Навчальний посібник Автоматизація технологічних процесів і систем автоматичного керування (частина 2)

2.6.2. Автоматизація установок ультрафіолетового опромінення.

При промисловій технології вирощування тварин і птахів значне місце відводиться використанню ультрафіолетового опромінення. Ультрафіолетове опромінення з довжиною хвилі 280..315нм (в області – В) в малих дозах позитивно впливає на ріст, розвиток, обмін речовин, продуктивність тварин і птахів. Недостача природного ультрафіолетового опромінення особливо відчутна в осінньо-зимовий період і ранньою весною. Вона часто буває першопричиною порушення обміну речовин, зниження захисних функцій організму і його стійкості до різних захворювань. Під дією цих променів у шкірі тварин відбувається реакція утворення з провітаміну активно діючого вітаміну D, який відіграє важливу роль у регулюванні обміну речовин. При недостачі в організмі вітаміну D розвиваються такі хвороби, як рахіт, ацидоз та інші. Щоб цього не допустити в системах зоотехнічних і ветеринарних заходів передбачається штучна компенсація ультрафіолетової недостачі, в результаті чого на 5…13% підвищуються надої корів, збільшуються на 4…20% середньодобові прирости маси поросят, телят, ягнят і птахів, на 10…15% збільшується яйценосність курей.

Для ультрафіолетового опромінення сільськогосподарських тварин і птахів використовують різні типи опромінювачів і установок: стаціонарні опромінювачі типів ЭО1-30М, ОЭ-1, ОЭ-2, і ОЭСП02-2´40, переносні опромінювачі типів ОРК-2 і ОРКШ, пересувні опромінюючі установки типів УО-4 і УОК-1 та інші.

Основним критерієм ефективності ультрафіолетового опромінення є необхідна кількість опромінення – доза. Вона для кожного виду і віку тварин та птахів визначається на основі біологічних досліджень. Доза опромінення залежить від типу та потужності джерела опромінення, висоти підвісу опромінювача та тривалості процесу опромінення. Структурна схема керування процесом ультрафіолетового опромінення тварин і птахів зображена на рисунку 2.6.4.

Рисунок 2.6.4. Структурна схема Керування Процесом ультрафіолетового опромінення: H – доза опромінення (вхідна дія); T – час опромінення (величина, що керується).

З точки зору автоматизації для стаціонарних і переносних опромінюючих установок тривалість опромінення може бути забезпечена шляхом використання програмних пристроїв. Вони забезпечуватимуть необхідну періодичність включення та тривалість роботи опромінюючої установки протягом доби. При використанні пересувних опромінюючих установок тривалість опромінення обумовлена швидкістю переміщення опромінювачів та кількістю проходів, що вони здійснюють. Отже при керуванні ними використовують принцип управління кількістю проходів, з використанням програмних пристроїі та апаратів керування в функції шляху.

Стаціонарний опромінювач типу ЭО-1-30М (рисунок 2.6.5) призначений для ультрафіолетового опромінення тварин і птахів. В опромінювач входить одна ерітемна лампа типу ЛЭ-30 потужністю 30Вт та одна лампа розжарювання потужністю 40Вт і напругою живлення 127В. Лампа розжарювання використовується в якості баластного опору. Опромінювач складається з кожуха 1, розсіювача 2, що виготовлені з оцинкованої та пофарбованої листової сталі. Всі прилади та арматура розміщенні в кожусі. В опромінював також входить одна ерітемна лампа 3 Типу ЛЭ-30 потужністю 30Вт та одна лампа розжарювання 4 потужністю 40Вт і напругою живлення 127В. Лампа розжарювання використовується в якості баластного опору та як освітлювальний прилад. Для захисту ламп від пошкоджень використовується захисна сітка. Ефективне запалювання ерітемної лампи здійснюється за допомогою трансформатора Т та полоси з алюмінієвої фольги на поверхні лампи.

При управлінні ультрафіолетовим опроміненням з використанням опромінювачів ЭО-1-30М їх поєднують в групи та передбачають програмне керування періодичністю і тривалістю процесу опромінення.

Рисунок 2.6.5. Опромінювач ЭО-1-30М: а – будова; б – принципова електрична схема; 1 – кожух; 2 – розсіювач; 3 – лампа ЛЭ-30; 4 – лампа розжарювання; 5 – трансформатор.

Самохідна установка УОК-1 (рисунок 2.6.6 а) з двома лампами типу ДРТ-400 приводиться в дію від електродвигуна і застосовується для опромінення курей в багатоярусних клітках. Необхідна доза опромінення при використанні самохідної установки забезпечується кількістю проходів. Принципова електрична схема установки УОК-1 зображена на рисунку 2.6.6 б. Пересуваючись між клітковими батареями, установка опромінює птицю у клітках відразу з двох боків проходу. Апарати керування роботою електродвигуна і опромінювачів змонтовані на пересувному шасі. Керування роботою електродвигуна здійснюється за допомогою реверсивного електромагнітного пускача КМ1, кнопок SB1, SB2 і SB3 та кінцевих вимикачів SQ1 і SQ2. В передній частині шасі встановлено кінцевий вимикач SQ2, який переключає електродвигун на зворотний хід, а в задній частині - кінцеві вимикачі SQ1 та SQ3 відповідно для вимикання ламп і зупинки шасі в кінці робочого ходу установки. Пуск електродвигуна здійснюють кнопками SB3 (прямий хід) або SB4 (зворотний хід). Лампи запалюють повторно-короткочасним натисканням на кнопку SB1.

