Разработка системы автоматизации холодильной установки

. отсутствие протока охлаждающей воды;

. высокого давления нагнетания;

. высокой температуры нагнетания ;

. высокого уровня жидкого хладагента в отделителе жидкости ;

. низкой разности давления масла.

Кроме того предусмотрен один резервный вход ( при использовании

резервного входа следует снять перемычку 47-53 и вместо нее подключить

размыкающий контакт соответствующего датчика - реле , а его замыкающий

контакт подключить к проводам 47-39).

4.14. При срабатывании любого датчика - реле защиты происходит

отключение компрессора . При этом на цифровом индикаторе высвечивается

цифра , которой соответствует определенный символ , показывающий причину

аварийного останова . Одновременно на центральный щит автоматики выдается

обобщенный сигнал “Авария”.

[pic]

Так . например , при повышении давления нагнетания выше заданного

допустимого значения срабатывает датчик - реле РД, который размыкающим

контактом 5-33 отключает реле К7-К9 , а замыкающим контактом 5-35 -

включает реле К5, которое становится на самопитание. Теряют питание катушки

реле К2, К3 и КТ1 . Останавливаются маслонасос и компрессор , закрывается

электромагнитный вентиль (А1 и открывается (А2. Через контакты К9( 5-207) -

К1 (207-209) - К7(209-211) - К6 (211-213) К5 (213-215) поступает питание на

катод 2 цифрового индикатора Н . При этом на индикаторе зажигается цифра

“2” , которой соответствует символ на фасаде пульта . Одновременно через

контакты К1(61 -63) и К8( 63-65) на центральный щит автоматики поступает

обобщенный сигнал “Авария”.

4.15. После устранения неисправности сброс аварийного светового

сигнала осуществляют кратковременным отключением тумблера “Сеть”.

4.16 . Повторный пуск компрессора после аварийного останова возможен

только после нажатия кнопки SB2.

4.17 Подготовка пульта к работе.

4.17.1. Провести внешний осмотр пульта.

4.17.2. Установить пульт на место эксплуатации и подключить его в

соответствии со схемой подключения кабелей.

4.17.3. Подать питание на пульт.

4.17.4 Включить тумблер “Сеть”.

4.18 Порядок работы.

4.18.1 Работа в режиме с ручным управлением.

[pic]

4.18.1.1 Установить тумблер выбора режима управление в положение

4.18.1.2. Нажать пусковую кнопку “1” . При этом на цифровом индикаторе

высвечивается цифра “0”.

4.18.1.3. При управлении агрегатом с поршневым компрессором

одновременно с нажатием пусковой кнопки “1” включается маслонасос, а затем

, при установке золотника в положение , соответствующее минимальной

производительности, включается компрессор. Перемещение золотника

осуществляется осуществляют в ручную с помощью местных кнопок

“SB3”(уменьшение производительности ) и “SB4” ( увеличение

производительности).

После пуска компрессора золотник устанавливают в положение ,

соответствующее требуемой производительности.

4.18.1.5. Останов компрессора осуществляют нажатием кнопки “0”.

[pic]

4.18.2. Работа в режиме автоматического управления.

4.18.2.1. Установить тумблер выбора режима в положение

4.18.2.2. Нажать пусковую кнопку “1” . При этом на цифровом индикаторе

высвечивается цифра “0”.

4.18.2.3. После нажатия пусковой кнопки “1” пуск и останов компрессора

осуществляются автоматически от команеды командоаппарата.

4.18.2.4. Принудительный останов компрессора осуществляется нажатием

стоповой кнопки “0”.

4.18.3. Перевод с одного режима на другой может осуществлятся при

работающем компрессоре.

4.18.4. Сброс аварийного светового сигнала после устранения

неисправности осуществляется кратковременным отключением питания пульта

тумблером “Сеть “.

