Регулятор-стабилизатор частоты вращения коллекторного двигателя деревообрабатывающего станка

Регулятор-стабилизатор частоты вращения коллекторного двигателя деревообрабатывающего станка

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

Витебский государственный политехнический техникум

Специальность 38 01 31

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

РЕГУЛЯТОР-СТАБИЛИЗАТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ КОЛЛЕКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО СТАНКА

ВГПТ.380131.Д05.685 ОП

Рецензент М.Г. Вишнякова

учащийся гр. ПТУ ЭП-19

С.А. Гнутенко

Консультант по экономике Л.В. Катакина

Нормоконтролёр А.В. Малютин

генератор импульс электрический

Содержание

Введение

. Обзор существующих аналогов

.1 Разработка технических требований на проектируемое изделие

.2 Выбор и обоснование функциональной схемы

.3 Описание работы изделия по схеме электрической принципиальной

.4 Выбор и обоснование элементов схемы

. Расчётный раздел

.1 Электрический расчёт генератора тактовых импульсов

2.2 Расчет мощности двигателя вентиляционной установки

.3 Расчет сечения и длины проводов для схемы подключения

. Конструктивный раздел

3.1 Описание конструкции изделия

.2 Выбор и компоновка щитов или шкафов управления

4. Монтаж наладка и эксплуатация изделия

4.1 Описание процесса монтажа изделия и всех составных частей

.2 Основные требования по наладке изделия

.3 Инструкция по эксплуатации и обслуживанию изделия

. Охрана труда

.1 Мероприятия по охране труда в процессе монтажа и наладки изделия

.2 Мероприятия по охране труда в процессе эксплуатации изделия

. Экономический раздел

6.1 Понятие о себестоимости продукции (работ, услуг). Значение себестоимости в деятельности предприятия

.2 Расчет затрат на монтаж, наладку и эксплуатацию приборов и аппаратов. Значение и пути их экономии

.3 Расчет балансовой стоимости приборов и аппаратов, подлежащих монтажу и наладке

.4 Расчет эксплуатационных издержек

.5 Значение и пути экономии эксплуатационных издержек

7. Экология и энергосбережение

.1 Обеспечение требований экологии и энергосбережения в процессе монтажа, наладки и эксплуатации изделия

Заключение

Литература

Приложение А

Введение

Мало кто знает, что впервые слово "кондиционер" было произнесено вслух еще в 1815 году. Именно тогда француз Жан Шабаннес получил британский патент на метод "кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях". Однако практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Карриер собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, здорово ухудшавшей качество печати...…

Правда, уже через год аристократия Европы, посещая Кельн, считала своим долгом посетить местный театр. Причем, живой интерес публики вызывала не только (и не столько) игра труппы, а приятный холодок, царивший в зрительном зале даже в самые знойные месяцы. А когда в 1924 году система кондиционирования была установлена в одном из универмагов Детройта, наплыв зевак был просто умопомрачительным. Если бы хозяин заведения догадался брать плату за вход, то, наверное, в короткий срок обогнал бы и Форда, и Рокфеллера. Впрочем, заведение внакладе не осталось - в считанные дни его оборот вырос более чем в три раза!

Эти первые аппараты и стали предками современных систем центрального кондиционирования воздуха. Уже в те годы существовали водоохлаждающие машины - чиллеры, внутренние блоки - фанкойлы и нечто, напоминающее современные центральные кондиционеры. Со временем появлялись более совершенные компрессоры, в качестве хладагента стал использоваться фреон, а фанкойлы стали похожими на внутренние блоки сплит-систем. Однако принципиальная схема работы традиционных систем центрального кондиционирования осталась неизменной и по сей день.

"Ископаемым" предком всех современных сплит-систем и оконщиков может считаться первый комнатный кондиционер, выпущенный компанией General Electric еще в 1929 году. Поскольку в качестве хладагента в этом устройстве использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. То есть по своей сути это устройство было самой настоящей сплит-системой! Однако, начиная с 1931 года, когда был изобретен безопасный для человеческого организма хладагент - фреон, конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Так появились первые оконные кондиционеры, далекие потомки которых успешно работают и в наши дни. Более того, в США, Латинской Америке, на Ближнем Востоке и в Индии "оконники" до сих пор являются наиболее популярным типом кондиционеров. Причины их успеха очевидны: они примерно вдвое дешевле аналогичных по мощности сплит-систем, а их монтаж не требует наличия специальных навыков и дорогостоящего инструмента. Последнее особенно важно вдали от очагов цивилизации, где легче отловить снежного человека, чем найти гражданина, знакомого с труборезом и заправочной станцией с блоком манометров.

Долгое время лидерство в области новейших разработок по вентиляции и кондиционированию воздуха принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х, начале 60-х годов инициатива прочно перешла к японцам. В дальнейшем именно они определили лицо современной индустрии климата.

В 1958 году японская компания Daikin разработала первый тепловой насос, тем самым научив кондиционеры работать на тепло. А еще через три года произошло событие, в значительной мере предопределившее дальнейшее развитие бытовых и полупромышленных систем кондиционирования воздуха. Это - начало массового выпуска сплит-систем. Начиная с 1961 года, когда японская компания Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделенный на два блока, популярность этого типа климатического оборудования постоянно росла. Благодаря тому, что наиболее шумная часть кондиционера - компрессор теперь вынесена на улицу, в помещениях, оборудованных сплит-системами намного тише, чем в комнатах, где работают оконщики. Интенсивность звука уменьшена на порядок! Второй огромный плюс - это возможность поместить внутренний блок сплит-системы в любом удобном месте.

Сегодня выпускается немало различных типов внутренних устройств: настенные, подпотолочные, напольные и встраиваемые в подвесной потолок - кассетные и канальные. Это важно не только с точки зрения дизайна - различные типы внутренних блоков позволяют создавать наиболее оптимальное распределение охлажденного воздуха в помещениях определенной формы и назначения.

В 1969 году компания  Daikin  <#"527765.files/image001.gif">

Рисунок 1.1 - Функциональная схема кондиционера.

Разрабатываемое устройство состоит из следующих блоков:

датчик температуры 1 - предназначен для измерения температуры на улице.

заслонка предотвращает проникновение воздуха в помещение при выключенной установке.

Привод управляет заслонкой. Управление заключается в том чтобы при работе установки заслонка была открыта, а при её остановке закрыта.

фильтр предназначен для фильтрации поступающего воздуха из окружающей среды в помещение.

перепадник 1 - предназначен для контроля за загрязненностью фильтра.

датчик заморозки сигнализирует о том что возможна угроза замораживания водяного нагревателя 1.

водяной нагреватель служит для подогрева поступающего воздуха из окружающей среды до нужной температуры.

клапан 1 открывает и закрывает подачу теплоносителя в требуемое время.

привод это механизм предназначен для управления клапаном.

пароувлажнитель предназначен для охлаждения воздуха до требуемой температуры.

двигатель предназначен для смешивания воздуха с водой которая остуживает воздух.

нагреватель 2 необходим для подсушивания и подогрева воздуха если температура после в пвроувлажнителя отличается от заданной.

двигатель необходим для передачи вращательного момента для вентилятора.

вентилятор служит для подачи воздуха из окружающей среды в помещение.

перепадник 2 сигнализирует о том что произошел перепад на вентиляторе, что в свою очередь говорит о неисправности двигателя или ременного механизма.

датчик температуры 2 снимает показания температуры с выхода установки и посылает их контроллеру, сигнализируя об отклонениях от заданной величины.

1.3 Описание работы изделия по схеме электрической принципиальной

Принципиальная схема установки показана на рисунке 1.2

Рисунок 1.2 схема электрическая принципиальная.

При включении ручного переключателя QR1 питание подается на автоматические выключатели QF1, QF2, QF3, QF4, QF5, QF6. Все автоматы выполняют защиту по току. Описание схемы производим когда все автоматические выключатели включены и напряжение подано на двигателя М1-М4 и трансформатор TV1. Лампочка HL1 сигнализирует что питание подано на трансформатор VT1. Переменное напряжение питание 24 В подается на контроллер. Контроллер начинает получать информацию от датчиков и её обрабатывать.

Рассмотрим работу установки при температуре окружающей среды 10 градусов по Цельсию и заложенных параметров контроллера, то есть температуре которую необходимо поддерживать в помещении 21 С.

Температура на улице 12 С. При температуре 10 градусов реле заморозки находится в разомкнутом состоянии, так как температура срабатывания реле при 5 С. Поэтому реле KV4 находится в нормальном состоянии и контакты KV4.2 находятся в разомкнутом состоянии, а контакты KV4.1 в замкнутом. Для запуска установки необходимо повернуть переключить переключатель SA1 в один из режимов, автоматический или ручной. Рассмотрим работу установки в автоматическом режиме.

