Аналіз енергетичної ефективності процесу сушіння зерна

Контроллер ПЛК150 оснащений вбудованим годинником реального часу, що має власне акумуляторне джерело живлення. Енергії повністю зарядженого акумулятора вистачає на безперервну роботу годинника реального часу протягом 6 місяців (при температурі 15-35°с). У разі зносу акумулятора, не повної його зарядки, а також при роботі при нижчих температурах час роботи годинника реального часу може скоротитися.

Акумулятор, використовуваний для живлення годинника реального часу, додатково використовується як джерело аварійного живлення мікропроцесора контроллера. При випадковому відключенні основного живлення контроллер переходить на аварійне живлення і зберігає проміжні результати обчислень і працездатність інтерфейсів Ethernet протягом 10 хвилин. Світлодіодна індикація і вихідні елементи контроллера при цьому не живляться і не функціонують. При включенні основного живлення під час роботи на аварійному живленні контроллер відразу приступає до виконання призначеної для користувача програми, не витрачаючи час на завантаження і зберігаючи всі проміжні результати обчислень. Після 10 хв. роботи на аварійному живленні контроллер записує Retain-переменные в незалежну пам'ять і відключається. Годинник реального часу залишається в робочому стані. Після включення основного живлення контроллер завантажується і запускає програму користувача (якщо встановлена опція автозапуску). Час роботи від аварійного джерела живлення може бути автоматично скоректовано самим контроллером залежно від ступеня зарядки акумулятора і температури навколишнього середовища.

Під час завантаження контроллера його виходи переводяться в заздалегідь заданий «безпечний стан», в яких знаходяться до повного завантаження контроллера і запуску призначеної для користувача програми.

Технічні характеристики

Основні технічні характеристики, характеристики вхідних сигналів і характеристики вбудованих вихідних елементів контроллера ПЛК150 приведені в таблицях 3.1, 3.2, 3.3, 3.4.

Таблиця 3. Основні технічні характеристики контроллера ПЛК150

Для зберігання програм і архівів використовується Flash-память, спеціалізована файлова система

Таблиця 3.2 - Характеристики дискретних вхідних сигналів

* Напруга щодо мінусової клеми живлення

Таблиця 3.3 - Характеристики вбудованих аналогових вихідних елементів

Таблиця 3.4 - Типи датчиків і уніфікованих сигналів, що підключаються до аналогових входів

Монтаж контролера

Монтаж контроллера здійснюється за допомогою din-рейки. Зазделегіть тільки треба підготувати місце в шафі електроустаткування. Конструкція шафи повинна забезпечувати захист контроллера від попадання в нього вологи, грязі і сторонніх предметів.

Підключення джерел сигналів до аналогових і дискретних входів, а також підключення виконавчих механізмів до аналогових і дискретних виходів здійснюються за схемами, приведеними в Додатку В, а також схеми кабелів програмування та підключення до порту Debug RS-232 наведені в Додатку Г.

Установлення CODESYS, інсталяція TARGET-файлів

Для установки середовища програмування Codesys 2.3 слід запустити програму-інсталятор (файл Setup.exe на компакт-диску, що входить в комплект постачання).

Звернете увагу: при виборі мови роботи програми російська мова відсутня в списку, тому рекомендується вибрати англійську мову.

Після інсталяції середовища Codesys слід виконати інсталяцію Target-файлів. У Target-файлах міститься інформація про ресурси програмованих контроллерів, з якими працює Codesys. Target-файл поставляється виробником контроллера.

Інсталяція Target-файлов проводиться за допомогою утиліти Installtarget, що встановлюється разом з середовищем програмування. Порядок інсталяції Target-файлов:

У тому, що відкрився при запуску утиліти Installtarget вікні - натиснути кнопку Open і вказати шлях доступу до Target-файлу, що інсталюється (що має розширення *.tnf, Target Information File). Target-файлы контроллерів ОВЕН Плк150 знаходяться на компакт-диску, що поставляється з контроллером, в теці «Target» або можуть бути викачані з сайту www.owen.ru <http://www.owen.ru>.

Після відкриття необхідного файлу в області «Possible Targets» вікна відобразиться тека «Owen».

Відкривши теку «Owen» і виділивши рядок, що знаходиться там, натиснути кнопку Install. В області «Installed Targets» вікна відобразиться список інстальованих Target-файлов.

Залежно від вибраної мови програмування відкриється вікно, в якому необхідно створити програму, що виконується на контроллері. Простою програмою являляєтся символ «;» у програмі на мові ST, таку програму досить для перевірки зв'язку з контроллером.

