МИНИСТЕРСТВО
СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АВТОМАТИКА
ПРАКТИКУМ
Составитель: к.т.н., доцент Мельников Евгений Сергеевич
e-mail: melnikov35@mail.ru, тел. 2-94-50-89
Цель практикума состоит в том, чтобы дать учащемуся возможность приобрести навык составления электрических схем автоматизации. При защите следует объяснить работу схемы и рассказать устройство выбранных элементов автоматики.
В практикуме рассматриваются задачи, близкие к экзаменационным. Но это не шпаргалки к экзамену. Критически отнеситесь к тому, что здесь записано. Есть ловушки. Схемы следует чертить по размерам согласно ГОСТу на страничке, разлинованной в клетку. Нарушение ГОСТа карается снижением оценки на один балл.
На обложке: условные обозначения элементов электрических схем по ГОСТу: а – контакт коммутационного устройства замыкающий; б - контакт коммутационного устройства размыкающий; в – катушка электромагнитного устройства (например, реле); г - контакт замыкающий с замедлителем, действующим при возврате; д - контакт размыкающий с замедлителем, действующим при возврате; е –резистор; ж – лампа накаливания; з - электродвигатель.
Обозначения нарисованы на страничке из тетради, разлинованной в клетку. Клетка в тетради имеет размер 5 х 5 мм.
Как строятся электрические схемы? А схемы строятся, как домик. Слева вертикальная линия (левая стена) – это фаза. Справа вертикальная линия (правая стена) – это ноль. Горизонтальные линии, одна под другой, – этажи. На каждом этаже живёт только один жилец (энергопотребитель). Каждому жильцу нужно напряжение 220 В. Верхний жилец – генерал. Он командует полковником, который живёт этажём ниже. Ещё ниже – майор и т.д. Вертикаль власти сверху вниз. Реле, располагающееся на верхней строчке, своими контактами, установленными на строчке ниже, управляет (включает и отключает) нагреватель, находящийся на этой же нижней строчке.
Внимание: разрывающий контакт всегда устанавливается со стороны фазы. Фазный провод – опасный провод и его будем иногда отключать каким – нибудь контактом. Вот почему все контакты устанавливаются со стороны фазы. Нулевой провод – это безопасный провод и он присоединяется к любому потребителю напрямую безо всяких разрывов.
Серые будни – переходный период между тёмным прошлым и светлым будущем.
Задача 1. Для защиты компрессора водяного охлаждения в случае отсутствия воды автоматически через 5 с отключить компрессор.
Выбираем реле защиты - реле давления воды в водопроводной сети. Для примера на рисунке 2 показана схема сильфонного реле давления. На электрической схеме его изобразим в виде электрического контакта (замкнутого, разомкнутого или переключающегося). В случае прекращения подачи охлаждающей воды контакт выбранного реле должен замкнуться и подать ток на реле времени, чтобы сделать паузу на 5 сек. Нельзя допустить мгновенного отключения компрессора от случайного кратковременного перерыва подачи воды.
Для реализации паузы применяем моторное реле времени.
На валу двигателя имеются кулачки, воздействующие на контакты. Реле времени имеет несколько контактов КТ, срабатывающих с выдержкой времени на отключение и на включение. Через выбранный вами контакт и будем питать двигатель компрессора М.
Куда же подключить его на схеме?
Ниже представлена незавершённая схема защиты компрессора водяного охлаждения. Выберите нужный контакт реле времени и установите его в нужное место. Нарисуйте всю схему в своей тетради.
Рисунок 1 - Схема к задаче 1. Незавершённая схема защиты компрессора водяного охлаждения.
Задача 2. Требуется поддерживать температуру
в диапазоне 10 – 400 С.
Если применить одно термореле и настроить его на некую среднюю температуру, то температура будет регулироваться в малых пределах с частым включением нагревателя. Такой режим хорош повышенной точностью поддержания температуры и плох большой частотой включения нагревателя. Частое переключение контактов ведёт к их быстрому износу, а частое включение нагревателей, электродвигателей ведёт к их перегреву. Поэтому целесообразно устанавливать иногда два термореле и настроить их на разные значения температуры. Пусть автоматика позволит нагреть объект, например, до 400, а затем даст ему остыть до 100С. После такого снижения снова нагреет до 400 и снова позволит снизить до 100С. Точность поддержания температуры, конечно, хуже. Но частота включения нагревателя существенно снизится. Такой режим часто предпочтителен.
Итак, имеем два контакта (на 100 и на 400С). Пробуем включить их последовательно (рисунок 2). И выберем их замкнутыми в режиме "холодно".
При подаче напряжения пойдёт ток по цепи фаза – SK1 – SК2 – ноль. Нагреватель поднимает температуру объекта. Едва температура превысит 100С, как контакт SK1 разомкнётся и нагрев прекратится. Таким образом, температура будет колебаться около 100С, что не отвечает поставленной задаче.
 |
Включим контакт параллельно друг другу (рисунок 3). Контакты замкнуты, пока "холодно". При подаче напряжения пойдёт ток по цепям фаза – SK1 – КМ – ноль, фаза – SK2 – КМ – ноль и фаза – замкнувшийся контакт КМ – R – ноль. Нагреватель поднимает температуру объекта. Едва температура превысит 100С, контакт SK1 разомкнётся и дальнейшего влияния оказывать не будет. Ток, протекающий через замкнутый контакт SK2 продолжает питать катушку магнитного пускателя КМ, его контакт КМ продолжает быть замкнутым, нагреватель продолжает греть. Нагрев продолжится до 400С и только тогда размыкание контакта SK2 отключает нагрев. Температура будет колебаться около 400С, что не соответствует поставленной задаче.
 |
Рисунок 3 – Второй вариант схемы к задаче 2.
Рассмотрим третий вариант соединения контактов двух термореле (рисунок 4). Контакты включены последовательно, но один из них зашунтирован контактом КМ1 магнитного пускателя КМ.
 |
|
|
Проанализируем его работу с момента, когда было "холодно". Оба контакта (SK1 и SK2) замкнуты. При подаче напряжения пойдёт ток по цепи фаза – SK1 – SК2 – КМ - ноль. Магнитный пускатель КМ замыкает свои контакты КМ1 и КМ2. Сейчас пойдёт силовой ток по цепи фаза – КМ2 – R – ноль. Таким образом, в режиме "холодно" все контакты замкнуты и через все контакты идут токи. Нагреватель повышает температуру. При температуре выше 100 контакт SK1 размыкается, но это не приводит к прекращению нагрева, т. к. ток продолжает идти по цепи фаза – контакт KМ1 – SК2 – КМ - ноль. Магнитный пускатель по-прежнему запитан, его силовой контакт КМ2 остаётся замкнутым и следовательно нагреватель R продолжает греть.
При повышении температуры выше 400 контакт SК2 разрывается, магнитный пускатель обесточивается и его пружины размыкают оба его контакта КМ1 и КМ2. В режиме "горячо" все контакты разомкнуты, никаких токов нет. Происходит остывание объекта. При понижении температуры ниже 400
(100 <θ< 400) контакт SК2 замыкается, но остальные контакты ещё разомкнуты и остывание продолжается. И только при падении температуры ниже 100 контакт SК1 замыкается (режим "холодно") и … всё сначала. Начинается нагрев. Нарисуйте правильную схему.
Задача 3. С наступлением темноты нагреть воду до 700, а затем включить лампу.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.