Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, СЕЛЬСКОЕ И РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Автоматизация процесса раздачи кормов коровника на 400 голов в СПК «Победа» Шипуновского района на основе ПЛК

irina_krutyash 1525 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 61 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 08.10.2019
Современный уровень развития науки и техники позволяет автоматизировать любой процесс. Цель данной диссертации, проектирование системы автоматики кормораздатчика для автоматической раздачи кормов на ферме КРС с использованием программируемого логического контроллера (ПЛК). С возможностью дальнейшей расширения функции ПЛК.
Введение

Современная автоматика все более переходит на системы с ПЛК т.е. на системы управления с микро ЭВМ имеющие упрощенное программирование с использованием упрощенного программирования, например CODESIT. Известно, что существующие системы автоматики, особенно в с/х производстве, предназначенных в основном, для стабилизации отдельных параметров технологических процессов и работают с оператором т.е. в полуавтоматическом режиме. При этом, в основном, используется позиционное регулирование и совершенствование регуляторов, практически не дает значительного эффекта. Системы автоматики с ПЛК самодостаточны и решают большинство задач в комплексе, наиболее эффективно. При этом их совершенствование возможно без значительных материальных затрат т.к. обновляется в основном программа управления. Также нет предела любым видам оптимизации технологической, энергетической, экономической и т.д.
Содержание

Введение 5 1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ 6 1.1 Основные фонды и их использование 9 1.2 Технологический процесс 12 1.3 Описания здания электрифицируемого помещения 14 1.4 Характеристика электроприемников 16 2 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАЗДАЧИ КОРМОВ 18 2.1 Стационарные и мобильные кормораздатчики для ферм КРС 18 2.2 Анализ оборудования для процесса раздачи кормов 21 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССА 31 РАЗДАЧИ КОРМОВ НА ОСНОВЕ ПЛК 31 3.1 Схема ПЛК и компьютерная модель управления 32 4АНАЛИЗ И ВЫБОР ПРОЕКТИРУЕМОГО ПЛК 38 4.1Обзор рынка контроллеров 38 4.2 Критерии выбора 43 4.3 Проблемы оптимизации 51 5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 52 5.1 Расчет единовременных затрат 52 5.2 Расчет эксплуатационных затрат 54 5.3 Показатели экономической эффективности 60 5.4 Срок окупаемости 60 Заключение 62 Библиографический список 63
Список литературы

1. Асинхронные двигатели серии 4А; Справочник под редакцией Кравчик А.Д.: Афонин В.И.-М.: Энергоиздат, 2012г. 2. Живописцев Е.Н., Косицин О.А. Электротехнология и электрическое освещение .-М.: Агропромиздат, 2010г 3. Мартыненко И. И., Тищенко Л.П. Курсовое и дипломное проектирование по комплексной электрификации и автоматизации. -М.: Колос 2008г 4. Применение электрической энергии в с/х. Справочник / под редакцией ВАСХНИП Листова П.Н. .-М.: Колос 2004г 5. Краткий справочник по машинам и оборудованию для животноводческой фермы ./Под ред. Астахова А.С., Еленев А.В. и др. - М. : Колос, 2007г 6. Бородин И.Ф., Кирилин Н.И. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. – М.: Колос, 2002. – 328 с. 7. Бородин, И. Ф. Автоматизация технологических процессов [Текст] / И. Ф. Бородин, Ю. А. Судник. - М. : Колос, 2005. - 344 с. 8. ГОСТ 21.404-85 Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах; 9. ГОСТ Р 51841-2001 (МЭК 61131-2-92) Программируемые контроллеры общие технические требования и методы испытаний; 10. Калинин Ц.И. Курсовое и дипломное проектирование по автоматике: учебное пособие для бакалавров профиля 110802 «Электрооборудования и электротехнологии» / Ц.И. Калинин, Р.А. Куницын, А.А. Багаев. – Барнаул.: РИО АГАУ, 2013. – 72 с.; 11. Минаев, И. Г. Программируемые логические контроллеры: практическое руководство для начинающего инженера/И.Г. Минаев, В. В. Самойленко. - Ставрополь: АГРУС, 2009. - 100 с. 12. Петров, И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования. - М.: СОЛОН-Пресс, 2004. - 246 с. 13. Практикум по автоматике. Математическое моделирование систем автоматического регулирования / Под ред. Б.А. Карташова. – М.: колос, 2006. – 184 с. 14. Стефани Е.В. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. 2-е изд. перераб.. – М.: Энергия, 2002. – 376 с. 15. Устенко, С. Т. Выполнение электрических схем по Е.С.К.Д. [Текст]: справочник / С. Т. Устенко, Т. К. Каченюк, М. В. Терехова. - М.: Изд-во стандартов, 2009. - 325 с.; 16. Филипс Ч.. Харбор Р. Системы управления с обратной связью. – М.: Лаборатория базовых знания, 2001. – 520 с. 17. Францирова Т.А., Востриков А.С. Теория автоматического регулирования. Уч. Пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. -368 с.
