Разработка технологии монтажа станции управления кормораздатчиком РКС-3000 на свиноферме

Минсельхозпрод Республики Беларусь УО «Пружанский государственный аграрно-технический колледж»

специальность 2−530 132 «Автоматизация технологических процессов и производств»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Монтаж, наладка и эксплуатация средств автоматизации»

на тему «Разработка технологии монтажа станции управления кормораздатчиком РКС-3000 на свиноферме»

2012 г.

1. Характеристика проектируемого объекта

2. Описание работы принципиальной электрической схемы

3. Выбор элементов, материалов и оборудования для выполнения монтажа

4. Расчет и выбор пускозащитной аппаратуры

5. Расчет и выбор элементов автоматики и средства автоматизации

6. Разработка схемы расположения

7. Разработка технологии монтажа средств автоматизации

8. Разработка и компоновка пульта (станции управления)

9. Разработка технологии монтажа и наладки станции управления

10. Техника безопасности при выполнении электромонтажных и наладочных работ

11. Энергосберегающие технологии при производстве электромонтажных и наладочных работ

Выводы и предложения

Животноводство — важнейшая отрасль сельскохозяйственного производства, она дает человеку ценные продукты питания, а также сырье для легкой и пищевой промышленности.

Каждый производственный процесс состоит из ряда взаимосвязанных операций, протекающих в установленной последовательности. Все операции делятся на :

— технологические, включающие прием и переработку исходного сырья в полуфабрикатов или готовый продукт;

— транспортные, связанные с передачей сырья по ходу процесса переработки от одной машины к другой;

— операции контроля, учета и управления ходом процесса.

Те или иные операции в общем производственном процессе зависят от совершенства принятой технологии, схемы его организации, компоновки оборудования в помещении, объема производства и других условий.

Эффективное использование современных и перспективных поточных технологических линий позволяет получить высококачественную продукцию.

Состояние здоровья, продуктивность животных зависит не только от качества, уровня и полноценности их питания, но и в значительной мере от своевременной и правильной раздачи кормов. Для раздачи кормов на фермах используют разнообразные по принципу действия и конструкции кормораздатчики. К механизированной раздаче кормов предъявляют различные требования, в соответствии с которым раздатчики кормов должны:

1. Быть универсальными с точки зрения раздачи кормов и кормовых смесей с различными физико-механическими свойствами; простыми по устройству, надежными и удобными в эксплуатации;

2. Обеспечивать нормированную раздачу корма с допустимыми отклонениями от нормы;

3. Не допускать ухудшения свойств и потерь корма;

4. Иметь рабочие органы, не подвергающиеся коррозии, легко очищающиеся от остатков корма и обеспечивающие безопасные условия для обслуживающего персонала и животных;

Стационарные раздатчики — установки, смонтированные в одном или нескольких сблокированных помещениях и раздающие животным корм по фронту кормления с помощью платформ, ленточных, цепочно-скребковых и других конвейеров.

Для раздачи корма на свинофермах применяют мобильные и стационарные кормораздатчики. Выбор типа кормораздатчика зависит от способа кормления, зональных особенностей, условий содержания свиней, организации работ на ферме и других факторов.

Кормят животных многократно. Например, в свинарнике-откормочнике крупного свинокомплекса, свиней кормят 5 раз в сутки в 4, 8, 12, 16 и 20 часа.

Корм выдается малыми порциями, нормирование для каждой группы. Нормирование производится объемными дозаторами; норма корма— 1−3,5 кг за выдачу. За все циклы кормораздатчика в станок подается полная норма. По мере роста животных норму корма увеличивают.

При групповом способе содержания свиней часто используется стационарный, двухрядный кормораздатчик РКС-3000, который обеспечивает равномерную раздачу сухих, сочных и полужидких (влажностью до 70%) кормов для 2500…3000 свиней за 20−30 мин.

1. характеристика проектируемого объекта

Раздатчик кормов РКС-3000 стационарный служит для приема сухих, концентрированых кормов, смесей измельченных корнеклубнеплодов, зеленой массы, силоса с комбикормом влажностью до 70% и раздачи по спаренным кормушкам в свинарниках при групповом содержании свиней. РКС — 3000 состоит из основных узлов которыми являются: питатель, наклонный и горизонтальный транспортеры, раздаточная платформа, скребковый механизм, электродвигатели, передаточные устройства, электропусковая и защитная аппаратура.

