Удаление навоза на молочно-товарных фермах

Описание работы технологической линии. Требования к системе управления. Разработка алгоритма системы автоматического управления линией. Разработка полной принципиальной электрической схемы. Выбор средств автоматизации и разработка щита управления.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 10.09.2010
Размер файла 362,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь

Белорусский Государственный Аграрный

Технический Университет

Агроэнергетический факультет

Кафедра электрооборудования

сельскохозяйственных предприятий

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

По дисциплине: Основы проектирования энергооборудования

На тему: Удаление навоза на молочно-товарных фермах

Выполнила: студентка 5 курса

группы 21эс

Ермалицкий Н.И.

Руководитель: Шаукат И.Н.

Минск 2006

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Описание работы технологической линии

2 Требования к системе управления

3 Разработка алгоритма системы автоматического управления линией

4 Разработка структурной схемы управления в автоматическом режиме

5 Разработка полной принципиальной электрической схемы

6 Описание работы полной принципиальной схемы

7 Выбор средств автоматизации

8 Разработка щита управления

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация технологических процессов - это этап комплексной автоматизации, характеризуемый освобождением от непосредственного выполнения функций управления технологическим процессом и передача этой функции автоматическим устройствам и системам. Особенно остро вопрос автоматизации сельскохозяйственных процессов встает сейчас -- во время рыночных отношений.

Существующими тенденциями современного сельского хозяйства являются с одной стороны рост высокотехнологичных производств, с применением современных научных разработок, с другой стороны -- дефицит квалифицированной рабочей силы, растущая непопулярность монотонного и тяжелого физического труда в животноводческих и других отраслях сельского хозяйства. Важнейшим и единственным средством решения этих вопросов является комплексная автоматизация процессов.

Автоматизация позволяет внедрять энергосберегающие технологии, которые требуют точное регулирование всех систем управления и оптимизацию их параметров. Автоматизация сельскохозяйственных процессов повышает надежность и продлевает срок службы оборудования, облегчает и улучшает условия труда, повышает безопасность труда, сокращает использование рабочей силы, тем самым сокращает затраты на производство продукции сельскохозяйственного назначения, повышает качество и количественный выход продукции.

Внедрение средств автоматики способствует развитию научно-технического прогресса в сельском хозяйстве.

В данной работе рассматривается вопрос разработки систем автоматического управления на основе релейных элементов.

1 Описание работы технологической линии

Для удаления навоза на молочно-товарных фермах применяют линии пневматического удаления навоза из коровников.

Линия состоит из компрессора, который для охлаждения заполняется водой, ресивера, пневмокотла, куда сваливается с сборного и продольных транспортеров навоз. Пневмокотел закрывается затвором. После его закрытия в пневмокотел подается сжатый воздух, и навоз вытесняется в навозохранилище.

Технологическая схема линии удаления навоза из коровника приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 Технологическая схема линии

2 Требования к системе управления

Линия удаления навоза из коровника включается в работу оператором вручную.

После включения линии подается предупредительный сигнал, после чего охладительная емкость компрессора заполняется водой, и компрессор вводится в работу. При этом подастся предупредительная сигнализация после чего охладительная емкость компрессора заполняется водой, и компрессор вводится в работу. После заполнения ресивера воздухом до необходимого давления включаются навозные транспортеры, и навоз начинает поступать в пневмокотел. Затвор, при этом, должен быть открыт. После заполнения пневмокотла навозом приводы навозных транспортеров отключаются, и происходит закрытие затвора. Затвор механически связан с пневмоклапаном, который открывается после полного закрытии затвора. Сжатый воздух начинает вытеснять навоз из пневмокотла по трубопроводу в навозохранилище. После опорожнения пневмокотла от навоза затвор открывается, и цикл удаления навоза из помещения повторяется. После удаления всего навоза из помещения система автоматически останавливается.