5 РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ В ХОЛОДИЛЬНОЙ КАМЕРЕ

Расчет будем производить на основании [ 7 ] . В инженерной практики

принято промышленные холодильные камеры описывать линейным дифференциальным

уравнением 1-го порядка с постоянными коэффициентами . Камеры являются

весьма инерционными объектами . Так , например , постоянная времени Т

рассматриваемой холодильной камеры равна 100 ч.

Однако промышленные холодильные камеры фактически являются многоемкостными

объектами и более точно их следует описывать дифуравнениями выше первого

порядка с тем , чтобы проверить насколько целесообразна их апроксимация

дифуравнениями первого порядка .

В [ 7 ] предлагается описывать холодильную камеру линейным уравнением

второго порядка с постоянными коэффициентами:

d2(t d(t

Т1 * Т2 (( + (Т1 + Т2 ) (( + (t = (ty

d(2 d(

Используя уравнение (1) и , пренебрегая запаздыванием объекта , проводили

исследования двухпозиционной системы регулирования в холодильной камере .

Расчет проводили методом Рунге - Кутта ( исходный текст программы приведен

в приложении).

Метод Рунге - Кутта предназначен для дифференциального уравнения второго

порядка вида (c учетом того , что (ty изменяет свое значение в зависимости

от того работают компрессоры или происходит нагрев воздуха в камере за счет

естественного притока тепла , или же при отрицательных температурах

окружающей среды когда воздух в камере исскуственно подогревается за счет

нагревательных элементов или температура в камере падает за счет

естественного оттока тепла через стены камеры)

d2(t

(t”= (( = F(( , (t , (t’, (ty),

d(2

имеющий погрешность R((h5) , реализовался с помощью следующих формул [ 8

] :

К1=h * F((i ; (t i ; (t’i ; (tyi);

К2=h * F((i +(h/2); (t i +(h/2)* (t’i+(h/8)* К1 ;(t’i + (К1/2); (tyi);

К3=h * F((i +(h/2); (t i +(h/2)* (t’i+(h/8)* К1 ;(t’i + (К2/2); (tyi);

К4=h * F((i +h; (t i +h* (t’i+(h/2)* К3 ;(t’i + К3; (tyi);

(t i+1=(t i+ h*[ (t’i +( К1+ К2 + К3 )/6] ;

(t’i+1 =(t’i + (К1+ 2*К2 + 2*К3 + К4)/6

Расчет проводился на участке от 0 ч до 200 ч при следующих начальных

условиях:

(t 0= (t0;

(t’0 = 0.

Вариант 1. Т1 =100 ч ,Т2 =10 ч , заданный диапазон 0,5 - 1 (С,

установившаяся температура при ее росте 10 (С и установившаяся температура

при ее снижении минус 3 (С . При этом были получены следующие результаты :

фактический диапазон поддержания температуры составил 0,45 - 1,25 (С , а

период колебаний 54 ,2 часа .График переходного процесса и протокол работы

приведен в приложении .

При описании холодильной камеры линейным дифуравнением первого порядка

следующего вида :

d(t

Т (( + (t = (ty

провели аналогичные исследования системы двухпозиционного регулирования ,

т.е. полагали Т= Т1 +2* Т2=120 ч, а остальные данные были такими же , как

и в варианте 1 . При этом температура поддерживалась в заданном диапазоне (

запаздыванием пренебрегали), а период колебаний составил 22,5 ч .

Из приведенных данных следует , что фактический диапазон поддержания

температуры при более точном математическом описании холодильной камеры

увеличивается в 1,6 раза а период колебаний возрастает в 2,5 раза .

Следовательно для приведенных исходных данных рассматривать камеру в

упрощенном варианте не следует .

Вариант 2. Т2 = 0,5 ч , а остальные данные аналогичны варианту 1 . По

данному варианту получили , что температура поддерживается в заданном

диапазоне , а период колебаний составил 21,3 ч . Исследования в упрощенном

объекте ( Т = 101 ч ) показало , что период колебаний получился равным 19 ч

. Как видим , для варианта 2 апроксимация холодильной камеры апериодическим

звеном первого порядка вполне допустима.

