Главная страница
Навигация по странице:

  • Курсовой проект по дисциплине:«Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления»

  • Расчетно-пояснительная записка на тему:«Автоматизация мобильного кормораздатчика смесителя КС-1,5»

  • 2. Графическая часть проекта

  • СОДЕРЖАНИЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49

  • 3 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА

  • 4. РАСЧЕТ И ВЫБОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

  • 6 РАЗРАБОТКА ШКАФА УПРАВЛЕНИЯ

  • 9 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

  • 2. Автоматическое управление.

  • 3. Подсчитываем годовую экономическую эффективность внедрения автоматизации, (руб): Э г =

  • 4. Определяем нормативный срок окупаемости

  • 5. Определяем фактический срок окупаемости, (лет): (лет),Т ок

  • 10 ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ШКАФА УПРАВЛЕНИЯ

  • кормораздатчик смеситель кс1,5. Курсовой проект по дисциплине Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления


    Скачать 0.68 Mb.
    НазваниеКурсовой проект по дисциплине Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления
    Анкоркормораздатчик смеситель кс1,5.docx
    Дата17.03.2018
    Размер0.68 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлакормораздатчик смеситель кс1,5.docx
    ТипКурсовой проект
    #16819

    Министерство образования и науки Российской федерации

    Федеральное агентство по образованию

    Йошкар-Олинский Аграрный Колледж

    ГОУ ВПО «МарГТУ»

    Курсовой проект

    по дисциплине:

    «Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления»

    Выполнил:

    студент группы Э-41

    Крылов Д.А

    Проверил:

    Чистов В.Б.


    Йошкар-Ола

    2014

    Министерство образования и науки Российской федерации

    Федеральное агентство по образованию

    Йошкар-Олинский Аграрный Колледж

    ГОУ ВПО «МарГТУ»

    Расчетно-пояснительная записка

    на тему:

    «Автоматизация мобильного кормораздатчика смесителя КС-1,5»

    Выполнил:

    студент группы Э-41

    Крылов Д.А

    Проверил:

    Чистов В.Б.

    Расчетно-пояснительная записка на ____ листах

    Йошкар-Ола

    2014

    ЗАДАНИЕ

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    3

    КП 110302.51.041.ПЗ

    Для курсового проектирования по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления» студенту 4 курса группы Э-41 Крылов Дмитрий Александрович

    Тема задания: «Автоматизация мобильного кормораздатчика смесителя КС-1,5».

    Курсовой проект на указанную тему выполняется студентом в следующем объеме

    1. Пояснительная записка

    Содержание

    Введение

    1. Исходные данные

    2. Технологическая схема

    3. Принципиальная электрическая схема

    4. Расчет и выбор средств автоматизации

    5. Перечень оборудования

    6. Разработка шкафа управления

    7. Монтажно–адресная схема

    8. Расчет надежности

    9. Расчет экономической эффективности

    10. Особенности монтажа и эксплуатации

    11. Зануление и заземление

    12. Техника безопасности

    Заключение

    Литература

    2. Графическая часть проекта

    Лист 1. Принципиальная электрическая схема

    Лист 2. Монтажно-адресная схема

    Лист 3. Технологическая (функциональная) схема

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    5

    КП 110302.51.041.ПЗ

    СОДЕРЖАНИЕ

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    6

    КП 110302.51.041.ПЗ

    ВВЕДЕНИЕ

    На небольших свиноводческих фермах распространены мобильные электрофицированые кормораздатчики смесители КС-1,5. Они предназначены для перемешивания и раздачи кормовых смесей влажностью 60…80%. Загружают кормораздатчики при помощи транспортеров кормами, поступающими из кормоцеха в приготовленном виде, или компонентами смеси. Из бункера раздатчика корм подается в кормушки раздаточными шнеками. Выгрузные шнеки снабжены дозирующими устройствами в виде шиберных заслонок, что обеспечивает широкий диапазон дозирования корма, подаваемого в кормушки. Передвигаются кормораздатчики в кормовом проходе по рельсам. Вдоль кормового прохода под потолком укреплен желоб для размещения питающего четырех жильного кабеля. Жилу меньшей площади сечения используют для заземления корпусов электродвигателей раздатчика.

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    7

    КП 110302.51.041.ПЗ

    1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

    Таблица 1 - Технические данные кормораздатчика КС-1,5

    Кормораздатчик

    Производительность, т/ч

    Вместимость бункера, м3

    Число обслуживаемых животных

    Мощность и число эл. двигателей,кВт/шт.

