extracted_text:
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение
 «Георгиевский техникум механизации, автоматизации и
управления»
(ГБПОУ ГТМАУ)

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
ОРГАНИЗАЦИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ
И ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Специальность: 35.02.08 Электрификация и автоматизация

сельского хозяйства

ГЕОРГИЕВСК
2022

Составитель: Прутков Владимир Иванович

Аннотация

Методические
указания содержат материалы для выполнения практических и лабораторных работ по
междисциплинарному курсу МДК.01.02 Системы автоматизации сельскохозяйственных
организаций профессионального модуля ПМ.01 Монтаж, наладка и эксплуатация
электрооборудования (в т. ч. электроосвещения), автоматизация
сельскохозяйственных организаций, посвященных изучению принципов
автоматического управления технологическими процессами в сельском хозяйстве, а
также технологии выполнения работ по монтажу и наладке электрооборудования и
средств автоматизации.
Учебное
издание предназначено для студентов учебных заведений среднего
профессионального образования, обучающихся по специальности 35.02.08
«Электрификация и автоматизация сельского хозяйства».

СОДЕРЖАНИЕ

Практическое занятие №1. Составление структурных и
  функциональных схем
систем
  автоматизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

Практическое занятие №2. Составление и анализ принципиальных
  электрических
схем СА
   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

Практическое занятие №3. Составление схем соединений . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . .

21

Практическое занятие №4. Расчёт и выбор элементов систем автоматизации . . . . . . .
  . . .

26

Лабораторное занятие №1. Анализ схемы автоматизации башенной насосной установки на
  релейно-контактных элементах (РКЭ) . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

Лабораторное занятие №2. Анализ схемы СА насосной станции с регулятором
  на
бесконтактных
  элементах (БКЭ) . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

Лабораторное занятие №3. Анализ схемы автоматизации микроклимата на РКЭ . . . . . .
  .

37

Лабораторное занятие №4. Анализ схемы автоматизации
  микроклимата
на тиристорах
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

Лабораторное занятие №5. Анализ системы автоматизации уборки навоза . . . . . . . .
  . . . .

43

Лабораторное занятие №6. Анализ принципиальной электрической схемы управления установкой
  охлаждения молока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

Лабораторное занятие №7. Анализ системы автоматизации инкубатора . . . . . . . . . .
  . . . . .

50

Лабораторное занятие №8. Анализ СА освещения ПТФ с помощью
автотрансформаторного
  регулятора света и программного реле времени  . . .
  . . . . . . . . . . . .

54

Лабораторное занятие №9. Анализ принципиальной электрической схемы управления дробилкой кормов
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

58

Лабораторное занятие №10. Анализ принципиальной электрической схемы управления барабанной
  зерносушилкой СЗСБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

62

Лабораторное занятие №11. Анализ схемы автоматизации микроклимата в плёночных
  теплицах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  .

66

Лабораторное занятие №12. Ознакомление со средствами
  автоматизации контроля
качества сельскохозяйственной
  продукции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69

Лабораторное занятие №13. Анализ схемы автоматизации проточного
водонагревателя
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72

Лабораторное занятие №14. Анализ схемы автоматизации емкостного
водонагревателя
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

76

Лабораторное занятие №15. Анализ схемы управления
  электрокалориферной
установкой
   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

80

Лабораторное занятие №16. Анализ схемы управления облучающей
  установкой
инфракрасного
  обогрева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

Примечание: для удобства
  навигации наименования занятий содержат гиперссылки, позволяющие быстро
  перейти к изучаемым материалам. Для перехода к нужному материалу необходимо
  навести указатель на его наименование в содержании, затем нажать левую кнопку
  мыши. Для возврата к листу «Содержание» следует нажать на заголовок занятия.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1

Тема:
Схемы систем автоматизации.

Наименование
занятия: Составление структурных и функциональных схем систем
автоматизации.

Цель
занятия: изучение методов построения структурных и функциональных схем
систем автоматизации.

Приобретаемые
умения и навыки: умение составления и чтения структурных схем
автоматизации, навыки в использовании чертёжных принадлежностей при составлении
данных схем.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, варианты заданий, справочное пособие,
чертёжные принадлежности.

Интернет-ресурсы:

1. Информационный
портал «StudRef.Com»
[Электронный ресурс] / Структурные схемы автоматизации: Сайт Режим доступа: https://studref.com/362910/tehnika/strukturnye_shemy_avtomatizatsii
2. Информационный
портал «Электротехнический-портал.РФ» [Электронный ресурс] / Функциональные
схемы автоматизации технологических процессов: Сайт Режим доступа: http://электротехнический-портал.рф/proektirovanye-avtomatiki/48-proektirovanye-lokalnyh-sistem-kontrolya/209-funkcionalnye-shemy-avtomatizacii

Задание
На основании
заданного вида автоматической системы:
1. Составить
структурную схему автоматизации.
2. Составить
функциональную схему автоматизации и описать её работу с расшифровкой условных
обозначений.
3. Составить и
сдать отчёт.

Таблица 1 –
Варианты заданий

Вариант

Вид автоматической
  системы

1

2

1

Управление вентилятором в функции влажности воздуха в
  помещении

2

Управление электрообогревателем в функции температуры

3

Управление движением платформы в функции пути

4

Управление насосом в функции давления воды в трубопроводе

5

Управление вентиляционной установкой в функции времени

6

Управление насосом в функции уровня воды в заполняемом
  баке

7

Управление осветительной установкой по заданной программе

8

Управление осветительной установкой в функции освещённости

9

Управление электрообогревом почвы в функции времени

10

Управление поливом почвы в функции влажности (с
  использованием электромагнитного клапана)

11

Управление поливом почвы в функции времени (с
  использованием электромагнитного клапана)

12

Управление компрессором, заполняющим воздухом бак, в
  функции давления

13

Управление поточной линией: загрузочный шнек – наклонный
  транспортёр – горизонтальный транспортёр (программа, блокировки)

14

Управление водонагревателем в функции уровня воды и её
  температуры

Продолжение
таблицы 1

1

2

15

Управление нагревателями в инкубаторе в функции
  температуры воздуха

16

Отключение вентилятора в инкубаторе при открывании дверцы

17

Управление инфракрасными облучателями в функции
  температуры

18

Управление инфракрасными облучателями в функции времени

19

Управление транспортёром,
  подающим корм в бункер, в функции уровня

20

Управление клапаном увлажнения в инкубаторе в функции
  влажности

21

Управление электробрудером в функции температуры воздуха

22

Управление движением ультрафиолетовых облучателей в
  функции пути

23

Управление погружным насосом в функции давления воды в
  трубопроводе

24

Управление установкой уличного освещения по заданной
  программе

25

Управление установкой уличного освещения в функции
  освещённости

26

Управление погружным насосом в функции уровня воды в
  водонапорной башне

27

Управление подачей воды для полива растений в теплице (с
  использованием электромагнитного клапана)

28

Управление системой навозоудаления: горизонтальный
  транспортёр – наклонный транспортёр – транспортная тележка (программа,
  блокировки)

29

Управление вентиляционной установкой в функции температуры
  воздуха

30

Управление электрообогреваемыми полами в функции
  температуры

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
функциональную схему автоматизации следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
Задание
для отчёта:

1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Задание.
5. Функциональная
схема автоматизации, составленная согласно варианту задания.
6.
Описание функциональной схемы автоматизации.

Справочные материалы
Структурные схемы определяют основные
функциональные части системы управления, их назначение и взаимосвязь, в том
числе определяют системы контроля и управления технологическими процессами
данного объекта. Они устанавливают взаимные связи между щитами автоматизации и
пунктами управления (агрегатными, групповыми, центральными и т. п.), а также
показывают техническую сущность автоматического управления объектом.
При изучении автоматизации объектов удобно
пользоваться обобщённой структурной схемой (рисунок 1).
Коммутационное устройство КЗУ
служит для подключения автоматической системы к электрической сети и для
прекращения работы при возникновении аварийных режимов. Командоаппарат КА
задает режим работы. При автоматическом режиме задатчик 3 подаёт через
усилитель У команду исполнительному механизму ИМ на ввод объекта
управления ОУ в работу или вывод из нее. При ручном управлении воздействие
на исполнительный механизм осуществляется аппаратами ручного управления РУ.
Исполнительный механизм подает команды также на устройства сигнализации С.
Оператор либо программирует системы, либо оказывает воздействие на аппараты
ручного управления.

ПОРЯДОК СОСТАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Перед составлением схемы необходимо изучить
технологический процесс, ознакомиться с машинами, механизмами и установками,
выполняющими данный процесс. Затем нужно выявить требования, предъявляемые к
системе автоматизации.
Вычерчивается технологическая схема (эскиз) объекта
автоматизации. Наиболее распространённые объекты изображены на рисунке 2.

а – установка
электрического обогрева; б – вентиляционная установка; в –
компрессорная станция;
г – ёмкость,
заполняемая водой (башня); д – нория, заполняющая бункер сыпучими
материалами;
е – движущаяся
платформа; ж – установка полива растений
Рисунок 2 – Примеры
объектов автоматизации

Если при автоматизации объекта существует
необходимость получения информации о показателях процесса, то на
технологическую схему наносятся первичные измерительные преобразователи
(датчики) в форме, показанной на рисунке 3.
 – измеряемая величина:
D – плотность; E –
любая электрическая величина; F – расход; G – размер, положение,
перемещение; H – ручное воздействие; L – уровень; M –
влажность; P – давление, вакуум; Q – состав,
концентрация; R – радиоактивность; S – скорость,
частота;
T – температура;
U – несколько разнородных величин;
V – вязкость; W –
масса; B – освещённость.

      – функции, выполняемые датчиком:
Е – чувствительный элемент, выполняющий первичное
преобразование измеряемой величины (температура, влажность и др.) в величину, удобную
для дальнейшей передачи и обработки (электрическую – ЭДС, сопротивление;
пневматическую – давление и др.)
S – ставится в
том случае, если датчик преобразует измеряемую величину в механическое усилие,
замыкающее (или размыкающее) контакты (у контактных датчиков давления, уровня,
конечных выключателей и др.).
N –
порядковый номер.
Эти датчики наносятся по месту установки. Примеры
нанесения приведены на рисунке 4.

а – первичный
преобразователь температуры (термосопротивление, термопара); б – датчик
влажности почвы; в – датчик давления (электроконтактный манометр); г
– датчики положения (конечные выключатели); д – датчики уровня
Рисунок 4 – Примеры
нанесения датчиков на объекты автоматизации

В некоторых случаях после обозначений измеряемых величин
могут ставиться обозначения, уточняющие данные величины:
D, d –
разность, перепад; F, f – соотношение, доля, дробь; J –
автоматическое переключение, обегание; Q, q –
интегрирование, суммирование по времени.
Примеры:

– прибор, измеряющий перепад давлений
(дифференциальный манометр);

– счётчик воды, газа и др.

По месту
установки наносятся показывающие приборы (обозначение – буква I
после измеряемой величины), если они предусмотрены технологическим процессом.
Примеры:

– показывающий термометр;

– показывающий манометр.

В нижней
части функциональной схемы выделяется место для приборного щита. На приборном
щите могут наноситься следующие приборы:

автоматические регуляторы
     приборного типа (при наличии), выполняющие следующие функции: I – показание; R – регистрация;
     С – регулирование, управление; S – включение,
     отключение, переключение; A – сигнализация;
     порядок расположения буквенных обозначений функциональных признаков, если
     их в одном приборе несколько, следующий: IRSCA;
автоматические регуляторы
     аппаратного и агрегатного типов (при наличии), выполняющие лишь функции
     регулирования, включения и отключения (не имеющие показывающих и
     регистрирующих приборов);
вторичные показывающие приборы
     (при наличии);
исполнительные
     механизмы (элементы);
программные устройства и реле
     времени; их условное обозначение –            (K –
     время);
аппараты ручного управления;
приборы автоматической
     сигнализации для контроля за состоянием измеряемых величин (показателей
     процесса), для контроля подачи напряжения на электроустановки и для др.
     назначения.

Принцип
построения условного обозначения прибора на функциональных схемах приведён на
рисунке 5.

Рисунок
5 – Принцип построения условного обозначения прибора на функциональных схемах

В качестве автоматических
регуляторов приборного типа могут служить автоматические мосты (например, КСМ),
автоматические потенциометры (например, КСМ), логометры и др. приборы.
В качестве
автоматических регуляторов аппаратного и агрегатного типов могут служить: полупроводниковые
регуляторы температуры (ПТР, РТБ, БРТ и др.), влажности (СПР), фотореле (ФР) и
др.
Примечание: в
автоматической системе, содержащей лишь контактные датчики, автоматические
регуляторы могут отсутствовать.
В качестве
вторичных показывающих приборов могут быть миллиамперметры, милливольтметры,
логометры и др.
В качестве
исполнительных механизмов могут служить электрические элементы (магнитные
пускатели, контакторы, промежуточные реле, электромагнитные клапаны, тиристоры,
электродвигательные механизмы и др.), пневматические и гидравлические элементы.
Пример:

– магнитный пускатель,
промежуточное реле, тиристор.

Аппаратурой,
предназначенной для ручного дистанционного управления, служат кнопки,
выключатели, переключатели, задатчики и др.

– условное обозначение аппаратов
ручного управления.

В качестве
сигнализации может быть использована как светосигнальная арматура (лампы), так
и звуковая сигнализация (звонок, сирена, ревун).
При
построении условных обозначений приборов указываются не все функциональные
признаки прибора, а лишь те, которые используются в данной схеме.
Условные
графические обозначения приборов и средств автоматизации на функциональных
схемах приведены в таблице 2.

Таблица 2 –
Условные графические обозначения приборов и средств автоматизации на
функциональных схемах

Обозначение

Наименование

Первичный измерительный
  преобразователь (датчик) или прибор, устанавливаемый вне щита (по месту)

Прибор, устанавливаемый на
  щите, пульте

Допускаемые обозначения

Исполнительный механизм. Общее
  обозначение

Исполнительный механизм,
  который при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала:
1 – открывает регулирующий
  орган;
2 – закрывает регулирующий
  орган;
3 – оставляет регулирующий
  орган в неизменном положении.

Исполнительный механизм с
  дополнительным ручным приводом

Регулирующий орган

Пересечение линий связи без
  соединения друг с другом

Пересечение линий связи с
  соединением между собой

Графические обозначения трубопроводов для
жидкостей и газов приведены в таблице 3

Таблица 3 – Условные графические обозначения
трубопроводов для жидкостей и газов

Вода

—1—1—

Ксенон

—10—10—

Метан

—19—19—

Пар

—2—2—

Аммиак

—11—11—

Этан

—20—20—

Воздух

—3—3—

Кислота

—12—12—

Этилен

—21—21—

Азот

—4—4—

Щелочь

—13—13—

Пропан

—22—22—

Кислород

—5—5—

Масло

—14—14—

Пропилен

—23—23—

Аргон

—6—6—

Жидкое
горючее

—15—15—

Бутан

—24—24—

Неон

—7—7—

Водород

—16—16—

Бутилен

—25—25—

Гелий

—8—8—

Ацетилен

—17—17—

Противопожарный
  трубопровод

—26—26—

Криптон

—9—9—

Фреон

—18—18—

Вакуум

—27—27—

Пример
составленной функциональной схемы автоматизации показан на рисунке 6.

1 –
первичный измерительный преобразователь влажности; 2 – термометр показывающий;
3 –
аппаратура ручного управления электродвигателем вентилятора; 4 – магнитный
пускатель;
5 –
сигнализация подачи напряжения на электродвигатель вентилятора;
6 –
автоматический регулятор влажности; 7 – сигнализация влажности
Рисунок
6 – Пример составления функциональной схемы автоматизации
Описание
функциональной схемы автоматизации

Функциональная схема автоматизации вентилятора выполнена в функции
влажности. Измерение влажности в помещении осуществляется при помощи первичного измерительного преобразователя влажности 1,
который подаёт сигнал измерительной информации на автоматический
регулятор влажности 6. При превышении влажности воздуха в
помещении допустимого значения регулятор 6
подаёт команду магнитному пускателю 4
на запуск электродвигателя вентилятора M. При
достижении влажности заданного значения регулятор даёт команду магнитному
пускателю на отключение вентилятора. Управлять работой вентилятора можно также
в режиме ручного управления при помощи аппаратов 3. Контроль влажности
осуществляется при помощи световой сигнализации 7, контроль подачи
напряжения на электродвигатель вентилятора – при помощи сигнализации 5.
Показывающий термометр 2 служит для контроля температуры воздуха в
помещении.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2

Тема: Схемы систем
автоматизации.

Наименование занятия:
Составление
и анализ принципиальных электрических схем.

Цель
занятия: научиться составлять принципиальные электрические схемы на
релейно-контактных элементах, исходя из технологических требований, а также
производить их анализ.

Приобретаемые
умения и навыки: умение описания работы принципиальных электрических схем
посредством анализа, навыки в составлении и начертании данных схем.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, варианты заданий, технические
требования для составления схемы, пример составления принципиальной
электрической схемы и её анализа, условные графические обозначения на схемах
Э3, чертёжные принадлежности.