Вариант 3 . Поддержание рабочей температуры в камере происходит за счет

работы электронагревателей при Т1 =100 ч ,Т2 =15ч , заданный диапазон 0,5 -

1 (С, установившаяся температура при ее росте 4 (С и установившаяся

температура при ее снижении минус 5 (С . При этом были получены следующие

результаты : фактический диапазон поддержания температуры составил 0,307 -

1,082 (С , а период колебаний 73 часа .График переходного процесса и

протокол работы приведен в приложении .

Вариант 4 . Т2 =1.5 ч , а остальные данные аналогичны варианту 3. По

данному варианту получили , что температура поддерживается в заданном

диапазоне , а период колебаний составил 30,3 ч . Исследования в упрощенном

объекте ( Т = 103 ч ) показало , что период колебаний получился равным 29 ч

. Как видим , для варианта апроксимация холодильной камеры апериодическим

звеном первого порядка вполне допустима.

Как мы можем видеть из рассмотренного выше целесообразно производить

апроксимацию холодильной камеры апереодическим звеном первого порядка

только в тех случаях когда постоянная времени Т2 составляет не более чем

0,01...0,025 Т1 то есть ее влияние на качество переходного процесса -

несущественно .

В случае , когда постоянная времени Т2 составляет 0,1Т2 то эта

апроксимация приводит к значительным погрешностям при расчетах , что

недопустимо в современной инженерной практике .

На основании вышеизложенного можно сделать следующий вывод: в современной

инженерной практике при использовании средств вычислительной техники

необходимо для повышения точности расчетов рассматривать промышленную

холодильную камеру , как апериодическое звено второго порядка ( при Т2 >

0,01...0,025 Т1 )

6 ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНВАНИЕ ПРОЕКТА

6.1 Расчет капитальных вложений

6.1.1 Стоимость строительного объема камеры( Кзд)

Кзд=Vзд*Сзд, где

Vзд - объем строительный модуля м3

Сзд - стоимость 1 м3 строительства

Кзд=6*18*6*40=25920 грн.

6.1.2 Стоимость оборудования

| | | |грн. | |

|1 |Компрессор (55кВт) |2 |2100 |4200 |

|2 |Конденсатор |1 |1600 |1600 |

|3 |Градирня ТВ-20 |1 |800 |800 |

|4 |Воздухоохладитель |2 |1300 |2600 |

| |ВОП- 50 | | | |

|5 |Вспомогательное |2 |1000 |2000 |

| |Итого | | |10200 |

| |Транспортные расходы | | |1020 |

| |(10%) | | | |

| |Итого | | |11220 |

| |Монтаж(10%) | | |1120 |

| |КИП, автоматика (7%) | | |785 |

| |Специальные | | |112 |

| |Итого | | |13237 |

Суммарные капитальные затраты составят 36160 грн.

6.2 Расчет эксплуатационных расходов

(расчет себестоимости холода)

Себестоимость холода для проектируемого модуля рассчитываем методов

калькулрования себестоимости 1000 кДж холода.

Расчет выполняем по следующим статьям калькуляции :

1. Вспомогательные материалы

2. Электроенергия

3. Вода

4. Зароботная плата производственных рабочих .

5. Отчисления по зароботной плате

6. Цеховые работы

6.2.1 Расчет затрат по статье “Вспомогательные материалы”

Включает расходы на холодильный агент , смазочные материалы , ветошь.

а) Расчет стоимости годового потребления хладагента

С2а=qа *Sа , где

qа - годовое потребление аммиака;

Sа- стоимость 1 т аммиака ,грн. (принимаем 4000 грн.)

q2а=qа’+qа ’’ , где

qа’- эксплуатационное годовое потребление хладагента ,т

qа’’- годовой расход хладагента при ремонте.

С2а = 4000*0.21=840 грн.

б) Расчет стоимости смазочных материалов за год :

С см.м. =qм*Sм=0,321*4100=1316 грн.

