Сегодня: 29 | 11 | 2020

Навчальний посібник Автоматизація технологічних процесів і систем автоматичного керування (частина 1)

ЗАПИТАННЯ

1. Призначення приладу "МПЗК-50". 2. Функціональні можливості станції керування з мікропроцесорним приладом "МПЗК-50". 3 Які Функції виконує пристій САУ-М2 ?

ТЕСТИ

1. Використовуючи схему підключень водонасосної установки з приладом типу "МПЗК-50" Вкажіть, як забезпечити роботу станції без датчика "сухого ходу"?

A. Замовити блок керування з вказаною функцією.

B. Зняти датчик ДСх.

C. Замість датчика ДСх встановити перемичку на затискачах 9-10 .

2. Для чого використовується регулятор чутливості в приладі САУ-М2?

А. Дозволяє легко настроюватися для роботи з різними по електропровідності рідинами.

В. Дозволяє легко настроюватися на тиск води н напірному трубопроводі.

С. Дозволяє легко настроюватися на величину рівня води.

2.1.5. Автоматизація перекачування стічних вод

Для відкачки стічних, дренажних і господарсько-лекальних вод використовують низьконапірні (8...95 м) високопродуктивні (16...9000 м3/год) каналізаційні електронасоси. Каналізаційним насосам мають ряд відмінних рис. Такі насоси мають незабруднююче одне-трилопатеве розширене робоче колесо, яке з'єднує насос з напірним трубопроводом.

Звичайно ці установки мають просту конструкцію, вони обладнані кнопковою станцією дистанційного керування електронасосним агрегатом за допомогою магнітних пускачів.

Як приклад розглянемо систему автоматичного керування двохагрегатною водовідливною насосною станцією (рис. 2.1 16.). Вручну агрегати вмикають і вимикають кнопками SB1...SB4, а в автоматичному режимі — за допомогою електродних датчиків рівня SL1...SL4.

Засувки 1 і 5 з ручним приводом закривають при ремонті насосів. При роботі насосів вони відкриті. Зворотний потік рідини через непрацюючий насос 4, та труби 3 і 7 запобігає клапан 2. Стічні води і гнойова рідина збираються в резервуар 6. В міру підвищення рівня рідини вони перемикнуть проміжки електродів нижнього рівня SL1, SL2 і загальний електрод 8 (заземлена труба). Спочатку від датчика SL2 вмикається один насос. Якщо приплив стічних вод більше, ніж продуктивність насоса, то рівень стоків підвищується і датчиком SL3 вмикається другий електронасос.

Б

А

Рисунок. 2.1.16. Технологічна (а) і принципові електричні (б) схеми керування двохагрегатної відкачувальної насосної станції.

Черговість вмикання агрегатів визначається перемикачем SA3. Наприклад, у положенні 1 перемикача SA3 спочатку від датчика SL2 спрацьовує реле KV1, що вмикає електродвигун M1 першого насоса, а потім від датчика SL3 — реле KV2 і другий електронасос М2. У положенні 2 перемикача черговість вмикання насосів буде зворотною. Другими парами контактів реле KV1 і KV2 шунтують через датчик SL1, ланцюга датчиків SL2 і SL3. Завдяки цьому шунтуванню відключення реле KV1 і KV2, а потім і насосів при зниженні рівня стічної води відбудеться тільки тоді, коли розімкнеться ланцюг датчика SL1 нижнього рівня.

Якщо продуктивність двох агрегатів виявляється менше припливу стічних вод, то від підвищення рівня замикається ланцюг датчика SL4 і спрацьовує реле KV3, що включає аварійно-попереджувальну звукову НА і світлову HL2 Сигналізації. Ця ж сигналізація спрацьовує від реле KV4 при зникненні напруги живлення. Ланцюги аварійної сигналізації одержують живлення від незалежного джерела.

