Обґрунтування і вибір об’єкта автоматизації.

Стан здоров’я, а також продуктивність тварин залежать не тільки від якості, а й значною мірою від своєчасності отримання ними кормів. Трудомісткість цього процесу становить 30-40% загальних

затрат догляду за тваринами.

До кормороздавальних пристроїв ставлять такі зоотехнічні вимоги:

· усі види кормів потрібно роздавати рівномірно по фронту годівлі;

· кормороздавачі мають бути обладнані пристроями для дозування;

· похибка дозування грубих кормів 8 - 10 %, комбікормів і пас­ти — 4 - 5 %;

· засоби механізації та їхні робочі органи не повинні погіршува­ти якості корму і допускати втрат;

· кормороздавач має бути безпечним для тварин і обслуговуючо­го персоналу, простим в обслуговуванні і надійним у роботі;

· кормороздавачі мають бути високопродуктивними: роздавати корм в одному тваринницькому приміщенні за 15-20 хв, не пору­шувати при цьому однорідності і не забруднювати корму.

Кормороздавачі мають бути універсальними, не створювати над­мірного шуму і забруднення, мати строк окупності не більше двох років і коефіцієнт готовності не менше 0, 98.

До всіх кормороздавачів ставлять ще й такі вимоги: конструкція їх має бути доступною для

обслуговування і безпечною.

Визначаль­ними є технологічні чинники, які спираються на фізико-механічні властивості кормових матеріалів, фізіологічні потреби тварин різних видів і вікових груп. При цьому для конкретного кормороздавача потрібно визначити, для якого виду кормів він призначений і на яку ферму галузевого характеру розрахований.

завантаження до місця видачі і дозованого розподілу його вздовж фронту годівлі.

За характером робочого процесу всі кормороздавачі поділяють на два

типи: стаціонарні і пересувні. В свою чергу, пересувні кормороздавачі можуть бути причіпними, самохідними, рейковими і безрейковими, а стаціонарні залежно від типу кормо не сівного органа — механічними, гідравлічними і пневматичними.

Вибір способу і засобів роздавання корму залежить від виду тварин і

технології їх утримання.

Стаціонарні кормороздавачі безшумні в роботі, займають мало місця в

приміщенні (відсутні кормові проїзди), але не забезпечують безвідмовності в роботі, а швидка заміна їх іншими кормороздавачами практично відсутня.

На відміну від стаціонарних мобільні кормороздавачі забезпечує, вищу

надійність технологічного процесу, оскільки в разі виходу одного із них його легко замінити на справний. Мобільний кормороздавач може обслуговувати всю ферму, але для його роботи потрібні широкі наскрізні проїзди, він створює шум і загазованість повітря.

За призначенням розрізняють кормороздавачі для роздавання кормів великій рогатій худобі, свиням і птиці.

На фермах великої рогатої худоби використовують переважно мобільні, на свинофермах — координатні і гідравлічні, на птахофермах — стаціонарні кормороздавачі.

Процес роздачі кормів є одним із найбільш трудомістких на тваринницьких і а птахівницьких фермах. Технологія роздачі кормів знаходиться в тісному зв'язку з загальним технологічним циклом, прийнятим па фермі. Головною умовою оптимальності годування тварин є збалансованість кормів і необхідна періодичність та дозованість їх видачі. Виходячи з цього, до кормороздавальних пристроїв ставляться такі вимоги: рівномірність роздачі корму в годівниці з відхиленням маси від норми з розрахунку на одну голову не більше 10%; втрати корму не більше 3%; тривалість роздачі корму не більше ЗО хв для мобільних і 20 хв для стаціонарних кормороздавачів; можливість регулювання норми корму від максимального до мінімального значення.

Потребу в кормороздавальних пристроях, їх марку та кількість

визначають з урахуванням виду та віку тварин і птахів, способів їх утримання, раціонів годування, норм видачі корму одній тварині розрахункового поголів'я тварин. Для роздачі корму на фермах використовують, як мобільні, обмежено-мобільні і стаціонарні кормороздавачі.

