Ефективність сільськогосподарського виробництва, якість продукції в значній мірі залежить від рівня розвитку технології і обладнання.
Автоматизація - вищий етап машинної техніки, на якому працівники сільського господарства вивільняються не тільки від фізичної праці, але і від функцій контролю за машинами, обладнанням, виробничими процесами і операціями і управління ними. Автоматизація сприяє підвищенню продуктивності праці, поліпшення умов праці.
Високу ефективність автоматизація показала в різних галузях сільського господарства. Завдяки автоматизації різко зростає продуктивність праці. У промисловості в 8 разів, в сільському господарстві в 5 ... 7 разів. В 2 ... 3 рази скорочується кількість зайнятих у виробництві людей.
Автоматизація сільськогосподарського виробництва підвищує надійність і продовжує термін служби обладнання, полегшує і оздоровлює умови праці, підвищує безпеку праці і робить його більш престижним, економить витрати праці, збільшує кількість і підвищує якість продукції, прискорює процес зближення розумової праці з фізичною, промислового з сільськогосподарським.
Оптимальний мікроклімат: приріст живої маси ВРХ на відгодівлі збільшує на 20 ... 25%; надої молока зростають на 15 ... 20%; відбувається скорочення відходу молодняку на 10 ... 15%; в сховищах на 10 ... 20% знижуються втрати продукції. У вентильованих приміщеннях знижується продуктивність молочних корів на 10 ... 15%; приріст свиней зменшується на 20 ... 30%; несучість курей знижується на 15 ... 20%; витрата корму збільшується на 24% на одиницю приросту.
Метою курсового проекту є систематизація поглиблення знань і умінь по автоматизації мікроклімату в тваринницьких приміщеннях.
1. ВИХІДНІ ДАНІ І ВИБІР ОБ'ЄКТА АВТОМАТИЗАЦІЇ
Землекористування СПК «Колгоспу Щербаківського» розташоване в центральній частині Усть-Тарської низовини, на півдні Усть-Тарського району. Центральна садиба село Щербаківське, розташоване в 5 км від районного центру і в 600 км від обласного центру міста Новосибірська. Відділення д. Богуславка відокремлена від центральної садиби на 20 км, д. Михайлівка на 10 км. Транспортний зв'язок з районним центром і відділеннями здійснюється по грунтових дорогах загального користування.
Дороги в основному підняті, але без твердого покриття і не забезпечують нормального руху транспорту в період підвищеної зволоженості.
Колгосп організований в 1959 році в результаті об'єднання ряду дрібних господарств.
Територія господарства представлена зниженою рівнині. Орні землі розташовані на піднесених рівнинах. Межгрівних зниження мають витягнуту форму і надлишково зволожені. грунтові води залягають на глибині 2-3 метри в зниженнях і 4-6 на гривах. На гривах переважають чорноземні грунти, які використовуються під ріллю.
На схилах грив і піднятих рівнинах -лугово-чорноземні, солонцевих. Частина цих земель теж використовується під ріллю. В зниження переважають солончаковий грунт, різного ступеня засоленості. Межгрівних зниження в основному сильно зволожені.
Природно-кліматичні умови території господарства СПК «Колгоспу Щербаківського» дозволяє обробляти основні сільськогосподарські культури: овес, пшеницю, кукурудзу на силос.
Загальна земельна площа становить 28222 га с / г угідь і ріллі 11473
Поголів'я свиней в господарстві досить велике і спостерігається поступове збільшення поголів'я. Поголів'я свиноматок 500 голів і залишається незмінним протягом п'яти років.
Господарство повністю електрифіковано. Електроенергію отримують від розподільчої підстанції села Усть-Тарки.
Кількість електроенергії споживається господарством за останні 3 роки склало:
Господарство підвищує споживання електроенергії в зв'язку з автоматизированности виробничих процесів.
З даних видно, що споживання електроенергії зростає через збільшення продуктивності.
Повністю автоматизовані доїльні установки, навозоприбиральні установки, охолодження молока; частково автоматизовані поільние установки. У господарстві є зерноток, сушарка, ремонтні майстерні, ферми. На яких встановлені водонагрівачі, транспортери, автопоїлки, холодильні установки, калорифери.
Найбільш великими споживачами електроенергії є млин і навозоприбиральні установки.
Протяжність ЛЕП - ліній електропередач на території господарства становить: 10 кВ - 11 км, 0,4 кВ - 23 км.
Відсоток виходу електродвигуна з ладу 5.2%, виходять з ладу через використання їх в агресивних середовищах і застосування електродвигунів несільськогосподарського призначення.
Електротехнічна служба даного господарства представлена головним енергетиком підприємства і 3-ма технікамі- електриками знаходяться в підпорядкуванні головного енергетика.
Технічний ремонт електрообладнання не проводиться. Відбувається лише заміна вийшов з ладу електрообладнання новим.