Интернет-ресурсы:
Информационный
портал «Электротехнический-портал.РФ» [Электронный ресурс] / Принципиальные
электрические схемы автоматизации: Сайт Режим доступа: http://электротехнический-портал.рф/proektirovanye-avtomatiki/48-proektirovanye-lokalnyh-sistem-kontrolya/210-principialnye-shemy.html

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с технологическими требованиями, предъявляемыми к составляемой
принципиальной электрической схеме, а также с управляемыми токоприёмниками.
2.
Составить главную цепь (рисунок 1, красный цвет). Для многодвигательного или
реверсивного электропривода схемы главных цепей приведены на рисунке 2.
3.
Составить цепь управления в следующей последовательности:
– нанести (при
необходимости) универсальный переключатель для задания режима работы (рисунок
1, зелёный цвет);
– начертить
цепь ручного управления (рисунок 1, синий цвет);
– начертить
цепь автоматического управления (рисунки 1, 3-7 жёлтый и сиреневый цвета);
– начертить
цепи сигнализации (рисунок 1, оранжевый цвет);
– присоединить
нулевой провод (рисунок 1, чёрный цвет).
4.
Привести поясняющую колонку.
5.
Описать работу составленной схемы.
6.
Ознакомиться с анализируемой принципиальной электрической схемой управления
камерной электропечью.
7.
Составить таблицу «Назначение элементов схемы» (таблица 1).
8.
Перечислить функции, выполняемые анализируемой схемой.
9.
Составить и сдать отчёт.

Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Технологические
требования для составления принципиальной электрической схемы.
5. Составленная
принципиальная электрическая схема. Принцип работы схемы.
6.
Таблица «Назначение элементов схемы» (для принципиальной электрической схемы
управления камерной электропечью).
7.
Функции, выполняемые анализируемой схемой (рисунок 8).

Инструктивные
указания и технологические требования
Принципиальную
электрическую схему следует выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД, используя условные графические обозначения.

Рисунок 1 – Пример
выполнения принципиальной электрической схемы

а                                                                        б
Рисунок 1 – главная
цепь: а – для многодвигательного привода; б – для реверсивного электропривода

Контрольные
вопросы для допуска к работе:
1.
Назначение автоматического выключателя.
2.
Назначение, устройство и принцип работы электромагнитного пускателя.
3.
Назначение промежуточного реле.
4.
Назначение принципиальных электрических схем.

Принцип работы
схемы
Включается автоматический выключатель QF и
подаётся питание в главную цепь и цепь управления. При этом загорится
сигнальная лампа HL2. Переключателем SA задаётся
режим работы. Рассмотрим работу в режиме ручного управления. Ставится
переключатель SA в положение «Р». Нажимается кнопка SB.2. Катушка магнитного пускателя KМ получает питание по цепи: фаза С – переключатель SA – кнопка SB.1 – кнопка SB.2 – катушка магнитного пускателя КМ контакт теплового
реле KK – нулевой
провод. Магнитный пускатель срабатывает и своими главными контактами подключает
электродвигатель М к питающей цепи, а при помощи блок-контакта
становится на самопитание (это необходимо для того, чтобы при отпускании кнопки
SB.2 катушка магнитного пускателя KМ продолжала получать питание). Вентилятор вступает в
работу. Загорается сигнальная лампа HL1. При перегрузке срабатывает нагревательный элемент
теплового реле KK, контакт этого реле разрывает цепь питания катушки KМ, электродвигатель М отключается. Остановка
электродвигателя производится нажатием кнопки SB.1. Для работы схемы в
режиме автоматического управления переключатель SA ставится в
положение «А». Датчик температуры ВK посылает сигнал на
регулятор температуры SK. При достижении температуры среды заданного верхнего
значения терморегулятор SK замыкает свой контакт в цепи питания катушки магнитного
пускателя KМ, электродвигатель М
вентилятора запускается. Он отключится при снижении температуры среды.
Таблица 1 –
Анализ принципиальной электрической схемы

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

QF

Автоматический выключатель

Защита от аварийных режимов.

KM

Электромагнитный пускатель

Дистанционное управление
  электродвигателем вентилятора.

KK

Тепловое реле

Защита электродвигателя от
  токов перегрузок.

SA

Универсальный переключатель

Задание режимов работы схемы.

SK

Регулятор температуры

Регулирование температуры
  воздуха в помещении.

BK

Датчик температуры

Получение и преобразование
  информации о температуре.

SB.1…2

Кнопка управления

Запуск и отключение
  электродвигателя в ручном режиме.

HL1,R1

Сигнальная лампа с балластом

Световая сигнализация работы
  вентилятора.

HL2,R2

То же

Сигнализация подачи напряжения
  в цепь управления.

Функции, выполняемые схемой:
1. Защита
от аварийных режимов работы.
2.
Работа схемы в ручном и автоматическом режимах.
3.
Автоматическое управление электродвигателем вентилятора в функции температуры
воздуха среды.
4.
Сигнализация подачи напряжения в цепь.
5. Сигнализация работы
вентилятора.

Задание на анализ
принципиальной электрической схемы
Объектом управления является камерная печь, применяемая на
небольших ремонтных предприятиях. Конструкция печи (рисунок 8) включает рабочую
камеру из огнеупорных и теплоизоляционных материалов.

1 − дверца; 2 −
нагреватели; 3 − футеровка; 4 − кожух; 5 − коробка выводов; 6
− термопара;
7 − подовая плита
Рисунок 8 – Конструкция камерной электропечи

На внутренних стенках камеры смонтированы открытые
электрические нагреватели ЕК. Дверца печи поднимается и опускается
электродвигателем М. В отключенном состоянии электродвигатель затормаживается
электромагнитом Y.
Принципиальная электрическая схема управления электропечью приведена на рисунке 9.

TV − автотрансформатор; SQ1, SQ2 − конечные выключатели; SK − регулятор температуры;
BK − датчик температуры (термопара)
Рисунок 9 – Принципиальная электрическая схема управления камерной
электропечью

Видеоматериалы к занятию

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3

Тема: Схемы систем
автоматизации.

Наименование занятия:
Составление
схем соединений.

Цель
занятия: изучение методов построения схем соединений (монтажных) систем
автоматизации.

Приобретаемые
умения и навыки: умение составления схем соединений, навыки в использовании
чертёжных принадлежностей при составлении данных схем.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, справочное пособие, чертёжные
принадлежности.

Интернет-ресурсы:
Информационный
портал «Электротехнический-портал.РФ» [Электронный ресурс] / Схемы
электрических соединений щитов и пультов: Сайт Режим доступа: http://электротехнический-портал.рф/proektirovanye-avtomatiki/48-proektirovanye-lokalnyh-sistem-kontrolya/214-shemy-soedineniy-chitov-i-pultov.html

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Выбрать способ изображения схемы соединений (адресный или графический).
2.
Перечертить принципиальную электрическую схему, составленную при выполнении практического
занятия №2 (рисунок 1 или 2 в зависимости от выбранного способа).
3. На
данную схему нанести номера соединительных проводов или клемм (в зависимости от
выбранного способа).
4.
Составить схему соединений (рисунок 3 или 4):
– нанести
элементы схемы совмещённым образом (все составные части элемента расположены в
непосредственной близости друг от друга) таким образом, чтобы на дверке шкафа
управления размещались командоаппараты (кнопки, универсальные переключатели) и
сигнальные лампы, а внутри шкафа – клеммная колодка и остальные элементы);
– нанести
позиционные обозначения элементов схемы и номера клемм колодки;
– к клеммам №
1…3 присоединить питающие провода фаз A, B и C, к последней клемме – нулевой
провод, к 4…6 клеммам – управляемые электроприёмники;
– нанести
соединительные провода главной цепи таким образом, чтобы они были уложены в
жгуты;
– нанести
соединительные провода цепи управления с указанием номеров линий соединения или
адресов (в зависимости от способа);
– указать
маркировку выходов клеммной колодки.

Инструктивные
указания и технологические требования
Принципиальную
электрическую схему следует выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД, используя условные графические обозначения.

Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия.
2. Приобретаемые
умения и навыки.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Принципиальная
электрическая схема из ПЗ №2 (исходные данные).
5. Составленная
схема соединений.
6.
Расшифровка позиционных обозначений схемы.
7.
Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные
вопросы
1.
Назначение схем соединений.
2.
Основные способы составления схем соединений.

Пример выполнения
задания

Рисунок
1 – Исходные данные (принципиальная электрическая схема) для графического
способа
изображения
схем соединений

Рисунок 2 – Исходные
данные (принципиальная электрическая схема) для адресного способа
составления схем
соединений

Рисунок
3 – Схема соединений, составленная графическим способом

Рисунок
4 – Схема соединений, составленная адресным способом

Справочные материалы

Схемы соединений (монтажные схемы) – это схемы,
на которых изображают соединения составных частей автоматизированной установки
или изделия, а также показывают провода, кабели, жгуты или трубопроводы, которыми
осуществляются эти соединения.
Схемами соединений (монтажными) пользуются при
выполнении монтажных и наладочных работ на объекте, а также в процессе
эксплуатации. Они необходимы и при разработке других проектных и
конструкторских документов, в первую очередь чертежей, определяющих прокладку
и способы крепления проводов, жгутов, кабелей или трубопроводов.
Применяют три основных способа составления
электрических схем соединения: графический, адресный и табличный.
Графический способ заключается в том, что на
схеме соединений условными линиями показывают всю соединительную проводку как
одиночную, так и объединяемую в пакеты и жгуты. Маркировка на схеме соединения
должна соответствовать маркировке на принципиальной электрической схеме, на
основании которой разрабатывают схему соединений. Графический способ
составления схем соединений применяют для щитов и пультов управления с простой
коммутацией, относительно мал насыщенных аппаратурой и приборами.
Схемы трубных проводок выполняют только графическим
способом. Если на одном щите или пульте прокладывают трубы из разного
материала (стальные, медные, пластмассовые), то и условные обозначения применяют
различные (сплошные линии, штриховые, штриховые с двумя точками и т. д.).
Адресный способ изображения схем соединений, который
иногда называют еще «встречным», состоит в том, что линии связи между
отдельными элементами и аппаратами, установленными на щите или пульте, не изображают.
Вместо этого у места присоединения провода на каждом аппарате или элементе
проставляют цифровой или буквенно-цифровой адрес того аппарата или элемента, с
которым он должен быть электрически связан. Такое начертание схемы не
загромождает чертеж линиями связи и легко читается.
При составлении схемы соединений адресным способом на
чертеже необходимо соблюдать взаимное расположение элементов, приборов и
аппаратов, принятое на чертеже общего вида этих конструкций. При наличии
приборов и аппаратов на нескольких элементах конструкции (крышке, дверях,
боковых стенках) выполняется развертка этих элементов в одну плоскость с
соблюдением их взаимного расположения, пропорции и изображения установленных
на них приборов и аппаратов.
Примеры
изображений элементов на схемах соединений приведены на рисунке 5.

                                     а
                          б                                                в
Рисунок 5 – Примеры
изображений элементов на схемах соединений:
а –
универсальный переключатель; б – автоматический регулятор температуры; в
– программное реле

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4

Тема: Выбор элементов
систем автоматизации.

Наименование занятия:
Расчёт
и выбор элементов систем автоматизации.

Цель
занятия: изучение правил выбора элементов систем автоматизации.

Приобретаемые
умения и навыки: умение составления схем соединений, навыки в использовании
чертёжных принадлежностей при составлении данных схем.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, справочная литература, персональный
компьютер с доступом к сети Интернет.

Интернет-ресурсы:
1. Справочник
электрослужбы [электронный ресурс] / Технические данные автоматических
выключателей серии ВА. – Сайт Режим доступа: http://www.elektrikii.ru/publ/6-1-0-108
2. Компания
«МашИнформ» [электронный ресурс] / Пускатели электромагнитные серии ПМЛ. – Сайт
Режим доступа: https://electro.mashinform.ru/puskateli/puskateli-jelektromagnitnye-serii-pml-obj548.html
3.  Компания
«ОвенКомплектАвтоматика» [электронный ресурс] / Датчики уровня воды. – Сайт
Режим доступа: http://www.owenkomplekt.ru/datchiki-urovnya-vody.html
4. ООО
«Зерноприбор» [электронный ресурс] / Сигнализаторы (датчики) уровня. – Сайт Режим
доступа: http://zernopribor.ru/catalog/nasha-produktsiya/sum-1/
5. Московский
приборостроительный завод «ТИЗПРИБОР» [электронный ресурс] / Выключатель
конечный. – Сайт Режим доступа: http://tizpribor.com/elementy-useppa/elementy-dlya-formirovaniya-informatsii-diskretnye/vyklyuchatel-konechnyj-tipa-p1vk-1?yclid=7376596904727826293
6. Официальный
сайт завода «Электроконтактор» [электронный ресурс] / Выключатели концевые ВПК.
– Сайт Режим доступа: https://www.elektrokontaktor.ru/produkciya/vyklyuchateli-koncevye
7.  Сайт
компании «Датчики и системы промышленной автоматики "Аквар-Систем"»
[электронный ресурс] / Датчик влажности зерна в потоке. – Сайт Режим доступа: http://aquar-system.ru/catalog/izmerenie-vlazhnosti-zerna-v-potoke/datchik-vlazhnosti-zerna-v-potoke/
8. Магазин
магнитов и электротехники «2 MAGNITA» [электронный
ресурс] / Цифровой регулятор влажности воздуха. – Сайт Режим доступа: https://2magnita.ru/goods/Cifrovoj-regulyator-vlazhnosti-vozduha-vlagoregulyator-VR
9. ОАО
«Теплоконтроль» [электронный ресурс] / Термометр ТКП-100Эк манометрический. – Сайт
Режим доступа: http://stdpribor.ru/termometr-tkp-100ek-tkp-100-ek-m1-manometricheskij#more-279
10. Сайт ГК
«Теплоприбор.РФ» [электронный ресурс] / ТПК термометры ртутные
электроконтактные. – Сайт Режим доступа: http://теплоприбор.рф/catalog/tpk-termometry-rtutnye-elektrokontaktnye/
11. Сайт
группы компаний «Теплоприбор.РФ» [электронный ресурс] / Терморегулятор
дилатометрический электрический [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://теплоприбор.рф/catalog/tude-m1/
12. Компания
«ТЭК – Телефония и Электронные Компоненты» [электронный ресурс] /
Терморезисторы, термисторы. – Сайт Режим доступа: http://tec.org.ru/board/115-1-0-193
13. Компания
«220 вольт» [электронный ресурс] / Терморегулятор DIGITOP ТР-1. – Сайт Режим
доступа: https://www.220-volt.ru/catalog-164841/
14. Сайт
компании «Все Манометры.ру» [электронный ресурс] / Манометры электроконтактные
ЭКМ100Эк. – Сайт Режим доступа: http://vsemanometri.ru/catalog/elektrokontaktnye/manometry_elektrokontaktnye_ekm100ek/
15. Компания
«Valve Sale». Запорная арматура [электронный ресурс] / Электромагнитные
(соленоидные) клапаны. – Сайт Режим доступа: http://valvesale.ru/elektromagnitnye_klapany
16. Компания АРК Энергосервис [электронный ресурс] /
Программные реле времени. – Сайт Режим доступа: https://www.kipspb.ru/catalog/6575/
17. Компания
«Инсат» [электронный ресурс] / Реле времени. Таймеры. – Сайт Режим доступа: https://insat.ru/products/?category=1187
18. АРК
Энергосервис [электронный ресурс] / Реле времени (таймеры). – Сайт Режим
доступа: https://www.kipspb.ru/catalog/6577/element277867.php
19.
Интернет-магазин электротехники RS24.ru
[электронный ресурс] / Звонок громкого боя. – Сайт Режим доступа: http://russvet.ru/products/6172/350674/
20. Многобрендовый
магазин электротехники Schneider-24 [электронный ресурс] / Светосигнальная
арматура. – Сайт Режим доступа: https://schneider-24.ru/catalog/nizkovoltnoe-oborudovanie/svetosignalnaya-armatura/
21. ООО ПКФ
«Контактор-М» [электронный ресурс] / Универсальные переключатели УП. – Сайт
Режим доступа: https://www.kontaktor-m.ru/up.html
22. Компания
«AC Энергия» [электронный ресурс] / Кнопочные посты
ПКЕ. – Сайт Режим доступа: https://asenergi.com/catalog/knopki/posty-knopochnye-pke.html

Содержание
работы и последовательность выполнения операций
1. Произвести расчёт и выбор элементов систем автоматизации,
входящих в принципиальную электрическую схему, составленную при выполнении
лабораторной работы №2, в следующей последовательности:
– аппараты защиты
(автоматический выключатель, предохранители);
– исполнительные элементы
(магнитные пускатели, тиристоры);
– автоматические регуляторы
(при наличии): регуляторы температуры – DIGITOP, РТМ-2000, WATTS WFHT-RF LCD; цифровой
регулятор влажности воздуха ВР-1, регулятор влажности почвы GARDENA 1188-20,
регулятор освещённости – фотореле типа ФР-9М, AZH, ФРЛ-11 2-100Лк 20А;
– программные реле ПИК-2, УТ1-РiC и реле времени ВЛ-55М1 AH3-NC-220V AC (при наличии);
– промежуточные реле (при
наличии);
– командоаппараты – кнопки,
переключатели (при наличии);
– сигнальные аппараты – светосигнальная
арматура DEKRAFT ADDS, AD-22DS 24В AC/DC;
звонок МЗМ-1 (при наличии).
2. Составить таблицу перечня элементов (рисунок 1).