    Скорость при раздаче, м/с

    КС-1,5

    30-70

    2,0

    600-1200 поросят отъемышей

    7,15/4

    0,36

    Таблица 2 - Технические данные электродвигателя

    Тип электродвигателя

    Номинальная мощность, кВт

    Номинальный ток, А

    Кратность пускового тока

    4А100S2СУ1

    4А80А2СУ1

    4А71А2СУ1

    4А71А2СУ1

    4

    1,5

    0,75

    0,75

    7,8

    3,3

    1,76

    1,76

    7,5

    6,5

    5,5

    5,5


    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    8

    КП 110302.51.041.ПЗ

    2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

    техноло

    1 – рельсовый путь; 2 – выгрузной шнек; 3 – дозирующее устройство;

    4 – бункер; 5 – разравниватель; 6,7 – шнековая и лопастная мешалка;

    8 – привод выгрузного шнека; 9 – мотор-редуктор

    Рисунок 1 – Технологическая схема

    Кормораздатчик состоит из ходовой части с электропроводом, бункера, двух выгрузных шнеков с дозирующим устройством, четырехскоростной коробкой передач для измерения выдачи корма, площадки для рабочего и пульта управления. В бункер кормораздатчика загружают готовый к выдачи корма или компоненты кормовой смеси. В это время выгрузные окна закрыты шиберными заслонками. Если корм необходимо смешать, включают на 4…20 мин шнек - мешалку и лопастную мешалку. Когда кормораздатчик по рельсовому пути, проложенному в кормовом проходе, подъезжает к ряду

    кормушек, оператор включает привод выгрузных шнеков и открывает шиберные заслонки; корм поступает в кормушки. Норму выдачи регулируют изменением открытия шиберных заслонок. При выдаче корма вИзм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    9

    КП 110302.51.041.ПЗ

    индивидуальные кормушки используют тормозное устройство для остановки раздатчика у соответствующей кормушки. Вместимость бункера 2 м3 . Подача корма 30…70 т/ч. Общая установленная мощность четырех электродвигателей 7,1 5 кВт. Один оператор может обслужить 600…1200 поросят - отъёмышей.

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    10

    КП 110302.51.041.ПЗ

    3 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА

    При включении автомата QF загорается лампа HL, сигнализирующая о наличии напряжения в цепи управления. Затем включается пакетно кулачковый выключатель QS. При нажатии кнопки SB2 замыкается цепь магнитного пускателя КМ1 и запускается электродвигатель М1. Затем кнопкой SB4 подают напряжение на катушку реверсивного магнитного пускателя КМ2 и промежуточного реле KV 1, которое своими замыкающими контактами блокирует пусковую кнопку SB4. Запускается электродвигатель ходовой части (тележки) корма раздатчика М2 для движения кормораздатчика вдоль кормушек вперед. Кнопкой SB7 включают электродвигатель первого шнека М3 или кнопкой SB9 включают электродвигатель второго шнека М4 и зависимости от того, на какую сторону раздается корм. При двухсторонней раздаче карма включаются оба шнека.

    При нажатии педали тормоза размыкаются контакты конечного выключателя SQ1, отключается электродвигатель М2, и под действием тормоза и сил сопротивления движению кормораздатчика почти мгновенно останавливается.

    При отпускании педали тормоза контакты SQ1 снова замыкаются и происходит мгновенное включение тягового электродвигателя М2 без дополнительного нажатия кнопки SB4 или SB5, и движение происходит в ту сторону, в которую двигался кормораздатчик до нажатия педали тормоза. В данном случае корма раздатчик двигался вперёд, промежуточное реле KV1 находится под напряжением и его контакты будут замкнуты, блокируя кнопку пуска SB4.

    Если на пути движения вперед встретится препятствие, то под действием его находящееся спереди раздатчика стержневое устройство действует на конечный выключатель SQ2, размыкая его контакты и автоматически останавливая кормораздатчик.
    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    11

    КП 110302.51.041.ПЗ

    После опорожнения бункера, кнопкой SB3 останавливают тяговый электродвигатель М 2, привод выгрузных шнеков отключают кнопками SB6 и SB8, а затем тяговый двигатель кормораздатчика М2 переключают на обратный ход кнопкой SB5.

    20140403_155026

    Рисунок 2 – Электрическая принципиальная схема

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    12

    КП 110302.51.041.ПЗ

    4. РАСЧЕТ И ВЫБОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

    1. Выбор КМ2 электромагнитного пускателя.

    Напряжение катушки пускателя:

    UK =UC,

    где UK – напряжение катушки пускателя, (В);

    UC – напряжение сети, (В);

    Номинальный ток пускателя:

    Iном.п.>Iном.д.,

    Iном.д.=7,8(А),

    где Iном.п. – номинальный ток пускателя, (А);

    Iном.д. – номинальный ток двигателя, (А);

    Предварительно выбираем пускатель первой величины, у которого Iном.п=10(А).

