Автоматизація схеми керування автомобілерозвантажувачем
МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ
ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра механізації виробничих процесів у тваринництві
КУРСОВА РОБОТА
На тему: «Автоматизація схеми керування автомобілерозвантажувачем»
Виконала студентка
Пєтуніна І.А
Перевірила
Лапенко О.В.
Дніпропетровськ 2013
Зміст
Вступ
1. Загальна характеристика процесу автоматизації
2. Параметрична схема обєкту автоматизації
3. Технологічна схема обєкту автоматизації
4. Аналіз принципово-електричної схеми автоматизації
5. Розрахункова частина
5.1 Обгрунтування та вибір технічних засобів автоматизації
5.2 Вибір пуско-захисної апаратури
5.3 Розрахунок та вибір провідників і кабелів
Висновки
Список використаних джерел
Вступ
зерно автоматизація технологічний апаратура
Автоматизація технологічного процесу - це сукупність методів і засобів, призначених для реалізації системи або систем, що дозволяють здійснювати управління самим технологічним процесом без безпосередньої участі людини, або залишення за людиною права прийняття найбільш відповідальних рішень.
Як правило, в результаті автоматизації технологічного процесу створюється АСУ ТП. Автоматизована система управління технологічним процесом (АСУ ТП) - це комплекс технічних і програмних засобів, призначений для автоматизації управління технологічним обладнанням на промислових підприємствах. Може мати зв'язок з більш загальної автоматизованою системою управління підприємством (АСУП).
Під АСУ ТП зазвичай розуміється цілісне рішення, що забезпечує автоматизацію основних операцій технологічного процесу на виробництві в цілому або якійсь його ділянці, що випускає відносно завершений виріб.
Поняття «автоматизований», на відміну від поняття «автоматичний», підкреслює необхідність участі людини в окремих операціях, як в цілях збереження контролю над процесом, так і у зв'язку зі складністю або недоцільністю автоматизації окремих операцій.
Основа автоматизації технологічних процесів - це перерозподіл матеріальних, енергетичних та інформаційних потоків у відповідності з прийнятим критерієм управління (оптимальності).
1. Загальна характеристика процесу автоматизації
Місця прийому та відпуску зерна на сьогоднішній момент автоматизовані в недостатній мірі, хоча механізація на них досягла значного рівня. Розроблені й впроваджені прилади автоматизації процесів відбору проб зерна з автомобілів, розвантаження автомобілів на спеціальних підйомниках, розвантаження зерна з вагонів, завантаження зерна в залізничні вагони із складів через через механізовані башти.
Автоматизація процесу розвантаження зерна з автомобільного транспорту зводиться до диспетчерського управління роботою автомобілерозвантажувачів. Управління може відбуватися від кнопочних станцій, встановлених безпосередньо в автомобілерозвантажувачі або в спеціальному приміщенні оператора, який контролює роботу декількох розвантажувальних станцій.
В останній час широкого застосування набув метод управління автомобілепідйомниками, який здійснюється за допомогою спеціального напівавтоматичного приладу АУА, який дозволяє регламентувати місце розвантаження (по спеціальному жетону), передавати функції запуску підйомника шоферу і виконує розвантаження зерна за заданою програмою. Принципово можлива передача інформації про розвантаження в ІВЦ підприємства. Прилад включає в себе електросхему управління авторозвантажувачем, а також пульт керування та сигналізації. Пульт цільнометалічний шафної конструкції, на передній кришці встановлені жетоноприймач, компостер, кнопка аварійного встановлення і сигнальна арматура. Ручний режим управління виконують з поста, котрим комплектується автопідіймач, а режим автоматизованого управління - з пульту. Встановлюють режим роботи перемикачем В1.
Автомобілерозвантажувач забезпечує зміну положення автомобіля, що дозволяє розвантажити зерно, яке знаходиться в автомобілі, в приймальний бункер самопливом. При цьому керують підйомом і поворотом платформи розвантажувача з попередньою фіксацією положення автомобіля, а також відкриттям заднього чи бокового борту.