Зараз одержали поширення два основних види годівлі тварин та і пахів − ненормоване і нормоване. У ненормованому випадку кількість корму не нормується, а в другому кожній тварині та птахові залежно від його продуктивності і деяких інших факторів видається визначена індивідуальна роздача корму. Найчастіше з метою спрощення технології годівлі на фермах застосовують групове нормування, коли кормовий раціон розраховують, виходячи з потреб середньої групи тварини чи птахів.

На великих тваринницьких комплексах з характерними для них сучасною машинною технологією; потоковістю виробництва виникає нагальна потреба застосування автоматизованих систем керування, що дозволяють найбільш повно й ефективно використовувати устаткування, значно знизити трудові витрати і вартість продукції, збільшиш продуктивність і поліпшити умови праці.

Для роздавання кормів тваринам застосовують: конвеєр-кормороздавач ТВК-80Б (стрічковий, розміщений у годівниці), призначений для роздавання зелених, грубих і соковитих кормів і кормових сумішей на фермах з прив’язним утриманням великої рогатої худоби.

Таблиця 2.1- Технічна характеристика установки ТВК-80Б

Тип двигуна	Місце вентилювання	кількість в установку	Потужність (кВт)	Частота обертання (n-1)		I u (A)
4A112M4У3	Транспортер роз датчик і транспортер відхилення		5, 5		7, 5	11, 5
4А132S4У3	Транспортер бункера накопичувача		7, 5		7, 5	15, 1

Функціонально - технологічні схеми (ФТС) можуть розроблятися із більшим або меншим ступенем деталізації. Обсяг інформації, наведений на схемі, повинен забезпечувати повну уяву про прийняті основні рішення з автоматизації даного технологічно процесу і можливість складання на стадії проектування заявок на прилади і засоби автоматизації, трубопровідної арматури, щитів і пультів.

ФТС можуть виконуватися двома способами:

- Із зображенням щитів і пультів керування за допомогою умовних прямокутників, як правило, в нижній частині креслення, в межах якого зазначаються засоби автоматизації, які встановлені в щиті;

- З зображенням засобів автоматизації на технологічних схемах поблизу пристроїв без побудови прямокутників, які зображуються щити курування.

Схеми з умовним зображенням щитів більш наочні, тому їх використовують частіше.

На функціонально технологічних схемах автоматизації зображення приладів і засобів автоматизації розміщуються як на технологічній схемі так і в прямокутниках, які розміщені в нижній частині креслення під технологічною схемою. На зображеннях технологічного обладнання або трубопроводів безпосередньо показуються всі первині перетворювачі і окремі пристрої для виміру технологічних параметрів. На технологічних трубопроводах показують також зображення регулюючих органів, які входять в окремі контури регулювання, а поряд з ними зображення виконавчих механізмів, з якими регулюючий орган зв’язаний механічно. Вся інша апаратура системи автоматизації згрупована і зображена в прямокутниках, які відповідають цьому розміщенню: місцеві прилади, прилади на спеціальних щитах, прилади на центральному щиті.

В прямокутниках щитів показують всі засоби автоматизації, які встановлені всередині щита, прилади і засоби автоматизації, без яких важко показати границі регулювання: обчислювальні блоки, перетворювачі, сигналізатори і т.д.

Для зображення окремих вимірювальних контурів або регулюючих комплектів і для відображення взаємозв’язків між окремими засобами автоматизації використовуються лінії зв’язку між окремими елементами. Лінії зв’язку показують тонкими суцільними лініями товщиною 0, 2…0, 3мм, які проводяться з найменшим числом перегинів та перетинань між собою. Перетинання умовних позначень засобів автоматизації лініями зв’язку не допускається. Лінії зв’язку до символу приладу допускається відводити в любі сторони кола. При необхідності для вказування напрямку передачі сигналу на лініях зв’язку допускається наносити стрілки.

