Электрификация кормораздатчика

 

 

 

 

 

Структурные формулы и  схемы включения для этих элементов  сведем в таблицу1

 

Таблица1 - Структурные формулы и схемы включения

Элемент	Структурная формула	Схема включения
X2
X3
X4
X5
X6

 

 

X7
X8
Z2
Z3

 

 

 

 

 

 

 

5.Выбор контроллера.

 

Из анализа  технологического процесса видно, что контроллер должен обладать следующими параметрами:

- 7 дискретных  входов;

- 9 дискретных  выходов;

- достаточным  количеством функций;

- эффективность  и максимальная надежность в  работе;

- легкость программирования  и перепрограммирования;

- относительно  малая стоимость.

Из всего многообразия микропроцессорных средств для  управления технологическими процессами выбираем микроконтроллер  ALPHA AL2 – 24MR – D фирмы Mitsubishi(рис.2), характеристики которого представлены в таблице 2 .

 

 

 

Рисунок 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 - Основные параметры контроллера

Электропитание	24В DС
Каналы ввода	15
Каналы вывода	9
Каналы дискретного ввода	15
Каналы дискретного ввода, конфигурируемые  как аналоговые (0 – 10В)	8
Каналы релейного вывода	9
Функциональные блоки	до 200
Встроенные функции	38
Габаритные размеры (мм)	124,6 x 90 x 52

 

Характерные особенности  системы серии Альфа-2 [4]:

1. Сообщения, выводимые на дисплей, и данные функционального блока. В контроллере серии "Альфа-2" имеется возможность отображать на жидкокристаллическом дисплее рабочее состояние и состояние аварийного сигнала в виде сообщения. Обеспечивается отображение следующего содержания, с использованием функционального блока отображения.

 

Значения, установленные  для отображаемых таймеров и счетчиков  может быть изменено в режиме РАБОТА (RUN).

- Общее количество  символов на жидкокристаллическом  дисплее: 12 символов х 4 строки

- Выводимые на  дисплей виды информации: Сообщение,  значение (текущее или установленное)  для таймера и счетчика, аналоговые  величины и т. д.

2) Программирование  в режиме работы с персональным  компьютером выполняется быстро  и легко. Программное обеспечение  AL-PCS/WIN-E для Windows способно создавать  и сохранять программы. Программирование  может осуществляться с использованием  наглядного метода, при котором  используются линии, соединяющие  функциональные блоки в окне  программирования. Также имеется  возможность выполнять непосредственное  программирование с использованием  клавишей, расположенных на передней  панели контроллера "Альфа-2".

3) Изображение  на жидкокристаллическом экране  пересылается по GSM модему. Контроллеры  серии "Альфа-2" способны пересылать  изображение, выводимое на жидкокристаллический  дисплей, в виде сообщения,  передаваемого по электронной  почте с использованием GSM модема. Пользователь может следить за  состоянием выполнения прикладной  задачи при помощи доступа  к диагностическим сообщениям, посылаемым  по электронной почте через  GSM модем.

4) Связь с компьютером  поддерживается при помощи специализированного  протокола. Контроллер серии "Альфа-2" поддерживает связь с компьютером  (с помощью специализированного  протокола). Специализированное по  задачам пользователя прикладное  программное обеспечение, при  использовании линии связи с  компьютером, дает возможность  u1080 изменять плановые данные, параметры  внутри функциональных блоков, и  обеспечивает контроль состояния  при выполнении прикладной задачи.

5) Усовершенствованная  функция часов. Еженедельный таймер  и функции календарного таймера  имеют множество переключателей, которые могут быть установлены  на разные моменты срабатывания, и обеспечивают широкие возможности  управления с временной зависимостью.

6) Аналоговый  вход, 0 – 10В/0 – 500, -50 o C – 200 o C (датчик  РТ 100), -50 o C – 450 o C (термопара К-  типа):

Вход пост. тока контроллера серии "Альфа-2" может  воспринимать сигналы 0 – 10 В при  разрешающей способности 0 – 500.

7) Аналоговый  выход, 0 – 4000/0 – 10, 0 – 200 / 4 –  16 мА:

Контроллер серии "Альфа-2" может генерировать выходные сигналы в виде напряжения и тока.

8) Высокоскоростной  счетчик, максимум 1 кГц.

Контроллер серии "Альфа-2" имеет высокоскоростные счетчики (максимум две позиции) при  использовании блоков AL2-4EX (EI1, EI2).

9) Высокие возможности  по величине выходного тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Расчет параметров потребителей

Для выбора средств автоматизации  необходимо рассчитать рабочие параметры  потребителей, в частности в нашем  случае электродвигателей.

Номинальный ток электродвигателя:

 

(7.1)

где Р_н - Номинальная мощность электродвигателя, кВт;

cosφ – коэффициент мощности ЭД, о.е.;

U_н – номинальное напряжение, кВ.

