Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > автоматизация
Название:
Модернизация системы управления микроклимата в картофелехранилище

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: автоматизация

Цена:
0 руб



Подробное описание:

Содержание
1. Введение.
2. Картофель. Технология хранения картофеля.
3. Поддержание микроклимата в картофелехранилище с помощью электрокалорифера.
4. Выбор оборудования, исполнительных механизмов и их параметры.
5. Выбор и описание контроллера.
6. Описание алгоритма.
7. Описание блоков используемых для написания программы управления.
8. Заключение.
9. Литература.

1. Введение

Для осенне-зимнего хранения картофеля - важное значение имеют температура, влажность, наличие кислорода, которое при отсутствии света регулируется с помощью вентиляции. Контроль за этими факторами осуществляется в течение всего периода хранения. Сразу после уборки картофеля начинается лечебный период, в течение которого клубни дозревают, полученные ими в период уборки повреждения постепенно заживают, кожура укрепляется, а вкус становится лучше.
Продолжительность лечебного периода 40-45 суток. оптимальная температура в это время 18 - 19oС, но может доходить до 11-13oС (в зависимости от условий погоды), влажность 90-95%. Для прохождения лечебного периода картофель можно закладывать на временное хранение. Продовольственный картофель в лечебный период должен находиться в темноте, семенной может содержаться на свету и озеленяться. В конце лечебного периода проявляются все скрытые поражения клубней, поэтому перед закладкой на постоянное хранение их осматривают и удаляют все поврежденные.
Длительное хранение продовольственного картофеля требует более низкой температуры (2-3oС), чтобы предохранить его от прорастания. При кратковременном хранении (2-3 месяца) температура может быть более высокой (5 - 7oС). Влажность при основном хранении ниже, чем в лечебный период, и составляет в среднем 85-93%. При более высокой влажности раньше пробуждаются глазки. При влажности ниже 70% картофель теряет упругость.
Вентиляция - очень важное условие для нормального хранения картофеля. В бескислородной среде клубни задыхаются и погибают. Если кислорода недостаточно, чернеет мякоть клубней, прежде всего в сердцевине. С помощью вентиляции регулируют все факторы, влияющие на хранение, температуру, влажность и воздухообмен.
Влажность при основном хранении составляет в среднем 85-93%. При более высокой влажности раньше пробуждаются глазки. При влажности ниже 70% картофель теряет упругость. Качество хранения обеспечивается тарой, в которой содержатся клубни. Очень удобной тарой являются сетчатые мешки, в которых картофель хорошо вентилируется. Их можно укладывать штабелями на высоту до 1-1,5 м. Отпотевание картофеля при хранении происходит тогда, когда воздух над ним холоднее, чем внутри слоя картофеля. Разница в 1o может дать значительный осадок влаги. Для борьбы с этим явлением необходимо поддерживать более высокую температуру над картофелем, а более низкую - под ним и хранить клубни мелкими партиями.
Продовольственный картофель может храниться и при температуре 1-2oС, особенно после уборки в неблагоприятных условиях (переувлажнение, фитофтороз). Такая температура сдерживает развитие грибных и бактериальных болезней, но зато способствует накоплению в клубнях повышенного содержания сахаров. Поэтому перед употреблением на продовольственные цели или на переработку клубни необходимо 1-2 недели выдержать при температуре 15 - 17oС. За это время накопившийся сахар перейдет в крахмал и вкус картофеля восстановится.
Температура воздуха при хранении семенного картофеля несколько выше, чем продовольственного. Разным сортам требуются неодинаковые температурные условия, но хранение при от 4-6oС не приводит, как правило, к снижению семенных качеств. Если у вас нет помещения для хранения картофеля, то небольшое количество семенных клубней можно положить в домашний холодильник при температуре 3 - 4oС

