Автоматизация линии раздачи кормов в свинарнике

А.

Ток срабатывания электромагнитного  расцепителя:

А.

На основании приведенных  расчетов для защиты цепи выбираем автоматический выключатель АЕ2043М-20Н-40У3.

Аналогично выбираем автоматические выключатели для  защиты остальных двигателей.

 

8.3 Выбор магнитных пускателей

 

Электромагнитные пускатели  выполняют функции аппаратов  дистанционного управления и отключения токоприемников при понижении напряжения, блокировку и реверсирование.

Выбираем магнитный  пускатель по рабочему напряжению, по степени защиты от условий окружающей среды, по комплектности. Выбираем магнитный пускатель серии ПМЛ открытого исполнения (IP54) без кнопок и сигнальной арматуры.

Магнитный пускатель выбираем по условиям:

 

U_н.п. ≥U_н.л.(7.12)

,(7.13)

 

где – длительно допустимая величина тока в цепи силовых контактов пускателя, А.

380В=380В

10А>6,02А

Для двигателя М1 выбираем магнитный пускатель ПМЛ-110004А  с I_н.п.=10А. [3, приложение 1].

 

Аналогично производим выбор магнитных  пускателей для остальных электродвигателей.

 

8.4 Выбор тепловых реле

 

Тепловые реле применяют для защиты электродвигателей  от перегрузки. Условия выбора следующие:

 

U_н.р. ≥U_н.л.(7.14)

,(7.15)

 

Для электродвигателя М1 выбираем тепловое реле типа РТЛ-101004 с ределами регулирования тока уставки реле (5,5-8,0)А.

380В=380В

25А>6,02А

Аналогично  производим выбор тепловых реле для  остальных электродвигателей. Результаты сводим в таблицу перечня элементов принципиальной электрической схемы.

 

8.5 Выбор промежуточного реле

 

Реле применяют для  коммутации цепей управления. Реле выбираем по роду тока (переменный или  постоянный), по числу и виду контактов (замыкающих и размыкающих), по мощности в цепи контактов реле. Надежность срабатывания реле определяется коэффициентом возврата (К_в=0,15 – 0,99) – для электромагнитных реле и коэффициентом запаса К_з=1,5 – 3,0.

Для данной схемы выбираем электромагнитное реле постоянного  тока типа РЭП, предназначенное для  коммутации электрических цепей переменного тока в схемах автоматизации.

 

 

 

 

Технические данные реле:

номинальное напряжение реле 24В,

потребляемая мощность 3,5 – 6,5 ВА,

количество замыкающих контактов – 2 пары,

количество переключающих  контактов – 2 пары.

 

 

 

8.6 Выбор сигнальной арматуры

 

Сигнальная арматура выбирается по рабочему напряжению, по конструктивному исполнению, по виду источника света, по цвету свечения.

Для данной схемы выбираем сигнальную арматуру типа АЕ323221У имеющую  зеленый колпачок.

 

8.7 Выбор кнопок управления

 

Выключатели кнопочные  предназначены для коммутации электрических  цепей управления. Выбор производим по напряжению, значению коммутируемого тока, количеству контактов, наличию устройств сигнализации.

 

8.8 Выбор контроллера

 

Из анализа технологического процесса и алгоритма управления видно, что контроллер должен обладать следующими параметрами:

- 7 дискретных входов;

- 9 дискретных выходов;

- достаточным количеством  функций;

- эффективность и максимальная  надежность в работе;

- легкость программирования  и перепрограммирования;

- относительно малая  стоимость.

Из всего многообразия микропроцессорных средств для  управления технологическими процессами выбираем микроконтроллер ALPHA AL2 – 24MR – D фирмы Mitsubishi, характеристики которого представлены в таблице 7.4.