Рисунок
1 – Форма таблицы для перечня элементов

3. Привести список литературы и интернет-ресурсов, используемых
при выборе элементов.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. При выборе элементов необходимо делать ссылки на используемую
литературу и Интернет-ресурсы.
2. Выбор сопровождается пояснениями; все формулы нумеруются, а
входящие в них величины расшифровываются.

Задание
для отчёта:
1. Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и
навыки.
2. Оснащение рабочего места.
3. Содержание работы и последовательность выполнения операций.
4. Интернет-ресурсы (используемые для данного варианта).
5. Исходные данные (получить у преподавателя).
6. Расчёт и выбор элементов принципиальной электрической схемы.
7. Таблица «Перечень элементов»

Контрольные
вопросы
1.
Необходимость правильного выбора элементов систем автоматизации.
2.
Классификация источников, необходимых для выбора элементов систем
автоматизации.

Пример
выполнения задания
Производится выбор автоматического выключателя из условий:

                                                                            (1)

                                                                             (2)

,
                                              (3)
где Uна – номинальное
напряжение автоматического выключателя, В;
       Uу – напряжение
электроустановки, В;
       Iна – номинальный
ток контактов автомата, А;
       Iр – рабочий ток,
А;
       Iнр – номинальный
ток расцепителя, А.
Определяется рабочий ток:
                                                            Iр = Iн1 + Iн2,                                                                           (4)
где Iн1 – номинальный ток
электродвигателя горизонтального транспортёра, 15,1А;
      Iн2 – номинальный ток
электродвигателя наклонного транспортёра, 11,4А.
Iр = 15,1 + 11,4 = 26,5 А,
1,1
∙Iр = 1,1 ∙ 26,5 = 29,15 А.
Из каталожных данных [1] принимается автоматический выключатель типа
ВА51Г-31 с техническими данными: Uн = 500 В; Iна
= 100 А; Iнр = 31,5 А; кратность силы
тока срабатывания kср = 14.
Выбранный автоматический выключатель проверяется на ложные срабатывания
из условия:

Iср.к ≥
Iср.р,                                                                             (5)
где Iср.к – каталожное
значение тока срабатывания, А;
      Iср.р – расчетное
значение тока срабатывания, А.

                                Iср.к = kср·Iн.р,                                                                          (6)
Iср.к = 14· 31,5 = 441 А,

Iср.р = 1,25·Iкр,                                                                         (7)
где Iкр
– кратковременный ток, А.

Iкр = ki∙Iн1 + Iн2,
                       (8)
где ki – кратность пускового тока электродвигателя
наибольшей мощности (горизонтального транспортёра), ki=7,5.
Iкр = 7,5 ∙ 15,1 + 11,4 = 124,65
А,
Iср.р = 1,25 · 124,65 = 155,81 А.
441
> 155,81 А.
Условие (5) выполняется. Ложных срабатываний не будет.
Производится выбор магнитного пускателя в цепи питания электродвигателя горизонтального
транспортёра. Условия выбора:

Iн.п. ≥ Iн.дв;
(9)

         Uкат = Uу;                                                                           (10)

Iн.п.≥ ki∙Iн.дв /6,
(11)
где Iн.п.
– номинальный ток магнитного пускателя, А;
      Iн.дв.
– номинальный ток электродвигателя, коммутируемого магнитным пускателем, А;
      Uкат – напряжение
втягивающей катушки, В;
      Uу – напряжение
цепи управления, 220 В.

Из [2] принимается магнитный пускатель серии ПМЛ-220002 с техническими
данными: Iн.п = 25А, Uкaт = 220B,
нереверсивный, с тепловым реле, исполнение по степени защиты IPOO, исполнению
по числу и исполнению контактов – 1 замыкающий и 1 размыкающий, климатическое
исполнение и категория размещения 02 по ГОСТ 15150-69, для частых включений
25
> 15,1 А;
220
= 220 В;
25
> 18,88 А.
Условия выполняются.
Выбор магнитного пускателя в цепи питания электродвигателя наклонного
транспортёра производится аналогично. Результаты приведены в таблице перечня
элементов.
Производится выбор программного реле из [16] серии ПИК-2 с техническими
данными: цикл программы – сутки или неделя, максимальное число команд в цикле
(ячеек памяти) – 100, погрешность хода часов – 1,5 с. в сутки при
нормальной температуре, нагрузочная способность выходных контактов – до 10 А
(220 В, 50 Гц) на активную нагрузку, дискретность программы (минимальный
интервал между командами) – одна минута.
Из [18] принимается реле времени типа AH3-NC-220V AC с техническими
данными: временной диапазон – от 3 секунд до 60 минут, напряжение питания –220
В переменного, наибольшая погрешность – 1% от полной шкалы, потребляемая
мощность – 2 Вт, максимальная нагрузка – 5А, рабочая температура – от минус 10
до плюс 50 °С, размеры – 50×40×57,5 мм.
Из [21] выбирается универсальный переключатель цепи УП 5314 с
техническими данными: Uн=500 В, Iн= 16 А, 8 секций, форма
рукоятки – револьверная.
Из [22] выбираются кнопки управления SB1 и SB2 типа ПКЕ 112-2 (двухэлементные) и SB3
типа (одноэлементная) с техническими данными: Uн=500 В, Iн=
6,3 А, степень защиты со стороны толкателя IP40.
Из [19] принимается звонок громкого боя типа МЗМ-1 с техническими
данными: Uн = 220 В, сила звука 86 дБ, степень
защиты – IP30, потребление электроэнергии 0,136 А.

Из [20] в качестве светосигнальной арматуры принимается DEKRAFT
лампа типа ADDS, светодиодная, диаметром 22 мм, цвет –
зелёный, Uн = 220 В.
Результаты выбора элементов схемы приведены в таблице перечня элементов.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №1

Тема: Автоматизация
водоснабжения и орошения.

Наименование занятия:
Анализ
схемы автоматизации башенной насосной установки на релейно-контактных элементах
(РКЭ).

Цель
занятия: изучение и анализ работы принципиальной электрической схемы
типовой станции водоснабжения.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении и наладке автоматизированного электропривода
водоснабжающих установок.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, модель водоснабжающей установки
башенного типа с комплектом датчиков уровня, электронасосный агрегат, станция
управления, инструмент, чертёжные принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Крепление
проводов к контактам аппаратов и щитов должно быть достаточно надёжным.
2. Нельзя
производить присоединения в схеме, которая находится под напряжением.
3. Включать
электрическую схему под напряжение можно только после проверки её
преподавателем и в его присутствии.

Литература:
Бородин, И. Ф.  Автоматизация технологических процессов и системы
автоматического управления: учебник для среднего профессионального образования
/ И. Ф. Бородин, С. А. Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство
Юрайт, 2023. – с. 314…319 – (Профессиональное образование). – ISBN
978-5-534-08655-3. – Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт
[сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с устройством типовой водоснабжающей установки башенного типа.
2. Записать
технические данные электрооборудования и средств автоматизации.
3. Изучить
устройство контактного датчика уровня электродного типа, вычертить эскиз.
4. Составить
функциональную схему автоматизации и схему подключения.
5. Включить
станцию управления под напряжение и исследовать схему в ручном и автоматическом
режимах.
6. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 1.1.

Таблица 1.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления водоснабжающей установкой
башенного типа

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 1.1 –
Принципиальная электрическая схема управления башенной
насосной установкой

Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая
схема (рисунок 1.1).
5. Анализ
принципиальной электрической схемы.
6.
Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы
1.
Устройство электродного датчика уровня (эскиз).
2.
Возможность применения электродного датчика уровня в зимний период
при температуре окружающей среды ниже 0ºС.
3.
Работа принципиальной электрической схемы в автоматическом режиме.
4.
Понятие о защите от «сухого хода».
5.
Обосновать, почему в качестве промежуточного реле выбрано реле
постоянного тока.

Справочные
материалы
Датчик уровня (рисунок 1.2)
установлен в водонапорной башне и имеет трубчатые контакты верхнего и
нижнего уровней, которые закреплены на металлическом стержне на
расстоянии 1 м друг от друга. Сборка зажимов контактов датчика закрыта
крышкой. Датчик сухого хода, необходимый для невозможности включения
электронасоса при отсутствии воды в скважине и с целью предотвращения выхода
его из строя, представляет собой металлический стержень фигурной формы и
устанавливается в скважине.

1 – контакт нижнего
уровня; 2 – общий контакт; 3 – контакт верхнего уровня; 4 – сборка зажимов;
5 – сливная труба
Рисунок 1.2 –
Электродный датчик уровня воды

Принципиальная
электрическая схема управления башенной насосной установкой работает в режимах
ручного (переключатель SA в положении «Р»)
и автоматического (SA в положении «А»)
управления. В ручном режиме управление электродвигателем насоса производится
при помощи кнопок SB1 и SB2.
В автоматическом режиме при отсутствии воды в башне контакты датчиков нижнего SLн.у и верхнего SLв.у
уровней разомкнуты, следовательно, контакт промежуточного реле KL.1 в цепи питания катушки магнитного пускателя KM замкнут. Магнитный пускатель
срабатывает и включает электродвигатель насоса M.
По мере накопления воды в башне перекрываются водой сначала контакты SLн.у, затем SLв.у,
и реле KL через воду получает питание.
Контактами KL.1 оно цепь питания катушки
магнитного пускателя KM, и электронасос
отключается. Реле KL остаётся включенным через
контакты SLв.у, KL.2
и SLн.у. Оно отключится
только тогда, когда вода разомкнёт не только верхние контакты, но и нижние. В
этом случае контакты KL.1 в цепи магнитного
пускателя KM вызовут повторное включение
электронасоса M.
Трансформатор TV необходим для защиты людей от поражения электрическим
током. Реле KL выбрано постоянного тока, так как
обмотка реле переменного тока при разомкнутом магнитопроводе могла бы
перегореть при медленном заполнении водой верхнего промежутка датчиков уровней.
Это может произойти вследствие того, что ток в обмотке реле переменного тока в
данном случае может нарастать медленно до значения тока срабатывания, который в
несколько раз больше его номинального тока, когда магнитопровод этого реле
замкнут. Увеличение тока в цепи катушки реле KL
с повышением уровня воды в верхнем промежутке датчиков уровней вызвано
уменьшением сопротивления слоя воды между верхним электродом и корпусом
датчика, так как увеличивается смачиваемая поверхность электрода и
соответственно, как бы увеличивается площадь сечения проводящего электрический
ток слоя воды этого промежутка.
На холодный период
года необходимо рядом с электродами датчика расположить электрообогреватель,
предотвращающий обледенение и вмерзание электродов в лёд.

Самостоятельная работа (1 час): выполнить
дополнительное задание по лабораторной работе: составить схему соединений по принципиальной
электрической схеме управления башенной насосной установкой.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №2

Тема: Автоматизация
водоснабжения и орошения.

Наименование занятия:
Анализ
схемы автоматизации СА насосной станции с регулятором на бесконтактных
элементах (БКЭ).

Цель
занятия: изучение и анализ работы принципиальной электрической схемы
насосной станции водоснабжения на бесконтактных элементах.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении, наладке и испытании в работе автоматизированного
электропривода насосных установок.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, стенд насосной станции водоснабжения
с комплектом датчиков уровня, инструмент, соединительные провода, чертёжные
принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Крепление проводов
к контактам аппаратов и щитов должно быть достаточно надёжным.
2. Нельзя
производить присоединения в схеме, которая находится под напряжением.
3. Включать
электрическую схему под напряжение можно только после проверки её
преподавателем и в его присутствии.

Литература: Бородин, И. Ф.
Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления:
учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А.
Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. – с. 319…321
– (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3. – Текст:
электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание
работы и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с устройством и принципом действия насосной станции.
2. Составить
функциональную схему автоматизации насосной станции.
3. Начертить
принципиальную электрическую схему насосной установки (рисунок 2.1).
4. Включить
станцию управления под напряжение и исследовать схему в ручном и автоматическом
режимах.
5. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 2.1.

Таблица 2.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления водонасосной станцией типа
ШЭТ

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок
2.1 – Принципиальная электрическая схема управления водонасосной станцией
типа
ШЭТ

Задание
для отчёта:

1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая
схема (рисунок 2.1).
5. Анализ
принципиальной электрической схемы.
6.
Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы

1.
Функциональные блоки, входящие в станцию управления ШЭТ.
2.
Защита электродвигателя насоса от аварийных режимов работы.
3.
Управление электродвигателем насоса при помощи телемеханики.
4.
Описать процесс регулирования уровня при помощи схемы управления
ШЭТ.
5.
Преимущества бесконтактных станций управления перед контактными.

Справочные
материалы

Бесконтактная станция
управления типа ШЭТ выполнена на полупроводниковых
логических элементах. По сравнению с контактными схемами бесконтактные станции
дороже, но удорожание окупается увеличением срока службы и надёжности работы
как самой системы управления, так и электродвигателя. Для защиты
электродвигателя от перегрузок и коротких замыканий имеется специальный блок защиты.
Принципиальная схема
станции (рисунок 2.1) работает следующим
образом. При отсутствии воды в водонапорной башне контакты датчиков верхнего SL1 и нижнего SL2 уровней разомкнуты.
Вследствие этого на входах Вх.5 и Вх.6 сдвоенного логического
элемента ИЛИ–НЕ сигналы отсутствуют, а на его выходе сигналы появляются
и через диоды VD8 и VD9 поступают на усилитель У, который усиливает входной
сигнал, вызывающий срабатывание промежуточного реле KL и загорание сигнальной лампы HL. Реле контактами включает магнитный пускатель KМ, а последний – электронасос
М. По мере заполнения башни водой сначала замыкаются контакты датчика SL2 нижнего уровня, а затем контакты датчика SL1 верхнего уровня. При замыкании контактов SL2 на Вх.6 подаётся отрицательный потенциал, вследствие
чего на диоде VD9 выходной сигнал
исчезает, а на диоде VD8 выходной сигнал
есть, благодаря чему насос не отключается. Когда вода замыкает контакты
датчика SL1 верхнего уровня, на Вх.5
поступает сигнал и на диоде VD8 выходной сигнал
также исчезает. Вследствие этого лампа HL и реле KL отключаются,
что вызывает выключение электронасоса.
При расходе воды вначале
размыкаются контакты SL1 верхнего уровня. Но
это не приводит к включению электродвигателя, так как вместо выходного сигнала
от датчика на вход Вх.5 через диод VD7 и реле KL подаётся
отрицательный потенциал от источника -24 В. При размыкании контактов SL2 нижнего уровня на Вх.6 сигнал исчезает, что
вызывает автоматическое повторное включение электронасоса.
Элементы логики T-202 и выдержки времени D, а также элемент ИЛИ вместе с блоком питания БП2
защищают двигатель от перегрузок и работы в аварийных режимах. Датчиком
тока служит трансформатор тока ТА, выпрямленный ток которого
поступает на потенциометр RP. Посредством
потенциометра RP устанавливают
значение токов срабатывания защиты при перегрузках и коротких замыканиях
электродвигателя. При токах перегрузки срабатывает бесконтактное реле, с
которого на вход Вх.3 поступает сигнал, вызывающий срабатывание элемента
выдержки времени D. С элемента D сигнал с выдержкой времени через элемент ИЛИ поступает
на вход Вх.5 элемента ИЛИ–НЕ, что вызывает отключение
реле KL и электронасоса М.
При токах короткого замыкания напряжение на потенциометре RP возрастает в несколько раз, вследствие чего открывается
стабилитрон VD2 и через вход Вх.2
на элемент D поступает
сигнал, минуя цепочку выдержки времени в элементе D. С элемента D сигнал
последовательно поступает на входы Вх.4 и Вх.5 и исчезает у входа
Вх.7, что вызывает отключение электронасоса без выдержки времени.
Станция
ШЭТ позволяет управлять электронасосом при помощи телемеханики. Для этого
устанавливают реле приема телесигналов управления, контакты KL2 и KL1 которых
соответственно включают и отключают электронасос. Параллельно контактам можно
установить кнопочные станции для дистанционного включения и отключения насоса.
Логические элементы питаются от блока питания БП1, который подключается
к электрической сети выключателем SA.

Самостоятельная работа (1 час): выполнить
дополнительное задание по лабораторной работе: составить функциональную схему
автоматизации.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №3

Тема: Автоматизация
микроклимата животноводческих помещений.

Наименование занятия:
Анализ
схемы автоматизации микроклимата на релейно-контактных элементах (РКЭ).