2. Картофель. Технология хранения картофеля
Поточная- картофель, убранный комбайном или копателем поступает на сортировальный пункт для отделения примесей и калибровки на фракции с последующей закладкой на хранение. По сравнению с другими, при этой технологии клубням наносится наибольшее количество и видов механических повреждений. Поэтому ее следует применять лишь в случае осенней реализации картофеля или когда убираемый комбайном картофель поступает с поля с примесью почвы более 25-30% и с растительными остатками, а так же ее применение возможно в случае, когда клубни полностью созрели, с окрепшей кожурой и не поражены болезнями. Современная технология интенсификации возделывания картофеля позволяет, при проведении грамотной десикации и удаления ботвы, в большинстве случаев вывести картофель на уровень зрелости и пригодности к поточной закладке.
Перевалочная- клубни перед закладкой на хранение или сортированием на пункте выдерживают во временных буртах. Ее применение обязательно при значительном поражении клубней удушьем, фитофторозом, мокрой гнилью, или если уборка проводится в холодную и дождливую погоду, особенно комбайнами на тяжелых почвах.
Прямоточная- поступающая с поля картофель сразу закладывается на хранение без осеннего сортирования. При этом допускается примесь почвы в ворохе (в основном в виде комков) до 15-20%. При большем содержании почвы или наличия растительных остатков ботвы, а также больных клубней, их отделение совмещают с загрузкой в хранилище на линии собираемой из агрегатов передвижного сортировального пункта. При этой технологии формирование насыпи должно проводиться при постоянном перемещении стрелы погрузчика в горизонтальной плоскости, во избежание образования в насыпи почвенных столбов, в которых клубни легко загнивают и быстро прорастают.
Так какая же технология подходит больше всего для хозяйств?
При отсутствии осенней реализации картофель в хозяйстве следует закладывать на хранение по прямоточной технологии, а экстремальных условиях по перевалочной. При поточной, кроме общего высокого уровня механических повреждений клубней, значительно возрастает процент потемнения мякоти от ударов, что приводит к большим отходам при очистке клубней - в два раза выше в связи с общим снижением качества картофеля по сравнению с прямоточной технологией.
Исходное качество картофеля закладываемого на хранение, определяется клубневым анализом, который проводят перед уборкой, чтобы определить технологию послеуборочной доработки, а также дополнительно в процессе уборки и через 2-3 недели после закладки для оценки лежкости картофеля и выбора соответственно этому режима и интенсивности вентилирования. По результатам анализа составляется акт, в котором в процентах указываются пораженные клубни, отдельно по каждому виду гнилей и механических повреждений.
Предварительную оценку лежкости картофеля можно дополнительно определить, применив метод «пакета», особенно в процессе временного хранения при перевалочной технологии. При массовом загнивании клубни считаются непригодными для хранения.
Исходное качество клубней зависит также от места хранения: в городе или в местах выращивания; поскольку при закладке в городе применяется поточная технология с последующей осенней транспортировкой и погрузочно-разгрузочными работами, при которых клубням наносятся дополнительные механические повреждения, увеличивающие потери при хранении. При хранении в местах выращивания осенью картофель загружают в основном по прямоточной технологии, без осеннего сортирования, а доработку клубней и товарную подготовку проводят в процессе хранения.
По данным полученным в результате наблюдений, процент гнилей у картофеля, убранного в холодную дождливую погоду и сразу отсортированного (поточная технология), в 8 раз больше, чем заложенного по прямоточной технологи в местах выращивания.
Хранение картофеля
Температура хранения зависит от назначения картофеля, сорта, времени переработки (зима, весна, лето) и других факторов. Она оказывает существенное влияние на показатели хранения.
В зависимости от направления использования рекомендуется следующие ориентировочные температуры хранения картофеля:
- Столовый (продовольственный) картофель- 3-9°С
- Чипсовый картофель 7-12°С
- Картофель для переработки 7-9°С
- Семенной картофель 2-4°С
- Картофель для переработки на крахмал 5°С
Просушивание картофеля. В процессе загрузки по мере заполнения закромов или формирования насыпи (при навальном хранении) просушивают картофель из расчета 100-150 м³/т/ч за счет концентрации потока нагнетаемого воздуха в соответствующем распределительном канале (каналах). Вентилирование проводят непрерывно наружным воздухом, температура воздуха при этом должна быть не ниже 10°С.
Продолжительность и интенсивность просушивания зависят от состояния картофеля, если он сухой и хорошего качества, вентилируют 1-1,5 суток из расчета 100 м³/т/ч. При влажном, холодном и пораженном болезнями картофеле сушка происходит 2,5-3 дня из расчета объема продуваемого воздуха 150 м³/т/ч. Выпускные клапана в это время держат открытыми.
Слишком сильное проветривание или подача сухого воздуха (меньше 85% ОВВ) вызывает очень большие потери влаги в клубнях и создает опасность поражения сухой гнилью.
Лечебный период. Первые 2-3 недели в хранилище клубни проходят лечебный период с целью залечивания механических повреждений, нанесенных при уборке и транспортировке, подготовке к длительному хранению. Наиболее активно залечивание повреждений происходит при температуре от 12 до 18°С. Вентилируют теплым, влажным рециркуляционным воздухом хранилища 5-6 раз в сутки по 30-40 минут с перерывами 3,5-4 часа. Ворота хранилища в течении всего лечебного периода держат закрытыми. Для этого секция хранилища должна быть загружена в минимально короткий срок, например вместимостью 100т. – за 3-5 дней. Относительную влажность воздуха (ОВВ) в лечебный период поддерживают на уровне 95% путем подмешивания к внутреннему воздуху хранилища минимального количества холодного наружного , например, в ночное время. Более эффективна установка воздуховоде, за вентилятором, искусственного увлажнителя. Снижение влажности воздуха ниже 80% в лечебный период недопустимо, поскольку способствует большому испарению влаги клубня. Продолжительность лечебного периода зависит от исходного качества картофеля при температуре 15±3°С, но не должна превышать 20-25 дней.
Период охлаждения. После завершения лечебного периода наступает период охлаждения. Если клубни здоровые, с минимумом механических повреждений, температуру насыпи снижают постепенно на 0,5°С в сутки в течении 20-30 дней до температуры основного хранения.
Сильно поврежденный и пораженный болезнями картофель охлаждают более интенсивно в среднем на 1°С в сутки. Вентилируют воздухом, температура которого на 2-3°С ниже температуры в насыпи клубней. При отрицательных температурах наружного воздуха вентилируют смесью его с воздухом хранилища (температура смеси не ниже +0,5°С). Смешивают воздух с помощью клапана, управляемого вручную или автоматически.
Основной период.Холодное хранение в основной период (фаза хранения), если температура в насыпи находиться на уровне 2-4°С, картофель вентилируют 2-3 раза в неделю по 30 минут для смены воздуха в межклубневом пространстве. Недостаток кислорода и избыток углекислого газа приводят к ухудшению лежкости и качества картофеля. Недостаток кислорода вызывает внутреннее потемнение мякоти (удушье) клубней многих сортов, избыток углекислоты часто является причиной гибели картофеля. Оптимальный состав - когда содержание углекислого газа в межклубневом пространстве не превышает 2-3%, кислорода 16-18%. ОВВ поддерживают на уровне 90-95%. Вентилируют рециркуляционным воздухом, а при повышении температуры в насыпи выше 4-5°С- смесью внутреннего и наружного или только наружным воздухом, если его температура находиться в пределах 1-2°С.
Вентиляционная система хранилища должна обеспечивать следующую интенсивность вентилирования в зависимости от расчетной расчетной недели зимней температуры воздуха и назначения картофеля. Семенной картофель при расчетной неделе -20°С и выше – 100м³/т/ч; 30°С и ниже – 70 м³/т/ч. Продовольственный и для переработки- соответственно 70 и 50 м³/т/ч.
Теплое хранение.В отличии от холодного теплое хранение имеет ряд особенностей. Во-первых, более короткий период охлаждения, поскольку температуру 7-10°С легче достич в осенний период, чем 2-4°С, когда в большинстве случаев температура наружного воздуха в этот период часто бывает относительно высокой. Во-вторых, более низкая интенсивность вентилирования, направленная в основном на периодическое обновление газового состава в насыпи картофеля. Несмотря на то, что за счет дыхания клубней происходит повышение температуры, примерно на 0,25°С в сутки, поддержать температуру на заданном уровне по сравнению с уровнем 2-4°С. В-третьих, его применение зависит от времени переработки или реализации той или иной партии картофеля.
Независимо от способа хранения при проявлении в верхнем слое насыпи отпотевания клубней (выпадение конденсата) проводиться выравнивание температуры в хранилище и в насыпи за счет обогрева верхней зоны с помощью колориферов. При этом температура воздуха в хранилище не должна быть выше чем на 1-2°С, чем в насыпи.


