Автоматизация процесса сбора яиц в птичнике

Содержание.

Введение

Технологические основы автоматизации объекта

Обоснование автоматизации объекта.

Технологическая схема объекта автоматизации.

Анализ работы технологической схемы.

Характеристика объекта автоматизации.

Обоснование выбора рабочих машин.

Техническая характеристика рабочих машин.

Разработка автоматической системы.

Выбор принципа и параметров управления.

Разработка функциональной схемы.

Принципиальная электрическая схема автоматизации.

Выбор принципиальной схемы.

Анализ работы принципиальной схемы.

Построение временной диаграммы.

Расчёт и выбор электропривода, коммутационной и защитной аппаратуры.

Выбор электропривода.

Выбор коммутационной и защитной аппаратуры.

Расчет сечения, выбор марки и способа прокладки провода для птицеводческих помещений.

Выбор автоматических устройств. Общие сведения о приборах и средствах автоматизации.

Определение показателей надежности автоматической системы.

Качественные и количественные показатели надежности.

Расчет основных показателей надежности (методы повышения надежности в случае низкой надежности).

Экономическая эффективность автоматизации объекта.

Составляющие экономической эффективности автоматизации.

 

Расчет основных показателей экономической эффективности автоматизации технологического процесса.

Особенности эксплуатации объекта автоматизации.

 Охрана труда при  эксплуатации автоматизированной  установки.

 Совершенствование средств  и системы управления объекта.

Заключение.

 

 

 

 
Содержание.

Введение

1. Технологические основы автоматизации объекта
1. Обоснование автоматизации объекта.
2. Технологическая схема объекта автоматизации.
3. Анализ работы технологической схемы.
2. Характеристика объекта автоматизации.
1. Обоснование выбора рабочих машин.
2. Техническая характеристика рабочих машин.
3. Разработка автоматической системы.
1. Выбор принципа и параметров управления.
2. Разработка функциональной схемы.
4. Принципиальная электрическая схема автоматизации.
1. Выбор принципиальной схемы.
2. Анализ работы принципиальной схемы.
3. Построение временной диаграммы.
5. Расчёт и выбор электропривода, коммутационной и защитной аппаратуры.
1. Выбор электропривода.
2. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры.
3. Расчет сечения, выбор марки и способа прокладки провода для птицеводческих помещений.
6. Выбор автоматических устройств. Общие сведения о приборах и средствах автоматизации.
7. Определение показателей надежности автоматической системы.
1. Качественные и количественные показатели надежности.
2. Расчет основных показателей надежности (методы повышения надежности в случае низкой надежности).
8. Экономическая эффективность автоматизации объекта.
1. Составляющие экономической эффективности автоматизации.
2. Расчет основных показателей экономической эффективности автоматизации технологического процесса.
9. Особенности эксплуатации объекта автоматизации.
10. Охрана труда при эксплуатации автоматизированной установки.
11. Совершенствование средств и системы управления объекта.

Заключение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ОБЪЕКТА.

1.1.Обоснование  целесообразности автоматизации  объекта.

В современном птицеводстве все основные процессы механизированы на базе широкого использования электрической энергии. Укрупнение и специализация птицеводческих хозяйств, применение электроэнергии для электромеханизации технологических процессов, включая процессы создания в производственных помещениях оптимального микроклимата, позволили перевести птицеводство на промышленную основу.

В настоящее время промышленность выпускает наборы машин, обеспечивающие комплексную электромеханизацию и автоматизацию на всех стадиях содержания и выращивания птицы, поэтому успех работы птицеводческих хозяйств во многом зависит от правильного выбора и эксплуатации этих машин.

Комплексная электромеханизация позволяет снизить затраты труда в птичниках с 7…8 до 1,5…2 чел.-ч на производство 1 тыс. яиц и с 8 до 2,4 чел.-ч на 1ц. мяса бройлеров.

Яйцесборные транспортеры (продольные и поперечные) состоят из транспортерной ленты, приводной и натяжной станции. В приводную станцию входят электродвигатели АОЛ-22-4 (мощностью 0,4кВт, частотой вращения 1400 об/мин) и редуктор. Каждые два ряда продольных транспортеров одного блока клеток имеют общий привод. Продольные транспортеры снабжены щеточным очистителем ленты, приводимым в движение от электродвигателя типа АОЛ-012-4 мощностью 0,08 кВт. Яйцесборные транспортеры комплектуют столом-накопителем. Он состоит из вертикального транспортера, барабана ориентирования яиц при переходе на сбегающую ветвь вертикального транспортера барабана приема яиц и накопителя. Все механизмы стола приводит в действие через редуктор электродвигатель АОЛ-22-4 мощностью 0,4кВт, частотой вращения 1400 об/мин. От этого же привода через клиноременную и шестеренчатую передачу осуществляется движение поперечных транспортеров.

