Особенности автоматизации сельскохозяйственного производства

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические аспекты электрификации и автоматизации агропромышленного комплекса в РФ

1.1. Ретроспективный анализ и современное состояние автоматизации сельского хозяйства в России

1.2. Нормативно-правовое регулирование эксплуатации электроустановок и систем автоматики в АПК

1.3. Технические требования к средствам автоматизации в условиях агрессивных сред сельскохозяйственных объектов

Глава 2. Анализ электротехнической оснащенности и условий функционирования производственных систем

2.1. Производственно-техническая характеристика выбранного объекта и анализ режимов электропотребления

2.2. Оценка надежности функционирования систем электроснабжения и автоматики на предприятии

2.3. Системный анализ существующих проблем автоматизации технологических циклов в хозяйстве

Глава 3. Проектирование и обоснование эффективности автоматизированных систем управления

3.1. Технический расчет исполнительных механизмов и выбор элементов системы автоматизации

3.2. Разработка электрической схемы управления и алгоритма функционирования системы

3.3. Регламентация технического обслуживания и оценка энергетической эффективности предложенных решений

Заключение

Список использованной литературы

Курсовая работа

Тема: Особенности автоматизации сельскохозяйственного производства

Направление: Сельское хозяйство и сельскохозяйственные науки

Предмет: Электрификация и автоматизация сельского хозяйства

Введение

Современное состояние агропромышленного комплекса Российской Федерации характеризуется повышенным вниманием к модернизации производственных процессов на основе цифровизации и автоматизации технологических операций. В условиях необходимости обеспечения продовольственной безопасности страны, импортозамещения и повышения конкурентоспособности отечественной продукции актуальность внедрения автоматизированных систем управления в сельскохозяйственное производство приобретает стратегическое значение. Автоматизация позволяет оптимизировать использование энергетических ресурсов, снизить трудоемкость процессов, повысить точность выполнения технологических операций и улучшить условия труда обслуживающего персонала.

Степень разработанности проблемы автоматизации сельскохозяйственного производства в отечественной науке достаточно высока. Фундаментальные исследования проводились в ФГБНУ «ФНАЦ ВИМ», НИИ электрификации сельского хозяйства, профильных кафедрах РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Однако большинство работ посвящены отдельным технологическим процессам, в то время как комплексный подход к автоматизации различных отраслей сельского хозяйства с учетом специфики российских климатических условий и существующей технической базы остается недостаточно изученным.

Целью курсовой работы является изучение особенностей автоматизации сельскохозяйственного производства и разработка рекомендаций по совершенствованию систем автоматического управления технологическими процессами.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

• провести ретроспективный анализ развития автоматизации в сельском хозяйстве России;
• изучить нормативно-правовую базу эксплуатации автоматизированных систем в АПК;
• выполнить анализ электротехнической оснащенности производственного объекта;
• разработать техническое решение по автоматизации технологического процесса;
• оценить экономическую эффективность предложенных мероприятий.

Объектом исследования является сельскохозяйственное предприятие ООО «Агротехнология» Тульской области. Предметом исследования выступают системы электроснабжения и автоматизации производственных процессов предприятия.

Методологическую базу работы составляют труды отечественных ученых в области электрификации и автоматизации сельского хозяйства, нормативно-технические документы (ПУЭ, ГОСТ, СП), производственные данные хозяйства, методы расчета электрических нагрузок и технико-экономического анализа.

Научная новизна заключается в комплексном подходе к оценке технического состояния систем автоматизации конкретного предприятия с разработкой практических рекомендаций по их модернизации. Практическая значимость состоит в возможности применения разработанных решений в условиях реального производства.

Структура работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы.

Глава 1. Теоретические аспекты электрификации и автоматизации агропромышленного комплекса в РФ

1.1. Ретроспективный анализ и современное состояние автоматизации сельского хозяйства в России

История автоматизации сельскохозяйственного производства в России насчитывает более семи десятилетий. Первые попытки внедрения автоматических систем относятся к 1950-м годам, когда в крупных колхозах и совхозах начали применяться простейшие реле-контакторные схемы управления электроприводами. В этот период автоматизация ограничивалась отдельными операциями: включением и отключением электродвигателей насосов, вентиляторов, транспортеров. Техническая база опиралась на электромагнитные реле, контакторы серии КТ, автоматические выключатели, что обеспечивало минимальный уровень автоматизации с ручным дублированием управления [1, c. 45].

В 1960-1970-е годы в связи с интенсификацией животноводства и развитием крупных специализированных комплексов возросла потребность в автоматизации микроклимата животноводческих помещений. В этот период были разработаны системы автоматического регулирования температуры, влажности и воздухообмена на базе термореле, гигростатов и программных устройств типа ПУ-1. Появились автоматизированные системы поения животных, раздачи кормов с использованием мобильных кормораздатчиков и стационарных транспортеров. Однако надежность таких систем оставалась низкой из-за несовершенства элементной базы и агрессивных условий эксплуатации [3, c. 78].

В 1980-е годы произошел качественный скачок в автоматизации благодаря внедрению микропроцессорной техники. Были созданы программируемые логические контроллеры, адаптированные для сельскохозяйственного применения, системы телемеханики для управления насосными станциями и оросительными системами. В птицеводстве получили распространение комплексные системы автоматизации, обеспечивавшие поддержание микроклимата, кормление, поение и сбор яиц. В растениеводстве начали применяться автоматизированные системы управления орошением с датчиками влажности почвы [5, c. 112].

Период 1990-х годов характеризовался резким спадом в развитии автоматизации из-за экономического кризиса и разрушения сложившихся производственных связей. Многие системы автоматики выходили из строя и не восстанавливались, предприятия возвращались к ручному управлению технологическими процессами. Прекратилось финансирование научно-исследовательских работ, остановилось производство специализированной аппаратуры [7, c. 89].

С начала 2000-х годов наметилась тенденция к возрождению автоматизации на новой технологической основе. Современные системы автоматизации базируются на программируемых логических контроллерах (ПЛК) ведущих мировых производителей – Siemens, Schneider Electric, Mitsubishi, а также отечественных разработках. Применяются частотные преобразователи для управления электроприводами, обеспечивающие плавный пуск, регулирование скорости и экономию электроэнергии д

…