3. Поддержание микроклимата в картофелехранилище с помощью электрокалорифера.
Для поддержания микроклимата в картофелехранилище широко применяют электрообогрев в сочетании с вентиляцией. Вентиляция необходима не только для обеспечения оптимальных значений температуры и относительной влажности воздуха, но и для поддержания должного его состава (удаление из помещений углекислого газа, сероводорода и аммиака, выделяемых животными). В практике сельского хозяйства применяют вытяжную, приточную и приточно-вытяжную вентиляции. При вытяжной вентиляции воздух выкачивается вентиляторами из помещения, а на смену ему поступает свежий наружный воздух, предварительно подогретый. При приточной вентиляции воздух принудительно поступает в помещение, вытесняя отработанный. Отечественная промышленность выпускает вентиляторы в сочетании с электрокалориферными установками. Последние предназначены для подогрева воздуха в системах вентиляции. Электрокалорифер состоит из кожуха, и трубчатых электронагревательных элементов, армированных алюминием. В сельском хозяйстве наиболее употребительны электрокалориферные установки типа СФО с центробежным вентилятором, в состав которых входят электрокалорифер, центробежный вентилятор. Они выпускаются мощностью от 16 до 150 кВт и могут работать в режиме 100, 75, 50, 25% установленной мощности. В установках предусмотрены блокировка, не допускающая работу электрокалорифера три отключенном вентиляторе, а также тепловое реле на корпусе электрокалорифера для защиты от аварийного перегрева. Электрическая схема электрокалориферной установки. В момент начала работы электрокалорифер включается на полную мощность, т. е. работают все три секции. По мере повышения температуры в помещении одна секция автоматически выключается, при дальнейшем повышении температуры выключается вторая секция и калорифер работает на 33% мощности. Последнюю секцию отключают вручную, при понижении температуры ниже заданной автоматическое переключение секций происходит в обратной последовательности. Контроль за температурой окружающего воздуха осуществляется выносными датчиками температуры. В зависимости от мощности электрокалорифера и производительности вентилятора температурный перепад нагреваемого воздуха может быть от 7 до 50° С.