Таблица 7.3 - Основные параметры контроллера[4]

Электропитание	24В DС
Каналы ввода	15
Каналы вывода	9
Каналы дискретного  ввода	15
Каналы дискретного  ввода, конфигурируемые как аналоговые (0 – 10В)	8
Каналы релейного  вывода	9
Функциональные  блоки	до 200
Встроенные  функции	38
Габаритные  размеры (мм)	124,6 x 90 x 52

 

Характерные особенности  системы серии Альфа-2 [4]:

1) Сообщения, выводимые  на дисплей, и данные функционального  блока. В контроллере серии  "Альфа-2" имеется возможность  отображать на жидкокристаллическом дисплее рабочее состояние и состояние аварийного сигнала в виде сообщения. Обеспечивается отображение следующего содержания, с использованием функционального блока отображения. Значения, установленные для отображаемых таймеров и счетчиков может быть изменено в режиме РАБОТА (RUN).

- Общее количество  символов на жидкокристаллическом  дисплее: 12 символов х 4 строки

- Выводимые на дисплей  виды информации: Сообщение, значение (текущее или установленное) для  таймера и счетчика, аналоговые величины и т. д.

 

 

 

 

 

2) Программирование в режиме  работы с персональным компьютером  выполняется быстро и легко.  Программное обеспечение AL-PCS/WIN-E для Windows способно создавать и  сохранять программы. Программирование  может осуществляться с использованием наглядного метода, при котором используются линии, соединяющие функциональные блоки в окне программирования. Также имеется возможность выполнять непосредственное программирование с использованием клавишей, расположенных на передней панели контроллера "Альфа-2".

3) Изображение на жидкокристаллическом  экране пересылается по GSM модему. Контроллеры серии "Альфа-2" способны пересылать изображение,  выводимое на жидкокристаллический дисплей, в виде сообщения, передаваемого по электронной почте с использованием GSM модема. Пользователь может следить за состоянием выполнения прикладной задачи при помощи доступа к диагностическим сообщениям, посылаемым по электронной почте через GSM модем.

4) Связь с компьютером  поддерживается при помощи специализированного протокола. Контроллер серии "Альфа-2" поддерживает связь с компьютером (с помощью специализированного протокола). Специализированное по задачам пользователя прикладное программное обеспечение, при использовании линии связи с компьютером, дает возможность u1080 изменять плановые данные, параметры внутри функциональных блоков, и обеспечивает контроль состояния при выполнении прикладной задачи.

5) Усовершенствованная  функция часов. Еженедельный таймер  и функции календарного таймера  имеют множество переключателей, которые могут быть установлены на разные моменты срабатывания, и обеспечивают широкие возможности управления с временной зависимостью.

6) Аналоговый вход, 0 –  10В/0 – 500, -50 o C – 200 o C (датчик РТ 100), -50 o C – 450 o C (термопара К- типа):

Вход пост. тока контроллера серии "Альфа-2" может воспринимать сигналы 0 – 10 В при разрешающей способности 0 – 500.

7) Аналоговый выход, 0 – 4000/0 – 10, 0 – 200 / 4 – 16 мА:

Контроллер серии "Альфа-2" может генерировать выходные сигналы  в виде напряжения и тока.

8) Высокоскоростной счетчик,  максимум 1 кГц

Контроллер серии "Альфа-2" имеет высокоскоростные счетчики (максимум две позиции) при использовании блоков AL2-4EX (EI1, EI2).

9) Высокие возможности  по величине выходного тока.

8.9 Выбор датчиков

 

В установке следующие датчики:

– концевые выключатели:

Конечные выключатели  выбираем по конструктивному исполнению, по количеству контактов, по токовой  нагрузке на контактах.

Выбираем конечные выключатели  серии ВП19М21Б421водозащитного исполнения. Это выключатели контактные прямого действия, для срабатывания в электрических цепях под воздействием упоров (кулачков) в определенных точках пути контролируемого объекта. Время переключения контактов не зависит от скорости переключения приводного механизма.

Номинальный ток продолжительного режима работы выключателя 6А. Предельная выключающая и отключающая способность при напряжении 220В переменного тока: ток включения при коэффициенте мощности (0,6 – 0,7) – 30А, ток отключения при коэффициенте мощности (0,3 – 0,4) – 12А.

– датчики уровня:

Датчики уровня выбираем по конструктивному исполнению, по количеству контактов, по токовой нагрузке на контактах.