    Проверяем условие коммутации:

    Iном.п.=,

    где Iпуск.дв. – пусковой ток двигателя;

    Iпуск.дв.=Iном.д.∙ki,

    Iпуск.дв.=7,8∙7,5=58,5(А),

    Iном.п.=,

    Условие коммутации выполняется: 10>9,75(А).

    Выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ-123002 с кнопками «Пуск» и «Стоп» и сигнальными лампами.

    Электромагнитный пускатель КМ3 выбираем аналогичный.

    2. Выбор теплового реле.

    По току реле:

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    13

    КП 110302.51.041.ПЗ

    Iном.р.=1,1·Iном.п.,

    где Iном.р. – номинальный ток реле, (А);

    Iном.р. =1,1·7,8=8,58(А),

    Выбираем тепловое реле РТЛ-101404 Iн.=25(А) с пределами регулирования силы тока несрабатывания 7-10(А).

    3. Выбор КМ1 электромагнитного пускателя.

    Напряжение катушки пускателя:

    UK=UC,

    Номинальный ток пускателя:

    Iном.п.>Iном.д.,

    Iном.д.=3,3(А),

    Предварительно выбираем пускатель первой величины, у которого

    Iном.п.=10(А).

    Проверяем условие коммутации:

    Iном.п =,,

    Iпуск.дв.=Iном.д.∙ki,

    Iпуск.дв.=3,3∙6,5=21,45(А),

    Iном.п =,

    Условие коммутации выполняется: 10>3,58(А).

    Выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ-123002 с кнопками «Пуск» и «Стоп» и сигнальными лампами.

    4. Выбор теплового реле.

    По току реле:

    Iном.р.=1,1·Iном.п.,

    Iном.р.=1,1·3,3=3,63(А),

    Выбираем тепловое реле РТЛ-100804 Iн =25(А) с пределами регулирования силы тока несрабатывания 2,4-4(А)Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    14

    КП 110302.51.041.ПЗ

    .

    5. Выбор КМ4 электромагнитного пускателя.

    Напряжение катушки пускателя:

    UK=UC,

    Номинальный ток пускателя:

    Iном.п.>Iном.д.,

    Iном.д. =1,76(А),

    Предварительно выбираем пускатель первой величины, у которого

    Iном.п = 10(А).

    Проверяем условие коммутации:

    Iном.п.=,,,

    Iпуск.дв.=Iном.д∙ki,

    Iпуск.дв.=1,76∙5,5=9,68(А),

    Iном.п.=,

    Условие коммутации выполняется: 10>1,61(А).

    Выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ-123002 с кнопками «Пуск» и «Стоп» и сигнальными лампами.

    Электромагнитный пускатель КМ5 выбираем аналогичный т.к. номинальный ток 4 электродвигателя равен 3 электродвигателю.

    6. Выбор теплового реле.

    По току реле:

    Iном.р.=1,1·Iном.п.,

    Iном.р.=1,1·1,76=1,92(А),

    Выбираем тепловое реле РТЛ-1000704 Iн=25(А) с пределами регулирования силы тока несрабатывания 1,5-2,6(А).

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    15

    КП 110302.51.041.ПЗ

    7. Выбираем однополюсные автоматы SF.

    АК-63-3МГ Iн =5(А);

    8. Выбираем сигнальную лампу HL.

    ТН-0,2-2 U=85(В) I=0,25(мА);

    9. Выбираем промежуточное реле KV1 и KV2.

    РПУ-1 U=220(В) I=2(A);

    10. Выбираем автоматический выключатель QF.

    По номинальному напряжению Uн.а.:

    ,

    По номинальному току Iн.а.:

    ,

    Выбираем автомат ВА51Г31, , предел регулирования (0,8-1,0), .

    Определяем кратность силы тока уставки К:

    ,

    где Iн.расц.номинальный ток расцепителя, (А);

    Отрегулируем уставку автомата на 0,83.

    Проверяем выбранный автомат на возможность ложного срабатывания при пуске двигателя:

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    16

    КП 110302.51.041.ПЗ

    ,

    где Iср.р. – ток срабатывания расцепителя, (А);

    Iср.к. – ток срабатывания катушки, (А);

    ,



    163,17<441(А) - условие выполняется, ложного срабатывания не будет.

    12. Выбор и расчет силовой электропроводки.

    Выбираем кабель АВРГ, предусматривая проложить его в винипластовой трубе.

    Определяем площадь сечения, (мм2), кабеля по условию допустимого нагрева Iдоп..

    Iдоп.>Iном.д.,

    Iдоп.=25(А),

    Ближайшему большему току 27(А) соответствует площадь сечения кабеля

    q1 = 4 мм2 [Л-1, прил. 8].