2. Параметрична схема обєкту автоматизації
Технологічну модель підприємства складають на основі параметричних схем. Ця схема повинна враховувати взаємозвязок всіх вхідних та вихідних параметрів, така модель доволі складна. Зазвичай при вивченні автоматизованої системи керування технологічним процесом розглядають спрощенні моделі, оскільки повна модель хлібоприймального підприємства має дуже велику кількість вхідних та вихідних параметрів. В цьому випадку для складання параметричної схеми вибирають один обєкт керування, який характеризується окремими параметрами, властивими тільки його технологічній схемі руху зерна в будь-який період часу. З усіх цих характеристик вибирають лише ті, які необхідні для розробки визначеної системи керування.
Ціль функціонування за спрощеною схемою можна сформулювати, як забезпечення максимального обєму роботи за певний проміжок часу.
3. Технологічна схема обєкту автоматизації
Розвантажувач автомобілів У15-УРАГ-У складається з наступних складових одиниць:
- Платформи великої, платформи бокової, гідросистеми, решіток, стійки, системи управління.
Платформа велика є збірною металоконструкцією і служить для проїзду, установки, нахилу і опускання розвантажувати автотранспорту. Одна сторона платформи шарнірно пов'язана з опорою платформою, закріпленою на фундаментних балках, інша сторона і її середня частина спираються на виступи фундаменту, за допомогою телескопічних гідродомкратів - платформа повертається навколо осей опори платформи. Платформа складається з трьох майданчиків з рифленим настилом. Майданчики з'єднані між трьома балками, чотирма стяжками, пристроєм страховим і опорою платформи. З балками шарнірно з'єднані стійки з корпусами опор для кріплення кульових головок телескопічних гідродомкратів. Стійки з'єднані між собою балкою. У майданчики вмонтовані упори коліс, призначені для утримання автотранспорту при розвантаженні. Для страховки і утримання автотранспорту при розвантаженні на платформі передбачені також три пари регульованих ланцюгових стропів, встановлених на пристрої страховому та майданчиках. Частина простору між майданчиками закрита щитами в зоні суперечки платформи для запобігання просипання зерна і в зоні ланцюгових стропів для укладання останніх.
Платформа бічна, що складається з рами, майданчики, корегуючого важеля, бічного упору коліс, встановлюється над приймальним пристроєм і одночасно є для автотранспорту розвантажується на великій платформі проїзний гратами, а для причепів і одиночних автомобілів - боковим розвантажувач. Частина платформи має гратчасту форму для прокидання зерна при розвантаженні автотранспорту на великій платформі. На платформі розташований постійний бічний упор коліс. Рама встановлюється і кріпиться до балок приймального пристрою. Майданчик шарнірно приєднується з рамою коригувальним важелем. До майданчику приєднуються ланцюга вантажні, які нахиляють її за допомогою гідропідйомника. Вільний від ланцюгів край майданчика, при її нахилі, переміщається на роликах опорних по напрямних рами. Одночасно рух майданчика коригує важіль, що обертається навколо шарнірів рами та площадки. Бортооткривач встановлюється по середині майданчика з правого боку по ходу автомобіля і служить для відкривання і закривання борта автомобіля (причепа) в процесі розвантаження.
Гідросистема складається з насосної станції, двох телескопічних гідродомкратів, гідропідйомника, механізму обмеження підйому платформи великої, шарнірів двох опор і системи трубопроводів.
Насосна станція призначена: для подачі робочої рідини в циліндри гідродомкратів, її розподілу при нахилі, опусканні і зупинці кожної з платформ в будь-якому положенні. Насосна станція встановлюється на фундамент і кріпитися на ньому анкерними болтами.
Телескопічні гідродомкрати служать для нахилу і опускання великої платформи. Вони встановлюються осями підстав в підшипники ковзання опор, а кульовими головками в корпусу опор, розташованих на стійках.
