диплом-02_10_2014. Автоматическое управление освещением птичника прус 1

• Название: Автоматическое управление освещением птичника прус 1
• Дата: 11.03.2022
• Размер: 25.06 Kb.
• Имя файла: диплом-02_10_2014.doc
• Тип: Пояснительная записка; #391406

диплом

от Natusy-2010 | skachatreferat.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агенство по образованию
ФГОУ ВПО «ЙОШКАР-ОЛИНСКИЙ АГРАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ» МарГТУ

Расчетно – пояснительная записка
На тему:
«Автоматическое управление освещением птичника ПРУС 1»
ЙОАК. 110302.51.041 ПЗ

Выполнил:
студент группы Э-41
Кольцов Е.Н.
Принял:
преподаватель
Чистов В.Б.

Йошкар-Ола
2010
ЗАДАНИЕ
Для курсового проектирования по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления» студенту Йошкар – Олинского аграрного колледжа IV курса группы Э-41 Кольцову Евгению Николаевичу.
Тема задания: «Автоматическое управление освещением птичника ПРУС1».
Курсовой проект на указанную тему выполняется студентом в следующем объеме.
1. Пояснительная записка.
Введение.
1. Исходные данные ПРУС 1.
2. Технологическая схема ПРУС 1.
3. Принципиальная схема ПРУС 1.
4. Расчет и выбор средств автоматизации.
5. Перечень оборудования и материалов.
6. Разработка шкафа управления.
7. Монтажно-адресная схема.
8. Определение показателей надежности (расчет надежности).
9. Расчет экономической эффективности.
10. Особенности монтажа и эксплуатации установки.
11. Зануление и заземление.
12. Техника безопасности.
Заключение.
Литература.
2. Графическая часть проекта
Лист 1. Принципиальная электрическая схема ПРУС 1.
Лист 2. Технологическая схема ПРУС 1.
Лист 3. Монтажно-адресная схема ПРУС 1.


Дата выдачи ___________________
Срок окончания _______________Преподрватель ________Чистов В.Б.
1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.
Показатели
ПРУС 1
напряжение питающей сети, В
220
Скорость вращения программного барабана, об/сутки
1
Погрешность обработки программы, мин.
±2
Число управляемых цепей, шт.
2
Длительность задания программы, суток
400
Габаритные размеры, мм
330х220х160
Масса, кг.
4

2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРУС 1.
Программное устройство ПРУС 1 позволяет управлять длительностью светового дня от 6 до 24ч, имитировать «рассвет» и «закат» естественной освещенности в течение 2…8 мин в соответствии с естественной долготой. Такое устройство состоит из токопроводящего барабана 2, который с помощью редуктора 1 и питания сети делает один оборот в сутки (рисунок 2). На барабан наклеена изоляционная белая трапециевидная полоса. Микропереключатели 3 с помощью роликов замыкают и размыкают цепи управления освещением и, одновременно перемещаясь вдоль барабана, имитируют начало и конец светового дня с ежедневной коррекцией его долготы.


3. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПРУС 1
Принципиальная электрическая схема регулирования светового потока осветительной установки указанным способом приведена на рисунке 3. При автоматическом управлении катушка программного реле времени КТ (типа 2РВМ) находится под напряжением, а переключатели SA1…SA4- в положении 1. В заданное время контакты реле времени КТ замыкаются, получает питание промежуточное реле KV4 и своими контактами подает питание на катушку электромагнитного пускателя КМ1. Электромагнитный пускатель КМ1 включает первую группу источников и подготавливает цепь включения катушки КМ2. Через заданное время, например 15 минут, контакт реле времени КТ размыкается, реле KV4 обесточивается и электромагнитный пускатель КМ2 включает вторую группу источников. Спустя еще некоторое время, например 15 минут, вновь замыкается контакт КТ, получают питание реле KV4 и электромагнитный пускатель КМ3, включается третья группа источников. Освещенность становится максимальной, а контакты реле времени КТ остаются замкнутыми.
Отключаются источники также ступенчато. В определенный момент контакт реле времени КТ размыкается и обесточивается реле KV4,включается реле KV1 и отключает первую группу ламп. Далее, через некоторое время замыкается контакт КТ, срабатывает реле KV2 и отключает электромагнитный пускатель КМ2, а следовательно, м вторую группу ламп. При следующем размыкании контактов КТ срабатывает реле KV3 и освещение отключается полностью, схема возвращается в исходное положение.


