Активное вентилирование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание.

Введение 

1. Исходные данные 
2. Обоснование необходимости автоматизации 
3. Технологическая характеристика объекта автоматизации 
4. Разработка функционально – технологической схемы 
5. Разработка принципиальной электрической схемы 
6. Расчет и выбор технических средств автоматизации  
7. Разработка нестандартных элементов и технических средств 
8. Составление схемы щита управления  
9. Расчёт экономической эффективности автоматизации 

Заключение  

Библиографический список 

 

 

 

 

Введение.

Активное вентилирование – это принудительное продувание воздуха через массу сельскохозяйственного  продукта без его смещения.

В отличие от естественной вентиляции активное вентилирование позволяет создать и поддерживать равные оптимальные условия в больших объёмах продукции и благодаря этому снизить потери сельскохозяйственной продукции при хранении и эффективности использовать объём хранилищ.

Активное вентилирование используется при хранении зерна, семян, сахарной свёклы, картофеля, овощей и  др. Системы активного вентилирования имеют конструктивные различия, но необходимыми элементами всех их являются: вентилятор, воздухораспределительные каналы и ёмкости для размещения продукции. Распространены стационарные и передвижные установки для активного вентилирования. В соответствии с особенностями технологии хранения разных видов продукции в системах активного вентилирования предусматривают устройства для подогрева, охлаждения, увлажнения, осушения воздуха, подачи пара и газообразных веществ и т.д.

Основная характеристика активного вентилирования – удельная подача воздуха и давление. Системы активного вентилирования в крупных хранилищах оборудуются автоматическим управлением.

Обеспечение сохранности  зерна в нашей стране – одна из важнейших задач, которая по масштабам и содержанию базируется на широкой научной основе. Для ее успешного решения хлебоприемные предприятия наряду с очисткой широко используют сушку и активное вентилирование зерна. Ежегодно на хлебоприемные предприятия сушке и активному вентилированию зерна подвергают до 70-90 % всего заготовляемого зерна.

Этот способ обработки зерна позволяет предотвратить  и ликвидировать самосогревание зерна, а так же охладить его до температуры, обеспечивающей длительное хранение.  Вентилирование насыпи теплым воздухом с низкой относительной влажностью позволяет подсушить зерно и ускоряет процесс послеуборочного дозревания, повышая энергию прорастания, всхожесть и улучшая хлебопекарные качества зерна.

Охлаждение  и подсушивание зерна создают  в насыпи условия, неблагоприятные для развития вредителей и микроорганизмов. Исключая необходимость перемещения зерновой массы, вентилирование сводит к минимуму распыл, травмирование и потери сухой массы. Являясь высокомеханизированным, а в некоторых случаях и автоматизированным процессом обработки неподвижных партий, активное вентилирование относят к числу производительных и эффективных способов обработки зерна как в технологическом, так и экономическом отношениях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные.

 

ЗАО Агрофирма  «Ключики».

Почтовый адрес. Россия, Свердловская область, Красноуфимский район, 623309, с. Ключики, ул. Советская б/н.

Месторасположение. ЗАО Агрофирма «Ключики» расположено в северной половине лесостепи. Главная усадьба хозяйства находится в 7км к северо-западу г. Красноуфимска, от областного центра г. Екатеринбурга 224 км, а до ближайшего железнодорожного переезда примерно 9-10 км, а до станции 19-20 км.

Природно-климатические  условия. Территория хозяйства относится к умеренному климатическому региону, который характеризуется сравнительно мягким и достаточно влажным климатом. Наиболее тёплым месяцем является июль (22-26°С), а наиболее холодным – январь (-18-24°С). Для весеннего периода характерны возврат холодов и заморозков. Большая часть осадков выпадает летом.

Рельеф местности. Территория хозяйства находится в северной части Красноуфимской лесостепи, расположенной на западных предгорьях Среднего Урала. На территории хозяйства встречаются ручьи, озёра, рек нет.

Почвы. Весь район расположен на осадочных породах верхнеполиазоиского возраста, представленная песчаниками, известняками, долмаститами. Основные типы почв: лесные-50%, чернозём-34%, серовые-10,5%, прочие-4,6%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 –  Структура земельных угодий.