Цель
занятия: изучение и анализ работы принципиальной электрической схемы управления
вентиляционной установкой на РКЭ.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении и наладке системы автоматизации установок
микроклимата.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, станция управления вентиляционной
установкой ШАП-5701 с комплектом терморезисторов, вентиляторы, инструмент,
чертёжные принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Крепление
проводов к контактам аппаратов и щитов должно быть достаточно надёжным.
2. Нельзя
производить присоединения в схеме, которая находится под напряжением.
3. Включать
электрическую схему под напряжение можно только после проверки её
преподавателем и в его присутствии.

Литература: Бородин, И. Ф.
Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления:
учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А.
Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. – с. 83…84
– (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3. – Текст:
электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с устройством станции управления вентиляционной установкой.
2. Записать
технические данные электрооборудования и средств автоматизации.
3. Составить
функциональную схему автоматизации и схему подключения.
4. Включить
станцию управления под напряжение и исследовать схему в ручном и автоматическом
режимах.
5. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 3.1.

Таблица 3.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления вентиляционной установкой ШАП-5701

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 3.1 – Принципиальная
электрическая схема станции управления ШАП-5701:
а – силовая
часть; б – схема управления

Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая
схема (рисунок 3.1).
5. Анализ
принципиальной электрической схемы.
6.
Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы
1.
Первичные измерительные преобразователи, используемые для
автоматизации вентиляционной установки при помощи станции управления ШАП-5701.
2.
Особенности электродвигателей, используемых для вытяжной вентиляционной
установки при помощи комплекта оборудования «Климат-4».
3.
Работа принципиальной электрической схемы схема станции управления ШАП-5701.
4.
Элемент принципиальной электрической схемы схема станции управления ШАП-5701,
используемый для изменения частоты вращения вентиляторов.
Справочные
материалы

Для поддержания требуемой температуры воздуха, удаления избыточного
количества влаги и вредных газов животноводческие помещения оборудуют
приточно-вытяжной (общеобменной) вентиляцией, а при необходимости установками
для подогрева и увлажнения приточного воздуха.
Для осуществления вытяжной вентиляции используют комплект
оборудования типа «Климат-4», основу которого составляют регулируемые по
производительности вентиляторы. Вентиляторы комплектуют специальными трехфазными
асинхронными электродвигателями повышенного скольжения, которые при нагрузке
способны в широких пределах изменять частоту вращения в зависимости от
питаемого напряжения (от 70 до 380 В). В комплект оборудования типа «Климат-4»
входит 8…24 вентилятора. Тип и число устанавливаемых в одном помещении
вентиляторов определяются воздухообменом по летнему режиму. Оборудование типа
«Климат-4» комплектуют также устройствами автоматического регулирования
напряжения электродвигателей вентиляторов: станцией управления ШАП-5701 в
комплекте с автотрансформатором АТ-10, бесконтактной станцией управления
МК-ВАУЗ и др.
Принципиальная электрическая схема станции управления ШАП- 5701
изображена на рисунке 3.1. Автоматический выключатель QF1 выполняет функции коммутации и защиты силовых цепей, автотрансформатор
ТА обеспечивает питание электродвигателей номинальным и пониженным (в
две ступени) напряжением, магнитные пускатели KМ1 и KМ2 переключают обмотки
автотрансформатора, KM3 подаёт на двигатели
номинальное напряжение, KМ4 и KМ5 управляют работой вентиляторов соответственно групп III и I.
Вентиляторы группы II включаются одновременно с подачей напряжения,
соответствующего низкой частоте вращения.
Станция управления располагает пятью ступенями регулирования подачи
воздуха в помещение.
Переключатель SA3 и соответствующий ему
автоматический трехпозиционный терморегулятор SK2 позволяют вручную или автоматически управлять вентиляторами
групп I и III на низкой частоте вращения при температуре воздуха
в помещении ниже номинальной. Переключатель SA2 и терморегулятор SK1 служат для включения средней
и высокой частот вращения вентиляторов при температуре выше номинальной.

Самостоятельная
работа (1 час): выполнить дополнительное задание по
лабораторной работе: составить функциональную схему автоматизации вентиляционной
установки.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №4

Тема: Автоматизация
микроклимата животноводческих помещений.

Наименование занятия:
Анализ
схемы автоматизации микроклимата на тиристорах.

Цель
занятия: изучение и анализ работы принципиальной электрической схемы управления
вентиляционной установкой на тиристорах.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении и наладке системы автоматизации установок
микроклимата.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, станция управления вентиляционной
установкой МК-ВАУЗ с комплектом термодатчиков, вентиляторы, инструмент,
чертёжные принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Крепление
проводов к контактам аппаратов и щитов должно быть достаточно надёжным.
2. Нельзя
производить присоединения в схеме, которая находится под напряжением.
3. Включать
электрическую схему под напряжение можно только после проверки её
преподавателем и в его присутствии.

Литература: Бородин, И. Ф.
Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления:
учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А.
Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. – с. 84…85
– (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3. – Текст:
электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с устройством станции управления вентиляционной установкой.
2. Записать
технические данные электрооборудования и средств автоматизации.
3. Составить
функциональную схему автоматизации и схему подключения.
4. Включить
станцию управления под напряжение и исследовать схему в ручном и автоматическом
режимах.
5. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 4.1.

Таблица 4.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления вентиляционной установкой МК-ВАУЗ

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 4.1 – Блок-схема
станции управления МК-ВАУЗ

Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая
схема (рисунок 4.1).
5. Анализ
принципиальной электрической схемы.
6.
Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы
1.    Преимущества
системы автоматического управления (САУ) вентиляционной установкой при помощи
станции управления МК-ВАУЗ перед САУ при помощи станции управления ШАП-5701.
2.    Элемент
станции управления МК-ВАУЗ, при помощи которого осуществляется установка
заданного значения температуры.
3.    Работа схемы
схема станции управления МК-ВАУЗ.

Справочные
материалы
Бесконтактная
станция управления МК-ВАУЗ плавно регулирует частоту вращения вентиляторов как
в ручном, так и в автоматическом режимах. На рисунке 4.1 представлена
блок-схема станции управления МК-ВАУЗ. Сигнал датчика температуры RK в помещении поступает на мост сравнения МС, в одном из
плеч которого установлен резистор – ручной задатчик температуры ЗДТ.
Затем через усилитель-демодулятор УД сигнал подается на узел смещения
УС, который имеет резисторы — задатчик базового напряжения ЗБН, задатчик
допустимого отклонения температуры ЗД и задатчик минимального напряжения
ЗМН, которое допустимо подавать на статор электродвигателя данного типа.
Далее сигнал подается в систему импульсно-фазового управления тиристорами СИФУ-1
...СИФУ-3, где также корректируется сигнал, идущий от блока питания БП к
блокам тиристоров каждой из фаз БТ1...БТЗ.
Обслуживание
станции управления заключается в периодической (один раз в шесть месяцев)
корректировке шкалы задатчика температуры RK и
проверке настройки станции на требуемые режимы работы. Для этого после часового
прогрева станции управления необходимо:
– по показанию
ртутного термометра (температура воздуха в помещении), находящегося рядом с
термометром сопротивления, установить задатчик температуры;
– задатчик зоны
пропорциональности установить на максимальное значение;
– при неизменном
положении задатчика базового напряжения корректором нулевого значения шкалы
задатчика температуры при помощи переносного вольтметра добиться минимального
значения напряжения на электродвигателях вентиляторов при наличии светового
сигнала «Норма».
После проверки
настройки станции управления МК-ВАУЗ устанавливают задатчики температуры,
базового напряжения и зоны пропорциональности в положения, соответствующие
зоотехническим требованиям конкретного животноводческого помещения.

Самостоятельная
работа (1 час): выполнить дополнительное задание по лабораторной работе:
рассчитать и выбрать элементы схемы (тиристоры, предохранители).

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №5

Тема: Автоматизация
уборки навоза.

Наименование занятия:
Анализ
системы автоматизации уборки навоза.

Цель
занятия: закрепление теоретических знаний, знание принципов автоматизации
систем удаления навоза.

Приобретаемые
умения и навыки: формирование умений в подключении электрических схем и
наладке режимов работы, навыков в чтении принципиальных электрических схем.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, стенд с аппаратурой управления,
защиты, средств контроля и сигнализации, инструмент, соединительные провода,
чертёжные принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Крепление
проводов к контактам аппаратов и щитов должно быть достаточно надёжным.
2. Не касаться
оголённых токоведущих частей электроустановок.
3. Нельзя
производить присоединения в схеме, которая находится под напряжением.
4. Включать
электрическую схему под напряжение можно только после проверки её
преподавателем и в его присутствии.

Литература:
Бородин, И. Ф.  Автоматизация технологических процессов и системы
автоматического управления: учебник для среднего профессионального образования
/ И. Ф. Бородин, С. А. Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство
Юрайт, 2023. – с. 100…101 – (Профессиональное образование). – ISBN
978-5-534-08655-3. – Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт
[сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с оборудованием рабочего места, записать технические данные.
2. Изучить устройство
и принцип работы реле времени, выполнить кинематическую схему.
3. Составить
функциональную схему автоматизации системы удаления навоза.
4. Подключить
электродвигатели к станции управления.
4. Задавая
режим работы, исследовать схему в ручном и автоматическом режимах работы,
проверяя соответствие с рабочей схемой.
5. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 5.1.

Таблица 5.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления установкой для удаления
навоза

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 5.1 –
Принципиальная электрическая схема управления навозоуборочной установкой

Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая
схема (рисунок 5.1).
5. Анализ
принципиальной электрической схемы.
6.
Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы
1.
Принцип автоматизации, применяемый в системах навозоудаления.
2.
Способ задания выдержки времени у реле времени.
3.
Операция, предшествующая пуску электродвигателя.
4.
Объяснить принцип работы принципиальной электрической схемы.
5.
Преимущества бесконтактных станций управления перед контактными.

Справочные материалы
Принципиальная
электрическая схема управления установкой навозоудаления работает в режимах
ручного (переключатель SA в положении «Р»)
и автоматического (SA в положении «А»)
управления. В ручном режиме управление электродвигателями наклонного и горизонтального
транспортёров производится при помощи кнопок SB1.1,
SB1.2, SB2.1 и SB2.2. В автоматическом режиме при наступлении времени
уборки навоза срабатывает программное реле KT1 и
своим контактом вводит в работу реле времени KT2.
Данное реле своим контактом KT2.1 мгновенно
включает звонок HA, а контактом KT2.2 с выдержкой времени, необходимой для работы
предпусковой звуковой сигнализации, замыкает цепь питания катушки реле времени KT3. Реле KT3 срабатывает
и мгновенно замыкает контакт KT3.1 в цепи
питания катушки магнитного пускателя KM1, а
контактом KT3.2 подготавливает цепь питания
катушки KM2. Магнитный пускатель KM1 срабатывает и своими главными контактами подключает
электродвигатель M1 наклонного транспортёра к
питающей сети, при помощи блок-контакта KM1.1 становится
на самопитание, контактом KM1.2 запускает
магнитный пускатель KM2 для включения
электродвигателя M2 горизонтального
транспортёра, а контактом KM1.3 разрывает цепь
питания звонка HA. Производится уборка навоза из
животноводческого помещения. По истечении времени уборки контакт программного
реле размыкает цепь питания реле KT2, которое в
свою очередь обесточивает реле KT3. Контакт KT3.2 размыкается мгновенно и тем самым отключает
горизонтальный транспортёр, а контакт KT3.1 отключит
электродвигатель наклонного транспортёра с выдержкой времени, необходимой для
удаления остатков навоза с целью предотвращения тяжёлых условий пуска при
будущем включении.
При управлении установкой
навозоудаления используют программные реле времени типа ВС-10 и 2РВМ.

б

а

1 – электродвигатель; 2 -
электромагнит; 3 – пружина; 4, 11 – шестерни; 5 – центробежный тормоз;
6 – ось; 7 – выходные контакты;
8 – упор; 9 – гайка; 10 – диски; 12 – муфта; 13 – редуктор
Рисунок 5.2 – Программное реле
времени типа ВС-10: а – общий вид; б – кинематическая схема;

Входная часть реле ВС-10
(рисунок 5.2) состоит из синхронного двигателя 1. При подаче команды на
включение через управляющий контакт S включаются
синхронный двигатель и электромагнит 2. Электромагнит включает сцепную
муфту 12, которая соединяет вал редуктора 13 через ось шестерни 11
с главной осью 6 реле. На оси 6 свободно установлены диски 10.
На боковой поверхности дисков нанесены шкалы в единицах времени. Диски
снабжены включающими упорами 8. При помощи общего винта и гайки 9 диски
можно фиксировать на оси в определённом положении.
При
включении реле ось 6 вместе с дисками начинает медленно поворачиваться.
Через заданный промежуток времени упоры дисков, нажимая на кулачки, переключают
выходные контакты 7. После того, как ось 6 совершит один оборот,
размыкается служебный контакт K в цепи питания двигателя, и он отключается от сети. Однако
выходные контакты реле не переключаются, так как электромагнит не отключен.
Таким образом, реле работает с удержанием. Только после размыкания управляющего
контакта S механизм реле под действием пружины 3 возвращается в
исходное положение. При этом скорость движения механизма замедляется центробежным
тормозом 5. Для того чтобы снова включить реле, необходимо повторно
подать команду на включение – замкнуть контакт S.

Самостоятельная
работа (1 час): выполнить дополнительное задание по лабораторной работе:
составить схему соединений по принципиальной электрической схеме управления навозоуборочной
установкой.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №6

Тема: Автоматизация
доильных установок и линий первичной обработки молока.

Наименование занятия:
Анализ
принципиальной электрической схемы управления установкой охлаждения молока.

Цель
занятия: закрепление теоретических знаний, знание принципиальной
электрической схемы управления установкой для охлаждения молока.

Приобретаемые
умения и навыки: формирование умений в подключении и наладке электрических
схем, навыков в чтении принципиальных электрических схем.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, макет шкафа управления, чертёжные
принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Запрещается
включение установки без разрешения руководителя.
2. При сборке
схемы управления использовать только изолированные провода.
3. Запрещается
пользоваться неисправным инструментом.
4.
Переключение в схеме производить только при снятом напряжении.

Литература:
Бородин, И. Ф.  Автоматизация технологических процессов и системы
автоматического управления: учебник для среднего профессионального образования
/ И. Ф. Бородин, С. А. Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство
Юрайт, 2023. – с. 112…113 – (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3.
– Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1. Изучить материалы
работы. Записать паспортные данные использованного оборудования.
2. Вычертить технологическую схему установки. Составить функциональную
схему автоматизации.
3. Вычертить
принципиальную электрическую схему управления охлаждением молока.
4. Опробовать
работу схемы, выполнить её анализ.
5. Сделать
выводы.
6. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 6.1.

Таблица 6.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления установкой для охлаждения
молока

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

3. Составить
схему блокировки включения установки в работу, если в ней нет промежуточного
хладоносителя.
Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 6.1 – Принципиальная
электрическая схема станции управления установкой
охлаждения молока ЯОА
5401 – 2874 УХЛ

Задание для отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая
схема (рисунок 6.1). Функциональная схема автоматизации.
5. Анализ
принципиальной электрической схемы. Выводы.
6.
Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы
1.
Виды первичной обработки молока.
2.
Назначение охладительных установок. Температура охлаждения молока.
3.
Защита, используемая в установке охлаждения молока.
4.
Назначение лампы HL на принципиальной
электрической схеме управления.
5.
Составные части технологического оборудования автоматизированной
охлаждающей установки

Справочные
материалы
К первичной
обработке молока относятся пастеризация при 62…90ºС, охлаждение до 5…10
ºС, очистка и удаление механических и частично бактериальных примесей.
Цель пастеризации - уничтожение содержащихся в молоке. Последующее за
пастеризацией охлаждение позволяет увеличить срок хранения продукта. Для
охлаждения молока применяются специальные аппараты – молочные охладители. По
конструкции они могут быть открытые и закрытые, противоточные и
параллельноточные, трубчатые и пластинчатые.
Установка для
охлаждения молока работает по замкнутому циклу. Пары хладагента (фреон R12) поступают в компрессор 1 (рисунок 6.2), сжимаются
и попадают в конденсатор 10, где превращаются в жидкость, стекающую в
ресивер 9. Из ресивера жидкий хладагент поступает в испаритель 12,
проходя последовательно через теплообменник 6, фильтр-осушитель 7
и терморегулирующий вентиль 8. В терморегулирующем вентиле давление
хладагента падает, он оказывается перегретым относительно нового давления и
потому вскипает, отбирая теплоту у воды, орошающей поверхность испарителя. Эта
вода насосом 11 перекачивается в охладитель15 молока, после
которого возвращается в испаритель. Пары хладагента поступают в теплообменник,
где охлаждают фреон, и затем засасываются в цилиндр компрессора. Для охлаждения
воды, омывающей трубки конденсатора, используют малогабаритную градирню 16
с вентилятором 18.