Система управляли должна обеспечить: работу системы в автоматическом, ручном и наладочном режимах, технологическую сигнализацию о работе оборудования; защиту от повторного включения электродвигателей после кратковременного прекращения подачи электроэнергии.

3 Разработка алгоритма системы автоматического управления линией

На основании технологической схемы линии и учитывая требования к схеме управления, составим алгоритм работы линии. Составим словесное описание алгоритма управления, учитывая, что включение агрегатов должно производится в обратной последовательности направлению движения корма.

1. Включение линии оператором.

2. Включение клапана подачи воды.

3. Включение компрессора.

4. Включение сборного транспортера.

5. Включение продольных транспортеров.

6. Заполнение пневмокотла навозом.

7. Остановка продольных транспортеров.

8. Остановка сборного транспортера.

9. Закрытие затвора.

10. Вытеснение навоза в навозохранилище.

Заменим обозначение электродвигателей, датчиков, исполнительных механизмов, приведенных на функциональной схеме, условными обозначениями релейно-контактных символов. Соответствие механизма и условного его обозначения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Обозначение Элемента

Наименование командного прибора и исполнительного устройства

В1

Датчик заполнения охлаждающей емкости компрессора

В2

Датчик давления сжатого воздуха в ресивере

В3

Датчик открытого положения затвора

В4

Датчик закрытого положения затвора

B5

Датчик верхнего уровня пневмокотла

В6

Датчик нижнего уровня пневмокотла

XI

Привод компрессора

Х2

Клапан заполнения компрессора водой

Х3

Привод сборного транспортера

Х4

Привод продольного транспортера

Х5

Привод продольного транспортера

Х6

Прямой ход затвора

Х7

Обратный ход затвора

Упрощенная функциональная схема технологического процесса приведена на рисунке 2.

На основании упрощенной функциональной схемы автоматизации составляем алгоритм управления представленный в рисунке 3.

Для определения реализуемости алгоритма запишем на рисунке 2 весовое состояние элементов и схемы в целом. Алгоритм составлен корректно т.к. в конце алгоритма весовое состояние схемы число не отрицательное. Алгоритм нельзя реализовать без промежуточных реле необходима циклическая работа пневмокотла до полной уборки навоза.

Такт

1

2

3

4

5

6

7

9

10

11

Вес элемента

1

2

4

8

16

Запись алгоритма

^УА

^Z1

^Z1/

vУА

^Х2

^В1

^Х1

^В2

^Х3

^Х4

^Х5

^Z2

^В6

^В5

Вес состояния

Такт

12

13

14

15

16

17

18

19

20

22

23

24

Вес элемента

Запись алгоритма

vХ4

vХ5

vZ1

vZ1/

vХ3

^Х6

^В4

^В3

vХ6

vВ5

vВ6

^Х7

vВ3

vВ4

vХ7

Вес состояния

Такт

25

26

24

28

29

30

31

Вес элемента

Запись алгоритма

^Z2/

vХ1

vХ2

vВ2

vВ1

vZ2

vZ2/

Вес состояния

Рисунок 3 Алгоритм управления линией4 Разработка структурной схемы управления в автоматическом режиме

Принципиальные электрические схемы определяют полный состав приборов, аппаратов и устройств, а также связей между ними, действие которых обеспечивает решение задач управление, регулирования, защиты, измерения и сигнализации.

Эти схемы служат также для изучения принципа действия системы, они необходимы при производстве наладочных работ и в эксплуатации.

Разработку принципиальной схемы автоматизации линии удаления навоза из коровника будем производить с использованием графо-аналитического способа.

Составляем таблицу включений для элемента Х1.

Таблица 2

Элемент

Вес

эл-та

Такты

1

2

3

4

5

6

Х1

1

+

-

В1

2

+

-

Z'1

4

+

-

Вес схемы

2

3

7

6

4

0

В таблицу записываются все элементы, от которых зависит работа элемента Х1. В данном случае Z'1, В1. Далее записывается формула состояния контактов в такте срабатывания и отпускания элемента Х1:

,

,

.