Переключаем переключатель SA1 в автоматический режим. Магнитный пускатель KM1 переходит из разомкнутого состояния в замкнутое. Двигатель М1 приводит приточную вентиляцию в рабочее состояние. Привод заслонки А3 открывается. Воздух поступающий с внешней среды поступать в помещение. Датчик ВТ4 снимает показания воздуха в помещении и посылает их на контроллер. Так как температура в помещении составляет 10 градусов контроллер принимает решение подогреть её до необходимой и открывает клапан при помощи привода А1. Горячая вода начинает поступать в калорифер. Калорифер начинает нагреваться и соответственно нагревает воздух. При достижении требуемой величины температуры привод А1 закрывается. Если температура в помещении начинает превышать заданную контроллер посылает управляющий сигнал на KM3, что приводит к замыканию контактов KM3,1 и запускается двигатель форсунок увлажнения. Воздух начинает увлажнятся холодной водой до тех пор пока температура не будет заданной. Так как в программе заложено, чтобы температура охлаждения воздуха опускалась немного ниже заданного. Параметра контроллер снимает показание с датчика ВТ3 и при достижении необходимой температуры контроллер выдает управляющий сигнал на привод А2. Привод А2 открывается и начинает подсушивать воздух, а также прогревать до требуемой температуры. Контактор KM3 размыкается и двигатель форсунок увлажнения прекращает свою работу. При температуре обратной воды меньше установленной температуры, а уличной больше 7 реле KV1 приходит в разомкнутое состояние и насос останавливает работу. Привода А1 и А2 также закрываются.

Если температура в установке достигнет 5 градусов это приведет к срабатыванию датчик ВТ1, что приведет реле KV4 в замкнутое состояние. Контакты KV4.2 замкнутся и контроллер приведет установку в отключенное состояние при этом откроет клапана и включит насосы для циркуляции воды. Это предотвратит замерзание воды в калорифере. Срабатывание ВТ1 сигнализирует о аварии и сработает реле KV2 контакту KV3.1 и KV3.2 замкнутся. Индикатор HL3 будет сигнализировать о аварии установи.

При срабатывании реле KV4 установка полностью отключится.

.4 Выбор элементов и средств автоматизации осуществляется с учетом технических характеристик изделия

Для обеспечения необходимого напряжения питания выбираем трансформатор ТАН26-220/24 В мощностью 0.063 кВт. При подключении его к источнику переменного тока трансформатор понижает напряжение до требуемого значения в 24 В при номинальном токе 0,2 А.Технические характеристики трансформатора удовлетворяют условиям эксплуатации. Допустимыми условиями эксплуатации данного трансформатора являются:

температура окружающей среды…………….…….от - 60 до + 85 °С;

относительная влажность воздуха при + 40 °С………….……до 98 %;

атмосферное давление ……..от 5,3 до 7,7 кПа (400 - 790 мм. рт. ст.);

температура нагрева обмотки в нормальных условиях……...+ 80 °С;

вибрации в диапазоне частот от 5 до 1000 Гц с ускорением…до 6,5 g;

срок службы………………………………………….не менее 20 000 ч.

Для замыкания и размыкания однофазной цепи питания необходим автоматический выключатель. Выбор выключателей SF1…SF6 осуществляем с учетом коммутируемых характеристик. Устройство автоматизации питается от сети 220 В. Поэтому выбор осуществляем в пользу автоматического выключателя C1,6 со следующими техническими характеристиками:

коммутируемая мощность……..…………………………700 Вт/В*А;

диапазон коммутируемых токов…………………..…………...1,6 А;

диапазон коммутируемых напряжений…………..………..220 - 380 В;

максимальное число коммутаций……………………………….......10⁴;

сопротивление электрических контактов………..……..……..0,02 Ом.

Для замыкания и размыкания 3-х фазной цепи питания необходим автоматический выключатель. Выбор выключателей QF1 осуществляем с учетом коммутируемых характеристик. Устройство автоматизации питается от сети 380 В. Поэтому выбор осуществляем c пользу автоматического выключателя GV2 M16, (9-14A) со следующими техническими характеристиками:

коммутируемая мощность………………………….……6000 Вт/В*А;

диапазон коммутируемых токов…………………..…………...14 А;

диапазон коммутируемых напряжений…………..………..220 - 380 В;

максимальное число коммутаций………………………………....10⁴;

сопротивление электрических контактов………..……..……..0,02 Ом.

Для замыкания и размыкания 3-х фазной цепи питания необходим автоматический выключатель. Выбор выключателей QF2, QF3 осуществляем с учетом коммутируемых характеристик. Устройство автоматизации питается от сети 380 В. Поэтому выбор осуществляем c пользу автоматического выключателя GV2 M08, (2,5-4A) со следующими техническими характеристиками:

коммутируемая мощность……………………..…………1300 Вт/В*А;

диапазон коммутируемых токов………………………..…………...4 А;

диапазон коммутируемых напряжений…………..………..220 - 380 В;

максимальное число коммутаций……………………………….......10⁴;

сопротивление электрических контактов………..……..……..0,02 Ом.

Так как двигатели находятся в нутрии установок и мощность их рассчитана для необходимой подачи воздуха в помещение на заводе нам необходимо выбрать подходящие пускатели и реле.

Магнитный пускатель КМ1...KM3 осуществляет коммутацию цепи питания электродвигателя и технические параметры его зависят от мощности выбранного двигателя. Поэтому выбираем магнитный пускатель КМ4-10

Для переключения необходимых нам режимов установки применяем трехполюсные переключатели 3п ККО-6426

Для отключения и включения двигателей малой мощности и пускателей применяем реле R4 данное реле имеет катушки срабатывания как на 24 В R4-5024 так и на 220 В. R4-5220

ток срабатывания……………………………………………...…..10 мА;

ток отпускания……………………………………………………...7 мА;

рабочее напряжение у R4-5024 …….………………………..24 ± 2,4 В;

рабочее напряжение у R4-5220……..……………………….220± 2,4 В;

сопротивление электрического контакта…………….не более 0,6 Ом;

Для индикации используем сигнальную арматуру 220 В и 24 В АС ХВ7-ЕV.6P

Для контроля за температурой используем датчик EGT347F101

Для измерения температуры в вентиляционных системах или, с гильзой LW 10, в трубах и контейнерах. Кожух корпуса - из негорючего термопластика. Датчик из никелевой фольги, согласно DIN 43760; медный погружаемый стержень . 9 мм (без гильзы); длина активной части 15 мм; клеммы для 2 .1.5 мм² сплошных или многожильных проводов; кабельный вход - с прокладкой.

Допустимое отклонение при 0 °C ± 0.4 K Степень защиты IP 42 (EN 60529)

Среднетемпературный коэф. 0.00618 K-1

Самонагревание (в воздухе) 0.25 K/mW Электросхема A01632

Постоянная времени

в неподвижном 18 с 330 с

в потоке (3 м/сек) 9 с 60 с

в воде, с гильзой 1 Время запаздывания

Постоянная времени в неподвижной 7 с 28 с в потоке (0,4 м/сек) 6 с 27с. Величина сопротивления никелевого измерительного резистора изменяется соответственно температуре. Температурный коэффициент всегда положителен, т. е. сопротивление растет при повышении температуры. См. таблицу значений (DIN 43760) и кривую. Элементы - сменные (в диапазоне заданных допусков)

Для контроля за температурой воды используем датчик EGT354F101

Температурные датчики кабельного типа

Для измерения температуры в помещениях, воздуховодах или на поверхностях. Для монтажа на трубы и в контейнерах используются защитные трубки LW 7 (гильзы), для установки на поверхностях используется крепежный комплект (аксессуар). Для непосредственного подсоединения датчика к контроллеру при небольшом расстоянии между ними. Датчик из никелевой фольги, согласно DIN 43760, в медной трубке . 6 мм, 50 мм длиной, из которых на активную часть приходится 15 мм; соединительный кабель . 5 мм, 1 м длиной, прикрепляется к датчику; с крепежной пружиной. Провода 2 . 0.5 мм2. Стандартная версия имеет кабель 1 м длиной.

Тип EGT 354 F101

Номинальное значение при 0°C 1000 Ом

Диапазон измерения [°C] -20...100

Вес [кг] 0.12

Допустимое отклонение при 0 °C ± 0,4 K

Среднетемпературный коэф. 0,00618 K-1 Электросхема A01632

Постоянная времени в воде (0.4 м/сек) прибл. 7 сек 23 сек с гильзой LW 7 2). Постоянная времени в воде (0.4 м/сек) прибл. 3 сек 11 сек

Для управление и контролем за воздухом и другими процессами выбираем контроллер EYR203F001

NovaFlex- это универсальный регулятор серии EY3600. Он служит для управления и регулирования техники ОВК. Всего у него 18 входов и 10 выходов. Время цикла 150 мсек позволяет применить его также для быстрых задач управления. Вместе с дополнительным модулем novaNet (374413001) его можно соединить в сеть и он коммуникативен. Если нужно, то EYR203 можно программировать (параметризовать) с помощью компьютера с софтвером EY3600 CASE согласно IEC 1131-3 (FBDEditor).