Отрывок из работы

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СПК "ПОБЕДА", дата регистрации — 30 октября 2002 года, регистратор — Межрайонная Инспекция МНС России №28 по Алтайскому краю. Основным видом деятельности является выращивание зерновых и зернобобовых культур. Компания также зарегистрирована в таких категориях как выращивание масличных культур, выращивание кормовых культур, заготовка растительных кормов. Территория СПК «Победа» расположена в северо-западной части Шипуновского района. Центральная усадьба (село Бобровка) расположена в 28 км, от районного центра с. Шипуново, в 190 километров, от краевого центра г. Барнаула. Центральная усадьба совхоза связана с, краевым и районным центрами асфальтовыми дорогами. Пунктами сдачи производимой сельскохозяйственной продукции являются: зерно, молоко - город Алейск мясо в город Барнаул. Производственное направление хозяйства - зерновое, с развитым животноводством. В климатическом отношении расположен в степной зоне. Климат умеренно-континентальный со среднегодовой температурой 4,3 – 4,8 ?С, в отдельные годы и месяцы наблюдаются значительные отклонения от средних температур. Продолжительность вегетационного периода 138 дней. Среднегодовое количество осадков 390 - 400 мм. Большая часть (265мм) выпадает в период с апреля по октябрь. Это создает возможность широкого выбора сельскохозяйственных культур. Однако, довольно резкие переходы от холода к теплу в весенний период, возможность поздних весенних и ранних осенних заморозков, а также весенне-летних засух, ухудшает условия земледелия. Преобладающие ветры – юго-западные, а в летнее время - восточные и юго-восточные. ? Рисунок 1.1- Генеральный план фермерского хозяйства Рассмотрим размер и структуру земельных угодий приведенный в таблице 1.1. Таблица 1.1 – Размер и структура земельных угодий СПК «Победа» Показатели 2015 г. 2016 г. 2017 г. Га % га % Га % Общая земельная площадь 4636 100 4636 100 4756 100 Всего сельскохо-зяйственных угодий 4273 92,2 4273 92,2 4348 92,6 Из них: - пашня - пастбища - сенокосы 3637 636 - 78,5 13,7 - 3674 645 - 81,5 11,1 - 3843 674 - 79,8 12,7 - Площадь леса 53 1,1 52 5,3 52 2,4 Пруды и водоемы 25 0,5 25 0,5 25 0,5 Прочие земли 285 6,2 268 1,8 270 5,3 По данным таблицы 1.1 можно сделать вывод, что в хозяйстве закреплено 4756 га земель, площадь земельного фонда в 2017 г. увеличилась на 120 га за счет сдачи в аренду земель хозяйства-соседа. В структуре земельного фонда преобладают сельскохозяйственные угодья (89%). Зерново-скотоводческой специализацией предприятия объясняется наличие 14,7% в структуре сельскохозяйственных угодий пастбищ. Увеличение площади пастбищ на 59 га связано с увеличением поголовья КРС. За анализируемый период при изменении размера сельскохозяйственных угодий структура их изменилась незначительно, что объясняется установившимися системами ведения хозяйства и земледелия. Эффективное использование пашни во многом определяется структурой посевных площадей. Чем больше удельный вес в структуре посевов наиболее эффективных культур, тем лучше используется пашня в целом. Рассмотрим изменение структуры посевов. По данным хозяйства коэффициент использования пашни 0,72 (общая площадь посева). Изменение структуры посевов по годам происходит в связи с использованием севооборотов с длительной ротацией. В хозяйстве 27,46% пахотных земель отводится под чистые пары. Увеличение площади паров обосновано значительными затратами материально-денежных средств для производства продукции растениеводства и недостатком исправной сельскохозяйственной техники. Пары способствуют повышению плодородия почвы, но требуют ухода. 1.1 Основные фонды и их использование Основной сельскохозяйственного производства и важным условием развития отрасли является наличие необходимых средств производства то, чем человек воздействует на предмет труда при создании новой потребительной стоимости. Они представлены машинами, оборудованием, зданиями, рабочим и продуктивным скотом и др. Рассмотрим структуру основных средств производства. Таблица 1.2 - Анализ структуры основных средств производства СПК «Победа» Вид основных средств 2015 г. 2016 г. 2017 г. Измене-ние суммы, тыс. руб. тыс. руб. % тыс. руб. % тыс. руб. % 1 2 3 4 5 6 7 8 Здания Сооружения Машины и оборудование Транспортные средства Производственный и хозяйственный инвентарь Рабочий скот Продуктивный скот 125,3 75 189 115 5 6 515,3 7,8 