3 Опис технологічного процесу крапельного
ЗРОШЕННЯ ТА ОБГРУНТУВАННЯ СХЕМИ УПРАВЛІННЯ
3.1 Обґрунтування силової електричної мережі крапельного
зрошення
Процес поливу може бути неперервним, циклічним або ручним, у залежності від обраного режиму роботи.
Технологічний процес відбувається наступним чином: площу, яку необхідно поливати, поділено на 24 ділянки, які почергово зрошуються (в автоматичному режимі). Часозадаючий програмний блок створює керуючі сигнали, за допомогою яких визначається тривалість поливу окремих ділянок.
При вмиканні пульта у автоматичному циклічному режимі полив починається з першої ділянки, якщо вона не виключена з програми поливу. Подається напруга на котушку соленоїда дистанційно управляємого клапана і вода надходить через трубопровід на зрошувану ділянку. За допомогою датчика спрацьовування клапана на пульт керування подається сигнал про відкриття клапану. Таким чином відбувається зрошення першої ділянки. З витримкою часу припиняється полив першої ділянки, часозадаючий програмний блок подає команду на полив наступної ділянки, починається зрошення другої ділянки. Якщо будь яка ділянка виключена з програми поливу то при настанні її черги, вона пропускається і починає поливатися наступна ділянка. Так відбувається послідовний полив усіх ділянок. Після закінчення поливу останньої ділянки починається полив першої ділянки і процес повторюється. Циклів поливу виконується стільки, скільки задав оператор (до 24 циклів). Після завершення останнього циклу полив зупиняється.
У автоматичному безперервному режимі технологічний процес проходить так само як і у циклічному, але оператор не задає кількість циклів і полив йде безперервно. Полив закінчується у випадку відключення оператором пульта.
3.2 Вимоги до схеми управління крапельним зрошенням
Для виконання контролю за перебігом технологічного процесу та для забезпечення надійної роботи, схема повинна відповідати наступним вимогам:
а) живлення схеми управління повинно здійснюватись від мережі змінного струму частотою 50 Гц та напругою 220В;
б) коло крокових шукачів, допоміжних реле та сигнальної арматури повинно отримувати живлення постійним струмом напругою 24 В;
в) повинен забезпечуватись автоматичний і ручний режим роботи;
г) необхідне встановлення датчиків тиску для того, щоб фіксувати відкриття клапанів;
д) повинен забезпечуватись перехід до іншого виконавчого механізму у разі виходу з ладу будь – якого виконавчого механізму;
е) забезпечувати світлову сигналізацію ділянок, які поливаються у даний момент.
Дані вимоги складені з метою забезпечення надійної та безперервної роботи електрообладнання та якісного протікання технологічного процесу.
3.3 Обґрунтування вибору елементів управління
Пульт
управління підключається до живлючої
мережі 220 В, 50 Гц мережевим
дротом з вилкою на кінці. Живлення пульта
вмикається тумблером SA1,
при цьому подається напруга:
а) на програмне реле часу КТ1, настроєне на потрібний час поливу;
б) на електропневматичне реле часу КТ2.
З вторинної обмотки трансформатора TV1 напруга 24 В змінного стуму подається на випрямлювач, який складається з чотирьох діодів VD1 – VD4, напруга якого подається на лампу HL1, включення якої свідчить про наявність на виході випрямлювача постійної напруги і про вмикання напруги мережі.
Пульт автоматичного управління працює у двох режимах: автоматичному і ручному. У автоматичному режимі тумблер SА2 повинен знаходитись у положенні «Автоматичний», перемикач SA3 – у положенні «Увімкнено», SA4 – у положенні «Циклічний», якщо режим роботи автоматичний циклічний (тобто ділянки саду будуть политі задану кількість раз), або у положенні «Безперервний», якщо режим роботи автоматичний безперервний ( тобто ділянки саду будуть почергово поливатися до тих пір, доки не втрутиться оператор), перемикачі SA5 – SA28 повинні знаходитись у положенні «Автоматичний», якщо жодна ділянка не виключена з програми поливу, або «Виключено», якщо необхідно яку – небудь з ділянок саду виключити з програми поливу, або в положенні «Дистанційний», якщо будь яка з ділянок повинна бути полита більший час, ніж за програмою, виключив її з програми поливу. Перемикач SA30, який задає кількість циклів поливу, повинен знаходитись у положенні, яке визначає обрану кількість циклів поливу – в автоматичному циклічному режимі усі ділянки саду будуть политі стільки разів, скільки задано циклів поливу, потім полив припиняється і схема повертається у початковий стан. При автоматичному безперервному режимі роботи пульта управління положення контактів перемикача SA30 не має значення.
Автоматичний циклічний режим роботи.
Схема пульта управління поливом зображена у початковому стані. Для здійснення автоматичного режиму роботи виконавчих механізмів тумблер SA2 поставити у положення «Автоматичний», перемикач SA3 – у положення «Увімкнено», перемикач SA4 у положення «Циклічне», перемикачем SA30 задати кількість циклів поливу, потім кнопкою SB1 запустити пульт управління, попередньо заповнивши магістральний трубопровід водою вручну з панелі управління, увімкнувши тумблер SA29.
При цьому після натискання кнопки SB1 відбувається короткочасне надання живлення на котушку крокового шукача КШ1. Після відпускання кнопки SB1 котушка КШ1 знеживлюється і храповий механізм крокового шукача переводить щітки з другого положення в третє і, якщо перша ділянка не виключена з поливу, подається напруга живлення на соленоїд YA1 дистанційно – управляємого клапану, про що свідчить включення сигнальної лампи HL3. Починається полив першої ділянки, тривалість якого визначається програмним реле часу КТ1. Якщо клапан YA1 спрацював, то світиться сигнальна лампа HL28. Спрацьовує реле КL4 і своїм контактом KL4.1 замикає коло живлення котушки реле KL2, яке своїм контактом KL2.1 подає змінну напругу 24 В на котушку реле KL1. Реле KL1 своїм контактом KL1.1 вмикає магнітний пускач КМ1, який вмикає живлення насосу, подаючого воду для поливу.
Одночасно з кроковим шукачем КШ1 кнопка SB1 запускає кроковий шукач КШ2, який переводить щітки контактних полів з першого положення в друге, при цьому: світиться сигнальна лампа HL52, що свідчить про перший цикл поливу; замикається контакт КШ2.1, підготовляючи котушку крокового шукача КШ1 до повторного обходу всіх контактів, якщо задана кількість циклів більше одного; контактні поля КШ2.3, КШ2.5 і КШ2.6 перемикаються у друге положення; контакт КШ2.4 перемикається, підготовляючи коло живлення котушки крокового шукача КШ2 до перемикання щіток у третє положення (на другий цикл поливу) після обходу контактів крокового шукача КШ1.
Після закінчення часу поливу першої ділянки від часозадаючого блоку надходить імпульс на перемикання крокового шукача КШ1 – замикається із витримкою часу розмикається контакт КТ2.2 реле часу КТ2: при цьому короткочасно подається напруга 24 В постійного струму на котушку крокового шукача КШ1, після чого його щітки перемикаються у четверте положення і йде зрощення другої ділянки. Після закінчення поливу останньої ділянки щітки крокового шукача КШ1 проходячи перше положення короткочасно замикають живлення котушки крокового шукача КШ1.
Котушка крокового шукача КШ1 через механізм крокового шукача переводить щітки у друге положення, але вони в цьому положенні не зупиняються, так як коло живлення котушки крокового шукача вже підготовлене – замкнуті контакти КШ2.1 крокового шукача КШ2 й щітки крокового шукача КШ1 переходять у трете положення: знову починається полив першої ділянки. У момент переходу щіток крокового шукача КШ1 у перше положення котушка крокового шукача КШ2 короткочасно отримує живлення й через механізм крокового шукача переводить щітки з другого положення в третє – починається другий цикл поливу.
Аналогічно працює схема і у третьому циклі поливу. Після відпрацювання третього циклу поливу щітки крокового шукача КШ1 проходять перше положення, при якому короткочасно замикаються контакти КШ1.5, відбувається перемикання крокового шукача КШ2 у п’яте положення (задані три цикли поливу – перемикач SA30 у третьому положенні), при цьому подається живлення на котушку реле KL5 і його контакти КL5.1 і КL5.2 замикаються, КL5.3 – перемикаються. При цьому котушка реле КL5 замикається під напругою; кроковий шукач КШ2 перемикає щітки до першого положення, так як коло живлення його котушки замкнено через контакт КШ2.5; контакт КШ2.1 повертається у початковий стан (тобто розмикається); на котушку крокового шукача КШ подається живлення і вона повертає щітки контактних полів у початковий стан (тобто у друге положення, так як перше положення щітки крокового шукача автоматично пропускають), світиться лампа HL2 «Стоп»; розривається коло живлення реле КL1 яке вимикає своїм контактом КL1.1 магнітний пускач насосу – насос вимикається; оскільки щітки крокового шукача КШ2 перейшли у перший, вихідний стан, коло живлення реле KL5 розривається і реле KL5 повертається у вихідний стан. Полив закінчений, так як на котушку соленоїдних перемикачів виконавчих механізмів не подається напруга і насос вимкнений. Пульт програмного управління знову автоматично вмикає перший виконавчий механізм після закінчення часу, який задано програмним реле часу КТ1, або, якщо необхідно, можливий запуск пульта оператором за допомогою кнопки SВ1.
Автоматичний циклічний режим зрошення можна застосовувати при відповідній установці часу програмним реле часу КТ1 у якості освіжаючого.
Ручне управління.
Якщо необхідно усі ділянки поливати дистанційно вручну, то необхідно тумблерSА2 перевести у положення «Дистанційний», при цьому коло живлення часозадаючого програмного блоку розмикається і часова програма скидається. Після цього потрібно перемкнути необхідний перемикач (SA5 – SA28) у положення «Дистанційний» і обрана ділянка буде поливатися до тих пір , доки перемикач не повернуть у положення «Вимкнений», при цьому управління насосом здійснюється так само, як і у автоматичному режимі.
При перемиканні тумблера SA2 у положення «Дистанційний» скидається лише часова програма, а щітки контактних полів крокового шукача залишаються у попередньому положенні і при переході у автоматичний режим управління полив починається з тої самої ділянки, на якій відбувається до переходу на ручний дистанційний режим; якщо ж перед переводом тумблера SA2 у положення «Дистанційний» перемикач SA3перемкнути у положення «Стоп», то скидається часова програма і щітки крокового шукача КШ1 повертаються у вихідний стан.
Дистанційно ручний режим роботи виконавчих механізмів є в основному наладочним і перевірочним режимом.
Відповідно цьому розділу на третьому та четвертому листі графічної частини приведено: Насосна станція. Схема електрична управління та Крапельне зрошення. Схема електрична управління.
Висновок: в даному розділі було обґрунтовано вибір двох реле часу програмного і електропневматичного, які необхідні для програмного блоку схеми яким і виконується все управління. Обґрунтовано вибір трансформатора напруги, який знижує витрати електричної енергії за рахунок меншої енергопотреби споживачів, та обґрунтовано вибір докладної системи сигналізації для контролю за поливом.