматизации;

- остаточная стоимость основных средств, подлежащих ликвидации при внедрении устройств автоматизации;

- стоимость, полученная от реализации ликвидируемых основных средств.

Годовые эксплуатационные издержки производства И складываются из амортизационных отчислений , отчислений на текущий ремонт, затрат на зарплату обслуживающего персонала , стоимость электроэнергии , стоимость материалов :



Таблица 14

Таблица стоимости амортизационных отчислений электрооборудования ЗАВ-20 без внедрения автоматизации

Оборудование	Процент амортизационных отчислений %	Амортизационные отчисления руб.
Электродвигатели	12.6	5952
Магнитные пускатели	12.6	277
Автоматические выключатели	10	303
Кабели	5.5	158

Таблица 15

Таблица стоимости амортизационных отчислений электрооборудования ЗАВ-20 с внедрением автоматизации

Оборудование	Процент амортизационных отчислений %	Амортизационные отчисления руб.
Электродвигатели	12.6	6090
Магнитные пускатели	12.6	292
Автоматические выключатели	10	359
Кабели	5.5	173

+ 10117 + 31850 = 48657 руб

Экономия годовых эксплуатационных издержек равна:

где - годовые издержки при неавтоматизированном производстве;

- то же, при автоматизированном производстве;

- дополнительный доход (при знаке плюс) за счёт увеличения качества продукции, снижения потерь и т.п. или убыток (знак минус) за счёт перерасхода материалов и т.п.

Примем за годовые издержки при неавтоматизированном производстве:

Тогда:

Отсюда:

Срок окупаемости капитальных затрат определяется как:

где - капитальные затраты соответственно на автоматизированное и неавтоматизированное производство,

-эксплуатационные годовые издержки неавтоматизированного и автоматизированное производства,

Чем меньше срок окупаемости, тем эффективнее автоматизация.

Примем капиталовложения при внесении автоматизации воздушной заслонки:

Отсюда:

года



7. Охрана труда

7.1 Основные сведения по охране и мерам безопасности труда

Основные положения охраны труда при эксплуатации электрооборудования ЗАВ-20 предприятии ООО «Совхоз Никольский» разработаны в соответствии с Правилами устройства электроустановок, Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей, утверждёнными приказом Минэнерго Российской Федерации от 13 января 2003 г. №6, ГОСТ 12.1.051, инструкций по технике безопасности, утвержденных начальником предприятия ООО «Совхоз Никольский».

Охрана труда - это система сохранения жизни и здоровья работников в процессе их трудовой деятельности, включая правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия, образующие механизм реализации конституционного права граждан на труд статья 237 Конституции РФ, это право закреплено также в статье 7 Международного пакта об экономических, социальных и культурных правах, в условиях, отвечающим требованиям безопасности и гигиены.

По мере развития науки и технике набор средств, обеспечивающих безопасность труда, увеличивается. В настоящее время средствами, обеспечивающими безопасность работы являются:

- оградительные устройства, изолирующие человека от опасности, на пример блокировка доступа к цепям высокого напряжения;

- предохранительные устройства, предотвращающие аварии оборудования, опасные для обслуживающего персонала;

- устройства, сигнализирующие об опасности;

- профилактические испытания аппаратуры;

- опознавательная окраска, предупредительные знаки и плакаты;

- индивидуальные защитные средства.

Каждый работник обязан периодически проходить инструктаж по вопросам охраны труда и безопасным приемам работы. Существуют три вида инструктажа - вводный, на рабочем месте и повторный.

Вводный инструктаж проводят при оформлении работника на предприятие. Инструктаж приводит инженер по технике безопасности. Задача инструктажа - ознакомление со спецификой хозяйства, с правилами внутреннего распорядка, с правилами пользования защитными средствами, с противопожарными мероприятиями, электробезопасностью и приемами оказания первой помощи.