Выбираем датчик уровня мембранный БСУ-2 У2.

 

9. Описание работы полной принципиальной электрической схемы

 

Принципиальная электрическая схема предусматривает автоматический и наладочный режим работы.

В автоматическом режиме работы переключатель SA1 устанавливают  в положение I.

В автоматическом режиме линия запускается контроллером несколько раз в сутки. При  наличии ингредиентов в питателях срабатывает датчики SL1, SL2, SL3. Если кормораздатчик находиться в исходном положении срабатывает SQ1, после этого контроллер подает питание на катушку K4, которая своим контактом запитывает катушку магнитного пускателя KM4 (запускается мешалка). Также подается питание на катушки К1, К2, К3, которая своим контактом запитывает катушку магнитных пускателей KM1, КМ2, КМ3, соответственно.

 Начинается выгрузка картофеля,  концкормов и обрата. После заполнения кормораздатчика срабатывает датчик уровня SL4 и контроллер обесточивает катушки К1, К2, К3. и подает питание на катушку К5, которая своим контактом запитывает катушку магнитного пускателя KM5. Начинается движение кормораздатчика. После достижения кормораздатчиком начала кормушек срабатывает концевик SQ2 и контроллер подает питание на катушки К7 и К8. Начинается раздача корма. При достижении кормораздатчиком конца кормушек срабатывает датчик SQ3, контроллер обесточивает К5 и с задержкой времени подает питание на катушку К8, а также обесточивает катушки К7 и К8. Начинается движение кормораздатчика обратно. При достижении исходного положения срабатывает датчик SQ1 и контроллер обесточивает К8.

При отсутствии каких  либо ингредиентов (определяется датчиками  уровня SL1–SL3) контроллер подает питание  на сигнальную лампу HL10.

В наладочном режиме работы переключатель SA1 устанавливают в  положение II. В этом случае работой двигателей управляют по средствам кнопок SB1 – SB8.

 

10. Разработка щита автоматики

 

Щиты систем автоматизации  предназначены для размещения в них средств контроля и управления технологическими процессами, контрольно-измерительных приборов, аппаратуры управления, защиты, сигнализации и других.

Щиты устанавливаются  в производственных или отдельных (щитовых) помещениях.

Основанием для разработки щита управления является полная принципиальная схема управления, контроля и сигнализации, представленная на листе 2 графической части проекта.

Предварительно выписываем размеры аппаратов и их монтажных  зон, способ крепления аппаратов на монтажных рейках. Производим компоновку аппаратов, устанавливаемых на задней стенке шкафа управления, на двери с учетом рекомендаций по их размещению. Приборы и аппараты, устанавливаемые внутри шкафа, рекомендуется размещать на следующих расстояниях: от основания шкафа 200мм (при установке блоков зажимов 250мм); от верхней и боковых стенок 50мм (при установке блоков зажимов 100мм).

Подвижные токоведущие  части аппаратов в отключенном  состоянии не должны быть под напряжением. Их следует размещать так, чтобы  они под действием силы тяжести не могли самопроизвольно замкнуть свои контакты. Расстояния между оголенными частями различных фаз по воздуху должно быть не менее 20мм. Аппараты с тепловыми элементами рекомендуется размещать в нижней зоне, на двери рекомендуется устанавливать сигнальные аппараты, командные органы (кнопки управления, тумблеры, переключатели и т. п.).

В качестве пульта управления используем ящик навесной малогабаритный типа ЩШМ-Х-1-1000х600х350-4Р IP30 ОСТ 36.13-90.

На передней панели щита (двери) в верхней зоне размещаем 10 сигнальных лампы. В следующем ряду располагаем пакетный переключатель.

На задней стенке пульта располагаем автоматические выключатели, магнитные пускатели и промежуточное реле по рядам сверху вниз. В нижней части пульта устанавливаем блоки зажимов.

Производим окончательную  компоновку приборов внутри пульта управления. При компоновке аппаратов определяем расстояния между осями приборов. Аппараты располагаем с учетом их монтажных зон и варианта крепления аппаратов на монтажных рейках. Монтажные рейки крепятся на монтажных угольниках.