Методические указания к контрольной работе по МДК 01.02 «Системы автоматизации сельскохозяйственных организаций» (Автоматизация)
методическая разработка на тему

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РБ

ГБПОУ БЕЛЕБЕЕВСКИЙ КОЛЛЕДЖ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ

Контрольная работа

по МДК 01.02 «Системы  автоматизации сельскохозяйственных организаций» (Автоматизация)

Профессионального модуль: ПМ.01. «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования (в т.ч. электроосвещения), автоматизация сельскохозяйственный организаций»

Специальность: 35.02.08 «Электрификации и автоматизации сельского хозяйства»

                 Составил преподаватель к.т.н. Камышева О.А.____________

                                                                                                                        подпись

Рассмотрен

На заседании цикловой комиссии электротехнических дисциплин                                                                                 Председатель ПЦК

Протокол № ____ от «___»_______ 2018 год                                                                                                         ____________ О.А.Камышева  

«Согласовано»                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  Зав. заочным отделением

____________ Е.А. Танакбаев                                                                

г. Белебей 2018г.

Перечень рекомендуемой литература

1. Бородин Н.Ф. Андреев С.А.«Автоматизация технологических  процессов и системы автоматического управления »М.  Юрайт 2017г
2.  Бородин Н.Ф. Судник Ю.А.

«Автоматизация технологических  процессов» Москва, Колос 2003 г.

3. Бородин Н.Ф. Недилько Н.М. «Автоматизация технологических  процессов»М.  Агропромиздат 1986г
4. Герасимович Л.С. «Электрооборудование  и   автоматизация с/х  агрегатов и   установок»
5. Радчинко Г.И.  «Справочник по   электротехнике  и  электрооборудованию»   Москва- Высшая  школа  2009 г
6. Кудрявцев Н.Ф. « Электрооборудование животноводческих предприятий автоматизации производственных  процессов в  животноводстве» М. Агропромиздат  1988 г.

Контрольная  работа

Контрольная работа включает 5 заданий:

Задание 1.

Вычертить принципиальную   электрическую схему, пояснить принцип ее работы   и   перечислить элементы   автоматики, используемые в схеме управления объектом автоматизации. Пояснить принцип действия одного из элементов на выбор (вариант определяется согласно шифра зачетной книжки, таблица 2).

Задание 2.

Вычертить принципиальную электрическую схему пояснить принцип ее работы, составить на ее основе функциональную схему   автоматизации объекта (вариант определяется согласно шифра зачетной книжки, таблица 2).

Задание 3.

 Вычертить принципиальную электрическую схему пояснить порядок ее   работы и перечислить   основные неполадки   в работе электрической схемы     объекта автоматизации (вариант определяется согласно шифра зачетной книжки таблица 1).

Задание 4.

 Вычертить принципиальную электрическую схему. Произвести выбор   элементов автоматики    схемы (по заданию преподавателя).

   Задание 5.

Произвести расчет вероятности  безотказной  работы  и  вероятности отказа  системы. Сделать вывод надежности проектируемой системы автоматизации технологического процесса  схемы 4 задания.

Таблица 1 - Перечень объектов  автоматизации (к контрольной  работе )

Таблица 2 - Распределение объектов автоматизации  к  контрольной  работе

Методические указания к выполнению  контрольной работы.

       Задание 2.

     Функциональная схема разъясняет процессы, происходящие в отдельных функциональных     частях и во  всей установке.   Функциональные части  и  связи  между  ними  представляют,  как правило, в   виде условных обозначений, причём отдельные устройства и функциональные группы могут изображаться  в  виде   квадратов  и  прямоугольников.  На схеме помещают надписи,  диаграммы,  или  таблицы,    поясняющие   последовательности процессов во времени ,а также указывают параметры в характерных точках: величины   токов,  напряжений,   формы  и  амплитуды  импульсов.    Функциональные схемы используют для  изучения принципов работы установки, а также при наладке, регулировке, контроле и ремонте.

QF – трёхфазный автоматический выключатель;

SF – однофазный автоматический выключатель;

КМ – магнитный пускатель;

 М – электрический двигатель;

КТ – реле времени;

SB – кнопочный пост;

УА – электромагнитный клапан;

SA – пакетный переключатель;

 SQ – конечный выключатель;

SL – датчик уровня;

R – резистор

Рис 1. Функциональная схема ИКС – 5М

       Задание 4.

В выбранной электрокалориферной установке СФОЦ-16/04-И1 установлен вентилятор с двигателем АИР71А4 мощностью 0,55 кВт. Данные двигателя представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Техническая характеристика двигателя АИР71А4

Аппараты управления и защиты выбирают с учетом условий окружающей среды, категории помещения, степени защиты и по  ряду других параметров, основные из которых - номинальный ток и напряжение.

Определим номинальный ток электродвигателя вентилятора

                                       Iн ЭД =  ,        

где   Рн -  мощность, кВт;

         Uл  - линейное напряжение, В;

         соs φ - коэффициент мощности;

         η - коэффициент полезного действия.

Iн ЭД =  = 1,82 А.

Рассчитаем пусковой ток  

Iпуск = Iн ЭД ∙ Кi ,

где   Кi -  кратность пускового тока.

Iпуск = 1,82 ∙ 5 = 9,1 А.

3.1  Выбор  автоматического выключателя для электродвигателя.

I н.авт.  ≥  I нтр

Выбираем  автоматический  выключатель марки АЕ  2020:  I н.авт = 10 А;     I нтр= 2 А.

10 А > 2 А

Iнтр  ≥  Iн ЭД

Iнтр   ≥  1,82 А

2 А   ≥  1,82 А

К=  = 1,1,

что входит в предел регулирования автомата (0,9…1,15).

Проверяем выбранный автомат на ложность срабатывания. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя выбираем по условию

Iэр  ≥  1,25 ∙ Iпуск = 1,25 ∙ 9,1 = 11,38 А.

Принимаем  Iэр = 12 ∙ Iнтр = 12 ∙ 2 = 24 А.

Iэр  ≥ 1,25 ∙ Iпуск ;

24 А ≥ 11,38 А.

Выбранный автоматический выключатель ложно срабатывать не будет.

3.2 Выбор электромагнитного пускателя.

Электромагнитные пускатели выбирают в зависимости

- от условий окружающей среды:

- схемы управления по номинальному напряжению Uн ≥ Uн.у.;

- по номинальному току Iн ≥ I pасч. ;

- по току нагревательного элемента теплового реле  Iн. р.  ≥ I н. дв. .

 Выбираем электромагнитный пускатель для включения нагревательных элементов.

                                       IЕК =  ,        

где   РЕК -  мощность нагревателей, РЕК = 15 кВт;

         Uф  -  фазное напряжение, В;

         соs φ - коэффициент мощности;

         η - коэффициент полезного действия.

IЕК =  = 22,73 А.

Iмп ≥ IЕК = 22,73 А.

Iсек ≥    =   = 11,37 А – номинальный ток одной секции.

Iмп ≥ Iсек = 11,37 А.

Выбираем магнитный пускатель марки  ПМЛ 220  (Iн = 25 А).

3.3 Для защиты нагревателей от короткого замыкания выбираем предохранитель

Iпв ≥ IЕК.

Iмп ≥  22,73 А.

Выбираем предохранитель марки НПН -60 (Iп = 60 А, Iпв = 25 А).

3.4 Выбор плавкой вставки для защиты магистрального провода в водном щиту

Iпв  ≥  Iн ЭД + IЕК.

Iпв  ≥  (Iпуск / α) + IЕК,

где α – коэффициент, зависящий от условий пуска электродвигателя, α = 2,5 – легкий пуск.

Iпв  ≥  (9,1 / 2,5) + 22,73 = 26,37 А.

Выбираем предохранитель НПН-60  (Iп = 60 А, Iпв  = 35 А).

3.5 Выбор рубильника.

Рубильники выбирают по номинальному напряжению  (Uн ≥ U н.уст.) и номинальному току (Iн  ≥  I н.уст.).

Iр  ≥  (2..3) ∙ Iпв.

Iр  ≥  2 ∙26,37 = 52,74 А.

Выбираем рубильник РБ-31. Данные рубильника: Uн = 380 В; Iр = 100 А.

Задание 5.

         Надёжность - это свойство объекта функции, сохраняющая во времени значение эксплуатационных показателей в заданных пределах.

Нарушение функционирования автоматизированной системы приводит к неритмичной работе технологического оборудования, срыву кормлений, нежелательным изменением микроклимата и так далее. В конечном счёте, это приводит к снижению экономических показателей сельскохозяйственных предприятий.   При увеличении количества входящих в систему элементов увеличивается вероятность нарушения её бесперебойной работы. Нарушение работоспособности объекта называют отказом.

Перед началом выполнения расчетов необходимо для рассматриваемой принципиальной электрической схемы составить таблицу.

Произведем расчет надежности оборудования обогрева парников КП-1

Таблица   1

Интенсивность отказа системы

Интенсивность отказа системы определяется по формуле:

λсис = ∑λ ∙ Кн = 135,08 ∙ 10-6 ∙ 2,5 = 338 ∙ 10-6,

где, ∑λ - относительная интенсивность отказа системы;

Кн - коэффициент надёжности (2,5)

Определяем число отказов системы в год:

N =  λсис ∙ t = 338 ∙10-6 ∙1680 = 0,5678,

где t - число часов работы установки в год;

t = tдн ∙ n дв = 12 ∙ 140 = 1680 ч.,

где tдн - число часов работы установки в день;

nдв - количество рабочих дней установки в год.

Определяем наработку на отказ.

Т = 1/ λсис = 1/388 ∙ 10-6 = 2959 часов.

Определяем вероятность безотказной работы.

Р(t) = е -n = е-0,5678 = 0,57

Определяем вероятность отказа системы.

Q(t) = 1 - Р(t) = 1 - 0,57 = 0,43

Для сельского хозяйства допускается Q(t) = 0,48

Вывод: вследствие того что, вероятность отказа системы равна 43 %  оборудование будет работать надежно без неисправностей.