Затем, во избежание появления лишних или ложных цепей составляется таблица покрытий.

Таблица3. Таблица покрытий для Х1

Цепь

Такты

1

2

+

+

-

+

-

-

После анализа таблицы формула для Х1 будет иметь вид:

Принципиальная схема элемента будет иметь вид:

Составляем таблицу включений для элемента Х2.

Таблица 4

Элемент

Вес

эл-та

Такты

1

2

3

4

5

6

7

8

Х2

1

+

-

Х3

2

+

-

В3

4

+

-

Х8

8

+

-

Вес схемы

2

10

8

9

13

12

4

0

В таблицу записываются все элементы, от которых зависит работа элемента Х2. Далее записывается формула состояния контактов в такте срабатывания и отпускания элемента Х2:

,

,

.

Затем, во избежание появления лишних или ложных цепей составляется таблица покрытий.

Таблица5. Таблица покрытий для Х2

Цепь

Такты

3

4

+

+

-

-

-

+

-

-

После анализа таблицы формула для Х2 будет иметь вид:

Принципиальная схема элемента будет иметь вид:

Составляем таблицу включений для элемента Х3.

Таблица 6

Элемент

Вес

эл-та

Такты

1

2

3

4

5

6

7

8

Х3

1

+

-

В2

2

+

-

В5

4

+

-

В4

8

+

-

Вес схемы

2

3

7

6

14

10

2

0

В таблицу записываются все элементы, от которых зависит работа элемента Х3. Далее записывается формула состояния контактов в такте срабатывания и отпускания элемента Х3:

,

,

.

Затем, во избежание появления лишних или ложных цепей составляется таблица покрытий.

Таблица7. Таблица покрытий для Х3

Цепь

Такты

1

2

+

+

-

-

-

+

-

+

После анализа таблицы формула для Х3 будет иметь вид:

Принципиальная схема элемента будет иметь вид:

Составляем таблицу включений для элемента Х4.

Таблица 8

Элемент

Вес

эл-та

Такты

1

2

3

4

5

6

Х4

1

+

-

Х3

2

+

-

В5

4

+

-

Вес схемы

2

3

7

6

4

0

В таблицу записываются все элементы, от которых зависит работа элемента Х4. Далее записывается формула состояния контактов в такте срабатывания и отпускания элемента Х4:

,

,

.

Затем, во избежание появления лишних или ложных цепей составляется таблица покрытий.

Таблица9. Таблица покрытий для Х4

Цепь

Такты

1

2

+

+

-

-

-

+

После анализа таблицы формула для Х4 будет иметь вид:

Принципиальная схема элемента будет иметь вид:

Составляем таблицу включений для элемента Х5.

Таблица 10

Элемент

Вес

эл-та

Такты

1

2

3

4

5

6

Х5

1

+

-

Х3

2

+

-

В5

4

+

-

Вес схемы

2

3

7

6

4

0

В таблицу записываются все элементы, от которых зависит работа элемента Х5. Далее записывается формула состояния контактов в такте срабатывания и отпускания элемента Х5:

,

,

.

Затем, во избежание появления лишних или ложных цепей составляется таблица покрытий.

Таблица11. Таблица покрытий для Х5

Цепь

Такты

1

2

+

+

-

-

-

+

После анализа таблицы формула для Х5 будет иметь вид:

Принципиальная схема элемента будет иметь вид:

Составляем таблицу включений для элемента Х6.

Таблица 12

Элемент

Вес

эл-та

Такты

1

2

3

4

5

6

7

8

Х6

1

+

-

В6

2

+

-

В4

4

+

-

Х8

8

+

-

Вес схемы

8

10

14

12

13

5

1

0

В таблицу записываются все элементы, от которых зависит работа элемента Х6. Далее записывается формула состояния контактов в такте срабатывания и отпускания элемента Х6:

,

,

.

Затем, во избежание появления лишних или ложных цепей составляется таблица покрытий.

