Контрольная работа: Автоматическое управление микроклиматом теплицы по нескольким параметрам с помощью установки ОРМ-1
Контрольная работа: Автоматическое управление микроклиматом теплицы по нескольким параметрам с помощью установки ОРМ-1
Содержание
Введение
1. Принципиальная схема автоматического управления
микроклиматом теплицы по нескольким параметрам
2. Функциональная схема автоматического управления
микроклиматом теплицы по нескольким параметрам
3. Функционально-технологическая схема автоматического
управления микроклиматом теплицы
4. Выбор типа технологического оборудования и расчет
технических средств автоматики
Список использованных источников
Введение
Комплексная механизация, электрификация и автоматизация
технологических процессов является главным направлением развития современного
сельского хозяйства.
Внедрение систем автоматизации в сельскохозяйственном
производстве позволит завершить комплексную автоматизацию трудоемких процессов
в животноводстве и птицеводстве, повысить производительность труда, сократить
численность работников, улучшить качество продукции и снизить затраты на ее
производство.
В данной курсовой работе рассматривается система
автоматического управления микроклиматом по нескольким параметрам на примере
установки ОРМ-1, предназначенной для автоматического управления микроклиматом
(температурой и влажностью) в теплицах.
Защищенный
грунт (теплицы, парники, утепленный грунт) широко используются для выращивания
овощей и разнообразного посадочного материала. Достаточно отметить, что
большинство овощных культур выращивают из рассады, приготовленной в парниках.
Автоматизация технологических операций в защищенном грунте дает несомненный
эффект: увеличивается производительность и улучшаются условия труда, экономится
топливо и электроэнергия, снижается заболевание посадочного материала,
повышается урожайность и снижаются сроки созревания растений, овощей и других культур.
Автоматическое управление микроклиматом широко используется
и в животноводстве, особенно при выращивании молодняка, который наиболее
чувствителен к изменениям условий окружающей среды.
1.
Принципиальная схема автоматического управления микроклиматом теплицы по
нескольким параметрам
В
следяще-управляющую систему входят пять электроконтактных термометров ТК-6,
двухпозиционный камерный влагорегулятор ВДК, электроконтактный флюгер и шкаф
управления. Электроконтактные термометры используются в качестве датчиков
температуры: два работаю днем, два – ночью, пятый предназначен для подачи
светового и звукового аварийного сигнала при снижении температуры до
минимального предельного значения. Датчики температуры и влажности размещены в
шкафчике, который устанавливают в центре теплицы на высоте 1,5 – 2 м от
почвы. Микропереключатель флюгера, размещенного на крыше, в зависимости от
направления ветра выдает импульс на включение вентиляции левой или правой
подветренной стороны верхних фрамуг теплицы.
Исполнительные
устройства управления температурой содержат два калорифера, установленных у
торцевых стен теплицы, два электромагнитных вентиля, открывающих доступ
теплоносителю в калориферы, и узел вентиляции теплиц с приводом для фрамуг.
В
устройства управления влажностью входят электромагнитные вентили с
трубопроводами, сточные желоба, водогрейный бойлер, насосная станция и распылители.
Элементы управления электрооборудованием размещены в шкафах.
Продолжительность
дневного и ночного режимов теплицы устанавливаются посредством программного
реле времени, которое своим контактом КТ1 (рис. 1.) переключает через реле
KV1 термометры SK1 и SK3 на термометры SK2 и SK4 (и наоборот, работающие
соответственно днем или ночью). Термометры SK1 и SK2 настраивают на верхний, а
термометры SK3 и SK4 – на нижний предел управления температурой. Когда
температура станет ниже допустимой, размыкаются контакты SK3 или SK4 и
отключают реле KV3, в результате чего срабатывает реле KV7 и включает пускатель
KM6. В работу вводятся электродвигатели M4 и М5 вентиляторов калориферов и
открываются электромагнитные вентили YA2 и YA4. Вентили ставятся на механические
защелки и пропускают теплоноситель в калориферы. По достижении заданной температуры
контакты SK3 или SK4 замыкаются, остальные элементы возвращаются в исходное положение.
Вентили снимаются с защелок с помощью электромагнитов YA3 и YA5 и закрываются.
Когда
температура достигает максимального допустимого значения, замыкаются контакты
SK1 или SK2 и включается реле KV2. В результате в зависимости от положения
контактов флюгера SA2 срабатывают реле KV5 или KV6 и включают пускатели KM3 или
KM5 двигателей М2 или М3 лебедок, связанных тросами с фрамугами правой или
левой стороны теплицы. Степень открытия форточек определяется положением
концевых выключателей SQ1 и SQ2, которые в определенный момент размыкают цепь
тока и останавливают двигатели.
Если
температура снизилась до заданной, то реле KV2 отключается и обесточивает реле
KV5 или KV6. При этом включаются магнитные пускатели KM2 или KM5 реверса электродвигателей
M2 или M3 и форточки закрываются, а двигатели отключаются концевыми
выключателями SQ1 или SQ2.
Автоматическое
управление влажностным режимом происходит следующим образом. Контакт KT2
программного реле времени выдает в дневное время через определенный интервал
импульсы заданной длительности на включение системы увлажнения. Дождевание
произойдет, если влажность в теплице ниже установленной, при которой замыкаются
контакты датчика влажности Sf, и срабатывает реле KV4. Реле KV4 подает питание
на магнитный пускатель KM1 электродвигателя M1 водонасосной станции и
электромагнитный вентиль YA1, открывающий доступ воды к распылителям.