4. РАСЧЕТ И ВЫБОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ.

Номинальный ток:
(4.1)
Выбор магнитного пускателя КМ1, КМ2, КМ3.
1. По напряжению катушки:
UН.К.=UC
220В=220В
2.По номинальному току и напряжению:
IНОМ.К≥IН.
40А ≥3,94А;
UН.ПУСК.≥UC
220B=220B;
Выбираем магнитный пускатель 3 величины ПМЛ-3000. Номинальное напряжение UН=220В. Номинальный ток IН=40А.
Выбираем автоматический выключатель QF :
1. По номинальному напряжению:
UН.А.≥UC;
380В>220В;
2. По номинальному току автомата:
IН.А.≥IН
25А > 3,94А;

3. IН.РАСЦ.≥IН
0,6 А > 3,94А;
Выбираем трехполюсный автоматический выключатель марки АЕ2036Р, UН=380В, IН= 25А, IН.РАСЦ = 0,6А,предел регулирования(0,9-1,5) IН.
Кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя:
ICР. КАТ,= 12 IН.
Определяем кратность силы тока уставки автомата:

;
Отрегулируем уставу автомата на 0,9 IН.РАСЦ.
Выбираем промежуточное реле KV1-4 :
МКУ-48 – реле переменного тока, потребляемая мощность 5ВА,
количество и тип контактов до 8 в разных комбинациях.
Выбираем переключатель «тумблер» :
2ППН-45 – переключатель перекидной с нейтральным положением двухполюсный, номинальный ток 20 А, количество циклов включений и отключений 12500.
Выбираем автоматический выключатель однополюсный SF:
1.По номинальному напряжению:
UН.А.≥UC;
380В>220В;


2.По номи нальному току автомата:
IН.А.≥IН
50А > 3,94А;
3. IН.РАСЦ.≥IН
15 А > 3,94А;
Выбираем однополюсный автоматический выключатель марки А-3100, UН=380В, IН= 50А, IН.РАСЦ = 15 А, пределрегулирования(0,9-1,5) IН.
Кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя:
ICР. КАТ,= 12 IН.
Определяем кратность силы тока уставки автомата:

;
Отрегулируем уставу автомата на 0,9 IН.РАСЦ.

5. ПЕРЕЧЕНЬ ОБОРУДОВАНИЯ И МАТЕРИАЛОВ.
Таблица 2 – Перечень оборудования и материалов.
№
Наименование
Тип
Кол - во
Примеч.
1
Автоматический выключатель
АЕ 2036Р
1
IН.РАСЦ=20А
2
Магнитный пускатель
ПМЛ - 3000
3
IН=40А
3
Промежуточное реле
РЭС 6
1
U= 20 – 25 В
4
Автомат трехполюсный

1

5
Переключатель «тумблер»

4

6
Программное реле времени
ПРУС1
1

7
Сигнальная лампа

1

8
Осветительные лампы
ЛСП 22-14-701
100

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ,
(РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ).
Таблица показателей надежности элементов схемы автоматического управления освещением ПРУС1.
1. Коэффициент готовности технологического оборудования kг = 0,98
2. Безотказное время работы оборудования в течении года tр = 1000 ч
3. Средние затраты времени на вызов ремонтно-обслуживающего персонала tэи = 1,2 ч.
№
Наименование элементов схемы управления
Количество элементов
в схеме n
Интенсивность
Отказов отдельных элементов схемы λi10 ч-1
Время восстановления tbi ч
∑ λi ni 10-6 ч-1
∑ λi ni tbi 10-6
1
Осветительные лампы
1
0,17
0,1
6,8
0,68
2
Промежуточное реле
1
0,25
0,34
1
0,34
3
Сигнальная лампа
1
0,028
0,08
0,028
0,002
4
Выключатель автоматический
1
0,1
0,25
0,1
0,025
5
Автомат 3х полюсный
2
0,3
0,25
0,3
0,075
6
Переключатель «тумблер»
4
0,08
0,1
0,32
0,032
7
Магнитный пускатель
4
5
0,7
15
10,5
8
Реле времени
1
0,5
0,39
0,5
0,195

ИТОГО

24,048
11,849

1. Интенсивность отказов ПРУС1:
.
где, k = 10 – коэффициент, учитывающий влияние окружающей среды на интенсивность отказов.
2. Средняя наработка системы на отказ:
.