рисунок 1.1 — Технологическая схема кормораздатчика РКС-3000

Готовый корм поступает в питатель (рис. 1.1) с учетом разовой дачи кормов на всё поголовье свиней. Отсюда корм подается на наклонный, а затем на горизонтальный (раздаточный) транспортеры. Раздаточный транспортер поочередно загружает секции 1 и 2 раздатчика кормов. Раздаточная платформа каждой секции раздатчика корма совершает возвратно-поступательное движение на расстояние, равное половине длины кормушек. При движении раздаточной платформы из крайнего левого положения вправо на нее грузят корм начиная с правого конца. Скребки правой половины раздатчика, подвешенные на шарнирах, отклоняются, и платформа вместе с кормом устанавливается над правой половиной кормушек. В крайнем правом положении ее движение реверсируется, она начинает двигаться справа на лево. При этом скребки правой половины устанавливаются почти перпендикулярно платформе и сдвигают корм в кормушки правой половины. Скребки левой половины отклоняются от платформы вверх. На платформу грузят корм начиная с левого конца. В крайнем левом положении, то есть когда платформа полностью установится над левой половиной кормушек, движение её реверсируется, и она начинает двигаться слева направо. Скребки левой половины устанавливаются перпендикулярно платформе и сдвигают с нее корм в левую половину кормушек.

2. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

рисунок 2.1 — Принципиальная электрическая схема управления кормораздатчиком РКС — 3000

Электрическая схема управления кормораздатчиком РКС — 3000 предусматривает автоматическое и ручное управление. В режиме автоматического управления кормораздатчик вступает в работу по сигналу программного реле времени. В заданное время замыкается контакт КТ1.1 программного реле КТ1 в цепи катушки магнитного пускателя КМ1 включающего электродвигатель распределительного транспортера. Автоматически последовательно включаются электроприводы наклонного транспортера и питателя кормов приводимые в движение магнитными пускателями КМ3 и КМ4 соответственно. Когда корм начинает поступать замыкается контакт SQ датчик наличия корма и промежуточное реле KV1, получив питание и замкнув свои контакты, включит пускатель КМ5 платформы первой секции раздатчика. Платформа передвигается влево. Когда она будет заполнена кормом и займет крайнее левое положение, конечный выключатель SQ2 реверсирует привод платформы, в результате чего корм сбрасывается в первый полуряд кормушек. Одновременно платформа заполняется кормом для второй секции кормушек. В крайнем правом положении платформы конечный выключатель SQ2 опять переключится, и корм заполняет второй полуряд кормушек.

Управление второй секцией кормораздатчика происходит аналогично как и первой.

3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ, МАТЕРИАЛОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ МОНТАЖА

Для выполнения монтажа кормораздатчика РКС — 3000 применяем следующие элементы, материалы и оборудование:

1.Контрольно-измерительные приборы:

· Рулетка;

· Линейка металлическая;

· Штангенциркуль;

· Мегомметр и мультиметр;

2.Электрослесарный инструмент:

· Электродрель с перфоратором;

· Набор сверл, метчиков;

· Молоток;

· Набор отверток;

· Комбинированные пассатижи, кусачки;

· Клещи КСИ-2М для снятия изоляции;

· Ножовка по металлу и болгарка;

· Электросварочный аппарат;

· Паяльник электрический

3.Установочные материалы:

· Листовая сталь для пульта;

· Металлические рукава;

· Клемная колодка;

· Труба стальная

· Кабельные короба

4.Крепежные материалы:

· Дюбеля;

· Шурупы;

· Болты и гайки;

· Саморезы;

· Заклепки;

5.Соеденительные провода:

· АВВГ для электродвигателей

· АВВГ для автоматических выключателей (сечение кабеля зависит от нагрузки)

4. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПУСКОЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ

Аппаратура управления и защиты, устанавливаемая в системе электропитания приборов и средств автоматизации должна обеспечивать включение и отключение электроприёмников и участков сети в нормальном режиме работы; надежное отсоединение электроприемников и линий для ревизии и ремонтных работ; защиту от вех видов коротких замыканий и от перегрузок, в тех случаях, когда она требуется.

Для выполнения указанных требований произведем выбор аппаратов и устройств для защиты и управления электрооборудованием раздатчика.

Для защиты аппаратов от замыканий и перегрузок, а также для нечастых оперативных отключений электрических цепей и отдельных электроприемников при нормальных режимах работы наиболее целесообразно использовать автоматические выключатели, так как они удобнее в эксплуатации, чем рубильники и предохранители, более точны, надежны и безопасны в работе, обладают многократным действием. Кроме того, возможность работы электрооборудования при отсутствии одной фазы в режиме короткого замыкания исключается.

Исходя из этого, в качестве защитно-отключающего устройства принимаем автоматический выключатель трёхполюсный.

