Вентиляция. Автоматизация производства
 Скачать 0.51 Mb.
|
 Введение. Автоматизация производства — это применение автоматических и автоматизированных устройств и систем для полного или частичного освобождения человека от выполняемой им работы по управлению и контролю при получении, обработке, передаче и использовании энергии, материалов, информации и др. Автоматизация — одно из основных направлений научно-технического прогресса. Механизация и автоматизация сельского хозяйства повышают производительность труда, способствуют увеличению выпуска сельскохозяйственной продукции, росту её качества. Эти процессы тесно связаны с применением индустриальной технологии производства в сельском хозяйстве, совершенствованием планирования и управления. Машины, механизмы, автоматические системы облегчают труд людей, улучшают условия труда. Автоматизация сельскохозяйственного производства значительно отличается от других видов производства технологическими особенностями, которые необходимо учесть при разработке системы управления. Наиболее существенные особенности: работа с объектами живой природы; ограниченные возможности контроля состояния объектов работ; зависимость производственных процессов от климатических условий; территориальная рассредоточенность производственных процессов; низкая квалификация работников; разнообразие и сложность контроля измеряемых параметров; агрессивность среды, в которой работает техника (температура, влажность); ограничение способов, которые может заимствовать автоматизация сельскохозяйственного производства. Созданы крупные специализированные животноводческие комплексы, птицефабрики, зверофермы, тепличные комбинаты, где производство организовано на промышленной основе, что позволяет в полной мере использовать современные технические средства автоматики. На животноводческих фермах оборудованы автоматизированные поточные линии доения коров и первичной обработки молока, приготовления и раздачи кормов. В животноводческих помещениях автоматически обеспечивается оптимальный микроклимат. На большинстве животноводческих ферм полностью автоматизированы системы водоснабжения, вентиляции отопления помещений и навозоудаления. В общем случае автоматизация любого сельскохозяйственного производства может дать следующие преимущества: эффективная организация складского хозяйства; повышение производительности труда; планирование работ для удаленных подразделений; управление торговлей; обработка данных в необходимых разрезах и с любой детализацией; управление ценовой политикой; оптимизация плана производства; уменьшение простоя; сокращение сроков выполнения заказов; исключение срывов продаж; выбор оптимальных поставщиков; своевременное выявление отступлений от плана; упрощение взаимодействия с государственными органами; ускорение создания промежуточной и итоговой отчетности; исключение дублирования и многократной обработки данных; повышение квалификации персонала; возможность ведения учета по международным стандартам. Автоматизация сельскохозяйственного производства может затрагивать функции: ведения управленческого, бухгалтерского и налогового учетов; составления форм квартальной отчетности в соответствии с требованиями к АПК; учета выполняемых технологических операций по полям; ведения учета в животноводстве (КРС и свиноводство); определения загрузки и учета работы транспорта и техники; контроля ветеринарных мероприятий; мониторинга и анализа эффективности для руководителей; начисления амортизации, пая; оперативного ресурсного планирования; определения загрузки техники; планирования и итоговой аналитики производственного процесса по основным показателям эффективности; управления затратами и расчета себестоимости; анализа остатков на складе под производственные заказы; взаимодействия с покупателями и поставщиками; управления персоналом; уточнения предоставляемой информации; учета и планирования расходов. Тема курсового проекта «Автоматизация системы вентиляции в коровнике на 200 голов» актуальна, т.к. продуктивность и здоровье животных зависят не только от уровня кормления, но и от хорошей организации снабжения животных доброкачественной водой на фермах и пастбищах. В курсовом проекте произведён выбор и расчет электрооборудования, разработана автоматическая система управления водоснабжением, для которой выбраны средства автоматики и составлены принципиальная схема, временная диаграмма, функциональная схема, а так же монтажная схема щита, рассчитана надёжность установки, показаны мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту системы автоматизации. 1.Характеристика объекта автоматизации. . 1.1 Характеристика здания Коровник на 200 голов предназначен для содержания поголовья и производства молока. Здание фермы представляет собой помещение прямоугольной формы, размеры которого 72*18 м. Коровы содержатся на привязи, в одном ряду размещено по 50 коров. С левого торца здания имеются вспомогательные помещения, справа система навозоудаления. Стены кирпичные, пол бетонный, перекрытие железобетонное. Рядом с фермой находится трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ закрытого типа. Кабель на ввод идет с опоры воздушной линии. 2 категория надежности - перерыв электроснабжения приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов. Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаиморезервируеимых источников питания (двух ТП или двух взаиморезервирующих трансформаторов одной ТП), и перерыв их электроснабжения допускается на время включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады в течение часа. Допускается питание электроприемников II категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Здание коровника относится к категории В2 по пожароопасности. В1-В4 Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они находятся (обращаются), не относятся к категории А или Б. Категория по электробезопасности – помещения с повышенной опасностью - характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: а) сырость(более 75%); б) токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.); в) высокая температура; г) токопроводящая пыль; д) возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям), с другой;. Коровник должен обеспечивать не только защиту от дождя и ветра, но и создавать определенный комфорт для коров. Микроклимат животноводческих помещений – один из существенных факторов, влияющих на продуктивность животных, качество продукции, срок службы животноводческих построек и технологического оборудования. Для создания оптимального микроклимата необходимо воздействовать одновременно на температурно-влажностный режим и газовый состав воздуха в животноводческих помещениях. Для обеспечения необходимого воздухообмена в животноводческих и птицеводческих помещениях в настоящее время широко используют приточно-вытяжные установки ПВУ и комплектное вентиляционное оборудование серии «Климат-4», которое может работать совместно с калориферами или теплогенераторами. Основу этого оборудования составляют специальные низконапорные осевые электровентиляторы ВО, расположенные в стенах здания (рис. 1), выпускаемые трех типоразмеров: № 4; 5,6 и 7,1 (диаметры рабочих колес соответственно равны 400, 560 и 710 мм). Система управления обеспечивает автоматическое регулирование подачи электровентиляторов в зависимости от изменения температуры воздуха в помещении.  Рис.1. Пример схемы вентиляции. Отопительные устройства должны возмещать потери тепла в животноводческих помещениях, а также обеспечивать потребное количество тепла для подогрева приточного воздуха. Для коровников, доильных залов, телятников, родильных отделений и профилакториев целесообразно применять воздушное отопление калориферами огневого, парового или электрического действия, совмещенное с вентиляцией, в виде отопительно-вентиляционных агрегатов. При воздушном отоплении происходит хорошее перемешивание воздуха в помещении, в результате чего сглаживается перепад температур внутреннего воздуха в верхней и нижней зонах помещения. Распространенными системами также являются системы водяного отопления с естественной циркуляцией или с насосным побуждением при наличии центральных котельных, снабжающих теплом группу помещений. В проекте произведем расчет электродного котла КЭВ для поддержания температуры в зимнее время. Оптимальная температура для коровника 100С. Одним из трудоемких процессов в коровнике является кормораздача. Все кормораздатчики делятся на два типа — стационарные и мобильные. В свою очередь мобильные могут быть прицепными навесными, приводными и самоходными, а стационарные в зависимости от типа кормонесущего органа — механическими или транспортерными, пневматическими, гидравлическими и гравитационными (самотечные) (ТВК, КЛК, КТУ, РВК,РК). Стационарный кормораздатчик ленточный РК-50 над кормушками, позволяет раздавать все виды кормов в измельченном виде. Раздатчик кормов РК-50 (рис. 2) в коровнике на 200 голов обслуживает четыре кормовых ряда и состоит из двух транспортеров раздатчиков 1, поперечного транспортера 2, наклонного транспортера 3 и пульта управления, расположенного в кормовом отделении, где производится загрузка кормов в раздатчик. Все транспортеры ленточные, и каждый имеет свой электропривод.  Рис. 2. Стационарный раздатчик кормов (схема): 1 — транспортер-раздатчик; 2 — поперечный транспортер; З — наклонный транспортер; 4 — поворотный направляющий лоток; 5 — кормушка. Транспортеры-раздатчики установлены над кормушками на вы соте 1,6—2,1 м. Поперечный и наклонный транспортеры расположены над транспортерами-раздатчиками в среднем поперечном проходе коровника. Чтобы корова могла дать 1 литр качественного молока, она должна выпивать не менее 3 литров чистой свежей воды. Автопоилки в коровниках могут быть индивидуальные и групповые (ПА-1, ПАВ-9М, АГК-4А). Следует учесть, что в холодное время года, температуру поступающей воды необходимо увеличивать. Для подогрева воды используют установки косвенного нагрева при помощи тепловых электронагревательных элементов, а также установки индукционного и диэлектрического нагрева. В сельском хозяйстве для подогрева воды для поения животных и технологических нужд используют электронагреватели низкого давления – термосы типа УАП (ВЭП) с резервуаром, проточные водонагреватели типа ЭПВ и др. В проекте система поения для привязного содержания - это индивидуальные поилки из гигиенического ударопрочного полипропилена (рис.3), уровневые и соединенные между собой магистральным водопроводом по принципу сообщающихся сосудов. Одна поилка – на два места: её монтируют на стойку между двумя смежными стойлами для удобства поения двух рядом стоящих коров. Вода в таких моделях поступает из расширительных пластиковых баков с уровневой системой регулировки наполнения воды, расположенных в поперечном проходе.  