Департамент образования Вологодской области
БОУ СПО ВО «Тотемский политехнический колледж»
Специальность 110302 Электрификация и автоматизация сельского хозяйства
Курсовая работа
по автоматизации технологических процессов и систем автоматического управления
Автоматизация безбашенной водокачки
Выполнил
Обучающийся 3 курса
группы ___________ /Р.Н. Куклин/
Научный руководитель -
преподаватель ____________/Е. Б. Старовский/
Оценка ______________
Тотьма
г.
Содержание
безбашенная водокачка автоматизация
Введение
Анализ безбашенной водокачки
.1 Общая характеристика безбашенной водокачки
.2 Техническая характеристика безбашенной водокачки
.3 Анализ исходной схемы безбашенной водокачки
Разработка нестандартного элемента - шита управления безбашенной водокачки
.1 Проектирование принципиальной схемы. Выбор элементов, входящих в схему безбашенной водокачки
.2 Разработка монтажной схемы щита управления, составление адресной схемы и схемы внешних подключений щита управления безбашенной установки
.3 Охрана труда и техника безопасности при монтаже щита управления безбашенной водокачки
Заключение
Литература
Приложения
Введение
Актуальность:
Водоснабжение в сельском хозяйстве имеет очень большое значение при производстве продукции животноводства, птицеводства и растениеводства. На животноводческих фермах ежедневно расходуется большое количество воды на поение животных, уход за ними, приготовление кормов, мойку доильной аппаратуры, посуды, на переработку продуктов животноводства и на другие цели. Водоснабжение является трудоёмким процессом, электрификация и автоматизация которого облегчает труд человека и повышает его производительность. Надёжность водоснабжения влияет на продуктивность животных и птиц. Установлено, что прекращение бесперебойного водоснабжения и поения животных из автопоилок снижает удой коров на 10 - 15%, привес откормочного поголовья снижается на 12 - 15%. Поэтому водоснабжение животноводческих ферм и комплексов должно быть надёжным и бесперебойным. В современном сельском хозяйстве очень важно создать для животных наиболее оптимальные условия. Для животных важно, чтобы они своевременно получали воду. Оптимальное решение заключается в установке нагревательного оборудования для безбашенной водокачки, что способствует поению животных теплой водой.
Для поддержания этих параметров применяется автоматизированные схемы управления безбашенной водокачки.
Большое потребление электроэнергии;
Большой износ деталей.
Объект исследования: безбашенная водокачка
Предмет исследования: автоматизация безбашенной водокачки
Цель исследования: разработка схемы автоматизации системы безбашенной водокачки
Задачи:
изучить специальную литературу;
изучить устройство безбашенной водокачки;
определить способы ее автоматизации;
Разработать схему автоматизации безбашенной водокачки;
Определить область ее применения;
Гипотеза: если автоматизировать безбашенную водокачку, то это приведет к к экономичному потреблению электроэнергии для производства продукции животноводства.
Значение для практики: данную систему можно применить в области производства продукции животноводства, птицеводства и растениеводства.
Годы исследования: 2012 год.
1 Анализ безбашенной водокачки
.1 Общая характеристика безбашенной водокачки
Унифицированные водонапорные башни предназначены для применения в системах сельскохозяйственного водоснабжения, а так же в водопроводах небольших предприятий. Безбашенная автоматическая водоподъёмная установка типа ВУ предназначена для подъема воды из открытых водоемов и шахтных колодцев глубиной до 5 метров при напоре 25…80м.
Рис. 1. Технологическая схема безбашенной водокачки
Установка состоит (Рис.1) из всасываемой трубы 1 с приемным фильтром насосного агрегата 2, нагнетательной 3 и водозаборной 12 труб с запирающими вентилями 5, воздушно-водяного бака 4 с датчиком давления 8 и струйным регулятором запаса воздуха, имеющего камеру смешивания 6, воздушный клапан 7, жиклёр 10 и диффузор 11.
Для автоматического поддержания объема воздушной подушки служит регулятор, обеспечивающий подкачку воздуха до давления в баке 250кПа. При максимальных аварийных давлениях срабатывает предохранительный клапан 9.Пополнение воздуха происходит, когда жиклёр 10 перекрыт водой. Струя воды под действием насоса создаёт разрежение в камере 6, воздушный клапан 7 открываться, и воздух, смешивается с водой, поступает в котёл.
