Автоматизация микроклимата в животноводческих помещениях

Рис. 3 – Функционально-технологическая  схема калорифера СФОЦ

автоматизация калорифер установка  надежность

Для контроля температуры калорифера установлены два датчика температуры 1, 2. При температуре превышающей уставку датчика 1, отключается вторая секция, а при температуре выше уставки датчика 2 отключается первая секция. Датчик 3 настроенный на температуру 80…90 ^оС, отключает электрокалорифер при возможных перегревах, которые могут возникнуть при неисправности вентилятора и воздуховодов  

 

5. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Принципиальные электрические  схемы – это документы, разрабатываемые  на основе функциональных схем автоматизации, определяющие полный состав электрических элементов и связей между ними, а также дающие детальное представление о принципах работы схемы.

Автоматическое управление работой  установки осуществляется по температуре  в помещении (температурные реле SК2, SК3). Термореле SК1 типа ТР – 200 служит для защиты нагревателей от перегрева. При включении установки в сеть работают все три секции нагревателей. При повышении температуры воздуха в помещении выше установленной отключается одна секция (температурное реле SК2 и электромагнитный пускатель КМ1); при дальнейшем повышении температуры отключается вторая секция (SК3 и КМ2). Отключение последней секции (при размыкании SК1).

QS

Рис. 4 - Принципиальная электрическая  схема электрокалориферной установки  типа СФОЦ со ступенчатым регулированием мощности

Происходит, если температура оребрения  нагревателей превысит 180°C. При снижении температуры воздуха ниже заданной секции включаются в обратном порядке. Вручную числом включенных секций управляют при помощи переключателя SА2. Включение нагревателей возможно лишь при работающем вентиляторе (после замыкания блок-контакта QF2 автоматического выключателя двигателя вентилятора М).

6. РАЗРАБОТКА ЩИТА  УПРАВЛЕНИЯ

Щиты систем автоматизации выполняют  роль постов контроля, управления и  сигнализации автоматизированного  объекта. Они являются связующим  звеном между объектом управления и оператором. Щиты устанавливают в производственных и специальных щитовых помещениях операторских, диспетчерских, аппаратных и т.д.

Выбираем нестандартный щит  шкафный – шкаф с установленными изделиями и с электрической  трубной проводками, подготовленными к подключению внешних цепей и приборов, устанавливаемых на объекте.

Шкаф выбираем настенного исполнения, размерами 1000х800 мм. На дверце шкафа  устанавливаем лампы, сигнализирующие  о работе калорифера, переключатели  режимов работы. Внутри шкафа устанавливается 3 магнитных пускателя, 3 предохранителя, автоматический выключатель, на боковой стенке расположен рубильник. Шкаф устанавливаем на стене.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ  ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ  

 

Надежность – это комплексное  свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость в отдельности или определенное сочетание этих свойств.

Отказ – полная или частичная  или частичная утрата работоспособности, нарушение нормального функционирования объекта, в следствии чего его характеристики перестают удовлетворять предъявляемым требованиям.

Безотказность – это свойство объекта  непрерывно сохранять работоспособность  в течение некоторого времени.

Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность - приспособленность  изделия к предупреждению и обнаружению  причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Вероятность безотказной работы Р(t) представляет собой вероятность  того, что в заданном интервале  времени при заданных режимах  и условиях работы не возникает отказа изделия.

Таблица интенсивности отказов  СФОЦ

Наименование элементов	Кол – во	Интенсивность отказов элемента	Результирующая интенсивность  отказов
Датчик t0-ы ДТКБ	2	0,25*10-6	0,5∙ 10-6
Реле	1	0,50*10-6	0,5*10-6
Электромеханические контакты	1	0,25*10-6	0,25*10-6
Универсальный переключатель	1	0,175*10-6	0,175*10-6
Лампа накаливания	4	0,625*10-6	2,5*10-6
Резистор	4	0,03*10-6	0,12*10-6
Термореле ТР-200	3	0,25*10-6	0,25∙10-6

=(0,5+0,5+0,25+0,175+2,5+0,12+0,25)*10^-6 =4,295*10^-6 1/ч

принимаем 10000ч К=10

 

где К – коэффициент учитывающий  влияние окружающей среды

λ – интенсивность отказов, которая  указывается в технической документации на изделие или принимается по табличным показателем надежности

t – время эксплуатации, t=1000 ч

Р(t)=е^{-10∙4,295·10 ·10} =0,99

Рассчитываем среднюю наработку  на отказ

Рассчитываем вероятность отказа

Q(t) = 1–P(t) = 1- 0.99 = 0.01

Автоматическая система достаточно надежна 

 

8. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ  ЭФФЕКТИВНОСТИ

Автоматизация процессов сельскохозяйственного производства влияет на повышение производительности труда и сокращения затрат на производство продукции. В соответствии с «Методическими рекомендациями по определению экономической эффективности капитальных вложений в сельское хозяйство» при проектировании находят абсолютную и сравнительную экономическую эффективность капитальных вложений. При определении абсолютной эффективности прирост чистой продукции и прибыли сопоставляют с капитальными вложениями.

