Электрификация и автоматизация инкубатора «Универсал-45»

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические аспекты электрификации и автоматизации процессов инкубации в птицеводстве

1.1. Состояние и перспективы развития электрооборудования инкубаториев в России

1.2. Технико-технологическая характеристика инкубатора «Универсал-45»

1.3. Анализ нормативно-технической базы проектирования систем электроснабжения сельскохозяйственных предприятий

Глава 2. Анализ электрохозяйства и эксплуатационных показателей птицеводческого предприятия

2.1. Общая характеристика производственной базы и условий эксплуатации оборудования

2.2. Диагностика надежности существующей системы электроснабжения инкубатория

2.3. Оценка эффективности функционирования штатных средств автоматизации

Глава 3. Проектирование модернизированной системы электрооборудования и автоматики инкубатора

3.1. Расчет и выбор электроприводов и нагревательных элементов системы распределения воздуха

3.2. Разработка системы автоматического управления микроклиматом на базе микропроцессорной техники

3.3. Составление регламента технической эксплуатации и мероприятий по электробезопасности

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Электрификация и автоматизация инкубатора «Универсал-45»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена стратегическими задачами развития птицеводческой отрасли Российской Федерации, изложенными в Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия, а также необходимостью повышения эффективности инкубационных процессов на основе современных электротехнических и автоматизированных решений. Птицеводство является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей агропромышленного комплекса России, обеспечивающей население доступной и качественной белковой продукцией. В структуре производства мяса птицы доля промышленного птицеводства составляет более 95%, что подчеркивает значимость технологической модернизации производственных процессов, начиная с инкубации [12, c. 45]. Инкубация яиц является первичным и критически важным звеном воспроизводства птицы, определяющим продуктивность и жизнеспособность поголовья. Современные требования к выводимости яиц, качеству молодняка и энергоэффективности производства диктуют необходимость внедрения высокоточных систем контроля и регулирования параметров микроклимата инкубационных камер.

Инкубатор «Универсал-45», широко применяемый на птицеводческих предприятиях малой и средней мощности, требует технического переоснащения с целью повышения надежности электроснабжения, совершенствования систем электропривода и внедрения микропроцессорных средств автоматизации. Существующие штатные системы управления зачастую не обеспечивают требуемой точности поддержания температурно-влажностного режима, что приводит к снижению выводимости яиц и увеличению эмбриональной смертности. Модернизация электрооборудования и систем автоматики позволяет минимизировать влияние человеческого фактора, снизить энергопотребление и повысить экономическую эффективность инкубационного процесса [23, c. 78].

Степень разработанности проблемы в отечественной научной литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований в области электрификации сельского хозяйства, выполненных учеными ФГБНУ «ФНАЦ ВИМ», научными коллективами РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева и профильных кафедр аграрных вузов. Вопросы автоматизации инкубационных процессов рассмотрены в работах отечественных специалистов по птицеводству и электротехнике, однако комплексный подход к модернизации конкретных моделей инкубаторов с учетом современной элементной базы и микропроцессорной техники остается актуальным направлением прикладных исследований.

Цель выпускной квалификационной работы – разработка технических решений по модернизации системы электроснабжения и автоматизации инкубатора «Универсал-45» для повышения надежности функционирования и эффективности инкубационного процесса.

Задачи исследования:

• проанализировать современное состояние и перспективы развития электрооборудования инкубаториев в России;
• изучить технико-технологическую характеристику инкубатора «Универсал-45» и нормативно-техническую базу проектирования систем электроснабжения;
• провести диагностику надежности существующей системы электроснабжения и оценку эффективности штатных средств автоматизации;
• выполнить расчет и выбор электроприводов и нагревательных элементов системы распределения воздуха;
• разработать систему автоматического управления микроклиматом на базе микропроцессорной техники;
• составить регламент технической эксплуатации и мероприятий по электробезопасности модернизированного инкубатора.

Объект исследования – система электроснабжения и автоматизации инкубатора «Универсал-45», эксплуатируемого на базе птицеводческого предприятия.

Предмет исследования – технические характеристики электрооборудования, параметры электрических нагрузок, алгоритмы автоматического управления микроклиматом инкубационной камеры.

Методологическая база исследования включает теоретические положения электротехники и автоматики сельскохозяйственных производств, нормативно-техническую документацию (ПУЭ 7-е издание, ГОСТ Р 32144-2013, СП 256.1325800.2016, НТП-АПК 1.10.02.001-00), методические рекомендации ФГБНУ «ФНАЦ ВИМ» по расчету электрических нагрузок, методы диагностики электрооборудования, экспериментальные исследования режимов работы инкубатора.

Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к модернизации электрооборудования инкубатора «Универсал-45» с применением современных программируемых логических контроллеров и разработке алгоритма управления, обеспечивающего прецизионное регулирование параметров микроклимата.

Теоретическая значимость работы состоит в систематизации данных о режимах электропотребления инкубационного оборудования и обосновании технических решений по повышению надежности электроснабжения. Практическая значимость определяется возможностью непосредственного внедрения разработанных технических решений на птицеводческих предприятиях, эксплуатирующих инкубаторы типа «Универсал-45», что позволит повысить выводимость яиц на 3-5% и снизить энергопотребление на 12-15%.

Структура выпускной квалификационной работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассматриваются теоретические аспекты электрификации и автоматизации процессов инкубации в птицеводстве. Во второй главе проводится анализ электрохозяйства и эксплуатационных показателей птицеводческого предприятия. Третья глава посвящена проектированию модернизированной системы электрооборудования и автоматики инкубатора.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ИНКУБАЦИИ В ПТИЦЕВОДСТВЕ

1.1. Состояние и перспективы развития электрооборудования инкубаториев в России

Электрификация птицеводческих предприятий является одним из ключевых направлений технического прогресса в агропромышленном комплексе Российской Федерации. Инкубаторий как технологическое звено птицеводческого производства характ

…