Для АТ «Колгоспу Щербаківського» в курсовому проекті буде розроблений процес опалення приміщень.
Повітря в приміщеннях нагрівають електрокалоріфернимі установками типу СФОЦ, приточно-витяжною установками ПВУ та електроконвектори ЕОКС.
Найбільш поширені установки ступеневої регулювання теплової потужності при незмінній подачі вентилятора СФОЦ-25 / 0,5-И1, СФОЦ-40 / 0,5-И1, СФОЦ-60 / 0,5-І 1 і СФОЦ-100 / 0,5 І 1. у установок СФОЦ-40 / 0,5-З, в яких теплова потужність регулюється тірісторнимпреобразователем, а подача вентилятора - східчасто двошвидкісним електроприводом.
Електрокалоріферние установкісо ступінчастим регулюванням потужності складаються з електрокалорифера з трубчастими нагрівачами, з'єднаного перехідним патрубком і м'якою вставкою з відцентровим вентилятором і односкоростнимелектродвігателем, встановлених на рамі, а також шафи управління, укомплектованого пускорегулирующей апаратурою та електронними терморегуляторами.
Система управління даними установками забезпечує автоматичне регулювання їх потужності в залежності від зміни температури повітря всередині приміщення. Принцип регулювання - позиційний: при досягненні заданої температури по сигналу, терморегулятора черзі відключаються дві секції нагрівачів електрокалорифера, а при зниженні температури - включаються. Третя секція електрокалорифера включається і відключається за сигналом терморегулятора.
Для обігріву приміщень широке застосування отримала калориферна установка СФОЦ через простоту конструкції, більш зручна в експлуатації та ремонті.
У курсовому проекті буде розглянута автоматизація цього калорифера.
2. ТЕХНОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОБ'ЄКТА АВТОМАТИЗАЦІЇ
Електричні калорифери - це прилади для нагрівання повітря за допомогою ТЕНів або відкритих нагрівачів. Електрокалоріферние установки оснащуються відцентровими або осьовими вентиляторів пристроями регулювання потужності, подачі повітря, упраління, сигналізації і іншими елементами. Установки призначені для повітряного опалення приміщенні. Преімуществоіх полягає в тому, що в одному агрегаті поєднується повітряне опалення з припливною вентиляцією. Приплив підігрітого повітря забезпечує оптимальні параметри повітряного середовища приміщення по температурі, вологості і газового складу відповідно до вимог санітарно-гігієнічних норм.
Потужність електрокалориферів змінюють поступово в межах від 100 до 33% номінальної шляхом зміни числа включених трифазних секцій нагрівачів або плавно за допомогою тиристорних регуляторів. Подачу повітря регулюють шиберной заслінкою, розташованої на вихідному патрубку вентилятора. Для зниження вібрації вентилятор сочленен з калорифером за допомогою м'якої вставки і встановлений на віброізоляторах.
Мал. 1 - Електрокалоріферная установка типу СФОЦ: 1 - елеітрокалоріфер; 2 - дифузор; 3 - м'яка вставка; 4
заслінка-шибер; 5-центробежниі вентилятор (стрілками показано напрямок руху повітря); 6 - оребрені трубчасті електронагрівачі (ТЕНи)
3. ВИБІР ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ АВТОМАТИЗАЦІЇ
При експлуатації калорифера СФОЦ необхідно передбачити автоматизацію регулювання температури, управління.
Для контролю температури необхідно передбачити два датчика температури марки ДТКБ - 53т, і одне термореле ТР - 200. При підвищенні температури повітря в приміщенні вище встановленої відключається одна секція; при подальшому підвищенні температури відключається друга секція. Відключення останньої секції відбувається, якщо температура оребрения нагрівачів перевищить 80 ° C ..
Реле температури біметалічні типу ДТКБ. Застосовуються для контролю і двохпозиційного регулювання температури повітря при невисокій відносній вологості. Принцип дії датчиків температури даного типу заснований на властивості біметалічних пластин деформуватися (згинатися) при зміні температури контрольованого середовища. Біметалічна пластина складається з двох жорстко з'єднаних між собою шарів різнорідних металів, які мають неоднакові коефіцієнти лінійного розширення.
Принципова схема датчика температури типу ДТКБ приведена на малюнку. Чутливим елементом приладу є біметалічна спіраль 5, яка закріплена на стійці важеля 7. На кінці спіралі укріплена сталева пластина 6, що стикається з плоскою пружиною 3 рухомого контакту 2. При зміні температури контрольованого середовища биметаллическая спіраль деформується, її вільний кінець переміщається, в результаті чого відбувається замикання контакту. Для забезпечення різкого спрацювання контакту в конструкції датчика передбачена плоска пружина 3 з контактом 2 і два постійних магніту 5. Відстань між магнітами і їх положення щодо кінця пластини 6 визначають величину диференціала приладу, яка встановлюється заводський налаштуванням. Упори 4 служать для обмеження ходу пластини 6.
