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.
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
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.
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.