Дипломная работа: Схема автоматического регулирования продолжительности выпечки с коррекцией по температуре во второй зоне пекарной камеры
Cз2=11×1164992 .12+27830×9,17=408980 тыс. бел. руб.
Амортизационные
отчисления составляют 9,5 % от сметной стоимости электропривода. Тогда
для
первого варианта
Cа1 =0,095×kэп1 =0,095×687,5=65,3125 млн. бел. руб.,
где: kэп1 – сметная стоимость
электропривода постоянного тока;
для
второго варианта
Cа2 =0,095×kэп2 =0,095×685=65,075 млн. бел. руб.,
где: kэп2 – сметная стоимость
асинхронного электропривода.
Издержки
на эксплуатацию оборудования включают в себя множество составляющих.
Оборудование электроприводов обоих вариантов является ремонтируемым, оно
проходит планово-предупредительные ремонты, периодичность и объем проведения
которых регламентируется сметой планово-предупредительных ремонтов. Кроме того
оборудование нуждается в регулярном техническом обслуживании, требующем также
определенных затрат. Таким образом, затраты на ремонтно-эксплутационное
обслуживание оборудования можно определить как сумму затрат на заработную плату
ремонтных рабочих, стоимости материалов для ремонта и обслуживания, общецеховых
и общезаводских расходов.
Заработная
плата ремонтных рабочих определяется количеством времени, необходимым для
проведения ремонтно-эксплутационного обслуживания электрической части оборудования,
которая в свою очередь зависит от норм трудоемкости ремонта и технического
обслуживания оборудования. Всю систему электропривода можно разделить на 4
основные части: двигатель, преобразователь, трансформатор и пускорегулирующая
аппаратура. Для каждой из этих частей отдельно находится трудоемкость ремонта и
технического обслуживания. Затем эти величины суммируются. Для расчета
трудоемкости требуется определить плановую продолжительность ремонтного цикла и
межремонтного периода, число ремонтов в год и т.д.
Плановая
продолжительность ремонтного цикла (ремонтный цикл – наработка энергетического
оборудования, выраженная в годах календарного времени между двумя капитальными
плановыми ремонтами):
для
асинхронного электродвигателя
Тпл.2дв=Ттабл.двbрbо=9×2×0,85=15,3 года,
для
электродвигателя постоянного тока
Тпл.1дв=Ттабл.двbкbрbо=9×0,75×2×0,85=11,5 лет,
где: Ттабл.дв -
продолжительность ремонтного цикла для электродвигателей;
bк – коэффициент, учитывающий
уменьшение срока службы коллекторных машин;
bр – коэффициент, определяемый
сменностью работы оборудования;
bо – коэффициент, учитывающий
уменьшение ремонтного цикла машин, отнесенных к категории основного
оборудования;
для
трансформатора
Тпл.тр=Ттабл.трbо=9×0,85=6,8 года,
где: Ттабл.тр -
продолжительность ремонтного цикла для трансформаторов;
для
преобразователя частоты
Тпл.пр
=Ттабл.прbо=6×0,85=5,1 года,
где: Ттабл.вып -
продолжительность ремонтного цикла для преобразователей частоты.
для
тиристорного выпрямителя
Тпл.вып=Ттабл.выпbо=10×0,85=8,5 года,
где: Ттабл.вып -
продолжительность ремонтного цикла для тиристорных выпрямителей.
Плановая
продолжительность межремонтного периода (межремонтный период – наработка
энергетического оборудования, выраженная в месяцах календарного времени между
двумя плановыми ремонтами):
для
асинхронного электродвигателя:
tпл.2дв=tтабл.двbрbо=9×2×0,7=12,6 мес.,
для
двигателя постоянного тока:
tпл.1дв=tтабл.двbкbрbо=9×0,75×2×0,7=9,45 мес.,
где: tтабл.дв - величина
межремонтного периода для двигателя ;
для
трансформатора
tпл.тр=tтабл.трbо=6×0,7=4,2 мес.,
где: tтабл.тр -
продолжительность межремонтного периода для трансформаторов
для
тиристорного выпрямителя
tпл.вып=tтабл.выпbо=24×0,7=16,8 мес.,
где: tтабл.вып -
продолжительность межремонтного периода для тиристорных выпрямителей;
для
преобразователя частоты
tпл.пр
=tтабл.прbо=18×0,7=12,6 мес.,
где: tтабл.пр -
продолжительность межремонтного периода для преобразователей частоты .