    Определяем площадь сечения кабеля по условию аппарата защиты.

    В качестве аппарата принят автомат ВА51Г31 с расцепителем

    Iном.р. = 25(А).

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    17

    КП 110302.51.041.ПЗ

    5 ПЕРЕЧЕНЬ ОБОРУДОВАНИЯ

    Таблица 3 - Экспликация оборудования и материалов



    Наименование

    Тип

    Количество

    Примечание

    1

    Автоматический выключатель

    ВА51Г31

    1

    IH = 100А

    2

    Магнитный пускатель

    ПМЛ123002

    5

    IH = 25А

    3

    Однополюсный автомат

    АK-63-3МГ

    1

    IH = 5А

    4

    Лампа сигнальная

    ТН-0,2-2

    1

    UН = 85В

    IH = 0,25 мА

    5

    Кабель питающий

    АВРГ 3×4

    150м

    IН = 25 A

    6

    Монтажный провод

    ПВ-1

    -

    -

    7

    Промежуточное реле

    РПУ-1

    2

    UН = 220В

    IH = 2 А

    8

    Электродвигатель

    4А71А2СУ1

    4А80А2СУ1

    4А100S3СУ1

    2

    1

    1

    P=0,75 кВт

    P=1,5 кВт

    P=4 кВт

    9

    Кнопки управления

    ПКЕ 122-3Т2

    ПКЕ 122-2Т2

    1

    3




    10

    Клеммная колодка

    ЗН-25

    1





    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    18

    КП 110302.51.041.ПЗ

    6 РАЗРАБОТКА ШКАФА УПРАВЛЕНИЯ

    Габаритные размеры ящика управления выбираем, исходя из компоновки элементов схемы управления и их габаритных размеров. Аппараты и приборы внутри щитков нужно группировать по принадлежностям к системам измерения, управления и сигнализации, а внутри этих групп по роду тока, значения напряжения, типа аппаратов. Аппаратуру, выделяющую при работе большое количество теплоты нужно размещать в верхней части щитов. Аппараты и приборы, характеристика которых существенно зависит от температуры окружающей среды, устанавливают в местах удаленных от устройств выделяющих теплоту. Аппараты с подвижными токоведущими частями следует размещать, чтобы они не могли самопроизвольно замкнуть цепь под действием силы тяжести. Не допускается устанавливать на одной панели щита аппараты и приборы, к которым подводятся трубки с горючей жидкостью.

    Соединение элементов, находящихся на дверце с элементами, установленными на задней стенке шкафа, осуществляется при помощи жгута. Для монтажа используем медный провод марки ПВ-1.

    Кроме того, предусмотрено электрическое соединение дверцы со шкафом при помощи гибкого ручного привода.

    На задней стенке шкафа управления устанавливаем пускозащитную аппаратуру (магнитный пускатель, тепловое реле, автоматический выключатель), а также промежуточное реле.

    На дверце шкафа управления устанавливаем кнопки управления и сигнальные лампы.

    На рисунке 4 изображено размещение всех элементов схемы в шкафу управления.

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    19

    КП 110302.51.041.ПЗ

    Выбираем шкаф управления

    ЩМП-3-074У2щмп-3-074

    Корпус 650х500х220

    Количество вводов 19 отв.

    Масса 138 кг


    Рисунок 3 – Шкаф управления ЩМП-3-074У2

    Рисунок 4 - Шкаф управления и размещение оборудования

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    20

    КП 110302.51.041.ПЗ

    7 МОНТАЖНО-АДРЕСНАЯ СХЕМА

    Разработка монтажно-адресной схемы является важнейшим этапом в автоматизации установки. Данная схема значительно упрощает монтаж оборудования в шкафу управления и ставит задачу перед электромонтером только следовать адресам на схеме. На рисунке 5 изображена монтажно-адресная схема шкафа управления. С левой стороны показана задняя часть ящика, а с правой дверца. На схеме каждый элемент имеет номер и адрес соединения.

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    22

    КП 110302.51.041.ПЗ

    8. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ

    Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и в условиях эксплуатации технического обслуживания, ремонта и транспортировки.

    При планировании систем автоматизации необходимо разрабатывать также системы автоматического управления, которые обладают наилучшими техническими характеристиками и обеспечивают требуемую степень надежности в процессе эксплуатации. Если при проектировании не учесть надежность, то в реальных условиях разработка схемы может оказаться не работоспособной. Основными причинами частых отключений является низкий уровень эксплуатации, отсутствие или неправильных настроек необходимых защит от аварийных режимов, невысокое качество изоляции, не правильный выбор электрооборудования по категории размещения.