6,5 11,5 0,92 0,04 0,04 5,1 120,1 78 183,5 130 5 4 520,6 7,8 6 15 0,65 0,03 0,02 5,2 95 90,6 199 165 4 4 557,6 7,6 7 12 0,64 0,02 0,02 5,5 -30 +15,6 +100 +50 -1 -2 +42 Данные таблицы 1.2 свидетельствуют о том, что с 2015г. по 2017г. сумма основных средств хозяйства сократилась на 30 тыс. руб. или на 0,3%, но сумма производственных средств сельскохозяйственного назначения увеличилась на 50 тыс. руб. Важным фактором повышения темпов развития сельскохозяйственного производства, снижения себестоимости продукции и повышения рентабельности является более эффективное использование основных производственных фондов. Таблица 1.3 - Эффективность использования основных средств в СПК «Победа» Показатели 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2017 г. к 2015 г., % 1 2 3 4 5 Среднегодовая стоимость производственных основных средств с/х назначения, тыс. руб. 5566 5798 5797 104 Среднегодовая численность работников, занятых в сельском хозяйстве, чел. 94 93 79 84 Валовая продукция сельского хозяйства, тыс. руб. 942 1452 12493 158 Площадь с/х угодий, га 3435 3435 4273 124 Фондообеспеченность, тыс. руб./га 1,62 1,69 1,36 84 Фондовооруженность на 1 работника, тыс. руб. 59,21 62,34 73,38 124 Фондоемкость, руб./руб. 5,91 3,99 3,88 66 Фондоотдача руб./руб. 0,17 0,25 0,26 153 Согласно данным таблицы 1.3, фондообеспеченность в 2017 г. по сравнению с 2015 г. снизилась на 16% из-за увеличения площади сельскохозяйственных угодий на 24% при увеличении стоимости основных средств лишь на 4%. Энергетические ресурсы являются наиболее активной частью материально-технической базы сельского хозяйства. Они представлены мощностью механических, электрических двигателей и установок, а также численностью рабочего скота в пересчете на механическую силу. Основными показателями обеспеченности сельского хозяйства энергетическими ресурсами являются энергообеспеченность и энерговооруженность. Таблица 1.4 - Обеспеченность СПК «Победа» энергетическими ресурсами Показатели 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2017 г. к 2015 г., % Всего энергетических мощностей, кВт Энергообеспеченность, кВт.ч/100 га Энерговооруженность, кВт.ч/чел. 2350 352,3 128,7 2320 302,8 111,8 2310 252,75 136,7 40 100 8 Из таблицы 1.4 видно, что размер энергетических мощностей в хозяйстве сократился на 2%. Снижение энергообеспеченности объясняется значительным увеличением площади сельскохозяйственных угодий, рост энерговооруженности объясняется главным образом сокращением численности работников. Эффективность использования основных средств и обеспеченность энергетическими ресурсами снижается. Чтобы повысить уровень и эффективность использования основных средств, необходимо не только улучшать их состав, но и повышать эффективность всех отраслей сельскохозяйственного производства. Электроснабжение фермы осуществляется от потребительской подстанции 10/0,4 кВ с двумя трансформаторами мощностью по 400 кВА. Трансформаторы в настоящее время недогружены в связи с этим имеются свободные мощности для дальнейшего развития. На ферме используются устаревшие электродвигатели серии АО2 с мощностью часто не соответствующей требуемой. Это приводит к выходу из строя электрооборудования и технологического оборудования. Ущерб от выхода из строя электрооборудования удается снизить за счет четкой работы электротехнической службы. На ферме имеются не задействованные в технологическом цикле коровник и телятник, в которых оборудование физически и морально устарело и частично расхищено. 1.2 Технологический процесс Коровник на 400 голов с автоматической привязью. В коровнике размещают 400 голов на привязи в стойлах размерами 1,1х1,9 м. Стойла с примыкающими к ним кормушками расположены в продольном направлении в четыре ряда, образуя два кормовых и три навозных прохода. В одном непрерывном ряду размещено 25 стойл. Для привязи коров использовано стойловое оборудование, обеспечивающее автоматическое самопривязывание животных и их групповое или индивидуальное отвязывание. В летний период для коров предусмотрено использование пастбищ, в остальное время года при благоприятных погодных условиях коровам организуют прогулки на выгульных площадках, проектируемых при привязке коровника в составе фермы.