4. Выбор оборудования, исполнительных механизмов и их параметры

Калориферы электрические ПНЕ (электрокалориферы) применяют для создания микроклимата в зданиях промышленного, коммунального, бытового и культурного назначения, являются аналогом калориферов типа СФО.
Калориферы (воздухонагреватели электрические, электрокалориферы) должны эксплуатироваться в условиях, соответствующих исполнению УХЛ4 по ГОСТ 15150-69:
- температура окружающей среды от +10°С до +40°С;
- относительная влажность окружающей среды при температуре +25°С до 80%, при температуре +10°С до 98%;
- атмосферное давление от 650 до 800 мм рт.ст.;
- окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли.
Технические характеристики калориферов ПНЕ (СФО)
№ п/п Наименование параметра Норма для типа
ПНЕ-
7,5 ПНЕ-
10 ПНЕ-
15 ПНЕ-
25 ПНЕ-
30 ПНЕ-
45 ПНЕ-
67,5 ПНЕ-
90 ПНЕ-
157,5 ПНЕ-
250
1 Номинальная мощность, кВт. 7.5 10 15 22.5 30 45 67.5 90 157.5 250
2 Расход по воздуху, м3/ч, не менее 600 800 1200 1800 2300 3500 5200 7000 15000 20000
3 Температура на поверхности ТЭНов, не более, °С 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240
4 Аэродинамическое сопротивление по воздуху, Па, не более 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
5 Число секций электрических 1 2 2 3 3 3 3 3 6 9
6 Мощность секций, кВт 7.5 5 7.5 7.5 7,7/ 7,5/ 15 15 22.5 30 І¸ІІІ-22,5; ІV¸VІ-30 І¸VІ-30; VІІ¸ІX-22,5
7 Напряжение сети, В 380 380 380 380 380 380 380 380 380 380
8 Напряжение на ТЭНе, В 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220
9 Частота, Гц 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
10 Число фаз 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
11 Схема соединения нагревателя в секции Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y
12 Масса, кг, не более 4.4 4.9 5.6 6.4 7.2 11.2 120 150 186 198
Таблица 4. Технические характеристики калориферов ПНЕ (СФО)
Остановимся на электрокалорифере ПНЕ-25, т.к. он более подходит к требованиям автоматизации.
Подготовка калорифера (воздухонагревателя, электрокалорифера) к работе
До начала монтажа электрокалорифера (воздухонагревателя) потребитель обязан выполнить предмонтажные работы:
• электрокалорифер (воздухонагреватель) должен подключаться к сети по отдельной линии. Сечение питающих проводов (кабеля), способы их прокладки и защита электрокалорифера (воздухонагревателей) от ненормальных режимов работы (кз, перегрузки и т.п.) должны соответствовать требованиям ПУЭ;
• провести необходимую разводку воздухопроводов.

Перед монтажом воздухонагревателя следует произвести расконсервацию законсервированных поверхностей, удалив смазку хлопчатобумажной ветошью.

Проверить узлы воздухонагревателя с целью выявления и исправления повреждений, вмятин и других дефектов, образовавшихся при транспортировании. Особое внимание следует обратить на целостность ТЭНов (трубчатых электронагревателей).

Монтаж электрокалорифера (воздухонагревателя) произвести в следующей последовательности:
• установить электрокалорифер (воздухонагреватель);
• установить температурное реле в электрокалорифере (воздухонагревателе) так, чтобы баллон был максимально приближен к ребрам нагревателя, и отрегулировать его на заданную температуру;
• установить ящик управления;
• установить датчик температуры в помещении, где необходим контроль температуры воздуха и отрегулировать его на заданную температуру;
• провести все электромонтажные работы и работы по заземлению оборудования, которое может оказаться под напряжением;
• проверить прозванием правильность соединения температурного реле и датчиков температуры с ящиком управления;
• проверить визуально правильность соединения ТЭН электрокалорифера (воздухонагревателя), плотность и надежность контактных соединений;
• проверить надежность защитного заземления.
Принцип работы датчиков температуры - термопар, термоэлектрических преобразователей, термопреобразователей сопротивления ТСМ, ТСП, Pt100 основан на зависимости электрического сопротивления металлов от температуры. Термопреобразователи (термопары, термоэлектрические преобразователи) выполняют в виде катушки из тонкой медной или платиновой проволоки на каркасе из изоляционного материала, заключенной в защитную гильзу.
Датчики температуры - термопреобразователи сопротивления характеризуются параметром
где R100 - сопротивление при 100 °С
R0 - сопротивление при 0 °С
Для подключения термопреобразователей сопротивления к приборам ОВЕН и Fotek используется трехпроводная схема, которая позволяет уменьшить погрешность измерения, возникающую при изменении сопротивления проводов (например, при изменении их температуры). К одному из выводов терморезистора Rt подсоединяются два провода, а третий подключается к другому выводу Rt. При этом необходимо соблюдать условие равенства сопротивлений всех трех проводов.
Термопреобразователи сопротивления (термопары) могут подключаться к прибору с использованием двухпроводной линии, но при этом отсутствует компенсация сопротивления соединительных проводов и поэтому будет наблюдаться зависимость показаний прибора от колебаний температуры проводов.