    Значение показателей надежности отдельных элементов схемы автоматизации приведены в таблице 4.

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    23

    КП 110302.51.041.ПЗ

    Таблица 4 - Таблица показателей надёжности элементов схемы



    Наименование элементов в схеме

    Количество элементов в схеме, ni

    Количество отказов,

    λi·10-6-1)

    Время восстановления,

    tВi (ч)

    ∑2·λi·ni·10-6-1)

    ∑λi·ni·tВ·10-6-1)

    1

    Трехполюсный автомат

    1

    0,3

    0,25

    0,6

    0,15

    2

    Однополюсный автомат

    1

    0,1

    0,25

    0,2

    0,05

    3

    Магнитный пускатель

    5

    5

    0,7

    50

    35

    4

    Двигатель

    4

    8,6

    1,25

    68,8

    86

    5

    Конечный выключатель

    2

    0,16

    0,45

    0,64

    0,288

    6

    Промежуточное реле

    2

    0,25

    0,34

    1

    0,34

    7

    Тепловое реле

    4

    0,4

    0,7

    3,2

    2,24

    8

    Кнопки управления

    9

    0,63

    0,25

    11,34

    2,83

    9

    Резистор

    1

    0,04

    0,05

    0,08

    0,004

    10

    Сигнальная лампа

    1

    0,625

    0,03

    1,25

    0,0375

    11

    Клеммная колодка

    1

    0,02

    0,08

    0,04

    0,0032

    11

    Соединения пайкой и зажимами

    42

    0,04

    0,02

    3,36

    0,0672




    ИТОГО:










    140,51

    127,01

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    КП 110302.51.041.ПЗ

    1. Интенсивность отказов системы автоматизации :

    ,

    где k = 10 – коэффициент, учитывающий влияние окружающей среды на интенсивность отказов;

    - интенсивность отказа элементов, входящих в схему (таблица 4);

    - количество элементов в схеме;

    2. Средняя наработка системы на отказ :

    ,

    3. Время восстановления схемы :

    ,

    где – коэффициент, учитывающий время поиска неисправности в системе;

    4. Ожидаемое количество отказов за год :

    ,

    где - безотказное время работы оборудования в течение года;

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

    ,

    где - средние затраты времени на вызов ремонтно-обслуживающего персонала;

    6. Ожидаемое время простоя технологического оборудования из-за отказа в работе, в году :

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    25

    КП 110302.51.041.ПЗ

    ,

    где - коэффициент готовности технологического оборудования;

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

    ,

    8. Годовая загрузка технологического оборудования:

    ,

    9. Вероятность безотказной работы системы управления автоматизированного объекта :

    ,

    где e – основание натурального логарифма;

    - коэффициент использования технологических каналов;

    10. Вероятность отказа системы :

    ,

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    26

    КП 110302.51.041.ПЗ


    Рисунок 6 – График зависимости вероятности безотказной работы

    Таблица 5 – Расчет вероятности безотказной работы

    t

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800



    0

    0,14

    0,28

    0,42

    0,56

    0,7

    0,84

    0,98

    1,12

    P(t)

    1

    0,87

    0,75

    0,66

    0,57

    0,50

    0,43

    0,37

    0,33


    Вывод: по графику видно, что время безотказной работы при 0,7, будет 250 часов.

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    27

    КП 110302.51.041.ПЗ

    9 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

    Экономическая эффективность – автоматизации является степенью уменьшения совокупного живого и прошлого труда, затрачиваемого на производство единицы продукции. При стоимости капитальных затрат обычно несколько возрастает, а эксплуатационные расходы на единицу продукции существенно сокращаются. Другими словами, количество прошлого возрастает в меньшей степени, чем уменьшаются затраты живого труда. Таким образом эффективность автоматизации характеризуется суммарным сокращением затрат на производство единицы продукции. Если автоматизацию какого-либо процесса можно осуществить различными способами, то надо выбрать самый эффективный вариант, который обеспечивает более интенсивное снижение стоимости и более высокий рост производительности общественного труда. При этом очень важно знать базовый вариант принять на более передовой и совершенный способ механизированного производства, применяемый в отечественной или зарубежной практике, поскольку при сравнении с менее совершенным способом производства можно получить в расчетах завышенную экономию средств.

    Фактически этот же уровень, может быть, достигнут за счет более прогрессивной технологии машинного способа производства без привлечения автоматизации.

    На технико-экономический показатель влияние оказывает правильно сформированные технические требования на автоматизацию технологических процессов. Например, повышение требования к точности работы автоматизируемого процесса приводят к усложнению устройств автоматики и существенному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.

    Экономической эффективность определяется путем сравнения двух вариантов работы установки с ручным и автоматическим управлением.

    Экономическая эффективность рассчитывают по приведенным затратам.