Для завантаження програми в контроллер встановите зв'язок з контроллером, викликавши команду меню On¬line | Login. Детальніший опис параметрів установки зв'язку див. п. 8. Запустите виконання завантаженої програми, викликавши команду меню Online | Run

Якщо потрібний, щоб програма залишилася в пам'яті контроллера після перезавантаження, то її необхідно записати у внутрішню flash-пам'ять контроллера, викликавши команду меню Online | Create boot project. Після цього програма автоматично запускатиметься на контроллері при перезавантаженні і при включенні живлення.

Встановлення зв'язку з контроллером

Установка зв'язку з контроллером можлива по інтерфейсах Ethernet і Debug Rs-232. Налаштування каналу з'єднання з контроллером виробляється у вікні «Communication parameters», меню Online, що викликається командою | Communication parameters в середовищі Codesys.

Натискувати кнопку New в цьому вікні. Відкриється вікно «Communication parameters: New Channel». У цьому вікні задати ім'я нового з'єднання (наприклад, Owen) і вибрати з переліку інтерфейс з'єднання: Tcp/ip (Level 2) для зв'язку по інтерфейсу Ethernet або Serial (Rs232) для зв'язку через порт Debug Rs-232.

При виборі з'єднання Serial (Rs232) в налаштуваннях параметрів слід задати сом-порт (параметр Port), по якому ПЛК підключається до комп'ютера і змінити швидкість з'єднання (параметр Baudrate) на 115200 бит/с.

Для зміни параметра слід двічі клацнути лівою кнопкою миші по наявному значенню параметра, і, перегортаючи список доступних значень стрілками на клавіатурі, вибрати нове значення. Для збереження нового значення - натискувати кнопку Enter на клавіатурі.

Для установки з'єднання по інтерфейсу Ethernet контроллер і комп'ютер повинні знаходиться в одній ІР-підмережі.

Можливі два варіанти: зміна наявної ip-адреси контроллера відповідно до налаштувань мережі користувача або завдання комп'ютеру додаткової ip-адреси, що входить в підмережу контроллера.

Зміна ІР-адреси контроллера можлива за допомогою команди SETIP, що подається через PlС-browser. При цьому зв'язок з контроллером має бути встановлена через інтерфейс Debug Rs-232.

Завдання додаткової ІР-адреси комп'ютеру робиться у властивостях протоколу TСР/ІР в налаштуваннях мережевого оточення Windows. При виготовленні встановлюється ip-адреса контроллера 10.0.6.10. Тому необхідно привласнити комп'ютеру додаткову ip-адресу в підмережі 10.0.6, відмінний від адреси 10.0.6.10. Маску підмережі задати рівною 255.255.0.0.

При налаштуванні з'єднання TСР/ІР (Level 2) в параметрі Address необхідно задати ІР-адресу контроллера, двічі клацнувши лівою кнопкою миші за значенням адреси, і ввести нове значення з клавіатури. Для збереження нового значення натискувати кнопку Enter на клавіатурі.

Після налаштування з'єднання подати команду меню Online | Login, уста¬навлівающую зв'язок з контроллером. При цьому прапор перед рядком меню Simulation Mode має бути знятий. Для установки зв'язку необхідно, щоб була створена програма користувача.

Програма для ПЛК 150 І Л

В програмі CoDeSys V2.3 складаємо програму для автоматичного керування електроакумуляційним нагрівом повітря за допомогою ПЛК 150 І Л. Програма складена на основі функціональних блоків FBD. Дана програма зображена на плакаті у графічній частині.

1. За допомого блока SEL коли нажали кнопку Pusk_zag або коли прийшов сигнал Time_now виробляється сигнал Nach.

2. За допомого блока TD_TO_TOD переводимо DATE_AND_TIME в зручний нам вимір часу.

3. В третьому розділі робимо лічильник який видає номер дня. Коли Tnow однакове з Nachalo блок EQ реагує і видає сигнал який запускає лічильник, якщо не нажата кнопка pusk_zag або не настав 4-й день. Зупинити лічильник можна за допомогою кнопки stop_zag.

4. Мультиплексор в зв'язку з номером дня видає заданий параметр T_vent(час вентилювання). В перший день -15 хв., другий -10 хв., третій - 5 хв., четвертий - 5 хв..

5. Мультиплексор в зв'язку з номером дня видає заданий параметр T_vidl (час відлежування). В перший день -5 хв., другий -10 хв., третій - 15 хв., четвертий - 15 хв.

6. При надходженні сигналу VIDL (відлежування) з високого рівня в низький тригер F_TRIG зберігає на виході сигнал і запускає імпульсний таймер TP, який починає відлік на час який задає мультиплексом. Після закінчення часу виробляє сигнал Vent (вентилювання).