Рисунок 6.2 – Технологическая
схема установки для охлаждения молока

Ящик
управления предназначен для управления электроприводом резервуара-охладителя
молока и реализует технологический процесс, заключающийся в хранении выдоенного
молока с последующей выдачей его на молочные фермы хозяйств или транспортные
средства.
На лицевой
стороне двери ящика управления расположена следующая аппаратура: SA1 – переключатель режимов работ, SB1
– кнопочный пост управления приводом мешалки, SB2
– кнопочный пост управления приводом насоса охлаждения, SB1 – кнопочный пост управления приводом насоса молока, HL – арматура сигнальной лампы (сеть). Внутри: KM1 – цепь электропривода мешалки, KM2
– цепь электропривода насоса охлаждения, KM3
– цепь электропривода насоса молока.
Ящик
управления предусматривает два режима комплекта электрооборудования, которые
задаются переключателем SA. В положении «Р»
(ручной) управление электроприводами технологического оборудования производится
вышеуказанными постами управления в цепях соответствующих магнитных пускателей.
В положении «А» (автоматический) управление технологическим циклом
реализуется с помощью блока логического управления (БЛУ) E1,
в зависимости от состояния контакта датчика температуры K7
(на схеме не указан).
В качестве
датчика температуры используется манометрический термометр или ртутный
электроконтактный термометр. Контакт K7 датчика
замкнут при температуре +4 ºС и выше, подключение его к ящику управления
осуществляется через клеммы 28(2), 19(1) клеммника X1.
БЛУ
разработан на базе бесконтактных логических элементов серии «Логика - И» и
вместе с устройством питания (+15 В, -15 В) конструктивно выполнен в виде
самостоятельного блока. Блок E1 предназначен для
выработки сигналов необходимой длительности, обеспечения технологического
алгоритма и организации выходных сигналов в виде «сухих» контактов герконовых
реле KL1 и KL2.
Управляющий
сигнал о необходимости включения насоса охлаждения, поступая в БЛУ, вызывает
срабатывание выходных реле KL2 и KL3, расположенные в цепях питания катушек магнитных
пускателей KM1 и KM2,
обеспечат одновременную работу мешалки насоса охлаждения, а контакт 35-36
контактной приставки KM2.2 сформирует команду на
включение внешней холодильно-компрессорной установки. Далее алгоритм
управления, согласно технологическим требованиям, предусматривает следующее
функционирование ящика управления:
– при
достижении в процессе охлаждения молока температуры ниже +4 ºС контакт K7 размыкается, выходное реле KL3
БЛУ отключается и соответственно разрывается цепь магнитного пускателя KM2 и внешней холодильно-компрессорной установки, что в
свою очередь вызывает отключение общей системы охлаждения
резервуара-охладителя;
– мешалка
после отключения системы охлаждения будет находиться в работе, а по истечении
3-х минут БЛУ выработает команду отключения выходного реле KL2,
контакт которого отключит магнитный пускатель привода мешалки KM1;
– в процессе
хранения охлаждённого молока БЛУ обеспечивает включение мешалки в работу в
течение трёх минут через каждые 30 минут паузы;
– при
повышении температуры молока (повторном замыкании контакта K7)
функционирование ящика управления происходит согласно ранее описанному
алгоритму.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №7

Тема: Автоматизация
микроклимата в птицеводческих помещениях.

Наименование занятия:
Анализ
системы автоматизации инкубатора.

Цель
занятия: закрепление теоретических знаний, знание принципиальной
электрической схемы управления инкубатором.

Приобретаемые
умения и навыки: формирование умений в подключении и наладке электрических
схем, а также в устранении неисправностей, навыков в чтении принципиальных
электрических схем.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие а, лабораторная установка, чертёжные
принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Запрещается
включение схемы в работу без разрешения руководителя.
2.
Соединительные провода должны быть изолированными, используемый инструмент –
исправным, с изолированными ручками.
3.
Переключения в схеме производить только при снятом напряжении.
4. При
возникновении аварийной ситуации немедленно отключить установку.

Литература:
Бородин, И. Ф.  Автоматизация технологических процессов и системы
автоматического управления: учебник для среднего профессионального образования
/ И. Ф. Бородин, С. А. Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство
Юрайт, 2023. – с. 130…134 – (Профессиональное образование). – ISBN
978-5-534-08655-3. – Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт
[сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с материалами работы. Записать паспортные данные использованного
оборудования.
2. Вычертить
функциональную схему автоматизации инкубатора (рисунок 7.2).
3. Вычертить принципиальную
электрическую схему управления инкубатором (рисунок 7.1).
4. Собрать
электрическую схему инкубатора, опробовать её в работе.
5. Выполнить
анализ принципиальной электрической схемы.
6. Сделать
выводы.
7. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. При сборке
схемы необходимо задать регулируемую температуру.
2. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
3. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 7.1.

Таблица 7.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления инкубатором

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 7.1 –
Принципиальная электрическая схема управления инкубатором
Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая
схема (рисунок 7.1). Функциональная схема автоматизации (рисунок 7.2).
5. Анализ
принципиальной электрической схемы. Выводы.
6.
Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы
1.
Параметры микроклимата, которые необходимо поддерживать в
инкубаторе.
2.
Способ задания поддерживаемой температуры в инкубаторе.
3.
Процесс управления поворотом лотков в бытовом инкубаторе.
4.
Первичные измерительные преобразователи, используемые в инкубаторе.
5.
Процессы, возникающие при открывании двери инкубатора.

Справочные материалы
Современные
инкубаторы вместимостью 91 728 яиц оснащены системами автоматического регулирования
температуры и влажности. Диапазон автоматического регулирования температуры
воздуха в инкубаторе от 36 до 39 °С при отклонении до ±0,2...0,3°. Диапазон
автоматического регулирования относительной влажности воздуха от 40 до 75 %
при отклонении до ±3 %. Инкубаторы имеют автоматическую систему
охлаждения. Подогрев воздуха в инкубаторе осуществляется трубчатыми
электронагревателями типа ЭТ-80 мощностью по 1 кВт (в одной камере находится 4
электронагревателя). Воздух увлажняется двухдисковым центробежным распылителем,
вращающимся на валу электродвигателя. Система охлаждения воздушная. В камере
располагаются три осевых вентилятора и один увлажнитель. Лотки с яйцами
поворачиваются на угол 90° с частотой поворота два раза в час.
Инкубатор состоит из шести
инкубационных камер и одной выводной камеры. Вместимость блока инкубационных
камер – 78 624 яйцеместа, а выводной камеры – 13 104 яйцеместа. Установленная
мощность инкубатора 34,2 кВт.
Функциональная схема
автоматизации инкубатора изображена на рисунке 7.2.

1 – вентилятор; 2 – механизм
поворота лотков; TE – термодатчик; TC – терморегулятор; ME – датчик
влажности; MC – регулятор влажности; GS – конечный выключатель; HS – аппаратура ручного управления;
NS – магнитный пускатель; YC1 – соленоид заслонки охлаждения; YC2 –
соленоид заслонки увлажнения
Рисунок 7.2 – Функциональная схема автоматизации
инкубатора
Электрооборудование обеспечивает
создание и автоматическое поддержание необходимых параметров микроклимата. Все
камеры имеют одинаковые электрические схемы (рисунок 7.1). Режим в камере
контролируется двумя терморегуляторами и одним влагорегулятором.
Автоматическое регулирование температуры в
инкубаторе осуществляется следующим образом. Изменение температуры в
камере ведёт к изменению сопротивления установленного в ней датчика. Датчик
включает в диагональ измерительного моста регулятора температуры SK1. Напряжение разбалансированного моста значение и
знак, которого зависит от сопротивления термометра, после усиления и
соответствующих электрических преобразователей, осуществляемых регулятором SK1, выдаётся в виде команд пускатель KM1, включающий нагреватели EK1,…,EK4 на полную мощность, или на тиристор VS, включающий нагреватели EK1,
EK2 на 50% мощности либо на тяговый
электромагнит YA1, открывающий заслонки
охлаждения. Если температура в камере достигает 38,3 °, термоконтакт ВК
замыкает вход блока аварийной температуры SK2,
который отключает лампу «авария» HL1. В свою
очередь отключение реле KV приводит к отключению
нагревателей EK1,…,EK4
и включению электромагнита YA1, открывающего
воздушную заслонку, включается звуковая сигнализация.
В качестве блока аварийного канала температуры в схеме автоматики
инкубатора используется терморегулятор, включающий в себя усилительное
устройство УКТ-4 c ртутным контактом датчиком типа ТПК.
В качестве датчика влажности используется термометр Sφ с магнитной регулировкой.
Когда относительная влажность в камере заданного значения, контакты термометра Bφ
замыкают вход регулятора влажности, который отключает соленоид увлажнения YA2 и сигнальную лампу HL6,
показывающую, что влажность соответствует норме. Подача воды в камеру
прекращается. Если влажность в камере ниже заданной, процесс протекает в
обратном порядке.
Электродвигатель М4, на валу которого закреплён диск
распылителя, включается одновременно с электродвигателями вентиляторов (М1…М3)
пускателем KМ2.
При закрытых дверях и включённом тумблере SA1
электродвигатели работают непрерывно. При открывании хотя бы одной двери
размыкает контакты один из микропереключателей SQ1,…,SQ4 и обесточивает катушку пускателя KМ2,
который в свою очередь отключает электродвигатели вентиляторов М1,…,М3.
При этом загорается лампа HL2 («открытые двери»)
световая сигнализация (HL1,…,HL6) регистрирует тот или иной режим работы инкубатора.
Освещение камеры осуществляется двумя лампами EL1
и EL2. Освещение выключается прибором SA3.
Поворотные барабаны укреплены на общем валу. Барабаны вращаются с
частотой 0,27 оборотов в минуту, переходя из одного положения в другое через
каждые два часа. Эл. двигатель и червячный редуктор установлены на основном
прикреплённом к задней стенке инкубатора. Вращение валу барабанов сообщается из
зубчатого сектора и червяка кулачковой муфтой, соединенной с выходным валом
редуктором, второй конец вала служит для поворота барабанов вручную, рукояткой.
Для обеспечения поворота лотков программное реле KT
замыкает свой контакт, обеспечивая тем самым срабатывание промежуточного реле KL2, которое запустит электродвигатель М5
соответствующего механизма, и этот электродвигатель будет работать на поворот в
прямом направлении до тех пор, пока она не дойдет до конечного выключателя SQ5. Выдержку программного реле KT
необходимо просчитать так, чтобы в этот момент его контакт вернулся в исходное
разомкнутое состояние. При этом катушка реле KL2
обесточится, замыкая тем самым свой контакт KL2.2.
Электродвигатель M5 будет вращать лотки в
обратном направлении до тех пор, пока не сработает конечный выключатель SQ6. В этот момент контакт программного реле KT должен снова замкнуться, и данный цикл работы
механизма поворота лотков повторится.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №8

Тема: Автоматизация
управления освещением птичников.

Наименование занятия:
Анализ
СА освещения ПТФ с помощью автотрансформаторного регулятора света и программного
реле времени.

Цель
занятия: закрепление теоретических знаний, знание принципиальной
электрической схемы автотрансформаторного регулирования силы света ламп.

Приобретаемые
умения и навыки: навыки анализа работы и чтения электрических схем осветительных
устройств с программным автоматическим управлением, умение сборки, наладки и
испытания схем регуляторов, умение устранять простейшие неисправности в
электрических схемах.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, стенд автоматического регулирования
силы света ламп, электромонтажные инструменты, соединительные провода,
чертёжные принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Запрещается
включение схемы в работу без разрешения руководителя.
2.
Соединительные провода должны быть изолированными, используемый инструмент –
исправным, с изолированными ручками.
3. Соблюдать
особую осторожность при работе со стеклянными газонаполненными лампами.

Литература:
Бородин, И. Ф.  Автоматизация технологических процессов и системы
автоматического управления: учебник для среднего профессионального образования
/ И. Ф. Бородин, С. А. Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство
Юрайт, 2023. – с. 135…138 – (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3.
– Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1. Ознакомиться
с материалами работы. Ознакомиться с конструкцией и устройством электрических
аппаратов стенда. Записать паспортные данные аппаратов
2. Вычертить
принципиальную электрическую схему автотрансформаторного регулирования силы
света ламп.
4. Подключить
электрическую схему регулятора к питающей сети.
5. Произвести
пробный пуск регулятора и настроить программное реле времени на заданный режим
работы.
6. Выполнить
анализ принципиальной электрической схемы.
7. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 8.1.

Таблица 8.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы регулятора освещения

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 8.1 –
Принципиальная электрическая схема регулятора освещения

Задание для
отчёта:

1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая
схема (рисунок 8.1).
5. Анализ
принципиальной электрической схемы.
6.
Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы

1.
Преимущества автотрансформаторного регулятора силы света ламп по
сравнению со ступенчатым.
2.
Устройство и принцип работы программного реле времени 2РВМ.
3.
Осуществление реверса универсального электродвигателя,
передвигающего подвижный контакт линейного автотрансформатора.
4.
Устройство и принцип работы путевого выключателя ВП-4.
5.
Режимы работы электрической схемы регулятора освещения.
6.
Назначение и способы выполнения электрической блокировки магнитных
пускателей.
Справочные
материалы

Воздействие видимого излучения
на живые организмы определяется уровнем освещённости рабочей поверхности,
периодичностью освещения и спектральным составом излучения. Изменение
продолжительности светового периода суток и частота смены темноты и света
позволяет управлять яйценоскостью кур и повышать продуктивность в бройлерном
производстве. С этой целью птицу необходимо содержать в безоконных птичниках,
имитируя естественный рассвет и сумерки. Искусственное удлинение дня средствами
дополнительного освещения позволяет особенно в осенне-зимний период существенно
повысить продуктивность и в значительной мере избежать сезонности в
производстве мяса и яиц.
Схема автоматизации установок
дополнительного освещения (рисунок 8.1) предусматривает плавное
автотрансформаторное регулирование освещённости путём изменения силы света
ламп.
Принцип работы схемы регулятора
При включении автомата QF
и магнитного пускателя KM1 кнопкой «Пуск» SB1.2 устанавливают автоматический режим работы
пакетным переключателем SA (положение
«А»). Питание через линейный автотрансформатор TV2
подаётся на лампы накаливания EL1…EL3. Программное реле KT1 через определённый промежуток времени
замыкает свои контакты KT1.1. Питание подаётся на катушку магнитного
пускателя KM2, который включает электродвигатель, перемещающий подвижный
контакт автотрансформатора TV2. Освещённость ламп начинает плавно
увеличиваться, и при достижении максимального значения электродвигатель M отключается конечным выключателем SQ1. Через установленный промежуток времени, равный продолжительности
искусственного светового дня, замыкается контакт программного реле KT1.2, через который подаётся питание на катушку магнитного
пускателя KM3; контакты KM3.2, KM3.3 и KM3.4 включают электродвигатель M в обратном направлении. Сила света ламп
начинает плавно уменьшаться. При полном погасании ламп электродвигатель M отключается конечным выключателем SQ2, реле KT1.2 размыкает свой контакт KT1.2 и через установленное время замыкает контакт KT1.1. После чего процесс регулирования освещённости повторяется.
Для работы схемы в режиме
ручного управления пакетный переключатель SA устанавливают в положение «Р». В этом случае увеличение силы света
ламп производится кнопкой SB2, а уменьшение – кнопкой SB3.
В качестве программного устройства в схеме используется
программное реле типа 2РВМ, имеющее один программный диск (рисунок 8.2), в котором два ряда отверстий с резьбой,
расположенных на двух концентрических окружностях. В отверстия диска
ввинчивают штифты, которые через переключающий механизм воздействуют на
микропереключатели. Временные интервалы между отверстиями составляют 15 и 20
мин. Выдержку времени устанавливают при помощи анкерного часового механизма.
Пружинный двигатель часового механизма поворачивает программный диск, который
совершает один оборот в сутки.

1 – программный диск; 2 –
указатель уставки реле; 3 – клеммы; 4 – минутный диск
Рисунок 8.2 – Программное реле типа 2РВМ

Настройка реле осуществляется
следующим образом. Пусть, например, необходимо включить какую-либо
электроустановку в 6 и. 18 ч и отключить ее в 8 и 20 ч. Тогда в отверстия
программного диска первой программы, которые соответствуют времени 6 и 18 ч,
ввинчивают длинные штифты черного цвета, а в отверстия 8 и 20 ч – короткие
белые штифты. Затем поворачивают вручную по часовой стрелке программные часовой
и минутный диски и устанавливают их по местному времени. После этого поворачивают
рычаг часового механизма в положение «Ход», закрывают крышку и включают реле в
электрическую сеть. Напряжение 220 В подводится на зажимы 2-8. Команды
первой программы передаются через микропереключатели на зажимы 1-3 и 4-6,
второй программы – на зажимы 7-9 и 10-11.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №9

Тема: Автоматизация
кормоприготовления.

Наименование занятия:
Анализ
принципиальной электрической схемы управления дробилкой кормов.

Цель
занятия: изучение и анализ принципиальной электрической схемы управления
дробилкой кормов ДБ-5-1.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении, наладке и испытании в работе автоматизированного
электропривода дробилки кормов.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, справочные материалы, чертёжные
принадлежности.