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    28

    КП 110302.51.041.ПЗ

    1. Ручное управление.

    1.1 Определяем приведенные затраты:

    Зпр1н·К1+И,

    где Ен – нормативный коэффициент капиталовложений, Ен=0,15 (для зданий и сооружений);

    К1 – капиталовложения, (руб.);

    И – эксплуатационные издержки, (руб.);

    Зпр1=0,15·180600+291734,8=318824,8 (руб.),

    1.2 Капиталовложения:

    К1=Cусмртрхр ,

    где Cу – стоимость установки;

    Зсмр – затраты на строительно-монтажные работы, (руб.);

    Зсмр=(0,2÷0,25)·Су,

    Зсмр=0,2·150000=30000 (руб.),

    Зтрхр – затраты на транспортные расходы и расходы на хранение, (руб.);

    Зтрхр=(0,02÷0,025)·Cу,

    Зтрхр=0,02·30000=600 (руб.),

    К1=150000+30000+600=180600 (руб.),

    1.3 Эксплуатационные издержки:

    И=Иатотрзэпр,

    где Иа - амортизационные отчисления, (руб.);

    ,

    (руб.),

    где ра – норма амортизационных отчислений, % (принимаем ра = 14,5 %);

    Итотр – отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание, (руб.);

    Итотр=0,2·Иа ,

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    29

    КП 110302.51.041.ПЗ

    Итотр=0,2·26187=5237,4 (руб.),

    Из – расходы на зарплату обслуживающего персонала, (руб.);

    Из=1,09·N·Зр·300,

    Из=1,09·1·300·300=98100 (руб.),

    где N – число обслуживающего персонала, (чел);

    ,

    ,

    Зуд – затраты на ТО и ТР одной условной единицы, (час);

    У – количество условных единиц;

    tсм – продолжительность рабочей смены, (час);

    Зр – средний дневной заработок обслуживающего персонала, (руб.);

    Зрч.р·tсм ,

    Зр=37,5·8=300,

    где Зч.р – часовой заработок электромонтера 3 разряда, принимаем

    Зч.р = 37,5 (руб.);

    Иэ – затраты на электроэнергию;

    ,

    где Рном – номинальная мощность электроустановки, кВт;

    Тг – длительность работы установки в году, ч;

    кз – коэффициент загрузки установки;

    аэ – тариф на электроэнергию, (руб./ кВт·ч);

    ном – КПД установки;

    ,

    где Ипр – прочие затраты;

    Ипр=0,3·(Иазтотр),

    Ипр=0,3·(26187+98100+5237,4)=129524,4 (руб),

    И=Иатотрзэпр=26187+5237,4+98100+32686+129524,4=

    =291734,8Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    30

    КП 110302.51.041.ПЗ

    ,

    2. Автоматическое управление.

    2.1 Годовые приведенные затраты:

    Зпр2н·К2+И,

    Зпр2=0,15·189630+216314,8=244759,3 (руб),

    2.2 Капиталовложения:

    К2=(1,02÷1,05)·К1 ,

    К2=1,05·180600=189630 (руб),

    2.3 Эксплуатационные издержки:

    И=Иатотрзэпр,

    И=26187+5237,4+22680+32686+129524,4=216314,8 (руб),

    Из=1,05·N·Зр·Т2,

    Из=1,05·1·300·72=22680 (руб),

    Т2 = Пто · Зто + Птр · Зтр ,

    где Пто и Птр – периодичность ТО и ТР;

    Зто – расходы на одно ТО;

    Зтр – расходы на один ТР;

    Т2=12·2+6·8=72 (час),

    3. Подсчитываем годовую экономическую эффективность внедрения автоматизации, (руб):

    Эг=Зпр1Зпр2

    Эг=318824,8–244759,3=74065,5 (руб),

    4. Определяем нормативный срок окупаемости:

    ,

    ,

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    31

    КП 110302.51.041.ПЗ

    5. Определяем фактический срок окупаемости, (лет):

    (лет),

    Ток < Тн ,

    0,12 < 6,67,

    Вывод: для управления данной установки выбираем технико-экономическую эффективность с использованием автоматического управления, т.к. годовые приведенные затраты при использовании автоматического управления меньше чем при ручном управлении. Фактический срок окупаемости составил Ток = 0,12 (лет).

    10 ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ШКАФА УПРАВЛЕНИЯ

    Щиты систем автоматизации выполняют роль постов контроля управления и сигнализации объектов.

    Щит управления располагают в чистых и сухих помещениях, не поврежденных воздействию агрессивных сред, в местах удобных для наблюдения за управлением оборудования.

