Электрооборудование зерноочистительного сушильного комплекса КЗС-20Ш с разработкой схемы автоматизации сушильного отделения

Дипломный проект.

Содержание
Введение
1 Общая часть
1.1 Характеристика предприятия
1.2  Характеристика электрифицируемого объекта
1.3  Расчет и выбор электроприводов
1.4  Расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры
1.5  Проектирование искусственного освещения
1.6  Определение расчетной нагрузки на вводе, выбор способа ввода и распределительных устройств
1.7  Расчет сечения проводов, кабелей силовой и осветительной сети
2 Специальная часть
2.1 Анализ степени автоматизации сушильного отделения
2.2 Разработка схемы автоматизации сушильного отделения
2.3 Разработка принципиальной электрической схемы управления сушильного отделения
3 Экономическая часть
3.1 Назначение и актуальность проекта
3.2 Исходные данные
3.3 Определение экономической эффективности автоматизации сушильного отделения
4 Разработка мероприятий по охране труда
4.1 Общие положения
4.2 Разработка мероприятий по электробезопасности
4.3 Расчет молниезащиты
5 Разработка мероприятий по охране природы
6 Разработка мероприятий по энергосбережению
Заключение
Список использованных источников




2.2 Разработка схемы автоматизации сушильного отделения
Так как на схеме автоматизации должен быть отражен объем автоматизации исследуемого объекта, систематизируем все решения по управлению объектом, приведенные выше.
Поток материала в зависимости от исходной влажности должен подаваться в сушильные шахты либо параллельно, либо последовательно. В сушильных шахтах для обеспечения рационального режима работы должен поддерживаться необходимый уровень зерна. Разгрузочное устройство шахт непрерывного действия может вступать в работу при достижении максимального уровня материала в шахтах и должно отключаться при достижении минимального уровня. Согласно агротребованиям, необходимо поддерживать требуемый температурный режим в шахте. Это можно осуществить регулированием скорости прохождения материала через шахту, либо температурой теплоносителя. Последнее менее приемлемо, так как при снижении температуры теплоносителя резко уменьшается производительность сушилки. Поэтому температура теплоносителя должна быть стабилизирована на максимально возможном уровне, не превышающем указанного в агротребованиях. Таким образом, не допустить перегрева материала можно, фиксируя температуру нагрева и изменяя скорость выгрузки из шахты (изменением частоты вращения двигателя разгрузочного устройства – плавное регулирование, изменением высоты зазора между лотками – позиционное регулирование).
В процессе сушки необходимо обеспечить требуемую влажность материала (14%). Поэтому в зависимости от конечной влажности необходимо подавать материал на повторную сушку (через промежуточный бункер), либо на дальнейшую очистку.
Таким образом, измеряемыми величинами являются:
1) уровень материала в шахтах и охладительных колонках;
2) температура нагрева материала в топках наибольшего нагрева шахт;
3) температура теплоносителя;
4) конечная влажность материала.
Регулирование температуры нагрева производится изменением скорости выгрузки, согласно ПИ-закона регулирования, реализованного контроллером через преобразователь частоты. Регулирование температуры теплоносителя можно осуществить также через контроллер с помощью исполнительного механизма, регулирующего подачу топлива. Также необходимо контролировать влажность материала для разделения его потока посредством перекидного клапана, который требуется установить после промежуточной нории (на досушку, либо на последующую очистку). Управление остальным оборудованием ведется с существующего шкафа управления с помощью магнитных пускателей, которыми управляют в различных режимах, разграниченных переключателем.
Вариант автоматизации сушильного отделения представлен на листе 4 графической части.