7. При надходженні сигналу Vent (вентилювання) з низького рівня у високий тригер F_TRIG зберігає на виході сигнал і запускає імпульсний таймер TP, який починає відлік на час який задає мультиплексом. Після закінчення часу виробляє сигнал VIDL (відлежування). Таким чином вини включають і виключають один одного.

8. Якщо надійшов сигнал Vent за умови не нажата кнопка stop_zag і виключений вентилятор VENT_off, то блок AND виробляє сигнал VENT_AVT.

9. Мультиплексор в зв'язку з номером дня видає максимальну вологість UST_PIDSUSHON (включення сушіння). В перший день -80 %., другий -75%, третій - 65 %, четвертий - 55 %.

10. Мультиплексор в зв'язку з номером дня видає мінімальну вологість UST_PIDSUSHOFF (виключення сушіння). В перший день -75 %., другий -65%, третій - 55 %, четвертий - 50 %.

11. Коли нажали кнопку vent_on і не нажата кнопка vent_off блок SR (перемикач з домінантою включення) видає нам сигнал Ventilyator_ruchn (вентилятор ручний).

12. Якщо подається сигнал з VENT_AVT (вентилятор автоматичний) або Ventilyator_ruchn (вентилятор ручний) то включається Ventilyator (вентилятор)

13. Якщо кнопка ngrch_on (нагрівач вкл..) і вентилятор працює за умови, якщо не нажата кнопка ngrch_off (нагрівач викл.) і вентилятор не працює, то перемикач з домінантною на виключення RS видає сигнал Nagrivach_ruchn (нагрівач ручний).

14. Якщо INDVLG більша або дорівнює UST_PIDSUSHON що видає мультиплексом і вентилятор працює то перемикач з домінантною на виключення RS видає сигнал Nagrivach_avt (нагрівач автоматичний) за умови якщо INDVLG менше або рівно UST_PIDSUSHOFF оператор LE видає менший параметр або INDTEMPBNKR більша або рівна USTMAXTMPBNKR, або виключений вентилятор.

15. Якщо включений Nagrivach_ruchn (нагрівач ручний) або Nagrivach_avt (нагрівач автоматичний), то включає блок OR Nagrivach (нагрівач).

16. Для установки годинника вибираємо блок RTC. Після установки початкового значення він видає поточні час і дату Time_now. Початкове значення будемо вводить на вікні візуалізації.

17. Time_now перетворюємо в зручний нам вимір часу за допомогою функціонального блоку DT_TO_TOD.

18. За допомогою цього пункту залишаємо тільки потрібний нам час доби без року, місяця за допомогою блоку RIGHT.

19. При підніманні температури TMPUP з високого рівні в низький або навпаки подається сигнал на лічильник CTU який виробляє сигнал UPTEMP.

20. При опусканні температури TMPDN з високого рівні в низький або навпаки подається сигнал на лічильник CTU який виробляє сигнал DNTEMP.

21. Temp_naruzn (температура зовнішня) разом з UPTEMP та DNTEMP і дають ідентифікацію температури.

22. При підніманні температури бункера TMPBNKRUP з високого рівні в низький або навпаки подається сигнал на лічильник CTU який виробляє сигнал UPTEMPBNKR.

23. При опусканні температури бункера TMPBNKRUP з високого рівня в низький або навпаки подається сигнал на лічильник CTU який виробляє сигнал DNTEMPBNKR.

24. Temp_bunker (температура бункера) разом з TMPBNKRUP та DNTEMPBNKR і дають ідентифікацію температури бункера.

25. При підніманні вологості VLGUP з високого рівні в низький або навпаки подається сигнал на лічильник CTU який виробляє сигнал UPVLG.

26. При опусканні вологості VLGDN з високого рівні в низький або навпаки подається сигнал на лічильник CTU який виробляє сигнал DNVLG.

27. Vologist (вологість) разом з VLGUP та DNVLG і дають ідентифікацію вологості.

4. ОХОРОНА ПРАЦІ ПРИ ДОСУШУВАННІ ЗЕРНА

Приміщення зерносховища при активному вентилюванні буде дуже запиленим.Чим дрібніший пил тим він небезпечніший для людини найбільш небезпечними для людини вважаються частинки розміром від 3 до 10 мкм, які потрапляють в легені , при диханні затримуються в них і ,накопичившись, можуть стати причиною захворювання. Частинки розміром менше 3 мкм видихаються , а розміром більше 10 мкм затримуються в носі і горлі. Засобами захисту від пилу є засоби індивідуального захисту респіратори, протигази, комбінезони , захисні окуляри.