Окремі пристрої на функціонально – технологічній схемі показуються лініями зв’язку, які з’єднують технологічний трубопровід або апарат, з якого відбирається імпульс, з первинним вимірювальним перетворювачем або приладом. При необхідності для вказування точного місця знаходження окремого пристрою або місця виміру в кінці тонкої лінії зображують коло діаметром 2мм.

На з’єднувальних лініях поблизу перетинів з прямокутником щита вказують максимальне робоче значення вимірювальної величини.

Коли кілька первинних елементів приєднуються до одного приладу, то дозволяється об’єднувати лінії в одну. Таке об’єднання допускається також при наявності кількох окремих пристроїв, які працюють з одним приладом через перемикач.

Розробляю функціональну технологічну установку ТВ-80Б, схема якої зображена на малюнку 2.1.

Малюнок 2.1. Функціонально-технологічна схема установки ТВ-80Б

Автоматизована потокова лінія роздачі кормів ТВК-80Б призначена для роздавання всіх видів кормів (крім концентрованих і рідких) в умовах прив’язного утримання тварин. Він являє собою рухому стрічку, у годівницях 4, що приводитися в дію реверсивним електроприводом 5. При русі вперед стрічка несе до місця стійла тварин визначене, завантажене живильником 1 визначену кількість корму. Як живильник може бути використаний кормороздавач КТУ-10, що має накопичувальну ємність 2. З поверненням стрічки (реверс) годівниці самоочищаються від залишків корму, що віддаляється з приміщення транспортером 6.

Таким чином, ТВК-80Б здатний транспортувати корму до місця споживання і забирати їхні відходи, тобто виконувати найбільш трудомісткі технологічні операції. Але нормовану годівлю на ТВК-80Б здійснити неможливо, оскільки корм при русі стрічки самовільно розрівнюється. Крім того, при русі стрічки тварини вибірково поїдають корм.

Принципові електричні схеми – це проектний документ розроблений на основі схем автоматизації, який визначають повний склад електричних елементів та зв’язки між ними, а також дає детальне уявлення про принципи роботи схеми.

При виконанні принципових електричних схем керуються в першу чергу такими нормативними документами ГОСТ2.701-84 «Схеми, види й типи». Загальні вимоги до виконання ГОСТ2.702-75 «Правила використання електричних схем».

У загальному випадку принципові електричні схеми складаються з умовних зображень елементів і зв’язків між ними; пояснюючих написів і зв’язків окремих елементів даної схеми що використовуються в інших схемах, а також елементів із інших схем; діаграми перемикань контактів багатопозиційних пристроїв; переліку пристроїв засобів автоматизації та апаратури, що використовуються в інших схемах, а також елементів із інших схем; діаграми перемикань контактів багато позиційних пристроїв; переліку пристроїв засобів автоматизації та апаратури, що використовуються в даній схемі і переліку креслень що належать до даної схеми, загальних пояснень та примітки.

Для доповнення мовного графічного пояснення елементів на принципових електричних схемах за ГОСТ2.710-81 застосовують – цифрові позначення. Їх називають позиційними.

Позиційне позначення згідно з ГОСТ2.710-81 складається із 3 частин. У першій частині записують одну або дві літери латинського алфавіту (вид елемента) у другій – одну або кілька цифр (номер) у третій одну – або кілька латинських цифр, літер (функція елемента). Слід пам’ятати, що вид та номер елемента – обов’язкова частина умовного позначення. Показувати функцію елемента не обов’язково.

Принципові схеми виконують рядковим методом. При цьому графічні позначення елементів або їх складових частин, що входять в один ланцюг, зображують послідовно один за іншим по прямій, а окремі ланцюги, поряд створюючи.