Вместе с дополнительным модулем novaNet регулятор novaFlex имеет все модули и разъемы, нужные для работы, подключения полевых приборов и для коммуникации с другими СА и с АСУ.

Так как нам необходимо управлять потоком воздуха мы используем привод ASF112F122

2. Приводы воздушных клапанов с пружинным возвратом

Для управления воздушными, противоморозными или дымовыми заслонками. В случае сбоя питания или когда включается защитное устройство, происходит возврат к исходн. состоянию. Корпус - из 2-х частей, из легкого литого металла, с мотором, редуктором, пружиной и электроникой управления. Зависимое от момента вращения отключение мотора электроникой с помощью упора на приборе или заслонке. Изменение направления движения осуществляется обратным монтажом. В поставку входят: рычаг, кронштейн для монтажа для защиты от скручивания, шестигранный ключ для ручного управления или завода пружины, индикатор позиции и 2 винта. Силовой кабель длиною 0,9 м, 0,75 мм2, жестко монтирован к корпусу.

Выбираем привод AVM 104SF132:

Для управления проходными или трехходовыми клапанами серии VXN/BXN и VXM/BXM. Корпус из двух частей из огнеупорного пластика, черная нижняя часть, желтая верхняя часть; с синхронным мотором, индуктивной связью и необслуживаемой трансмиссией. Пластиковая крепежная скоба и латунная гайка-колпачок для установки клапана. Монтаж с клапаном практически автоматический. Трансмиссия может быть разобрана для того чтобы установить клапан или произвести ручную настройку, с помощью торцового ключа (no. 6). Кабель питания 1.2 м длинной, 3 . 0.75 мм2. Установочное положение: от вертикального до горизонтального, но не вверх ногами.

Выбор проводов и кабелей осуществляем с учетом схем соединения и подключения, а также исходя из элементной базы:

для осуществления монтажа блока управления выбираем провод АВВГ с дополнительной волокнистой изоляцией, который применяется для монтажа электрической схемы. Так как ток в схеме управления небольшой, то сечение провода выбираем 0,2 мм². Для монтажа схемы управления предположительно берем провод длиной 300 м;

кабель КМВП с медными жилами (двухжильный) с резиновой изоляцией, обладающий защитным свойством. Предназначен для прокладки в сухих и сырых комнатах. ГОСТ 20520 - 80 (код ОКП 3551200000) S = 1,0 мм², максимальное напряжение от 127 до 380 В. Провод предназначен для подключения устройства автоматизации к двухфазной сети напряжением 220 В. Поэтому длину кабеля выбираем около 30 м.

кабель КМВП с медными жилами (трехжильный) с резиновой изоляцией, обладающий защитным свойством. Предназначен для прокладки в сухих и сырых комнатах. ГОСТ 20520 - 80 (код ОКП 3551200000) S = 1,0 мм², максимальное напряжение от 127 до 380 В. Кабель предназначен для подключения асинхронного электродвигателя. Поэтому длину кабеля выбираем около 70 м.

.1 Расчет мощности двигателя вентиляционной установки

Вентиляторами называют машины для перемещения чистых газов и смесей газов с мелкими твердыми материалами, имеющими степень повышения давления не более 1,15 при плотности потока 1,2 кг/м³.

Широкое применение в промышленности получили вентиляторы общего назначения, которые используются для перемещения воздуха и неагрессивных газов с температурой до 80 ºС, не содержащих вредных веществ, волокнистых материалов, а также твердых примесей в количестве более 100 мг/м³. Это одноступенчатые со спиральными корпусами и горизонтально расположенной осью вращения, которые имеют рабочие колеса диаметром от 200 до 3150 мм и обеспечивают производительность до 30 м³/с и давление до 11 кПа.

Для кондиционера необходим вентилятор типа Ц4 - 70.

Для данного типа вентилятора осуществим выбор электродвигателя по мощности.

Мощность двигателя для привода вентилятора (кВт) выбирают с запасом на возможные отклонения рабочего режима от расчетного.

Расчет мощности электродвигателя производим по формуле

Р_эл=(8…10)рQ/1000ήή_пер, (2.6)

где р - статическое давление потока (3…5 Па);- производительность вентилятора (30 м³/с);

ή - полный КПД вентилятора (ή = 0,9);

ή_пер - КПД передачи (ή_пер = 0,92)

Р_эл = 10*5*30/1000*0,6*0,6 = 4,16 кВт

Согласно расчетов, производим выбор асинхронного двигателя по каталогу в пользу электродвигателя серии 4А132М8У3.

Технические характеристики:

синхронная частота вращения…………………………….750 об/мин;

мощность………………………………………………………..5,5 кВт;

скольжение..………………………………………………………4,5%;

КПД………………………………………………………………….83 %;

коэффициент мощности…………………………………………...0,74;

перегрузочная способность………………………………………...2,2;

кратность пускового момента………………………………….….1,8;

кратность пускового тока………………… ……………………….6.

2.2    Расчет сечения и длины проводов для схемы подключения

Электрические сети должны удовлетворять многим технико-экономическим требованиям, из которых отметим основные: безопасность для жизни и здоровья людей, пожарная безопасность, надежность и бесперебойность электроснабжения, высокое качество электроэнергии (прежде всего отклонение напряжения в сети от номинального напряжения электроприемников должно быть в допустимых пределах), высокая экономичность (наименьшие капитальные и эксплуатационные расходы).

Выполнение этих и других требований обеспечивается правильным выбором оборудования, материалов, проводов и кабелей, высоким качеством строительной части и монтажа, выполнением всех правил технической эксплуатации. Рассмотрим вопросы выбора проводов и кабелей применительно к цеховым электросетям.

Выбор сечений проводов и кабелей по допустимому нагреву. В проводах и кабелях, нагруженных электрическим током, выделяется теплота, в связи с чем они нагреваются. Процессы нагревания и охлаждения проводов здесь не рассматриваются, так как в предыдущей главе уже рассмотрены аналогичные процессы применительно к электродвигателям. Напомним лишь о том, что установившаяся температура провода тем больше, чем больше потери энергии в нем и чем хуже условия теплоотдачи в окружающую среду.

Длительная надежная служба проводов и кабелей может быть гарантирована, если их температура не превышает допустимой величины, которая зависит от длительности действия тока, материалов токоведущих жил и электроизоляции.

Допустимой температуре соответствует допустимый ток I_дп. Значения допустимых токов для различных типов (марок) и поперечных сечений проводов и кабелей указаны в справочных таблицах. Они установлены с учетом условий прокладки, температуры окружающей среды (25 °С - воздуха и 15 °С - почвы).

Для того, чтобы выбрать сечение провода или кабеля по нагреву в длительном режиме, необходимо, прежде всего найти расчетное значение тока в линии, принимая по графику нагрузки наибольшую из средних нагрузок длительностью 30 мин в течение смены (получасовой максимум).

Затем в таблице допустимых токов для заданных (выбранных), типов провода (кабеля) и условий прокладки надо найти значение допустимого тока, удовлетворяющего условию

_дп ≥ I_р (2.7)

Выбранной величине I_дп в таблице указано соответствующее сечение токопроводящей жилы провода или кабеля.

В данном случае сечение провода будет выбрано правильно, если значение допустимого тока равно значению расчетного тока I_р, а при отсутствии в таблице равной величины взята ближайшая большая.

В тех случаях, когда температура окружающей среды отличается от расчетной или надо проложить рядом несколько кабелей, условия охлаждения изменяются, поэтому допустимые токи для тех же поперечных сечений токоведущих жил уточняют с помощью поправочных коэффициентов k_п :

I'_дп = k_п I_дп.

Однако на этом выбор сечения провода или кабеля не завершается, так как выбранное по длительно допустимому току оно может не удовлетворять требованиям экономичности в отношении потери напряжения в сети.

Выбор сечений проводов и кабелей с учетом защитных аппаратов. В электрических сетях напряжением до 1000 В для защиты электроприемников, а также питательных и распределительных линий от коротких замыканий и перегрузок применяют плавкие предохранители и автоматические выключатели.

Конструкции плавких предохранителей различны в зависимости от рабочего напряжения в сети, но все они имеют патрон, в котором крепится сменная плавкая вставка из легкоплавкого металла. Защитное действие заключается в том, что в случае превышения определенного значения тока плавкая вставка плавится (перегорает) и отключает электрическую цепь.

Для предохранителей указывают следующие технические данные: номинальное напряжение U_п.т, номинальный ток патрона I_п.т, номинальный ток плавкой вставки I_п.в.