Гідропідйомник призначений для нахилу бічної платформи і складається з направляючої, рухомої каретки, підстави, поршневого гідродомкрата, тяги, і вантажних ланцюгів, з'єднань з майданчиком бічній платформи.
Механізм обмеження підйому платформи служить для обмеження кута нахилу великої платформи. При досягненні великої платформи граничного кута нахилу важіль відпускає контакт вимикача, який відключає електродвигун приводу насоса і платформа зупиняється. Станція насосна, телескопічні гідродомкрати та гідропідйомників з'єднані між собою системою трубопроводів для підведення зливу робочої рідини до гідродомкратів.
Система управління призначена для управління розвантажувачем, подачі звукових попереджувальних сигналів, управління світловою сигналізацією, дозволяти або забороняти в'їзд автотранспорту на розвантажувач.
Вона складається з пульта управління, клемного скриньки, сигналізатора рівня дзвінка гучного бою, кінцевих вимикачів сигнальних ламп і системи сполучних проводів. У пульті управління розміщена пускова електроапаратура: магнітні пускачі, запобіжники і пакетний вимикач, ручка якого знаходиться на бічній стінці, а також резистори. На кришці пульта управління розміщені: ручка двопозиційного перемикача ("Велика платформа", "Бічна платформа"), три кнопки управління ("Нахил", "Стоп", "Опускання"), кнопка подачі звукового сигналу ("Дзвінок"), ручка двопозиційного перемикача світлової сигналізації ("В'їзд дозволено", "Нейтральне положення", "В'їзд заборонено") і дві сигнальні лампочки.
Автоматичне управління автомобілерозвантажувачів проводиться таким чином. У контрольно-візіровочной лабораторії шофер разом з накладною отримує жетон, на якому вказаний номер розвантажувальної точки. Після зважування автомобіль направляється на вказану розвантажувач і при наявності світлового сигналу «В'їзд дозволено» заїжджає на нього. Після того як колеса будуть зафіксовані упорами, цей сигнал змінюється сигналами «Машина встановлена» і «Жетон». Відкривши задній борт автомобіля, шофер опускає жетон у проріз жетоноприймач автомата. Починається підйом платформи, і сигнал «Жетон» гасне. Платформа з автомобілем автоматично зупиняється у верхньому похилому положенні.
Після повного розвантаження автомобіля шофер вставляє складену вдвічі накладну в проріз коробки компостера до упору. На накладної відбивається відмітка, і платформа починає опускатися. При переповненому бункері або аварійній зупинці розвантажувача загоряється сигнал «В'їзд заборонено».
При аварійній ситуації натискають кнопку «Аварія», розвантажувач зупиняється, загоряється відповідний сигнал і надалі можливо тільки ручне управління.
4. Аналіз принципово-електричної схеми
Управління може відбуватися від кнопочних станцій, встановлених безпосередньо в автомобілерозвантажувачі або в спеціальному приміщенні оператора, який контролює роботу декількох розвантажувальних станцій.
Ручний режим управління виконують з поста, котрим комплектується авто підіймач, а режим автоматизованого управління - з пульту. Встановлюють режим роботи перемикачем В1(Див.Аркуш1.Принципово-електрична схема.).
В ручному режимі забезпечується підйом і опускання платформи, а також зупинка ї в крайніх, або будь-яких проміжних станах. Управління здійснюється кнопками «Пуск»КН2 і «Стоп»КН1 маслонасосу та кнопок «Підйом» КН4 і «Пуск»КН3. Платформа зупиняється в крайньому верхньому положенні автоматично кінцевим вимикачем ВК4, який розмикає ланцюг магнітного пускача МП1 і замикаючим контакт МП2, а також він забезпечує увімкнення маслонасоса тільки після закриття зливного клапану. Якщо при опусканні платформи необхідно зупинити її в проміжному положенні, то треба натиснути кнопку КН4 («Підйом»). При підйомі платформи зупиняють її в проміжному положенні натисканням кнопки КН1 («Стоп») масло насосу.