Щоб полегшити сприйняття схем їх іноді розбивають на функціональні ділянки і з боку (справа) роблять написи що показують функціональні призначення ланцюга або вказують, до якої схеми технологічного обладнання належить цей ланцюг.

Позиційне позначення: зображують з правого боку або над ними всі апарати (реле, контакти, кнопки, ключі, управління, автоматичні вимикачі тощо) на електричних схемах необхідно зображувати в вимкнутому положенні, тобто при відсутності напруги у всіх ланцюгах схеми. Контакти реле, контакторів, кнопкових перемикачів тощо, показують таким чином, щоб сила необхідна горизонтальному зображенні ланцюгів, схем та зліва направо – при вертикально.

На принципових електричних схемах лінії зв’язку повинні бути показані, як правило повністю, якщо ж ні утруднює читання схеми то допускаються їх обривати. У яких випадках обриви слід закінчувати стрілками, біля яких показують місце підключення та характеристику ланцюгів – полярність потенціалів.

Відповідно до ГОСТ2.709-80 «Система призначення кіл в електричних схемах», маркування ділянок електричних ланцюгів, роздільних контактних апаратів, обмотками, реле, резисторами та іншими елементами ділянок ланцюгів, що проходять через розбірні або не розбірні контакти з’єднання однаковими.

При маркуванні ланцюгів дотримуються таких правил, силові ланцюги змінного струму маркують літерами що означають фази А, В, С, - ланцюги трифазного струму; - ланцюги однофазного струму та послідовними числами.

Малюнок 2.2. Принципова електрична схема керування кормороздавачем ТВК-80Б

Технологічна лінія роздачі корму з кормороздавачем ТВК-80Б і стаціонарним роздавальником КТУ-10 може функціонувати в автоматичному режимі. Для роздачі кормів протягом доби використовують добове програмне реле КТ2 типи 2РВМ чи аналогічне, котре встановлюють відповідно до розрахункової діаграми годівлі, кормороздавальною лінією, відповідно до принципової електричної схеми (рис. 2.3.4), керують вручну або автоматично в наступному порядку. Спочатку контактом програмного пристрою КТ2: 1 вмикаються магнітні пускачі КМ2 і КМЗ повернення стрічки транспортера відходів. У кінцевому переднім положенні стрічки кормороздавача кінцевий вимикач SQ1 зупиняє її рух і відключає транспортер відходів через контакт КМ2: 2. По команді програмного реле контактами КТ2: 2 вмикається привод живильника КМ4 і привод роздачі корму КМ1. Наприкінці роздачі кінцевий вимикач SQ2 вимикає КМ4 з витримкою часу КМ1.

Розробка схеми ввімкнення.

А В С N

Малюнок 2.3 Схема ввімкнення кормороздавача ТВК-80Б.

Проаналізувавши принцип роботи, будову та електричну схему заданої машини (обладнання) потрібно вибирати і при необхідності розраховувати технічні засоби автоматизації, а саме: електродвигун, пускозахисну апаратуру, інші елементи схеми (датчики сигнальні елементи, виконавчі елементи та ін.).

Всі апарати, що використовуються в системі керування електричними установками поділяють на виконавчі, проміжні, командні, захисні та сигнальні. Вибирають апарати за призначенням, напругою, величиною струму, кліматичним виконанням, умовами захисту від впливу навколишнього середовища та іншими показниками. При виборі елементів схем потрібно враховувати режими роботи електроприймачів, вимоги правил безпеки та протипожежні правила.

Всі електричні установки потрібно захищати від струмів короткого замикання, перевантаження, зникнення або надмірного зниження напруги та неповного фазних режимів роботи.