Для привода питателя картофеля:

Технические данные потребителей сводим в таблицу 3

Таблица 3  ─ Технические  данные электродвигателей

Обозначение	Наименование рабочей  машины	Тип	Рн	Iн	η	nн	cos φ	Ki
			кВт	А	%	мин-1	о.е.	о.е
М1	Питатель картофеля	АИР90L4	2,2	6,02	81	1500	0,83	6,5
М2	дозатор – питатель кормнцкормов	АИР71В4	0,75	2,05	73	1500	0,76	5
M3	насос воды	АИР71В4	0,75	2,05	73	1500	0,76	5
M4	мешалка	АИР100S4	3,0	6,1	84,5	1500	0,88	7
М5	корморазадтчик	АИР80А4	1,1	2,75	75	1500	0,81	5,5
М6	выгрузное устройство 1	АИР80А4	1,1	2,75	75	1500	0,81	5,5
М7	выгрузное устройство 2	АИР80А4	1,1	2,75	75	1500	0,81	5,5

 

 

7.Выбор автоматических выключателей

 

Автоматические выключатели  выбираем для защиты цепи и электродвигателей  от перегрузки и токов короткого  замыкания.

Выбираем автоматический выключатель по следующим условиям:

– номинальному напряжению автомата

 

U_н.а ≥U_н.с

 

где U_н.а. – номинальное напряжение автоматического выключателя, В;

U_н.с. – номинальное напряжение сети, В.

– номинальному току автомата

 

I_н.а. ≥I_дл.,

 

где I_н.а. – номинальный ток автоматического выключателя, А;

I_дл. – рабочий ток цепи, защищаемой автоматом, А.

Для группы токоприемников:

 

(7.4)

(7.5)

(7.6)

где – полная расчетная мощность линии, ВА;

U_н – номинальное напряжение линии, В;

k_з – коэффициент загрузки электроприемника;

cosφ_н – номинальный коэффициент мощности;

m – коэффициент, зависящий  от значения cosφ_н [8, рисунок П2.1].

– номинальному току теплового  расцепителя

 

I_н.р.≥ k_н.т I_дл.,

 

где I_н.р – номинальный ток теплового расцепителя автомата, А;

k_н.m – коэффициент надежности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя, принимается в пределах от 1,1 до 1,3.

– току отсечки электромагнитного  расцепителя

 

I_н.э-м.≥k_н.э I_кр.,

 

где I_н.э-м. – ток отсечки электромагнитного расцепителя, А;

k_н.э – коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя и пускового тока электродвигателя (для автоматов АП-50, АЕ-2000 и А3700 k_н.э=1,25, для А3100 k_н.э=1,5),

I_кр. – максимальный ток короткого замыкания в месте установки автомата, А.

Для группы электроприемников:

 

 

где – пусковой ток электродвигателя или группы одновременно запускаемых электродвигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения, А;

 

 

– сумма номинальных токов электродвигателей  без учета тока пускаемого электродвигателя, А.

– предельному отключаемому току:

 

I_{пред.откл}≥I_кр.

 

где I_{пред.откл} – предельный отключаемый автоматом ток, А.

Выбираем автоматический выключатель QF1. Автоматический выключатель  защищает группу электродвигателей.

Принимаем коэффициенты загрузки электродвигателей 

.

кВА.

Определим силу тока в защищаемой цепи.

А.

Определяем максимальный ток короткого замыкания в  месте установки автомата.

А.

Ток срабатывания теплового  расцепителя:

А.

Ток срабатывания электромагнитного  расцепителя:

А.

На основании приведенных  расчетов для защиты цепи выбираем автоматический выключатель АЕ2043М-20Н-40У3.

Аналогично выбираем автоматические выключатели для защиты остальных  двигателей.

 

7. Расчет осветительных установок

Свет является одним из важнейших параметров микроклимата. От уровня освещенности и спектрального  состава света зависят здоровье людей, продуктивность животных, расход кормов и качество получаемой продукции.Одна из особенностей освещения в сельском хозяйстве заключается в том, что рабочее освещение в помещениях для содержания животных одновременно и технологическое, т.е. обеспечивающее световой климат для животных: последнее  является решающим при расчетах освещения  в таких помещениях.Рационально  спроектированные и грамотно эксплуатируемые  осветительные установки позволяют  компенсировать нехватку естественного  света при минимальных затратах электроэнергии, электротехнического  оборудования и материала.

Таблица 4– Результаты обследования здания

Наименование помещения	Площадь, м2	Длина, м	Ширина, м	Высота, м	Среда	Коэф-т отражения
Секция модульная	180	24	7,5	4	сырая, хим. агрессивная.	r(п)=50 r(с)=50 r(пол)=30
Коридор	153	51	3		влажная	r(п)=50 r(с)=30 r(пол)=10
Кормоприемная	112,5	15	7,5		сырая, пыльная	r(п)=50 r(с)=30 r(пол)=10
Молочное отделение	18	6	3		сырая	r(п)=70 r(с)=50 r(рп)=30
Доильный блок	180	24	7,5		сырая	r(п)=70 r(с)=50 r(рп)=30

 

Выбор нормированной освещенности и коэффициента запаса

 

Нормированная освещенность выбирается в зависимости от размеров объекта, контраста этого объекта  с фоном, характеристикой фона и  вида источника света. Величина нормированной  освещенности приведена в СНиП 2305-95 и в отраслевых нормах освещения  сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений.

Правильно спроектированная и выполненная осветительная  установка спустя некоторое время  может перестать удовлетворять  предъявляемым требованиям из-за старения источника света, загрязнения  светильника и источника света, снижения отражательной способности  поверхностей светильника. Чтобы освещенность не снизилась ниже нормируемого значения, на стадии проектирования осветительной  установки необходимо ввести коэффициент  запаса К_З. Для ламп накаливания К_З=1,15…1,7, для газоразрядных ламп К_З=1,3…2,1.