Дождевание прекращается при размыкании контактов KV2, и схема возвращается в
исходное положение. О работе каждого реле сигнализируют соответствующие лампы
HL1…HL8. Термометр SK5 аварийной сигнализации через реле KV8 включает звонок HA
и лампу HL8, когда температура станет недопустимо низкой.
2.
Функциональная схема автоматического управления микроклиматом теплицы по нескольким
параметрам
На
функциональной схеме (рис. 2) объектом управления ОУ является теплица, ВО1
и ВО2 – воспринимающие органы датчиков температуры SK1…SK4, СО1 и СО2 –
сравнивающие органы этих же датчиков, настроенные на максимальную и минимальную
температуры, ВО3 и СО3 – воспринимающий и сравнивающий органы датчика влажности
Sf, ПО1 и ПО2 – программные органы, реле времени КТ1 и КТ2; усилительные
органы: УО1 – реле KV2, УО2 – реле KV3, УО3 – реле KV1, УО4 – реле KV4, УО5 –
реле KV5, УО6 – реле KV6, УО7 – магнитные пускатели КМ3 и КМ5, УО8 – реле KV7,
УО9 – магнитный пускатель КМ6, УО10 – магнитный пускатель КМ1; ИО1 –
исполнительный орган, электродвигатели лебедок М2 и М3; ИО2 – электродвигатели
вентиляторов и калориферов М4 и М5; ИО3 – электродвигатель М1 водонасосной
станции.
3. Функционально–технологическая схема автоматического
управления микроклиматом теплицы
Рис. 3. Функционально-технологическая схема
управления микроклиматом теплицы
Элементы функционально-технологической схемы (рис. 3.):
1–1 – первичный измерительный преобразователь для измерения
влажности, (датчик влажности Sf) установленный по месту;
1–2 – прибор, задающий программу продолжительности
дождевания (реле времени КТ2);
1–3 – пусковая аппаратура для управления электродвигателем
водонасосной станции (магнитный пускатель КМ1);
1–4 – электродвигатель водонасосной станции М1;
1–5 – закрывающий регулирующий орган при прекращении подачи
энергии или управляющего сигнала (электромагнитный вентиль YA1);
2–1, 2–2 – приборы для измерения температуры, бесшкальные с контактным
устройством (электроконтактные термометры SK1 и SK2);
2–3 – прибор, задающий дневной или ночной режим (реле
времени КТ1);
2–4 – пусковая аппаратура для управления электродвигателями
вентиляторов (магнитный пускатель КМ6);
2–5 – электродвигатели вентиляторов калориферов (М4 и М5);
2–6 – закрывающий регулирующий орган при прекращении подачи
энергии или управляющего сигнала (электромагнитный вентиль YA2 и YA4);
2–7 – калорифер.
4. Выбор типа технологического оборудования и расчет
технических средств автоматики
Для привода водяного насоса используется электродвигатель
М1 серии 4A112M493 номинальной мощностью РН=5,5 кВт [1].
Номинальный ток электродвигателя
А
Для приводов лебедок используются электродвигатели М2 и М3
серии 4A80B4 номинальной мощностью РН=1,5 кВт [1].
Номинальный ток электродвигателей:
Для приводов вентиляторов используются электродвигатели М4
и М5 серии 4A71B493 номинальной мощностью РН=0,75 кВт [1].
Номинальный ток электродвигателей:
Перечень оборудования:
1)
автоматический выключатель QF1 серии АЕ-2040
IH=25А ITP=12,5 А [2]
2)
магнитный пускатель КМ1 серии ПМЛ222 IH
= 25 А [2]
3)
автоматические выключатели QF2 и QF3 серии АЕ-2040
IH=10А ITP=4А [2];
4)
магнитные пускатели КМ1…4 серии ПМЛ122
IH = 10 А [2]
5)
автоматический выключатель QF6 серии АЕ-2040
IH=10А ITP=4 А [2]
6)
магнитный пускатель КМ6 серии ПМЛ022 IH
= 25 А [2]
7)
диоды VD1…VD12 серии Д237Б [2]
8)
трансформатор напряжения TV серии ОСОВ
0,25 220/24 В [3]
9)
электроконтактные термометры SK1…SK5
серии ТК6 [3]
10)
датчик влажности Sf серии ДРОВ-3 [3]
11)
реле KV1…KV8 серии РПУ-1 [2]
12)
программное реле времени КТ1 и КТ2
серии ВС-10 [2]
13)
электромагнитные вентили YA1…YA5 серии
ЭВ-2, Р = 30 Вт [2]
Список использованных источников
1. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник – М.:
Энергоатомиздат, 1982 –529 с.
2. Элементы и устройства сельскохозяйственной автоматики,
справочное пособие. Под ред. Н.И. Бохана – Мн.:Ураджай, 1989 – 315 с.
3. Елистратов А.В. Электрооборудование
сельскохозяйственных предприятий: Справочник, – Мн.: Ураджай, 1986 – 328 с.
4. Краткий справочник по теплотехническим измерениям. Под ред.
В.С. Чистякова – М: Энергоатомиздат, 1990 – 286 с.
5. Методические указания к выполнению
функционально-технологических схем автоматизации технологических процессов
сельскохозяйственного производства. – Кострома: издательство Костромской
государственной сельскохозяйственной академии, 2000 – 24 с.
6. Рожнов А.В., Симонов А.В. Принципиальные
электрические схемы автоматизированных технологических процессов
сельскохозяйственного производства. – Кострома: КГСХА, 2001 – 55 с.
7. Автоматика и автоматизация производственных процессов / И.И. Мартыненко,
Б.Л. Головинский, Р.Д. Проценко, Т.Ф. Резниченко, – М.:
Агропромиздат, 1985. – 335 с.