В качестве аппаратов управления включения и отключения электроприемников и управления используем магнитные пускатели

Для защиты от перегрева двигателей используем устройство встроенной температурной защиты УВТЗ-1М, которые устанавливаются по месту.

Для обеспечения надежной работы всего электрооборудования производим расчет параметров принятых выше аппаратов защиты и управления, которые запускают электродвигатели типа АИР, данные которых приведены в таблице для номинального режима работы.

Таблица 4.1 — Номинальные данные электродвигателей

1. Для выбора магнитных пускателей двигателей необходимо определить рабочий ток:

где:

— номинальная мощность двигателя, (Вт);

— номинальное напряжение, (В);

— коэффициент мощности двигателя;

— КПД электродвигателя;

Так как на транспортеры и на питатель установлены одинаковые электродвигатели, то расчеты будут так же одинаковы:

Магнитный пускатель выбирается исходя из условий:

где :

— номинальная напряжение магнитного пускателя, (В);

— номинальное напряжение сети, (В);

380 (В) = 380 (В)

где: — расчетный ток (А);

— номинальный ток магнитного пускателя (А).

108,5 — для двигателя раздатчика кормов;

103,5 — для двигателей транспортеров и питателя

Согласно расчету и условиям соответствия выбираем 3 пускателя ПМЛ — 162 102 (реверсивные) I_ном= 10 А и 2 пускателя ПМЛ — 111 002 I_ном= 10 А.

1. Произведем расчет выбора теплового реле КК2 и КК3:

Выбираем для реле КК2 и КК3 среднее значение силы тока: I_ср = 8,5 (А);

Пределы регулирования несрабатывания равны: I = 7,0…10;

С данных предела регулирования несрабатывания и среднего значения силы тока выбираем тепловое реле РТЛ — 101 404.

Произведем расчеты так же для реле КК1:

Выбираем среднее значение силы тока: I_ср =3,5;

Пределы регулирования несрабатывания равны: I =2,4 — 4,0;

С данных предела регулирования несрабатывания и среднего значения силы тока выбираем тепловое реле РТЛ -100 804.

2. Автоматический выключатель QF выбираем по следующим параметрам:

;

где:

— номинальное напряжение автоматического выключателя, (В);

— номинальное напряжение сети, (В);

— номинальный ток автоматического выключателя, (А);

— номинальный ток двигателя, (А);

— предельно отключающий ток автомата, (А);

— трехфазный ток короткого замыкания, (А);

— коэффициент надежности теплового реле.

Рабочий ток примем равный :

Определим расчетный ток теплового расцепителя КК1 и КК2-КК3:

Принимаем автоматический выключатель АЕ 2026:

380 В = 380 В

16 (А)8,5 (А) 16 (А)3,5(А)

16 (А)10,2 (А) 16 (А)4,2 (А)

4.Проверим автомат на ложность срабатывания:

— кратность пускового тока, (А);

Принимаем:

=10

=10= 160 (А);

160 (А)83,3 (А);

160 (А)34,3 (А);

Ложного срабатывания не будет, автомат выбран правильно.

5. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИКИ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

В установке РКС-3000 использованы следующие средства автоматизации: реле времени типа 2РВМ, датчик корма, конечные выключатели ВК-300С. Программное реле времени 2РВМ предназначено для автоматического управления двумя независимыми электрическими цепями путем коммутации этих цепей по временным программам с повторяющимся суточным циклом. Задание программ реле осуществляется установкой штифтов в соответствующие резьбовые отверстия программного диска.

Основные характеристики реле:

Таблица 5.1 — Характеристики реле времени 2РВМ

Конечные выключатели предназначены для применения в электрических цепях управления, сигнализации и контроля относительного положения подвижных частей механизма.

Таблица 5.2 — Характеристики конечных выключателей ВК-300С

Система автоматического контроля, регулирования и управления должны строится на базе серийно выпускаемых приборов, аппаратов и средств автоматизации и компьютеризации.

Система автоматического контроля, регулирования и управления должны строится на базе серийно выпускаемых приборов, аппаратов и средств автоматизации и компьютеризации.

Выбор элементов и средств управления производится после окончательной доработки принципиальной схемы в последовательности:

· Определяем назначение устройства, его функции в данной схеме, функционирующие требования к нему.

· Определяем место установки элемента по условию эксплуатации.

· На основании перечня требований к выбираемому объекту составляем список возможных вариантов выбора.

Выбор аппаратов защиты и управления сведем в таблицу

электрический раздатчик автоматизация пульт

Таблица 5.3 — Выбор элементов и средств автоматизации

6. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

При разработке схемы расположения необходимо рассчитать элементы, которые будут расположены в пультах, при этом нужно найти габаритные размеры элементов.