Таблица13. Таблица покрытий для Х6

Цепь

Такты

4

5

6

+

+

-

-

-

-

-

+

+

-

+

-

После анализа таблицы формула для Х6 будет иметь вид:

Принципиальная схема элемента будет иметь вид. Т.к. при отжатии датчика В4 в алгоритме пишем его включение, то все контакты в конечной схеме мы инвертируем:

Составляем таблицу включений для элемента Х7.

Таблица 14

Элемент

Вес

эл-та

Такты

1

2

3

4

5

6

Х7

1

+

-

а

2

+

-

Z'1

4

+

-

Вес схемы

2

3

1

5

4

0

В таблицу записываются все элементы, от которых зависит работа элемента Х7. Далее записывается формула состояния контактов в такте срабатывания и отпускания элемента Х7:

,

,

.

Затем, во избежание появления лишних или ложных цепей составляется таблица покрытий.

Таблица15. Таблица покрытий для Х7

Цепь

Такты

1

2

3

+

+

-

-

+

-

-

+

+

После анализа таблицы формула для Х7 будет иметь вид:

Принципиальная схема элемента будет иметь вид:

Составляем таблицу включений для элемента Х8.

Таблица 16

Элемент

Вес

эл-та

Такты

1

2

3

4

5

6

Х8

1

+

-

Х3

2

+

-

Х6

4

+

-

Вес схемы

2

3

1

5

4

0

В таблицу записываются все элементы, от которых зависит работа элемента Х8. Далее записывается формула состояния контактов в такте срабатывания и отпускания элемента Х8:

,

,

.

Затем, во избежание появления лишних или ложных цепей составляется таблица покрытий.

Таблица17. Таблица покрытий для Х8

Цепь

Такты

1

2

3

+

+

-

-

+

-

-

+

+

После анализа таблицы формула для Х8 будет иметь вид:

Принципиальная схема элемента будет иметь вид:

Составляем таблицу включений для элемента Z1.

Таблица 18

Элемент

Вес

эл-та

Такты

1

2

3

4

5

6

Z1

1

+

-

Х3

2

+

-

В1

4

+

-

Вес схемы

4

6

7

5

1

0

В таблицу записываются все элементы, от которых зависит работа элемента Z1. Далее записывается формула состояния контактов в такте срабатывания и отпускания элемента Z1:

,

,

.

Затем, во избежание появления лишних или ложных цепей составляется таблица покрытий.

Таблица19. Таблица покрытий для Z1

Цепь

Такты

1

2

3

+

+

-

-

+

-

-

+

+

После анализа таблицы формула для Z1 будет иметь вид:

Принципиальная схема элемента будет иметь вид:

5 Разработка полной принципиальной электрической схемы

Произведем замену символов релейно-контактной логики на рисунке 5 на действующие символы.

В1 - датчик уровня воды в компрессоре SL1;

В2 - датчик давления воздуха в ресивере SP1;

ВЗ, В4 - концевые выключатели положения SQ1, SQ2;

В5, В6 - датчики уровня в пневмокотле SL2, SL3;

XI - Х7 - магнитные пускатели КМ1 - КМ7;

Х8 - промежуточное реле на включение KV2;

Z1 - реле времени на включение KT.

Для задания режима работы схемы и исключения одновременного управления в трех режимах используем переключатель SA1.

Автоматические выключатели и тепловые реле обеспечивают защиту электродвигателей от токов короткого замыкания и перегрузки.

Для сигнализации хода технологического цикла и сигнализации аварийного режима используем лампы HL1 -- HL7.

6 Описание работы полной принципиальной схемы

Для работы линии в автоматическом режиме необходимо переключатель SA1 установить в положение «А».