    Проходы между обслуживаемыми сторонами щитов, оборудования или стенами, а также между ними и дверьми щитов и пультов должны быть не менее – 0,8 м, высота прохода к свету не менее – 1,9 м.

    Малогабаритные щиты управления, размещаются на такой высоте, чтобы горизонтальные оси от приборов, устанавливаемых в щите, находились в пределах следующих расстояний от пола: показывающие приборы и сигнальные аппаратуры – 800-1200 мм; самопишущие приборы – 1000-1600 мм; органы управления – 700-1600 мм. При этом обеспечивается необходимые удобства монтажа и эксплуатация щитов, а также приборов и аппаратов, установленных на них.

    Отдельные аппараты устанавливают на высоте 1500-1700 мм от пола с отклонением их оси от вертикали не более 5°. У приводов аппаратов устанавливают таблички с указанием присоединения и положения “Включено” и “Отключено”. Также таблички устанавливают внутри шкафа, около аппарата с указанием к какому механизму они относятся. Соединение жил допускается выполнять только на наборных зажимах планок или на выводах аппаратов с обязательной установкой шайбы-звездочки. Жилы должны иметь запас для повторного присоединения.

    По панелям шкафов провода прокладывают только вертикально и горизонтально. Радиус изгиб проводов не менее трех диаметров провода. К панелям провода, крепят скобами с изолирующими прокладкамиИзм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    32

    КП 110302.51.041.ПЗ

    .

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    33

    КП 110302.51.041.ПЗ

    Переход проводов с корпуса щита на подвижную дверцу или подвижные контакты устройств выполняют гибкими медными проводами в виде вертикального скручивающего жгута без разрезания проводов. Проводники у наборных зажимов аппаратов должны иметь маркировку, которую записывают на окончеватель из пластмассы со вставкой с надписью.

    Крепление щитов к конструкциям и фундаментам осуществляются разъемами. При наличии вибрации, которая может нарушить нормальную работу приборов, щиты оборудуются амортизаторами или устанавливаются на отдельных основаниях.

    Шкафные панельные малогабаритные щиты на бетонных и кирпичных стенах устанавливаются двумя способами: с помощью кронштейнов или перфорированных конструкций, а также на закладных деталях. Кронштейны и перфорированные конструкции пристреливают к стене при выполнении монтажных работ, а закладные детали устанавливаются в стене в период строительства. Крепление щитов на кронштейнах и перфорированных конструкциях и закладных деталей производятся болтовыми соединениями.

    Все аппараты перед установкой осматривают, проверяют их исправность, комплектность, соответствие паспортных данных проектным. Удаляют консервирующую смазку, опробывают от руки подвижность кнопок, рукояток, контактных систем. Пускорегулирующую аппаратуру располагают так, чтобы пуск и остановка электродвигателей происходили в поле зрения оператора. Щиты, аппараты в животноводческих зданиях устанавливают в помещениях с неагрессивной средой. Шкафы размещают так, чтобы их дверцы открывались не менее чем на 100°, а поворот рукояток рубильников и выключателей вверх или направо соответствовал включению аппарата, а вниз или налево – отключению. Установку шкафа выверяют по уровню и отвесу.

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    34

    КП 110302.51.041.ПЗ

    11 ЗАНУЛЕНИЕ И ЗАЗЕМЛЕНИЕ

    Заземление выполняют для снижения вероятности поражения электрическим током людей и животных, при замыкании токоведущих частей на землю (защитное заземление), обеспечение нормальных режимов работы установки (рабочее заземление).

    Зануление - это соединение металлических корпусов электроприемников с нейтралью питающего трансформатора или генератора при помощи нулевого проводника.

    Зануление выполняют, соединяя корпус электрооборудования с нулевым проводом питающей сети. При этом каждый корпус должен быть присоединен к нулевому проводу отдельным проводником.

    Соединение заземлителем между собой и присоединение их стандартным конструкциям выполняют сваркой. К корпусам машин и аппаратов заземлитель крепят болтом.

    В соответствии с требованиями ГОСТ 36.13-76 щиты, пульты и штативы должны иметь заземляющий зажим по ГОСТ 21130-75, позволяющий присоединение нулевого защитного или заземляющего проводника из цветного металла (медные, алюминиевые жилы проводов и кабелей) и стали (стальные полосы). Заземляющий зажим щитовой конструкции расположен на специальной пластине в опорной раме щита или штатива либо в нижней части пульта или малогабаритного щита. Заземляющий зажим должен быть обозначен нестираемым при эксплуатации знаком заземления с размерами по ГОСТ 21130-75. Зануление и заземление в щитовых конструкциях должно быть выполнено в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.7-85 ССБТ.