По
полученным величинам можно рассчитать количество капитальных и текущих ремонтов
в расчете на 1 год. Количество капитальных ремонтов в год:
для
асинхронного электродвигателя:
Мк.р.1дв=1/Tпл.2дв=1
/ 15,3=0,065,
для
двигателя постоянного тока:
Мк.р.2дв=1/Tпл.1дв=1
/ 11,5=0,087,
для
трансформатора:
Мк.р.тр=1/Tпл.тр=1
/ 6,8=0,147,
для
преобразователя частоты:
Мк.р.пр=1/Tпл.пр=1
/ 5,1=0,196,
для
выпрямителя:
Мк.р.вып=1/Tпл.вып=1
/ 8,5=0,118.
Количество
текущих ремонтов в расчете на 1 год определяется аналогично:
Мт.р.1дв=0,08,
Мт.р.2дв=0,106, Мт.р.тр=0,238,
Мт.р.пр=0,079
Мт.р.вып=0,06.
По
заданному количеству ремонтов в год, а также по заданной норме трудоемкости
определяется годовая трудоемкость ремонтов. Годовая трудоемкость капитальных
ремонтов электрических машин рассчитывается по формулам:
для
асинхронного двигателя
Тк.р.1дв
= Мк.р.1дв × Нк.р.дв × kw= 0,065×32×1,1 = 2,3 человеко-часа.
для
двигателя постоянного тока
Тк.р.2дв
= Мк.р.2дв × Нк.р.дв × kw×kк = 0,087×32×1,1×1,8 =
5,51 человеко-часа,
где: Нк.р.дв – норма
трудоемкости капитальных ремонтов для электродвигателей заданной мощности;
kw
– поправочный коэффициент, учитывающий частоту вращения электродвигателя;
kк
– коэффициент, учитывающий увеличение трудоемкости эксплуатации коллекторных
машин;
Для
трансформатора, преобразователя частоты и тиристорного выпрямителя годовая
трудоемкость капитальных ремонтов рассчитывается следующим образом:
Тк.р.тр
= Мк.р.тр × Нк.р.тр = 0,147×88 = 12,94 человеко-часа,
Тк.р.пр
= Мк.р.пр × Нк.р.пр = 0,196×50 = 9,8 человеко-часов,
Тк.р.вып
= Мк.р.вып × Нк.р.вып = 0,118×35 = 4,13 человеко-часов,
где Нк.р.тр – норма
трудоемкости капитального ремонта для трансформаторов;
Нк.р.пр
и Нк.р.вып – нормы трудоемкости капитлаьного ремонта преобразователей
частоты и выпрямителей соответственно.
Годовая
трудоемкость текущих ремонтов для соответствующих типов оборудования
определяется аналогично трудоемкости капитальных ремонтов:
Тт.р.1дв
= Мт.р.2дв × Нт.р.дв × kw= 0,08×7×1,1 = 0,62 человеко-часа,
Тт.р.2дв
= Мт.р.1дв × Нт.р.дв × kw×kк = 0,106×7×1,1×1,8 =
1,47 человеко-часа,
Тт.р.тр
= Мт.р.тр × Нт.р.тр = 0,238×17 = 4,05 человеко-часа,
Тт.р.пр
= Мт.р.пр × Нт.р.пр = 0,079×15 = 1,19 человеко-часа,
Тт.р.вып
= Мт.р.вып × Нт.р.вып = 0,06×10 = 0,6 человеко-часа,
где: Нт.р.дв, Нт.р.тр,
Нт.р.вып и Нт.р.пр – нормы трудоемкости текущего ремонта
для различных типов оборудования (находятся по тем же таблицам, что и для
капитального ремонта).
Для
пускорегулирующей аппаратуры годовая трудоемкость капитального (текущего)
ремонта принимается равной 25% от трудоемкости капитального (текущего) ремонта
электропривода, которое в свою очередь складывается из трудоемкости ремонта
двигателя, трансформатора и преобразователя:
для
электропривода переменного тока:
Тп.р.к.р.1
= 0,25×(Тк.р.1дв+Тк.р.тр+Тк.р.пр)
=
= 0,25×(2,3+12,94+9,8) = 6,26 человеко-часа,
Тп.р.т.р.1
= 0,25×(Тт.р.1дв+Тт.р.тр+Тт.р.пр)
=
= 0,25×(0,62+4,05+1,19) = 1,47
человеко-часа.