На данной ферме используется мобильный кормораздатчик КТУ-10А. Предназначен для транспортировки и дозирования раздачи измельченных кормов, перевозки сельскохозяйственных грузов с выгрузкой, дозированной подачи измельченных кормов к средствам загрузки и к стационарным раздатчикам. Рисунок 1.2- Кормораздатчик тракторный универсальный КТУ-10А: 1 — блок битеров; 2 — днище (основание кузова); 3 — боковой борт; 4 — ходовая часть; 5, 6 — продольный и поперечный транспортеры; 7 — привод раздатчика с карданом; 8 — спица. Рисунок 1.3 – План здания коровника ? Доение коров производится в доильном блоке. Поение – из автопоилок ПА-1А. Уборка навоза – скреперными установками УС-Ф-170, которые сбрасывают навоз в поперечные каналы на сборные транспортеры КНП-10. Вентиляция - 2 системы «Климат 47» (ПВ1, ПВ2, ПВ5, ПВ6) и (ПВ3, ПВ4, ПВ7, ПВ8). 1.3 Описания здания электрифицируемого помещения Здания коровника в плане прямоугольной формы Рисунок 1.3. Длина 78м, ширина 21м, высота 6,520м. Общая площадь 1640м2. По длинной стороне здания в центре имеется кормовой проезд. Здание стоечно–балочной конструкции. Стены выполнены из железобетонных панелей. Покрытие - железобетонные плиты с утеплением. Высота помещения у наружных стен 3,6м, у конька крыши – 6,52 м. В коровнике размещают 400 голов на привязи в стойлах размерами 1,1х1,9 м. Стойла с примыкающими к ним кормушками расположены в продольном направлении в четыре ряда, образуя два кормовых и три навозных прохода. В одном непрерывном ряду размещено 25 стойл. Для привязи коров использовано стойловое оборудование, обеспечивающее автоматическое самопривязывание животных и их групповое или индивидуальное отвязывание. На ферме были установлены ленточные транспортеры для раздачи различных видов кормов, также для нагрева воды был установлен электрокалорифер для зимнего периода, так мощности котельной недостаточно. Приточные вентиляторы устанавливаются на площадках на отметке 3,55м. К основным помещениям относятся: кормовой проезд, электрощитовая, инвентарная, молочный блок, фуражная, помещение навозоудаления и тамбуры. Рисунок 1.4 – План размещения оборудования в коровнике 1.4 Характеристика электроприемников Здание по степени обеспечения надежности электроснабжения согласно [5,6] относится к потребителям 2-ой категории. В коровнике основными электроприемниками являются: - электродвигатели системы кормораздачи; - электродвигатели системы вентиляции; - электроосвещение; Для электроприемников предусматривается выбор пусковых и защитных аппаратов. При этом - аппараты управления предусматривается устанавливать в щитах управления. Характеристики основного оборудования приведены в таблице 1.11. Таблица 1.11 - Характеристики оборудования Механизм или технологическая операция Показатели Тип электродвигателя Климатическое исполнение, категория размещения Кол-во Pн, КВт Iн, А. КПД ? % Cos? 1.Кормораздатчик КТУ-10А - УХЛ 5 1 0,55 1,6 75 0,81 2.Транспортер скребковый навозоуборочный ТСН-3,0Б АИР71А4 УХЛ 2 0,55 1,7 70,5 0,7 3. Стойловое оборудование для коров ОСК-25А - УХЛ 5 8 - - 65 0,65 4.Доильная установка АДМ-8-2 - УХЛ 5 2 0,55 1,6 68 0,7 5. Трактор МТЗ-80 - УХЛ 5 1 0,55 1,6 78 0.8 6.Прицеп тракторный 2ПТС-4М-785А - УХЛ 5 1 - - 75 0,8 7.Автопоилка АП-1А - УХЛ 5 104 0,55 1,4 70 0,7 8.Кормушка - УХЛ 5 96 -- - - - 9.Тележка ручная ТУ-300 - УХЛ 5 2 - - - - Одним из главных путей роста эффективности производства продукции животноводства, дальнейшего повышения его продуктивности и качества конечного продукта является модернизация этого производства. Использование индустриальных методов производства в животноводстве требует усовершенствования технологических и технических решений. Поэтому предлагается рассмотреть применение логических контролеров, что позволит создать практически полностью автономную систему управления раздачи кормов на ферме, осуществляющую свою деятельность с учетом свойств, характеристик и состояния контролируемого объекта. Участие оператора сводится к общему наблюдению за процессом управления и, при необходимости – изменению заданной программы работы. Это позволит увеличить объемы выпускаемой продукции, также повысить качество конечного продукта и создать благоприятный микроклимат на ферме. После проведенного анализа производственного процесса на ферме КРС, можно отметить, что электрооборудование физически и морально устарело, наиболее трудоемким звеном технологического цикла система раздачи кормов. Вследствие чего было принято решение провести реконструкцию системы раздачи кормов. Для выполнения которой необходимо решение ряда инженерно-технических задач, а именно: 1. Расчет и выбор элементов системы раздачи кормов; 2. Выбор системы автоматического регулирования процесса; 3. Разработка программного кода управления элементами системы. ? 