Литература: Бородин, И. Ф.
Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления:
учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А.
Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. – с. 174…177
– (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3. – Текст:
электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с устройством и принципом работы дробилки кормов ДБ-5-1.
2. Составить
функциональную схему автоматизации дробилки ДБ-5-1 и описать её работу с
расшифровкой условных обозначений.
3. Выполнить анализ принципиальной электрической схемы управления
дробилкой кормов ДБ-5-1.
4. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 9.1.

Таблица 9.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления дробилкой кормов

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Функциональная
схема автоматизации.
5. Анализ
принципиальной электрической схемы.
6. Ответы на контрольные
вопросы.
Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 9.1 –
Принципиальная электрическая схема управления дробилкой кормов ДБ-5-1

Контрольные
вопросы
1.
Устройство и принцип работы мембранного датчика уровня.
2.
Основные требования, предъявляемые к системам автоматизации поточных
линий.
3.
Особенности электродвигателя, используемого в качестве привода
заслонки М4.
4.
Объяснить необходимость переключения со звезды на треугольник
во время запуска асинхронного электродвигателя.

Справочные материалы
В условиях животноводческих ферм корма
растительного происхождения перед скармливанием скоту проходят механическую
обработку. Для измельчения фуражного зерна и грубых кормов используют дробилки
различных конструкций.
Безрешётная дробилка зерна ДБ-5 производительностью
от 4 до 6 т/ч предназначена для измельчения различных видов фуражного зерна
нормальной и повышенной влажности, но не более 17 %, для скармливания различным
видам и возрастным группам животных и птицы. Дробилка выпускается в двух исполнениях:
для применения в качестве самостоятельной машины ДБ-5-1 и для комплектации
комбикормовых агрегатов типа ОЦК-ДВ-5-2. На дробилке ДБ-5-1 установлены три
электродвигателя: для привода дробилки (30 кВт), загрузочного шпека (1,1 кВт)
и выгрузного шнека (1,1 кВт). В модификации ДБ-5-2 загрузочный шнек
отсутствует. Для регулирования подачи заслонкой с целью поддержания оптимальной
загрузки дробилки используется исполнительный механизм (электродвигатель
РД-09), управляемый автоматическим регулятором загрузки (АРЗ).
Подлежащее измельчению зерно шнеком 8
(рисунок 9.2) загружается в бункер 9. Подачу зерна на измельчение
регулируют заслонкой 10 и осуществляют за один неполный оборот ротора 12.
При этом продукт дробления по кормопроводу воздушным потоком перемещается в
фильтр 6. Достаточно измельчённое зерно, прошедшее решётный сепаратор
4, представляет собой готовый продукт и выгружается шнеком 2.
Оставшаяся часть возвращается в дробильную камеру, причём количество этого
продукта устанавливает оператор с помощью регулирующей заслонки 5 (в
крайнем положении весь материал идёт на выгрузку без разделения на фракции).
Часть запылённого воздуха возвращается в запылённую камеру, а часть, пройдя
фильтр 6, выбрасывается в атмосферу.

1
– двигатель; 2 и 8 – шнеки; 3 – воздуховод; 4 – сепаратор; 5 и 10 – заслонки; 6
– фильтр; 7 – камера;
9
– бункер зерна; 11 – ворошилка; 12 – ротор
Рисунок
9.2 – Технологическая схема дробилки кормов ДБ-5

На рисунке 9.1 изображена электрическая схема
автоматизированного управления дробилкой    ДБ-5-1, которая предусматривает
наладочный (Н) и рабочий (Р) режимы работы, устанавливаемые при
помощи переключателей SA2 и SA3.
При режиме «Наладка» каждый механизм дробилки
включается и отключается независимо от других во время технического
обслуживания, монтажа и наладки. В режиме «Работа» при запуске
электродвигателей необходимо соблюдать следующую технологическую
последовательность: шнек выгрузной (M1), дробилка (М2),
шнек загрузочный (М3).
Для предотвращения снижения напряжения при
пуске электродвигатель дробилки М2 включают при помощи переключения
обмотки статора со схемы «звезда» на схему «треугольник». При этом пусковой ток
и пусковой момент уменьшаются в три раза, уменьшая соответственно потерю
напряжения в электрической сети. Включение дробилки должно предусматриваться
без нагрузки. Электродвигатель дробилки рассчитан на напряжение 660/380 В и
имеет шесть выходных концов.
При включении выключателя SA1 подаётся напряжение на электрическую схему с цепями
управления, загорается сигнальная лампа HL1, включаются автоматы QF1 и QF2.
Для работы с регулятором загрузки включается выключатель SA3 на режимы Р или Н с замыканием контактов SA3.1 и SA3.2. При закрытой
крышке корпуса дробилки контакты конечного выключателя SQ1 замкнуты. При помощи кнопки SB2 включается магнитный пускатель KМ1 электродвигателя выгрузного шнека M1, а затем кнопкой SB4 включается магнитный пускатель KМ2, который включает обмотку электродвигателя дробилки М2 на
звезду. С выдержкой времени в 10 с реле времени KТ при помощи своих контактов KТ.2 разрывает цепь катушки магнитного пускателя KМ2 и контактами KТ.3 замыкает цепь
катушки магнитного пускателя KМ3, включающего
обмотку электродвигателя М2 на треугольник, и одновременно подаёт
питание на электромагнитную муфту YС и автоматический
регулятор загрузки АРЗ. Электромагнитная муфта YС соединяет заслонку с электроприводом М4. Регулятор
загрузки АРЗ управляет работой электродвигателя заслонки M1, который открывает
заслонку при загрузке электродвигателя дробилки М2 меньше номинальной, и
закрывает её при загрузке, превышающей номинальную. Сигналы о загрузке
дробилки подаются в регулятор загрузки АРЗ от трансформатора тока,
установленного на одной из фаз электродвигателя дробилки.
При скачкообразных перегрузках электродвигателя
М2 регулятор загрузки через исполнительное реле KV2 отключает электромагнитную муфту и заслонка, падая,
перекрывает поступление зерна в дробильную камеру.
Электродвигатель
загрузочного шнека М3 работает в повторно-кратковременном режиме.
Сначала при нажатии на кнопку SB6 включается
магнитный пускатель KМ4 через
открытый симистор VS, запускается
электродвигатель М3 и зерно поступает в приёмный бункер. Отключение М3
произойдёт при достижении продуктом датчика верхнего уровня SL1, контакты которого, замыкаясь, шунтируют цепь управления симистора VS, так как управляющий электрод будет соединён с нулевым проводом.
Симистор VS запирается,
разрывается цепь питания магнитного пускателя KМ4 и
электродвигатель МЗ отключается. Уровень зерна в бункере начинает
снижаться, размыкаются контакты датчика верхнего уровня SL1, однако шунтирующая цепь тока через замкнутые контакты датчика
нижнего уровня SL2 сохраняется.
Повторное включение электродвигателя М3 происходит при снижении уровня
зерна в бункере ниже датчика нижнего уровня SL2, когда
его контакты оказываются разомкнутыми. Конечный выключатель SQ2 срабатывает при полностью открытой заслонке и включает звуковой
сигнал (сирену) HA.

Самостоятельная
работа (1 час): выполнить дополнительное задание по лабораторной работе:
составить функциональную схему автоматизации дробилки кормов.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №10

Тема: Автоматизация
зерносушилок.

Наименование занятия:
Анализ
принципиальной электрической схемы управления барабанной зерносушилкой СЗСБ.

Цель занятия: изучение и анализ принципиальной электрической
схемы управления барабанной зерносушилкой типа СЗСБ.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении, наладке и испытании в работе системы
автоматического управления зерносушилкой.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, справочные материалы, чертёжные
принадлежности.

Литература: Бородин, И. Ф.
Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления:
учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А.
Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. – с. 199…202
– (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3. – Текст:
электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с устройством и принципом работы зерносушилки СЗСБ.
2. Составить
функциональную схему автоматизации зерносушилки СЗСБ и описать её работу с
расшифровкой условных обозначений.
3. Выполнить
анализ принципиальной электрической схемы управления зерносушилкой СЗСБ.
4. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 10.1.

Таблица 10.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления барабанной зерносушилкой
СЗСБ

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Функциональная
схема автоматизации.
5. Анализ
принципиальной электрической схемы.
6. Ответы на контрольные
вопросы.
Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 10.1 – Принципиальная
электрическая схема управления барабанной зерносушилкой СЗСБ

Контрольные
вопросы
1.
Процессы послеуборочной обработки зерна, подлежащие механизации и
автоматизации.
2.
Виды автоматизации шахтных и барабанных зерносушилок.
3.
Назначение переменного резистора R в схеме фотореле.

Справочные
материалы
Барабанные зерносушилки СЗПБ-2, СЗСБ-4 и СЗСБ-8
производительностью соответственно 2, 4 и 8 т/ч используют для сушки
продовольственного зерна, семян трав, а также для приготовления
белково-витаминной травяной муки. Рассмотрим технологическую схему (рисунок
10.2) зерносушилок СЗСБ-8, которыми комплектуются комплексы послеуборочной
обработки зерна типа КЗС-20Б. Она включает топку 2, загрузочную камеру 3,
сушильный барабан 4 с подъемными лопатками 5, разгрузочную
камеру 7, элеватор 9, охладительную колонку 10 со шнеком 12. Привод
механизма сушильного барабана осуществляется электродвигателем мощностью 7,5
кВт через двухступенчатый редуктор и приводные ремни. Зерно в сушильный
барабан должно поступать равномерным и беспрерывным потоком. Зерно в барабан
подаётся по винтовым дорожкам, лишнее зерно пересыпается через подпорное
кольцо загрузочной камеры и направляется через клапан-мигалку 13 в
приёмный бункер.
Под воздействием теплоносителя и лопаток 5 зерно
перемещается вдоль барабана и высыпается в разгрузочную камеру 7. Из
камеры 7 зерно через шлюзовой затвор 8 направляется элеватором 9
в охладительную колонку 10. В охладительной колонке зерно
перемещается сверху вниз и при помощи вентилятора 11 продувается
наружным воздухом и охлаждается. В верхней части колонки расположен
горизонтальный шнек 12 для подачи и разравнивания зерна. Излишнее зерно
при загрузке колонки попадает в зернослив 14, на конце которого
закреплен клапан 15 с контактным датчиком. От контактного датчика и
датчика верхнего уровня зерна включается шлюзовой затвор 16, который
выпускает порцию зерна. Выпуск зерна прекращается в момент срабатывания
датчика минимального уровня, установленного в верхней части охладительной
колонки.

Рисунок
10.2 – Технологическая схема зерносушилки СЗСБ-8:
-З-
– зерно; -Ж- – жидкое топливо; -Г- – топочные газы; -В- – воздух; -Т- –
теплоноситель
Теплоноситель готовят в топке 1 путём
сжигания жидкого топлива (керосин или смесь 75% керосина и 25% моторного
топлива) и нагрева топочными газами воздуха, подаваемого в топку. Побочные
газы удаляются через трубу 2, отработанный теплоноситель
выбрасывается в атмосферу вентилятором 6.
Принципиальная электрическая схема управления двумя зерносушилками
СЗБ-8, входящими в комплект КЗС-20Б, показана на рисунке 1. Она состоит из
цепей дистанционного пуска и останова агрегатов, управления топкой, световой и
звуковой сигнализации.
Автоматами QF1 и QF2 и переключателем SA1 выбирают заданный вариант работы оборудования: работа
только первой или второй зерносушилки или их совместная работа (положение переключателя
SA1 будет соответственно в 1,2 или
3).
Перед пуском зерносушилки
включают автоматы SF1 и SF2, подающие напряжение в схему управления, и кнопкой SB2 включают магнитный пускатель KМ16.
Блок-контакты KМ16:3 через реле KV3 включают предупредительный
звуковой сигнал HA, который после
пуска агрегатов снимают кнопкой SB21 через реле KV1...KV3.
Рассмотрим работу схемы при пуске первой зерносушилки.
Кнопками SB4 и SB6 включаются электроприводы M1 (10 кВт) вентилятора 6 сушильного барабана 4 и
М2 (4 кВт) топки 1. От блок-контактов KМ2:3 срабатывает реле выдержки времени КТ1, которое
через 150с своим контактом KТ1:1 включает
трансформатор зажигания TV1 и электромагнитный
клапан YА1 подачи топлива. При
появлении пламени в топке срабатывает фотореле KV5, которое включает
реле KV4.
Последнее становится на самоподпитку через свой
контакт KV4 и отключает реле KТ1.
Если в течение 15с в топке пламя при пуске не
возникает, то реле KТ1 на 165с с момента
пуска шунтирует цепь R и этим вызывает
срабатывание реле KV5, а затем реле KV4. Реле KV4 одним контактом отключает реле времени KТ1, а вторым
контактом разрывает одну из двух цепей питания магнитного пускателя KМ2. Реле KТ1, расшунтируя цепь R, отключает фотореле KV5, а последнее
разрывает цепь питания KV4, а затем KМ2, и вентилятор топки выключается. Блок-контакты KМ2:3 снимают напряжение с автомата контроля пламени и
включают через контакты реле KV1:2 звуковой сигнал HA. Аналогичным образом действует схема при погасании пламени
в топке по любым причинам. Повторный пуск оператором возможен только после
устранения причин погасания пламени.
При успешном пуске топки кнопками SB12 и SB14 включают магнитные
пускатели KМ5 и KМ6 электродвигателей М5 (7,5 кВт) сушильного барабана 4
и М6 (5,5 кВт) вентилятора 11 охладительной колонки 10.
Магнитные пускатели KМ13…KМ15 с помощью кнопок SB16…SB20 включают соответственно электроприводы двухпоточных норий: М13
– охладительных колонок, М14 – разгрузки сушилок и М15 –
промежуточных норий. Мощность каждого электродвигателя нории равна 2,2 кВт.
Только после включения разгрузочной нории сушилок можно
включить кнопкой SB8 электропривод М3 разгрузочного
устройства 8 сушилки.
Аналогичным образом включаются и отключаются
электродвигатели М7…М12 второй зерносушилки.
Электроприводом М4 разгрузочного
устройства 16 охладительной колонки 10 можно управлять вручную
при помощи кнопок SB9 и SB10 или автоматически при помощи датчиков уровня зерна
(переключатель SA2 во втором случае
ставят в положение 2).
Величины нижнего
и верхнего уровней зерна в охладительной колонке контролируются
датчиками уровня SL1 и SL2. Если уровень
зерна достигнет предельного нижнего значения, то размыкаются контакты SL1 и разгрузка охладительной колонки прекращается. Когда
зерно достигает предельного верхнего уровня, то замыкаются контакты вначале SL1, а затем SL2, и начинается разгрузка колонки.
Останавливает
зерносушилку оператор, поочерёдно отключая оборудование в последовательности,
обратной пуску, при помощи кнопок «Стоп» SB19…SB1. В экстренных случаях одновременно все машины останавливают
кнопкой SB или SB1.

Самостоятельная
работа (1 час): выполнить дополнительное задание по лабораторной работе: выбрать
элементы принципиальной электрической схемы управления барабанной зерносушилкой
СЗСБ.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №11

Тема: Автоматизация
обогрева парников и теплиц.

Наименование занятия:
Анализ
схемы автоматизации микроклимата в плёночных теплицах.

Цель
занятия: изучение и анализ принципиальной электрической схемы управления
системой электрообогрева почвы в плёночной теплице.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении, наладке и испытании в работе системы
автоматического управления микроклиматом в плёночной теплице.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: Инструкционная карта, справочные материалы, чертёжные
принадлежности.

Литература: Бородин, И. Ф.
Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления:
учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А.
Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. – с. 233…234
– (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3. – Текст:
электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с характеристиками сооружений защищённого грунта и с технологией
электрообогрева почвы в плёночной теплице.
2. Составить
функциональную схему автоматического управления системой электрообогрева почвы
и описать её работу с расшифровкой условных обозначений.
3. Выполнить
анализ принципиальной электрической схемы управления комплектным устройством
типа КЭПТ-1УХЛ 3.1 для регулирования мощности системы электрообогрева почвы в
плёночных теплицах.
4. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 11.1.

Таблица 11.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы комплектного устройства         КЭПТ-1УХЛ
3.1

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Функциональная
схема автоматизации.
5. Принципиальная
электрическая схема и её анализ.
6.
Ответы на контрольные вопросы.

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 11.1 – Принципиальная
электрическая схема комплектного устройства КЭПТ-1УХЛ 3.1 для регулирования
мощности системы электрообогрева почвы в плёночных теплицах

Контрольные
вопросы
1.
Виды защищённого грунта.
2.
Показатели процесса, характеризующие защищённый грунт.
3.
Способы и устройства электрообогрева почвы и воздуха в парниках и
теплицах.