ЗАПИТАННЯ

1. Для чого призначена двохагрегатна водовідливна насосна станція? 2. Як технологічно працює двохагрегатна водовідливна насосна станція?

ТЕСТИ

1. Використовуючи принципову електричну схему двохагрегатною водовідливною насосною станцією вкажіть за допомогою чого здійснюється керування в автоматичному режимі?

A. За допомогою кнопок SB1...SB4.

B. За допомогою електродних датчиків рівня SL1...SL4.

C. За допомогою перемикачів SА1...SА3.

2. Використовуючи принципову електричну схему двохагрегатною водовідливною насосною станцією вкажіть за допомогою яких електродних датчиків рівня вмикається установка?

A. За допомогою електродних датчиків рівня SL3, SL2.

B. За допомогою електродних датчиків рівня SL1, SL2.

C. За допомогою електродних датчиків рівня SL4, SL3.

3. В якій установці використовуються чотири електродні датчики рівня?

A. В водонасосній установці із станцією керування типу УСУЗ.

B. В водонасосні установці з контролем рівня води в водонапірному баку.

C. В установці відкачування стічних вод.

2.1.6. Автоматизація зрошувальних установок

Поверхневе зрошування — найпростіший спосіб, при якому використовуються закриті трубопроводи або відкриті канали. Вода розподіляється системою розподільних і поливних каналів та лотків, обладнаних гідравлічними регуляторами витрати.

Дощування — поширений спосіб машинного зрошування, що ефективно підвищує вогкість і знижує температуру в приземному шарі повітря. Дощувальні системи добре піддаються механізації і автоматизації.

Схема стаціонарної системи дощування з програмним керуванням представлена на малюнку 2.1.17. Система складається з насосной станції 1, магістрального напірного трубопроводу 4 і поливних трубопроводів 5 зі встановленими на них дощовими апаратами 6, кожний з яких підключений до трубопроводу через трьохпозиційний гидроклапан. При подачі води в напірний трубопровід відкриваються гидроклапани дощувальних апаратів першого ряду (найближчі до напірного трубопроводу). Через заданий час програмний пристрій КS1 формує короткочасний імпульс зниження тиску в напірному трубопроводі за рахунок закриття напірного клапана 2 і відкриття перепускного клапана 3. Кожен такий імпульс приводить до закриття гідроклапанів діючого ряду дощувальних апаратів і відкритю наступного.

Перевага описаної системи — відсутність необхідності в спеціальних каналах зв'язку на зрошуваній площі, недолік — можливість зміни норми поливу тільки від одного дощувального апарату до іншого в строгій послідовності.

Рисунок 2.1.17. Схема автоматизації стаціонарної системи дощування:

1 — насосна станція; 2— перепускний клапан; 3- напірний клапан; 4- магістральний напірний трубопровод; 5— поливні трубопроводи; б — дощувальні апарати

Краплинне зрошування — найекономічніший спосіб зволоження, при якому вода подається прямо в корневий шар невеликими дозами через спеціальні водовипускні отвори (крапельниці), встановлювані через кожні 50...100 см на зволожуючих трубопроводах. Управління системою краплинного зрошування повинне забезпечувати потрібну черговість зволоження окремих ділянок і коректувати норму поливу кожного з них. Перша задача розв'язується за допомогою клапанів з електромагнітним приводом, керованих програмним пристроєм, друга — зміною тиску в розподільних трубопроводах, а також дозуванням часу роботи окремих секцій ділянки, що поливається.

Система автоматичного управління краплинним зрошуванням показана на рисунку 2.1.18. Програма, що визначає черговість і час зрошування ділянок, вводиться в блок завдання і відпрацювання програми 1. Сигнал дозволу поливу ділянки поступає на блок елементів 2 і логічний блок 3 порівняння, де порівнюються задане і дійсне значення вологості, вимірювані вологомірами 6. При дефіциті вологості логічним блоком 2 виробляється команда на управління відповідним виконавчим механізмом 4.