Плавкая вставка предохранителя должна отвечать двум требованиям: не перегорать при длительном рабочем токе нагрузки I_р [формула (2.7)], не перегорать при пусковых (пиковых) токах [формула (2.8)]

_п.в ≥ I_р; (2.8)_п.в ≥ I_max/α (2.9)

Выбирая предохранитель, рабочий ток I_р одиночного электроприемника принимают равным его номинальному току I_р = I_ном, для группы электроприемников

_р = k_cI_y,

где I_у - сумма номинальных токов установленных электроприемников, присоединяемых к данной линии;

k_c - коэффициент спроса, учитывающий, что электроприемники могут работать не одновременно и с неполной нагрузкой.

При выборе плавкой вставки по пусковому условию определяют

_max = I_п + I’_р (2.10)

Применение выражений (2.9) и (2.10) чаще всего связано с пиковыми нагрузками при пуске электродвигателей. Поэтому I_п - это пусковой ток одного двигателя, наибольший в данной группе двигателей; I’_р - рабочий ток группы двигателей, за исключением двигателя с наибольшим пусковым током.

Коэффициент применяют в зависимости от типа предохранителя и условий пуска (легкий, тяжелый пуск) от 1,6 до 3.

Автоматические выключатели (автоматы) используют для обычных включений и выключений электрических цепей (если они редки), но главное их назначение для автоматического размыкания цепи при длительных перегрузках (действует тепловая защита), при коротких замыканиях и других пиковых перегрузках (действует электромагнитная максимальная защита); при понижении напряжения (действует электромагнитная минимальная защита). Выбор сечения проводника с учетом аппарата защиты (или проверку сечения, выбранного по нагреву) осуществляют по условию

_дп ≥ k_з I_н.з. (2.11)

где I_дп - допустимый ток для выбранного сечения провода; _н.з - номинальный ток плавкой вставки или вставка автомата;

k_з - кратность допустимого длительного тока по отношению к току защитного аппарата.

Сечение провода (кабеля) принимают наибольшее по условиям (2.7) и (2.11).

Защита в электрических сетях должна действовать избирательно (селективно), т. е. отключать только тот участок, в котором произошло короткое замыкание или который длительно перегружен.

С учетом вышесказанному осуществляем выбор проводов и кабелей:

кабель АПРИ с алюминиевой жилой с резиновой изоляцией, обладающий защитным свойством. Предназначен для прокладки в сухих и сырых комнатах. ГОСТ 20520 - 80 (код ОКП 3551200000) S = 2,5 мм², максимальное напряжение от 127 до 380 В. Провод предназначен для подключения электродвигателя вентилятора к блоку управления, прокладывается в металлической трубе. Длина кабеля зависит от расстояния от вентилятора до блока управления. Предположительная длина кабеля составляет 15 м, так как вентилятор находится непосредственно на участке термической стерилизации;

кабель ШВВ, четырехжильный, предназначен для присоединения приемников к сети 380 В. Токопроводящая жила изолирована ПВХ - пластиком. Изолированные жилы скручивают с шагом не более 12 D, поверх скрученных жил накладывают ПВХ оболочку толщиной 0,8 мм, S = 0,35 мм², сопротивление 52,7 Ом. При помощи данного кабеля подключается к сети переменного тока напряжением 220 В трансформатор. Трансформатор расположен в щите управления, который висит на стене недалеко от сети 220 В на расстоянии 2 м. Однако, в связи с тем, что кабель не должен прокладываться в натяг, то длину кабеля примем с запасом, то есть около 5 м. При помощи данного кабеля также подключаем электродвигатель к сети переменного тока на напряжение 380 В. И так как электродвигатель расположен непосредственно возле вентилятора и механически связан с ним, то длина кабеля составляет приблизительно 20 м.

провод МДПО предназначен для работы при напряжении до 1000 В. Жилы изготавливают из луженой медной проволоки с ПЭ изоляцией 12 цветов и подвергают облучению, S = 0,2 мм², сопротивление не более 100 Ом. При помощи данного провода подключаем выводы блока питания к блоку управления и, так как блок управления располагаем в одном щите с трансформатором, то дина провода невелика (около 1 м).

.3 Расчет надежности изделия

Надежность - свойство изделия выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации при сохранении значении основных параметров в заранее установленных пределах.

Надежность - это свойство изделия, которое зависит от количества и качества входящих в него элементов, от условий, в которых оно эксплуатируется, и от ряда других причин.

Надежность в зависимости от назначения изделия может включать в себя такие понятия как безопасность, ремонтопригодность, долговечность, сохраняемость и другие, в отдельности или в определенных сочетаниях.

Безотказность - свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. При этом нарушение работоспособности может быть постепенным, внезапным и условным.

Постепенные отказы вызываются постепенным изменением параметров элементов схемы и конструкции. Например, при длительной эксплуатации радиоаппарата конденсаторы постепенно меняют емкость. Что вызывают ухудшение одного из параметров, при котором аппарат перестает выполнять свои функции.

Внезапные отказы проявляются в виде скачкообразного изменения параметров аппарата. Причиной внезапного отказа может быть перегорание токопроводящего слоя резистора, пробой конденсатора и т.п. Причем все изделия подразделяют на: восстановимые и невосстановимые. Восстанавливаемые - такие изделия, работоспособность которых в случае возникновения отказа подлежит восстановлению. У невосстановимых изделий отказы не восстанавливаются. К числу не восстановимых относят почти все радио компоненты.

Условные отказа проявляются в нарушении вторичных параметров изделия.

Рассмотренные определения дают качественную характеристику надежности. Чтобы сравнить различные типы изделий или экземпляры изделий одного и того же типа, необходимо иметь количественные характеристики надежности.

Одной из таких характеристик является средняя наработка до отказа Тср - величина, определяемая из суммарного количества часов t, которое проработало выборочное количество аппаратов и числа возникших при этом отказов К

Тср =  (2.12)

Средняя наработка до отказа является статической величиной, определяющей гарантийные обязательства предприятий.

Интенсивность отказов l - величина, обратная средней наработке до отказа, которая показывает, какая доля всех элементов данного типа в среднем выходит из строя за один час работы

l =  (2.13)

Вероятность безотказной работы Р(t) - величина, показывающая, какая часть изделий будет работать исправно в течении заданного времени t

£ P(t) £ 1

Вероятность безотказной работы связана с интенсивностью отказов следующим соотношением

P(t) = e (2.14)

где е - основание натурального логарифма.

Надежность элементов является одним из факторов, существенно влияющих на интенсивность отказов аппаратуры в целом.

Влияние внешних факторов на надежность элементов оценивается с помощью коэффициента нагрузки, определяемого как отношение фактического значения нагрузки aф к номинальному aн

Кн = (2.15)

Надежность изделия рассчитывается в следующем порядке :

а) определяем все элементы, отказ которых может привести к отказу изделия;

б) для этих элементов по справочнику определяем значение номинальной интенсивности отказов l₀* 10^-6, 1/ч (для Кн = 1 и Т = 20⁰С);

в) для каждого элемента задаемся приблизительным значением коэффициента нагрузки Кн;

г) по справочнику определяем значение коэффициента К1, учитывающего влияние электрической нагрузки и температуры, а также коэффициента нагрузки;

д) для каждого элемента рассчитываем значение реальной интенсивности отказа l, 1/ч по формуле

li = l₀* K1 * K2 (2.16)

е) определяем интенсивность отказов изделия l,1/ч по формуле

l = (2.17)

ж) определяем среднюю наработку изделия до первого отказа Тср, ч по формуле

Тср = 1/l (2.18)

з) определяем вероятность безотказной работы изделия P(t) за 10000 часов по формуле

P(t) = e (2.19)

Изделие считается надежным, если P(t) > 0,86.

и) необходимые для расчета данные сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1-Расчёт надежности

Расчет надежности произвели с помощью ПЭВМ и получили следующие значения основных характеристик надежности:

а) средняя наработка изделия до первого отказа Тср = 345538 ч.

б) вероятность безотказной работы изделия P(t) = 0,9.

Данное устройство - является надежным, так как его вероятность безотказной работы P(t) = 0,9 приблизительно равна единице.

3. Конструктивный раздел

.1 Описание конструкции изделия

Выбор и обоснование конструкции изделия рассматриваются с точки зрения соответствия его:

а) функциональному назначению, то есть строго выполнять свою функцию при соответствующих условиях эксплуатации;

б) технико-экономическим факторам;

в) эксплуатационным требованиям;

г) конструктивно-технологическим требованиям, то есть максимальное использование стандартизованных и нормализованных деталей. Стандартизованные и нормализованные изделия выпускают специализированные заводы, на которых применяют высокопроизводительное специальное оборудование, позволяющее механизировать и автоматизировать процесс и тем самым уменьшить стоимость изделий. Следует так же стремиться к минимальной номенклатуре деталей и максимальной простоте изделия;

д) условиям эксплуатации, то есть аппаратура, работающая при отрицательных температурах должна быть холодоустойчивой, а при повышенных температурах - теплоустойчивой. Влагоустойчивой должна быть аппаратура, работающая в среде с повышенной влажностью, а аппаратура, подвергающая действию вибраций и ударов, должна быть вибропрочной и ударопрочной.