Справочные
материалы
Согласно научно обоснованным нормам питания человек должен
равномерно в течение всего года потребить от 130 до 150 кг овощей и 120 кг
картофеля. Однако суровые климатические условия не позволяют получать овощи из
открытого грунта равномерно в течение круглого года. Так, в первой половине
года населению поступает менее 10% овощей, а в июле – сентябре – более 90%
огурцов и 70% томатов. С целью равномерного потребления населением овощей в
течение года около 25% всего их количества должно выращиваться в сооружениях
защищённого грунта (теплицах, парниках, утеплённом грунте           и т. п.).
Теплицы – это наиболее совершенный и технически оснащённый
вид сооружений защищённого грунта. Теплица позволяет при помощи технических
средств выращивать растения в любое время года. В отличие от парников все
работы по выращиванию овощей в теплице ведутся внутри культивационного
сооружения. Теплицы предназначены для выращивания ранних и всесезонных овощей,
а также рассады для открытого и защищённого грунта.
Для обеспечения необходимых условий для растений в
сооружениях защищённого грунта обеспечиваются световой, тепловой, водный,
воздушно-газовый и питательный режимы. Тепловой режим сооружений должен
обеспечивать оптимальные температуры воздуха и почвы в соответствии с фазами
роста и типом растений, способом выращивания и освещённости. Его поддерживают
при помощи технических средств обогрева и вентиляции.
Для электрообогрева применяют специальные нагревательные
провода, трубчатые, оголённые проволочные, асфальтобетонные, электродные и
другие нагревательные элементы.
В качестве трубчатых нагревательных элементов используют
оцинкованную проволоку диаметром от 2,5 до 3 мм, протянутую внутри
керамических или асбоцементных труб диаметром от 75 до           100 мм. Трубы
прокладывают в слое песка на глубине не менее 200 мм от поверхности почвы на
теплоизоляционной подложке из шлака и гравия.
Оголённые проволочные нагревательные элементы
выполняют из стальной оцинкованной проволоки диаметром от 3 до 4 мм, которую
укладывают в теплоаккумулирующем слое песка петлями под обогреваемой почвой и
закрепляют на натяжных планках в торцах обогреваемого участка. При этом
используют сниженное напряжение питания элементов (от 12 до 50 В) от
специальных понижающих трансформаторов.
Электропромышленность выпускает специальные
нагревательные провода ПОСХВ, ПОСХП, ПОСХВТ (провод обогревательный
сельскохозяйственный с изоляцией соответственно из поливинилхлорида,
полиэтилена или поливинилхлоридного пластика). Длительно допустимая
температура нагрева изоляции не должна превышать 90℃, что соответствует
удельной мощности от 8 до 11 Вт на 1 м длины провода. Провода заливают
теплоаккумулирующим слоем, состоящим из цементно-песочной смеси (1:10), а
сверху насыпают слой почвы. Провод подключают к напряжению 380/220 В.
Асфальтобетонные нагревательные элементы выполняют в виде
плит толщиной от 6 до 7 см на все дно площади парников. В плиту закладывают
зигзагом стальную оцинкованную проволоку диаметром от 2 до 3 мм, которую
подключают к напряжению 380/220 В.
Нормами технологического проектирования парников и теплиц установлены
пределы отклонения температуры почвы ±1℃,
воздуха ±2℃. Такие требования возможно
удовлетворить лишь при применении электрического обогрева и соответствующей
системы регулирования. Простейшей из них является двухпозиционное регулирование
с использованием релейно-контакторной аппаратуры.
Парники и
теплицы являются энергоемкими потребителями, поэтому система управления должна
обеспечить возможность включения устройств обогрева только в отведенное
энергосистемой время. Для автоматического поддержания заданной температуры
почвы в пленочных теплицах применяется комплектное устройство КЭПТ-1УХЛ 3.1
(рисунок 11.1). Схема включает силовой тиристорный блок (VSI…VS6), элементы защиты, измерения и сигнализации.
Управление силовыми тиристорами осуществляется путём закорачивания через
резисторы R1…R3 цепочек
управляющих электродов каждой пары тиристоров при замыкании контактов KL.1…KL.3 промежуточного
реле KL. Реле KL срабатывает по программе, задаваемой реле времени KТ, и при температуре почвы ниже заданной (контакт
SK терморегулятора).
В связи с тем,
что объект регулирования характеризуется большой инерционностью и с целью
улучшения качества процесса регулирования в выходные цепи регулятора включен
специальный прерыватель на базе реле времени KT. При разогреве
нагревательные элементы EK1…EK3
включаются на полную мощность Pн, а
далее осуществляется двухпозиционное регулирование по программам реле времени KТ, которое имеет две программы: на 0,5Рн
(включенное и отключенное состояние по 20 мин) и на 0,25Рн (включение
составляет 15 мин, отключение 45 мин). Эти программы задаются переключателем SA4.
Реле времени не позволяет включать нагрев в часы максимума нагрузки
энергосистемы. Защиту устройства обогрева от токов утечки осуществляет реле
утечки KА, подключенное по цепям 2,
3 к трансформатору тока ТА. Сигнал с KА
поступает в катушку независимого расцепителя автоматического выключателя QF, который отключает питание. При срабатывании А,
а также при открывании двери теплицы (конечный выключатель SQ) подаётся световой сигнал «Авария» (лампа HL1). Снимают сигнал кнопкой SB.
Вольтметр PV с
переключателем SA2 служит для контроля целости
нагревательных проводов по фазам. Сигнальные лампы HL3
предупреждают персонал о включении нагревательных элементов под напряжение и
одновременно контролируют наличие питания на всех трёх фазах. При выходе из
строя тиристоров питание на нагрузку подаётся через QF после перевода
переключателя SA в положение 2.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №12

Тема: Автоматизация
учёта, контроля и сортировки сельскохозяйственной продукции в хранилищах.

Наименование занятия:
Ознакомление
со средствами автоматизации контроля качества сельскохозяйственной продукции.

Цель
занятия: изучение и анализ принципиальной электрической схемы устройства
для автоматического обнаружения металлических примесей в мясопродуктах.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в испытании металлоискателей.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, справочные материалы, чертёжные
принадлежности.

Интернет-ресурс: Информационный
портал «CyberLeninka» [Электронный
ресурс] / Обнаружение металлических и неметаллических включений в пищевых
продуктах: Сайт Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/obnaruzhenie-metallicheskih-i-nemetallicheskih-vklyucheniy-v-pischevyh-produktah-elektrometricheskim-metodom

Содержание работы
и последовательность выполнения операций
1.
Ознакомиться с устройством и принципом работы прибора для обнаружения металла в
мясопродуктах.
2. Начертить
функциональную схему металлоискателя и описать её работу с расшифровкой
условных обозначений.
3. Выполнить
анализ принципиальной электрической схемы металлоискателя.
4. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования
1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 12.1.

Таблица 12.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы металлоискателя

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Задание для
отчёта:
1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Функциональная
схема автоматизации.
5. Принципиальная
электрическая схема и её анализ.
6.
Ответы на контрольные вопросы.
Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 12.1 – Принципиальная
электрическая схема устройства для обнаружения металла
в мясопродуктах

Контрольные
вопросы

1.
Способы автоматизации контроля качества сельскохозяйственной продукции.
2.
Устройство прибора для обнаружения металла в мясопродуктах.
3.
Принцип работы прибора для обнаружения металла в мясопродуктах.

Справочные
материалы

Автоматизация контроля качества
сельскохозяйственной продукции позволяет существенно повысить
производительность труда в сельскохозяйственном производстве. Существуют такие
виды контроля качества сельскохозяйственной продукции как сортировка картофеля
(по размерам, отделение комков земли, камней, клубней, поражённых гнилью и
фитозеленью), сортировка и контроль влажности зерна, сортировка плодов томатов
и яблок, сортировка листьев табака, определение свежести яиц перед их закладкой
в инкубатор и другие.
Для обнаружения металлических примесей в
мясопродуктах используется специальный прибор-металлоискатель. Способ
обнаружения металла в мясопродуктах основан на изменении добротности
колебательного контура генератора при прохождении в его чувствительной зоне металлических
частиц. Прибор имеет достаточно высокую чувствительность, обеспечивающую
обнаружение стальных частиц массой 2г, медных – от 4 до 5 г, латунных – от 3 до
5 г, алюминиевых – от 4 до 5 г. Функциональная схема данного устройства
приведена на рисунке 12.2. Датчик представляет собой катушку индуктивности.
Принцип действия данного металлоискателя, как и
других подобных конструкций, основан на сравнении частот двух генераторов, один
из которых – эталонный со стабильной частотой, а частота другого изменяется под
влиянием близко расположенных металлических предметов.

Рисунок
12.2 – Функциональная электрическая схема устройства для обнаружения металла
в
мясопродуктах

Эталонный генератор собран на кварцевом
резонаторе ZQ и на элементе DD2 (микросхема К155ЛА4 – три
логических элемента И-НЕ). Благодаря этому элемент выходит на линейный участок
передаточной характеристики. Этим создаются условия для возбуждения каскада на
частоте 1000кГц. Элемент обладает высоким входным сопротивлением, поэтому
добротность контура и стабильность частоты генератора сравнительно высоки.
Форма колебаний на контуре синусоидальная, а на выходе элемента –
прямоугольная.
Перестраиваемый генератор собран на элементе DD1
(микросхема К155ЛА3 – четыре логических элемента И-НЕ), но катушка
индуктивности L – выносная, обёрнутая в алюминиевую фольгу для
экранирования.
Прямоугольные колебания с эталонного и
перестраиваемого генераторов поступают на выход. На выходе элемента будут как
сигналы основных частот генератора, так и разностных и суммарных. Но одним из
самых мощных будет сигнал резонансной частоты. Остальные сигналы подавляются
фильтром C10.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №13

Тема: Автоматизация
электрических установок для подогрева воды, воздуха и получения пара.

Наименование занятия:
Анализ
схемы автоматизации проточного водонагревателя.

Цель
занятия: изучение и анализ работы принципиальной электрической схемы управления
водонагревателем проточного типа.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении и наладке системы автоматизации установок нагрева
воды.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, проточный водонагреватель ВЭП-600, станция
управления водонагревателем, инструмент, чертёжные принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Крепление
проводов к контактам аппаратов и щитов должно быть достаточно надёжным.
2. Нельзя
производить присоединения в схеме, которая находится под напряжением.
3. Включать
электрическую схему под напряжение можно только после проверки её
преподавателем и в его присутствии.

Литература: Бородин, И. Ф.
Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления:
учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А.
Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. – с. 297…298
– (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3. – Текст:
электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций

1.
Ознакомиться с устройством станции управления проточного водонагревателя.
2. Записать технические
данные электрооборудования и средств автоматизации.
3. Составить
функциональную схему автоматизации и схему подключения.
4. Включить
станцию управления под напряжение и исследовать схему в ручном и автоматическом
режимах.
5. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования

1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 13.1.

Таблица 13.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления проточным водонагревателем
ВЭП-600

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

а

б
1 – проточный
нагревательный бак; 2 – предохранительный клапан; 3 – термометр;
4 – запорный
вентиль; 5 – изоляционная вставка трубы; 6 – насос; 7 –
нагревательный бак
Рисунок 13.1 – Технологическая
схема электронагревателя ВЭП-600 (а)
и принципиальная электрическая
схема управления им (б)
Задание
для отчёта:

1. Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и
навыки.
2. Оснащение рабочего места.
3. Содержание работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая схема (рисунок 13.1).
5. Анализ принципиальной электрической схемы.
6. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы

1.
Первичные измерительные преобразователи, используемые для
автоматизации управления проточным водонагревателем ВЭП-600.
2.
Работа принципиальной электрической схемы схема станции управления
водонагревателем.
3.
Назначение элементов TV, VD1–VD4 и C принципиальной электрической схемы управления
водонагревателем.

Справочные
материалы

Главным преимуществом проточного водонагревателя является то, что
он бесперебойно обеспечивает потребителей горячей водой. Конструкция
водонагревателя приведена на рисунке 13.2.

Рисунок 13.2 – Конструктивное исполнение проточного
водонагревателя

Вода нагревается непосредственно в трубе пока проходит через
мощный трубчатый электронагреватель (ТЭН), находящийся в корпусе
водонагревателя.
Водонагреватель типа ВЭП (рисунок13.3) состоит из водонагревателя
и шкафа управления. Водонагреватель представляет собой конструкцию, состоящую
из стального бачка, заключенного в кожух. В верхней части бачка установлен
датчик температуры. В нижней части бачка закреплен нагревательный блок. На
патрубке подвода холодной воды установлен клапан безопасности. Он совмещает в
себе три клапана: предохранительный клапан открывает отверстие сброса воды
наружу, когда давление в резервуаре возрастает до (0,67+0,03) МПа; обратный
клапан, через который вода поступает в бачок, но не может из него течь обратно,
если в подающем водопроводе исчезло давление; клапан перелива открывает выход
воды из бачка в линию подающего водопровода в случае, когда давление в бачке
превысит давление водопровода на 0,07 МПа. Клапан позволяет понизить давление в
бачке во время нагрева воды.

Рисунок 13.2 – Устройство водонагревателя ВЭП-600

 Стрелка на корпусе клапана безопасности указывает на направление
подачи воды в нагреватель.
В шкафу управления расположены:
– магнитный пускатель, коммутирующий электронагреватели, которые
позволяют ступенчато изменять потребляемой мощности 1/3, 2/2, 1 от номинальной;
– предохранитель, защищающий цепи управления от токов короткого
замыкания (КЗ);
– автоматические выключатели, защищающие устройство от
электромагнитных и тепловых перегрузок.
В качестве датчика температуры по воде используется датчик-реле
температуры ТАД101-1, настроенный на температуру (75+5) °С, он автоматически
отключает нагревательные элементы от электросети и вновь включает их при
остывании воды. При желании температуру воды можно задать от 30 до 90°С.
Схемой автоматизации водонагревателя ВЭП-600 (рисунок 13.1)
предусматривается поддержание заданной температуры воды в автопоилках
коровника, рассчитанного на 200 животных. Водонагреватель состоит из проточного
нагревательного бака 1 с предохранительным клапаном 2,
термометром 3, термодатчиком SK1 и нагревательного блока 7. Циркуляцию воды обеспечивает
насос 6, который направляет тёплую воду (~20°С) из бака 1 к автопоилкам.

Неиспользованная в автопоилках вода возвращается в бак 1. Её
температура контролируется термодатчиком SK2, устанавливаемым в самой холодной зоне системы поения.
Электрооборудование изолировано от водопроводов изоляционными
вставками-трубками 5. Поток воды перекрывают запорными вентилями 4.
При
малой температуре контакты SK1
и SK2
термодатчиков замкнуты, реле KL1,
KL2
и магнитные пускатели KМ1,
KМ2 включены.
При повышении температуры воды в баке размыкается контакт SK1,
триод VT1
закрывается, реле KV1
отключается и своим контактом отключает магнитный пускатель KМ1
электронагревателя KМ2
насоса и термореле SK2.
При снижении температуры возвратной воды контакты SK2
замыкаются, триод VT2
открывается, срабатывает реле KL2
и включает магнитный пускатель KМ2
электронасоса. Благодаря этому охлажденная вода в автопоилках заменяется на
теплую из бака. Для ручного включения и отключения установки ВЭП переводят
переключатель SA соответственно в
положение Р и 0.

Самостоятельная
работа (1 час): выполнить дополнительное задание по
лабораторной работе: составить функциональную схему автоматизации проточного
водонагревателя.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №14

Тема: Автоматизация
электрических установок для подогрева воды, воздуха и получения пара.

Наименование занятия:
Анализ
схемы автоматизации емкостного водонагревателя.

Цель
занятия: изучение и анализ работы принципиальной электрической схемы управления
водонагревателем емкостного типа.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении и наладке системы автоматизации установок нагрева
воды.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: методическое пособие, емкостной водонагреватель типа УАП, станция
управления водонагревателем, инструмент, чертёжные принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Крепление
проводов к контактам аппаратов и щитов должно быть достаточно надёжным.
2. Нельзя
производить присоединения в схеме, которая находится под напряжением.
3. Включать
электрическую схему под напряжение можно только после проверки её
преподавателем и в его присутствии.

Литература: Бородин, И. Ф.
Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления:
учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А.
Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. – с. 295…296
– (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3. – Текст:
электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций

1.
Ознакомиться с устройством станции управления емкостного водонагревателя.
2. Записать технические
данные электрооборудования и средств автоматизации.
3. Составить
функциональную схему автоматизации и схему подключения.
4. Включить
станцию управления под напряжение и исследовать схему в ручном и автоматическом
режимах.
5. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования

1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 14.1.

Таблица 14.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления емкостным водонагревателем
типа УАП

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 14.1 – Принципиальная
электрическая схема управления водонагревателем УАП

Задание
для отчёта:

1. Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и
навыки.
2. Оснащение рабочего места.
3. Содержание работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая схема (рисунок 14.1).
5. Анализ принципиальной электрической схемы.
6. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы

1.
Первичный измерительный преобразователь, используемый для
автоматизации управления емкостным водонагревателем УАП: тип, конструкция,
принцип работы.
2.
Работа принципиальной электрической схемы схема станции управления
водонагревателем.
3.
Элементы, которыми необходимо дополнить принципиальную электрическую
схему для предотвращения подачи напряжения на нагревательные элементы при
отсутствии воды в резервуаре.