2.3 Разработка принципиальной электрической схемы управления сушильного отделения
Принципиальные электрические схемы являются основными важнейшими техническими материалами объекта базирующегося на использовании в системах управления электрической аппаратуры. Любое изделие или установка, содержащая взаимодействующие электрические элементы и устройства, обязательно имеют в составе технической документации одну или несколько принципиальных схем.
Принципиальная схема – это схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними, и, как правило, дающая детальное представление о принципах работы установки или изделия. Элементом схемы называется составная часть схемы, которая не может быть разделена на части, имеющая самостоятельное функциональное назначение.
По функциональному назначению полные принципиальные электрические схемы можно разделить на схемы: управления технологическими процессами, регулирования, защиты, измерения и сигнализации.
Принципиальные схемы управления состоят из силовых цепей и цепей главного тока и из вспомогательных цепей управления и защиты. При всем многообразии принципиальных электрических схем управления технологическими процессами и степени их сложности представляют определенным образом, составленное сочетание отдельных, достаточно элементарных электрических цепей и типовых функциональных узлов, в заданной последовательности выполняющих ряд стандартных операций.
Под стандартными операциями следует понимать передачу командных сигналов от органов управления или измерения к исполнительным органам, усилие или размножение командных сигналов в длительные или наоборот, блокировку сигналов и т.д.
Принципиальная электрическая схема управления разрабатывается в соответствии с алгоритмом управления технологического процесса и дополняется до полной типовыми принципиальными схемами регулирования, защиты и сигнализации.
Принципиальные электрические схемы управления, регулирования, измерения, сигнализации, питания, входящие в состав проектной документации систем автоматизации, выполняют в соответствии с требованиями госстандартов.
На чертежах принципиальной электрической схемы системы автоматизации в общем случае должны изображаться:
1) все электрические элементы, необходимые для управления, регулирования, измерения, сигнализации, электропитания;
2) контакты аппаратов данной схемы, занятые в других схемах, и контакты аппаратов других схем;
3) диаграммы и таблицы включений, контактов переключателей и программных устройств, конечных и путевых выключателей;
4) поясняющая технологическая схема, схема блокировочных зависимостей работы оборудования (при необходимости);
5) необходимые пояснения и примечания;
6) перечень элементов.
Схемы выполняют для изделий, находящихся в отключенном состоянии. В технически обоснованных случаях допускается отдельные элементы схемы изображать в выбранном рабочем положении с указанием на поле схемы режима, для которого изображены эти элементы.
Приведем словесное описание принципиальной электрической схемы.
Работа схемы управления, контроля и сигнализации может происходить в трех режимах: наладка, загрузка и, непосредственно, работа. Выбор режима работы производится переключателем SA1. В режиме “работа” переключателем SA2, SA4 можно установить автоматическое и ручное управление. В рабочем режиме схема функционирует следующим образом.
Перед пуском механизмов в ход подается предупредительный звуковой сигнал HA, при нажатии на кнопку SB1. До запуска всей линии в работу необходимо произвести загрузку шахт, переведя переключатель SA1 в положение 2 и подавая сигнал кнопками SB21 и SB22. После загрузки включение рабочего режима производится переводом переключателя SA1 в положение III.
Нажатием на кнопки SB3, SB5, включаются пускатели КМ1, КМ2 вентиляторов шахт. Далее возможно включение вентилятора топки кнопками SB8 или SB9 (включается пускатель КМ3) и затем кнопками SB12 или SB13 включается топливный насос (пускатель КМ4). Вначале включается реле времени KT1. При истечении промежутка времени 150 секунд замыкается контакт KT1 и подается питание на электромагнитный клапан YA1 и трансформатор зажигания TV2. После воспламенения топлива прибор контроля пламени включает промежуточное реле KV12, которое в свою очередь, включает реле KV1. Указанное реле отключает своим контактом трансформатор TV2 и реле времени KT1. Кроме того, контакты KV1 также обеспечивают питание электромагнитного клапана подачи топлива и самого реле KV1. В результате топка функционирует, обеспечивая подачу сушильного агента шахты зерносушилки.
После запуска вентиляторов первой и второй шахт, благодаря замкнутым контактам пускателей КМ1, КМ2 возможно включение вентиляторов охладительных колонок (пускатели КМ10, КМ11). Одновременно с включением вентилятора второй охладительной колонки, включается промежуточное реле KV4, подготавливающее своими контактами цепи включения затворов охладительных колонок и разгрузочных устройств шахт.
В ручном режиме может быть выбрана технологическая схема с помощью кнопок SB43, SB45 либо SB37, SB44 и подаются сигналы на включение линии загрузки и выгрузки шахт и охладительных колонок.
В автоматическом режиме необходимо поставить переключатели SA2 и SA4 в положение А. При этом подается сигнал готовности на контроллер контактами реле KV4. С помощью переключателя SA3 задается сорт материала.
При достижении нижнего уровня в шахтах срабатывают контакты датчиков SL7, SL8, соответственно, срабатывают промежуточные реле KV8, KV6 (отключились KV7, KV9), подготавливая цепь включения разгрузочных устройств. При этом обесточиваются реле KV9, KV7 и своими контактами включают нории сухого зерна на заполнение охладительной колонки. При достижении верхнего уровня по сигналам датчиков SL5, SL6, срабатывают реле KV14, KV15, соответственно, срабатывают пускатели KM14, KM15, подавая сигнал на включение привода разгрузки шахт. С контроллера, в соответствии с ПИ-законом, по заданному значению температуры нагрева, подается сигнал на инверторы UZ1, UZ2, устанавливающие скорость выгрузки. При понижении уровня обесточиваются промежуточные реле KV14, KV15, их контакты размыкаются, но разгрузка идет за счет блокировок КМ14, КМ15.
При достижении верхнего уровня в охладительной колонке (срабатывают датчики SL2, SL4) считывается сигнал с регулятора влажности А5 (контакты реле КV25). Клапан переводится в соответствующее положение, о чем сигнализируют индикаторные лампы HL22 и HL23. При этом срабатывают реле KV28 либо KV29, которые подают сигнал на реле KV32 либо KV33 подающие, в свою очередь, сигнал на включение нории подачи зерна на очистку и, соответственно, на затвор колонки 1 либо 2.
Управление электродвигателями затворов охладительных колонок может производиться вручную при помощи кнопок SB28, SB29 и SB30, SB31 по сигналам датчиков уровня зерна в верхней части колонки. При достижении нижнего уровня в колонках размыкаются контакты датчиков уровня SL1, SL3, и отключают линию разгрузки колонок.
Электропривода разгрузочных устройств сушильных шахт управляются аналогичным образом в автоматическом, либо ручном режиме.
При достижении нижнего уровня датчики SL7, SL8 включают реле KV9 и KV7, которые отключают питание пускателей КМ14 и КМ15, останавливая выгрузку зерна. В процессе сушки стабилизируется температура теплоносителя по сигналу датчика RK3 через контроллер, посредством исполнительного механизма М16.
В режиме наладки возможно раздельное включение электродвигателей вентиляторов топки, шахт и охладительных колонок, а также нории сухого и сырого зерна. Разгрузка шахт может производиться в режиме ручного управления с помощью кнопок SB32 и SB33 (1 шахта), и SB34 и SB35 (2 шахта).
В принципиальной схеме предусмотрена также световая сигнализация работы оборудования (HL1…HL21), защита электродвигателя от перегрузок (тепловые реле КК1…КК15), аварийный останов агрегатов (кнопки SB36, SB37, SB41, SB42), также имеется освещение пульта (EL1) и понижающий трансформатор для питания переносных светильников (TV1).
Принципиальная электрическая схема приведена на листе графической части 5, 6.