где qм - годовое потребление смазочных материалов , т;

Sм - стоимость одной тонны масла ХА - 30 , грн.( принимаем 4100 грн./т)

qм=qц*nц*t*T=4*10-2*22*365=321,2 кг =0,321 т

где nц =4 - количество цилиндров

qц - норма массового расхода масла на один цилиндр , кг ;

t- число часов работы в сутки ,час;

T -количество рабочих дней в году.

в) Стоимость использованной ветоши составляет 100 грн.

Итого (по вспомогательным материалам):2256 грн.

6.2.2 Расчет затрат по статье “Электроэнергия “ выполняем по формеле :

Ст.э. =q э *а э ,

где а э - стоимость 1 кВт*ч ,грн.(принимаем 0,12грн/кВт*ч).

q э - годовое потребление электроенергии кВт*ч, определяем в зависимости

от годовой холодопроизводительности :

Qг 0,37*2,5*109

q э =(((((q’ э = ((((( =22070 кВт*ч

4190 4190

Годовая холодопроизводительность

Qг = (Q *t *T *3600,

где Q - холодопроизволительность компрессоров в рабочем режиме ,кВт;

t - число часов работы компрессоров в сутки ;

Т - число рабочих дней в году .

Qг=2*6,5*18*300*3600=2,5*108 кДж

С т.э. = 0,12 *22070=2648,4 грн.

6.2.3 Расчет затрат по статье “Вода “.

Стоимость годового потребления воды определяем по следующей формуле :

Ств=ав*qв

где ав = 0,5 грн, стоимость 1м3 воды ;

qв - годовое потребдение воды ,м3;

qв=q’в*(((, где

4190

qв - норма расхода воды на 4090 кДж холода;

qв=0.035*( 2.5 * 108) / 4190=2080 м3

Ст. в=0.5*2080=1040 грн.

6.2.4 Расчет затрат по статье “Заработная плата производственных рабочих.”

Годовой фонд заработной платы определяем по формуле :

Ст.з.п.= (См*11*1.08*1.5 , где

См - прямой месячный фонд заработной платы , грн.;

11 - число рабочих месяцев в году;

1,5 - коэффициент , учитывающий размер премиальных доплат;

1,08 - коэффициент ,учитывающий процент дополнительной заработной платы.

См= (кi* ci, где

кi - количество производственных рабочих i-го наименования ;

ci - прямая зароботная плата i- го рабочего в мясяц по тарифу.

Для обслуживания оборудования модуля предпологается использовать одного

машиниста - слесаря V- го разряда , среднемесячная зарплата которого

сотавляет 150 грн.

Ст.з.п= 120*11*1,08*1,5=2138,4 грн.

6.2.5 Отчисления по зарплате в фонд социального страхования и в фонд

Чернобыля составят 49%(37% - отчисления в фонд социального страхования ,12%

- отчисления в фонд Чернобыля)

Со.з.п.=2138,4*0,49=1047,8 грн.

6.2.6 Расчет затрат по статье “Цеховые расходы”

Цеховые расходы включают в себя :

а) заработную плату цехового персонала;

|1 |Механик |1 |190 |3386 |

б) отчисления по заработной плате

Со.з.п.= 3386*0,49=1659 грн;

в) годовые амортизационные отчисления по зданию и оборудованию:Са=Са.об. +

Са.зд., где

Са.зд - амартизационные отчисления от стоимости здания,

Са.об. - амартизационные отчисления от стоимости оборудования,

Са.зд = Кзд * На.зд = 25920*0,028=725,8 грн

Са.об. = К а.об.* На.об. = 13237* 0,115 = 1522 грн

Са = 725,8+1522 = 2248 грн

г) годовые затраты на текущий ремонт здания и оборудования ;

Ст.рем.=Ст.рем.зд.+ Ст.зем.об., где

Ст.рем.зд., Ст.зем.об - годовые расходы на текущий ремонт здания и

оборудования соответственно ,

Ст. рем =К * Нтек.рем. = 39160* 0,055 = 2154 грн;