Сравнительная экономическая эффективность подсчитывается по формуле  

 

 где [2.195]

 

С_1,С₂–текущие затраты не автоматизированного и автоматизированного вар-та.

К₁, К₂ – соответствующие капитальные вложения, принимаем К₀₁=13103.

Наименование	Кол-во	Стоимость
		Единица	Общая
Универсальный переключатель	1	170	170
Резистор	4	12	48
Термореле	1	1790	1790
Датчик температуры	2	1250	2500
Лампы	4	18	75
Итого			4583

Капитальные вложения автоматизированного варианта

К₀₂ = К₀₁ + 4583 = 17686р.

К = К_о + К_м + К_нр + К_п

где: К_о – стоимость оборудования

К_м - капитальные вложения в монтаж

К_нр – накладные расходы

К_о= К_о1+ К_о2=13103+17686 = 30789 руб

К_о1-стоимость не автоматизированного варианта

К_о2- стоимость автоматизированного варианта

К_м = 0,2· К_о = 0,2· 30789 = 6158 руб

К_нр= 0,1 ∙ К_о = 0,1∙30789 = 3078 руб

К=30789+6158+3078=40025 руб

Аналогично рассчитываем неавтоматизированный вариант.

 

	Ко	Км	Кнр	К
Не автоматизированный	13103	2602	1301	17108
Автоматизированный	17686	3537	1768	40025

2. Рассчитываем текущие затраты

С = С_а + С_то + С_э + С_пр+ С_от

С_а – амортизационные отчисления

С_то – затраты на ТО и ремонт

С_э – стоимость электроэнергии

С_пр – прочие расходы

С_от – оплата труда

С_от = С₁ + С₂ + С₃ + С₄ + С₅

С₁=t_с• Д_г • ч_с• n_o

t_с- время работы оборудования в сутки, 3 часа

Д_г- число работы дней в году, 165 дней

ч_с- часовая ставка 30 рублей

n_o – количество обслуживающего персонала, 1 человек

С₁=3•165•30=14850руб.

С₂- дополнительная оплата труда

С₂= 0,4• С₁= 0,4•14850=5940 руб

С₃- оплата с учетом районного коэффициента

С₃= 0,25(С₁+С₂)=0,25(14850+5940)=5197 руб

С₄- отпускные отчисления

С₄=0,09(С₁+С₂+С₃)=0,09(14850+5940+5197)=2338 руб

С₅- отчисления во внебюджетные фонды

С₅= 0,315(С₁+С₂+С₃+С₄)=0,315(14850+5940+5197+2338)=8922 руб

С_от= 14850+5940+5197+2338+8922=37200руб

Рассчитываем амортизационные  отчисления

С_а=0,142•К=0,142•40025=5683 руб

Рассчитываем стоимость электроэнергии

С_э= t_с• Д_г•Т_э k_з = 3•165•1,53• •1,0=35518 руб

Т_э =1,53 Р/кВт•ч

Рассчитываем затраты на ТО и  ремонт

С_то= 0,055•К = 0,055•40025 = 2201 руб

Прочие расходы

С_пр= 0,01( С_а+ С_то+ С_э)=0,01(5683+2201+35518)=8239 руб

С=5683+35518+2201+8239+37200=88841 руб.

Аналогично рассчитываем не автоматизированный вариант.

	Сот	Са	Сто	Сэ	Спр	С
Автоматизированный	-	5683	2201	35518	400	88841
Не автоматизированный	37200	1374	532	35518	128	74752

Рассчитываем экономическую эффективность

Определяем срок окупаемости

≈ 1,5 месяца

Вывод: проведенные расчеты показали, что срок окупаемости составит примерно 1,5 месяца, что экономически выгодно для хозяйства

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При автоматизации калориферной установки  СФОЦ в курсовом проекте были рассмотрены  технологические процессы в соответствии, с которым выбраны технологические  средства автоматизации и разработана  функционально технологическая схема, которая дает представление о месте установки приборов и их функциях. С целью пояснения принципа работы разработана принципиальная схема. Для управления объекта, защиты от аварийных режимов и сигнализации разработан шкаф управления. Произведенные расчеты надежности и экономической эффективности показали, что выбранные средства автоматизации будут надежно выполнять свой функции в течении 232828часов эксплуатации. Срок окупаемости составил 1,5 месяца. Т.е можно сделать вывод о целесообразности автоматизированного объекта в хозяйстве.