Автоматизація процессу сушки деревини (стр. 17 из 17)
Рис.6.2. Схема блискавкозахисту.
1 – блискавкоприймач;
2 – дерев’яний брус;
3 – блискавковідводи;
4 – заземлюючий пристрій.
Найбільша висота h блискавковідводу не повинна перевищувати 150м. Співвідношення розмірів зони захисту типу “Б” наступне:
- h0 = 0.92h
- R0 = 1.5h
- Rx = 1.5[h - (hx/0.92)]
При відомій висоті об'єкта, що захищається – hx (вона дорівнює 4 метри) розраховується радіус зони захисту на цій висоті Rx за законом подібності трикутників:
підставляючи в даний вираз відповідні значення одержимо:
виходить, що Rx = 6,5 м. Тоді повна висота блискавкоприймача для зони “Б” буде дорівнювати:
h = (Rx + 1,63hx)/1,5 = (6,5 + 1,63*4)/1,5 = 8,7 (м)
Так, виходячи з розмірів приміщення та камери для сушіння, нам необхідно розмістити по одному блискавковідводу на даху будинку та на камері.
7. Розрахунок економічної ефективності
1. Розрахуємо обсяг продукції, яку дозволяє випустити трьохступенева сушильна камера
О=nЕ,
де n – кількість оборотів камери на протязі року;
Е – місткість камери, м3.
Місткість камери визначають по рівнянню
Е=Гb ,
де Г— обсяг штабелів, одночасно розміщених в камері; b— коефіцієнт об'ємного заповнення штабеля b=0,8.
В свою чергу
Г=25 (м3),
Тоді
Е=Гb=25∙0,8=20 (м3)
Обсяг продукції стане рівний О=nЕ=20∙20=400(м3/рік). З розрахунку, що сушіння 1м3 коштує 120 грн фірма отримає виручку ВП=60000 грн/рік.
2. Розрахуємо затрати, які супроводжують процес сушіння деревини. Вони включають в себе затрати на електроенергію, сировину, зарплату працівникам та амортизацію.
а) Вирахуємо витрати електроенергії згідно виразу
,де W – загальні витрати електроенергії;
Wа– річні витрати електроенергії на роботу обладнання та апаратури;
Wос–річні витрати електроенергії на освітлення.
В свою чергу
,кВт∙год/рік ,
де ∑Nвст – сума всіх потужностей встановлених двигунів;
τрозр– розрахункова тривалість роботи електродвигунів протягом року;
kз – коефіцієнт роботи електродвигуна;
kо – коефіцієнт, який враховує одночасність роботи електродвигунів;
kді kвтр– коефіцієнти втрат електроенергії в мережі.
На практиці виконують перетворення
,
де kП– коефіцієнт попиту, який встановлений наперед для різних типів обладнання:
- для сушильної камери kП= 0,8;
- для двигунів та вентиляторів kП=0,7;
- для ламп освітлення kП=0,9.
Розрахункова тривалість роботи електродвигунів протягом року визначається згідно рівняння
, год ,де В, С –вихідні та святкові дні, крім того включають в себе профілактичний ремонт, В+С=30 діб;
τзм – тривалість зміни, τзм = 8 год;
n – кількість змін протягом робочого дня, n=3.
Визначимо, крім того час завантажувально-розвантажувальних робіт
(діб),де 8,82 – коефіцієнт тривалості завантажувально-розвантажувальних робіт.
Тоді тривалість завантажувально-розвантажувальних робіт приймається як 24 год. на кожен оборот камери
(год/рік)Час, який необхідний для охолодження деревини після висушування приймається 1год на 1 см дошки
τох=1∙2,5∙38=270 (год/рік)
Тоді реальна тривалість роботи сушильної камери буде
(год/рік)Визначимо ∑Nвст=2∙8 +12,7=28,7 (кВт)
Тоді
кВт∙год/рік
Для визначення річних витрат електроенергії на освітлення використовуємо вираз
, кВт∙год/рік,де F – площа приміщення F=2∙2,2=4,4 (м2);
PП– питома потужність на освітлення, PП =27,272 Вт ;
kП – коефіцієнт попиту, kП= 0,9;
τроб– тривалість роботи світильників, визначається за формулою
=2024 (год/рік),де nроб– кількість робочих днів в році nроб=253 дні;
τзм – тривалість зміни, τзм = 8 год;
Тоді
кВт∙год/рікЗагальні витрати електроенергії
кВт∙год/рікЗатрати на електроенергію будуть складати ЗЕ=W∙0,19=29784,29 (грн/рік)
б) Затрати на заробітну плату складають ЗЗП =Чпр∙250∙12,
де Чпр – чисельність працівників, включає в себе 2 вантажники 1 працівник обслуговуючого персоналу;
350 – оклад кожного працівника;
12 – кількість місяців в році.
Тоді ЗЗП =3∙350∙12=12600 (грн/рік).
в) Затрати на устаткування складають 24 900 грн (включає в себе вартість сушильної камери (17600 грн), насосу і вентиляторів (6 000) та стінки управління (1300)). Затрати на амортизацію рівні ЗА =0,15×24900=3735 грн.
Загальні затрати рівні
З= ЗЕ +ЗГ+ЗЗП+ЗА=32586,32+48+18000+3735=54369,32 (грн)
Після проведення автоматизації затрати на амортизацію складуть ЗА =4180 грн, а загальні затрати будуть дорівнювати З=29784,29+48+12600 +4180=42432,29грн
3. Прибуток, який отримає фірма рівний:
П=ВП -З=57600-54369,32=3230,68 грн
Після проведення автоматизації прибуток фірми складе
П=ВП -З=57600-42432,29=15167,71 грн
4.Розрахуємо рентабельність згідно рівняння
Р=П/З=57600/42432,29=1,35745. Так як Р>1, то можна зробити висновок, що фірма рентабельна.
5.Після проведення автоматизації продуктивність праці зросте і буде становити Пп.скл=30 м3/зміну і Пп.роз =55 м3/зміну за рахунок зниження затрат на сушильну камеру.
Всі отримані при розрахунку дані заносимо в зведену таблицю 7.1.
Таблиця. 7.1.
Зведені дані економічної ефективності.
| N п/п | Назва показника | до впровадження автоматизації | після впровадження автоматизації | ±Δприріст |
| 1 | Обсяг продукції, м3/рік | 400 | 400 | 0 |
| 2 | Затрати, грн/ріквключаючи затрати на:електроенергіюзаробітну платуамортизацію | 54369,3229784,29 120003735 | 42432,2929784,29 120004180 | -11937,0300-445 |
| 3 | Прибуток, грн/рік | 3230,68 | 15167,71 | 11937,03 |
| 4 | Рентабельність | 1,0592 | 1,35745 | 0,2985 |
| 5 | Продуктивність праці, м3/зміну | 24 | 30 | 6 |
Висновок. Після проведення автоматизації фірма буде у виграші. Так як отримані значення затрат менші, ніж були до впровадження автоматизації. Прибуток зросте на 221 %, рентабельність підвищиться на 78 %.
Висновки
В даному дипломному проекті мною було розроблена автоматизована система управління процесом сушіння деревини на ВАТ „Будматеріали” з використанням мікроконтролерних засобів.
Також в даному дипломному проекті було розглянуто типи сушки деревини та вивчено технологічну схему процесу, проведено розрахунок та дослідження одноконтурної АСР температури.
Розроблено і спроектовано схеми: функціональна, схема зовнішніх з'єднань, принципова електрична схема , схема монтажу електрокомпонентів, друкована плата пристою.
Також проведено розрахунок економічних показників, приведені порівняльна таблиця і розраховано економічний ефект.
У розділі “охорона праці” зроблений розрахунок блискавкозахисту, штучного освітлення та заземлення і приведені заходи щодо техніки безпеки даного виробництва.
Запроектована мікроконтролерна система на базі сучасного мікроконтролера РІС16F877 здійснює збір всіх основних показників роботи сушарки та регулювання протіканням процесу за наперед заданою програмою. При регулюванні процесом застосовано принцип двопозиційного регулювання.
Для якісного збору технологічних параметрів використані сучасні давачі температури, вологості в камері та вологості пиломатеріалів. Що дає змогу точніше, і головне швидше реагувати на зміну стану об’єкта автоматизації. Також відбулися зміни у вимірюванні температури, після автоматизації значення температури знімаються цифровими давачами, значення яких обробляється мікроконтролером, що дає високу швидкість та точності обробки інформації.
Побудована на базі сучасних технічних засобів мікроконтролерна система, разом з комплексом давачів збору технологічних параметрів, дозволить проводити сушіння різних порід деревини по визначеним програмам, що вносяться оператором, та мають високу ступінь гнучкості. Також не виключена можливість адаптації програм в залежності він потреб що виникають при сушінні різних порід деревини.
Слід також зауважити, що при розробці системи автоматизації було застосовано давачі, які дозволяють здійснювати вимірювання значень параметрів в широких межах та з високою точністю, що забезпечує якісне керування процесом та вищу якість отримуваної продукції, що фактично неможливо здійснити за допомогою застарілих приладів та впливу на процес оператором вручну.
Список використаної літератури
1. Е.И. Юревич. Теория автоматического управления. Л. Энергия, 1969.
2. Богданов Е.С., Козлов В.А., Пейч Н.Н. Справочник по сушке древесины. – М.: Лесн. Пром-сть, 1981. 191ст.
3. Кириченко В.Н. Охрана труда. М. 1990.
4. Кречетов И. В. Сушка и защита древесины. – М.: Лесн. Пром-сть, 1987. 372ст.
5. Однокристальные 8-розрядные FLASHCMOS микроконтроллеры компании Microchip. Перевод ООО “Микро-Чип”.М, 2002.
6. В.И. Гостев. Системы управления с цифровыми регуляторами. Справочник. К. Техника. 1990.
7. Е.П. Стефани. Сборник задач по основам автоматического регулировани тепло-энергетических процесов. М. Энергия. 1973.
8. Технічна документація DS30292C компанії Microchip Technology Incorporated, USA. 2002.
9. Технічна документація DS21490B компанії Microchip Technology Incorporated, USA. 2002.
10. Технічна документація HT1621 компанії Holtek Semiconductor Incorporated, Taiwan. 2001.