В автоматичному режимі підйом платформи з встановленим на ній автомобілем починається після опускання житона у житоноприймач пульта, а опускання після відмітки квитанції компостером та тому самому пульті.
Наявність сигналу «Вїзд дозволений» свідчить про готовність установки до розвантаження автомобіля. При правильній установці автомобіля сигнал «Вїзд дозволений» згасає (розмикаються контакти кінцевих вимикачів ВК1 і ВК2) і загоряються сигнали «Машина встановлена» і «Жетон» (через замикаючі інші контакти ВК1 і ВК2). Схема підготовлена до підйому платформи. Потім жетон опускають в жетоноприймач, спрацьовує його мікроперемикач В2, розриваючи своїм розмикаючим контактом ланцюг сигналу «Жетон», а замикаючим контактом включає електромагніт зливного клапану і магнітний пускач МП1 маслонасосу. Після початку підйому платформи звільнюється ричав кінцевого вимикача ВК3. При цьому розмикається його контакт в ланцюзі катушки магнітного пускача МП1. Але масло насос лишається ввімкненим через замикаючий контакт МП1. Інший контакт ВК3 замикається в ланцюзі реле Р2, готуючи його до увімкнення. Підйом буде продовжуватись до тих пір, доки не спрацює кінцевий вимикач ВК4, обмежуючий кут підйому платформи. Замикаючий контакт ВК4 замкне ланцюг реле Р2, яке коли спрацьовує відключає магнітний пускач МП1. Платформа зупиняється в крайньому верхньому положенні. Одночасно замикаються контакти релрР2 в ланцюзі катушки електромагніту компостера і блокуються контакти кінцевого вимикача ВК4.
Момент закінчення розвантаження водій визначає візуально. Після розвантаження водій робить відмітку квитанції. Квитанція, складена навпіл проходить у прорізь коробки компостера до упора. Мікроперемикач В3спрацьовує і замикає свій контакт в ланцюзі електромагніту компостера ЕМ2. Електромагніт приводить в дію ричаг компостера з клеймом, який ставить відмітку на квитанції. Одночасно скоба компостера вивільнює житон і той випадає з житоноприймача. Мікроперемикач В2 повертається в початкове положення й замикає свій контакт в ланцюзі сигнальної лампи «Жетон». Другий контакт на ділянці розєднується, вимикаючи МП» і ЕМ2. Компостер повертається в початковий стан, а зливний клапан відкривається. Відбувається опускання платформи. Кінцевий вимикач ВК4 повертається в початкове положення й розєднує контакт в ланцюзі реле Р2, але він залишається увімкненим до тих пір, доки не розєднається контакт ВК3, оскільки контакт ВК4 заблокований контактом Р2. Розєднуючий контакт реле Р2 в ланцюзі МП1 виключає можливість його ввімкнення до тих пір, доки платформа не досягне крайнього нижнього положення.
5. Розрахункова частина
.1 Обгрунтування та вибір технічних засобів автоматизації
Для порівняння показників економічної ефективності заходів по впровадженню автоматизації на стадії проектування за базу беруть кращі техніко-економічні показники вітчизняної та зарубіжної техніки чи технології. А на стадії впровадження - показники замінної техніки в конкурентних промислових умовах або показники ручної праці при її заміні.
Для даної операції підходить двигун серії 4АМ - це електродвигун 4А180S4УЗ з підвищеним пусковим моментом, має висоту вісі обертання 160-250мм.
Обраний автоматичний вимикач марки АЕ2060 використовується для захисту електричних ланцюгів від перенавантажень і струмів короткого замикання, захисту пуска і зупинки асинхронних двигунів з коротко замкненим ротором, а також для оперативних вмикань та вимикань електричних ланцюгів, в ланцюгах з напругою до 660 В, перемінного струму частотою 50Гц, до 380 В з частотою 400Гц та до 220 В при постійному струмі.
