Abstract:
У кваліфікаційній роботі проведено аналіз існуючого стану системи електрифікації ділянки помолу борошна. Виконано розрахунок електричних навантажень, вибір сучасного силового обладнання, захисної апаратури та перерізів кабельних ліній. Особливу увагу приділено автоматизації процесу розмолу. Розроблено структуру системи автоматичного керування (САК) на базі сучасного мікропроцесорного контролера Schneider Electric. Впровадження САК дозволяє забезпечити точне дозування сировини, стабілізувати навантаження на вальцьові верстати та забезпечити безперервний контроль параметрів помелу. Це мінімізує вплив людського фактора, знижує питомі витрати електроенергії та забезпечує стабільний вихід якісного обойного борошна. У технологічній частині проведено аналіз зерна як об’єкта переробки, проведено опис прийнятої технології виробництва борошна, описано стан цеху та проведено розташування технологічного обладнання. У розрахунковій частині проекту проведено вибір двигунів серії АИР та їх перевірочний розрахунок щодо відповідності для встановленого обладнання, розраховано і вибрано кабельні лінії та апарати захисту. Для електропостачання застосовано кабелі марки ВВГнг з перерізами від 1,5 до 10 мм2, що забезпечують допустимі струмові навантаження для струмоприймачів цеху. Система захисту реалізована на базі автоматичних вимикачів серії АВ 2000, що захищають від короткого замикання та перевантажень. Кабелі та силова апаратура цеху виконані у вибухозахищеному виконанні, так як приміщення борошномельних цехів відносяться до вибухонебезпечних зон.
Особливе місце в роботі займає модернізація системи управління, оскільки процес розмолу зерна можна охарактеризувати як динамічний та складний. При ручному керуванні неможливо точно забезпечити дозування та навантаження на технологічну лінію, що може призводити до нестабільної якості вихідного борошна та підвищеному зносу обладнання та їх робочих органів. Впровадження системи автоматичного керування на базі сучасного ПЛК дозволяє стабілізувати та контролювати навантаження на технологічну лінію, підвищити вихід високоякісного борошна при зниженні енергоємності цеху.
У розділі охорони праці проведено аналіз стану охорони праці небезпечних факторів та можливих ризиків. Запропоновано заходи безпеки при роботі в борошномельному цеху для безпеки персоналу та надійності роботи електрообладнання. Запропоновано комплекс інженерних та енергетичних рішень для зниження рівня виробничих ризиків та гарантує безпечну експлуатацію електроустановок у пожежо- та вибухонебезпечних зонах.
Економічна частина містить розрахунок капітальних вкладень, що становлять 488,6 тис грн. При впровадженні проекту річний економічний ефект складатиме 543,5 тис. грн, що досягається за рахунок відсутності логістики по закупці борошна у сторонніх виробників, економії електроенергії, постійному та стабільному виробництву на власних потужностях. Розрахунковий термін окупності становить 1.08 року.
Description:
The thesis analyzes the current state of the electrification system in the flour
milling section. Calculations of electrical loads were performed, and modern power
equipment, protective devices, and cable cross-sections were selected. Particular
attention was paid to the automation of the milling process. A structure for the
automatic control system (ACS) was developed based on a modern Schneider Electric
microprocessor controller. The implementation of the ACS ensures precise raw
material dosing, stabilizes the load on the roller mills, and provides continuous
monitoring of milling parameters. This minimizes the human factor, reduces specific
energy consumption, and ensures a stable output of high-quality whole-grain flour.
The technical section includes an analysis of grain as a raw material, a
description of the flour production process, a description of the workshop’s condition,
and a layout of the processing equipment.
The design section of the project includes the selection of AIR series motors and
their verification calculations to ensure compatibility with the installed equipment;
cable lines and protective devices have been calculated and selected. For power supply,
VVGng cables with cross-sections ranging from 1.5 to 10 mm² were used, ensuring
permissible current loads for the shop’s current collectors. The protection system is
based on AV 2000 series circuit breakers, which provide protection against short
circuits and overloads. The workshop’s cables and power equipment are explosion-proof, as the premises of flour milling workshops are classified as explosive
atmospheres.
A key focus of the project is the modernization of the control system, as the grain
milling process is dynamic and complex. Manual control makes it impossible to
accurately regulate dosing and loading on the production line, which can lead to
inconsistent flour quality and increased wear and tear on equipment and its moving
parts. The implementation of an automatic control system based on a modern PLC
allows for the stabilization and control of the load on the production line, increasing
the yield of high-quality flour while reducing the workshop’s energy consumption.
The occupational safety section analyzes the state of occupational safety,
hazardous factors, and potential risks. Safety measures are proposed for work in the
flour milling shop to ensure personnel safety and the reliability of electrical equipment.
A set of engineering and power engineering solutions is proposed to reduce production
risks and ensure the safe operation of electrical installations in fire- and explosion
hazardous areas.
The economicsection includes a calculation of capital expenditures totaling
488,600 UAH. Upon implementation of the project, the annual economic benefit will
amount to UAH 543,500, achieved through the elimination oflogistics costs associated
with purchasing flour from third-party producers, energy savings,and continuous and
stable production at our own facilities. The estimatedpayback period is 1.08 years.