Сегодня: 29 | 11 | 2020

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

ЗАПИТАННЯ

1. Об’єми автоматизації вентиляційною установкою із станцією керування ШАП – 5701? 2. Об’єми автоматизації вентиляційною установкою із станцією керування ШОА-9203. 3. Для чого використовуються терморегулятори в вентиляційних установках мікроклімату? 4. Де розміщуються датчики температури в вентиляційних установках.

ТЕСТИ

1. Які засоби автоматизації використовуються вентиляційній установці із станцією керування ШОА-9203.

A. Два терморегулятори, які знаходяться в приміщені та електроконтактний датчик температури, що встановлений на нагрівних елементах.

B. Датчики температури, які знаходяться в приміщені; терморегулятори, які знаходяться в шафі керування.

C. Датчики температури, які знаходяться в приміщені і зовні приміщення; терморегулятори, які знаходяться в шафі керування.

2.2.3. Автоматизація тиристорних станцій керування вентиляційними установками

Безперервне регулювання частоти обертання вентиляторів залежно від температури повітря в приміщенні реалізується тиристорними станціями керування ТСУ-2-КЛУ3 та МК-ВАУ3. Блок-схема станції керування МК-ВАУЗ зображена на рисунку 2.2.4. Уставка температури задається за датчиком ЗДТ. Контроль температури повітря в приміщенні виконується датчиком RK, Який подає сигнал на міст порівння МП. Із МП Через підсилювач-демодулятор ПД Сигнал потрапляє на вузол зміщення ВЗ. Він містить резистори, на які діють задатчики: базової напруги ЗБН, диференціала на допустиме зниження температури ЗД, Мінімальної напруги ЗМН, Яку можна подавати на статор елек­тродвигуна. Із вузла зміщення ВЗ Сигнал надходить на систему імпульсно-фазового управління тиристорами СІФУ. Цей сигнал коригує інший сигнал, який поступає від блока живлення БЖ До блока тиристорів кожної із фаз БТ.

Автоматизація мікроклімату установкою “Кліматика-1”. Кількість вентиляторів у комплекті установки залежить від розрахункової подачі повітря і може коливатися від 6 до 24. Крім вентиляторів, до комплекту входять автоматичні вимикачі для кожного вентилятора та станція керування ТСУ-2-КЛУЗ.

Станція керування забезпечує плавне регулювання частоти обертання асинхронних електродвигунів витяжних вентиляторів з метою автоматичного підтримання температури повітря у виробничих сільськогосподарських приміщеннях. Номінальний струм станції — 63 А, діапазон регулювання вихідної напруги — 6:1, відхилення температури від заданого значення, що викликає зміну вихідної напруги від мінімального до найбільшого значення, дорівнює 4 0С. Система керування споживає не більш ніж 40 Вт.

Рисунок 2.2.4. Блок схема станції керування МК-ВАУ3.

Пристрій ТСУ-2-КЛУЗ ("Кліматика -1") являє собою тиристорний регулятор напруги з цифровою системою керування на інтегральних мікросхемах, який забезпечує плавну зміну вихідної напруги за принципом фазового регулювання залежно від значення температури повітря в приміщенні. Передбачено ручний та автоматичний режими керування. Пристрій складається з 2 ящиків: блока регулятора, до якого входить силовий блок та блок керування, і блока перемикача. Останній виконує функції обвідного пристрою, а також захисту пристрою від коротких замикань. При положенні перемикача режиму роботи "Н" — некерований режим напруга подається на електродвигуни, обминаючи пристрій регулювання. У положенні "Р" — регульований режим двигуни одержують живлення з блока тиристорів.

Блок регулятора конструктивно виконаний у вигляді ящика одностороннього обслуговування. Особливістю конструкції ящика є те, що силові тиристори змонтовані на одному груповому охолоджувачі з застосуванням спеціальних діелектричних прокладок з високою теплопровідністю.

У силовому блоці встановлені шість силових тиристорів, захисні - ланцюжки, трансформатори системи керування, вузол захисту від перенапруги. Блок керування складається з двох друкованих плат та панелі керування. (рис 2.2.5.). На панелі керування розміщені основні органи керування та сигналізації: резистор та блок перемикачів діапазонів "Установка температури"; блок перемикачів "Датчики" та "Ручне", положення "1", "2" якого відповідають кількості під'єднанних термоперетворювачів (датчиків) в автоматичному режимі роботи, а положення "Ручне" — ручному режиму роботи пристрою; резистор "Мінімальна напруга", резистор та лампа "Аварійне відхилення температури", резистор "Ручне керування".

