АВТОМАТИЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

І СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ
ДОДАТКИ	СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ	УКЛАДАЧІ

2. АВТОМАТИЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ТВАРИННИЦТВІ ТА ПТАХІВНИЦТВІ

2.2. Автоматизація мікроклімату в тваринницьких та птахівницьких приміщеннях

2.2.1. Технологічні основи регулювання мікроклімату у тваринництві і птахівництві

2.2.2. Автоматизація вентиляційних установок

2.2.3. Автоматизація тиристорних станцій керування вентиляційними установками

2.2.4. Автоматизація установок припливної вентиляції

2.2.5. Автоматизація мікроклімату комбінованими системи вентиляції

2.2.6. Автоматизація мікроклімату з використанням програмних контролерів

2.2.7. Автоматизація зволожувачів повітря

2.2.8. Автоматизація іонізації повітря

2.2.9. Автоматизація інкубаторів

2.2.1. Технологічні основи регулювання мікроклімату у тваринництві і птахівництві

Мікроклімат – це сукупність параметрів повітря: температура, вологість, швидкість переміщення, газовий склад, які характеризують його стан у приміщенні. Мікроклімат – як сукупність умов є важливим фактором забезпечення нормального існування і продуктивності сільськогосподарських тварин та птахів. Він також впливає на стан самої споруди і технологічне обладнання (рис. 2.2.1).

Рис. 2.2.1. Загальний вигляд корівника

з сучасною системою мікроклімату

Вплив різних факторів довкілля на організм тварини виявляється в глибоких і серйозних змінах фізіологічних процесів останнього: кровообігу, дихання, терморегуляції, газообміну і обміну речовин, що, у свою чергу, впливає на резистентність організму і, природно, на продуктивність тварин. Як свідчить досвід роботи у тваринництві та птахівництві, під час утримання тварин і птахів у нормальних умовах за параметрами мікроклімату збільшується продуктивність тварин, зберігається поголів’я і знижуються витрати кормів. Збільшення продуктивності тварин і птиці: надої молока на 10–15%, приріст на 7–12%, яйценосність на 25–30%. Збереження поголів’я тварин на 5–10%, а птиці на 20%, порівняно з утриманням без систем регулювання мікроклімату. Витрати кормів зменшуються у середньому на 15%.

Мікроклімат у тваринницьких та птахівницьких приміщеннях залежить від багатьох умов – місцевого (зонального) клімату, теплозахисних властивостей конструкцій будівлі, рівня повітрообміну, ефективності вентиляції, обігріву, стану каналізації, способів збирання і видалення гною, освітлення, а також від виду і віку тварин і птахів, особливостей їхньої фізіології й обміну речовин, щільності розміщення, типу годівлі тощо.

Систему опалення для обігріву різних видів тварин і птахів вибирають залежно від кліматичних умов, виходячи з санітарно-гігієнічних і зоотехнічних вимог, економічної доцільності, виробничих умов та інших показників. Для тваринницьких приміщень і пташників застосовують в основному повітряне опалення. У родильних відділеннях, профілакторіях, відділеннях для молочних телят, свинарниках-маточниках, молочних, кормоцехах, і приміщеннях для обслуговуючого персоналу обладнують системами водяного чи парового опалення від централізованої чи загально-фермерської котельні.

Обладнання для вентиляції Джерело: https://vukladach.pp.ua/MyWeb/manual/agroinjenerija/mashynu_i_ obl_dly%20_tvaryn/mashynu_i_obl_dly%20_tvaryn/1/tema_2.files/v2.mp4

До установок повітряного обігріву відносять установки «Клімат-2», «Клімат-3», теплогенератори, електрокалориферні установки, тепловентилятори. Для одержання локального мікроклімату під час вирощування телят, поросят і молодняку птахів використовують допоміжний місцевий обігрів (інфрачервоні опромінювачі, підігрівна підлога).

Для зволоження та зниження температури повітря тваринницьких і птахівницьких приміщень використовують зволожувачі, що входять у склад вентиляційного обладнання або окреме обладнання зволоження.

Система зволоженя повітря Джерело: about:b lank

Особливі умови щодо створення мікроклімату характерні для інкубаційного та післяінкубаційного періоду в птахівництві.

Рис. 2.2.2. Структурна схема об’єкта регулювання мікроклімату:

вхідні дії: L_в – вентиляція; Q_н– обігрів; W_зв– зволоження; вихідні дії: Ссо₂ – концентрація СО₂; Т_пов– температура повітря в приміщенні; В% – вологість повітря в приміщенні

Тваринницькі приміщення та пташники як об'єкт регулювання мікроклімату – це складні об’єкти, тому що параметри мікроклімату тісно пов’язані між собою. Так вентиляція впливає не лише на концентрацію газів СО₂, NH₃, H₂S, але і на температуру Т_пов та вологість В% повітря в приміщенні. Зволоження підвищує вологість В% та знижує температуру Т_пов повітря в приміщення. Слід враховувати, що на вихідні параметри мікроклімату повітря в приміщенні впливають також значення температури, вологості зовнішнього середовища, кількість тепловиділень від тварин тощо. На рис. 2.2.2 зображено структурну схему об’єкта регулювання мікроклімату.

Враховуючи залежність регульованих параметрів мікроклімату, під час керування опалювальним та вентиляційним обладнанням використовують: дво-, трипозиційні релейні регулятори температури з біметалевими, манометричними датчиками та терморезисторами, рідше безперервні та імпульсні регулятори температури. Під час керування зволоженням використовують двохпозиційні регулятори вологості з гігроскопічними та гігристорними датчиками.

Автоматизація систем мікроклімату дозволяє створити й підтримувати оптимальні умови повітряного середовища у тваринницьких і птахівницьких приміщеннях. У результаті застосування автоматизації підвищується продуктивність тварин, скорочуються витрати ручної праці і зменшується витрата електричної й теплової енергій.

Розрахунки показують, що використання навіть найпростіших пристроїв підтримки температурних режимів дозволяє заощаджувати до 30% електроенергії.

Визначальними параметрами, що характеризують стан внутрішнього повітряного середовища у тваринницьких і птахівничих приміщеннях і піддаються безпосередньому регулюванню, варто вважати температуру, швидкість руху, відносну вологість і газовий склад повітря.

Особливості автоматизації систем мікроклімату. Під час розробки автоматичних систем мікроклімату необхідно враховувати наступні особливості:

1. Складність автоматизації мікроклімату у тваринницьких і птахівничих приміщеннях, обумовлена залежністю регульованих параметрів (температура, швидкість руху, відносна вологість повітря тощо) від зовнішніх і внутрішніх факторів, що впливають, і їхнім взаємозв'язком; у свою чергу, факторів, які змінюються упродовж доби і тим більше в різні періоди року.

2. Розосередженість у широких межах контрольованих і регульованих параметрів як за обсягом, так і за часом.

3. Безупинний технологічний зв'язок систем мікроклімату з живими організмами, для яких характерна безперервність біологічних процесів.

4. Роботу устаткування в приміщеннях із підвищеним вмістом вологи, пилу й агресивних газів.

Система автоматичного регулювання (САР) має володіти мінімальною інерційністю, забезпечувати правильну послідовність роботи установок, бути надійною й стійкою у роботі, мати захист проти аварійних ситуацій, бути досить простою і економічно вигідною.

2.2.2. Автоматизація вентиляційних установок

Для підтримання відповідних значень температури, вологості, газового складу шляхом забезпечення потрібного повітрообміну застосовують різноманітні комплекти вентиляційного обладнання.

За призначенням вентиляційні установки поділяють на:

· припливні;

· витяжні;

· комбіновані.

У системах витяжної, як правило, використовують осьові вентилятори.

Загальний вигляд різних типів вентиляторів

Типовим прикладом системи витяжної вентиляції є вентиляційне обладнання "Клімат-4", який залежно від виконання комплектується осьовими вентиляторами типу ВО різної кількості та продуктивності. На рис. 2.2.3 зображено схему розташування вентиляційного обладнання «Клімат-4».

Рис. 2.2.3. Вентиляційне обладнання «Клімат-4»:

а – схема розташування; б – функціонально-технологічна схема;

1 – вентилятор осьовий; 2 –автоматичні вимикачі; 3 – перемикач;

4 – щит керування; 5 – датчик температури

Станція керування вентиляцією ШАП-5701 забезпечує:

· східчасте регулювання швидкості обертання електродвигунів пропелерних вентиляторів вниз від номінальної в діапазоні 1500–250 мин~¹;

· регулювання швидкості обертання у функції температури повітря в приміщенні;

· автоматичний перехід на нижчу швидкість під час зниження температури повітря в приміщенні;

· автоматичний перехід на вищу швидкість під час підвищення температури повітря в приміщенні;

· автоматичний вибір числа працюючих груп електродвигунів вентиляторів;

· автоматичне вимкнення однієї групи електродвигунів під час зниження температури повітря в приміщенні;

· автоматичне ввімкнення додаткової групи електродвигунів при підвищенні температури повітря в приміщенні;

· можливість встановлення температури повітря і приміщенні в діапазоні від 5 до 35 °С або в діапазоні від 0 до 40 °С;

· контроль напруги, яка подається на електродвигуни;

· ручне вмикання, перемикання і виимикання електродвигунів;

· світлову сигналізацію швидкості працюючих електровентиляторів і наявності напруги на станції керування;

· захист від коротких замикань і перевантажень.

Згідно з функціонально-технологічною схемою система автоматизації передбачає автоматичне керування вентиляційною установкою за температурою повітря в приміщенні, яка контролюється датчиком температури ТЕ. Залежно від температури повітря, терморегулятором ТС формується сигнал керування електродвигунами вентиляторів.

За допомогою перемикача HS задається режим керування електродвигунами вентиляторів. Ручне керування виконується апаратом ручної дії H.

Осьові вентилятори типу ВО приводяться в дію спеціальними асинхронними двигунами з підвищеним ковзанням. Командними пристроями станції керування є трипозиційний регулятор температури ПТР-3, а безпосереднє регулювання напруги живлення електродвигунів виконується автотрансформаторами.