Рисунок 2.1.18. Система автоматичного управління краплинним зрошуванням: 1- блок завдань; 2 – блок елементів; 3 – логічний блок порівнянь; 5 – грунт; 6 – вологоміри.

ЗАПИТАННЯ

1. Для чого призначені зрошувальні установки? 2. Як розподіляється вода при поверхневому зрошувані? 3. Як здійснюється полив за допомогою дощувальної установки з програмним керуванням? 4. Як здійснюється краплине зрошування?.

ТЕСТИ

1. Які пристрої використовуються при поверхневому зрошувані ґрунту?

А. Реле часу.

В. ГІдравлічнІ регулятори витрат.

С. Електроклапан.

2. Які пристрої використовуються в стаціонарній дощувальній установці?

А. Реле часу.

В. Трьохпозиційний Гидроклапан та програмний пристрій

С. Електроклапан.

3. Черговість зволоження окремих ділянок при краплиному зволожені здійсн. ється за допомогою...

А. клапанів з електромагнітним приводом, керованих програмним пристроєм.

В. ГідравлічниХ регуляторІв витрат.

С. реле часу.

4. Коректувати норму поливу при краплиному зволожені здійснюється за допомогою...

А. зміною тиску в розподільних трубопроводах, а також дозуванням часу роботи окремих секцій ділянки.

В. зміною тиску в розподільних трубопроводах.

С. реле часу.

2.2. АВТОМАТИЗАЦІЯ МІКРОКЛІМАТУ В ТВАРИННИЦЬКИХ ТА ПТАХІВНИЦЬКИХ ПРИМІЩЕННЯХ

2.2.1. Технологічні основи регулювання мікроклімату у тваринництві і птахівництві.

Під мікрокліматом розуміють сукупність параметрів повітря - температура, вологість, швидкість переміщення, газовий склад, які характеризують його стан в приміщенні. Мікроклімат - як сукупність умов є важливим фактором забезпечення нормального існування і продуктивності сільськогосподарських тварин та птахів. Він також впливає на стан самої споруди і технологічне обладнання.

Вплив різних факторів навколишнього середовища на організм тварини виявляється в глибоких і серйозних змінах фізіологічних процесів останнього: кровообігу, дихання, терморегуляції, газообміну і обміну речовин, що, у свою чергу, впливає на резистентність організму і, природно, на продуктивність тварин. Як свідчить досвід роботи у тваринництві та птахівництві, при утриманні тварин і птахів в нормальних умовах за параметрами мікроклімату збільшується продуктивність тварин, зберігається поголів’я і знижуються витрати кормів. Збільшення продуктивності тварин і птиці: надої молока на 10 - 15%, привіси на 7 - 12%, яйценосність на 25 – 30%. Зберігаємість поголів’я тварин на 5 - 10%, а птиці на 20%, порівняно з утриманням без систем регулювання мікроклімату. Витрати кормів зменшуються у середньому на 15%.

Мікроклімат у тваринницьких та птахівницьких приміщеннях залежить від багатьох умов - місцевого (зонального) клімату, теплозахисних властивостей конструкцій будівлі, рівня повітрообміну, ефективності вентиляції, обігріву, стану каналізації, способів збирання і видалення гною, освітлення, а також від виду і віку тварин і птахів, особливостей їхньої фізіології й обміну речовин, щільності розміщення, типу годівлі і т. д.

Систему опалення для обігріву різних видів тварин і птахів вибирають залежно від кліматичних умов, виходячи з санітарно-гігієнічних і зоотехнічних вимог, економічної доцільності, виробничих умов та інших показників. Для тваринницьких приміщень і пташників застосовують в основному повітряне опалення. В родильних відділеннях, профілакторіях, відділеннях для молочних телят, свинарниках-маточниках, молочних, кормоцехах, і приміщеннях для обслуговуючого персоналу обладнують системами водяного чи парового опалення від централізованої чи загальнофермської котельні. До установок повітряного обігріву відносять установки "Клімат-2", "Клімат-3", теплогенератори, електрокалориферні установки, тепловентилятори. Для одержання локального мікроклімату при вирощуванні телят, поросят і молодняку птахів використовують допоміжний місцевий обігрів (інфрачервоні опромінювачі, підігріваєму підлогу).

Для зволоження та зниження температури повітря тваринницьких і птахівницьких приміщень використовують зволожувачі, що входять в склад вентиляційного обладнання або окреме обладнання зволоження.

Рис. 2.2.1. Структурна схема Об’єкта регулювання мікроклімату: Вхідні дії - LВ – вентиляція; QН– обігрів; WЗв– зволоження; вихідні дії - Ссо2 – концентрація СО2; QПов– температура повітря в приміщенні; J% – вологість повітря в приміщенні.

Особливі умови по створенню мікроклімату характерні для інкубаційного та післяінкубаційного періоду в птахівництві.

Тваринницькі приміщення та пташники як об'єкт регулювання мікроклімату являє собою складні об’єкти так як параметри мікроклімату тісно пов’язані між собою. Так вентиляція впливає не лише на концентрацію газів СО2, NH3, H2S, але і на температуру QПов та вологість J% повітря в приміщенні. Зволоження підвищує вологість J% та знижує температуру QПов повітря в приміщення. Слід враховувати, що на вихідні параметри мікроклімату повітря в приміщенні впливають також значення температури, вологості зовнішнього середовища, кількість тепловиділень від тварин тощо. На рисунку 2.2.1 зображена структурна схема об’єкта регулювання мікроклімату.

Враховуючи залежність регульованих параметрів мікроклімату, при керуванні опалювальним та вентиляційним обладнанням використовують: двох,- трьохпозиційні релейні регулятори температури з біметалевими, манометричними датчиками та терморезисторами, рідше безперервні та імпульсні регулятори температури. При керуванні зволоженням використовують двохпозиційні регулятори вологості з гігроскопічними та гігристорними датчиками.

Автоматизація систем мікроклімату дозволяє створити й підтримувати оптимальні умови повітряного середовища у тваринницьких і птахівницьких приміщеннях. В результаті застосування автоматизації підвищується продуктивність тварин, скорочуються витрати ручної праці і зменшується витрата електричної й теплової енергій. Розрахунки показують, що використання навіть найпростіших пристроїв підтримки температурних режимів дозволяє заощаджувати до 30% електроенергії.

Визначальними параметрами, що характеризують стан внутрішнього повітряного середовища у тваринницьких і птахівничих приміщеннях і піддаються безпосередньому регулюванню, варто вважати температуру, швидкість руху, відносну вологість, і газовий склад повітря.

Особливості автоматизації систем мікроклімату. При розробці автоматичних систем мікроклімату необхідно враховувати наступні особливості.

1. Складність автоматизації мікроклімату у тваринницьких і птахівничих приміщеннях, обумовлена залежністю регульованих параметрів (температура, швидкість руху, відносна вологість повітря і т. д.) від зовнішніх і внутрішніх факторів, що впливають, і їхнім взаємозв'язком; у свою чергу, факторів які змінюються протягом доби і тим більше в різні періоди року.

2. Розосередженість у широких межах контрольованих і регульованих параметрів як по обсязі, так і за часом.

3. Безупинний технологічний зв'язок систем мікроклімату з живими організмами, для яких характерна безперервність біологічних процесів.

4. Роботу устаткування в приміщеннях із підвищеним вмістом вологи, пилу й агресивних газів.

Система автоматичного регулювання (САР) повинна володіти мінімальної інерційністю, забезпечувати правильну послідовність роботи установок, бути надійною й стійкою у роботі, мати захист проти аварійних ситуацій, бути досить простою і економічно вигідною.