Параметры линий для соединения прибора с датчиком температуры
Тип датчика температуры Длина линии Сопротивление линии Исполнение линии
ТСП, ТСМ не более 100 м не более 10,0 Ом Трехпроводная, провода равной длины и сечения
Термопара не более 20 м не более 100 О Термоэлектродный кабель (компенсационный)
Таблица 5. Параметры линий для соединения прибора с датчиком температуры

Термопреобразователи сопротивления, термопары, термоэлектрические преобразователи (ТС) относятся к параметрическим устройствам, таким как датчик температуры, поэтому всегда измерительные схемы на основе ТС должны иметь источник питания.
При этом источник питания должен быть таким, чтобы разогревом чувствительного элемента за счет протекания по нему тока можно было пренебречь.
Датчики температуры подключаются к измерительной схеме соединительным кабелем, имеющим свое собственное сопротивление, которое зависит от температуры окружающей среды. Если термопреобразователь подключен по двухпроводной схеме(рис.4), то может возникнуть погрешность измерения температуры.

Рисунок 4. Двухпроводная схема подключения датчика температуры
Это объясняется тем, что в этом случае к падению напряжения на термопреобразователе прибавляется падение напряжения на сопротивлениях Rл подводящих проводов.
Если изменится температура окружающей среды, то это вызовет изменение сопротивления Rл, падение напряжения на этом сопротивлении и напряжения Uвых, по которому судят о температуре объекта контроля.
Чувствительность к температуре окружающей среды можно уменьшить, добавив в измерительную систему один или два дополнительных провода, получив, таким образом трехпроводную или четырехпроводную схему включения датчика температуры(рис.5,6).
По одному проводу течет постоянный ток для питания датчика температуры, по другому поступает сигнал от датчика на вход измерительного усилителя прибора, а третий провод является общим для обоих контуров.

Рисунок 5. Трехпроводная схема включения датчика температуры
Преимущество этого решения в том, что изменения сопротивления сигнального провода, например из-за колебаний температуры, не сказываются на сигнале: по измерительному проводу не протекает ток (из-за высокого входного сопротивления усилителя), и следовательно на нем нет падения напряжения. Чувствительность к внешним помехам остается неизменной.
При четырехпроводной схеме включения(рис.6) датчика температуры по двум проводам с сопротивлениями Rл1 и Rл4 к термопреобразователю подводится постоянный ток (1..5 мА), а с помощью проводников с сопротивлениями Rл2 и Rл3 от термопреообразователя на измерительный прибор отводится падение напряжения, пропорциональное сопротивлению RK (температуре объекта контроля).

Рисунок 6. Четырехпроводная схема включения датчика температуры
Если источник тока обеспечивает стабильный ток при различных сопротивлениях нагрузки, а входное сопротивление измерительного прибора достаточно велико, то результат измерения не зависит ни от температуры подводящих проводов, ни от их длины.
Выберем трехпроводную схему включения датчика температуры ТСП 100,т.к. это типовое общепромышленное решение.
Мощность вентилятора вычисляется, исходя из количества воздуха (в м3), которое надо удалить за час.
Крышные вентиляторы
Зачастую практика естественного воздухообмена ставит проблему неподвижности воздуха в вентиляционных каналах. Причиной этому служит отсутствие так называемого гравитационного приводного модуля из-за безветренной погоды, выравнивания температур и давлений внутри помещений и снаружи и т.д. В таком случае целесообразно применять вентиляцию с механическим побуждением движения воздуха, ключевым элементом которой являются машины для забора и перемещения воздуха – вентиляторы.
Вентиляторы могут иметь различную конструкцию (радиальные вентиляторы или осевые вентиляторы), исполнения (прямоугольные или круглые вентиляторы), схемы установки, особенности монтажа и эксплуатации. В каждом конкретном случае можно вычленить оптимальный вариант конструкции вентилятора.
Конечно же, можно использовать для побуждения движения воздуха такое оборудование, как канальные вентиляторы, устанавливаемые непосредственно в сечение воздуховодов, или другие традиционные системы вентиляции и кондиционирования, в том числе чиллеры и фанкойлы, но еще одним современным методом решения вопросов искусственной вентиляции является эксплуатация крышных вентиляторов.
Крышные вентиляторы представляют собой технические устройства, использующиеся в составе вентиляционных систем, обслуживающих здания различного назначения.
К преимуществам данного вида оборудования перед аналогами можно отнести следующее:
1. Крышные вентиляторы как, следует из названия, устанавливаются на кровлях зданий. Если кровля плоская, то установка оборудования возможна непосредственно на крышу. В случае если кровля покатая, требуется наличие переходной рамы. Таким образом, крышные вентиляторы позволяют «экономить» полезную площадь помещения.
2. Крышные вентиляторы позволяют минимизировать длину сети воздуховодов или отказаться от таковых вообще.
Так как крышные вентиляторы устанавливаются снаружи здания, то к их конструкции предъявляется ряд особых требований. При этом, устанавливая данный тип оборудования, приходится постоянно искать компромисс между защищенностью конструкции устройства и качеством ее работы. Ведь с одной стороны крышный вентилятор необходимо максимально защитить от ветровых нагрузок и атмосферных осадков, а с другой обеспечить свободный забор наружного воздуха (что особенно актуально для осевых вентиляторов).
В связи с тем, что к крышным вентиляторам предъявляются повышенные требования по шумовым и вибрационным характеристикам, данный вид климатического оборудования подвергается на заводе-изготовителе динамической балансировке на «собственных подшипниках». Эта технологическая операция позволяет в конечном итоге компенсировать все возможные погрешности изготовления вращающихся частей крышных вентиляторов (ротор, рабочее колесо с лопатками и т.д.) и оптимально сбалансировать работу оборудования.
В стандартном исполнении крышные вентиляторы изготавливаются устойчивыми к температуре рабочей среды до 45С. Однако возможно изготовление крышных вентиляторов специального исполнения для работы с газовыми и воздушными средами до 90С. В качестве основных конструктивных элементов крышных вентиляторов можно выделить следующее.