Далее нужно взять пульт нужного размера и произвести разметку элементов, по заранее найденным размерам. После этого необходимо произвести все нужные работы (просверлить отверстия и др.) и произвести установку элементов.

Чертеж общего вида единичного щита должен в общем случае содержать:

· Перечень составных частей;

· Вид спереди (фронтальная плоскость);

· Вид на внутренние плоскости;

· Технические требования

Рисунок 7.1 — Схема расположения

В верхней части стенки располагаются автоматический выключатель и магнитные пускатели.

Под ними, немного ниже, промежуточные реле, реле времени, магнитный пускатель.

В нижней части стенки размещается клемная колодка.

7. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МОНТАЖА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Часть электродвигателей сельскохозяйственной модификации серии ЧА выпускают со встроенными в обмотки датчики температуры. В качестве датчиков используют позисторы-терморезисторы, проводимость которых при температуре 105 °C (позистор СТ14−15) или 130 °C (позистор СТ14−1А) скачкообразно уменьшается. В лобовые части каждой фазной обмотки, которые обычно имеют небольшую температуру, встраиваю три последовательно соединённых пазистора. Разработано несколько модификаций устройств защиты УВТЗ: УЗ-1А; УВТЗ1; УВТЗ — 1 М и др.

УВТЗ — 1 М состоит из трех позисторов R_n, присоединенных к зажимам управляющего устройства. Управляющее устройство смонтировано в пластмассовом корпусе и имеет 6 выходных зажимов, устройство содержит узел питания, усилитель и выходное реле KV. Узел питания подключается к переменному напряжению 220 В через зажимы 1 и 4. Он состоит из диодного моста VD1… VD4, ограничивающих резисторов R₁ R₂ R₃ и стабилитронов VD5 B VD6. Усилитель выполнен на транзисторах VT1… VT4 и тиристоре VS.

Схема УВТЗ — 1 М работает следующим образом. Если температура обмотки электродвигателя ниже предельно допустимого значения, то сопротивление позисторов VT4, будет больше значения порога срабатывания усилительного каскада VT3, VT4, определяемого делителями R₆, R₇, R₈. В этом случае транзистор VT4 открыт, транзистор VT1 и тиристор VS — закрыты, а реле KV обесточено. При увеличении температуры обмоток электродвигателя до критической температуры позисторов потенциал, поступающий на базу транзистора VT4, уменьшается. Тогда транзистор VT4 закрывается, а транзистор VT1 открывается. Выходное реле KV через тиристор VS получает питание и своими размыкающимися контактами размыкает цепь катушки электромагнитного пускателя, который отключает электродвигатель от сети. УВТЗ — 1 М осуществляет так же самоконтроль — отключает электродвигатель при возникновении неисправности датчиков-позисторов. Универсальность описанного реле состоит в том, что оно может быть применено для электродвигателей любой мощности.

8. РАЗРАБОТКА И КОМПОНОВКА ПУЛЬТА (СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ)

Щиты и пульты систем автоматизации предназначены для размещения на них средств контроля и управления техническими процессами, контрольно-измерительными приборами, сигнальными устройствами, арматуры управления, защиты, блокировки, а так же для предохранения их от вредных механических, температурных и других воздействий.

Для определения размеров щитов и пультов управления необходимо:

1. Уточнить вид, количество и размеры приборов, устанавливаемых в щите; размеры приборов и средств автоматизации применяют по паспортным данным прибора;

2. Распределить приборы, автоматы по монтажным панелям пульта с учетом правил их расположения.

3. Выбрать требуемые размеры пульта, щита и выбрать стандартный размер щита по таблице.

На схеме должны быть показаны приборы, аппараты, вид на дверь щита, где изображении все элементы, аппараты. Около изображения приборов присваивают буквенно-цифровое обозначение, соответственно принципиальной электрической схемы.

Оборудование устанавливаемое на дверях шкафов располагают таким образом, что бы ими было удобно пользоваться.

Габаритные размеры аппаратов сведем в таблицу.

Таблица 8.1 — Габаритные размеры аппаратов

9. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МОНТАЖА И НАЛАДКИ СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ

Первоначально изготавливаем корпус будущего щита управления, далее производим разметочные работы. Делаем крепёжные отверстия для деталей, после чего закрепляем приборы согласно схеме соединений. Про помощи провода соединяем электрические аппараты согласно схеме соединений. При этом монтаж внутри пульта выполняем проводом ПВ — 1,5, соединяющий аппараты. Выполняем калибровку электроаппаратуры, проверку и наладку схем, а также все другие монтажно-наладочные операции, предшествующие пуску электрических машин в соответствии с техническими условиями и рабочими чертежами и другими техническими документами. Сигнальную аппаратуру, если такая имеется, находящуюся на крышке пульта соединяем проводом типа КГ 0,75…1 в жгутах. Производим маркировку проводов и наладку. Главную цепь можно включать только после тщательной проверки правильности работы схемы и опробования ее работы без нагрузки, после чего подаем питание и в ручном режиме работы производим окончательную наладку и регулировку пульта.

10. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫХ И НАЛАДОЧНЫХ РАБОТ

Непосредственно при эксплуатации установки, должен работать квалифицированный персонал, прошедший обучение и имеющий соответствующую группу допуска. При выполнении электромонтажных работ пользоваться исправным инструментом и по назначению. Перед началом работ весь инструмент необходимо проверить. Запрещается использовать инструмент с поврежденной изоляцией и механическими повреждениями корпуса. При работе металлорежущими предметами требуется надевать защитные очки. При монтаже щита все электрослесарные работы выполняются в специально подготовленных местах и на исправном оборудовании. Крепление электрических аппаратов и средств автоматики и автоматизации выполняется при помощи заводских стандартных крепёжных изделий. Все аппараты должны быть надежно закреплены. Корпус пульта должен иметь надежное разъемное болтовое соединение для подключения заземляющего контура. При проведении пусконаладочных работ необходимо:

· Обеспечить надежное запирающее устройство, обеспечивающее надёжное отключение и исключающее вероятность включения посторонними лицами в период установки и наладки средств автоматики и автоматизации;

· В пульте должно быть переносное заземление, исключающее вероятность подачи напряжения;

· В режиме наладки должен быть отключен вводный коммутирующий аппарат, выложен запрещающий плакат: «Не включать, работают люди!» ;

· Место монтажа и наладки должно быть ограждено;

· При проверке и подключении в сеть аппаратов, посторонние люди не должны присутствовать на площадке.

11. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫХ И НАЛАДОЧНЫХ РАБОТ

Для более экономичного и рационального использования электроэнергии электромонтажные и наладочные работы выполняют следующим образом:

· Схему выполняют на новых аппаратах, имеющих меньшее энергопотребление и имеющие меньшие габаритные размеры, что влечет к уменьшению расходов материала и уменьшению объема электромонтажных работ;

· Применение средств автоматики и автоматизации позволяет более рационально использовать различные виды топлива — газ или жидкое топливо;

· Инструмент, используемы при электромонтажных работах, должен быть современным и энергоемким устройством;

· В качестве световой сигнализации применяют энергосберегающие лампы.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

В данном курсовом проекте мною были разработаны и рассчитаны схемы расположения, работа принципиальной электрической схемы, выбор пускозащитной аппаратуры, расчет средств автоматики и автоматизации для кормораздатчика РКС — 3000. Была проведена разработка технологий монтажа станции управления, разработка пульта, а так же разработка технологии монтажа средств автоматизации.

Для улучшения работы принципиальной схемы и более безопасной работы процесса раздачи корма, в схему можно было бы добавить звуковую сигнализацию НА, и световую сигнализацию для наглядной работы за системой раздачи корма.

1. Фурсенко, С. Н. Автоматизация технологических процессов: учеб. пособие / С. Н. Фурсенко, Е. С. Якубовская, Е. С. Волкова. — Минск: БГАТУ, 2007. — 592 с.

2. Методическое руководство к курсовому и дипломному проектированию для специальности С. 03.02.02. «Автоматизация технологических процессов и установок». — Минск: ротапринт БАТУ, 1988.

3. Якубовская, Е. С. Автоматизация технологических процессов сельскохозяйственного производства: практикум/ Е. С. Якубовская, Е. С. Волкова. — Минск: БГАТУ, 2008. — 319 с.

4. Автоматика — сервис [Электронный ресурс] / Поставщик современных систем и средств автоматизации для всех отраслей промышленности. Режим доступа: http://www.avtomatika.info

6. Якубовская, Е. С. Проектирование и САПР систем автоматизации: практикум / Е. С. Якубовская — Минск: БГАТУ, 2008. — 204 с.

7. И. Ф. Бородин, С. А. Андреев. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления. М. Колос 2005 г.

8.И. Ф. Кудрявцев, О. Б. Карасев. Автоматизация производственных процессов на животноводческих фермах и комплексах. М: Агропромиздат 1985 г.

9. А. П. Фоминков. Электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий. М: Колос 1984 г.

10. Интернет источник: http://www.landwirt.ru/2009;12−12−16−04−01/499-mobilnye-i-stacionarnye-razdatchiki-kormov