 

Вид угодий	Годы
	2006		2007		2008
	Га	%	Га	%	Га	%
1. Общая земельная площадь	3801	100	3806	100	3801	100
2. Всего сельхоз  угодий	2345	61,6	2350	61,7	2345	61,6
2.1. В т.  ч. Пашни	1938	50,9	1943	50,05	1938	50,9
2.2. сенокосы	370	9,73	370	9,72	370	9,73
2.3. пастбища	37	0,973	37	0,972	37	0,973
3. Не сельхоз угодья	1456	38,3	1456	38,25	1456	38,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Обоснование необходимости  автоматизации.

 

Автоматизация технологических процессов –  это этап комплексной механизации, характеризуемой освобождением человека от непосредственного выполнений функций управления технологическими процессами и передачей этих функций автоматическим устройствам. При автоматизации технологические процессы получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов и информации выполняются автоматически при помощи специальных технических средств и систем управления.

Цель автоматизации  производства заключается в повышенной эффектности труда, улучшение качества выпущенной продукции, в создании условий  для оптимального использования всех ресурсов производства.

Автоматизация бункеров активного вентилирования зерна предусматривает автоматическое управление загрузкой бункеров, воздухораспределением в бункере, температурой и влажностью зерна.

Развитие производительных сил страны, базирует на прогрессе  науки, на использование новейших научных открытий и результатов теоретических исследований и практического изучения технологии производства для разработки наиболее рациональных способов создания материальных ценностей, при минимальной зарплате труда.

 

 

 

 

 

3. Технологическая характеристика объекта автоматизации.

 

Бункер активного  вентилирования зерна БВ-25, емкостью 25 тонн, представляет собой вертикальный цилиндр внешний диаметр которого 3080мм с конусообразным дном, обьём бункера 35м³ высота 8675мм, масса 1750кг, подача воздуха 11300м ³\ч.

Вентилируемый бункер представляет собой вертикальный цилиндр с конусообразным дном. Внутри цилиндра по центру установлена воздухораспределительная труба диаметром 750мм. В верхней части воздухораспределительной трубы находится конусный распределитель зерна для равномерной загрузки бункера зерном. В воздухораспределительной трубе размещен цилиндрический клапан (поршень), который может перемещаться по вертикали при помощи лебедки, соединенной с системой тросов и блоков.

При полной загрузки бункера зерном клапан находится в верхнем положении. Воздух подогревается в электрокалорифере, установленном около всасывающего отверстия вентилятора, подающего воздух в бункер. Для регулирования выпуска зерна в нижней части бункера устроено регулировочное кольцо, перемещая которое можно изменять кольцевую щель для выпуска зерна, образуемую между дном бункера и кольцом.

Бункер оборудован двумя регуляторами влажности, один из которых устанавливается в нижней или средней части наружной стенки бункера, отключает вентилятор при снижении влажности зерна ниже заданной. Другой регулятор влажности включает или выключает электрокалорифер. А также датчиками температуры.

 

 

4. Разработка  функционально-технологической

 схемы автоматизации.

 

По технологической  схеме и электрической принципиальной схеме бункера активного вентилирования произвёл разработку функционально - технологической схемы автоматизации. Данная схема размещена на листе 1 графической части данного курсового проекта. В неё входят элементы такие как, датчики влажности Sj1 и Sj2, датчики уровня SL1 и SL2, датчик температуры SK, промежуточные реле КV1 и KV2, реле времени КТ, магнитные пускатели КМ1, КМ2 и КМ3, нагревательные элементы ЕК  (типа ТЭНы) , электродвигатели М1 – нории, М2 – вентилятора калорифера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Разработка принципиальной электрической схемы управления.

 

Автоматическая  система управления воздухораспределением воздействует на электропривод М, который устанавливает поршень-заглушку в требуемое положение следующим образом. Сигнал на перемещение поршня-заглушки подаётся от блок контактов КМ1:1 при пуске загрузочной нории. Блок контакты КМ1:1 подают питание на катушку КМВ и двигатель М, и тот передвигает поршень вверх, пока не разомкнутся контакты конечного выключателя SQ1. Окончание загрузки и отключение нории вызывает замыкание блок контакта КМ1:2 в цепи включения катушки КМН реверсивного пускателя привода заглушки. Теперь заглушка опускается до тех пор, пока датчик положения 6 не коснется зерна и, разомкнув свои контакты SQ2, не отключит катушку КМН. При помощи кнопок SB1 и SB2можно дистанционно управлять электроприводом 8 и связанной с ним тросом 7 заглушкой.