Корпус вентилятора
Обычно состоит из вибро- и звукоизолирующих панелей закрепленных на каркасной раме. Рама корпуса позволяет производить надежный монтаж устройства на кровле здания и выдерживать ветровые нагрузки, особенно актуальные для высотных зданий. Вибро- и звукоизолирующие панели (или сендвич-панели) снижают уровень шума и гасят вибрации, не давая им возможности воздействовать на несущие элементы строения.
Помимо несущих и вибро- и шумопоглощающих элементов крышные вентиляторы облицовываются антикоррозионными панелями. Это могут быть листы оцинкованной или гальванизированной стали или же композитные панели, покрытые лакокрасочными покрытиями на основе эпоксидных смол или полиэфирных соединений. Такая защита позволяет успешно выдерживать воздействие атмосферных осадков, и крышные вентиляторы имеют «презентабельный» вид на протяжении всего срока службы.
В зависимости от модели и устройства вентиляционной шахты крышные вентиляторы могут функционировать не только в режиме приточной вентиляции, но и как приточно-вытяжные установки, а также работать в реверсивном режиме.
Помимо прочего корпус крышного вентилятора должен гарантировать простоту обслуживания при осмотрах или проведении ремонтных работ. В связи с этим корпус имеет дверцу либо откидную конструкцию рамы.
Электродвигатель вентилятора
Электродвигатель питается от электросети и передает крутящий момент непосредственно на рабочее колесо крышного вентилятора. Конструкция крышного вентилятора позволяет охлаждать электродвигатель при работе потоком перемещаемого воздуха. Корпус электродвигателя, как правило, имеет повышенную пыле- и влагозащиту, что позволяет достигать высокой наработки ресурса без проведения профилактических работ.
Электродвигатель любого крышного вентилятора в обязательном порядке имеет защиту от перегрева при помощи термоконтакта, расположенного внутри обмотки. В случае перегрева оборудования, обрыва фазы, высокой температуры перемещаемого воздуха и др. термоконтакт обеспечивает размыкание цепи защитного реле. Повторное включение крышного вентилятора возможно только при снижении температуры обмоток до рабочего значения.

Вентилятор
Вентилятор осевого или радиального типа производит забор воздуха (в приточно-вытяжной установке) или его отсос (в вытяжной), а также транспортировку воздушной или газовой массы по сети воздуховодов и распределение ее по помещениям.
Крышные вентиляторы с осевым исполнением применяются при относительно небольшой длине сети воздуховодов, так как данный тип вентиляционного оборудования не способен создавать большой напор в сети и не может преодолевать ее большое аэродинамическое сопротивление, возникающее за счет протяженности, поворотов воздуховода, наличия фильтров, вентиляционных решеток, диффузоров и т.д.
Радиальные вентиляторы используются, когда сеть воздуховодов относительно протяженная и имеет разветвления.

Система автоматического управления вентилятором
Система автоматики и управления позволяет контролировать работу крышных вентиляторов, а также задавать устройству необходимые рабочие параметры и настроить на работу в полном автоматическом режиме.
Как правило, крышные вентиляторы имеют моноблочную конструкцию, то есть все элементы данного оборудования монтируются в едином корпусе и представляют собой полностью законченное устройство. Такая конструкция имеет высокую монтажную готовность, и при установке крышного вентилятора на кровлю требуется только его крепление к последней, подсоединение электропитания и сети воздуховодов (при ее наличии).
Помимо транспортирования воздуха необходима и его предварительная очистка. Для этой цели применяются фильтры вентиляции. Современные технологии позволяют производить очистку воздуха различной точности – от грубой до сверхточной. Исходя из требований к качеству воздуха подбираются соответствующие фильтры вентиляции, вплоть до антибактериальных.
Гигро и Гигротермодатчик (емкостной) для климат-контроля
Типовой ряд 90.7021
• Измерение относительной влажности воздуха и температуры
• Для отопительной, климатической и вентиляционной техники
• Для помещений, настенного и канального исполнения
• Специальное миниатюрное стержневое исполнение (для ОЕМ исполнения)
• С выходным токовым сигналом или напряжением
Датчик измерения влажности 907021 разработанный специально для применения в нагревательной, климатической, вентиляционной технике. Он отличается исключительной стабильностью по времени, высокой точностью измерений, превосходной характеристикой измерений для высокой влажности и хорошей химической стойкостью. Прекрасный дизайн корпуса для комнатного монтажа, настенного и канального исполнения, а также миниатюрного стержневого исполнения, представляют собой идеальное решение почти для всех задач климатизации. Находят применение, для комплексной климатизации и вентиляции в жилых помещениях и теплицах. Для особо высоких требований в плавательных бассейнах и помещениях для скота (конюшни, хлев и т.д.). Наиболее подходят датчики типа А, которые и в метрологии показывают отличные результаты измерения. Специальное стержневое исполнение позволяет использовать возможность комнатной интеграции измерения влажности в уже действующую систему и находится, таким образом, для ОЕМ – применения (на комплектующие).