для
электропривода постоянного тока:
Тп.р.к.р.2
= 0,25×(Тк.р.2дв+Тк.р.тр+Тк.р.вып)
=
= 0,25×(5,51+12,94+4,13) = 564 человеко-часа,
Тп.р.т.р.2
= 0,25×(Тт.р.2дв+Тт.р.тр+Тт.р.вып)
=
= 0,25×(1,47+4,05+0,6) = 1,53 человеко-часа.
Трудоемкость
технического обслуживания оборудования принимается равной 10% от нормы трудоемкости
текущего ремонта оборудования без учета поправочных коэффициентов. Таким
образом, годовую трудоемкость обслуживания оборудования можно определить по
формулам:
для
электропривода переменного тока
Тт.о.1пр
= 1.2×12×Нт.р.пр = 0.1×12×15 = 18, человеко-часов,
Тт.о.тр
= 0,1×12×Нт.р.тр = 0,1×12×17 = 20,4 человеко-часа,
Тт.о.пр
= 0,1×12×Нт.р.пр = 0,1×12×10 = 12 человеко-часа;
для
электропривода постоянного тока:
Тт.о.2дв
= 0,1×12×Нт.р.дв = 0,1×12×7 = 8,4 человеко-часа,
Тт.о.тр
= 0,1×12×Нт.р.тр = 0,1×12×17 = 20,4 человеко-часа,
Тт.о.вып
= 0,1×12×Нт.р.вып = 0,1×12×10 = 12 человеко-часа.
Трудоемкость
технического обслуживания электропривода за год:
для
электропривода переменного тока:
Тп.р.т.о.1
= 0,1(Тт.о.1дв+Тт.о.тр+Тт.о.пр) = 0,1×(8,4+20,4+18) = 4,68 человеко-часов.
для
электропривода постоянного тока:
Тп.р.т.о.2
= 0,1(Тт.о.2дв+Тт.о.тр+Тт.о.вып) = 0,1×(8,4+20,4+12) = 4,08, человеко-часов;
Для
удобства сравнения выполненный расчет трудоемкости ремонта и технического
обслуживания для обоих вариантов сведен в таблицу.
Таблица
13.3
Результаты
расчетов трудоемкости ремонта и технического обслуживания оборудования
рассматриваемых вариантов.
Тип оборудования |
Электропривод переменного тока |
Электропривод постоянного тока |
Годовая трудоемкость капитальных ремонтов, человеко-часы |
Электродвигатель |
2,3 |
5,51 |
Трансформатор |
12,94 |
12,94 |
Преобразователь |
9,8 |
4,1 |
Пускорегулирующая аппаратура |
6,26 |
5,64 |
Годовая трудоемкость текущих ремонтов, человеко-часы |
Электродвигатель |
0,62 |
1,47 |
Трансформатор |
4,05 |
4,05 |
Преобразователь |
1,19 |
0,6 |
Пускорегулирующая аппаратура |
1,47 |
1,53 |
Годовая трудоемкость технического обслуживания, человеко-часы |
Электродвигатель |
8,4 |
8,4 |
Трансформатор |
20,4 |
20,4 |
Преобразователь |
18 |
12 |
Пускорегулирующая аппаратура |
4,68 |
4,08 |
Суммарная трудоемкость эксплуатации оборудования, человеко-часы |
Электропривод переменного тока |
Электропривод постоянного тока |
90,11 |
80,72 |
|
|
|
|
По
известной годовой трудоемкости эксплуатации оборудования, учитывая тарифную
ставку ремонтного рабочего, а также соответствующие налоги можно определить
затраты на заработную плату ремонтных рабочих за год:
для
первого варианта:
Сз.п.1
= Ста×Снал×Тсум.1 =
= 0,017×(1+0,04+0,05+0,35+0,02)×90,11 = 2,24 млн. бел. руб.
для
второго варианта:
Сз.п.2
= Ста×Снал×Тсум.2 =
= 0,017×(1+0,04+0,05+0,35+0,02)×80,72 = 2,01 млн. бел. руб.
где Стар - часовая
тарифная ставка ремонтного рабочего, (по IV разряду)
Снал - Коэффициент,
определяющий затраты на выплату налогов в связи с начислением зарплаты:
4% -
Чернобыльский налог,
5% - начисление
на содержание детских дошкольных учреждений,
35% -
начисление на социальное страхование,
1% -
начисление на пенсионных фонд,
25% -
начисление на премирование,
10% -
начисление на выплату дополнительной зарплаты;
Тсум.1 - суммарная
трудоемкость эксплуатации оборудования электропривода переменного тока;
Тсум.2 - суммарная
трудоемкость эксплуатации оборудования электропривода постоянного тока.