е) требованиям надежности, которые в зависимости от назначения изделия могут включать в себя такие понятия как безотказность, ремонтопригодность, долговечность, сохраняемость;

ж) требованиям технической эстетики. Эти требования означают, что должна существовать гармония между человеком и аппаратурой. Эстетичность создается за счет правильных пропорций, сочетания отдельных элементов в единую композицию правильного выбора цветовых решений.

Разрабатываемый кондиционер состоит из контроллера, исполнительных механизмов, датчиков температуры, датчиков давления.

Контроллер служит для управления и регулирования техники ОВК

Исполнительные механизмы это устройства при помощи которых контроллер может управлять установкой. К ним относится магнитные пускатели, реле, электрические двигателя. Двигатель подключается к сети переменного тока и предназначен для привода вентилятора.

Датчики температуры предназначены для контроля за температурой в требуемой среде и передача этих данных в контроллер для обработки. Датчики давления также предназначены для контроля, разница лишь в том, что они контролируют изменение давления.

.2 Выбор и компоновка щитов и шкафов управления

Выбор и компоновка щитов и шкафов управления осуществляется с учетом необходимых элементов, блоков, узлов и устройств для организации автоматизированного управления объектом.

В связи с тем, что автоматическое устройство состоит из небольшого количества элементов, то их компоновку осуществляем в распределительном щите.

Для определения шита управления необходимо знать габаритные размеры всех элементов устанавливаемых в щите. Все габаритные размеры элементов берутся из справочника.

4. Монтаж, наладка и эксплуатация изделия

4.1 Описание процесса монтажа изделия и всех составных частей

Электрическим монтажом называется технологический процесс соединения элементов в соответствии с электромонтажной схемой. Он разделяется на монтаж (сборку) отдельных сборочных единиц (блоков, панелей, рам, стоек) и общий монтаж (сборку). Организационно этот процесс может быть стационарным или подвижным, с концентрацией или дифференциацией технологических операций.

При стационарной сборке сборочная единица неподвижна, а к ней в установленные промежутки времени подаются необходимые сборочные элементы.

Подвижная сборка характеризуется тем, что сборочная единица двигается по конвейеру вдоль рабочих мест, за каждым из которых закреплена определенная часть работы. Движение объекта сборки может быть независимым (по мере выполнения закрепленной операции) или принудительным, в соответствии с ритмом процесса.

Сборка с концентрацией операций выполняет всю работу по изготовлению изделия или его части на одном рабочем месте. При этом повышается точность сборки, но растет и трудоемкость. Поэтому такой способ имеет место в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Сборка с дифференцированием операций предусматривает разъединение сборочно-монтажных работ на ряд последовательных простых операции. Это позволяет достаточно просто механизировать и автоматизировать такие работы и использовать рабочих низкой квалификации. Такая сборка более эффективна в условиях серийного и массового производства.

По методам исполнения сборочных соединений монтаж проводится с помощью пайки, сварки, накрутки. Выбор метода исполнения электрического соединения определяется конструкцией контактируемых изделий, материалом деталей, требованиями к качеству, а также условиями экономичности и продуктивности.

Способы электрического монтажа в зависимости от сложности ее конструктивного исполнения осуществляются с помощью кабелей, единичных проводов, жгутов, голых проводов, печатных плат.

Рабочим местом радиомонтажника называется участок мастерской, цеха или специального объекта, на котором монтажник выполняет работу с помощью специального оборудования и приспособлений.

Рабочее место должно иметь: специально оборудованный стол и сиденье, набор оборудования, инструментов и приспособлений для проведения монтажных работ, оборудование для электропитания рабочего места, устройства для освещения, вытяжную вентиляцию.

Научной организации труда (НОТ) называют такую организацию труда электромонтажников, которая основана на современных достижениях науки и передовом опыте, обеспечивающих эффективное использование материальных и трудовых ресурсов, непрерывное повышение производительности труда, сохранение здоровья человека.

Основой рабочего места является верстак с размерами 1000x600x740 мм, в правой части которого есть ящик для инструментов, запасных элементов и технической документации.

Рабочие места укомплектовывают грузоподъемными машинами и механизмами.

В комплект инвентарных приспособлений рабочих мест труднодоступных для универсальных механизмов в закрытых помещениях входят: катки, на которых устанавливают транспортируемые блоки электрооборудования; колея, набираемая из швеллеров, скрепленных между собой шпильками и накладками, рольганги

Рабочее место монтажника также оснащается следующими основными монтажными инструментами и приспособлениями: стойки монтажные для закрепления монтируемых узлов, бокорезы, круглогубцы, ножницы, монтажный нож, набор отверток, электропаяльник на 36 В, подключенный к заземлению.

Монтаж распределительного щита выполняют в определенной технологической последовательности.

До выполнения чистых полов и окончательной отделки помещений производят разметку расположения щита согласно проекту и привязку его установки по отношению к частям здания.

При этом закладывают и закрепляют в полу основную раму - цоколь, на котором и будут монтировать щит. Раму изготавливают из швеллерной стали №8 и располагают от трубопроводов на расстоянии не менее 0,5 м. Прокладывают заземляющие магистрали и отпайки.

Контакты проверяют с трех сторон щупом толщиной 0,05 мм и шириной 10 мм, который не должен входить внутрь контакта более чем на 4 мм. Шины соединяют сваркой или болтами. Гайки болтов располагают со стороны, удобной для наблюдения и подтягивания.

После выполнения сборочных работ на панелях устанавливают приборы и аппараты. Вертикально по отвесу выверяют положение каждого прибора так, чтобы начальная и конечная точки на шкале прибора лежали на прямых параллельных продольным кромкам панелей щита. Допустимое отклонение от осей на одной панели - 1 мм, на разных панелях - не более 3 мм.

Щит к контуру заземления присоединяется болтами на раме, между панелями и дополнительно приваркой в нескольких точках.

Расположение аппаратуры и приборов на щитах диктуется удобством их обслуживания. Рекомендуется устанавливать в каркасных щитах аппаратуру на следующих расстояниях от основания щита: трансформаторы малой мощности - 1700…2000 мм; нижний край сборок коммутационных зажимов - 350 мм; верхний край сборок коммутационных зажимов - 1900 мм; реле - 600…1900 мм.

Для трубных проводок применяются трубы стальные, из цветных металлов, пластмассы, резины, стекла и других материалов.

Различают три основные группы трубных проводок устройств контроля и управления:

соединительные - связывающие объем с устройствами контроля и регулирования;

защитные - предназначенные для прокладки электрических проводов и кабелей;

вспомогательные - питающие, сливные, обогревающие, охлаждающие.

Для электрических проводок используются изолированные провода и кабели с медными и алюминиевыми жилами.

Для измерительных цепей приборов и регуляторов, для коммутации щитов и пультов, в устройствах телемеханики и автоматического управления используются только медные провода. Минимальное сечение медных жил составляет:

при напряжении менее 60 В и при условии присоединения проводок к приборам и зажимам посредством пайки - 0,2 мм²;

при напряжении менее 60 В и при условии оконцевания проводов наконечниками для присоединения под зажим - 0,75 мм²;

при напряжении выше 60 В - 1 мм²;

для наружных установок, во взрывоопасных помещениях - 1,5 мм².

Сечение жил проводов, прокладываемых в защитных трубах, должно быть не менее 1,5 мм².

Для проводов и кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией температура жил не должна превышать 65 °С, а для кабелей с бумажной изоляцией 80 °С.

Для всех проводов и кабелей установлены предельно допустимые токовые нагрузки в зависимости от типа проводов и кабелей, их сечения и условий работы.

При монтаже электрических машин руководствуются ПУЭ, СНиП и специальными инструкциями заводов-изготовителей. Одной из основных операций подготовительных работ перед началом монтажа является проверка фундамента. При проверке фундамента размеры сверяют с данными машины: продольной осью вала машины, поперечными осями станин, реперами высоты. Проверку проводят нивелиром и натянутыми визирными струнами стальных проволок.

Подготовка машин к монтажу включает в себя следующие технологические операции:

внешний осмотр;

очистку фундаментных плит и лап станин;

промывку фундаментных болтов уайт-спиритом и проверку качества резьбы (прогонкой гаек);

осмотр выводов, щеточного механизма, коллекторов или контактных колец, маслоуказательной и другой арматуры;

осмотр состояния подшипников, промывку подшипниковых стояков и картеров;

проверку зазора между крышкой и вкладышем подшипника скольжения, валом и уплотнением подшипников, измерение зазора между вкладышем подшипника скольжения и валом;

вскрытие подшипников качения и проверку заполнения их консистентной смазкой;

проверку свободного вращения ротора и отсутствие задеваний вентиляторов за крышки торцовых щитов;

проверку мегомметром сопротивления изоляции всех обмоток, щеточной траверсы и изолированных подшипников. Изоляцию обмоток электрических машин измеряют мегаомметром на 1 кВ для машин до 1 кВ и на 2,5 кВ - для машин выше 1 кВ.