3. Время восстановления схемы:

где, kп – коэффициент, учитывающий время поиска неисправности в системе (1,5…2).
4. Ожидаемое количество отказов за год:
раз.

5. Ожидаемое время простоя технологического оборудования из-за отказа в работе системы автоматизации (в году):


6. Ожидаемое времяпростоя технологического оборудования из-за его отказов в работе (в году):


7. Суммарное ожидаемое время простоя технологического оборудования в течении года:


8. Годовая загрузка технологического оборудования:


9. Вероятность безотказной работы системы управления ПРУС1 составляет:

где, k’=0,5 – коэффициент использования технологических каналов.

10.Определяем вероятность отказа схемы:

9. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.
1. Ручное управление.
1.1 Определяем приведенные затраты:
руб.
где: Ен – нормативный коэффициент капиталовложений, Ен = 0,15 (для зданий и сооружений)
К1 – капиталовложения (руб.)
И – эксплуатационные издержки (руб.)
1.2 Капиталовложения:
руб.
где: Су – стоимость установки. Су = 250 тыс. руб.
Зсмр – затраты на строительно-монтажные работы (руб.), Зсмр = (0,2-0,25)∙ Су ;
руб.
Зтрхр - затраты на транспортные расходы и расходы на хранение (руб.), Зтрхр = (0,02-0,025)∙ Су ;
руб.
1.3 Эксплуатационные издержки:
руб.
где: Иа - амортизационные отчисления (руб),
Итотр - отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание (руб),
Из - расходы на зарплату обслуживающего персонала (руб)
Иэ – затраты на электроэнергию,
Ипр – прочие расходы.
Амортизационные отчисления:
руб.
где: Ра – норма амортизационных отчислений (%),
(принимаем Ра = 14,5 %),
Отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание (руб):
руб.
Затраты на электроэнергию:
руб.
где: Рном – номинальная мощность электроустановки (кВт)
Тг – длительность работы установки в году, ч
Кз – коэффициент загрузки установки,
аэ – тариф на электроэнергию (руб/кВт-ч)
ŋном – КПД установки,
Прочие расходы:
руб.
Расходы на зарплату обслуживающего персонала (руб):
руб.
где: N – число обслуживающего персонала (чел.)
Число обслуживающего персонала:
чел.
где: Зуд – затраты на ТО и ТР одной условной единицы (час),
У – количество условных единиц,
tсм – продолжительность рабочейсмены (час.)
Зр – средний дневной заработок обслуживающего персонала
Средний дневной заработок обслуживающего персонала:
руб.


где: Зч.р. – часовой заработок электромонтера 3 разряда,
принимаем Зч.р.= 37,5 руб.
2. Автоматическое управление
2.1 Годовые приведенные затраты:
руб.
2.2 Капиталовложения:

руб.
2.3 Эксплуатационные издержки:

12.ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.
Техника безопасности призвана выявлять опасные факторы и выдвигать технические требования к конструкциям машин, которые должны обеспечить вполне достаточную безопасность. Техника безопасности становиться основной для научных и конструкторских разработок новых технических способов и устройств, обеспечивающих рабочих и всех лиц, пользующихся электрооборудованием и при отборе наиболее эффективных, надежных и экономических средств безопасности из числа существующих.
В технику безопасности входят: технические мероприятия или способы обеспечения безопасности (применение защитного заземления, ограждение движущихся частей), технические средства обеспечения безопасности (заземляющие устройства, ограждающие конструкции) и защитные средства – самостоятельные изделия, не являющиеся частью электроустановки, как, например, заземляющее устройство или ограждающая конструкция, но предназначенные также для обеспечения безопасности (пресной заземляющий проводник, диэлектрические перчатки).
Общие требования техники безопасности выполняемых при эксплуатации сводятся к следующему:
Каждый работник, поступающий на предприятие должен пройти медицинское обследование и вводный инструктаж, об этом делают отметку в специальный журнал. Обучение техники безопасности проводят ежегодно.
Персонал, обслуживающий персонал должен быть знаком с соответствующими инструкциями и использовать соответствующие инструменты по эксплуатации.
Для предотвращения пожара необходимо следить за исправностью электропроводок и электрооборудования. Замыкание, из-за плохой изоляции проводов приводят к их нагреву и воспламенению.
Предупреждающие плакаты и таблички должны быть вывешены вблизи эксплуатируемого оборудования на видном месте.