 

 

 

 

1.2.Технологическая  схема объекта автоматизации.

Элеватор яиц:

1 – транспортная лента; 2 – верхний шкив; 3 – ролик; 4 –  приводная звездочка; 5 – электропривод; 6 – стол; 7 – цепь; 8 – нижний  шкив.

1.3. Анализ работы  технологической схемы.

Технологическая линия яйцесбора включает ряд механизмов. Транспортеры сбора яиц расположены вдоль гнезд 1, в которых содержится (клеточные батареи) или несется (напольное содержание) птица. Снесенное яйцо выкатывается из гнезда по наклонной решетке 2 на ленту 3, приводимую в движение шкивом 4 от вала электропривода. В конце ряда гнезд установлен накопительный стол 5, с которого птичница собирает яйцо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

убыточной- -9%. При внедрении передовых технологий этот показатель можно повысить.

 Продукция животноводства является убыточной – -12%. Прибыль имеется только с продукции: мясо свинины – 23%. Продукции животноводства выгодно заниматься только свининой. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II.Производственные условия при существующей и планируемой технологии производства.

 

Таблица 4 «Технологическая схема»

Показатели	Единица измере-ния	Условия на существую-щей ферме	Условия на проектируемой ферме
Размер фермы	гол.	200	200
Специализация и направление		производство молока	производство молока
Содержание поголовья		привязное	привязное
Продолжительность смены	час	7	7
Норма обслуживания на 1 доярку	гол.	22	40
Продуктивность в год	кг	2800	2850
Выполнение рабочих процессов:
а)доение коров		вручную	АДМ-8; Р=19,2кВт; Ц=20000руб.
б)раздача сена		вручную	РКУ=200; Р=5кВт; Ц=20000руб.
д)поение коров		вручную	АТК-4; Р=1кВт;  Ц=20000руб.

Вывод: По данным таблицы 4 «технологическая схема» видно, что размер фермы, специализация и направление, содержание поголовья,  продолжительность смены на проектируемой ферме по сравнению с существующей осталась неизменной.

Норма обслуживания на одну доярку  увеличилась на 18 голов, продуктивность на 50 кг.

Выполнение всех рабочих процессов на существующей ферме проходило вручную. На проектируемой ферме все процессы автоматизированы. Доение коров – АДМ – 8, раздача сена – РКУ – 200, поение коров – АТК – 4, удаление навоза – ТСН – 2, охлаждение молока – ТО  - 2, что привело к увеличению производительности, снижению затрат труда, высвобождению рабочей силы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III.Расчет объема электрификации в условных единицах.

Объем работ по обслуживанию электрохозяйства принято измерять в условных единицах. За условную единицу взят электродвигатель мощностью 10кВт. Все другие виды оборудования и установок по сложности и трудоёмкости обслуживания к определенному переводному коэффициенту, который берется из «Таблицы коэффициентов перевода электротехнического оборудования и сооружений в условных единицах». Кроме того, в объеме работ принято включать объем электромонтажных работ выполненных хозяйственным способом. Хозяйственный способ - это выполнение электромонтажных работ собственными силами. Если привлекается подрядная организация, то объем электромонтажных работ не учитывается.

Одна тысяча рублей электромонтажных работ приравнивается к трём условным единицам.

Таким образом, для планирования годового объёма работ по обслуживанию электрохозяйства необходимы данные о составе электрохозяйства, объеме работ, при конструкции имеющегося и монтажу нового электрооборудования.

Суммарный объем работ определяется по формуле:

, где

Nэi-  это количество i-того вида оборудования (штуки и т.д.)

Куi – это переводной коэффициент i-того вида оборудования (условные единицы)

Qм – объем электромонтажных работ.

Км – переводной коэффициент электромонтажных работ (условные единицы)

Исходные данные и расчёт планового объема работ по обслуживанию электрохозяйства приведены в таблице 5.