Стоимость
материалов для ремонта и обслуживания оборудования принимается равной 100% от
основной заработной платы ремонтных рабочих без учета затрат на выплату
налогов:
для
первого варианта
Смат.1
= Стар×Тсум.1 = 17 ×90,11 = 1,53 млн. бел. руб.,
для
второго варианта
Смат.2
= Стар×Тсум.2 = 17×80,72 = 1,37 млн. бел. руб.
Общецеховые
расходы принимаются равными 100% от основной заработной платы без учета
налогов, т.е. в данном случае они равны стоимости материалов для ремонта и
обслуживания оборудования:
Сц.1
= Смат.1 = 1,53 млн. бел. руб.;
Сц.2
= Смат.2 = 1,37 млн. бел. руб.
Общезаводские
расходы принимаются равными 50% от основной заработной платы без учета налогов,
т.е. в данном случае составляет половину общецеховых расходов:
Сз.1
= 0,5×Сц.1 = 0,5×1,532 = 0,76 млн. бел. руб.;
Сз.2
= 0,5×Сц.2 = 0,5×1,373 = 0,68 млн. бел. руб.
Таким
образом, найдены все величины, необходимые для расчета годовых затрат по
эксплуатации электрической части установки:
Сэкс.эл.1=
Сз.п.1+ Смат.1+ Сц.1+ Сз.1=
= 2,24 +
1,53 + 1,53 + 0,76 = 6,07 млн. бел. руб.
Сэкс.эл.2=
Сз.п.2 + Смат.2 + Сц.2 + Сз.2 =
= 2,01 +
1,37 + 1,37+ 0,68 = 5,44 млн. бел. руб.
Для
определения годовых эксплуатационных расходов для обоих вариантов:
Сэкс1
= Сз1+ Са1 + Сэк1 = 0,76 + 65,31 + 387,1 =
458,4 млн. бел. руб.
Сэкс2
= Сз2 + Са2 + Сэк2 = 0,68 + 65,07 + 408,9 =
474,6 млн. бел. руб.
Приведенные
затраты по сравниваемым вариантам определяется из выражения:
З=Ек.К+Сэкс,
где: Е = 0,15 – коэффициент, принимаемый
по рекомендации ЮНИДО для развивающихся стран;
К –
капиталовложения, млн. бел. руб.
З1
= Е.К1+Сэкс.1 = 0,15.868,5 + 458,4
= 588,7 млн. бел. руб.
З2
= Е.К2+Сэкс.2 = 0,15.865 + 479,5 =
609,3 млн. бел. руб.
13.4
Анализ полученных технико-экономических показателей
Полученные
технико-экономические показатели сравниваемых систем приведены в табл. 13.4.
Анализ и сопоставление капиталовложений, эксплуатационных затрат и затрат на
электроэнергию показывает, что недостатком электропривода постоянного тока
является высокая стоимость и ремонтная сложность электродвигателя, в то время
как асинхронные двигатели являются наиболее простыми и дешевыми.
Поскольку
разница приведенных затрат по расчетным вариантам составляет менее 5%, то
варианты являются фактически равноценными, поэтому принимаем вариант с
использованием привода переменного тока. При приблизительно равной стоимости
привод переменного тока обладает наиболее лучшими технико-экономическими
показателями. Произведенные расчеты показывают, что при использовании привода
переменного тока экономится 20 миллионов 550 тысяч рублей.
Таблица.
13.4
Технико-экономические
показатели сравниваемых систем.
Наименование |
Обозначение |
Привод переменного тока |
Привод постоянного тока |
Капиталовложения,
млн. бел. руб.
|
К |
868,5 |
865,2 |
Амортизационные отчисления,
млн. бел. руб.
|
Ca
|
65,31 |
65,07 |
Плата за потребляемую электроэнергию,
млн. бел. руб/г
|
Cэ
|
387,1 |
408,9 |
Заработная плата ремонтных рабочих,
млн. бел. руб.
|
Сз.п
|
2,24 |
2,01 |
Стоимость материалов для ремонта электропривода,
млн. бел. руб.
|
Сат
|
1,53 |
1,37 |
Цеховые расходы,
млн. бел. руб.