Инструктаж на рабочем месте проводит бригадир, мастер, начальник участка. Работника знакомят с рабочем местом, оборудованием, технологией производства и безопасными приемами труда, а также с инструкциями.

После обучения на рабочем месте и получения навыков безопасной работы квалификационная комиссия проверяет знание правил технике безопасности у работника и присваивает ему квалификационную группу.

Повторный инструктаж проводит администрация с целью повышения знаний по мерам безопасности труда и совершенствованию безопасных приёмов работы. Инструктаж включает противоаварийные тренировки разбор и обобщение причин происшедших несчастных случаев, проверку знаний действующих в хозяйстве инструкций по мерам безопасности труда.

Основные условия безопасности обслуживающего персонала в электроустановках - исключение возможностей случайного прикосновения к токоведущим частям. Для этого необходимо поддерживать изоляцию хорошим состоянием, ограждать все токоведущие не изолированные элементы установки, а также располагать токоведущие не изолированные части на высоте, не доступны без специальных приспособлений.

К обслуживанию электроустановок допускают лиц, прошедших обучение на рабочем месте и имеющих соответствующее удостоверение. Обслуживающий персонал должен быть обеспечен необходимыми защитными средствами.

Защитными средствами называются приборы, приспособления, аппараты и устройства, служащие для защиты персонала, работающего на электроустановках, от поражения электрическим токам, воздействия электрической дуги, продуктов её горения и тому подобное.

Все защитные средства подразделяются на две группы: основные и дополнительные.

Основными защитными средствами называют средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение и при помощи которых допускается прикасаться к токоведущим частям, находящихся под напряжением.

Дополнительными защитными средствами называют средства, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить безопасность от поражения током. Такие средства используют с основными средствами.

К основным защитным средствам в электроустановках до 1000 В относят: диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками, указатели напряжения.

К дополнительным защитным средствам в электроустановках до 1000 В относят: диэлектрические галоши, диэлектрические коврики, изолирующие подставки.

Для предупреждения несчастных случает при эксплуатации, техническом обслуживании, ремонте электротехнических установок «Правилами устройства электроустановок» и «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» определены требования, которые должны, неукоснительно выполнятся.

Наиболее надежной защитой от поражения электрическим током является защитное заземление нетоковедущих металлических частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением.

Защитное зануление - присоединение к неоднократно заземленному нулевому проводу корпусов и других конструктивных металлических частей электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но при повреждении изоляции могут оказаться под напряжением.

Раз в год обязательно нужно проверять сопротивление заземляющих устройств электроустановок и удельное сопротивление грунтов измерителем типа МС-07 или МС-08, а также методом вольтметра и амперметра.

7.2 Требования охраны труда к установке, эксплуатации и ремонту оборудования

При эксплуатации электроустановки нужно избегать соприкосновения человека с токоведущими частями.

Электромонтажные работы на электроустановке находящейся под напряжением необходимо проводить, надев диэлектрические перчатки, галоши, монтажную каску и пользоваться исправным диэлектрическим инструментом.

Неисправности и неправильная эксплуатация электроустановок являются причинами пожаров и загорания. Поэтому пожаро - и взрывобезопасность электроустановок - не менее важная задачи, чем обеспечение безопасности людей от поражения электрическим током.

Нужно строго соблюдать периодичность осмотров, ремонтов и испытаний электрооборудования, особенно во взрыво - и пожароопасных помещениях.

При эксплуатации электрооборудования необходимо не реже одного раза в месяц проводить профилактическое техническое обслуживание и осмотр. Необходимо мегомметром измерить сопротивление изоляции при техническом обслуживании.

К работе с кормораздающей машиной РКА - 1000 допускаются лица, изучившие её принцип действия, оборудование и получившие инструктаж по технике безопасности.

Приступая к работе, необходимо убедиться в исправности инструмента, приспособлений и инвентаря, а при опробовании оборудования - проверить наличие и исправность защитных ограждений и заземления. Работы, связанные с регулировкой или устранением неисправностей, проводят только после остановки машины и отключения ее от электросети.

