Инфракрасный облучатель телят

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное автономное образовательное автономное учреждение Чувашской Республике «Цивильский аграрно-технологический техникум» Министерства образования и молодежной политике Чувашской Республике

Пояснительная записка

КП. 110810.32.00.00.ПЗ.

Курсовой проект МДК 01.02.

«Система автоматизации сельскохозяйственных организаций»

Инфракрасный облучатель телят

Студент Орлов А.В.

Руководитель Иванов В. Н.

2016

Содержание

Ведение

1. Исходные данные

2. Обоснование и выбор объекта автоматизации

3. Технологическая характеристика объекта автоматизации

4. Разработка функциональной-технологических схем

5. Разработка принципиальных схем

6. Расчет и выбор средств автоматизации

7. Разработка нестандартных элементов

8. Расчет надежности

9. Экономический расчет

Заключение

Введение

Сельское хозяйство - одна из важнейших отраслей народного хозяйства, так как оно является основным поставщиком продуктов питания и сырья для многих отраслей промышленности.

Внедрение новых технологий, оборудования, электронных систем управления и автоматизации, а также новых форм организации труда позволит перевести сельскохозяйственное производство на высокоиндустриальную основу, превратив его в высокорентабельное и эффективное. Поскольку автоматизируются, как правило, электрифицированные производственные процессы, то комплексной автоматизации должна предшествовать и полная их электрификация.

Основная цель автоматизации производства заключается в получении высокой экономической и социальной эффективности. При этом экономическая эффективность достигается путем повышения производительности труда, увеличение количества и повышением качества продукции, снижение ее себестоимости, а также путем улучшения использования оборудования и, наконец, путем увеличения эффективности использования капитальных вложений.

Автоматизация - новый этап в развитии и совершенствовании производства, так как средства автоматизации в определенных отношениях обладают большими возможностями, чем человек и обеспечивают более высокие количественные и качественные показатели автоматизированных производственных процессов. Социальная эффективность автоматизации заключается, в создании таких условий труда работников, которые способствуют повышению их общего культурного уровня, значительному уменьшению различий между умственным и физическим трудом. Автоматизация технологического процесса инфракрасного обогрева очень важна. Поэтому без автоматизации не возможна успешная работа в современных экономических условиях.

1. Исходные данные

Применение инфракрасного облучения для обогрева молодняка животных основано на проникновении его в кожу и подкожные ткани, поглощений и превращений в теплую энергию.

Инфракрасное излучение в отличие от других средств обогрева не только предохраняет молодняк от перегревания, но и усиливает биологические процессы всего организме, способствует повышению тонуса и естественных защитных сил, положительно влияет на состояние, развитее, прирост массы, а также способствует сохранению животных и птицы.

Особенно перспективно использовать инфракрасный обогрев совместно с ультрафиолетовым облучением. Исследования показывают, что совместные действия инфракрасного и ультрафиолетового излучения на сельскохозяйственных животных и птицу позволяет значительно повысить их сохранность и продуктивность, получить результаты, недостижимые при использовании каждого из этих участков оптического спектра в отдельности.

Расчет ИК облучательных установок по Н. Ф. Кожевниковой (ВИЭСХ) основан на выражении

,

где k - коэффициент, оценивающий долю потока ИК излучения, ощущаемую животными как нагрев; Е - облученность, ; SТ-площадь поверхности тела животного, участвующия в поглощении ИК излучения, м2.

Температура, ощущаемая животными, облученность и температура воздуха в помещении, связаны между собой уравнениямием

где k2=0,04 - коэффициент, учитывающие оптические свойства кожно-шерстяного покрова, вид и возраст животного, состояния его систем терморегуляциии другие факторы.

Температура, ощущаемая животным, зависит так же от температуры поверхности ограждения и скорость потока воздуха. В связи с этим учитывают температуру помещения

где m - коэффициент, зависит от вида помещения и скорости воздуха в нем: m=для телят.

2. Обоснование и выбор объекта автоматизации

Для местного обогрева молодняка животных и птицы широко применяются инфракрасные облучатели ССП01-250, ОРИ-1, ОРИ-2, “Латвико”, ОЭИ-500, ОВИ-1 и др., а также установки инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения ИКУФ-1, ИКУФ-1М, “Луч”, ЭРИКО и СОЖ-1.

Выбираю установку для инфракрасного обогрева “Луч”.

3. Технологическая характеристика объекта автоматизации

В универсальной автоматизированной установки “Луч” облучателя представляет собой жесткую стальную конструкцию овальной формы. В облучателе на кронштейнах смонтированы две инфракрасные лампы ИКЗК220?250 и одна витальная лампа ЛЭ-15 или ЛЭО-15 с отражателем. На облучателе патроны инфракрасных ламп уплотнены специальными резиновыми манжетами, ламподержатели ультрафиолетовой лампы выполнены в брызгозащищенном исполнении.