    Электрическое соединение между металлическими деталями для монтажа аппаратов и проводок и каркасом щитовой конструкции в зависимости от вида покрытии частей каркаса щита, а также принятой на предприятии-изготовителе технологии выполняют одним их следующих Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    35

    КП 110302.51.041.ПЗ

    способов. При лакокрасочном покрытии частей каркаса их электрическое соединение с деталями для монтажа аппаратов и проводок обеспечивают:

    1) гибким неразрезанным проводником, присоединяемым ко всем установленным основным металлическим деталям для монтажа аппаратов и проводок в месте их крепления к каркасу и к заземляющему зажиму щита, пульта и штатива. Указанный проводник должен быть предусмотрен рабочей документацией;

    2) контактным давлением винтов, крепящих металлические к стойкам каркаса. При этом на данных стойках поверхности сопряжения с деталями должны быть зачищены от лакокрасочного покрытия, например, цилиндрическим зенкером. Места зачистки покрывают противокоррозионной смазкой, указанной выше для элементов металлоконструкции щитов, пультов и штативов. При оцинкованном каркасе щитов исполнения УХЛ4 ГОСТ 15150-69 электрическое соединение обеспечивают контактным давлением крепящих винтов.

    1

    1 - каркас; 2 - опорная рама; 3 - гибкая шина; 4 - заземляющий зажим; 5 - специальная пластина.

    Рисунок 7 - Электрическое соединение каркаса щита или штатива с опорной рамой

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    36

    КП 110302.51.041.ПЗ

    12 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ

    Электробезопасность на предприятиях по производству и переработке продуктов животноводства должна соответствовать требованиям ГОСТа; Правил эксплуатации электроустановок потребителей; Правил устройства электроустановок потребителей; Руководящих указаний по обеспечению электробезопасности для работников животноводства; Инструкции по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений.

    Все вновь присоединяемые сооружённые и реконструированные электроустановки должны быть подвергнуты приёмо-сдаточным испытаниям (согласно ПУЭ) и приёмке приёмосдаточными комиссиями согласно действующим положениям. Ввод электроустановок в эксплуатацию возможен только при наличии соответствующего электротехнического персонала и назначение лица ответственного за электрохозяйство.

    Лица, обслуживающие электроустановки, должны знать Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок применительно к занимаемой должности и им должна быть присвоена группа по электробезопасности в соответствии с упомянутыми Правилами. Лица, которым разрешено производство специальных работ по обслуживанию электроустановок, должны иметь об этом запись в удостоверении о проверке знаний. Лица, работающие на электрифицированных технологических установках или с электроинструментом (не электротехнический персонал), допускается к работе после прохождения первичного инструктажа по электробезопасности на рабочем месте.

    На электродвигателях и приводимых ими механизмах наносятся стрелки, указывающие направление вращения механизма и электродвигателя. У всех выключателей (рубильников, магнитных пускателей и т.п.) и у предохранителей смонтированных на групповых щитках, должны быть сделаны надписи, указывающие агрегаты, к которым они относятся.

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ


    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    37

    КП 110302.51.041.ПЗ

    В данном курсовом проекте рассмотрен мобильный кормораздатчик смеситель КС-1,5. В проекте представлена технологическая схема, электрическая принципиальная схема, монтажно-адресная схема. Также разработан шкаф управления с оптимальным размещением оборудования внутри. На основе электрической принципиальной схемы установки составлена монтажная схема ящика управления.

    В проекте произведен расчет надежности установки, а также расчет технико-экономической эффективности. В результате расчетов выяснилось, что схема имеет плохую надежность, т.е. схема будет работать в нормальном режиме с вероятностью 49%.

    Изм.

    Лист

    докум.

    Подпись

    Дата

    Лист

    38

    КП 110302.51.041.ПЗ

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

    1

    Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Раздел 1. 7-е издание. - М.: Энергосервис, 2007.

    2

    Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности при эксплуатации электроустановок) ПОТРМ-016-2001. - М.: НЦ ЭНАС, 2001.

    3

    Кудрявцев И.Ф. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок. - М.: Агропромиздат, 1988.

    4

    Бородин И.Ф., Недилько И.М. Автоматизация технологических процессов. - М.: Агропромиздат, 1986.

    5

    Каталог продукции: приборы и средства автоматизации промышленных предприятий. Производственное объединение ОВЕН, 2006.

    6

    Каталог поставляемой продукции 2005 г. ООО "Электрокомплект". - Казань

    7

    Методика выполнения курсового проектирования. - Загорск,1989.

    8

    Ганелин А.М. Коструба С.И. Справочник сельского электрика. - М.: Агропромиздат, 1988.

    9

    Трифонов А.Н., Монтаж силового оборудования. Справочник электромонтажника - М, Агропромиздат.1991.


    написать администратору сайта