Захист від струмів К.З повинні мати всі електромережі. Від перевантаження захищають всі електромережі, розташовані всередині приміщень і виконані відкрито прокладеними проводами з гарячою оболонкою. Що ж стосується мереж виконаних захищеними проводами, і проводами прокладених в трубах, то від перевантажень захищають:

1. освітлювальні мережі у житлових і громадських приміщеннях, а також у пожежонебезпечних виробничих приміщеннях;

2. силові мережі у виробничих приміщеннях, якщо за умовами технологічного процесу можуть виникати тривалі перевантаження;

3. мережі всіх видів у вибухонебезпечних приміщеннях;

Електродвигуни захищають від перевантаження в тому випадку, якщо з

технологічних причин можливі тривалі перевантаження, а також під час важких умов пуску необхідно обмежити тривалість пуску.

Захист електродвигунів від неповно фазних режимів застосовують для обладнання, яке працює без постійного нагляду обслуговуючого персоналу, а також для електродвигунів, захищених тільки плавкими запобіжниками.

Для захисту від короткого замикання застосовують запобіжники або автоматичні вимикачі, а від перевантаження теплові реле. Перевагу слід віддавати вимикачам перед запобіжниками.

Автоматичні вимикачі серії ВА51(ТУ 16.522.157-83) призначені для захисту електричних кіл змінного струму при перевантаженнях і коротких замикань, а також для оперативних вмикань і вимикань електричних кіл з частотою до 30 разів на годину. Розраховані для роботи в колах змінного струму напругою до 660 В, частотою 50Гц, а також постійного струму напругою 220 В.

Вибираємо автоматичний вимикач QF2 який вимикає двигуни М1, М2, М3, за умовами:

- позначення номінальної сили струму вимикача -25-25А;

- кількістю полюсів – 3три полюса з розчіплювачами в трьох полюсах;

- за видом розчіплювачів -4-тепловий і електромагнітний;

- за номінальною напругою автоматичного вимикача:

U_ном.а≥ U_{мном.мер.};

U_{ном.авт.}=660В;

660≥ 380В; U _м= 380В;

- за номінальним струмом:

І_{ном.авт.}≥ Σ І_ном.;

I_{ном. авт.} = 100А

-

І_Тр=І_емр≥ Σ І_н; І_упр=І_емр≥ 38.1А

І_рт=І_мр≥ 50А; 50А> 38.1

- за струм спрацювання електромагнітних розчіплювачів.

I_уе= І_у.мр ≥

- Наявність допоміжних розчіплювачів і вільних контакті- 00-без допоміжних розчіплювачів і вільних контактів.

- за видом приводу і спосіб встановлення вимикача. 1-ручний привід, стаціонарне використання.

- за наявністю допоміжних механізмів− відсутні

- виконання за наявністю регулювання струму не спрацювання теплового розчіплювача Р- з регулюванням.

- ступінь захисту-00 -ІР00 затискачів для приєднання зовнішніх провідників.

- кліматичне виконання і категорія розміщення УХЛЗ.

Вибираний автоматичний вимикач серії ВА51Г31-34.

Перевірка автоматичного вимикача на спрацювання при пуску електричного двигуна.

І_у.емр =14•50=700А 700А≥ 585.2А

Вибираю магнітний пускач КМ1, який призначений для дистанційного пуску безпосередньо приєднаних до мережі, зупинки і реверсування трифазних асинхронних електродвигунів з коротко замкнутим ротором.

Вибираю магнітний пускач серії ПМЛ за умовами:

1) За величиною пускача за номінальним струмом головного кола− 2-25А;

2) За наявністю і призначенням теплових реле –з реверсом без тепловим реле;

3)

4) За захищеності від впливу навколишнього середовища, - ступінь захисту −

0-ІП00

5)

6) За величиною номінального струму електродвигуна.

7) За напругою витягувальної котушки

U_кот=U_кер; U_кер=380В; U_кот=380В

8) За умовами комутації:

9) За кількістю допоміжних контактів – 0-1з

10) За кліматичним виконанням і категорією розміщення – 04

По умовах вибору приймаю магнітний пускач серії ПМЛ-230004

Вибираю магнітний пускач КМ2, КМ3, КМ4 аналогічно умовам вибору магнітного пускача КМ1 серії ПМЛ-230004.