Рис. 3. Оборудование ОСК-25 : 1. Стойка опорная, 2. Поворотный механизм, 3. Навесной брус, 4. Цепь привязная, 5. Водопровод напорный магистральный, 6. Водопровод безнапорный, 7. Отвод поилки, 8. Бак уровеневый с поплавковым механизмом, 9. Чаща поильная Исследования, проведенные в США, Канаде и Израиле, а также в Дании, Германии, Великобритании и Италии показали, что свет влияет на здоровье, плодовитость, обмен веществ и продуктивность животных. Также следует учитывать вопросы обеспечения безопасности труда обслуживающего персонала. Дежурное освещение в ночное время составляет 10-20% от общего освещения. В зависимости от производственного процесса, формирования последовательности технологических операций при машинном доении, размера животноводческой фермы, продуктивности коров и способа содержания животных используют различные схемы технологического процесса доения коров на животноводческой ферме. Наиболее характерными из них являются следующие: 1. Доение в коровниках с привязным содержанием животных на молочных фермах и крестьянских фермерских хозяйствах с использованием малогабаритных доильных установок УДИ - 4, УДИ - 5 и агрегатов индивидуального машинного доения АИД - 1, Еlmas - 1 и др., установленных на специальных тележках. 2. Доение в коровниках с привязным содержанием животных со сбором молока в переносные ведра на установках АД -100А, ДАС - 2Б и со сбором молока в молокопровод на установках АДМ - 8А- 1-2, УДМ - 200 и др. При доении коров выдоенное молоко переносится ведрами в молочное отделение, собирается в промежуточную емкость, откуда насосом перекачивается в молочный танк с предварительной его фильтрацией. В танке молоко охлаждается до +40С и хранится до его вывоза на перерабатывающее предприятие. На животноводческих фермах и комплексах используют различные системы удаления навоза, выбор которых зависит от способа содержания животных, особенностей помещений, климатических условий, вида и количества подстилочного материала. Так, при содержании коров на подстилке получается навоз влажностью 65…70%, при ограничении подстилки – полужидкий навоз влажностью 83…88%. Навоз влажностью 65…70% удаляют из помещений в большинстве случаев механическими средствами (шнековые и скребковые транспортеры, тракторы с бульдозерной навеской и т.д.) (ТСН, КНП, УТН), жидкий навоз – с использованием гидравлических систем, а полужидкий – скреперными установками (при этом навоз хранится непосредственно под щелевым полом коровника) (УСН, ТС). В проекте навоз из помещения удаляют скребковыми транспортерами ТСН-3Б, а затем транспортируют в хранилище саморазгружающейся электрифицированной тележкой. 1.2 Характеристика технологического процесса Температура внутри помещений для содержания животных, влажность воздушной среды и содержание в ней аммиака, углекислоты, сероводорода, механических и других примесей, скорость движения воздуха в совокупности характеризуют микроклимат. Состояние микроклимата непосредственно влияет на продуктивность животных, расход кормов, качество получаемой продукции. Установлено, что значительное нарушение параметров микроклимата может привести к снижению продуктивности до 40 %, а заболеваемость, особенно молодняка, может увеличиться в 2...3 раза. Плотность поголовья в животноводческих помещениях является важнейшим фактором, с которым связаны особые требования, предъявляемые к микроклимату в этих помещениях. Особенно трудно обеспечить хороший микроклимат летом. Механические системы вентиляции делятся на 3 типа: • Системы положительного давления (приточные); • Системы отрицательного давления (вытяжные); • Равновесные системы (приточно-вытяжные). Суть приточно-вытяжной системы вентиляции в том, что и приток, и удаление воздуха происходит за счет работы соответствующих вентиляторов. В проекте приточная вентиляция реализована с помощью осевых вентиляторов типа ВО-5,6, установленных в стенах телятника, производительностью 6000 м3/час. Автоматизированная система «Климат», разработанная ВНИИ Электроприводом, предназначена для поддержания в животноводческих помещениях оптимального температурно-влажностного режима и выпускается промышленностью в различных модификациях. Все комплекты серии «Климат» оборудованы специальными низконапорными осевыми электровентиляторами серии ВО, подача которых регулируется в широких пределах путем изменения напряжения, подводимого к их электродвигателям. Рабочее колесо электровентилятора насажено па вал двигателя и находится по потоку воздуха впереди пего. Вентилятор позволяет подавать большие объемы воздуха при низком давлении. В зависимости от диаметра рабочего колеса элсктровснтиляторы серии ВО имеют три типоразмера: ВО-4 (400 мм), ВО-5,6 (Г)6() мм) и ВО-7 (700 мм), и их двигатели допускают диапазон регулировании частоты вращения в пределах соответственно 5 : 1, 10: 1 и 8. Крышные вентиляторы предназначены для установки на кровлях зданий. Их выпускают как с центробежными, так и с осевыми рабочими колесами и используют главным образом для децентрализованной общеобменной вентиляции с температурой перемещаемого воздуха до 60–700С. Система автоматического управления комплектов «Климат» обеспечивает: ступенчатое регулирование частоты вращения вентилятора, автоматический переход на низкую или высокую при снижении или увеличении температуры в помещении, автоматический выбор числа работающих вентиляторов или их полное отключение при аварийном понижении температуры, возможность ручного управления осевыми вентиляторами, защиту двигателей от перегрузок и коротких замыканий. |