Автоматизация и роботизация холодильной установки

Содержание

Введение

Глава 1. Технико-технологические основы роботизации процессов хладоснабжения в сельском хозяйстве

1.1. Принципиальное устройство и специфика автоматизации холодильных машин в условиях российского АПК

1.2. Анализ отечественного рынка программно-аппаратных средств для управления промышленным холодом

1.3. Требования промышленной безопасности и экологические стандарты механизированного производства холода

Глава 2. Производственный мониторинг и эксплуатационный аудит холодильного оборудования хозяйства

2.1. Диагностика технического состояния Машинно-тракторного парка холодильных агрегатов предприятия

2.2. Исследование влияния нестабильности параметров электросетей сельских территорий на системы автоматизации

2.3. Расчет производственных потерь продукции, обусловленных несовершенством существующих систем управления

Глава 3. Внедрение инновационных инженерных решений в автоматизацию систем хранения продукции

3.1. Моделирование работы холодильной установки при интеграции интеллектуальных датчиков и исполнительных механизмов

3.2. Система предиктивной диагностики оборудования на основе роботизированных комплексов дистанционного контроля

3.3. Оптимизация графика планово-предупредительных ремонтов в условиях автоматизированного производства

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Автоматизация и роботизация холодильной установки

Направление: Сельское хозяйство и сельскохозяйственные науки

Предмет: Механизация сельского хозяйства

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена необходимостью повышения эффективности хранения сельскохозяйственной продукции в условиях модернизации отечественного агропромышленного комплекса. Холодильные установки являются неотъемлемым звеном технологической цепи обеспечения сохранности плодоовощной, мясомолочной и другой скоропортящейся продукции. По данным Минсельхоза России, потери сельскохозяйственной продукции при хранении достигают 15–20%, что связано с несовершенством систем управления температурно-влажностным режимом. Внедрение автоматизированных и роботизированных систем управления холодильными установками позволяет сократить потери, снизить энергопотребление и повысить надежность работы оборудования. В условиях сельских территорий особую значимость приобретает вопрос адаптации современных средств автоматизации к нестабильным параметрам электроснабжения.

Степень разработанности проблемы в отечественной литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований ФГБНУ «ФНАЦ ВИМ» по механизации процессов хранения продукции, работами РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева по электрификации и автоматизации сельского хозяйства, а также прикладными разработками производителей холодильного оборудования. Однако вопросы комплексной роботизации холодильных установок малой и средней мощности для условий фермерских хозяйств и сельскохозяйственных кооперативов остаются недостаточно освещенными.

Цель курсовой работы – разработка технических решений по автоматизации и роботизации холодильной установки сельскохозяйственного предприятия для повышения эффективности хранения продукции.

Задачи курсовой работы:

• изучить принципы построения и специфику работы автоматизированных холодильных систем в условиях российского АПК;
• проанализировать современные программно-аппаратные средства управления промышленным холодом;
• провести диагностику технического состояния холодильного оборудования исследуемого хозяйства;
• рассчитать производственные потери продукции, связанные с недостатками существующих систем управления;
• разработать проект внедрения интеллектуальных систем автоматизации холодильной установки.

Объект исследования – холодильная установка овощехранилища сельскохозяйственного производственного кооператива «Рассвет» Воронежской области мощностью 500 тонн единовременного хранения.

Предмет исследования – технологические процессы автоматизации и роботизации холодильной установки.

Методологическая база исследования включает теоретические основы холодильной техники, нормативную базу ГОСТ Р 53056-2008, методические рекомендации ФГБНУ «ФНАЦ ВИМ», а также методы технической диагностики, математического моделирования и технико-экономического анализа.

Научная новизна заключается в адаптации современных роботизированных комплексов дистанционного контроля к условиям нестабильного электроснабжения сельских территорий.

Теоретическая значимость состоит в систематизации подходов к построению автоматизированных систем управления холодильными установками малой и средней мощности. Практическая значимость определяется возможностью внедрения разработанных решений на предприятиях АПК с целью сокращения потерь продукции и снижения эксплуатационных затрат.

Структура работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассмотрены технико-технологические основы роботизации процессов хладоснабжения. Во второй главе проведен производственный мониторинг холодильного оборудования хозяйства. В третьей главе разработаны инновационные инженерные решения по автоматизации систем хранения продукции.

ГЛАВА 1. ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РОБОТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ХЛАДОСНАБЖЕНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

1.1. Принципиальное устройство и специфика автоматизации холодильных машин в условиях российского АПК

Холодильная установка представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающих отвод теплоты от охлаждаемого объекта и поддержание заданного температурно-влажностного режима. В основе работы холодильной машины лежит обратный термодинамический цикл, реализуемый за счет циркуляции хладагента через компрессор, конденсатор, дроссельное устройство и испаритель. В сельскохозяйственной практике наиболее распространены парокомпрессионные холодильные установки, работающие на хладагентах R134a, R404A, R407C и современных низкопотенциальных агентах R32, R290 в соответствии с требованиями экологической безопасности.

Специфика применения холодильных установок в условиях российского АПК определяется необходимостью обеспечения сохранности разнородной сельскохозяйственной продукции – от плодоовощной до мясомолочной. Каждый вид продукции требует строго определенных режимов хранения: для картофеля оптимальна температура +2…+4°С при влажности 85–90%, для яблок –1…+2°С при влажности 90–95%, для мяса –1…0°С при влажности 85%. Отклонение параметров микроклимата от нормативных значений приводит к увяданию, загниванию, развитию патогенной микрофлоры и значительным потерям массы продукции. Согласно нормативам Минсельхоза России, естественная убыль массы при хранении картофеля не должна превышать 3–5% за сезон, однако в хозяйствах с устаревшими системами управления потери достигают 12–15% [1, c. 45].

Автоматизация холодильных установок включает контроль и регулирование температуры хладагента, давления в контурах, производительности компрессора, работы вентиляторов испарителей и конденсаторов, а также оттаивания испарителей. Традиционные системы автоматики построены на релейно-контакторных схемах с термостатическими датчиками и электромагнитными клапанами. Современные подходы предполагают применение программируемых логических контроллеров, микропроцессорных систем управления и распределенных систем на базе промышленных сетей Modbus, Profibus, CAN-bus

…