Обраний запобіжник марки ПН2-600із замкнути патроном і наповнювачем захищає від струмів короткого замикання електроустановки напругою до 380В перемінного струму з частотою 50Гці до 220В з постійним струмом.
Електричний пускач марки ПМЛ використовується для дистанційного пуску безпосередньо вмиканням у мережу, для зупинки і реверсування трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором.
Теплові реле марки РТЛ використовуються для захисту трифазних електродвигунів з короткозамкненим ротором від перевантажень неприпустимих за тривалістю й струмів, які виникають при обриві однієї з фаз.
5.2 Вибір пуско-захисної апаратури
Для даної схеми підходить трифазний асинхронний двигун з короткозамкненим ротором 4А180S4УЗ.
Основні параметриПоказникиОдиниці виміруРн22кВтnн1500Об/хв.Ін41,5АККД90,5%сosφ0,89-мпуск/мн1,6-мmin/мн1,3-мmax/мн2,5-Ki, Iпуск/Iн6,5-Момент інерції ротора190кг ·м2·10-3Маса175кг
Вибір автоматичного вимикача:
сп.роз=1,25·Iпуск+ΣIн.д=1,25269,8+41,5=389,13А
Номінальна сила струму 50-100 А(марка АЕ2060)
Iсп.нат=50·10=500А
Iсп.нат>Iсп.роз; 500А>389,13А, отже ложних спрацювань не буде.
Вибір запобіжника
н.в. >0,4 х Iпуск=0,4·х 269,8=107,92А
Обраний запобіжник марки ПН2-600
500А>107,92А
Вибір електричного пускача
Iн.пуск≥Iн.д=41,5А
Обраний електричний пускач серії ПМЛ Ін=63А>41,5А
Uн=Uмер=380В
Розрахунок і вибір теплового реле:
Iн.р≥Iн.д=41,5А
Марка РТЛ-2057-04
Iн.д=1,1·41,5=45,7
5.3 Розрахунок та вибір провідників і кабелів
Стандартна площа перерізу проводу S=10,0мм2. Допустиме навантаження електричного струму на мідні проводи (три привода в трубі) 60А.
Марка кабеля ПВ2 - мідна гнучка жила. Необхідна для монтажу вторинних ланцюгів і монтажу, який супроводжується частими згинаннями при скритому і відкритом у опрокидуванні.
Висновки
Розвантажувач автомобілів У15-УРАГ-У, призначений для розвантаження зерна через відкритий задній борт з одиночних автомобілів і сідельних тягачів з напівпричепами з настановної довжиною їх (по зовнішньому розміром коліс) до 16000 мм і загальною масою до 50 т і розвантаження через відкритий бічний борт одиночних автомобілів і причепів з габаритними розмірами (загальна довжина з дишлом) до 8300 мм і загальною масою до 20 т без розчеплення причепів з автомобілями.
Система управління призначена для управління розвантажувач, подачі звукових попереджувальних сигналів, управління світловою сигналізацією, дозволяти або забороняти в'їзд автотранспорту на розвантажувач.
Список використаних джерел
1.Новицкий О.А, Сергунов В.С. Автоматизация производственных процессов на элеваторах и зерноперерабатывающих предприятиях. - М.: Колос, 1981.
.Птушкин А.Т., Новицкий О.В. Автоматизация производственных процессов в отрасли хранения и переработки зерна. - М.: Агропромиздат, 1985, - 334 с.
.Куликов В.Н., Миловидов М.Е. Оборудование предприятий элеваторной и зерноперерабатывающей промышленности. - М.: Агропромиздат, 1991, -320 с.
.http://www.isp-p.ru/list/informasiya/oborudovanie/gruzopodiemn/u15uragu.htm
.http://www.ua.all.biz/razgruzchik-avtomobilej-u15-urag-u15-urag-u-g527026
.http://electromotor.com.ua/documentation/Baranchinskii_katalog.pdf