Пуск линии осуществляется после подачи питания на схему управления кнопкой SB1.2. После нажатия кнопки SB1.2 включается реле KV1 и замыкает свои контакты KV1.1 и KV1.2, питание подается на схему управления. После подачи питания пуск линии производится нажатием на кнопку SB2.После нажатия кнопки открывается электромагнитный клапан (пускатель KМ7) и начинается заполнение охлаждающей емкости компрессора до уровня SL1. После срабатывания уровня SL1 клапан закрывается и компрессор запускается в работу (пускатель КМ1). При наборе необходимого давления срабатывает датчик давления SP1. Включаются сборный и поперечные навозоуборочные конвейеры (сначала КМ3, потом КМ4, КМ5). Также КМ3 вводит работу реле времени КТ1, которое останавливает работу линии после выгрузки всего навоза. Навозоуборочные конвейеры работают до полного заполнения пневмокотла (срабатывание уровня SL2). После заполнения пневмокотла затвор закрывается (КМ6) и механически связанный с ним клапан открывает сжатый воздух. Сжатый воздух начинает поступать в пневмокотел и навоз по трубопроводу вытесняется в навозохранилище. Для работы в циклическом режиме в схеме предусмотрено промежуточное реле на включение KV2. Оно после первого цикла отключает управление КМ2 датчиком открытого положения затвора.

Для работы в наладочном режиме необходимо перевести переключатель SA1 в положение «Н». Управление механизмами осуществляется кнопками SB1, SB2, SB4, SB6, SB8, SB10, SB12.

Для работы в ручном режиме необходимо перевести переключатель SA1 в положение «Р». Управление механизмами осуществляется кнопками SB1, SB2, SB3, SB5, SB7, SB9, SB11. В ручном режиме остаются все блокировки и взаимосвязи.

Во всех режимах работы предусмотрена световая сигнализация включения оборудования HL1... HL7.

7 Выбор средств автоматизации

Выбираем электродвигатели согласно таблица 20.

Таблица 20. Выбор электродвигателя

Рдв, кВт

Iн дв., А

n,

об/мин

з, %

Тип двигателя

Технический.. элемент

2,8

8,2

3000

84,5

АИР90L2

Привод компрессора

2,8

8,2

1500

82

АИР100S4

Привод продольных транспортеров

1,7

5,2

1500

81

АИР90L4

Привод сборного транспортера

0,7

1,28

1500

73

АИР71В4

Привод затвора

Для защиты двигателей применяем автоматические выключатели

ВА 13-29, Iн дв = 10 А.

Для дистанционного управления двигателями применяем магнитные пускатели ПМЛ 2100. Для защиты электродвигателей от перегрузки применяем тепловые реле типа РТЛ.

Для переключения режимов работы переключатель типа ПКУЗ.

Для сигнализации применим светосигнальную арматуру АС1 - 220.

Датчики уровня типа СУ--112.

Кнопки типа ПКЕ - 622-2У2.

8 Разработка щита управления

Аппаратура, установленная в щите управления: переключатели, кнопки управления, световая сигнализация, магнитные пускатели. Разделим эту аппаратуру на две группы:

1.Установленная на фасаде щита: переключатели, кнопки, светосигнальная арматура.

2.Установленная внутри щита: автоматические выключатели, промежуточные реле, магнитные пускатели, блоки зажимов.

Поскольку аппаратуры не очень много, то можно будет выбрать малогабаритный щит.

Кроме выше перечисленного предусматриваем размещение блока зажимов внутри щита и табличек с надписями на фасаде щита.

Исходные данные для компоновки щита.

Таблица 18

Наименование

прибора

Тип

Группа

Расположение от

края до

оси

прибора, мм

Размеры

прибора

по фланцу, мм

Размеры монтажной

зоны, мм

Обозначение

монтажного

чертежа

В

Н

В1

В2

HI

Н2

Переключатель

ПКУ

3

16

180

34

35

70

70

70

Г~70

ТМЧ-

1248-

50

Кнопки

ПКЕ

9

180

44

58

50

550

60

60

ТМЧ-

1148-

90

Арматура светосигнальная

АС1

-220

14

300

19

19

25

25

25

25

ТМЧ-

1117-

90

Аппарат

Кол.