Магнітний пускач КМ2 нереверсивної серії.

Магнітний пускач КМ3, КМ4-ПМЛ210004.

Для живлення електроустановок застосовують різні марки проводів і кабелів, що живлять двигуни: М1, М2, М3. Силова електро проводка, що живить двигуни поділяється на магістральну та розподільчі ділянки.

Магістральна ділянка проводки вибирається по умовах:

К₀ – коефіцієнт одночасності роботи приймається К₀=

-сума номінальних струмів усіх двигунів.

К_з –кратність допустимого тривалого струму провідника по відношенню до струму спрацювання захисного апарату К_з =1.

І_з –сила струму спрацювання захисного апарату І_з=І_тр=50 А

І_доп. К≥ 1•50;

І_доп. К≥ 50 А;

Приймається кабель АВРБ(2•6)

І_доп. К=55 А; 55А> 38.1; 55А> 50А

Розподілча проводка для двигунів М1…М3 вибирається по умові:

І_доп.пр.≥ І_н

Вибираю провід: АПВ4 (1*2.5)

І_доп.пр.=19 А 19А> 11.5А; 19А> 11.5А; 19А> 15.1А

Для монтажу кола керування вибираю провід ПВ з мідними жилами та поперечним перерізом 1мм, який витримує 17А

ПВ (1*1)

Універсальний перемикач призначений для комутації електричних кіл керування і автоматики, для ручного перемикання полюсів багатошвидкісних асинхроних електродвигунів малої потужності, а також в якості перемикачів електровимірювальних приладів зміного струму до 500В частоти 50Гц і постійного струму до 400В.

Вибираю Універсальний перемикач

УП5400

Вибираю кнопкові пости за умовами:

1. Серія-1.

2. 2-для монтажу на будь-якій рівній поверхні.

3. для монтажу в нішах збоку контактів мають ступінь захисту ІР00, а на рівній поверхні таку ж як і збоку керуючого елемента.

4. Виконаний за матеріалом корпуса -2-пластмаса.

5. Виконаний зва кількістю керуючих елементів-2.

6.

Вибираю кнопкові пости SB1-SB5 серії ПКЕ-122-2УЗ

Реле часу призначені для предачі команд з одного електричного кола в друге коло з визначеною наперед встановленою затримкою. Застосовуються для керування пристроями промислової та побутової автоматики, вентиляції, обігріву, освітлення, сигналізації, тощо.

Вибираю реле часу за умовами:

- Напруга живлення-220 В.

- Витримка часу -0.1с-24 год.

- Максимальний струм навантаження -10 А.

- Група вихідних контактів -1 на перемикання

- Затримка спрацювання менше 50 мс.

Вибираю реле часу РЧ-512

Сигнальні лампи призначенні для світлової сигналізації (індикації) роботи устаткування в електричних ланцюгах напругою 220 В змінного струму, частоти 50 і 60 Гц. Констрнукція лампи не розбірна. Робота лампи полягає в свіченні при замиканні певних електричних ланцюгів з метою сигналізації про відповідні режими роботи устаткування.

Вибираю сигнальну лампу типу СЛ-2001.

Кінцеві вимикачі призначенні для комутації електричних кіл керування змінного струму напругою до 660 В частотою 50 і 60 Гц та постійного струму напругою до 440 В. За рахунок дії упорів у певних точках шляху контрольованого об’єкту.

- величина струму 21-10 А;

- група комутаційної стійкості проти спрацювання А-3 млн. циклів;

- кількість полюсів-2-два полюси;

- вид проводу 1-штовхач;

- спосіб кріплення вимикача-1-базове;

- ступінь захисту ІР00;

- кліматичне виконання та категорія розміщення УЗ;

- комбінація замикаючих та розмикаючих контактів 1-1З.

Вибираю шляховий вимикач серії ВП21А211-00УЗ.21.