2 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАЗДАЧИ КОРМОВ 2.1 Стационарные и мобильные кормораздатчики для ферм КРС С каждым годом увеличивается количество техники, применяемой фермерами в своей хозяйственной деятельности. Автоматизация и механизация труда на фермах облегчает труд, делает условия содержания животных лучше и в конечном итоге снижает себестоимость получаемой продукции. К подобным устройствам относятся раздатчики кормов. Сейчас созданы кормораздатчики, применяющиеся на всех видах животноводческих ферм, в том числе на свиноводческих и фермах для КРС. Назначение и принцип действия Кормораздатчик — специальное устройство, в задачи которого входит прием, перевозка и дозированная раздача кормов и их смесей. Раздатчики могут подавать зеленые корма, сенаж, силос, неизмельченный сенаж и фуражные смеси, как в кормушки на одну, так и на обе стороны. К кормораздающим устройствам предъявляются такие требования: обеспечение равномерности, своевременности и точности при раздаче кормов (время подачи не более 30 минут на помещение); дозированность раздачи фуража для каждого животного или их группы (допускается отклонение от нормы для концентрированных кормов — 5 %, для стебельных — 15%); не допускается загрязнения фуража (возвратные потери не более 1 %, невозвратные не допускаются); не допускается расслоение корма в смесях; устройства должны быть травмобезопасными для животных, в т. ч. и электробезопасными. Виды кормораздатчиков Существует огромное количество раздатчиков, оно обусловлено условиями их работы, для разных типов и размеров ферм, для разных видов животных, с разной степенью автоматизации и т. п. Классификация кормораздатчиков: по типу перемещения — стационарные и мобильные; по способу раздачи — одно- и двусторонние; по грузоподъемности – одно- и двуосные. По способу перемещения Раздатчики кормов, применяемые на фермах, могут быть: стационарными — устанавливаются внутри ферм, непосредственно над или внутри кормушек, и тем или иным способом дозированно распределяют фураж из бункера, где подготавливаются корма или смеси по емкостям. Стационарные кормораздатчики различаются по типу передающего фураж рабочего органа, на механические — транспортерные, гидравлические, пневматические и самотечные. Транспортерные — различают по типу механизма, ленточные, скребковые или цепочные, для привода обычно используют электродвигатель; Рисунок 2.1- Кормораздатчик ТВК-80Б мобильными — они могут загрузиться кормом в любом месте, доставить его к месту и там распределить по кормушкам. Бывают смонтированные на тракторных прицепах или тележках (привод на механизмы раздачи передается от трактора) или самоходные, размещенные на раме автомобиля или полностью автономные, часто на электрическом ходу. Рисунок 2.2- Кормораздатчик КТУ-10А При выборе кормораздатчика следует учитывать его характеристики. Они бывают общими для всех типов (производительность, скорость подачи кормов, объем рабочего бункера) и специфические. Для стационарных раздатчиков это скорость движения ленты и потребляемая мощность. Для мобильных — это перевозимая масса, скорость движения при транспортировке и раздаче, радиус разворота, габаритные размеры. Популярностью пользуются модели обоих типов. Стационарные кормораздатчики применяют либо на больших фермах, имеющих кормовые цеха, где нужно максимально автоматизировать и оптимизировать подачу кормов, либо на маленьких, где невозможно применить мобильные раздатчики в силу габаритов помещения и кормушек. Мобильные кормораздатчики можно применять на всех типах ферм, где это позволяют делать размерные габариты помещений. Их достоинство — в возможности совмещать доставку кормов с места хранения или заготовки с раздачей их по кормушкам. Эти механизмы можно использовать и при заготовке как саморазгружающиеся транспортные средства. Широко применяются на фермах и мобильные раздатчики-кормосмесители, в их бункерах осуществляется смешивание кормов с последующей подачей в кормушки для КРС. [3]
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Сельское и рыбное хозяйство, 61 страница
550 руб.
Дипломная работа, Сельское и рыбное хозяйство, 77 страниц
1925 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg