Автоматизированная система вентиляции и очистки воздуха зерноперерабатывающего предприятия

ВВЕДЕНИЕ 3
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 6
1.1 Общие сведения 6
1.2 Циклоны 11
1.3 Рукавные фильтры очистки воздуха 13
1.4 Основные понятия и определения АСУ ТП 21
2. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 31
2.1 Разработка структурной схемы автоматизированной системы 31
2.2 Подбор компонентной базы для автоматизированной системы вентиляции и очистки воздуха 32
2.3 Разработка электрической принципиальной схемы автоматизированной системы вентиляции и очистки воздуха 43
2.4 Разработка функциональной схемы автоматизации автоматизированной системы вентиляции и очистки воздуха 45
2.5 Разработка алгоритма работы автоматизированной системы вентиляции и очистки воздуха 47
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РЕЖИМА РАБОТЫ 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 62
ПРИЛОЖЕНИЕ А 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 67
ПРИЛОЖЕНИЕ В 68
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 69

Весь текст будет доступен после покупки

Современные промышленные предприятия, особенно в агропромышленном, пищевом и перерабатывающем секторах, сталкиваются с серьёзной проблемой – интенсивным выделением пыли на этапе приёма и обработки сырья растительного происхождения.
Особенно остро этот вопрос стоит на приёмных пунктах зерноперерабатывающих предприятий, где при разгрузке самосвалов (в частности, при боковой выгрузке) уровень запылённости воздуха рабочей зоны может превышать предельно допустимые концентрации в 1,65–425 раз. Такая ситуация создаёт угрозу здоровью персонала, способствуя развитию профессиональных заболеваний дыхательной системы, и нарушает требования санитарного и экологического законодательства.
В этих условиях особую актуальность приобретает внедрение эффективных систем пылеочистки, таких как циклоны и рукавные фильтры, в сочетании с современными средствами автоматизации.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) позволяет не только обеспечить непрерывную и надёжную работу оборудования очистки воздуха, но и адаптировать его работу к изменяющимся условиям технологического процесса, минимизировать участие оператора и повысить общую энергоэффективность системы.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка автоматизированной системы управления вентиляцией и очисткой воздуха на приёмном пункте зерноперерабатывающего предприятия, обеспечивающей соблюдение санитарных норм и безопасные условия труда.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Провести аналитический обзор существующих методов и оборудования для улавливания зерновой пыли, включая циклоны и рукавные фильтры.
2. Изучить основные принципы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).
3. Разработать структурную и функциональную схемы автоматизированной системы вентиляции и пылеочистки.
4. Подобрать компонентную базу: датчики запылённости и давления, исполнительные механизмы (вентиляторы, заслонки), контроллер, преобразователи частоты.
5. Спроектировать электрическую принципиальную схему подключения оборудования.
6. Разработать алгоритм работы системы в автоматическом режиме с учётом аварийных ситуаций.
7. Реализовать программное обеспечение управления на базе промышленного контроллера.
Объектом исследования является процесс пылеобразования и очистки воздуха на приёмном пункте зерноперерабатывающего предприятия.
Предметом исследования выступает автоматизированная система управления вентиляцией и пылеочисткой, включающая аппаратные и программные компоненты.

Весь текст будет доступен после покупки

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Общие сведения
Современные зерноперерабатывающие предприятия представляют собой сложные технологические комплексы, в которых особое внимание уделяется не только качеству конечной продукции, но и условиям труда персонала, а также экологической безопасности производственных процессов. Одним из наиболее проблемных участков с точки зрения охраны труда и экологии является приёмный пункт, где осуществляется первичная обработка и разгрузка сырья растительного происхождения – преимущественно зерна пшеницы, ржи, ячменя и других культур. Именно на этом этапе происходит интенсивное выделение пыли, что создаёт серьёзные риски как для здоровья работников, так и для окружающей среды.
Несмотря на то, что зерновая пыль часто воспринимается как «безвредная» по сравнению с промышленными аэрозолями, её длительное воздействие на организм человека может привести к развитию профессиональных заболеваний дыхательной системы, аллергических реакций и даже онкологических патологий. В связи с этим обеспечение эффективной пылеочистки на приёмных пунктах становится не просто технической задачей, а важнейшим элементом системы промышленной и экологической безопасности.
На большинстве современных зерноперерабатывающих предприятий приём сырья осуществляется через специализированные автомобилеразгрузчики, которые позволяют эффективно и быстро выгружать транспортные средства различных типов. Существует несколько основных способов разгрузки:
1. Боковая разгрузка (через правый или левый борт) – наиболее распространённый метод, применяемый для самосвалов с боковым опрокидыванием кузова. При этом зерно ссыпается с высоты 2–4 метров непосредственно на приёмную площадку или в приёмный бункер.
2. Задняя разгрузка – используется для стандартных самосвалов с задним опрокидыванием. В этом случае кузов поднимается над платформой автомобилеразгрузчика, и зерно высыпается вниз.
3. Механизированная разгрузка с помощью шнеков или пневмотранспорта – применяется реже, в основном на предприятиях с высокой степенью автоматизации.
Из всех перечисленных методов боковая разгрузка является наиболее пылеобразующей. Это обусловлено значительной высотой падения зерна, а также динамическим характером процесса: при опрокидывании кузова зерновая масса не просто ссыпается, а «взрывообразно» выбрасывается наружу, захватывая с собой большое количество мелких частиц оболочки, шелухи, почвы и других примесей.
Зерновая пыль – это сложная многокомпонентная смесь, в состав которой входят:
- Органические компоненты: частицы оболочки зерна, шелуха, споры грибов, пыльца, фрагменты насекомых, микроорганизмы.
- Неорганические примеси: песок, глина, диоксид кремния (SiO?), минеральные соли.
- Аллергены и токсины: микотоксины (афлатоксины, фумонизины), выделяемые плесневыми грибами, активно развивающимися при повышенной влажности зерна.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Баранов, Ю. Н. Методические рекомендации по написанию экономической части выпускной квалификационной работы [Электронный ресурс] / Ю. Н. Баранов. – 2022. – URL: https://vk.com/doc202596981_687594289
2. ГОСТ 2.702-2011. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем [Электронный ресурс]. – Введ. 2012-09-01. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200087420
3. ГОСТ 2.710-2018. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах [Электронный ресурс]. – Введ. 2019-06-01. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200160576
4. ГОСТ 21.208-2013. Система проектной документации для строительства (СПДС). Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах [Электронный ресурс]. – Введ. 2015-01-01. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200103529
5. ГОСТ Р МЭК 61131-3-2016. Программируемые контроллеры. Часть 3. Языки программирования [Электронный ресурс]. – Введ. 2017-07-01. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200141187
6. Датчики давления и разрежения ОВЕН ПД100 : руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. – 2023. – URL: https://owen.ru/products/datchiki_davleniya/pd100
7. Инновационные решения в области пылеулавливания для пищевой промышленности // Экология производства. – 2023. – № 4. – С. 28–35.
8. Козлов, А. В. Современные средства измерения запыленности воздуха на производственных объектах / А. В. Козлов // Приборы и системы. Экологический мониторинг. – 2022. – № 3(15). – С. 22–28.
9. Модернизация систем аспирации комбикормовых цехов / К. А. Семенов [и др.] // Сборник научных трудов SWorld. – 2021. – Вып. 4. – С. 12–19.

Весь текст будет доступен после покупки