Датчиками температури є термоперетворювачі типу ТСМ (до 2 шт.), що ввімкнені паралельно і розподілені по довжині приміщення. Функціональна схема пристрою наведена на мал..1, де прийняті такі позначення: БР — блок регулятора, БП — блок перемикача, ТП — термоперетворювачі, БС — блок силовий, БК — блок керування, ІП – імпульсна плата, CPC — система регулювання та сигналізації, СІФУ — система імпульсно-фазового керування, ПІ — підсилювач імпульсів.

Силовий блок складається з трьох пар тиристорів типу Т123-250-9-41, що ввімкнені зустрічно - паралельно. Для захисту тиристорів від перенапруг мережі та комутаційних перенапруг у силовому блоці є спеціальний вузол захисту, що складається з RС - кіл та варисторів. Тут же встановлений трансформатор живлення системи керування та синхронізації імпульсів керування з фазами мережі живлення.

Рис. 2.2.5. Функціональна схема пристрою “ Кліматика”.

Модернізована тиристорна станція керування типу ТСУ-КЛУЗ призначена для роботи в системі "Климат-4М" і виконує ті самі функції. Основна її відмінність — застосування в системі керування мікро-ЕОМ, що відносить дану станцію до продукції особливої складності. Пристрій забезпечує чотири режими роботи: ручний, програмування, автоматичний та "Обвід".

У ручному режимі ступені частоти обертання задає оператор.

У режимі програмування здійснюється ввід у постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ) даних настроювання, які визначають роботу в автоматичному режимі.

В автоматичному режимі виконується регулювання частоти обертання електровентиляторів у функції температури повітря в приміщенні.

У режимі "Обвід" здійснюється вимикання силового блока тиристорів та панелі керування, а під'єднання навантаження до мережі виконується через автоматичні вимикачі. Пристрій у режимі програмного керування може здійснювати зміну заданої температури в приміщенні до 90 діб, що забезпечує температурний режим протягом циклу вирощування молодняку, коли відповідно до його росту температура утримання зменшується.

Силовий блок, що складається з шести тиристорів, аналогічний пристрою ТСУ-2КЛ. Панель керування включає однокристальну мікро-ЕОМ і виконує функції формування імпульсів керування тиристорами та виконав.

Системи вентиляції, опалювання, освітлення птахівничих і тваринницьких господарств нормально функціонують тільки при ефективному регулюванні. Установки регулювання мікроклімату і освітлення виробництва ТСУ-ЗКЛ, ТСУ-4КЛ забезпечують паралельне функціонування всього устаткування з оптимальним результатом.

Вентилятори

ВО 7.1

Жалюзі припливні

Датчики температури

Аварія

Клапана припливні з електроприводом

ТСУ-4КЛ

Рисунок 2.2.6. Схема підключення пристроїв до станції керування ТСУ-4КЛ

Станція управління ТСУ-4КЛ призначена для плавного регулювання швидкості обертання асинхронних електродвигунів витяжних вентиляторів (типа ВО-7.1) з метою автоматичної підтримки заданої температури повітря у виробничих і сільськогосподарських приміщеннях.(рис 2.2.6).

Пристрій являє собою тиристорний регулятор з мікропроцесорною системою управління, забезпечуючий плавну зміну вихідної напруги за принципом фазного регулювання залежно від значення температури повітря. Крім плавного регулювання швидкості обертання асинхронних двигунів витяжних вентиляторів, в ТСУ-4КЛ передбачена можливість управління 3-ма групами додаткових вентиляторів (типа ВО-12.5) як в ручному, так і в автоматичному режимах.

У ТСУ-4КЛ передбачені наступні можливості:

автоматичний, ручний режими роботи і режим обвід (вентилятори безпосередньо підключені до мережі);

управління припливними клапанами в ручному режимі і автоматичному (при наявності сервопривода із зворотним зв'язком);

управління теплогенератором;

можливість підключення 3-х датчиків (один зовнішній або датчик вологості);

декілька типів вимірювання температури;

декілька типів індикації параметрів;

установка режимів «ЗИМА», «ЛІТО»;

установка режиму «ЦИКЛ»;

установка режиму «КАЛЕНДАР»;

підключення зовнішньої аварійної сигналізації;

захист від обриву і неправильного чергування фаз живлячої мережі;

автоматичне скидання аварії при короткочасних провалах живлячої мережі або з інших причин.

Технічна характеристика ТСУ-4КЛ :

Номінальна напруга силового ланцюга - 380В.

Допустиме відхилення номінального значення вхідної напруги від - 10 до+ 10%.

Номінальний струм.- 40А

Номінальна частота силового ланцюга - 50Гц

Діапазон регулювання вихідної напруги - не менше 6 :1

Потужність споживана системою управління - не більш 40Вт

Коефіцієнт корисної дії - не менше 98%

Ступінь захисту -1Р54

Габарити блоку регулятора. ширина -240мм, довжина 400мм.