Рисунок 7. Технические данные датчика влажности 907021
Схема подключения

Рисунок 8. Схема подключения датчика измерения влажности
5. Выбор и описание контроллера

1 Характерные особенности системы серии "Альфа-2"[5].
1) Сообщения, выводимые на дисплей, и данные функционального блока.
В контроллере серии "Альфа-2" имеется возможность отображать на жидкокристаллическом дисплее рабочее состояние и состояние аварийного сигнала в виде сообщения. Обеспечивается отображение следующего содержания, с использованием функционального блока отображения. Значения, установленные для отображаемых таймеров и счетчиков может быть изменено в режиме РАБОТА (RUN).
-Общее количество символов на жидкокристаллическом дисплее: 12 символов х 4 строки
-Выводимые на дисплей виды информации: Сообщение, значение (текущее или установленное) для таймера и счетчика, аналоговые величины и т. д.
2) Программирование в режиме работы с персональным компьютером выполняется быстро и легко. Программное обеспечение AL-PCS/WIN-E для Windows способно создавать и сохранять программы. Программирование может осуществляться с использованием наглядного метода, при котором используются линии, соединяющие функциональные блоки в окне программирования. Также имеется возможность выполнять непосредственное программирование с использованием клавишей, расположенных на передней панели контроллера "Альфа-2".
3) Изображение на жидкокристаллическом экране пересылается по GSM модему.
Контроллеры серии "Апьфа-2" способны пересылать изображение, выводимое на жидкокристаллический дисплей, в виде сообщения, передаваемого по электронной почте с использованием GSM модема. Пользователь может следить за состоянием выполнения прикладной задачи при помощи доступа к диагностическим сообщениям, посылаемым по электронной почте через GSM модем.
4) Связь с компьютером поддерживается при помощи специализированного протокола. Контроллер серии "Альфа-2" поддерживает связь с компьютером (с помощью специализированного протокола). Специализированное по задачам пользователя прикладное программное обеспечение, при использовании линии связи с компьютером, дает возможность изменять плановые данные, параметры внутри функциональных блоков, и обеспечивает контроль состояния при выполнении прикладной задачи.
5) Усовершенствованная функция часов.
Еженедельный таймер и функции календарного таймера имеют множество переключателей, которые могут быть установлены на разные моменты срабатывания, и обеспечивают широкие возможности управления с временной зависимостью.
6) Аналоговый вход, 0 - 10В/0 - 500, -50 ° С - 200 ° С (датчик РТ 100), -50 °С - 450°С(термопара К-типа):
Вход пост, тока контроллера серии "Альфа-2" может воспринимать сигналы 0 - 10 В при разрешающей способности 0 - 500.
7) Аналоговый выход, 0 - 4000/0 - 10, 0 - 200 / 4 - 16 мА:
Контроллер серии "Альфа-2" может генерировать выходные сигналы в виде напряжения и тока.
8) Высокоскоростной счетчик, максимум 1 кГц
Контроллер серии "Альфа-2" имеет высокоскоростные счетчики (максимум две позиции) при использовании блоков AL2-4EX (EI1, EI2).
9) Высокие возможности по величине выходного тока.

Рисунок 9. Высокие возможности по величине выходного тока
10) Встроенное электрически-стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство. Наличие встроенного электрически-стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства исключает необходимость использовать аккумулятор для сохранения данных.
11) Поддержка 6-ти языков.
В контроллере серии "Альфа-2" имеется поддержка 6-ти языков (английского, немецкого, французского, итальянского, испанского, а также шведского). Язык для отображения информации на дисплее может быть выбран в ВЕРХНЕМ МЕНЮ (TOP MENU).



Рисунок 10. Расширительные модули/Адаптеры

На основании оборудования и датчиков, мы выбираем контроллер AL2-24MR-D.

Технические характеристики контроллера AL2-20MR-D

Параметры источника питания.

Наименование Код Значения параметров
Источник питания AL2-*"-D 24 В пост, тока, + 20% -15%
Максимальная продолжительность кратковременного перерыва в подаче электропитания AL2-*"-D 5 мс
Пусковой ток AL2-***-D, 24 В пост, тока <7,0А
Максимальное потребление электроэнергии
AL2-24MR-D, 28,8 В пост, тока 9,0 Вт
Типичное значение потребления электроэнергии (без специальных соединительных модулей) AL2-24MR-D, 24 В пост, тока При всех включенных блоках ввода/вывода -5,0 Вт; При всех выключенных блоках ввода/вывода -1,0 Вт
Таблица 6. Параметры источника питания.