Монтажная зона аппарата ,мм

Габаритные и установочные размеры аппаратуры, мм

Минимальное кол-во

Необходим. площ., мм2

L

В

hmin

hmax

hmin

hmax

L

Н

В

А

А min

А max

-

-

Магнитный пускатель ПМЛ 2100

5

90

110

95

185

95

95

75

126

197

100

114

154

3

5

445

Реле времени

1

40

90

50

50

40

35

35

55

62

-

-

-

6

13

468

Выключатель автоматический ВА13-29

5

85

53

80

140

80

80

85

186

55

117

151

171

520

Блок зажимов БЗ -24

5

120

140

118

33

34

2008

Литература

1. Бородин И.Ф., Недилько Н.М. Автоматизация технологических процессов - М: Промиздат 1986

2. Кудрявцев И.Ф., Электрооборудование и автоматизация сельхозагрегатов -- М.: Промиздат 1988

3. Мартыненко Л.И. Конструирование, монтаж и эксплуатация систем автоматики -М.: Колос 1981

4. Якубовская Е.С., Фурсенко С.Н. «Методические указания к курсовому и дипломному проектирования « Разработка щитов систем автоматизации технологических процессов»» - Мн., БАТУ, 1998


Подобные документы

  • Определение параметров автоматизации объекта управления: разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления, моделирование процессов управления, определение показателей качества, параметры принципиальной электрической схемы.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.09.2009

  • Описание механической части и технологии работы неавтоматизированного устройства. Описание принципиальной электрической схемы автоматического управления. Расчет силовых приводов. Выбор системы управления, структурной схемы автоматического управления.

    курсовая работа [491,3 K], добавлен 16.01.2014

  • Описание работы принципиальной электрической схемы стационарного раздатчика кормов РКС-3000. Расчет и выбор пускозащитной аппаратуры и элементов автоматики. Разработка технологии монтажа средств автоматизации и компоновка пульта (станции управления).

    курсовая работа [457,7 K], добавлен 17.03.2012

  • Разработка функциональной схемы размещения технологического оборудования. Составление и описание работы принципиальной электрической схемы. Расчет и выбор элементов автоматизации. Правила безопасности при обслуживании электрооборудования установки.

    курсовая работа [83,6 K], добавлен 12.05.2011

  • Анализ путей автоматизации стана ХПТ-55. Декомпозиционный анализ задачи модернизации системы управления и разработка декомпозиционной схемы. Разработка схемы электрической соединений системы управления. Разработка блок-схемы алгоритма управления станом.

    дипломная работа [1,6 M], добавлен 24.03.2013

  • Характеристика мелиоративной насосной станции, выбор принципиальной электрической схемы. Составление схемы соединений щита управления. Экономическая эффективность схемы системы автоматического управления. Определение надежности элементов автоматики.

    курсовая работа [537,1 K], добавлен 19.03.2011

  • Выбор и расчет основных элементов нестабилизированной системы автоматического управления положением объекта. Устойчивость системы и синтез корректирующего устройства, обеспечивающего требуемые качественные показатели, описание принципиальной схемы.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 18.04.2011

  • Общая характеристика автоматизированных систем. Требования к системе управления роботом. Разработка структурной электрической схемы. Обоснование и выбор функциональной схемы. Выбор исполнительного двигателя. Проектирование ряда датчиков и систем.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 12.11.2009

  • Описание автоматического цикла сверлильного станка. Подбор необходимых элементов электрической принципиальной схемы для управления технологическим процессом: с использованием алгебры логики и без ее применения. Логические функции исполнительных устройств.

    курсовая работа [909,4 K], добавлен 15.01.2014

  • Разработка схемы электрической принципиальной математической модели системы автоматического управления, скорректированной корректирующими устройствами. Оценка устойчивости исходной системы методом Рауса-Гурвица. Синтез желаемой частотной характеристики.

    курсовая работа [172,1 K], добавлен 24.03.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.