Prezentatsiya (27)

1.

Направление подготовки: Мехатроника и робототехника
Профиль: Робототехнические и мехатронные системы автоматизации
Выпускная
квалификационная работа
на тему
«Система автоматического
освещения производственного
цеха»
Обучающийся: Целовальник Данила Вячеславович
Руководитель: Петрова Юлия Николаевна

2.

Введение
ЗАДАЧИ
1.
Изучить нормативные требования к освещению производственных
помещений;
2. Рассмотреть виды систем освещения и современные источники
света, применяемые в промышленности;
Цель - разработка и обоснование
системы автоматизации
освещения производственного
цеха, обеспечивающей
нормативный уровень
освещенности, снижение
энергопотребления и повышение
эф ф ективности эксплуатации
осветительной установки.
3. Проанализировать методы и технические средства автоматизации
освещения;
4. Дать характеристику производственного цеха и существующей
системы освещения;
5. Выполнить расчет или анализ освещенности в контрольных зонах
цеха;
6. Разработать архитектуру автоматизированной системы освещения;
7. Подобрать светильники, датчики, контроллер и исполнительные
устройства;
8. Разработать алгоритм управления системой освещения;
9. Оценить энергопотребление до и после автоматизации;
10. Рассчитать экономический эфф ект и срок окупаемости внедрения. 2

3.

Нормативные требования к освещению
производственных помещений
Требования к организации
безопасного рабочего
места
Строительные нормы для
производственных зданий
Требования к
естественному,
искусственному и
совмещённому освещению
Санитарно-гигиенические
требования к условиям
труда
Требования
Требования к
инструментальному
контролю освещения
Требования к
энергоэфф ективности
осветительных установок.
3

4.

Классификация систем освещения
производственных помещений и современные
источники света
Таблица 1
Классификация систем освещения производственного цеха
Классификационный
Вид освещения
признак
По
функциональному
Рабочее
назначению
По
функциональному
Аварийное
назначению
По
функциональному
Эвакуационное
назначению
По
функциональному
Дежурное
назначению
По распределению
Общее
светового потока
По распределению
Локализованное
светового потока
По распределению
Местное
светового потока
По распределению
Комбинированное
светового потока
Назначение в
производственном цехе
Значение для автоматизации
Обеспечение выполнения
технологических операций
Основной режим управления по графику, присутствию и
уровню освещенности
Сохранение минимально
необходимой видимости при
нарушении питания
Имеет приоритет и не должно зависеть от обычного
энергосберегающего алгоритма
Обеспечение безопасного
выхода персонала
Управляется по особому сценарию, связанному с
безопасностью
Минимальная видимость при
отсутствии основного
производственного процесса
Освещение всего помещения
или крупной зоны
Усиление света в местах
размещения оборудования
Освещение конкретной
рабочей поверхности
Совмещение общего и
местного освещения
Используется для снижения энергопотребления в
нерабочее время
Формирует базовый уровень освещенности
Требует зонирования по рабочим участкам
Должно включаться с учетом операции и присутствия
работника
Рационально для участков точной обработки, сборки и
контроля
4

5.

Методы и средства автоматизации
освещения производственных
помещений
Рисунок 1 – Структурная схема автоматизированной системы
освещения производственного цеха
Рисунок 2 – Алгоритм управления освещением
производственного цеха
5

6.

Анализ существующей системы
освещения производственного цеха
Таблица 3
Характеристика существующей системы освещения
производственного цеха
Параметр
Тип производственного помещения
Режим работы
Продолжительность работы освещения
Высота размещения светильников
Тип существующих светильников
Количество светильников
Средняя мощность одного светильника
Суммарная установленная мощность
Способ управления
Наличие зонального управления
Наличие датчиков движения и освещённости
Наличие автоматизированной системы
управления
Значение
Производственный трубопрокатный
цех
Трёхсменный
До 20 ч в сутки
10–12 м
Люминесцентные и газоразрядные
48 шт
400 Вт
19,2 кВт
Ручное централизованное
Отсутствует
Отсутствует
Отсутствует
6

7.

Разработка системы автоматизации
освещения производственного цеха
Таблица 4
Основные характеристики проектируемого светодиодного
светильника
Параметр
Значение
Тип светильника
Промышленный LED
Мощность
150 Вт
Световой поток
22500 лм
Цветовая температура
5000 К
Индекс цветопередачи
Ra > 80
Степень защиты
IP65
Напряжение питания
220 В
Срок службы
50000 ч
Возможность диммирования
Да
Интерфейс управления
DALI
7

8.

Структура проектируемой системы
автоматизации освещения
Рисунок 3 – Структурная схема системы автоматизации освещения производственного
8

9.

Алгоритм
автоматизирован
ного управления
освещением
производственног
о цеха
Рисунок 4
9

10.

Архитектура инф ормационного
взаимодействия системы автоматизации
освещения
Рисунок 5 – Архитектура информационного взаимодействия системы автоматизации освещения
10

11.

Принципиальная электрическая схема
системы автоматизации освещения
производственного цеха
Рисунок 6 – Принципиальная электрическая схема системы автоматизации освещения
производственного цеха
11

12. Оценка эффективности внедрения системы  

Оценка эффективности внедрения
системы
Таблица 12
Сравнение показателей до и после внедрения автоматизированной системы освещения
Показатель
До модернизации
После модернизации
Изменение
Количество светильников, шт
48
60
+12
Установленная мощность, кВт
19,2
9,0
-10,2
Годовое энергопотребление, кВт·ч
147168
44840,25
-102327,75
Годовые затраты на электроэнергию,
1177344
358722
-818622
Способ управления
Ручной
Автоматизированный
Улучшение
Зональное управление
Нет
Есть
Улучшение
Регулирование по освещенности
Нет
Есть
Улучшение
Дежурный режим
Ограничен
Есть
Улучшение
Контроль через SCADA
Нет
Есть
Улучшение
Срок окупаемости
-
1,75 года
-
руб
12

13.

Заключение
ВЫВОДЫ
1. Проведён анализ существующей системы освещения
производственного цеха
2. Разработана автоматизированная система освещения на
базе LED-светильников, ПЛК Siemens S7-1200 и датчиков
3. Установленная мощность снижена с 19,2 до 9 кВт
4. Годовое энергопотребление уменьшено на 102 тыс. кВт·ч
5. Годовой экономический эф ф ект составил 846 тыс. рублей
6. Срок окупаемости проекта — около 1,7 года
7. Внедрение системы позволяет повысить
энергоэф ф ективность и улучшить условия труда персонала.
13

14.

Спасибо за внимание!