Таблица 5 «Расчет планового объема работ по обслуживанию электрохозяйства»

Электротехническое оборудование и сооружения	Мощность, кВт	Количество, км; шт.	Коэффициент перевода(усл. ед.)	Количество(усл. ед.)
1	2	3	4	5
Линии электропередач 0,4 КВ: -воздушные		1,1	2,4	2,64
Трансформаторные подстанции	КПД-60	1	2,3	2,3
Электроприводы с электронагревателем
а)двигатели	от 1 кВт до 10 кВт	4	0,61	2,44
б)двигатели	от 10 кВт до 40 кВт	1	0,72	0,72
Щиты освещения		3	0,5	1,5
1	2	3	4	5
Щиты управления		3	0,5	1,5
Рубильники		3	0,3	0,9
Автоматические выключатели		2	0,2	0,4
Освещение: светильники с 2-мя лампами накаливания		80	0,2	16
Магнитные пускатели		2	0,5	1
Электронагреватели		1	0,83	0,83
Объем электромонтажных работ (тыс. руб.)		220	3	660

 

q1=1,1*2,4=2,64 (усл.ед.)

q2=1*2,3=2,3 (усл.ед.)

q3=4*0,61=2,44 (усл.ед.)

q4=1*0,72=0,72 (усл.ед.)

q5=3*0,5=1,5 (усл.ед.)

q6=3*0,5=1,5 (усл.ед.)

q7=3*0,3=0,9 (усл.ед.)

q8=2*0,2=0,4 (усл.ед.)

q9=80*0,2=16 (усл.ед.)

q10=2*0,5=1 (усл.ед.)

q11=1*0,83=0,83 (усл.ед.)

q12=220*3=660 (усл.ед.)

Q=2,64+2,3+2,44+0,72+1,5+1,5+0,9+0,4+16+1+0,83+660=690,23 (усл.ед.)

Общий объем работ а электрохозяйстве (Q) равен 690,23 условных единиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV.Расчет истиной численности работников электротехнической службы и годового фонда заработной платы.

Штатную численность электромонтеров определяют из расчета средней нагрузки сто условных единиц по формуле:

Pэл = , где

Pэл – численность электромонтеров (человек);

Ni – средняя нагрузка на одного электромонтера (в усл.ед.) – 100 условных единиц.

Q – общий объем работ в электрохозяйстве (в усл.ед.)

Рэл(чел.)

Уровень квалификации электромонтеров применяется:

II разряд – 10%,

III разряд – 20%,

IV разряд – 40%,

V разряд – 20%,

VI разряд – 10%

от общей численности электромонтеров в хозяйстве.

При выполнении работ по обслуживанию и ремонту электрооборудования бригадой более чем 5 человек, один из электромонтеров с более высоким разрядом не освобожденный от основной работы назначается бригадиром и доплачивается 10% от ставки.

Штатные нормативы специалистов – электриков установлены в зависимости от объема обслуживания в условных единицах и потребление энергии на производственные нужды.

Дополнительно разрешено иметь в штате электротехнической службы инженеров-электриков при количестве более 950 условных единиц.

Данные по расчету численности электротехнического персонала заносятся в таблицу 6.

 

Таблица 6 «Штатные нормативы работников электротехнической службы СХА «Б-Карайская»».

Должность	Норматив(условные единицы)	Численность
			II	III	IV	V	VI
Старший энергетик	Свыше 2200	-
Инженер-электрик	1800	-
Техник-электрик	950	-
Электромонтер	100	7	1	1	3	1	1

 

II разряд =

III разряд =

IV разряд =

V разряд =

VI разряд =

Труд электромонтера в сельскохозяйственных организациях оплачивают в зависимости от присвоенного квалификационного разряда, к тарифным ставкам предусмотренным работникам ремонтных мастерских на работах с нормативными условиями труда. При исчислении должностного оклада за месяц соответствующая часовая тарифная ставка умножается на среднегодовую продолжительность рабочего времени за месяц (которая составляет при 7-ми часовом рабочем дне 173,1 часа).

Если электромонтер имеет неполную нагрузку, то его тарифная ставка изменяется.

Труд электромонтеров по тарифной ставке сдельщиков оплачивается в том случае, если 50% из общего выполненного им объема работ в условных единицах приходится на техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и выполнение электромонтажных работ, в остальных случаях по тарифной ставке повременщика.