Справочные
материалы

Электронагреватель УАП используют для нагрева воды до температуры
90°С. Конструкция водонагревателя приведена на рисунке 14.2, а, внешний
вид – на рисунке 14.2, б.

а

б
1 – резервуар;
2 – тепловая изоляция; 3 – патрубок для горячей воды; 4 –
нагревательный блок;
5 – трубка для
питающих проводов; 6 – ТЭНы; 7 – патрубок для холодной воды; 8
– обратный клапан;
9 – запорный
вентиль
Рисунок 14.2 – Технологическая
схема электронагревателя типа УАП (а)
и
внешний вид водонагревателей УАП со станцией управления
(б)
Водонагреватель (рисунок 14.1, а) представляет собой стальной
резервуар 1 с тепловой изоляцией 2. Внутри резервуара расположены
трубчатые нагревательные элементы 6 (ТЭНы). В питающем трубопроводе
предусмотрены обратный клапан 8 и запорный вентиль 9. Нагреваемая
вода поступает по трубопроводу через запорный вентиль 9, обратный клапан
8 и патрубок 7 в резервуар 1. В резервуаре происходит
теплообмен между нагреваемой водой и трубчатыми электронагревателями 6.
Водонагреватель подключают к водопроводу с избыточным давлением не менее 50 кПа.
Для забора горячей воды открывают вентиль 9, и горячая вода под
действием давления вытесняется через верхний патрубок 3. К верхнему
патрубку гибкими шлангами присоединены наконечники для подвода горячей воды с
использованием разбрызгивающего клапана.
Автоматическое управление элементными нагревателями 6
осуществляется при помощи стержневого термостата (рисунок 14.3) с техническими
данными: Тип – RTM, диапазон регулировки – от 40 до 80 °C, 15А – 380В, 20А – 250В, однополюсный, два
контакта.

Рисунок 14.3 – Термостат стержневой RTM

Принципиальная электрическая схема управления водонагревателем УАП
выполняет функции:
– защита электрической сети от токов короткого замыкания;
– дистанционное управление водонагревателем;
– ручное управление водонагревателем;
– автоматическое управление водонагревателем в функции
температуры;
– световая сигнализация температуры воды;
– световая сигнализация работы нагревательных элементов.
Работа схемы
Включается автоматический выключатель QF и подаётся питание в главную
цепь и цепь управления. Загорается сигнальная лампа HL3. Переключателем SA задаётся режим работы
(положение «Р» – ручной, положение «А» – автоматический). При работе в ручном
режиме включение и отключение водонагревателей производится при помощи кнопок SB.1 и SB.2. Работа схемы в
автоматическом режиме осуществляется следующим образом. Стержневой термостат SK реагирует на изменение
температуры воды и подаёт сигнал на промежуточное реле KL. Если температура воды ниже
заданной, контакт SK в цепи питания реле KL замкнут, контакт KL.1 замыкает цепь питания катушки магнитного пускателя KМ, который срабатывает и подключает нагревательные элементы EK к питающей сети, одновременно контакт KL.2 включает сигнальную лампу HL2. После срабатывания KМ загорается сигнальная лампа HL1. При достижении температуры воды заданного значения контакт
термостата SK размыкает цепь питания катушки реле KL, которое в свою очередь
обесточивает катушку магнитного пускателя KM, и нагревательные элементы
отключаются.

Самостоятельная
работа (1 час): выполнить дополнительное задание по
лабораторной работе: выбрать элементы принципиальной электрической
схемы управления емкостным водонагревателем, доработать схему с целью
предотвращения подачи напряжения на нагревательные элементы при отсутствии воды
в резервуаре во избежание преждевременного выхода их из строя.
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №15

Тема: Автоматизация
электрических установок для подогрева воды, воздуха и получения пара.

Наименование занятия:
Анализ
схемы управления электрокалориферной установкой.

Цель
занятия: изучение и анализ работы системы автоматического управления
электрокалориферной установкой (ЭКУ).

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении и наладке системы автоматизации установок по
обеспечению микроклимата.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: инструкционная карта, ЭКУ типа СФОЦ со станцией управления,
инструмент, чертёжные принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Крепление
проводов к контактам аппаратов и щитов должно быть достаточно надёжным.
2. Нельзя
производить присоединения в схеме, которая находится под напряжением.
3. Включать
электрическую схему под напряжение можно только после проверки её
преподавателем и в его присутствии.

Литература: Бородин, И. Ф.
Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления:
учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А.
Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. – с. 86…87
– (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3. – Текст:
электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций

1. Изучить
устройство, принцип действия, электрическую схему и правила эксплуатации ЭКУ типа
СФОЦ. Составить функциональную схему автоматизации ЭКУ.
2. Собрать
электрическую схему, включить в сеть и опробовать установку в ручном и автоматическом
режимах.
3. Исследовать
зависимость установившейся температуры воздуха на выходе из калорифера от числа
включенных секций.
4. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования

1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 15.1.

Таблица 15.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления ЭКУ типа СФОЦ

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 15.1 – Принципиальная
электрическая схема управления электрокалориферной установкой
типа СФОЦ

Задание
для отчёта:

1. Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и
навыки.
2. Оснащение рабочего места.
3. Содержание работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая схема (рисунок 15.1).
5. Анализ принципиальной электрической схемы.
6. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные
вопросы

1.
Устройство и области применения электрокалориферных установок серий
СФОА и СФОЦ.
2.
Способ регулирования тепловой мощности установки и температуру
воздуха на выходе калорифера.
3.
Причина, по которой калорифер устанавливают со стороны всасывания
вентилятора.
4.
Величина максимальной температуры поверхности ТЭНов, которая
допускается в отопительных калориферах.
5.
Характер изменения потребляемой мощности и температуры поверхности
ТЭНов при остановке вентилятора.
6.
Блокировка, предусмотренная в схеме управления электрокалориферной
установкой.
7.
Работа электрокалориферной установки в автоматическом режиме.

Справочные
материалы

Электрокалориферные установки серий СФОА и СФОЦ используют для
подогрева воздуха в животноводческих помещениях и теплицах.
Установка состоит из электрокалорифера и вентилятора с электродвигателем,
установленных на общей раме. Чтобы снизить вибрации и шум, для соединения
калорифера с вентилятором применяют переходные гибкие рукава. Кроме того,
вентилятор с электродвигателем крепят к раме при помощи виброизоляторов
(амортизирующих пружин).
Калорифер представляет собой сварную каркасную конструкцию, внутри
которой установлены оребренные трубчатые электронагреватели, объединенные в
три секции. Мощность калорифера регулируется ступенчато (100, 67 и 33%) при
включении различного числа секций. Для более равномерного обдувания
нагревателей потоком воздуха калорифер расположен со стороны всасывания
вентилятора. Температуру воздуха на выходе калорифера можно регулировать,
изменяя подачу вентилятора при помощи заслонки.
Технологическая схема ЭКУ приведена на рисунке 15.2, а,
внешний вид – на рисунке 15.2, б.

а

б
Рисунок 15.2 – Технологическая
схема (а) и внешний вид (б)
ЭКУ типа СФОЦ
Принципиальная электрическая схема управления ЭКУ выполняет
функции:
– защита электрической сети от аварийных режимов работы;
– ручное управление ЭКУ;
– автоматическое управление ЭКУ в функции температуры;
– световая сигнализация подачи напряжения в цепь управления и
работы секций ЭКУ;
– блокировка включения нагревателей при неработающем вентиляторе.
Работа схемы
Переключателем SA1 устанавливают режим работы, а
переключателем SA2 включают необходимое число
секций калорифера при ручном управлении. Автоматическое управление
осуществляется температурными реле SK2 и SK3, которые монтируют в обогреваемом помещении. Уставка (температура
срабатывания) реле SK2 настраивается на 2…3°С больше
уставки реле SK3. Температурное реле SK1, установленное в калорифере, предназначено для защиты
нагревателей от перегрева.
Трубчатые электронагреватели калорифера рассчитаны на работу в
воздушном потоке. В неподвижном воздухе (при неработающем вентиляторе)
теплоотдача уменьшается, что приводит к перегреву и выходу нагревателей из
строя. В электрической схеме калорифера предусмотрена блокировка (контакты
автоматического выключателя QF), которая не позволяет
включать нагреватели при неработающем вентиляторе.

Самостоятельная
работа (1 час): выполнить дополнительное задание по
лабораторной работе: составить схему соединений по
принципиальной электрической схеме управления.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №16

Тема: Автоматизация
установок для электрического облучения и обогрева.

Наименование занятия:
Анализ
схемы управления облучающей установкой инфракрасного
обогрева.

Цель
занятия: изучение и анализ работы системы автоматического управления
инфракрасными облучателями.

Приобретаемые
умения и навыки: умение производить анализ принципиальных электрических
схем, навыки в подключении и наладке системы автоматизации облучающих установок.

Норма
времени: 2 часа.

Оснащение
рабочего места: инструкционная карта, инфракрасные облучатели со станцией
управления, инструмент, чертёжные принадлежности.

Особые
правила техники безопасности на рабочем месте:
1. Крепление
проводов к контактам аппаратов и щитов должно быть достаточно надёжным.
2. Нельзя
производить присоединения в схеме, которая находится под напряжением.
3. Включать
электрическую схему под напряжение можно только после проверки её
преподавателем и в его присутствии.

Литература: Бородин, И. Ф.
Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления:
учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А.
Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. – с. 352…357
– (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-08655-3. – Текст:
электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/514330

Содержание работы
и последовательность выполнения операций

1.
Ознакомиться с устройством станции управления емкостного водонагревателя.
2. Записать
технические данные электрооборудования и средств автоматизации.
3. Составить
функциональную схему автоматизации и схему подключения.
4. Включить
станцию управления под напряжение и исследовать схему в ручном и автоматическом
режимах.
5. Составить и
сдать отчёт.

Инструктивные
указания и технологические требования

1. Вычерчивать
принципиальную электрическую схему следует в соответствии с требованиями ГОСТ и
ЕСКД.
2. Анализ
принципиальной электрической схемы необходимо производить в форме таблицы 16.1.

Таблица 16.1 –
Анализ принципиальной электрической схемы управления облучающей установкой
инфракрасного обогрева

Позиционное
обозначение

Наименование
элемента

Назначение элемента

Рабочая схема
(эскиз установки)

Рисунок 16.1 – Принципиальная
электрическая схема управления облучающей установкой
инфракрасного
обогрева

Задание для
отчёта:

1.
Тема. Наименование работы. Цель занятия. Приобретаемые умения и навыки.
2. Оснащение
рабочего места.
3. Содержание
работы и последовательность выполнения операций.
4. Рабочая
схема (рисунок 16.1).
5. Анализ
принципиальной электрической схемы.
6.
Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные
вопросы

1.    Назначение,
классификация и области применения инфракрасных облучателей, применяемых в
сельскохозяйственном производстве.
2.    Устройство и
принцип работы инфракрасных облучателей.
3.    Принципы
автоматического управления, применяемые в схеме управления инфракрасными
облучателями.
4.    Последовательность
срабатывания элементов схемы управления облучающей установкой в автоматическом
режиме.

Справочные
материалы

Инфракрасное излучение используют во многих
технологических процессах сельскохозяйственного производства для обогрева
молодняка животных и птиц, сушки сельскохозяйственных продуктов и др. Источники
инфракрасных излучений принято делить по спектральному составу на светлые и тёмные.
Промышленность выпускает инфракрасные
зеркальные лампы типа ИК3220-500, ИК3220-250 и инфракрасные кварцевые
галогенные лампы КГ220-1000-1. Часть колбы этих ламп изнутри покрыта слоем
алюминия или серебра, что обеспечивает концентрацию излучения в нужном
направлении. Колба ламп типа ИКЗК покрыта красным термостойким лаком, несколько
ослабляющим световой поток ламп, но уменьшающим явление каннибализма у животных
и птиц. Пониженная температура нити накала инфракрасных ламп способствует
увеличению срока их службы до 5000 ч.
Тёмные излучатели изготовляют в виде трубчатых
электронагревательных элементов (ТЭНов). Темные излучатели применяют в
специальной арматуре, которая служит для перераспределения потока излучения в
пространстве и для защиты нагревательного элемента от механических повреждений
и прикосновения обслуживающего персонала.
Для инфракрасного облучения
сельскохозяйственных животных и птиц применяют следующие облучатели,
относящиеся к светлым источникам.
1) Инфракрасный облучатель ССПО1-250 состоит из
пластмассового корпуса, лампы ИК3220-250 и эмалированного защитного кожуха с
сеткой, предохраняющей лампы от механических повреждений.
2) Инфракрасные облучатели ОРИ-1 и ОРИ-2
представляют собой конический корпус из листовой стали. Сверху облучателя под
пластмассовым колпаком расположен фарфоровый патрон Е40. Облучатель ОРИ-1
выпускают с инфракрасной лампой мощностью 500 Вт, ОРИ-2 предназначен для
инфракрасных ламп типа ПС-70/Е-11010-375.
3) Облучатель ОРИ-1 предназначен для ламп типа
ИК3220-250-1 и ИК3220-250.
Установка инфракрасного обогрева, представляет собой инфракрасные
лампы, помещённые в пластмассовые корпуса, с шипованными металлическими
отражателями, защитными сетками, фарфоровыми патронами и другими крепёжными и
уплотнительными деталями (рисунок 16.2).
Инфракрасные облучатели размещены непосредственно над боксами с
размещёнными в них животными или птицей, они преобразуют электрическую энергию
в тепловую и в колебания электромагнитного поля. Эта энергия поглощается телом
молодняка животных или птицей.
Технические данные инфракрасных облучателей приведены в таблице 16.2.

Таблица
1.1 – Технические данные инфракрасных облучателей

Наименование

Тип
лампы

Мощность,
кВт

Номинальное
напряжение,
  В

cos
  φ

Инфракрасный облучатель

ИКЗК
  220-250

0,5

220

1

                                                 а                                                    б
1 – сальник; 2 – клеммные колодки; 3 – патрон; 4 – корпус; 5 – уплотнитель; 6 – отражатель;
7 – защитная сетка; 8 – фиксатор; 9 – подвеска
Рисунок 16.2 – Эскиз (а) и внешний вид (б) инфракрасного облучателя ССП-01-250

Принципиальная электрическая схема управления облучающей
установкой инфракрасного обогрева выполняет функции:
– защита от аварийных режимов работы;
– работа схемы в ручном и автоматическом режимах;
– автоматическое управление работой инфракрасных ламп по заданной
программе в функции времени;
– отключение инфракрасных ламп при достижении температуры воздуха
верхнего допустимого значения;
– сигнализация подачи напряжения в цепь управления;
– сигнализация работы инфракрасных ламп;
– сигнализация состояния температуры воздуха в помещении.
Работа схемы
Посредством включения автоматического выключателя QF подаётся питание в главную
цепь и цепь управления. При этом загорается сигнальная лампа HL3. Для работы схемы в режиме ручного управления переключатель SA ставится в положение «Р»,
управление работой инфракрасных ламп производится при помощи кнопок SB.1 и SB.2.
Для автоматического управления переключатель SA ставится в положение «А».
Подача питания на катушку магнитного пускателя KM осуществляется через контакт
программного реле KT, который замыкается и размыкается по заданной программе и таким
образом управляет работой инфракрасных ламп. Когда температура воздуха в
помещении достигнет верхнего допустимого значения, регулятор температуры SK разомкнёт свой контакт в цепи
питания катушки магнитного пускателя KM и прервёт процесс нагрева,
при этом загорится сигнальная лампа HL2.

Скачано с www.znanio.ru

file_name: Методические.указания.по.выполнению.ПРиЛР_Прутков.docx

alt: Составитель: Прутков Владимир Иванович

alt: Тема: Схемы систем автоматизации

alt: ИМ на ввод объекта управления

alt: ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2 Тема:

alt: ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3 Тема:

alt: Контрольные вопросы 1.

alt: Справочные материалы Схемы соединений (монтажные схемы) – это схемы, на которых изображают соединения составных частей автоматизированной установки или изделия, а также показывают провода, кабели, жгуты…

alt: ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4 Тема:

alt: Компания «Инсат» [электронный ресурс] /

alt: ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №1 Тема:

alt: Рабочая схема (эскиз установки)

alt: ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №2 Тема:

alt: Рабочая схема (эскиз установки)

alt: ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №3 Тема:

alt: Рабочая схема (эскиз установки)

alt: Справочные материалы Для поддержания требуемой температуры воздуха, удаления избыточного количества влаги и вредных газов животноводческие помещения оборудуют приточно-вытяжной (общеобменной) вентиляцией, а при необходимости установками для…

alt: ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №4 Тема:

alt: Рабочая схема (эскиз установки)

alt: ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №5 Тема:

alt: Рабочая схема (эскиз установки)

alt: KM 1.1 становится на самопитание, контактом

alt: ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №6 Тема:

alt: ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №7 Тема:

другое

group: Педагогика

title: Методическое пособие по выполнению лабораторно-практических работ по МДК.01.02 Системы автоматизации сельскохозяйственных организаций