Во время работы одежда должна быть тщательно застегнута, обшлага рукавов завязаны, волосы заправлены под головной убор. Не допускается присутствие посторонних лиц вблизи работающей машины РКА - 1000. Рабочим, обслуживающим машины, запрещается оставлять рабочее место, включать машину с открытыми крышками или кожухами, а также при наличии в ней неисправностей и посторонних предметов.

Высота производственных помещений должна обеспечивать безопасные условия установки и снятия оборудования, а также безопасность работы на этом оборудовании и его обслуживания.

Необходимо следить, чтобы скорость и направление вращения рабочих органов соответствовали величинам, указанным в инструкции по эксплуатации. Чрезмерное повышение числа оборотов может привести к поломке машины. Движение деталей, узлов машины и материалов должно быть наиболее рациональными и безопасными для работающих.

Работы по ремонту электрооборудования следует производить только при полностью снятом напряжении. Корпуса электрошкафов и щитов управления, трубы и металлорукава электропроводки должны быть надежно заземлены. Двери электрошкафов и щитов управления всегда закрыты на ключ.

Помещение, где установлено или смонтировано оборудование, должно соответствовать действующим требованиям сангигиены, техники безопасности и противопожарной безопасности.

Опасность поражения электрическим током

Электрический ток при неправильной эксплуатацией электроустановок может оказаться источником тяжелых несчастных случаев, а при некоторых обстоятельствах даже со смертельным исходом.

Основные причины поражения электрическим током: прикосновение к токоведущим частям электрооборудования или недопустимые приближения к ним; несоблюдение правил безопасности труда при эксплуатации электротехнических установок. Сила тока, проходящего через тело человека, попавшего в аварийную ситуацию, зависит от величины приложенного напряжения и сопротивления тела, которое непостоянно и может изменятся в зависимости от ряда факторов. При этом наиболее тяжелые последствия поражения в том случае, если путь тока проходит через сердце и легкие, так как ток парализует деятельность этих важнейших жизненных органов.

Большое значение имеет и продолжительность воздействия. При расчетах электробезопасности принимается допустимыми согласно таблице 16.

Таблица16

Предельно допустимые нагрузки на линии электропередач

Нагрузка	Единицы измерения	Количество
Сила тока	микро ампер	250	65	6
Продолжительность	секунд	0,2	1	30

При эксплуатации электротехнических устройств и установок несчастные случаи происходят еще и потому, что металлические части, обычно не находящиеся под напряжением из за пробоя изоляции либо по какой то другой причине оказываются под напряжением.

7.3 Основные требования техники безопасности

Участок разборки должен иметь прочные несгораемые стены. Полы на участке должны иметь ровную, без порогов, гладкую, но не скользкую удароустойчивую, не впитывающую нефтепродукты поверхность. Их необходимо систематически очищать от смазки и грязи. Потолки и стены следует закрашивать краской светлых тонов.

Оборудование должно быть расставлено с соблюдением необходимых разрывов. Не допускается скопления на участке большого количества агрегатов и деталей. Запрещается загромождать проходы, проезды и подходы к доскам с пожарным инструментом и огнетушителями.

Для обеспечения электробезопасности производственное помещение окольцовывают шиной заземления, расположенной на 0,5 метра от пола и снабженной надежными контактами. Все корпусы электродвигателей, а также металлические части оборудования, которые могут оказаться под напряжением, должны быть занулены или заземлены. Переносной электроинструмент можно применять при условии его исправности при напряжении не более 36 вольт. Если переносной электроинструмент работает от напряжения большего, чем 36 вольт, то он должен выдаваться вместе с защитными приспособлениями, диэлектрические перчатки, обувь, коврики. При перерыве в подаче электроэнергии немедленно отключить инструмент и приспособления.