.2 Техническая характеристика безбашенной водокачки
Таблица 1.2
Технические характеристики насоса ЭЦВ6 - 6,5 - 75
Подача 6,5 м3/чПолный напор 75 мМощность двигателя 3 кВтЧастота вращения 2850 об/минЧисло ступеней 10Минимальный диаметр скважины 150 ммПотребляемый ток 6,1 АДиаметр насоса 144 ммДлина насоса 1240 ммМасса насоса 66 кг
В сельском хозяйстве применяют центробежные и вихревые насосы и водоструйные установки. Наиболее распространены центробежные насосы, имеющие большой напор и способные подавать воду из глубоких колодцев и скважин. Они рассчитаны на работу в неагрессивной воде с температурой до 25º С и содержанием механических примесей не более 0,01% по весу.
Из различных типов погружных центробежных насосов, применяемых в системах сельскохозяйственного водоснабжения, в настоящее время наиболее распространены насосы типа ЭЦВ, выпускаемые единой серией. У насосов этого типа, например ЭЦВ6-6,5-85, приняты следующие обозначения: Э - электрический, Ц - центробежный, В - водоподъёмный. Первая цифра после шифра указывает минимальный диаметр эксплуатационной колонны обсадных труб скважины, на которые насос может быть установлен. В данном случае цифра 6 выражает диаметр скважины - 6 дюймов; при переводе в мм цифру 6 увеличивают в 25 раз (6×25=150 мм). Вторая цифра 6,5 показывает производительность насоса в м³∕ч. Последняя цифра показывает напор насоса в м, т. е. насос развивает напор, 85 м.
Агрегат состоит из многоступенчатого центробежного насоса высокого давления и электродвигателя специальной конструкции, обеспечивающей его надёжную работу в воде в затопленном состоянии. Между насосом и электродвигателем помещена сетка-фильтр, предохраняющая насос от попадания в него крупных механических примесей.
Электродвигатель насоса, относящийся к типу водонаполненных - асинхронный, трёхфазный, с короткозамкнутым ротором, рассчитан на напряжение 380 В. Электродвигатель может работать только в погруженном в воду состоянии, при работе в воздушной среде двигатель быстро выходит из строя. Внутренняя полость электродвигателя заполнена чистой водой, что способствует хорошему охлаждению его в рабочем режиме. Смазка и охлаждение подшипников электродвигателя также осуществляется водой.
.3 Анализ исходной схемы безбашенной водокачки
Принципиальная электрическая схема управления безбашенной водонасосной установкой (Приложение 1) позволяет в ручном и автоматическом режимах пускать и останавливать электронасос, защищает электродвигатель от перегрузок и коротких замыканий. Схема управления в автоматическом режиме работает следуюшим образом. Вода к потребителю поступает под давлением воздушной подушки, расположенной под давлением в котле. При разборе воды из котла давление в котле снижается и контакты манометрического датчика давления BP замыкаются, катушка магнитного пускателя КМ получает питание и включает насос.
При увеличении уровня воды давление в котле повышается до заданного значения, при котором контакты BP размыкаются и насос отключается.
В ручное управление электронасосом осуществляется кнопками «Пуск» SB2 и «Стоп» SB1.
Для того чтобы произвести анализ схемы безбашенной (Приложение 1) водокачки необходимо перечислить основные требования предъявляемые к схеме.
·В схеме должны быть предусмотрены аппараты зашиты которые будут защищать силовую цепь и цепь управления от аварийных и ненормальных режимов работы.
·Необходимо предусмотреть в схеме автоматический и ручной режим управления.
·Должна быть установлена световая или звуковая сигнализация, информирующая общественный персонал о состоянии электроустановки.
·В схеме должны быть предусмотрены необходимые блокировки от аварийных и ненормальных режимов нарушающих технический процесс.
Согласно техническим требованиям производим анализ схемы безбашенной водокачки. Принципиальная схема безбашенной водокачки соответствует требованиям, так как:
·присутствует общий аппарат защиты и аппарат защиты цепи управления QF;
·предусмотрены в схеме автоматической и ручной режимы управления, которые переключаются переключателем SA;
·электродный датчик уровня воды определяет время работы насоса и контролирует объем воды в баке.
2 Разработка нестандартного элемента - шита управления безбашенной водокачки
.1 Проектирование принципиальной схемы. Выбор элементов, входящих в схему безбашенной водокачки
Согласно анализа исходной схемы производим модернизацию схемы безбашенной водокачки. Для этого разрабатываем схему безбашенной водокачки, в которой будут устранены недостатки предыдущей схемы. (Приложение 2). Добавляем водонагреватель для подогрева вод
