Развитие современных городов, крупных населенных пунктов, а также объектов современной инфраструктуры за пределами населенных пунктов, неизбежно приводит к появлению проблемы вывоза, сортировки и переработки различных мусорных отходов.
В настоящее время достаточно много вопросов, связанных с логистикой мусорных отходов, а также с их переработкой, вызывают заметный общественный резонанс. Одним из эффективных технологических решений, в данном направлении, обеспечивающих соблюдение экологических норм, является организация погрузочно-разгрузочных кластеров по переработке мусора. Данные кластеры должны располагаться за санитарной чертой населенных пунктов, быть удаленными от источников водоснабжения, а также удовлетворять многим другим ограничениям. Также одним из условий размещения погрузочно-разгрузочных кластеров является наличие подъездных путей, как для автомобильного, так и для железнодорожного транспорта. Кроме того, погрузочно-разгрузочные кластеры должны быть оснащены всем необходимым технологическим и инженерным оборудованием, обеспечивающим непрерывную и безопасную его эксплуатацию.
В связи с вышеперечисленным, является актуальным проработка вопросов, связанных с автоматизированным электроприводом и автоматизацией основного технологического, а также инженерного оборудования погрузочно-разгрузочных кластеров.
Объект исследования в выпускной квалификационной работе - технологические и инженерные системы погрузочно-разгрузочных кластеров.
Предметом исследования в данной работе является система автоматизации и электропривода технологического и инженерного оборудования погрузочно-разгрузочных кластеров.
Цель выпускной квалификационной работы - разработка системы
автоматизации и электропривода погрузочно-разгрузочного кластера.
Задачи, требующие решения в выпускной квалификационной работе:
1. Изучение и описание технологического процесса погрузочноразгрузочного кластера.
2. Выбор электродвигателей технологических механизмов погрузочноразгрузочного кластера.
3. Выбор элементов системы автоматизации.
4. Расчет статических характеристик электроприводов.
5. Разработка системы автоматизации.
Практическая значимость данной работы заключается в том, что ее результаты можно будет применить для разработки систем автоматизации и автоматизированного электропривода для погрузочно-разгрузочных кластеров, а также для других аналогичных объектов.
В результате выполнения данной выпускной квалификационной работы была выполнена разработка системы автоматизации и электропривода погрузочно-разгрузочного кластера. Данный кластер предназначен для приемки, сортировки и первоначальной переработки мусорных отходов.
Основные результаты работы заключаются в следующем:
1. Изучен технологический процесс погрузочно-разгрузочного кластера.
2. Выполнен выбор электродвигателей технологических механизмов погрузочно-разгрузочного кластера.
3. Выполнен выбор элементов системы автоматизации.
4. Выполнен расчет статических характеристик электроприводов.
5. Выполнена разработка системы автоматизации погрузочноразгрузочного кластера.
В качестве основы системы автоматизированного электропривода для механизмов конвейера, вентилятора и насоса предлагается применять преобразователи частоты соответствующей мощности. Преобразователи частоты позволят обеспечить необходимые режимы работы оборудования, а также позволят добиться энергосбережения, за счет снижения потребляемой мощности электроприводами при работе с малыми нагрузками.
Главным устройством управления для системы автоматизации выбран программируемый логический контроллер модели ОВЕН ПЛК 160. В случае необходимости, при расширении функционала системы автоматизации, данный управляющий контроллер может быть оснащен дополнительными модулями ввода/вывода, связанным с ним по сети RS-485. Производительность выбранного контроллера позволяет обеспечит решение всех задач управления основным технологическим оборудованием погрузочно-разгрузочного кластера.
Для обеспечения интерфейса оператора технологического процесса и вывода актуальной информации о работе технологического и инженерного оборудования погрузочно-разгрузочного кластера выбрана графическая сенсорная панель ОВЕН СП307.
Для получения обратных связей о ходе технологического процесса и контроля работы оборудования выбраны соответствующие датчики, которые подключаются к программируемому логическому контроллеру или его дополнительным модулям ввода/вывода.
В работе выполнен расчет естественных и искусственных механических характеристик электроприводов погрузочно-разгрузочного кластера (конвейер, вентилятор, насос). В основу расчетов была положена упрощенная формула Клосса, сами расчеты выполнены с помощью системы MatLab. Для уточнения рассчитанных значений использовались паспортные данные электродвигателей, например, кратность минимального момента, кратность пускового тока. Это связано с тем, что в зоне больших скольжений формула Клосса занижает рассчитанные значения.
Для реализации системы автоматизации выполнена разработка структурной схемы системы и описан ее функционал.
Таким образом, все задачи решены, и цель работы достигнута.