Налаштування реле на задану температуру замикання контактів проводиться ексцентриком 9, при повороті якого повертається пов'язана з ним биметаллическая спіраль 8, в результаті чого змінюється відстань між рухомим 2 і нерухомим / контактами. Чим більша ця відстань, тим вище температура, при якій відбувається замикання контактів.
Механізм реле змонтований на квадратному металевому підставі і закривається пластмасовою кришкою з прорізами. Для настройки температури спрацьовування передбачена шкала, нанесена на ексцентрики, причому ризики розташовуються на торцевій поверхні ексцентрика. Покажчик з гвинтом для фіксації знаходиться на підставі приладу і показує за шкалою температуру замикання контактів.
Допустима похибка роботи реле на середній позначці шкали становить ± 1 ° С, а на крайніх позначках - ± 2,5 ° С.
Диференціал приладу змінюється від 2 до 8 ° С. Розривна потужність контактів при комутації ланцюгів змінного струму напругою 220 В становить не менше 50 В-А, а при напрузі 127 В постійного струму - не менше 50 Вт.
Мал. 2 - Принципова схема датчика температури типу ДТКБ: 1 нерухомий контакт; 2 - рухливий контакт; 3 - пружина плоска; 4 - упори; 5 - магніти; 6 - сталева пластина; 7-важіль; 8 - біметалічна спіраль; 9 - ексцентрик
4. РОЗРОБКА ФУНКЦІОНАЛЬНО - ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ
Функціональні схеми - основний технічний документ, що визначає функціонально - блочну структуру окремих вузлів автоматичного контролю, управління і регулювання технологічного процесу, оснащення об'єкта управління приладами і засобами автоматизації
У загальному випадку функціональна схема являє собою креслення, на якому умовними позначеннями зображені технологічне обладнання, трубопроводи, контрольно-вимірювальні та засоби автоматизації із зазначенням зв'язку між ними. Допоміжні пристрої (джерела живлення, реле, автомати, вимикачі і т.п.) на схемах не показують. Функціональні схеми автоматизації пов'язані з технологією виробництва та технологічним обладнанням. Тому їх слід показувати на схемі розміщення технологічного обладнання.
Технологічне обладнання на функціональних схемах автоматизації зображують спрощено без дотримання масштабу, але в той же час з урахуванням дійсної конфігурації. Крім технологічного обладнання, на функціональних схемах спрощено зображують трубопроводи різного призначення.
де К - коефіцієнт враховує вплив навколишнього середовища
# 955; - інтенсивність відмов, яка вказується в технічній документації на виріб або приймається з табличних показником надійності
t - час експлуатації, t = 1000 год
Р (t) = е -10 # 8729; 4,295 · 10 · 10 = 0,99
Розраховуємо середній наробіток на відмову
Розраховуємо ймовірність відмови
Q (t) = 1-P (t) = 1 0.99 = 0.01
Автоматична система досить надійна
8. РОЗРАХУНОК ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ
Автоматизація процесів сільськогосподарського виробництва впливає на підвищення продуктивності праці і скорочення витрат на виробництво продукції. Відповідно до «Методичних рекомендацій щодо визначення економічної ефективності капітальних вкладень в сільське господарство» при проектуванні знаходять абсолютну і порівняльну економічну ефективність капітальних вкладень. При визначенні абсолютної ефективності приріст чистої продукції і прибутку зіставляють з капітальними вкладеннями.
Порівняльна економічна ефективність підраховується за формулою
С1, С2 -Поточні витрати не автоматизованого і автоматизованого вар-та.
К1. К2 - відповідні капітальні вкладення, приймаємо К01 = 13103.
Висновок: проведені розрахунки показали, що термін окупності складе приблизно 1,5 місяці, що економічно вигідно для господарства
При автоматизації калориферної установки СФОЦ в курсовому проекті були розглянуті технологічні процеси відповідно, з яким обрані технологічні засоби автоматизації і розроблена функціонально технологічна схема, яка дає уявлення про місце установки приладів і їх функціях. З метою пояснення принципу роботи розроблена принципова схема. Для управління об'єкта, захисту від аварійних режимів і сигналізації розроблений шафа управління. Проведені розрахунки надійності і економічної ефективності показали, що вибрані засоби автоматизації будуть надійно виконувати свій функції протягом 232828часов експлуатації. Термін окупності склав 1,5 місяця. Тобто можна зробити висновок про доцільність автоматизованого об'єкта в господарстві.
4. Кудрявцев И.Л. «Електрообладнання сільськогосподарських агрегатів та установок» М. Агропромиздат, 1988.
7. Соркін Ю.І. Довідник електромонтера по обладнанню тваринницьких ферм і комплексів - Мінськ, Ураджай, 1984.
8. Паспорт на установку.