|
Сц
|
1,53 |
1,37 |
Общезаводские расходы, млн. бел. руб. |
Сз
|
0,76 |
0,68 |
Эксплуатационные издержки по электрической части,
млн. бел. руб.
|
Сэкс.эл
|
6,07 |
5,44 |
Эксплуатационные издержки по сравниваемым приводам,
Млн. бел. руб.
|
Сэкс
|
458,4 |
474,6 |
Приведенные затраты по вариантам,
млн. бел. руб.
|
З |
588,7 |
609,3 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном
дипломном проекте была произведена модернизация привода пода хлебопекарной печи
А2–ХПЯ–25. Механическое регулирование продолжительности выпечки было заменено
на электрическое по системе электропривода ПЧ – АД. Такая замена увеличит
надежность и долговечность элементов кинематической цепи привода конвейера,
уменьшит расходы на обслуживание оборудования и облегчит его обслуживание.
Также была произведена комплексная
автоматизация хлебопекарной печи с помощью программируемого контроллера. Новая
схема автоматизации, по сравнению со старой, обеспечивает коррекцию
продолжительности выпечки по температуре во второй зоне пекарной камеры.
Применение такой семы улучшит качество выпекаемой и уменьшит количество
бракованной продукции. Применение программируемого контроллера увеличивает
возможности контроля и регулирования параметров технологического процесса и
увеличивает надежность схемы автоматизации.
В ходе работы над дипломным проектом
были построены статические и динамические характеристики новой системы
электропривода, рассчитаны технико-экономические показатели, рассмотрены
вопросы техники безопасности и охраны труда.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.
Маклюков И. И.,
Шумаев Ф. Г. Промышленные печи хлебопекарного производства. – М.: Пищевая
промышленность, 1971. – 392 с.
2.
Печь
хлебопекарная с электрообогревом марки А2 – ХПЯ – 25. Паспорт А2 – ХПЯ – 25.
ПС.
3.
Ключев В. И.,
Терехов В. М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов:
учебник для вузов. – М.: Энергия, 1980. – 360 с.
4.
Соколов М. М.
Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов: учебник для
вузов. – М.: Энергия, 1976. – 480 с.
5.
Зенков Р. Л.,
Ивашков И. И. Машины непрерывного транспорта: учебник для вузов, – 2-е изд.,
перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 432 с.
6.
Шейнблит А. Е.
Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие для техникумов. – М.:
Высш. шк., 1991. – 432 с.
7.
Ключев В. И.
Теория электропривода: учебник для вузов. – М.: Энергоатом издат, 1985. – 560
с.
8.
Сандлер А. С.,
Сарбатов Р. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. –
М.: Энергия, 1974.
9.
Электротехника.
Реферативный журнал. №2 – №12 1997 год.
10. Михелев А. А. Справочник по хлебопекарному
производству. – М.: Пищевая промышленность, 1987. – 352 с.
11. Копылов И. П. Справочник по электрическим машинам.
Т1. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 688 с.
12. Преобразователи частоты серии VLT5000. Технические данные. 1997. –
60с.
13. Преобразователи частоты серии VLT5000. Руководство по эксплуатации.
1998. – 260 с.
14. Энергосбережение. Реферативный журнал. №5 1997 год.
15. Справочник по автоматизированному электроприводу/ Под
ред. Елисеева В.А. и Шинянского А. В. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 616 с.
16. Power solutions. Product digest 48 SFC – 96. INTERNACIONAL
RECTIFIER, USA, 1996.
17. Акимов И. И., Ващуков Е. П., Прохоренко В. А.
Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, коммутирующие устройства. РЭА
Справочник – Мн.: Беларусь, 1994. – 591 с.
18. BTLITEV V. Mendo por
frecuencia de las maginas electricas de corriente alterna. – Camaguey.: LUIS
SANTANA ROSA. 1983. – 136 с.
19. Корлин Е. Б. Автоматизация технологических процессов пищевых
производств. – М.: Пищевая промышленность, 1977. – 430 с.
20. Программируемый контроллер SIMATIC S5. Руководство по программированию.
21. Минеев Р. В., Михеев А. П., Рыжнев Ю. Л. Повышение
эффективности электроснабжения электропечей. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 208
с.
22. Электрические кабели, провода и шнуры:
Справочник/Белорусов Н. И. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 536 с.
23. Кручинин А. М., Махмудов К. М. Автоматическое
управление электротермическими установками: учебник для вузов. – М.:
Энергоатомиздат, 1990. – 416 с.
|