Пристрій призначений для роботи в умовах: температура повітря при експлуатації від 10°С до плюс 40°С; відносна вогкість повітря 80 % при 20 °С.

ЗАПИТАННЯ

1. Які функції виконує автоматизована система управління блок-схеми станції керування МК-ВАУЗ? 2. Які функції виконує автоматизована система управління станції керування ТСУ-2-КЛУЗ.? 3. З яких блоків складається вентиляційна установка із станцією керування МК-ВАУЗ? 4. З яких блоків та обладнання складається вентиляційна установка із станцією керування ТСУ-2-КЛУЗ? 5. Які функції виконує автоматизована система управління станції керування ТСУ-4-КЛ.? 6. Якими пристроями здійснює керування станції ТСУ-4-КЛ.?

ТЕСТИ

1. Які режими має автоматизована система управління модернізована тиристорна станції керування ТСУ-2-КЛУЗ.?

A. Забезпечує режими роботи: ручний, програмування.

B. Забезпечує режими роботи: автоматичний та "Обвід".

C. Забезпечує чотири режими роботи: ручний, програмування, автоматичний та "Обвід".

2. За допомогою якого пристрою сприймається температура в системі управління блок-схеми станції керування МК-ВАУЗ?

A. За допомогою датчика температури.

B. За допомогою терморегулятора.

C. За допомогою реле температури.

3. За допомогою якого пристрою сприймається температура в системі управління станції керування ТСУ-2-КЛУ3?

A. За допомогою реле температури.

B. За допомогою двох датчиків температури.

С. За допомогою терморегулятора.

2.2.4. Автоматизація установок припливної вентиляції.

В системах припливної вентиляції, як правило, використовують відцентрові вентилятори що забезпечують подачу свіжого повітря в зону розміщення тварин чи птахів.

При використанні для приводу вентиляторів асинхронних електродвигунів основного виконання, керування виконують по схемі прямого пуску електродвигуна. В автоматичному режимі керування виконують двохпозиційними регуляторами температури.

При використанні для приводу вентиляторів багатошвидкісних асинхронних електродвигунів передбачається можливість ступінчастого керування продуктивності вентилятора за рахунок зміни частоти обертання.

На рисунку 2.2.7 показано принципову електричну схему керування двохшвидкісним електродвигуном вентиляційної установки з ступінчастим керуванням швидкості обертання в діапазоні 2:1 шляхом зміни числа пар полюсів. Схема передбачає "Ручний" та "Автоматичний" режими керування роботою вентилятора, які задаються перемикачем SA1.

В "Автоматичному" режимі керування управління вентилятором виконується в залежності від температури повітря в приміщенні, яка контролюється датчиком RK трьохпозиційного терморегулятора А1.

Так коли температура повітря в приміщенні нижче уставки спрацювання А1, контакти його вихідного реле К1 спрацюють. Замикаючий контакт К1 в схемі не задіяний, тому обидва електромагнітних пускачі будуть обезживленні.

Рисунок 2.2.7 Принципова електрична схема керування двохшвидкісним електродвигуном вентиляційної установки.

Коли температура повітря в приміщенні відповідатиме уставці А1, контакти вихідних реле К1 і К2 будуть знаходитися у вихідному стані. Через розмикаючий контакти К1 і К2 отримає живлення котушка магнітного пускача КМ1. Контакти КМ1 у силових колах забезпечутють ввімкнення вентилятора на першій ступені частоти обертання (схема з’єднання обмоток ∆). Допоміжний контакт КМ1.1 забезпечує неможливість ввімкнення електромагнітного пускача КМ2 При роботі КМ1, а контакт КМ1.2 ввімкне сигнальну лампу HL2.

Коли температура повітря в приміщенні буде вищою ніж уставка А1, контакти його вихідного реле К2 спрацюють – розмикаючий розімкнеться, а замикаючий замкнеться. Через замикаючий контакт К2 Отримають живлення котушки електромагнітних пускачів КМ2, КМ3. Контакти КМ2, КМ3 у силових колах забезпечують ввімкнення вентилятора на другій ступені частоти обертання (схема з’єднання обмоток YY). Допоміжний контакт КМ2.1 забезпечує неможливість ввімкнення електромагнітного пускача КМ1 при роботі КМ2, а контакт КМ2.2 ввімкне сигнальну лампу HL3.

В "Ручному" режимі керування переключення ступенів частоти обертання електровентилятора забезпечується за допомогою перемикача SA2. Підготовка кіл до роботи та захист електродвигуна вентилятора від струмів короткого замикання здійснюється за допомогою автоматичного вимикача QF1. Захист кіл керування при виникненні в них коротких замикань здійснюється запобіжником FU1. Cигналізація про подачу напруги на щит керування, роботу на І чи ІІ ступені частоти обертання вентилятора здійснюється відповідно сигнальними лампами HL1, HL2, HL3.