Конструкция крепления инфракрасных ламп позволяет устанавливать их под углом 45, 68 и 90° к обогреваемой поверхности, что дает возможность более эффективно использовать инфракрасный поток и более равномерно его распределять по облучаемой поверхности. Для изменения температурного режима по мере роста молодняка животных или птицы в установке «Луч» использованы регуляторы напряжения питания инфракрасных ламп -- трансформаторы АТ-10. Для этой же цели может быть использован простейший тиристорный регулятор напряжения, однако при этом для питания витальных ламп предусматривается специальный понижающий трансформатор 220/127 В, аналогичный используемому в установке ИКУФ-1.

Рисунок 1. Размещение облучателя.

1-пол

2-огрождение клетки

3-облучатель

4. Разработка функционально-технологических схем

Рисунок 2. Схема

SA-включатель или переключатель

KT-реле времени

KM-контактор, магнитный пускатель

IR-лампа инфракрасного обогрева

Установка работает в автоматическом и в ручном режиме. Управление установкой осуществляется продолжительностью продолжительностью включения ламп. В автоматчиком режиме применяется реле времени, а в речном непосредственное включение.

5. Разработка принципиальных схем

Рисунок 3. Схема установки Луч

Принципиальная электрическая схема установки “Луч” с использованием автотрансформатора типа АТ-10 показана на рисунке 29.1. Управление работой инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения осуществляется в двух режимах - ручном и автоматическом. При ручном режиме переключателе SA2 устанавливают в положение P, и напряжение подается на катушку электромагнитного пускателя КМ1, который срабатывает и включает инфракрасные лампы на напряжение, заданное переключателем SA1 и трансформатором TV1. Для отключения инфракрасных ламп переключатель SA2 переводят в нейтральное положение. В этом же положении переключателя SA2 осуществляемся изменение напряжение на лампах ИКЗК220-250, для чего переключатель SA1 устанавливают в положении 1,2,3 и т.д. в зависимости от требуемого напряжения. Лампы ЛЭ-15 (ЛЭО-15) включают и выключают переключателем SA3, устанавливают его в положение Р и нейтральное соответственно. В этом случае ультрафиолетовые (витальные) лампы ЛЭ-15 (ЛЭО-15) подключаются через электромагнитный пускатель КМ2 на отпайку трансформатора TV1 с напряжением 127 В.

В автоматическом режиме (переключателя SA2 и SA3 в положение А) управление работой инфракрасных и ультрафиолетовых ламп осуществляется от реле времени КТ (типа 2РВМ), где контакты промежуточного реле первой программы КТ.1 включают инфракрасные, а второй программы КТ.2 - витальные лампы. Суточная программы длительности паузы и включения инфракрасных и ультрафиолетовых ламп задается на реле времени 2РВМ в соответствии с технологическими и биологическими ритмами жизни животных (кормление, отдых).

6. Расчет и выбор средств автоматизации

Определяем общую мощность облучателей:

P=n*Pоб, где

n- количество облучателя, Pоб- мощность облучателя.

P=50*0.515кВт=25,75кВт

Выбор автоматического выключателя произведем по номинальному току установки.

Iн=Pн/(Uн*v3) где

Uн= 380В-линейное напряжение.

Iн=25750/(380*1.73)=38.9А

Выбираем автомат типа ВА 0436

Сила номинального тока расцепителя Iном.р ? Iн. 40А ? 38,9А

Из справочника выберем Iном.р =40А

Сила расчетного тока срабатывания автомата при включении в схему

Iср.с=1,25*40=50А

Предельная отключающая способность:1,9Ка

При включении автоматического выключателя ложных срабатываний не будет.

Для схемы управления выбираем контакторы KM1 четвертой вылечены Iн-63А, KM2 первой вылечены Iн-10А. Тип контакторов ПМ.

7. Разработка нестандартных элементов

Отечественная промышленность выпускает бесконтактной ресиверный пускатель ПБР-3 а для запуска, ресивера и защиты от перегрузки трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Пускатель допускает работу в повторнокаротковременым режиме с частотой включения до 630 раз в час. Довольно низкий максимальный коммутируемый ток (ЗА) несколько ограничивает область использования такого пускателя. Однако он может найти применение в электропроводах малой мощности ( маломощные электротельферы, вентиляционные жалюзи, задвижки водопроводные, исполнительные механизмы и др. )

При подаче управляющего напряжения отрицательного потенциала на клемму 7 (кнопкой SBB ) откроются траки VS4 и VS7.Фаза С на двигателе не меняется, а меняется местами фазы А и В. Это приводит к реверсированию двигателя. Схема дана применительно к электротельферу, поэтому в ней нет цепей самоподпитки ( цепей, параллельных замыкающим контактом кнопок).

Отсутствует традиционного износа коммутирующих контактов, заменены надежными триаками, - важное преимущество данного пускателя. Именно это преимущество позволяет ему ( в отличии от традиционных электромагнитных пускателей) работать надежно при значительном числе включении в час.

Рисунок 4. Схема для вращения вперед

инфракрасный облучатель автоматизированный

8. Расчет надежности

Таблица 1 - Интенсивность отказов элементов схем управления схемы установки “Луч”

Наименование разнотипных элементов, входящих в принципиальную схему	Число однотипных элементов	Интенсивность отказа элементов i-го типа , (1/час)	Результирующая интенсивность , (1/час)
1.Автоматический выключатель	1	0,1375*10-6	0,1375*10-6
2.Выключатель поворотный пакетный	2	0,175*10-6	0,35*10-6
3.Автоматический включатель	1	0,1375*10-6	0,1375*10-6
4.Реле времени	1	1,200*10-6	0,200*10-6
5.Контактор, магнитный пускатель	2	0,250*10-6	0,5*10-6

Определяем результирующие ( действительную ) вероятность безотказной работы элементов схемы:

0,986

Видно, что результирующия надежность системы получилась больше ее заданного значения (0,986>0,960 ).

Для повышения надежности рассматриваемой схемы целесообразно применить метод нагруженного резервирования для узла, состоящего из двух магнитных пускателей k1 и k2.

9. Экономический расчет

Расчет капитальных затрат.

Определяю капитальные затраты по следующей формуле:

К=Ко+Кт+Км+Кн

где Ко-стоимость оборудования, которое включает в себя стоимость оборудования, руб;

Ко=150000 руб.

Кт - транспортные расходы, которые включают в себя перевозку и выгрузку данного оборудования, которые составляют 4% от общей стоимости оборудования, руб;

Кт=150000*0,04=6000 руб;

Км- монтажные работы, которые составляют 30% от общей стоимости оборудования, руб.;

Км=150000*0,3=45000 руб;

Кн- расходы на наладку,руб.;

Кн-=150000*0,05=7500 руб.

Подставляя численные производства за год работы по следующей формуле:

К= 150000+6000+45000+7500=208500 руб.

Расчет эксплуатационных затрат.

Определяю издержки производства за год работы по следующей формуле:

И=Иа+Ит+Иэ.э+Из+Ин

где Иа - амортизационные отчисления, которые составляют 16% от капитальных затрат, руб.;

Иа=208500*0,16=33360 руб.;

Ит- издержки на текущий ремонт, которые составляют 12% от затрат, руб.;

Ит=208500*0,12=25020 руб.;

Иэ.э. - издержки за электроэнергию, которые определяю по следующей формуле:

Иэ.э.=Р*t*б,

где Р - общая мощность электрооборудования (5,5 кВт); t-время работы за год, которое определяю по следующей формуле:

t=n*N

где n-число включений транспортера в день; N-количество дней в году.

Подставляя численные значения, получаю:

t =3780ч.

а - тариф за электроэнергию, который составляет 3 руб.

Подставляя численные значения в формулу, получаю:

Иэ.э.=5,5*3 *3780=62370 руб.;

Из - издержки на заработную плату с учетом фондов, руб;

Из=10000 руб.;

Ин - неуказанные издержки, которые составляют 1% от

(Иа+Ит+Иэ.э.+Из), руб.

Ин=(Иа+Ит+Иэ.э)*0,01

Подставляя численные значения, получаю:

Ин=(33360+25020+62370+10000)*0,01=1307,5 руб.

Подставляя численные значения в формулу , получаю:

И=33360+2520+62370+10000+1307,5=132057,5 руб.;

Срок окупаемости проекта.

Д=V*C;

Где V-дополнительный объем продукции за год

С- себестоимость одного килограмма мяса.

Д=300000руб.

Подставляя численные значения, получаю: Т= 208500 =1,2< 5 лет.

300000-132057,5

Заключение

Применение инфракрасного обогрева важный технологический процесс в телятнике. В результате прирост веса молодняка в единицу времени существенно увеличивается. Организм животных лучше сопротивляется болезням. Более того, поскольку инфракрасное излучение - это живое тепло, работа инфракрасных ламп прогревает помещение и высушивает сено. Поэтому повышается гигиена и чистота в местах содержания скота, уменьшаются потери в зимний период, когда молодняк особенно страдает от недостатка тепла, скучивается и наносит друг другу увечья.

Список литературы

1. Электро-оборудование и автоматизация сельско-хозяйственных агрегатов и установок. Под ред. И.Ф. Кудрявцева.-М.: Агропромиздат, 1988.-480с.

2Д.А.Тихомиров.Инфракрасный облучатель телят. Д.А.Тихомиров// Сельский механизатор. - 2015 - №5. - С. 28-29.

3.Основы автоматизации. Методические указания. / В.С. Тихонов. - Сергеев Посад, 2000. - 48с.

Размещено на Allbest.ru

...