Характеристики входных цепей.


Рисунок 11. Характеристики входных цепей переменного тока.


Рисунок 12. Характеристики входных цепей постоянного тока.



Рисунок 13. Характеристики аналоговых входных цепей.

Характеристики выходных цепей.

Рисунок 14. Характеристики выходных цепей с переключающими реле.

Общие характеристики.

Рисунок 15. Характеристики защиты от воздействия окружающей среды и электрические характеристики.

 

 


Рисунок 16. Характеристики защиты от воздействия окружающей среды и электрические характеристики.

6. Описание алгоритма
Вводим заданные параметры: to, Mo, tmax, Tk. Где to- заданная температура, Mo- заданная влажность, tmax- максимальная заданная температура, Tk- время суточного реле времени. Включаем калорифер, если вентиляторы не включены, то калориферы не включаются. После включения вентиляторов, приходит в действие калорифер и начинается проверка рабочих параметров. to>tп (где tп- температура в помещении )- да, переходим к проверке включения калорифера и вентиляторов;-нет, приступаем к проверке условия to<tп. Если да, то включаются вентиляторы, если нет, проверяем условие to>tп. tп>tmax- да, срабатывает таймер, звуковая сигнализация и включаются вентиляторы. Если нет, то переходим к проверке условия to<tп. Проверяем влажность Mo<Mп (где Mп- влажность в помещении), если да, то включаются вентиляторы и отключается калорифер, если нет, переходим к проверке условия Mo>Mп. Если да, то включаются вентиляторы, если нет, то переходим к проверке условия Mo<Mп.
Проверяем условие Tk=Tp, если да, то производим проветривание помещения, т.е. включаются вентиляторы, если нет, то проверяем снова.
7. Описание блоков используемых для написания программы управления
-Аналоговый вход РТ100 / ANALOG INPUT РТ100.
-Аналоговый вход / ANALOG INPUT.
-Вход S / INPUT S.
-Функция Compare выполняет сравнение двух подключенных к ней входов. Входами могут служить:
• значения установки параметров и текущие значения других функций;
• аналоговое значение аналогового входного сигнала и выход¬ное значение функции Gain;
• постоянные значения при отсутствии подключенных к выво¬дам функции сигналов или других функций.
Функция имеет один вывод для двоичного входа, два вывода для входов типа Слово / Word и один двоичный выход. Если подключен вывод двоичного входа, то процесс сравнения вы¬полняется только при состоянии двоичного входа - ON. Если состояние двоичного входа - OFF, то процесс сравнения не выполняется.
-Реле времени /Time Switch представляет собой таймер для аппаратных средств контроллера. Он используется для пе¬реключения выхода в назначенное время в состояние ON или OFF.
-Функция отображения / Display function управляет ото¬бражаемой информацией на LCD-дисплее контроллера. Используя эту функцию, пользователь может ввести текст (длиной до 63 символов) или определить параметры ото¬бражаемой функции.
-Функция используется для получения результата вычисле¬ния, проводимого с четырьмя входными сигналами по¬средством пяти операторов: +, -, *, /, %. Она имеет пять входных выводов и два вывода выхода.
-Функция предназначена для выполнения с входными сиг¬налами логической операции OR (ИЛИ): если все входы имеют состояние OFF, то состояние выхода OFF, иначе со¬стояние выхода ON. Подключаемые к входам сигналы должны быть только двоичными. У функции имеется 4 вывода двоичного входа и 1 вывод двоичного выхода.
-Функция предназначена для выполнения с входными сиг¬налами логической операции AND (И): если состояние всех входов ON, то состояние выхода будет ON, иначе со¬стояние выхода OFF. Подключаемые к входам сигналы должны быть только двоичными. У функции имеется 4 вывода двоичного входа и 1 вывод двоичного выхода.
-Функция предназначена для выполнения с входными сиг¬налами логической операции NOT (HE): выход является отрицанием входа. Подключаемые ко входам сигналы должны быть только двоичными. У функции имеется 1 вывод двоичного входа и ] вывод двоичного выхода.
-Нагреватель/HEATER.
-Устройство звуковой сигнализации /BUZZER.
-Вентилятор / VENTILATION FAN.

8. Заключение
В данном курсовом проекте, в соответствии с поставленной задачей управления, была предложена модернизация системы управления микроклимата в картофелехранилище.
Была разработана функциональная схема картофелехранилища и произведен выбор автоматики. В качестве технической базы спроектированной системы автоматизации был предложен регулирующий микропроцессорный контроллер «Альфа-2» и персональная ЭВМ. Преимуществом модернизированной системы является более точная реализация процесса регулирования, основанная на цифровой обработке информации. Результат применения предлагаемой модернизации состоит в стабилизации параметров технологического процесса, за счёт увеличения объёма и качества обработки информации, позволяющей технологическому персоналу принимать своевременные и оптимальные решения при внештатных ситуациях.

 

 

 

 




Комментарий:

Курсовая работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы