Автоматизация микроклимата в овощехранилища

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы автоматизации процессов хранения сельскохозяйственной продукции

1.1. Физико-механические и биологические свойства овощей как объектов хранения в условиях РФ

1.2. Нормативные требования к электрооборудованию и микроклимату по ВНТП и стандартам ПУЭ

1.3. Современное состояние и перспективы развития систем автоматизации в отечественном овощеводстве

Глава 2. Технико-экономическая характеристика объекта и анализ существующих систем управления

2.1. Характеристика производственной деятельности и электросетевой инфраструктуры предприятия

2.2. Оценка эффективности применяемых методов регулирования температурно-влажностного режима

2.3. Анализ надежности эксплуатируемого электрооборудования и средств автоматики

Глава 3. Проектирование автоматизированной системы микроклимата овощехранилища

3.1. Расчет и выбор технических средств автоматизации и силового электрооборудования

3.2. Разработка алгоритма функционирования системы управления на базе ПЛК

3.3. Составление регламента технической эксплуатации и мероприятий по электробезопасности

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Автоматизация микроклимата в овощехранилище

Специальность: 35.02.08 – Электрификация и автоматизация сельского хозяйства

ВВЕДЕНИЕ

Овощеводство занимает одну из ключевых позиций в системе продовольственного обеспечения населения Российской Федерации, а сохранность выращенной продукции в период межсезонья напрямую определяет эффективность отрасли в целом. Согласно Доктрине продовольственной безопасности, в условиях импортозамещения и стратегии развития агропромышленного комплекса на период до 2030 года критически важным является не только наращивание объемов производства овощной продукции, но и минимизация потерь при хранении, которые в отдельных хозяйствах Российской Федерации достигают 25-40 % от заложенной массы. Поддержание оптимальных параметров микроклимата в овощехранилищах — температуры, относительной влажности воздуха, содержания углекислого газа и скорости воздухообмена — является основным условием сохранения товарных и биологических качеств овощей в течение длительного периода. Однако традиционные системы управления микроклиматом, основанные на ручном регулировании вентиляционного и холодильного оборудования, не обеспечивают требуемой точности поддержания параметров и характеризуются высокими энергетическими затратами.

В современных условиях развития цифровых технологий в агропромышленном комплексе особую актуальность приобретает внедрение автоматизированных систем управления микроклиматом на базе программируемых логических контроллеров, датчиков температуры и влажности, частотно-регулируемых электроприводов вентиляционных установок. Отечественными учеными НИИ электрификации сельского хозяйства и ФГБНУ «ФНАЦ ВИМ» разработаны научно обоснованные подходы к автоматизации процессов хранения сельскохозяйственной продукции, однако степень их практической реализации в товарных хозяйствах остается недостаточной.

Целью настоящей курсовой работы является разработка проектных решений по автоматизации микроклимата в овощехранилище на основе анализа технико-экономических показателей объекта и современных технических средств автоматизации.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

• изучить физико-механические и биологические свойства овощей как объектов хранения в условиях РФ;
• проанализировать нормативные требования к электрооборудованию и микроклимату по ВНТП и стандартам ПУЭ;
• исследовать современное состояние и перспективы развития систем автоматизации в отечественном овощеводстве;
• дать технико-экономическую характеристику объекта и проанализировать существующие системы управления;
• выполнить расчет и выбор технических средств автоматизации и силового электрооборудования;
• разработать алгоритм функционирования системы управления на базе ПЛК.

Объектом исследования является овощехранилище вместимостью 1500 т картофеля сельскохозяйственного предприятия СПК «Овощевод» Рязанской области.

Предметом исследования выступают технологические процессы формирования и поддержания оптимального микроклимата в овощехранилище, а также технические средства автоматизации данных процессов.

Методологическая база работы включает теоретический анализ научно-технической литературы и нормативной документации, производственно-технологический анализ функционирования объекта, инженерные расчеты электрических нагрузок и параметров системы автоматизации, сравнительную оценку вариантов технических решений. Нормативной основой выступают ВНТП 02-85, ПУЭ 7-е издание, ГОСТ Р 32144-2013, СП 256.1325800.2016, технологические регламенты хранения овощей.

Научная новизна работы заключается в адаптации современных технических решений по автоматизации микроклимата применительно к конкретным производственным условиям типового овощехранилища Центрального региона РФ.

Теоретическая значимость состоит в систематизации данных о физиологии хранения овощей и требованиях к параметрам микроклимата. Практическая значимость определяется разработкой функциональной схемы автоматизации и регламента технической эксплуатации, которые могут быть использованы при модернизации овощехранилищ аналогичного типа.

Структура работы включает введение, три главы основного содержания, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассматриваются теоретические основы автоматизации процессов хранения овощей, во второй главе дается технико-экономическая характеристика объекта и анализ существующих систем, в третьей главе разрабатывается проектное решение автоматизированной системы управления микроклиматом.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ХРАНЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

1.1. Физико-механические и биологические свойства овощей как объектов хранения в условиях РФ

Овощи как объекты хранения представляют собой живые биологические системы, в которых после уборки продолжаются физиологические и биохимические процессы, определяющие динамику качественных показателей продукции в период послеуборочного хранения. Согласно исследованиям ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства», основными процессами, протекающими в массе овощей при хранении, являются дыхание, испарение влаги, прорастание, развитие микробиологической микрофлоры и физиологических заболеваний. Интенсивность данных процессов определяется комплексом внутренних факторов — ботаническими особенностями культуры, сортовыми характеристиками, степенью зрелости при уборке, механическими повреждениями — и внешних факторов, ведущими из которых выступают температура, относительная влажность воздуха, газовый состав атмосферы и скорость воздухообмена в хранилище [1, c. 34].

Картофель как наиболее массовая культура овощеводства Российской Федерации характеризуется содержанием сухого вещества на уровне 20-25 %, в том числе крахмала — 12-18 %, что обусловливает его высокую питательную ценность и одновременно предрасположенность к физиологическим расстройствам при нарушении режимов хранения. Клубни картофеля обладают интенсивным дыханием, в процессе которого происходит окисление углеводов с вы

…