д) расходы по охране труда принимаем в размере 100 грн на одного человека

соответственно они составят 200 грн;

е) расходы на содержание здания и оборудования в чистоте , отопление

освещение принимаем в размере 1,5% от капитальных вложений

Сс.д.=39160*0,015=587 грн . ;

ж) расходы на рационализацию и изобретение принимаем в размере 250 грн. на

одного работника в год .Итого они составят 500 грн.;

з) расходы на малоценный и быстроизнашивающийся инвентарь принимаем в

размере 0,2% от стоимости оборудования

Синв. = 13237 * 0,002=30 грн. ;

и) прочие расходы принимаем 0,5% от суммы предшествующих статей расходов:

Спр.=30 грн.

Результаты расчета цеховых расходов сводим в таблицу

|№ п/п |Статья расходов |Суммы ,грн. |

|1 |Заработная плата |3386 |

|2 |Отчисления по заработной плате |1654 |

|3 |Годовые амортизационные отчисления |2248 |

|4 |Годовые расходы на текущий ремонт |2154 |

|5 |Расходы по охране труда |200 |

|6 |Расходы на содержание здания и |587 |

| |оборудования | |

|7 |Расходы на рационализацию |500 |

|8 |Расходы на малоценный и |30 |

| |быстроизнашивыющийся инвентарь | |

|9 |Прочие расходы |53,8 |

| |Итого |10812,8 |

Калькуляция себестоимости

|№ п/п |Статья расходов |Сумма , грн. |

|1 |Вспомогательные материалы |2256 |

|2 |Электроенергия |2648,6 |

|3 |Вода |1040 |

|4 |Зарплата производственных рабочих |2138,4 |

|5 |Отчисления по заработной плате |1047,8 |

|6 |Цеховые расходы |10812,8 |

| |Итого |19942,2 |

Себестоимость 1000 кДж холода составит:

Схол 19942,2

С1000= ((((*103= (((((*103=0,080 грн.

Qг 2,5*108

Суммарные издержки по эксплуатации модуля включают в себя:

1) Затраты на производство холода;

2) Естественную убыль продукта при хранении;

3) Затраты на электроенергию потребляемую двигателями воздухоохладителей;

4) затраты на амортизацию и текущий ремонт - учтены ранее;

5) Прочие расходы - 1% от суммы вышеперечисленных затрат.

Расходы на электроенергию составят:

Зэл.’=n *N *t *T , где

n - Число двигателей воздухоохладителей;

N - потребляемая мощность , кВт;

t - число работы двигателей в сутки;

T - число рабочих дней в году;

Зэл.’ = 4 * 3,5 *10 *300 * 0,12 = 5040 грн.

Затраты на естественную убыль определим исходя из полной загрузки модуля

контейнерами с яблоками. Количество заложенных на хранение яблок составит

92 т .Норма естестественной убыли за месяц хранения ( со II декады октября

по середину марта) составят 3,2 % . В стоимостном выражении это будет :

С е. уб.= 92* 0,032 *260 =736 грн.

Суммарные издержки равны :

U = 19942 + 736 + 5040 + 250 = 25968 грн.

Предпологаемую прибыль за год определим по формуле:

П год = В -U - С зак , где

В - выручка от реализации яблок , грн;

U - годовые издержки по модулю , грн;

С зак - цена закупленных для длительного хранения, грн.

В = (V загр. - () *Среал. , где

( - естественная убыль яблок засрок храненя ,т ;

V загр. - количество заложенных на храненя яблок ,т;

Среал - реализационная цена 1т яблок , принимаем 800 грн/т.

В = (92 - 2,9) *800 = 71280 грн.

П год = 71280 - 25968 - 23000 = 22312 грн

Срое окупаемости капитальных затрат составит :

Т = К/П= 39160 / 22312 ( 1,7 года

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5

МЕНЮ

Разработка системы автоматизации холодильной установки

ИНТЕРЕСНОЕ