Зерно зберігають у спеціально обладнаних приміщеннях у яких не допускається його зволоження. Залежно від конструкцій зерносховища і призначення зерна його зберігають у буртах або окремих відсіках. Не допускається захаращення під'їздів і доріг навколо зерносховища. Світильники в зерносховищах повинні бути пилонепроникними , вимикачі винесені за межі приміщення. Двері складів повинні відкриватись назовні , а підходи до них не можна захаращувати.

Зерносклади обладнують первинними засобами пожежегасіння. У приміщеннях зерносховищ забороняється користуватись відкритим вогнем. Про це повинні нагадувати спеціальні написи і відповідні знаки безпеки.

У процесі зберігання зерна постійно контролюють його температуру в середині бурта або відсіку. При нагріванні зерно підсушують.

У приміщеннях зерноскладів , обладнаних механічною вентиляцією . постійно стежать за справністю вентиляторів. Не допускається щоб лопаті вентилятора торкалися корпуса , бо це може призвести до виникнення іскор.

Електричні двигуни таких вентиляторів повинні мати захисний корпус. Вентиляційні канали обладнують спеціальними люками для очищення від пилу. На місцях електроживлення вентиляторів за межами вибухонебезпечного приміщення вставляють плавкі запобіжники.

ВИСНОВОК

1. За літературними джерелами обґрунтовано технологічні регламенти, спрямовані на збільшення співвідношення питомих витрат електроенергії до енергії рідкого палива шляхом видалення більшої кількості вологи активним вентилюванням. Встановлено, що збільшення кінцевої вологості зерна після сушарки до значення 20-22% може зменшити витрати палива до 45%, при цьому витрати електроенергії збільшуються на 50-60%, а загальні питомі витрати енергії можливо зменшити на 33-41% по відношенню до традиційного теплового сушіння.

2. Встановлено, що нагрівання повітря більш ефективно здійснювати в час доби природного підвищення температури атмосферного повітря. Застосування нагрівання теплоакумулюючої ємності в нічний час і наступне рекуперативне нагрівання повітря дозволяє зменшити встановлену потужність електротепловентиляційного нагріву на 15.6-23%.

3. Обґрунтовано принципи підвищення теплоенергетичної ефективності геліонагрівачів повітря. Показано, що застосування турбулізуючих еластичних вставок діаметром 0.5-0.8 см, розташованих на внутрішній частині теплосприймальної поверхні з кроком 6-8 см підвищує ККД на 16-17%, а ступінь нагрівання на - 1.8-2.10С у порівнянні з гладкоповерхневим каналом (типу “чорний ящик”). Економія електроенергії при застосуванні геліонагрівача складає 25-42% порівняно з використанням електронагріву

ЛІТЕРАТУРА

1. Анискин В.И. Консервация влажного зерна. - М.: Колос, 1968.-286с.

2. Анискин В.И., Рыбарук В.А. Теория и технология сушки и временной консервации зерна активным вентилированием. - М.: ВИМ, 1972. - 200с.

3. Боуманск Г. Эффективная обработка и хранение зерна//Пер. с анг. В.И. Даневского. -М.:Агропромиздат, 1991.-608с.

4. Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. -М.: Пищевая промышленность, 1973. - 527с.

5. Гинзбург А.С. Расчёт и проектирование сушильных установок пищевой промышленности. - М.: Агропромиздат, 1985. - 336с.

6. Гірник М. А Механізація і автоматизація післязбиральної обробки зерна. -К.: Урожай, 1970.- 190с.

7. Гришин М.А. , Атанназевич В.И. , Семёнов Ю.Г. Установки для сушки пищевых продуктов. - М. Агропромиздат, 1989. - 216с.

8. Дёмин А.В., Есаков Ю.В., Мильман И.Э. и др. Методические рекомендации по математическому моделированию процесса сушки и охлаждения зерна в установках плотного слоя. - М.: ВИЭСХ, 1977. - 42с.

9. Дідух В.Ф. Підвищення ефективності сушіння сільськогосподарських рослинних матеріалів . Луцьк: ЛДТУ, 2002. - 163с.

10. Драганов Б.Х. Использование возобновляемых и вторичных энергоресурсов в сельском хозяйстве. - Киев: Вища школа, 1988. -56с.

11. Драганов Б.Х., Кузнецов А.В., Рудобашта С.П. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве. -М.: Агропромиздат, 1990.- 463с.

12. Инструкция по сушке продовольственного, кормового зерна, маслосемян и эксплуатация зерносушилок. - М.:ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1982.- 60с.

ДОДАТОК А

Продуктивність рекуператора в залежності від площі поверхні теплообміну

ДОДАТОК Б

Продуктивність рекуператора в залежності від обєму бака акумулятора

Размещено на Allbest.ru