Стимулирование труда электромонтеров производится за высококачественное и своевременное выполнение работ по обслуживанию и ремонту электрооборудования, при условии выполнении месячного производственного задания и отсутствия простоев, аварий оборудования по его причине. Рабочим сдельщикам премия начисляется в размере 40% сдельного заработка, а рабочим повременщикам 40% тарифной ставки за фактически отработанное время. Совмещение профессий способствует повышению эффективности производства и при согласии работника организация может выплачивать за выполнение обязанностей временно отсутствующим работникам до 50% тарифной ставки по основной работе.

 

Таблица 7 «Основные тарифные ставки электромонтеров (в рублях)».

Показатели	Разряды
	II	III	IV	V	VI
Для сдельщиков (КРС; свинарник откормочник, коровник)	77	87	97	107	127
Для повременщиков (птичник, свиноферма, свинарник маточник)	71,7	76,7	87	97	117

 

Расчет заработной платы электромонтеров производится в таблице 8.

 

 

 

Таблица 8 «Заработная плата электромонтеров».

Должность	Числен-ность	Разряд	Часовая ставка	Отработано (часов)	Итого выплат в месяц (руб.)	Доплата (10%)	Всего за год (руб.)
Электромонтер	1	II	77	173,1	13321	-	159852
Электромонтер	1	III	87	173,1	15059,7	-	180716,4
Электромонтер	3	IV	97	173,1	50372,1	-	604465,2
Электромонтер	1	V	107	173,1	18521,7	-	22260,4
Старший электромонтер	1	VI	127	173,1	21983,7	2198,37	263804,4
Итого основной заработной платы (ОЗП)	-	-	-	-	-	-	1431098,4
Дополнительная оплата (ДЗП 7,8% от ОЗП)	-	-	-	-	-	-
Премия(40% от ОЗП)	-	-	-	-	-	-
Начисление на социальное страхование(20,2% от ОЗП, ДЗП, П)	-	-	-	-	-	-	427263
Всего ЗП							2542426,5

Методика расчета:

Графа 6 = графа 2 * графа 4 * графа 5

Графа 7 (для старшего электромонтера) = графа6*10/100

Графа 8 = графа 6 *12

Графа 8 (старший электромонтер) = (графа 6+графа7)*12

ОЗП =графа 8

ДЗП =

Нстр= * 20,2

Графа 6

1. 1*77*173,1=13321
2. 1*87*173,1=15059,7
3. 3*97*173,1=50372,1
4. 1*107*173,1=18521,7
5. 1*127*173,1=21983,7

Графа 7 =

Графа 8

1. 13321*12=159852
2. 15059,7*12=180716,4
3. 50372,1*12=604465,2
4. 18521,7*12=222260,4
5. 21983,7*12=263804,4

ОЗП= 159852+180716,4+604465,2+222260,4+263804,4=1431098,4

ДЗП=

П=

  Нстр= * 20,2=427263

  ЗП=1431098,4+111625,7+572439,4+427263=2542426,5

 

Заработная плата члена бригады при коллективном подряде распределяется с учетом коэффициента трудового участия, который устанавливается на общем собрании бригады. Базовый КТУ принимает равным 1 и может изменятся от 0,5 до 1,5. Сумма КТУ всех членов бригады должна равняться числу членов бригады.По условию электрификации один электромонтер заменяет четверых рабочих

Труд оператора кормоцеха оплачивается пол тарифным ставкам применяемых для работников животноводства, которые  работают в промышленных комплексах и на специализированных фермах.

Годовой фонд рабочего времени берется из расчета 305 рабочих дней продолжительностью смены 7 часов. Доплата за продуктивность берется в размере 25% от годового тарифного фонда заработной платы.

Таблица 9 «Заработная плата рабочих (животноводов)».

Должность	Разряд	Коли-чество рабочих(чело-век)	Дневная та-риф-ная став-ка	Коли-чество рабо-чих дней	Тариф-ный фонд заработной платы	Тарифный фонд с учетом доплаты (тыс. руб.)
1	2	3	4	5	6	7
Животноводы	IV	28	307	305	2621780	3277225
Дополнительная оплата (6,3% от ОЗП)	-	-	-	-	-	206465,2
Премия(25% от ОЗП)	-	-	-	-	-	819306,3
1	2	3	4	5	6	7
Начисления на социальное страхование (20,2% от ОЗП+ДЗП+П)	-	-	-	-	-	273406,3
Всего ЗП	-	-	-	-	-	4576402,8

 

Методика расчета:

Графа 3 (Ржив)=Р эл*4

 

Графа 6 = графа3*графа4*графа5

Графа 7 = графа 6*1,25

Расчет:

Графа 3 = 7*4 = 28

Графа 6 = 28*307*305 = 2621780

Графа 7 = 2621780*1,25=3277225

ДЗП = 3277225*6,3/100=206465,2

П = 3277225*25/100 =819306,3

Н стр = (3277225+206465,2+819306,3)*20,2/100 = 273406,3

ЗП = 3277225+206465,2+819306,3+273406,3 = 4576402,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V.Определение годовой потребности в электроэнергии и расчет её стоимости.