Схема управления загрузкой, температурой и влажностью зерна. Переключатели SA1 и SA2 могут быть установлены в два положения: С – сушка и К – консервация при ручном Р и автоматическом А управлении. Датчик уровня SL1 и SL2 контролируют верхний и нижний уровень зерна в бункере. Норию загрузки пускают кнопкой SB2, в результате чего магнитный пускатель КМ1 подаёт питание на электропривод М1.

Когда уровень зерна в  бункере достигает максимального  значения, размыкается контакт SL1, из цепи тока выводится пускатель КМ1, который своими блок контактами КМ1:3 включает реле времени КТ и магнитный пускатель КМ2 электропривода М2 вентилятора (переключатели SA1 и SA2 находятся в положении соответственно С и А).

Влажность воздуха на сходе  в слой зерна и выходе из него контролируют влагомерами с контактными датчиками В1 и В2, которые замыкаются при повышенной относительной влажности воздуха соответственно на входе и выходе бункера. Если влажность зерна повышенная, то выносимая воздухом влага замыкает контакты В2, в результате чего срабатывает промежуточное реле KV2, которое контактами К2 включает пускатель КМ2 электропривода вентилятора. Процесс сушки продолжается независимо от положения контактов КТ до тех пор, пока до установленного значения не снизится вынос влаги из зерна. Тогда размыкаются контакты В2, отключается реле KV2, и лишается питания пускатель КМ2 электропривода М2 вентилятора 1. Одновременно размыкающие контакты КМ2:2 включают звонок НА, сигнализирующий об окончании процесса сушки.

Если при включении  вентилятора М2 влажность воздуха  на выходе ниже равновесной, то выноса влаги не будет. В этом случае вентилятор М2 отключается контактами реле времени КТ с выдержкой времени, достаточной для выноса влаги из зерна к датчику В2.

Электронагревательные элементы ЕК калорифера включаются только при  работающем вентиляторе, когда высокая влажность воздуха на входе в зерно. В этом случае замыкаются контакты В1 влагомера, и реле KV1 включает магнитный пускатель КМ3 калорифера. Отключается калорифер автоматически в результате размыкания контактов В1 при снижении влажности окружающего воздуха.

Чтобы задать режим  консервации (хранения) зерна, переключатель SA1 ставят в положение К. В этом случае управление ведётся по температуре зерна, которая контролируется датчиком температуры SK. Если температура зерна достигнет максимально допустимого значения, замыкаются контакты SK, и магнитный пускатель КМ2 включает вентилятор. При этом, чтобы снизить (до 65%) относительную влажность воздуха, его пропускают через электрокалорифер.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Расчет и  выбор технических средств автоматизации,  элементов автоматической системы.

 

1. Производим выбор промежуточных реле KV1 и KV2: по напряжению U_{ном п.р.} > U_{н с}  ~24В=~24В

        Выбираю РПТ-100, U=24B, I=5А.

2. Выбираем понижающий трансформатор TV 220/24В.
3. Выбираем два электронных влагомера зерна ВДК – 3, U= 24В.
4. Выбираем электронный датчик уровня для поддержания работы вентилятора при наличии зерна: ДЭУ – 1 , U_с= 220В.
5. Для выдержки времени  выбираем реле времени ВС-10-33 , U_с=220В, с регулировкой времени от 15 сек – до 9 мин.
6. Выбираем сигнальную арматуру АС – 220, I=6A.
7. Производим выбор кнопочных постов закрытого исполнения, для встройки в специальную нишу т.к. устанавливается в щите управления, материал корпуса – пластмасс: ПКЕ 212 – 2У3 (ПКЕ-пост кнопочный, единой серии, 2-открытая, 1-защищенное исполнение, 2-пластмасс, 2-толкатели, У3-климатическое исполнение и категория размещения).
8. Выбираем датчик температуры ЭТМ-Х.

9. Выбираем магнитный пускатель для запуска двигателя вентилятора: Uном.м.п. > Uном.сети   

Iном.м.п. > Iном.дв.         

Uном.м.п. = 380В

Iном.м.п. > 11,5А

Выбираем магнитный  пускатель ПМЛ 2121: 2- номинальный ток 25А;

1 - нереверсивный без  теплового реле; 2 - IP54 с кнопками “Пуск”, “Стоп”;