Соединение электрической машины с приводимым им во вращение механизмом выполняют при помощи муфт или через ту или иную передачу (ременную, зубчатую).

Рубильники с непосредственным ручным управлением, предназначенные для включения и отключения тока нагрузки и имеющие рабочие контакты, обращенные к оператору, защищают несгораемыми кожухами без отверстий и щелей.

Монтажные работы завершают сдачей эксплуатационному персоналу заказчика установленных на место приборов и средств автоматизации. Сдачу оформляют актом с приложением сдаточной документации (часть документации подготавливают во время монтажа). Акт составляет комиссия из представителей монтажной организации и заказчика.

В сдаточном акте отмечают, по какому проекту выполнялись монтажные работы, когда они были начаты и окончены. Отмечают результаты внешнего осмотра и индивидуального опробования, сдаваемых установок. Перечисляют недоделки, не препятствующие нормальной работе (эксплуатации) и указывают, кому и в какой срок их следует устранить.

В заключении даётся оценка выполненной работы, и перечисляются (в приложении) приборы и аппараты, приготовленные к пуску.

Сдаточный акт составляют в двух экземплярах. К сдаточному акту прилагается следующая документация:

а) рабочие чертежи проекта с изменениями, внесёнными во время монтажа (изменения отмечают на чертеже проекта или представляют в виде дополнительных чертежей). Во всех случаях чертежи с исправлениями оформляют подписями ответственных лиц;

б) перечень документов, разрешающих отступление от рабочих чертежей (могут быть и копии этих документов);

в) акты на скрытые работы, составленные во время монтажа. Акты составляют с участием представителя заказчика на следующие работы:

) установку специальных устройств (экранов, кронштейнов и т. п.) внутри технологического оборудования для защиты элементов приборов от повреждений;

) прокладку кабелей в земле с указанием марки сечения и длины кабеля, глубины заложения от планировочной отметки, прилагают схему прокладки с размерами участков, позволяющую определить места поворотов, расположение муфт, пересечений и т. п.;

) укладку защитных труб для электрических линий в фундаментах и др. элементах зданий и агрегатов с указанием размеров труб и выполнения антикоррозийных покрытий (окраски и т. д.);

г) протоколы испытания на плотность защитных трубопроводов электрических линий во взрывоопасных помещениях. Приводят сведения о контрольных приборах, указывают номера линий, показания манометра в начале и через 5 минут после начала испытания;

д) протоколы измерения сопротивления изоляции электроических линий. Указывают сведения о контрольных приборах и номера линий, показания мегомметра, результаты измерения и величину сопротивления в МОм;

е) протоколы прогрева кабелей перед прокладкой в зимних условиях. Указывают характеристики контрольных приборов и приводят данные о кабеле: номер барабана, марку, число жил и их сечение, длину кабеля и его температуру в начале и конце прогрева, напряжение и силу тока при прогреве, температуру воздуха при прокладке кабеля;

ж) протоколы стендовой проверки приборов и средств автоматизации. Приводят технические данные о проверяемых и контролируемых приборах, погрешности по оцифрованным значениям шкал и общее заключение о пригодности;

з) ведомости смонтированных приборов и средств автоматизации с перечислением всей сдаваемой аппаратуры. Указывают номер позиции по проектным спецификациям, наименование, тип и заводские номера приборов и аппаратуры;

и) паспорта, инструкции и чертежи, и прочую техническую документацию заводов-изготовителей приборов и средств автоматизации, сдаваемых заказчику согласно ведомости.

Вся (приведённая) документация необходима при передаче изделия заказчику.

.2 Основные требования по наладке изделия

Наладочные работы технических средств автоматизации включают в себя: стендовую проверку приборов и аппаратуры, которая производится в специальных лабораториях до их монтажа; индивидуальное опробование и включение в работу всех смонтированных технических средств автоматизации с номинальными значениями контролируемых и управляемых параметров; режимную настройку во время пробной эксплуатации на обеспечение наиболее экономичной и надежной работы технологического оборудования.

Стендовая проверка приборов - это внешний осмотр (комплектность прибора и заводской документации, соответствие технических характеристик, отсутствие видимых повреждений, исправность проводок), проверка сопротивления изоляции электрической части прибора относительно корпуса, проверка точности срабатывания регулирующей и сигнализирующей части приборов и переключающих устройств, определение приведенной погрешности и вариаций прибора с целью установления соответствия его классу точности.

Индивидуальное опробование и включение в работу технических средств автоматизации производится после окончания монтажных работ и предусматривает следующие проверочные операции:

соответствие смонтированных технических средств автоматизации рабочим чертежам проекта, техническим условиям и строительным нормам и правилам;

правильность монтажа устройств, приборов, исполнительных механизмов, регулирующих органов и других средств автоматизации, а также трубных и электрических проводок;

соответствие значения сопротивления соединительных проводок значению, обозначенному на шкале прибора;

правильность реагирования технических средств автоматизации на подаваемые сигналы управления и их настройка на номинальные значения параметров.

Реле напряжения настраиваются на заданную уставку с помощью потенциометра.

Напряжение на реле должно подаваться от двухполупериодных выпрямителей. Измерения проводятся с помощью вольтметра магнитоэлектрической системы, т. к. вольтметр электродинамической системы может дать повышение (10-18 %) показатели.

Особенно большими оказываются пульсации тока в катушках реле с демпферными гильзами, т. к. гильзы приводят к резкому снижению индуктивности катушек.

При настройке реле необходимо учитывать холодной или нагретой катушке соответствует заданная установка.

Регулировка напряжения (тока) втягивания выполняется изменением воздушного зазора 8, и натяжения приводной пружины.

Максимальная величина зазора ограничивается предельными значениями растворов и контактов.

Напряжение пружины должно быть достаточно сильным, чтобы создаваемый его момент во много раз превышал момент трения.

При втянутом якоре витки пружины не должны касаться друг друга.

Токовые реле в зависимости от величины тока могут настраиваться разными методами.

При токах 5-8 А реле регулируются путем последовательного включения реостата, токи 20-40 А могут быть получены кратковременным включением ч/з пусковые сопротивления электродвигателя и др. способами.

Максимальные и др. токовые реле на токи в сотни ампер удобно регулировать с помощью генератора, напряжение которого плавно поднимается от нуля.

При испытании электромагнитного реле, имеющих заданное напряжение или тока втягивания, необходимо убедится, что включение якоря происходит однотактно, без постепенного подтягивания по мере увеличения н. с.

По результатам этого этапа наладочных работ составляется приемо-сдаточный акт документации, комплексного опробования и передачи в эксплуатацию технических средств автоматизации.

4.3    Инструкция по эксплуатации и обслуживанию изделия

На время проведения монтажно-наладочных работ, объект монтажа должен быть и на распределительном щите висеть табличка «Не включать! Работают люди».

Монтажно-наладочных работы производить только при наличии исправного инструмента и вспомогательных приборов.

Избегать случайных прикосновений к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Не снимать таблички и не включать рубильники, если это не входит в ваши прямые обязанности.

Ремонтные работы производить только в специальной одежде и при наличии индивидуальных средств защиты (если это необходимо).

Не проводить замену предохранителей и других операций, связанных с электричеством, если это не входит в ваши обязанности.

Не допускать попадания на элементы токопроводящих узлов и в корпуса аппаратуры воды, масла, а также металлических предметов.

Помещение должно быть оборудовано средствами пожаротушения и пожарной сигнализации.

Без снятия напряжения с электрической установки, но с соблюдением мер предосторожности можно при эксплуатации выполнять такие работы, как чистку и обтирку корпусов электрического оборудования, доливку масла в подшипники электродвигателя, замену предохранителей, шлифовку колец и коллекторов по специальным инструкциям.

Ручное управление пусковыми устройствами, имеющими открытые токоведущие части выполняют в диэлектрических перчатках, перед пусковыми устройствами кладут изолирующие прокладки.

В процессе эксплуатации технических средств автоматизации необходимо для оценки экономической эффективности знать количество потребляемой электроэнергии за год.

Расчет потребляемой электроэнергии осуществляем по формуле

Эгод = (Р_уст Т_и)/k_с k_и, (4.1)

где Р_уст - мощность оборудования (5,55 кВт);

Т_и - время работы изделия за год (2016 часов);

k_с - коэффициент, учитывающий потери в сети (0,95);

k_и - коэффициент, учитывающий потери в устройстве (0,7).

Эгод = (5,55*2016)/0,95*0,7 = 16825 кВт/ч

5. Охрана труда

.1 Мероприятия по охране труда в процессе монтажа и наладки изделия

Администрация предприятий должна обеспечить систематический контроль за соблюдением электромонтажных правил безопасности, применением предохранительных приспособлений, спецодежды и других средств индивидуальной защиты.