Для определения потребности в электроэнергии применяется несколько способов.

Способ №1

Потребность в электроэнергии рассчитывается по расходу ее в предыдущем году с учетом изменения в планируемом. При этом учитывают установку или списание оборудования, а также потребность сторонних организаций, получающих электроэнергию через энергосистему хозяйства.

Способ №2

Потребность в электроэнергии определяют по данным хозяйства за последние 3-5 лет при отсутствии значительных колебаний в динамике по формуле:

Qi = Qi – 1*t (кВт ч), где

Qi – планируемый расход электроэнергии (кВт ч);

Qi-1- фактический расход электроэнергии (кВт ч);

t – среднегодовой темп роста в потребности электроэнергии.

Способ № 3

Потребность в электроэнергии определяют по формуле:

Qi = Wi * Ti (кВт ч), где

Wi – мощность (кВт ч);

Дi – количество дней работы i-той установки в сутки (час).

Способ №4

Исходный информацией является перечень потребителей и нормы расхода электроэнергии на единицу потребителя (поголовье скота, количество перерабатываемой продукции, площади освещения и т.д.)

Потребность в электроэнергии определяется по формуле:

Qi = дi * Ni, где

дi – норма расхода электроэнергии;

Ni – количество единиц потребителя.

Расчет потребности в электроэнергии выполняется в таблице 10.

Таблица 10 «Потребность в электроэнергии».

Потребители электроэнергии	Мощность (кВт)	Время работы в сутки (час)	Количество рабочих дней в году	Потребность а электроэнергии кВт/час
1	2	3	4	5
Существующий вариант
Освещение	24	7	235	39480
Котлы отопления	4	18	235	16920
Привод вентиляции	80	14	365	408800
Итого (Qi)	-	-	-	465200
Проектируемый вариант
Освещение	24	7	235	39480
Котлы отопления	4	18	235	16920
1	2	3	4	5
Привод вентиляции	80	14	365	408800
Доение коров	19,2	2,2	365	15417,6
Раздача сена	5	1,1	235	1292,5
Поение коров	1	1,0	235	235
Удаление навоза	4	0,8	235	752
Охлаждение молока	6,8	1,6	235	2556,8
Итого (Qi1)	-	-	-	485453,9

Для определения потребности в электроэнергии я выбираю способ №3.

Стоимость электроэнергии определяется

В существующем варианте :

С = Тэл* Qi, где

Тэл – тариф электроэнергии 2,28

В проектируемом варианте:

С1 = Тэл * Qi1

Графа5 = графа 2 * графа3 * графа 4

Qi = графа 5

Qi1 = графа 5

Графа 5

24*7*235 = 39480

4*18*235 = 16920

80*14*365 = 408800

 

19,2*2,2*365 = 15417,6

5*1,1*235 = 1292,5

1*1*235=235 
4*0,8*235=752 
6,8*1,6*235=2556,8

Qi = 39480+16920+408800 = 465200

Qi1 = 39480+16920+408800+17520+4927,5+15417,6+1292,5+235+752+2556,8= =485453,9

С = 2,28*465200 =1060656

С1 = 2,28*485453,9=1106834,9

 

 

 

 

 

 

VI.Определение эксплуатационных расходов.

1.Определим величину капитальных  вложений.

Таблица 11 «Величина капитальных вложений»

Наименование производственных процессов	Существующий вариант		Проектируемый вариант
	Марка оборудования	Стоимость оборудования (руб)	Марка оборудования	Стоимость оборудования (руб)
Доение коров	-	-	АДМ-8	20000
Раздача сена	-	-	РКУ-200	6060
Поение коров	-	-	АТК-4	20000
Удаление навоза	-	-	ТСН-2	19600
Охлаждение молока	-	-	ТО-2	14800
Итого:	-	-	-	90460

Итого=2000+6060+20000+19600+14800=90460

2.Определяем отчисления  на амортизацию и текущий ремонт.