А

Б

Рисунок 2.6.6. Самохідна установка УОК-1: а – будова; б – принципова електрична схемаю.

Електромеханізована підвісна опромінююча установка УО-4 призначена для ультрафіолетового опромінення тварин і птахів при утриманні їх на підлозі. Схема розміщення опромінюючої установки показана на рисунку 2.6.7, а будова на рисунку 2.6.8. Установка складається з чотирьох опромінювачів, що комплектуються лампами ДРТ-400, щита керування, приводної станції з електродвигуном і редуктором, несучої конструкції. Несучу конструкцію виконують зі стальної оцинкованої проволоки, яку закріплюють вздовж приміщення. Під час роботи опромінювачі роблять зворотно-поступальний рух за допомогою троса, що приводиться в рух від електродвигуна 0,27 кВт. Довжина несучого дроту і троса розрахована на приміщення довжиною до 90м. Швидкість переміщення опромінювачів становить 0,3 м/хв. Необхідна доза опромінення забезпечується кількістю проходів і висотою підвісу опромінювачів.

Рисунок 2.6.7. Схема розміщення установки УФ опромінення УО-4: 1 – ролик натяжний; 2 – гак; 3 – несучий провід; 4 – трос сталевий; 5 – розподільник; 6 – поводок з хомутами; 7 – опромінювач; 8 – шафа керування; 9 – привідна станція.

Рисунок 2.6.8. Опромінююча установка УО-4: 1 - троси; 2 - каретка; 3 - несуча проволока; 4 - кабель; 5 - редуктор; 6 - електродвигун; 7 - щит керування; 8 - арматура; 9 - лампа; 10 - екрани; 11 - провідники; 12 - тримач.

На рисунку 2.6.9. показана принципова схема автоматизації установки ультрафіолетового опромінення УО-4М, що дозволяє задавати щодоби необхідне число проходів, опромінювача.

Рисунок 2.6.9. Принципова електрична схема автоматизації установки ультрафіолетового опромінення УО-4М.

В автоматичному режимі роботи (тумблер SA1 розімкнуть) час включення установки задається за допомогою реле часу KT1, а. число проходів опромінювача — багатопозиційним перемикачем SA2.

У визначений час замикається контакт КT1 у ланцюзі котушки магнітного пускача КM1, що подає напругу на лампу і на паралельно приєднане до неї реле максимальної напруги КV3, KV4. У перший момент напруга на лампі висока, і реле напруги КV3, KV4 починає спрацьовувати, періодично підключаючи замикаючим контактом конденсатор C2, що приводить до запалювання лампи. У процесі розігріву лампи напруга на ній падає і реле КV3 , KV4 припиняє спрацьовувати.

Через 15...20. хв замикається контакт реле часу KT1 у ланцюзі котушки магнітного пускача KM2 і електродвигун М надає руху опромінювачіам.

У протилежному кінці приміщення приводний двигун реверсируются кінцевим вимикачем SQ2, що виключає магнітний пускач KM2 і включає KM3. Опромінювачі почнуть рухатися в зворотному напрямку, котушка крокового шукача КV1 одержить живлення, і його щітки пересунуться на одну ламель.

Опромінювачі зроблять стільки повних проходів (туди і назад), на яке число буде встановлений перемикач SA2. Коли щітки шукача стануть на ламель, з'єднану з заданої оператором ламелью перемикача SA2, реле КV2 знеструмить пускач KM1, що відключить двигун і лампи,

Крім того, котушка крокового шукача одержить живлення через контакти реле KV2 і короткозамкнуте коло шукача КV1. У результаті щітки шукача будуть пересуватися доти, поки не потраплять на розімкнуті контакти. Кроковий шукач КV1 повернеться у вихідне положення, і схема виявиться підготовленої до наступного циклу роботи.

ЗАПИТАННЯ

1. Для чого використовують штучне ультрафіолетове опромінення променями області УФ-В? 2. Від чого залежить доза УФ опромінення тварин і птахів. 3. Принципи автоматизації стаціонарних, переносних та пересувних установок УФ опромінення. 4. Для чого призначена самохідна установка УОК-1? 5. Будова та принцип дії установки УОК-1. 6. Будова та принцип дії установки УО-4.

ТЕСТИ

1. Штучне ультрафіолетове опромінення променями області УФ-В використовують для.

A. Для утворення в шкірі з провітаміну активно діючого вітаміну D.

B. Для утворення в шкірі вітаміну А.

C. Для посилення кровообігу в підшкірних тканинах.

2. Для автоматичного керування стаціонарними опромінюючими установками використовують.

A. Апарати керування в функції шляху.

B. Програмні пристрої.

C. Прилади контролю інтенсивності ультрафіолетового опромінення

3. Для автоматичного керування пересувними опромінюючими установками використовують.

A. Апарати керування в функції шляху та програмні пристрої.

B. Програмні пристрої.

C. Регулятори освіленості.

4. Використовуючи принципову електричну схему УОК-1, вкажіть чим подається команда для переключення електродвигуна приводу на зворотний хід?

A. Кінцевим вимикачем SQ3.

B. Кінцевим вимикачем SQ2.

C. Кнопкою SB2.

5. Яке джерело ультрафіолетового опромінення використовують в пересувній установці УО-4?

A. Дугова ртутна лампа ДРТ-400.

B. Дугова ртутна лампа ДРЛ-400.

A. Люмінісцентна ерітемна лампа ЛЭ -15.