Электрозащитные средства и средства индивидуальной защиты, используемые электромонтерами при работах должны соответствовать требованием государственных стандартов и «Правил применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках».

Все виды работ на электроустановках в условиях действующего или реконструируемого предприятия выполняют в строгом соответствии с местными инструкциями по их обслуживанию, в которых должны быть подробно разработаны мероприятия по обеспечению безопасных условий работы.

Рабочие и служащие электроцехов допускаются к выполнению работ только после прохождения вводного инструктажа и инструктажа на рабочем месте по технике безопасности. Все рабочие должны пройти курсовое обучение по технике безопасности и специальное техническое обучение.

Перед началом работ в местах, где имеется или может возникнуть производственная опасность независимо от характера выполняемых работ, ответственному исполнителю выдается наряд-допуск на производство работ повышенной опасности.

5.2 Мероприятия по охране труда в процессе эксплуатации изделия

Техническое обслуживание представляет собой комплекс работ, проводимых для поддержания в исправности электроустановок при использовании их по назначению, а также при хранении и транспортировке. Оно состоит: из повседневного ухода за электроустановками; контроля режимов их работы; наблюдения за исправным состоянием; проведения осмотров; контроля со соблюдением правил технической эксплуатации, инструкций заводов-изготовителей и местных инструкций.

Техническое обслуживание - важное звено системы ППТОР, предупреждающее аварийные ситуации; оно выполняется оперативным и оперативно-ремонтным персоналом в процессе работы электроустановок, во время перерывов, нерабочих дней и смены.

В обязанности электромонтера по обслуживанию электрооборудования в целях промышленных предприятий входит:

профилактический осмотр электрооборудования;

осмотр защитных средств, креплений, постов и кнопок управления;

регулировка пускателей, реле, приборов и другого электрооборудования;

контроль за соблюдением правил технической эксплуатации электроустановок;

работы по устранению неисправностей электрооборудования;

профилактические работы по поддержанию в исправном состоянии искусственного общего и местного освещения;

проверка и устранение неисправностей в устройстве заземления;

оформление технической документации по учету работы электрооборудования, регистрация неисправностей.

В процессе обслуживания электроустановок выполняются следующие работы:

обнаружение неисправностей в электрических цепях;

разборка и сборка электроаппаратуры и электрооборудования;

нарезание резьбы, сверление, шлифование, опиловка напильниками, резка и рубка металлов, гибка и рихтовка;

промывка и чистка деталей;

замеры напряжения и тока в электрических цепях;

замена сгоревших плавких вставок, электрических ламп и электродвигателей.

К работе с устройством защиты двигателя компрессора стационарной холодильной установки допускаются лица, прошедшие специальное обучение по технически грамотному и безопасному обслуживанию.

Должны быть выполнены, и строго соблюдаться при эксплуатации печного агрегата все требования «Правил противопожарной безопасности».

Чистка и смазка механизмов при работе устройства запрещается.

Запрещается ремонт или регулирование электроаппаратуры и электроприборов «на ходу» без снятия напряжения.

Запрещается работа при снятых ограждениях привода, приводной и натяжной станции. Двери электрощита должны быть закрыты на спец-ключ.

6. Экономический раздел

.1 Понятие о себестоимости продукции (работ, услуг). Значение себестоимости в деятельности предприятия

Себестоимость продукции представляет собой стоимостную оценку используемых в процессе производства продукции (работ, услуг), природных ресурсов, сырья, материалов, топлива, энергии, основных фондов, нематериальных активов, трудовых ресурсов, а также других затрат на ее производство и реализацию.

Состав затрат включаемых в себестоимость регламентируется «Основными положениями по составу затрат, включаемых в себестоимость продукции (работ, услуг)», Этот документ утвержден министерствами экономики 26.01.98г. № 19 - 12/397, статистики и анализа 30.01.98г. №01 - 21/8, финансов 30.01.98г. № 03 - 02 - 07/300.

Себестоимость - важнейший показатель, характеризующий качественную сторону деятельности предприятия, экономическую эффективность производства. Она отражает степень использования материальных и трудовых ресурсов, результаты внедрения новой техники и прогрессивной технологии, уровень организации производства и труда, рациональность управления предприятием. Себестоимость входит в состав цены, и ее уровень определяет прибыль. Она применяется при выборе рациональных вариантов проекта конструкции изделия, оптимального размера производства, эффективных форм специализации и кооперированных связей, размещения предприятия на территории республики.

6.2 Расчет затрат на монтаж, наладку и эксплуатацию приборов и аппаратов. Значение и пути их экономии

Все расчеты ведутся на основании данных приложения А.

Расчет затрат на материалы, используемые в процессе монтажа

Расчет затрат на материалы, используемые в процессе монтажа произведем с учетом количества паек и на основании нормативов расхода материалов. Нормативы расхода материалов представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Нормативы расхода материалов

Норма расхода материала на монтаж (Нрм) определяется:

 (6.1)

где Нр на 100 паек - норматив расхода на 100 паек

n - количество паек (45).

Определим затраты на припой

Определим затраты на спирт

Определим затраты на флюс

Данные расчета сведем в таблицу 6.2

Таблица 6.2 - Затраты на материалы.

Примечание: принимаем ТЗР - 5 % от итого.

Затраты на покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты, используемые в процессе монтажа

Затраты на покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты внесем в таблицу 6.3

Таблица 6.3 - Затраты на покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты

.3 Расчет балансовой стоимости приборов и аппаратов, подлежащих монтажу и наладке

Расчет основной заработной платы, связанной с монтажом приборов и аппаратов

Поскольку в дипломном проекте отсутствует детальная проработка монтажных работ, то опытно-статистическим методом устанавливается суммарная трудоемкость монтажа (данные из приложения А). Условно принимаем, что монтажные работы тарифицированы по 3 разряду. Основная заработная плата рабочих включает тарифный фонд заработной платы и премии.

Тарифный фонд заработной платы (ФЗП_тар) определяем:

ФЗП_тар = ЧТС₃ ×Т_м, (6.2)

где Т_м - суммарная трудоемкость монтажа, 5 часов

ЧТС₃ - часовая тарифная ставка 3-го разряда, руб.

(6.3)

где Тс_мес(1) - тарифная ставка за месяц по 1 разряду, действующая на момент расчета на предприятии, 260000 руб;

Ф_срм - среднемесячный фонд рабочего времени по расчетному где, 169,8 часов;

ТК₃ - тарифный коэффициент 3-го разряда, 1,35.

Премии принимаем 30% от ФЗП_тар.

Соответственно основная заработная плата (ФЗП_осн) составляет:

ФЗП_осн = ФЗП_тар × 1,3 (6.4)

Результаты расчетов сведем в таблицу 6.4.

Таблица 6.4 - Расчет балансовой стоимости приборов и аппаратов, подлежащих монтажу автоматической системы охранной сигнализации

.4 Расчет эксплуатационных издержек

Расчет эксплуатационных издержек включает расчет эксплуатационных расходов, амортизационных отчислений и стоимости потребляемой электроэнергии

Расчет эксплуатационных расходов

Эксплуатационные расходы, связанные с осуществлением планово-предупредительных ремонтов и техническим обслуживанием приборов и аппаратов, определяются в процентах (Пэ) и принимается 1,5 % от балансовой стоимости приборов и аппаратов (Сб - из таблицы 6.4) .

Иэкс = Сб * Пэ/100 (6.2)

Иэкс = 108543 * 1,5/100 = 1628 руб

Амортизационные отчисления рассчитываем по формуле

А = Сб * На/100, (6.3)

где Сб - балансовая стоимость приборов и аппаратов (из таблицы 6.3);

На - норма амортизации, в процентах (15 %)

А = 108543 * 15/100 = 16281 руб

Расчет стоимости потребляемой за год электроэнергии

Расчет стоимости потребляемой за год электроэнергии (Пэл) определяется

Пэл = Эгод * Сэл, (6.4)

где Эгод - количество потребляемой за год электроэнергии, кВт/час (12)

Сэл - стоимость одного кВт/час (134 руб).

Пэл = 12*134 = 1608 руб

Результаты расчетов эксплуатационных издержек оформляем в виде таблицы 6.5.

Таблица 6.5 - Издержки на эксплуатацию автоматической системы охранной сигнализации

6.5 Значение и пути экономии эксплуатационных издержек

Экономия на предприятии играет огромную роль в дальнейшем развитии предприятия, позволяет влиять на формирование рынка продаж изделий, дает возможность диктовать цены и условия реализации. Высвободившиеся средства за счет экономии, снижение издержек производства дают возможность модернизировать производство с применением более совершенного оборудования, менее энергоемкого и более производительного. Как следствие, предприятие сможет выпускать более качественную конкурентоспособную продукцию. Также, высвободившиеся средства за счет экономии позволят наращивать дополнительные объемы выпуска без привлечения кредитов банков и заемных средств.

Эксплуатационные издержки можно уменьшить путем рациональной организации ремонтных работ, которые включают в себя:

техническую подготовку производства работ по уходу и ремонту;

планирование всех видов работ по техническому уходу и ремонту;

применение прогрессивной технологии;

увеличение количества смен работы ремонтных бригад, в первую очередь при ремонте тяжелого и уникального оборудования, встроенного в автоматические линии;

механизацию слесарных работ;

развитие прогрессивных форм ремонта (централизованного ремонта на спе6циальных заводах или цехах, расширение области применения узлового ремонта).

Эксплуатационные издержки можно уменьшить также рациональной организацией обслуживания изделия в процессе эксплуатации:

проведение профилактических работ;

осуществление периодических осмотров в процессе эксплуатации.

7. Экология и энергосбережение

.1 Обеспечение требований экологии и энергосбережения в процессе монтажа, наладки и эксплуатации изделия

В условиях научно-технического прогресса, охрана окружающей среды на предприятиях стала одной из самых острых и актуальных проблем современности. Охрана окружающей среды представляет систему государственных и общественных мероприятий, обеспечивающих сохранение природной среды, очистку загрязнённых вод, для обеспечения жизнедеятельности. Охрана окружающей среды была и относится делом общественным, то есть каждый человек должен самостоятельно предпринимать отдельные шаги для обеспечения экологии. Законодательством Республики Беларусь предусмотрены отдельные статьи, которые обязывают предприятия, связанные с выпуском изделий и использующих в своём производстве воду, должны после её использования произвести очистку. Для очистки сточных вод поступающих в водоемы, применяют различные очистные сооружения. Назначения этих сооружений - довести до необходимого уровня содержание в воде вредных веществ, а также уменьшить концентрацию этих веществ до предельно-допустимой концентрации.

В целях снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха до установленных пределов, создаются санитарно-защитные зоны. Санитарно-защитная зона - это зона вокруг предприятия с загрязнением приземного слоя атмосферы за счет вредных производственных факторов, ограждающая лесные и жилые массивы от предприятия на определенное расстояние. Ширина санитарно-защитной зоны зависит от вида предприятия и вредных производственных факторов. Согласно санитарным требованиям ширина санитарно-защитной зоны устанавливается по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий и для предприятий радиоэлектронной промышленности должна быть не менее 300 метров.

Озеленение санитарно-защитных зон занимает одно из видных мест в оздоровлении окружающей среды. Санитарно-гигиеническими функциями зеленых насаждений является: улучшение микроклимата, улучшение физического и химического состава воздуха, ослабление солнечного облучения и шума, очистка воздуха от болезнетворных микроорганизмов. Озеленение оказывает на человека благотворное воздействие, а также на его зрительное, слуховое и обонятельное состояние. При озеленении следует отдавать предпочтение созданию смешанных древесно-кустарных насаждений, обладающих наибольшей санитарно-гигиенической эффективностью, жизнеспособностью в данных почвенно-климатических условиях и устойчивостью к промышленным выбросам.

На предприятиях любого типа рассматривается вопрос о вентиляции и очистке воздуха. Системы вентиляции классифицированы, и применение этой или иной системы обуславливается производственными условиями.

Вентиляция, обеспечивающая воздухообмен в производственном помещении за счет разности давлений наружного и внутреннего воздуха называется естественной. Радиус действия такой вентиляции, в которых воздух перемещается при помощи вентилятора, называют системами с механической вентиляцией. Системы вентиляции, с помощью которых загрязненный воздух удаляется из помещения, называется вытяжной. Системы вентиляции, обеспечивающие подачу в помещение наружного воздуха, называются приточно-вытяжными. Вытяжные системы вентиляции, в зависимости от места удаления вредных веществ, а приточные в зависимости от места подачи наружного воздуха, подразделяются на местные, общеобменные и комбинированные.

Для обеспечения работы очистных сооружений применяются насосные станции для циркуляции очищаемых вод. В системе в установках для окончательной очистки сточных вод для удаления нефтепродуктов и других, нерастворимых в воде веществ, мало отличающихся от воды по плотности, успешно применяются методы флотации. Этот метод использует свойство частиц прилипать к поверхности пузырьков воздуха. Для этого сточные воды тщательно насыщаются воздухом, и образующиеся пузырьки, всплывая, уносят на поверхность прилипшие к ним частицы загрязнений. Затем образуемая пена удаляется с поверхности в специальный резервуар, механическими и другими приспособлениями. В дополнение к методу флотации для более грубой очистки воды применяется обработка с помощью реагентов (сернокислый алюминий, сернистое железо), способствующих коагуляции примесей. Для этого в очистных сооружениях предусматривается блок реагентного хозяйства.

В соответствии с законом, на каждом предприятии имеется экологический паспорт. Он содержит информацию по применяемым материалам, вредным выбросам в атмосферу, состоянию сточных вод и отходам. В нем дана характеристика всех очистительных сооружений. Сюда входят нормативы предельно-допустимых концентраций вредных веществ. Эти нормативы утверждаются министерством управления по экологии. Экологический паспорт - книга, нормативы которой являются материалом для контроля. Экологический паспорт обновляется раз в пять лет.

Энергетика - это топливно-энергетический комплекс страны, охватывающий получение, передачу, преобразование, распределение и использование различных видов энергии и энергоресурсов. Топливно-энергетические ресурсы - это совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике.

При производстве и изготовлении изделий радиопромышленности необходимо предусмотреть основные направления и мероприятия по экономии энергоресурсов такие, как:

переход на энергосберегающие технологии производства;

совершенствования структуры энергооборудования, демонтаж устаревшего оборудования;

разработка и внедрение эффективных энергопотребителей;

сокращение потерь и повышение вторичных топливно-энергетических ресурсов;

применение комбинированных технических процессов.

Основные направления энергосбережения;

малозатратные мероприятия по использованию топлива и энергии, позволяющие сократить их потребность на 10-12 %;

внедрение капиталоёмких мероприятий: энергосберегающих технологий, процессов, аппаратов, счетчиков, оборудования, что снижает потребление энергии на 25-30%;

структурная перестройка экономики, связанная с увеличением доли энергоемких отраслей в производстве валового внутреннего продукта.

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) есть восполняемые: энергия солнца, приливов и отливов, ветра, морских течений, энергии из биомассы, из водостоков, твердых бытовых отходов и энергия подземных вод и невосполняемые: каменный уголь, нефть, природный газ. Восполняемые ТЭР имеют не только достоинства, такие как экологическая чистота, практическая неисчерпаемость, но и достаточно большой недостаток: низкая степень концентрации энергии.

Основным направлением ТЭР является всемирное развитие местных видов и нетрадиционных источников энергии, а также повсеместное внедрение энергосберегающих технологий.

Заключение

Приведенная и в дальнейшем рассмотренная в дипломном проекте схема, полностью соответствует выданному заданию. Таким образом, автомат управления вентиляцией на участке термической стерилизации является надежным и технологичным изделием. По сравнению с аналогами данное устройство достаточно простое в эксплуатации и собрано на распространенных элементах, и поэтому является надежным, так как, его вероятность безотказной работы в течение заданного промежутка времени приближается к единице.

В дипломном проекте рассмотрены вопросы охраны труда в процессе монтажа наладки и эксплуатации изделия, вопросы экологии и энергосбережений.

В дипломном проекте также произведен расчет себестоимости изделия, разработаны мероприятия по снижению эксплуатационных издержек.

Изделие рентабельно и рекомендовано к массовому производству.

Литература

1 Акимова Н.А. и др. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования. - М.: «Академия», 2004

Александрович Я.А. Рациональное использование ресурсов - важнейшее условие интенсификации производства. - Мн.: «Беларусь», 1987

Быстрицкий Г.Ф. Энергосиловое оборудование промышленных предприятий. - М.: «Академия», 2003

 Закон РБ «О ценообразовании» Национальная экономическая газета, № 21, май 1999 г.

5 Карпей Т.В. Экономика, организация и планирование промышленного производства. - Мн.: Дизайн ПРО, 2004

«Основные положения по составу затрат, включаемых в себестоимость продукции (работ, услуг)». Национальная экономическая газета, № 42, сентябрь 2000 г., с 9-25

Розанов Ю.К., Соколова Е.М. Электронные устройства электромеханических систем. - М.: «Академия», 2004

Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Справочник по эксплуатации электроустановок промышленных предприятий. - М.: «Высшая школа», 2002

Сибикин Ю.Д. Справочник электромонтажника. - М.: «Академия», 2003

Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок. - М.: «Высшая школа», 2003

Справочник по электрическим машинам: В 2 т. Под ред. Копылова И.П. - М.: «Энергоатомиздат», 1989

Приложение А

Перечень покупных комплектующих изделий и материалов, используемых при монтаже приборов и аппаратов. Данные о расходе силовой электроэнергии и световой электроэнергии

Годовой расход силовой электроэнергии 16825 кВт/час.

Стоимость одного кВт/часа (средний тариф) 129 руб.