Комплект «Клімат-4М» здійснює витяжну вентиляцію. Він поставляється у двох варіантах – «Клімат-45М» і «Клімат-47М», які відрізняються між собою за типом і кількістю вентиляторів.

До складу комплекту входять: група електровентиляторів типу ВО-5,6МУЗ (комплект «Клімат-45М») або ВО-7,1МУЗ (комплект «Клімат-47М»), шафа керування ШОА9203-3474УХЛЗ або пристрій керування комплектний «Кліматика-1» типу ТСУ-2-КЛУЗ з чотирма термоперетворювачами та ін.

Шафа керування ШОА9203-3474УХЛЗ випускається на заміну станції керування ШАП5701-ОЗА2Д і призначена для автоматичного і ручного керування електровентиляторами серії ВО обладнання «Климат-4М». Вона забезпечує:

· ступінчасте регулювання частоти обертання електродвигунів осьових вентиляторів вниз від номінальної в діапазоні 1 : 6;

· дистанційне вмикання системи опалення за низької температури зовнішнього повітря і повітря в приміщенні;

· можливість задавання температури повітря в приміщенні в діапазоні 0...+40 °С;

· можливість задавання фіксованого значення температури зовнішнього повітря в діапазоні –50 °С... ...+50 °С;

· ручне вмикання, перемикання і вимикання двигунів;

· світлову сигналізацію ступенів частоти обертання двигунів, наявності напруги на шафі керування та ввімкненого стану системи опалення;

· захист від коротких замикань і перевантаження електродвигунів вентиляторів.

Шафа розрахована на роботу в електромережі трифазного змінного струму частотою 50 Гц. Номінальна напруга силового кола 380 В і кола керування 220 В. Напруги для 1, 2, 3, 4, 5 і 6 ступенів частоти обертання двигунів вентиляторів становлять 70, 90, 110, 160, 220 і 380 В. Номінальний струм силового кола 25 А.

Шафа керування ШОА9203-3474УХЛЗ складається з металевої оболонки з ступенем захисту від дії оточуючого середовища ІР54, в якій встановлено: ввідний автоматичний вимикач АП50Б-ЗМТУЗ, шість електромагнітних пускачів ПМЛ210004 з приставками ПКЛ2204, три проміжних реле РПУ-0-561УХЛ4, два мікроелектронних терморегулятори-сигналізатори МЄТРС-3, автотрансформатор АТ-10, тумблер ТВ1-2В, восьмипозиційний перемикач 8П1Н2, сигнальна арматура АСЛ12У2 та цифровий індикатор ИН18. Шафа надходить у складеному стані разом з блоками датчиків. Датчиками служать термоперетворювачі ТСМ-6114 (термометр опору мідний).

Принципову електричну схему станції керування ШОА-9203 комплекту вентиляційного обладнання «Клімат-4М» показано на рис. 2.2.4.

Для автоматичного керування вентиляційною установкою тумблер SА1 встановлюють у положення А (автоматичний режим роботи). При цьому подається живлення на терморегулятори А1 і А2. Ручку задатчика терморегулятора A1 встановлюють на фіксоване значення температури зовнішнього повітря, яке контролюється за допомогою термоперетворювача ВК1, встановленого зовні приміщення. На задатчику терморегулятора А2 встановлюють значення температури повітря в приміщенні, яке необхідно підтримувати. Температура повітря в приміщенні контролюється термоперетворювачами ВК2–ВК5, які встановлені в контрольних точках приміщення і визначають її інтегроване за чотирма точками значення.

Рис. 2.2.4.а. Електрична схема силових кіл вентиляційною установкою «Клімат-4М»	Рис. 2.2.4.б. Електрична схема кіл керування вентиляційною установкою «Клімат-4М»

За температури зовнішнього повітря нижче фіксованого значення на величину, більшу від зони нечутливості, терморегулятор А1, замкнеться його замикаючий А1.1 і розімкнеться розмикаючий А1.2 контакти. Замиканням контакту А1.1 підготується до роботи коло котушки електромагнітного пускача КМ1, а розмиканням контакту А1.2 усунеться можливість одночасного замикання кіл котушок електромагнітних пускачів КМ1 і КМ3. Якщо, в цей час температура повітря в приміщенні нижча заданої на величину, більшу від зони нечутливості терморегулятора А2, то його замикаючий контакт А2.1 також замкнеться, а розмикаючий контакт А2.2 розімкнеться. Замиканням контакту А2.1 буде подано живлення на котушку проміжного реле КV1, а розмиканням контакту А2.2 усувається можливість одночасного вмикання проміжних реле КV1 і КV2.

Отримавши живлення, реле КV1 спрацює і замкне свої замикаючі контакти КV1.1, КV1.2, КV1.3. 3амиканням контакту КV1.1 буде подано напругу на котушку пускача КМ1. Пускач КМ1 спрацює і своїми головними замикаючими контактами приєднає обмотки статорів електродвигунів М1 ...Мn до відпайок Х16, Y16 і Z16 автотрансформатора ТV. На обмотки статорів буде подано напругу 70 В, що відповідає першому ступеню частоти обертання двигунів. Одночасно з головними контактами замкнуться замикаючі і розімкнеться розмикаючий допоміжні контакти пускача КМ1. Один замикаючий контакт увімкне цифровий індикатор НG, на якому загориться цифра «1», другий подасть команду на дистанційне вмикання системи опалення. Під час вмикання опалення замкнеться зовнішній контакт із системи керування опаленням і ввімкне сигнальну лампу НL2, яка сигналізуватиме про те, що опалення ввімкнено. Розмиканням розмикаючого контакту не допускається одночасне вмикання пускачів КМ1 і КМ2.

Якщо за температури зовнішнього повітря, нижчій від фіксованого значення, температура повітря в приміщенні підвищиться і буде дорівнювати заданій, розімкнеться замикаючий А2:1 і замкнеться розмикаючий А2.2 контакти терморегулятора А2. При цьому котушка реле КV1 втратить, а котушка реле КV2 отримає живлення. Реле КV1 повернеться у вихідне положення і розімкне свої контакти КV1.1, КV1.2, КV1.3, а реле КV2 спрацює і замкне свої контакти КV2.1, КV2.2, КV2.3. Замиканням контакту КV2.1 так само, як і в попередньому випадку, буде подано напругу на котушку пускача КМ1 і ввімкнеться перший ступінь частоти обертання вентиляторів. Коли температура повітря в приміщенні перевищить задану на величину, більшу від зони нечутливості терморегулятор А2, замкнеться його замикаючий А2:3 і розімкнеться розмикаючий А2.4 контакти. Замиканням контакту А2:3 буде подано напругу на котушку проміжного реле КVЗ. Воно спрацює і замкне свої контакти КV3.1, КV3.2, КV3.3. Розмиканням контакту А2.4 позбавиться живлення проміжне реле КV2 і його контакти КV2.1, КV2.2, КV2.3 розімкнуться. Під час розмикання контакту КV2.1 втратить живлення котушка пускача КМ.1 і він повернеться у вихідне положення. Його головні контакти розімкнуться і від'єднають обмотки статорів двигунів М1...Мn від відпайок Х16, Y16, Z16 автотрансформатора ТV. Одночасно з головними контактами пускача КМ1 розімкнуться його замикаючі і замкнеться розмикаючий допоміжні контакти. Розмиканням одного замикаючого контакту вимкнеться цифровий індикатор НG і на ньому погасне цифра «1», а розмиканням другого розмикаючого контакту буде подана команда на дистанційне вимикання системи опалення. Під час замикання допоміжного розмикаючого контакту пускача КМ1 через замкнений контакт КV3.1 одержить живлення котушка пускача КМ2. Пускач КМ2 спрацює і своїми головними контактами приєднає обмотки статорів двигунів М1.-.Мn до відпайок Х14, Y14, Z14 автотрансформатора ТV. На обмотки статорів буде подано напругу 90 В, що відповідає другому ступеню частоти обертання двигунів. Допоміжний замикаючий контакт пускача КМ2 ввімкне цифровий індикатор НG, на якому загориться цифра «2».

В усіх інших випадках установка працює аналогічно. Якщо температура зовнішнього повітря дорівнює фіксованому значенню, а температура повітря в приміщенні нижча, дорівнює заданій або вища від неї, обмотки статорів двигунів приєднуються відповідно до відпайок Х14, Y14, Z14, Х12, Y12, Z12 або Х8, Y8, Z8. На обмотки подається напруга відповідно 90, 110 або 160 В, що відповідає другому, третьому або четвертому ступеню частоти обертання двигунів. За температури зовнішнього повітря вище фіксованого значення і температури повітря в приміщенні нижче, однаковій з заданою або вище заданої обмотки статорів двигунів приєднуються відповідно до відпайок Х8, Y8, Z8 або до затискачів А, В, С автотрансформатора. На обмотки подається напруга відповідно 160, 220 або 380 В, що відповідає четвертому, п'ятому або шостому ступеням частоти обертання двигунів.

Для ручного керування вентиляційною установкою тумблер SА1 ставлять в положення Р (ручний режим роботи), а перемикач SА2 – в одне з восьми положень, що відповідають шести ступеням частоти обертання електродвигунів (6, 7 і 8 положення перемикача SА2 об'єднані в одне). Під час встановлення перемикача SА2 в положення, що відповідає необхідному ступеню частоти обертання електродвигунів, вмикається відповідний електромагнітний пускач, який своїми головними замикаючими контактами приєднує обмотки статорів двигунів до відповідних відпайок або до затискачів А, В, С автотрансформатора ТV, а допоміжним замикаючим контактом вмикає цифровий індикатор НG, на якому загоряється цифра, що відповідає номеру ступеня частоти обертання. На першому ступені частоти обертання другий допоміжний замикаючий контакт пускача КМ1 подає команду на дистанційне вмикання системи опалення, про ввімкнений стан якої сигналізує лампа НL2. Терморегулятори А1 і А2 в ручному режимі роботи вимкнені.

Кожний з електродвигунів М1, М2, ..., Мn захищається від перевантаження і короткого замикання відповідно автоматичним вимикачем QF2, QF3, ... , QFm з тепловим і електромагнітним розчіплювачами струму. Шафа керування в цілому захищається автоматичним вимикачем QF1 з тепловим і електромагнітним розчіплювачами, а кола керування – плавким запобіжником FU. Про ввімкнений стан шафи сигналізує лампа НL1.

2.2.3. Автоматизація тиристорних станцій керування вентиляцій-ними установками

Безперервне регулювання частоти обертання вентиляторів залежно від температури повітря в приміщенні реалізується тиристорними станціями керування ТСУ-2-КЛУ3 та МК-ВАУ3.

Блок-схема станції керування МК-ВАУЗ зображена на рис. 2.2.5. Значення температури задається задатчиком ЗДТ. Контроль температури повітря в приміщенні виконується датчиком RK, який подає сигнал на міст порівняння МП. Із МП через підсилювач-демодулятор ПД сигнал потрапляє на вузол зміщення ВЗ. Він містить резистори, на які діють задатчики: базової напруги ЗБН, диференціала на допустиме зниження температури ЗД, мінімальної напруги ЗМН, яку можна подавати на статор електродвигуна. Із вузла зміщення ВЗ сигнал надходить на систему імпульсно-фазового управління тиристорами СІФУ. Цей сигнал коригує інший сигнал, який поступає від блока живлення БЖ до блока тиристорів кожної із фаз БТ.

Рис. 2.2.5. Блок схема станції керування МК-ВАУ3

Автоматизація мікроклімату установкою «Кліматика-1». Кількість вентиляторів у комплекті установки залежить від розрахункової подачі повітря і може коливатися від 6 до 24. Крім вентиляторів, до комплекту входять автоматичні вимикачі для кожного вентилятора та станція керування ТСУ-2-КЛУЗ.

Станція керування забезпечує плавне регулювання частоти обертання асинхронних електродвигунів витяжних вентиляторів для автоматичного підтримання температури повітря у виробничих сільськогосподарських приміщеннях. Номінальний струм станції – 63 А, діапазон регулювання вихідної напруги – 6:1, відхилення температури від заданого значення, що викликає зміну вихідної напруги від мінімального до найбільшого значення, дорівнює 4 ⁰С. Система керування споживає не більше 40 Вт.

Пристрій ТСУ-2-КЛУЗ («Кліматика-1») – це тиристорний регулятор напруги з цифровою системою керування на інтегральних мікросхемах, який забезпечує плавну зміну вихідної напруги за принципом фазового регулювання залежно від значення температури повітря в приміщенні.

Передбачено ручний та автоматичний режими керування. Пристрій складається з 2 ящиків: блока регулятора, до якого входить силовий блок та блок керування, і блока перемикача. Останній виконує функції обвідного пристрою, а також захисту пристрою від коротких замикань. Під час положення перемикача режиму роботи «Н» – некерований режим, напруга подається на електродвигуни, оминаючи пристрій регулювання. У положенні «Р» – регульований режим, двигуни одержують живлення з блока тиристорів.

Блок регулятора конструктивно виконаний у вигляді ящика одностороннього обслуговування. Особливістю конструкції ящика є те, що силові тиристори змонтовані на одному груповому охолоджувачі з застосуванням спеціальних діелектричних прокладок з високою теплопровідністю.

У силовому блоці встановлені шість силових тиристорів, захисні RС-ланцюжки, трансформатори системи керування, вузол захисту від перенапруги. Блок керування складається з двох друкованих плат та панелі керування. (рис. 2.2.6.). На панелі керування розміщені основні органи керування та сигналізації: резистор та блок перемикачів діапазонів «Установка температури»; блок перемикачів «Датчики» та «Ручне», положення «1», «2» якого відповідають кількості під'єднаних термоперетворювачів (датчиків) в автоматичному режимі роботи, а положення «Ручне» – ручному режиму роботи пристрою; резистор «Мінімальна напруга», резистор та лампа «Аварійне відхилення температури», резистор «Ручне керування».

Рис. 2.2.6. Функціональна схема пристрою “Кліматика”

Датчиками температури є термоперетворювачі типу ТСМ (до 2 шт.), що ввімкнені паралельно і розподілені по довжині приміщення. Функціональну схему пристрою наведено на рис. 2.2.6, де прийняті такі позначення: БР – блок регулятора, БП – блок перемикача, ТП – термоперетворювачі, БС – блок силовий, БК – блок керування, ІП – імпульсна плата, CPC – система регулювання та сигналізації, СІФУ – система імпульсно-фазового керування, ПІ – підсилювач імпульсів.

Силовий блок складається з трьох пар тиристорів типу Т123-250-9-41, що ввімкнені зустрічно-паралельно. Для захисту тиристорів від перенапруг мережі та комутаційних перенапруг у силовому блоці є спеціальний вузол захисту, що складається з RС-кіл та варисторів. Тут же встановлено трансформатор живлення системи керування та синхронізації імпульсів керування з фазами мережі живлення.

Модернізована тиристорна станція керування типу ТСУ-КЛУЗ призначена для роботи в системі «Клімат-4М» і виконує ті самі функції. Основна її відмінність – застосування в системі керування мікро-ЕОМ, що відносить дану станцію до продукції особливої складності. Пристрій забезпечує чотири режими роботи: ручний, програмування, автоматичний та «Обвід».

У ручному режимі ступені частоти обертання задає оператор.

У режимі програмування здійснюється ввід у постійний запам'ятовувальний пристрій (ПЗУ) даних настроювання, які визначають роботу в автоматичному режимі.

В автоматичному режимі виконується регулювання частоти обертання електровентиляторів у функції температури повітря в приміщенні.

У режимі «Обвід» здійснюється вимикання силового блока тиристорів та панелі керування, а під'єднання навантаження до мережі виконується через автоматичні вимикачі. Пристрій у режимі програмного керування може здійснювати зміну заданої температури в приміщенні до 90 діб, що забезпечує температурний режим упродовж циклу вирощування молодняку, коли відповідно до його росту температура утримання зменшується.

Силовий блок, що складається з шести тиристорів, аналогічний пристрою ТСУ-2КЛ. Панель керування включає однокристальну мікро-ЕОМ і виконує функції формування імпульсів керування тиристорами.

Системи вентиляції, опалювання, освітлення птахівничих і тваринницьких господарств нормально функціонують тільки під час ефективного регулювання. Установки регулювання мікроклімату і освітлення виробництва ТСУ-ЗКЛ, ТСУ-4КЛ забезпечують паралельне функціонування всього устаткування з оптимальним результатом.

Станція управління ТСУ-4КЛ призначена для плавного регулювання швидкості обертання асинхронних електродвигунів витяжних вентиляторів (типу ВО-7.1) для автоматичної підтримки заданої температури повітря у виробничих і сільськогосподарських приміщеннях (рис. 2.2.7).

Рис. 2.2.7. Схема підключення пристроїв до станції

керування ТСУ-4КЛ

Пристрій – це тиристорний регулятор з мікропроцесорною системою управління, що забезпечує плавну зміну вихідної напруги за принципом фазного регулювання залежно від значення температури повітря. Крім плавного регулювання швидкості обертання асинхронних двигунів витяжних вентиляторів, в ТСУ-4КЛ передбачена можливість управління 3-ма групами додаткових вентиляторів (типу ВО-12.5) як в ручному, так і в автоматичному режимах.

У ТСУ-4КЛ передбачені наступні можливості:

• автоматичний, ручний режими роботи і режим обвід (вентилятори безпосередньо підключені до мережі);

• управління припливними клапанами в ручному і автоматичному режимах (за наявності сервоприводу із зворотним зв'язком);

• управління теплогенератором;

• можливість підключення 3-х датчиків (один зовнішній або датчик вологості);

• декілька типів вимірювання температури;

• декілька типів індикації параметрів;

• установка режимів «ЗИМА», «ЛІТО»;

• установка режиму «ЦИКЛ»;

• установка режиму «КАЛЕНДАР»;

• підключення зовнішньої аварійної сигналізації;

• захист від обриву і неправильного чергування фаз живлячої мережі;

• автоматичне скидання аварії під час короткочасних провалів живлячої мережі або з інших причин.

Технічна характеристика ТСУ-4КЛ.

Номінальна напруга силового ланцюга – 380 В.

Допустиме відхилення номінального значення вхідної напруги від –10 до + 10%.

Номінальний струм – 40А

Номінальна частота силового ланцюга – 50Гц

Діапазон регулювання вихідної напруги – не менше 6:1

Потужність споживана системою управління – не більше 40 Вт

Коефіцієнт корисної дії – не менше 98%

Ступінь захисту – 1Р54

Габарити блоку регулятора: ширина – 240 мм, довжина – 400 мм.

Пристрій призначений для роботи в таких умовах: температура повітря під час експлуатації від 10°С до плюс 40°С; відносна вогкість повітря 80% при 20°С.

2.2.4. Автоматизація установок припливної вентиляції

У системах припливної вентиляції, як правило, використовують відцентрові вентилятори, що забезпечують подачу свіжого повітря в зону розміщення тварин чи птахів.

Під час використання для приводу вентиляторів асинхронних електродвигунів основного виконання, керування виконують за схемою прямого пуску електродвигуна. В автоматичному режимі керування виконують регуляторами температури.

Під час використання для приводу вентиляторів багатошвидкісних асинхронних електродвигунів передбачається можливість ступінчастого керування продуктивності вентилятора за рахунок зміни частоти обертання.

На рис. 2.2.8 зображено принципову електричну схему керування двошвидкісним електродвигуном вентиляційної установки з ступінчастим керуванням швидкості обертання в діапазоні 2:1 шляхом зміни числа пар полюсів. Схема передбачає «Ручний» та «Автоматичний» режими керування роботою вентилятора, які задаються перемикачем SA1.

В "Автоматичному" режимі керування управління вентилятором виконується залежно від температури повітря в приміщенні, яка контролюється датчиком RK трипозиційного терморегулятора А1.

Коли температура повітря в приміщенні нижче уставки спрацювання терморегулятора А1, контакти його вихідного реле К1 спрацюють. Замикаючий контакт К1 у схемі не задіяний, тому обидва електромагнітних пускачі будуть знеструмлені.

Рис. 2.2.8. Принципова електрична схема керування двошвидкісним електродвигуном вентиляційної установки

Коли температура повітря в приміщенні відповідатиме встановленій температурі на терморегуляторі А1, контакти вихідних реле К1 і К2 будуть знаходитися у вихідному стані. Через розмикаючі контакти К1 і К2 отримає живлення котушка магнітного пускача КМ1. Контакти КМ1 у силових колах забезпечують увімкнення вентилятора на першій ступені частоти обертання (схема з’єднання обмоток ∆). Допоміжний контакт КМ1.1 забезпечує неможливість увімкнення електромагнітного пускача КМ2 під час роботи КМ1, а контакт КМ1.2 увімкне сигнальну лампу HL2.

Коли температура повітря в приміщенні буде вищою ніж уставка А1, контакти його вихідного реле К2 спрацюють – розмикаючий розімкнеться, а замикаючий замкнеться. Через замикаючий контакт К2 отримають живлення котушки електромагнітних пускачів КМ2, КМ3. Контакти КМ2, КМ3 у силових колах забезпечують увімкнення вентилятора на другій ступені частоти обертання (схема з’єднання обмоток Y). Допоміжний контакт КМ2.1 забезпечує неможливість увімкнення електромагнітного пускача КМ1 під час роботи КМ2, а контакт КМ2.2 ввімкне сигнальну лампу HL3.

У «Ручному» режимі керування переключення ступенів частоти обертання електровентилятора забезпечується за допомогою перемикача SA2. Підготовка кіл до роботи та захист електродвигуна вентилятора від струмів короткого замикання здійснюється за допомогою автоматичного вимикача QF1. Захист кіл керування під час виникнення в них коротких замикань здійснюється запобіжником FU1. Сигналізація про подачу напруги на щит керування, роботу на І чи ІІ ступені частоти обертання вентилятора здійснюється відповідно сигнальними лампами HL1, HL2, HL3.

2.2.5. Автоматизація мікроклімату комбінованими системи вентиляції

Прикладом комбінованих систем вентиляції є комплекти обладнання «Клімат-2», «Клімат-3», припливно-витяжні вентиляційні установки ПВУ-4М. Комплекти «Клімат-2», «Клімат-3» призначенні для створення необхідних температурно-вологісних умов у тваринницьких і птахівницьких приміщеннях з системою повітряного обігріву за допомогою опалювально-вентиляційних агрегатів з водяними (паровими) калориферами.

Система управління комплекту «Клімат-2» виконує такі функції:

· підтримання заданої температури повітря у пташниках у холодний період шляхом зміни кратності повітрообміну, за рахунок автоматичної трипозиційної зміни частоти обертання витяжних, а також ручного регулювання припливних вентиляторів;

· автоматичного підвищення відносної вологості повітря в приміщенні, вмикаючи зволожувальні пристрої – УВ-60;

· автоматичного регулювання температури повітря в приміщенні в теплий період року за рахунок зміни кратності повітрообміну за допомогою ступеневої зміни частоти обертання електровентиляторів;

· перехід з одного режиму на інший залежно від температури зовнішнього повітря;

· автоматичного захисту калорифера від заморожування при зміні температури води в тепломережі;

· автоматичного відключення вентиляторів під час аварійного зниження температури повітря;

· захист від короткого замикання, перевантаження, сигналізації про наявність напруги на станції керування.

Система керування «Клімат-3» (рис. 2.2.9) порівняно із «Клімат-2» має відмінності, що належать до холодного режиму:

· автоматичне регулювання температури повітря в пташнику за рахунок зміни подачі теплоти калориферів шляхом регулювання кількості теплоносія;

· автоматичне зниження відносної вологості повітря в пташнику (осушення повітря) зміною подачі вентиляторів;

· автоматичний захист калориферів від заморожування;

· під час порушення температури води в мережі шляхом подачі сигналу на їх прогрівання відкриттям регулюючого клапана.

Наявність в обладнанні «Клімат-3» двох клапанів з моторним виконавчим механізмом ПР-1М дозволяє регулювати критичну температуру повітря (за рахунок зміни тепловіддачі на калорифери) і відповідно температуру в пташнику.

Рис. 2.2.9. Розміщення обладнання комплекту «Клімат-3»:

1 – забірна шахта; 2 – витяжний вентилятор; 3 – припливна установка;

4 – канал подачі води; 5 – датчик захисту калориферів від замерзання;

6 – напірний бак; 7 – калорифери; 8 – повітряний шибер; 9 – регулювальний клапан;

10 – панель датчиків; 11 – станція керування

Детальніше комбінована система вентиляції показана на відео.

Комбінована система вентиляції Джерело: https://youtu.be/LpdjfjQqF1Y

Різні види автоматизованих систем підтримання температурних параметрів за допомогою вентиляційних установок показано на відео.

Автоматизована система підтримання мікроклімату в приміщенні Джерело: https://youtu.be/uU9gxgAr0mA

Припливно-витяжні установки ПВУ-4М забезпечують приплив свіжого повітря та його обігрів і витяжку забрудненого повітря. Дані припливно-витяжні установки, як автономні засоби опалення і вентиляції, є найекологічнішими засобами обігрівання приміщень. Їх застосування не потребує побудови дорогих теплових котельних і зовнішніх теплових мереж.

Рис. 2.2.10. Вентиляційна шахта установки ПВУ-4М:

1 – кільцевий канал; 2 – робоче колесо вентилятора; 3 – внутрішній повітропровід; 4 – електронагрівачі; 5 – корпус; 6 – заслінки

Припливно-витяжні установки ПВУ складаються з двох концентрично розміщених циліндричних повітропроводів з вертикальною орієнтацією, електровентилятора з двоконтурним робочим колесом, регулювальних заслінок, трубчастих нагрівних елементів, захисного зонта і розподільних патрубків. Така конструкція установок дозволяє частково використовувати тепло повітря, що видаляється, на підігрівання припливного за рахунок теплообміну через поверхню внутрішнього повітропроводу. Внутрішні лопаті робочого колеса вентилятора забезпечують видалення забрудненого повітря з приміщення по внутрішньому повітропроводу, зовнішні – подають свіже повітря в приміщення по кільцевому каналу між внутрішнім і зовнішнім повітропроводами.

До комплексу припливно-витяжних установок ПВУ-4М-6 з комплектним пристроєм керування «Клімат ПВУ УХЛЗ.1», який забезпечує автоматичне підтримання мікроклімату у приміщеннях шляхом плавної зміни тепло- і повітропродуктивності входять дві шафи керування типу Ш9202-4474 УХЛЗ.1 і два первинних перетворювачі опору, кожні з яких забезпечують керування трьома шахтами.

Принципова електрична схема керування припливно-витяжною установкою ПВУ-4М зображено на рис. 2.2.11 та 2.2.12.

Принципова електрична схема керування установкою ПВУ-4М передбачає «Ручний» режим керування електродвигунами вентиляторів М1–М3, який забезпечується кнопками SB1–SB6, «Ручний» та «Автоматичний» режими роботи нагрівних елементів ЕК1–ЕК3, що встановлюється перемикачем QS. Нагрівні елементи можуть працювати тільки після вмикання вентиляторів, для цього автоматичні вимикачі QF1–QF3 обладнані незалежними розчіплювачами (котушки QF1–QF3).

Рис. 2.2.11. Принципова електрична схема ПВУ-4М (коло нагрівачів)

Рис. 2.2.12. Принципова електрична схема ПВУ-4М

В «Автоматичному» режимі керування нагрівними елементами, напруга живлення на них подається через блок силових тиристорів VS1–VS4. Регулювальні заслінки приводяться в дію виконавчим механізмом М4.

Керування регулювальними заслінками і потужністю нагрівних елементів відбувається за командами регулятора А1. На вхід регулятора температури А1 подається сигнал від датчика температури RK, який розміщується в зоні життєдіяльності тварин. Сигнал термоперетворювача порівнюється з сигналом задатчика температури, при цьому формується сигнал непогодження. На виході регулятор формує сигнали, які через реле К1–К4 керують роботою виконавчого механізму М4 та електронагрівниками ЕК1–ЕК3.

Виконавчий механізм відкриває або закриває регулювальні заслінки, змінюючи частку зворотної теплоти, що подається у приміщення. Якщо за досягнення регулювальними заслінками положення «Норма рециркуляції» (спрацьовує кінцевий вимикач SQ2) температура у приміщенні залишається нижчою від заданої, то реле К3 відповідно до команд регулятора А1 починає відкривати тиристори VS1–VS4 і через них вмикати нагрівні елементи ЕК1–ЕК3. Якщо і після цього температура у приміщенні продовжує знижуватися і досягне гранично допустимого значення, встановленого на регуляторі А1, увімкнеться реле К4 і через виконавчий механізм М4 встановить регулювальні заслінки в положення «100 % рециркуляції». При цьому все тепле повітря буде повертатися у приміщення. Під час підвищення температури повітря алгоритм регулювання зворотний.

Електродвигуни вентиляторів від аварійних режимів захищаються фазочутливими пристроями захисту F1–F3. Від струмів короткого замикання нагрівні елементи захищені автоматичними вимикачами QF1–QF3, а тиристори та кола керування плавкими запобіжниками FU1, FU2, FU3.

Залежно від того, в який період року використовується установка перемикач SA1 ставиться у відповідне положення «Зима» чи «Літо» – цим задається режим спрацювання звукової сигналізації. Так, в зимовий період під час використання обігріву електронагрівниками ЕК1–ЕК3 спрацювання звукової сигналізації виконується за виникнення ненормальних та аварійних режимів в колах електронагрівників чи двигунів за допомогою незалежних розчіплювачів автоматичних вимикачів. У літній період спрацювання звукової сигналізації виконується під час вимкнення електродвигунів із будь-якої причини. Вимкнення звукового сигналу виконується вимикачем SA2 (під час роботи установки вимикач SA2 встановлюють у положення ввімкнено).

Сигнальні лампи HL1–HL10 характеризують роботу припливно-витяжної установки.

2.2.6. Автоматизація мікроклімату з використанням програмних контролерів

Автоматизована система вимірювання температури в пташнику «Каштан-Т» призначена для вимірювання температури в пташинку і зовнішнього повітря. Результати багатоканальних вимірювань висвітлюються цифровими індикаторами, а також можуть реєструватися на папері за допомогою цифродрукувального пристрою один раз за 1, 2, 4 або 8 год. послідовно у всіх пташниках. На запит оператора можна проконтролювати температуру в будь-якому пташнику.

До складу системи входять: нормуючі перетворювачі з датчиками температури типу ТСМ – для перетворення вихідної величини датчика температури – опору на струм блока живлення, стіл оператора з панеллю керування та електронним блоком, цифродрукувальний пристрій, два адаптери, кабель. Конструктивно вона виконана у вигляді центрального електронного пристрою та периферійних вимірювальних перетворювачів.

Технічна характеристика системи «Каштан-Т».

Кількість пташників, в яких контролюють температуру повітря, – 50 шт. Діапазон вимірювання температури повітря в пташнику, – 0…+40°С. Кількість точок вимірювання температури з зовнішнього повітря – 1 шт. Діапазон вимірювання температури зовнішнього повітря, –40...+40°С. Основна абсолютна похибка вимірювання температури повітря – 1°С. Споживана потужність за напруги 220 В і частоті 50 Гц, – 100 Вт.

Контролер для систем припливної вентиляції з водяним калорифером ТРМ 133 має 7 універсальних входів, до яких можна підключати датчики різних типів (рис 2.2.13):

· термометри опору типів ТСП 50П/ 100П/500П/1000П, ТСМ 50М/100М, ТСН 100Н/1000Н;

· термопари TXK(L), ТХА(К);

· датчики з уніфікованим сигналом струму 0...5 мА, 0(4)...20 мА або напруги 0...1 В;

· датчики положення заслінки (резистивні або струмові).

Рис. 2.2.13.а. Датчик температури зовнішнього повітря ДТС3005-PТ1000.B2	Рис. 2.2.13.б. Датчик температури (термометр ТСП) для повітроводів ДТС3015-РТ1000.В2.200
Рис. 2.2.13.в. Датчик диференціального (різниці) тиску SIEMENS QBM81-5	Рис. 2.2.13.г. Клапан сідельний двохходовий регулювальний ТRV Regada ST mini 472.0-0DFAG/00

Універсальні входи використовуються для вимірювання (рис. 2.2.14):

· Тз – температура зовнішнього повітря;

· Тпр – температура припливного повітря;

· Тзв – температура зворотної води в контурі теплоносія;

· Тк₁ – температури в приміщені;

· Тк₂ – температура приміщення в іншому місці (або для підключення задатчика температури);

· Дпз – положення заслінки;

Двл – вологості (вхід з вбудованим шунтуючим резистором 100 Ом для прямого підключення датчика із струмовим виходом).

Рис. 2.2.14. Схема розміщення датчиків та виконавчих механізмів контролера ТРМ 133

Сучасний ефективний алгоритм автонастройки ПІД-регулятора. Під час автонастройки прилад обчислює оптимальні для даного об'єкта значення коефіцієнтів ПІД-регулювання. Подальше нескладне ручне підстроювання дозволяє звести до мінімуму перерегулювання.

Контролер має 6 дискретних входів для діагностики справності системи вентиляції і перемикання режимів.

С1 – комутуючий пристрій (таймер, тумблер тощо) для дистанційного переходу системи в черговий режим;

С2 – датчик контролю справності припливного вентилятора за потоком повітря;

СЗ – датчик контролю засмічення фільтру припливного вентилятора (витяжного);

С4 – датчик переходу системи в режим захисту калорифера від замерзання;

С5 – датчик пожежної сигналізації;

С6 – датчик контролю справності витяжного вентилятора.

Виходи контролера використовуються для управління вентилятором, жалюзі, калорифером і аварійною сигналізацією. ТРМ133 оснащений наступними вбудованими вихідними елементами:

· 4 електромагнітних реле з контактами на струм 4 А при 220 В для управління жалюзі, припливним вентилятором, КЗР і пристроями аварійної сигналізації;

· 2 ЦАП 4...20 мА або 0...10 В для управління аналоговим КЗР. При цьому ТРМ133 може управляти засувками як з датчиком положення, так і без нього (за математичною моделлю, закладеною в прилад).

Рис. 2.2.15. Функціональна схема контролера припливної

вентиляції ТРМ 133

ТРМ 133 здійснює автоматичний вибір режимів роботи системи припливної вентиляції : · підтримка температури повітря приточування (ПІД-регулювання); · прогрів калорифера під час запуску системи і перемикання режимів; · день/ніч (за вбудованим годинником реального часу); · черговий режим (перемикання вручну або за повідомленням про аварію); · захист калорифера від замерзання; · захист системи від перевищення температури зворотної води за графіком; · літній режим.

Завдяки використанню в ТРМ133 ПІД-закону регулювання досягається висока точність підтримки температури припливного повітря і зворотної води. Високу точність забезпечує також сучасний алгоритм автонастройки приладу на об'єкті. Крім того, в ТРМ 133 використовуються декілька контурів ПІД-регулюваня, що дозволяє гнучко настроювати прилад для роботи в різних режимах.

Високу перешкодозахисну безпеку і надійність роботи системи вентиляції під управлінням ТРМ 133 забезпечують: цифрова фільтрація аналогових входів і захист від «брязкоту» дискретних входів; імпульсний широкодіапазонний блок живлення, стабілізуючий параметри контролера; докладна діагностика справності вузлів системи вентиляції і вимірювальних датчиків з видачею аварійних повідомлень на дисплей; наявність режиму «черговий», в який система переводиться у разі аварії (наприклад, під час пожежі).

Крім того, всі основні вузли ТРМ 133 – блок живлення, входи, виходи і модуль інтерфейсу RS-485 – мають високовольтну гальванічну ізоляцію один від одного.

Рис. 2.2.16. Схема підключення контролера ТРМ133М та модуля розширення МР1 для підтримання мікроклімату в приміщенні

У ТРМ 133 встановлений модуль інтерфейсу RS-485, організований за стандартним протоколом ОВЕН. Інтерфейс RS-485 дозволяє:

· конфігурувати прилад на ПК;

· передавати в мережу поточні значення величин, що вимірюються, вихідної потужності регулятора, а також будь-яких програмованих параметрів;

· одержувати з мережі оперативні дані для генерації управляючих сигналів.

Рис. 2.2.17. Виводи контролера припливної вентиляції ТРМ 133

ТРМ 133 може працювати в мережі тільки за наявності в ній «майстра», функцію якого може виконувати, наприклад персональний комп'ютер.

Підключення ТРМ 133 до ПК здійснюється через адаптер ОВЕН АСЗ-м або АС4 (рис. 2.2.17).

При інтеграції ТРМ 133 в АСУ ТП як програмне забезпечення можна використовувати SCADA-систему Owen Process Manager або будь-яку іншу програму.

Режими роботи контролера.

Регулювання температури припливного повітря в системі з водяним калорифером. Це основний режим роботи ТРМ133. При вході в цей режим прилад відкриває жалюзі і вмикає припливний вентилятор (рис. 2.2.15, 2.2.16).

Нагрів припливного повітря. ТРМ133 забезпечує підтримку на заданому рівні температури повітря припливного Тпр за допомогою калорифера. Для цього прилад управляє положенням K3Р, який регулює потік теплоносія, що подається в калорифер.

Прогрів калорифера. Контролер здійснює прогрівання калорифера перед початком роботи, а також після виходу з режимів: ЧЕРГОВОГО, ЛІТНЬОГО або ЗАХИСТУ ВІД ЗАМЕРЗАННЯ. Час прогрівання визначається користувачем, виходячи з експлуатаційних параметрів системи. Для забезпечення максимальної циркуляції теплоносія через калорифер ТРМ формує команду на повне відкриття КЗР. Вентилятор при цьому вимкнений, жалюзі закриті.

Захист від перевищення температури зворотної води, що повертається в теплоцентраль здійснюється залежно від температури зовнішнього повітря відповідно до графіка. Графік зворотної води задається користувачем. Якщо температура Т_ЗВ, виміряна датчиком, перевищує Тзв.мах. прилад перериває управління КЗР по Тпр. і переходить на управління за сигналом розузгодження між поточним значенням Тзв. і обчисленим за графіком Tзв.гр. Після повернення Тзв. в допустимі межі регулювання продовжується за Тпр.

Захист від замерзання води в калорифері. Замерзання води в калорифері загрожує руйнуванням всієї системи. Тому під час падіння температури зворотної води Тзв або температури припливного повітря Тпр. нижче за критичні значення ТРМ133 переводить систему в режим «Захист від замерзання води в калорифері». Для максимально швидкого підвищення температури ТРМ формує команду на вимкнення вентилятора, закриття жалюзі і повне відкриття КЗР. Контролер переводить систему в режим «Захисту від замерзання» також під час виникнення несправності будь-якого з вхідних датчиків (обрив, коротке замикання) і під час спрацьовування контактного датчика С4.

Режими ДЕНЬ/НІЧ – перемикання за годинником реального часу. Для підтримки комфортної температури в приміщенні в денний час і зниження її після закінчення робочого дня (в цілях економії енергії) контролер автоматично перемикає режими ДЕНЬ/НІЧ. Перемикання відбувається за вбудованим годинником реального часу. Під час програмування задаються дві вставки Тпр – денна і нічна, а також час початку і закінчення робочого дня.

Літній режим. Це економічний режим, оскільки регулювання температури припливного повітря не відбувається. КЗР в цьому режимі повністю закритий і циркуляція води через калорифер припинена. Здійснюється тільки вентиляція приміщення (жалюзі відкриті, вентилятор увімкнений) і діагноста обладнання ТРМ133 автоматично переводить систему в «Літній режим», коли температура зовнішнього повітря Тз. стає вище за значення Твст.літ, заданого під час програмування приладу. Поріг для вимкнення «Літнього режиму» також задається користувачем.

Черговий режим. Цей режим передбачений для випадків, коли в роботі вентиляції немає необхідності (нічний час доби, вихідні дні тощо). У цьому режимі ТРМ133 закриває жалюзі, вимикає вентилятор і контролює тільки температуру зворотної води за графіком. Перехід в “Черговий режим” здійснюється дистанційно за допомогою зовнішнього комутуючого пристрою С1; за аварійним повідомленням від датчика контролю справності вентилятора С2 або пожежної сигналізації С5; установкою відповідного програмованого параметра (з клавіатури приладу або з ПК).

Сучасні системи підтримання мікроклімату, підігріву або охолодження та зволоження вхідного повітря, працюють в автоматичному режимі, яке здійснюється контролером на основі даних, отриманих від пристроїв виміру температури і відносної вологості.

Свіже повітря подається в приміщення через припливні повітропроводи, які обладнані фільтрами. У холодну пору року повітря нагрівається за рахунок водяного повітронагрівача або електрокалорифера, а також в рекуператорі, за незначного нагріву, перш ніж потрапити в зону утримання тварин.

У теплу пору року повітря поступає так само, але охолоджується водяним охолоджувачем або за допомогою безпосереднього охолодження. Для підтримання заданої вологості повітря використовується парозволожувач, який розміщений у повітропроводі.

Відвід повітря здійснюється за допомогою витяжного вентилятора. Витяжні повітропроводи оптимізовані з точки зору аеродинаміки і забезпечують високу продуктивність витяжки за незначного споживання електроенергії.

Така система вентиляції побудована з використанням програмованого контролера Aeroclim 9-sv (рис. 2.2.18), який здійснює управління припливною вентиляційною установкою з секцією нагрівання (водяна або електрична), парозволожувачем з підтриманням температури і вологості припливного повітря (повітря в приміщенні) або припливно-витяжною вентиляційною установкою з секціями нагріву (водяними або електричними), охолодження (водяним або безпосереднього охолодження), рекуператором з підтриманням температурних параметрів припливного повітря (повітря в приміщенні).

Рис. 2.2.18. Загальний вигляд контролера Aeroclim 9-sv

Налаштування контролера здійснюється шляхом вибору потрібного набору обладнання в меню налаштування контролера.

Контролер для управління припливно-витяжною вентиляційною установкою з підтриманням температурних параметрів припливного повітря (повітря в приміщенні) впливом на продуктивність нагрівальних і охолоджувальних секцій, секції рекуператора може налаштовуватися на роботу з наступним обладнанням:

· водяним повітронагрівачем + водяним повітроохолоджувачем + роторним рекуператором + вентиляторами (рис. 2.2.19, 2.2.20);

· водяним повітронагрівачем + повітроохолоджувачем безпосереднього охолодження (компресорно-конденсаторний блок до 2-х секцій) + роторним рекуператором (перехресно-точним рекуператором або камерою змішання) + вентиляторами (рис. 2.2.21, 2.2.22);

· електричним повітронагрівачем до 3-х секцій + водяним повітроохолоджувачем + роторним рекуператором (перехресно-точним рекуператором або камерою змішання) + вентиляторами;

· електричним повітронагрівачем до 3-х секцій + повітроохолоджувачем безпосереднього охолодження (односекційний компресорно-конденсаторний блок) + роторним рекуператором (перехресно-точним рекуператором або камерою змішання) + вентиляторами;

· електричним повітронагрівачем до 2-х секцій + повітроохолоджувачем безпосереднього охолодження (компресорно-конденсаторний блок до 2-х секцій) + роторним рекуператором (перехресно-точним рекуператором або камерою змішання) + вентиляторами.

· водяним повітронагрівачем + парозволожувачем + припливним вентилятором (рис. 2.2.23, 2.2.24).

Рис. 2.2.19. Функціональна схема контролера Aeroclim 9-sv

Керування припливно-витяжною установкою з водяним повітронагрівачем і повітроохолоджувачем (вузли управління з циркуляційними насосами) і рекуператором (камерою змішання), вентилятори без частотних перетворювачів.

Рис. 2.2.20. Схема підключення контролера Aeroclim 9-sv

Рис. 2.2.21. Функціональна схема контролера Aeroclim 9-sv

Керування припливно-витяжною установкою з водяним повітронагрівачем (вузол керування з циркуляційним насосом), повітроохолоджувачем безпосереднього охолодження (ККБ до 2-х секцій, дискретне управління кожної) і рекуператором (камерою змішання), вентилятори з частотними перетворювачами.

Рис. 2.2.22. Схема підключення контролера Aeroclim 9-sv

Рис. 2.2.23. Функціональна схема контролера Aeroclim 9-sv для регулювання температури і вологості в приміщенні

Припливна установка з водяним повітронагрівачем, вузол керування з циркуляційним насосом і парозволожувачем, вентилятор з частотними перетворювачем.

Рис. 2.2.24. Схема підключення контролера Aeroclim 9-sv

для регулювання температури і вологості в приміщенні

Контролер Aeroclim 9-sv здійснює підтримку наступних параметрів:

Регулювання температури. Підтримка на заданому значенні температури в припливному повітроводі або каскадну підтримку температури в приміщенні (витяжному повітроводі) впливом на продуктивність нагрівальних і охолоджувальних секцій, секції рекуператора, а також продуктивність вентиляторів (можливо тільки під час підключення двигунів вентиляторів до частотних перетворювачів).

Установка режимів роботи «Зима» – «Літо» вручну користувачем або автоматично за температури зовнішнього повітря (під час встановлення відповідного датчика) та встановлення різних значень уставок регулювання для цих режимів.

Регулювання вологості. Підтримка на заданому значенні вологості в припливному повітроводі та каскадна підтримка на заданому значенні вологості в приміщенні або витяжному повітроводі.

Контролер Aeroclim 9-sv здійснює управління наступним обладнанням: Вентиляторами:

· припливним і витяжним вентиляторами – одна дискретна команда на вмикання або вимикання;

· припливним і витяжним вентиляторами – один сигнал (0–10) В на управління швидкістю вентиляторів за наявності частотного перетворювача;

· завдання швидкості з меню контролера;

· автоматичне регулювання температури за недостатньої потужності нагрівача або охолоджувача.

Водяним повітронагрівачем (ВПН):

· приводом регулювального клапана водяного нагрівача – аналогове управління (0-10) В;

· циркуляційним насосом водяного нагрівача – дискретна команда на вмикання або вимикання.

Електричним повітронагрівачем:

· електричним нагрівачем до 3-х секцій – 1-а секція аналогове або дискретне управління, 2-а і 3-а секції дискретне управління, під час дискретного управління всіма секціями – ПІД-регулювання з періодом, що задається користувачем.

Водяним охолоджувачем (ВО):

· приводом регулювального клапана водяного охолоджувача – аналогове управління (0-10)В;

· циркуляційним насосом водяного охолоджувача – дискретна команда на вмикання або вимикання.

Охолоджувачем безпосереднього охолодження:

· компресорно-конденсаторним блоком до 2-х секцій – під час безпосереднього управління компресором – дискретний керуючий сигнал на пусковий апарат (двопозиційне регулювання або регулювання за ПІД-законом), за наявності комплектної схеми управління – дискретний сигнал дозволу роботи або аналоговий сигнал неузгодженості.

Роторним рекуператором:

· частотним перетворювачем двигуна – аналогове управління (0–10) В.

Перехресним рекуператором:

· приводом основної заслінки і заслінки на обвідному каналі – один аналоговий сигнал, що управляє (0–10) В на обидві заслінки (заслінки підключаються інвертно).

Камерою змішування:

· приводом припливної, витяжної та рециркуляційної заслінок - один аналоговий сигнал, що управляє (0–10) В на всі заслінки (заслінки припливного і витяжного повітря підключаються однаково, заслінка рециркуляційного повітря – інвертно)

Парозволожувачем:

· комплектною системою управління парозволожувачем – аналогове управління (0–10) В. Програмований контролер Aeroclim 9-sv має режими управління обладнанням:

· «Ручний» – з меню контролера і зовнішньою командою (кнопки «Пуск», «Стоп»)

· «Дистанційний» – по інтерфейсу з системи диспетчеризації

· «Автоматичний» – за логікою управління, захистом у програмі контролера.

Контролер передбачає захист обладнання від аварійних режимів роботи. Вентиляторів:

· ручне вимкнення з меню контролера і зовнішньою командою в будь-якому режимі управління;

· автоматичне вимкнення за сигналом про зниження перепаду тиску на вентиляторі.

Водяного повітронагрівача:

· N-хвилинний прогрів нагрівача під час пуску вентиляційної установки;

· захист вентиляційної установки від «холодного» пуску в режимі роботи «Зима»;

· захист від заморожування нагрівача в режимах роботи «Зима» – «Літо»;

· можливість дозволу або заборони автоматичного перезапуску вентиляційної установки після зняття сигналу «загроза заморожування»;

· можливість завдання кількості дозволених автоматичних перезапусків вентиляційної установки, зупиненої за сигналом «загроза заморожування».

Електричного повітронагрівача:

· увімкнення секцій нагрівача тільки під час працюючого вентилятора;

· зняття тепла з нагрівача після надходження команди на вимикання установки;

· захист нагрівача від перегріву – відключення нагрівача при підвищенні температури на поверхні нагрівача до заданої уставки і вимкнення вентилятора через N-хвилин для зняття тепла з нагрівача;

· зняття живлення з несправного нагрівача – вимкнення нагрівача і вентилятора під час зниження температури на поверхні нагрівача до заданої уставки.

Охолоджувача безпосереднього охолодження:

· включення компресорно-конденсаторного блоку (ККБ) тільки під час увімкненого вентилятора в режимі роботи «Літо»;

· повторне ввімкнення вимкненої секції ККБ можна виконати тільки після встановленого для даного ККБ тимчасового інтервалу.

Роторного (перехресного) рекуператора:

· захист рекуператора від обмерзання – зниження швидкості обертання рекуператора або його повна зупинка для проведення процесу «розмерзання»;

· режим «розмерзання»;

· завдання кількості дозволених автоматичних перезапусків вентиляційної установки, зупиненої за сигналом «розморожування».

Парозволожувача:

Вимкнення парозволожувача і вентилятора через встановлений проміжок часу за перевищення максимальної уставки або спрацювання захисного гигростата (якщо він підключений).

Загальні функції захисту:

· можливість завдання діапазонів, що обмежують зміну користувачем значень уставок регулювання і блокування;

· можливість установки для кожного з регулювальних клапанів і заслінок мінімального та максимального ступеня відкриття, наприклад, для клапана нагрівача вводиться обмеження за установкою значення мінімального ступеня відкриття або для заслінок камери змішування обмеження встановлюються з урахуванням необхідної кількості припливу свіжого повітря в приміщення;

· внесення будь-яких змін у налаштування контролера можливо тільки за введення пароля.

Додаткові функції захисту:

можливість контролю засмічення фільтра припливного повітря за відсутності витяжного вентилятора – сигналізатор перепаду тиску на фільтрі підключається на вхід контролера, який призначений для підключення сигналу від сигналізатора перепаду тиску на витяжному вентиляторі або контакту пускового пристрою вентилятора

Аварійна сигналізація

Під час виникнення будь-якого з аварійних режимів контролер формує сигнал аварія, який видається з виходу контролера в зовнішні ланцюги. На дисплеї в вікні аварій з'являється аварійне повідомлення з конкретним зазначенням причини аварії. Найбільш значні аварійні повідомлення з'являються також у вікні поточних параметрів.

Аварійні сигнали можна деблокуватися з меню контролера тільки після зникнення сигналу про аварійне значення параметра, за яким цей сигнал був сформований.

Енергозберігаючі функції контролера

Можливість застосування календарного графіка для автоматичного ввімкнення або вимикання установки за часом – дозволяє автоматично вимкнути вентиляцію в неробочий час і вихідні дні.

Можливість застосування календарного графіка для зниження або підвищення (зміщення) на n °C «зимової» і «літньої» уставок регулювання температури – дозволяє автоматично зменшувати витрату енергоносія в певні періоди часу роботи установки.

Для установок з водяним нагрівачем – підтримання температури зворотного теплоносія під час вимкненого вентилятора.

Для установок з рекуператором – за підтримки температури припливного повітря або повітря в приміщенні максимальне використання енергії рекуперації перед увімкненням нагрівальної секції в режимі «Зима» або охолоджувальної секції в режимі «Літо».

Архівування параметрів та подій

Всі дані, які можуть знадобитися для аналізу роботи установки, заносяться в журнал подій. Ємність архіву становить 1000 точок. Осередки заповнюються послідовно. Під час заповнення останньої клітинки наступна інформація знову записується в першу, а інформація, записана в ній раніше, стирається.

У журналі подій фіксуються значення параметрів через задані проміжки часу і події як тільки вони з'являються. До подій відносяться ввімкнення і вимкнення обладнання, спрацьовування захистів обладнання від аварійних режимів, поява аварійних сигналів.

Комунікаційні можливості контролера

Для комунікації з іншими контролерами по інтерфейсній мережі або для можливості ввімкнення контролера в систему диспетчеризації передбачені наступні інтерфейси:

· RS-485 (протоколи MODBUS-RTU або ЮНІВЕРС);

· TP/FT-10 (протокол LonWorks);

· Ethernet (протокол MODBUS-TCP).

Можлива одночасна робота інтерфейсу Ethernet і будь-якого з двох інших інтерфейсів. При цьому, контролер можна використовувати як перетворювач інтерфейсів.

Конфігурація контролера

Конфігурацію контролера можна змінити безпосередньо з меню контролера або з комп'ютера за допомогою програми «Конфігуратор SCC». Під час використання варіанта конфігурації з комп'ютера, конфігурація здійснюється в програмі «Конфігуратор SCC». Запис програми в контролер виробляється під час його підключення до комп'ютера по мережі RS-485 через шлюз USB. Ця програма може бути збережена в бібліотеці «Конфігуратора SCC» з метою її тиражування в контролери з аналогічними налаштуваннями.

Таблиця 2.1

Технічні дані контролера Aeroclim 9-sv

Назва	Величина	Кількість
Напруга живлення	~24 B, 50 Гц , =24 В
Споживана потужність, не більше	6 Вт
Конфігурація	Конфігуратор SCC, з меню контролера
Входи	аналогові Pt1000, Ni1000, (0–10) B, (4–20) мА	5 шт.
	дискретні з внутрішнім джерелом живлення	5 шт.
Виходи	аналогові (0–10) B, 20 кОм	3 шт.
	дискретні 6 А, ~220 В	6 шт.
Інтерфейс	RS-485 (протокол MODBUS-RTU або ЮНИВЕРС)	1 шт.
	TP/FT-10 (протокол LonWorks)	1 шт.
	Ethernet (протокол MODBUS-TCP)	1 шт.
Тип дисплея	графічний кольоровий
Тип клавіатури	сенсорна
Корпус	монтаж	на DIN-рейку
	ступінь захисту	IP 20
Підключення	провід, перерізом не більше 1 мм²

Отже, системи вентиляції належить важлива роль серед чинників, які впливають на продуктивність тварин. Саме тому нехтувати нею недопустимо. І господарям підприємств, які хочуть досягти оптимальних показників, про мікроклімат у тваринницьких приміщеннях слід подбати обов'язково.

2.2.7. Автоматизація зволожувачів повітря

Для зволоження та зниження температури повітря тваринницьких і птахівницьких приміщень використовують зволожувачі, що входять у склад вентиляційного обладнання або окреме обладнання зволоження. У комплект вентиляційного обладнання «Клімат-2» входить зволожувач, який розбризкує воду в припливному вентиляторі. При цьому припливне повітря за командою від двохпозиційного регулятора зволожується до необхідних значень. Прикладом самостійного обладнання зволоження може бути обладнання К-П-6. Обладнання К-П-6 залежно від виконання може комплектуватися 7–15 зволожувачами.

Рис. 2.2.25. Будова зволожувача:

1 – фільтр; 2 – бак; 3 – конус зволожувача; 4 – водозбірник;

5 – сепаратор; 6 – кришка; 7, 8 – уловлювачі крапель; 9 – гак для підвішування; 10 – кожух; 11 – електродвигун

Принцип роботи зволожувача (рис. 2.2.25) такий: вода під тиском заповнює зволожувачі до певного рівня, що регулюється системою зволоження. Електродвигун приводить у рух конус зволожувача. Вода, що знаходиться в баку на певному рівні, під дією відцентрової сили піднімається тонкою плівкою по внутрішній поверхні конуса зволожувача і через отвори в конусі розтікається по диску. Дрібні водяні краплі, зриваючись з диска і перемішуючись з повітрям, утворюють водяний пил. Уловлювачі крапель служать для збирання великих крапель води та рівномірного радіального поширення зволоженого повітря.

Як працює зволожувач повітря дивіться по відео.

Зволожувач повітря АГ-1 Джерело: https://youtu.be/X_6mOPhG3-A

Принципова електрична схема управління установкою зволоження повітря (рис. 2.2.26) передбачає «Ручний» та «Автоматичний» режими керування, які задаються перемикачем SA.

В «Автоматичному» режимі керування управління зволоженням виконується залежно від величини відносної вологості повітря в приміщенні, яка контролюється датчиком В (гігристорного типу) регулятора вологості А.

Так коли вологість повітря в приміщенні нижче уставки спрацювання А, його контакт буде замкнутий, попаде під напругу котушка проміжного реле KV. Замикаючий контакт проміжного реле подасть напругу на котушку реле часу КТ і електромагнітний клапан подачі води Y. У свою чергу замикаючий контакт КТ миттєво замкне коло котушки магнітного пускача КМ, увімкнуться електродвигуни зволожувачів.

Рис. 2.2.26. Принципова електрична схема керування обладнанням зволоження повітря К-П-6

Коли вологість повітря в приміщенні відповідатиме уставці А, його контакт розімкнеться, втрачає напругу котушка KV. Реле KV вимикає реле часу КТ і електромагнітний клапан Y, припиниться подача води на зволожувачі. З витримкою часу необхідною для видалення залишків води з зволожувачів контакт КТ вимкне магнітний пускач КМ, електродвигуни зволожувачів зупиняться.

В «Ручному» режимі керування зволожувачами виконується не від команд регулятора вологості, а шляхом переведення перемикача SA з положення «О» в положення «Р» і навпаки.

Підготовка установки до роботи та захист силових кіл від коротких замикань здійснюється за допомогою автоматичного вимикача QF1. Автоматичні вимикачі QF2 та QFn забезпечують необхідну кількість працюючих зволожувачів та захищають електродвигуни конкретного зволожувача. Захист кіл керування під час виникнення в них коротких замикань здійснюється запобіжником FU1. Сигналізація про подачу напруги на щит керування та про роботу зволожувачів здійснюється відповідно сигнальними лампами HL1, HL2.

2.2.8. Автоматизація іонізації повітря

Повітря, що оточує нас, містить нейтральні атоми, молекули й іони газів, що входять у його склад. Іони повітря, чи аероіони, як прийнято їх називати, утворюються внаслідок приєднання електронів нейтральними атомами і молекулами газів чи віддачі ними електронів, здобуваючи при цьому негативний чи позитивний заряд.

Встановлено, що негативні аероіони впливають на тварин, стимулюючи біологічні процеси, що ведуть до підвищення продуктивності і схоронності поголів'я. Природна іонізація повітря відбувається за рахунок дії радіоактивних речовин, що знаходяться в ґрунті і повітрі, а також під впливом космічних променів.

Знижений зміст негативних аероіонів у повітрі тваринницьких ферм внаслідок дії екрана огороджень, і різного устаткування, з підвищеною вологістю і запиленістю повітря, що сприяють об'єднанню газових іонів із дрібними рідкими чи твердими частками й утворенню важких іонів. Видихуване тваринами повітря містить також важкі іони, серед яких переважають позитивно заряджені. У цілому це несприятливо відображається на фізіологічному стані тварин. Тому в приміщеннях необхідно постійно підтримувати визначену концентрацію негативних аероіонів, штучно іонізуючи нейтральні частки повітря.

Устаткування, застосовуване для аероіонізаціі тваринницьких і птахівницьких приміщень, має поповнювати повітряне середовище в зоні перебування тварин і птахів тільки легкими негативними іонами в потрібній кількості і не мати будь-який негативний побічний вплив на них, а також обслуговуючий персонал. У більшій мірі цим вимогам відповідають електричні аероіонізатори, що використовують коронний розряд.

Автоматизація систем іонізації повітря дозволяє створити й підтримувати оптимальні умови повітряного середовища у тваринницьких і птахівницьких приміщеннях. У результаті застосування автоматизації систем іонізації повітря підвищується продуктивність тварин, скорочуються витрати ручної праці і зменшується витрата електричної й теплової енергій.

Іонізатор ІЄ-1 призначений для іонізації повітря в тваринницьких приміщеннях з подачею іонів у вентиляційну систему.

Рис. 2.2.27: Будова іонізаційної приставки:

1 – джерело а-частинок; 2 – іонна камера; 3 – сепаруючий електрод;

4 – повітропровід

Установки містять вентилятор, систему повітропроводів, іонізаційні приставки і пульт керування. Одну з таких приставок зображено на рис. 2.2.27. Приставка виконана з органічного скла і складається з джерела випромінювань, іонної і повітряної камер та електрода.

На принциповій схемі видно, що напруга на установку подається автоматичним вимикачем.

Установка має два режими роботи: ручне і автоматичне, які задаються за допомогою перемикача SА; в положенні «А» – автоматичне, в положенні «Р» – ручне.

В автоматичному режимі перемикач встановлюємо в положення А, при цьому напруга подається на реле часу КТ, яке має свій контакт із затримкою на замикання і розмикання в колі котушки магнітного пускача КМ. Магнітний пускач своїми силовими контактами подає напругу на електродвигун припливного вентилятора, а додатковими контактами на сигнальну лампу НL і високовольтний трансформатор ТV. Трансформатор ТV підвищує напругу 220 В до величини 5000В, а діодний міст перетворює на напругу постійного струму для подачі до іонізаційної приставки ГИ, що знаходиться біля повітропроводу.

Рис. 2.2.28. Принципова електрична схема іонізаційної установки

Вимикається установка в автоматичному режимі за допомогою контакту реле часу КТ по закінчені заданої програми іонізації повітря.

У ручному режимі перемикач встановлюємо в положення «Р», при цьому кнопкою SВ2 «Пуск» ми подаємо напругу на котушку магнітного пускача КМ, який вмикає електродвигун вентилятора та іонізаційну приставку. Вимикається установка в ручному режимі кнопкою SВ1 «Стоп».

Захист кола керування здійснюється за допомогою запобіжника FU.

2.2.9. Автоматизація інкубаторів

Вирішення загальних питань підтримання мікроклімату в птахівництві мають аналогічні рішення подібних питань у тваринництві, але є деякі специфічні особливості регулювання мікроклімату, зокрема під час інкубації яєць.

Основними параметрами, які характеризують оптимальні умови інкубації: · температура повітряного середовища; · вологість повітряного середовища; · газовий склад; · швидкість переміщення повітря.

Оптимальні значення вказаних параметрів мікроклімату визначені на основі аналізу природних умов та в результаті експериментальних досліджень. Так, під час інкубації яєць курей оптимальними вважають температуру 37–38ºС, відносне значення вологості 70%, швидкість переміщення повітря в інкубаторі 0,5–1,6 м/с. Експериментальні дослідження показують, що для відповідного періоду інкубації рекомендуються свої оптимальні значення параметрів мікроклімату.

Рис. 2.2.29. Загальний вигляд інкубатора

та новонароджені циплята

Для інкубації яєць на птахофабриках використовують інкубатори «Універсал-55» і ИКП-90 «Кавказ». Вони мають уніфіковані пристрої регулювання кліматичних режимів інкубації і керування поворотом лотків в інкубаційних камерах. Вивідні камери, що комплектуються на три і шість інкубаторів, не мають повороту лотків. В іншому пристрій інкубаційних і вивідних камер аналогічний.

Процес інкубації, режим інкубації та біологічний контроль під час інкубації яєць відображено у відео.

Інкубація яєць Джерело: https://cutt.ly/AMZo49t

Інкубатор «Універсал-55» складається з трьох інкубаційних і однієї вивідної камери (рис. 2.2.30). Камери інкубатора обладнані однаковими приладами для відтворення й автоматичної підтримки заданого режиму. В інкубаційних камерах лотки з яйцями встановлюються в поворотних барабанах, змонтованих на валу. У вивідній камері яйця укладаються в нерухомі лотки, розташовані горизонтально.

Рис. 2.2.30. Загальний вид інкубатора «Універсал-55»

Система автоматичного керування інкубатора дозволяє виконувати наступні операції без участі людини:

· автоматичний поворот лотків з яйцями щогодини в інкубаційних камерах шляхом нахилу барабана на 45° в обидва боки від вертикального положення;

· автоматичне регулювання температури в камері інкубатора в діапазоні 36–39°C з точністю ±0,2°С;

· автоматичне регулювання відносної вологості в камері в діапазоні 40–75% з точністю ±3%;

· аварійне вимикання регулятора температури з одночасним вмиканням охолодження під час підвищення температури в камері до максимально припустимого значення, а також за несправності елементів схеми пуску вентилятора;

· звукову сигналізацію під час перевищення максимально допустимого значення температури в камері й аварійному вимиканні напруги в мережі;

· світлову сигналізацію в процесах регулювання температури і вологості в камері;

· світлову сигналізацію, що дублює звукову;

· електричне блокування, що виключає можливість вмикання електроустаткування камери за відкритих дверей камери.

Рис. 2.2.31. Інкубаційна камера:

а – вид на задню стінку; б – механізм повороту лотків

Роботою інкубатора керують за допомогою кнопок керування, розташованих на кожній інкубаційній камері та загального програмного пристрою.

На рис. 2.2.31 зображено інкубаційну камеру, обладнану вентилятором 1, що забезпечує вирівнювання температури по об’єму камери і поліпшує теплопередачу між повітрям і яйцем. Двома електронагрівниками 2 потужністю по 1 кВт керують спільно в двох режимах: на повній напрузі мережі і на половинному через тиристор. Зволожувач 7 має окремий електропривод. Вода в системі зволоження подається через електромагнітний клапан 6. Припливна 8 і витяжна 5 заслінки повітрообміну спарені і керуються електромагнітним соленоїдним приводом 4. Для повороту лотків призначений механізм 3 з електроприводом 5, що має два обмежувальних кінцеві вимикачі 10.

Принципову електричну схему інкубаційної камери інкубатора «Універсал-55» зображено на рис. 2.2.32. В автоматичному режимі температурним режимом керують за допомогою трипозиційного терморегулятора AL типу РТИ-3. Під час зниження температури в камері терморегулятор AL посилає сигнал на відкриття тиристора VS. При цьому напруга живлення зворотної послідовності, дорівнює половині номінальної і надходить на обігрівальні елементи ЕК1 і ЕК2. За подальшого зниження температури терморегулятор AL подає напругу на котушку магнітного пускача КМ2, що своїми контактами шунтує тиристор і подає на нагрівальні елементи повну напругу.

Рис. 2.2.32. Принципова електрична схема інкубатора «Універсал-55»

Під час підвищення температури в камері спочатку вимикається КМ2, а потім посилається сигнал на закривання тиристора.

Якщо температура перевищить 38,3°С, замкнеться контакт термореле SK1 і ввімкне реле KV1, що вимкне проміжне реле KV2. Контакти реле KV2 вимикають терморегулятор AL, а вмикають соленоїд охолодження YA1 та світлову і звукову аварійну сигналізацію, а також місцеву світлову НL1.

Під час зниження вологості повітря (на 3%) регулятор вологості А2, вмикає соленоїд YA2 і подає воду на диск розпилювача М2. При цьому запалюється сигнальна лампа НL5. Світлова сигналізація НL4 показує «Розігрів», НL3 –«Температура в нормі», НL2 – «Охолодження». Вентилятор M1 вмикається магнітним пускачем КМ1 під час подачі напруги на коло керування і вимикається тільки під час відкривання дверей кінцевим вимикачем SQ.

Автоматичне керування дублюється ручним, яке здійснюється вимикачами SA1-SA3.

Керування поворотом лотків виконується командним пристроєм, схему якого зображено на рис. 2.2.33. Режим керування поворотом лотків встановлюється перемикачем SA1. У положенні перемикача «Автоматичний поворот» напруга 36 В подається з вторинної обмотки трансформатора TV командного пристрою А1 через контакти реле часу КТ на котушки електромагнітних пускачів КМ1 чи КМ2. Стан контактів змінюється через кожну годину. У ланцюг котушок реверсивного магнітного пускача КМ1, КМ2 включені кінцеві вимикачі SQ1 і SQ2, що вимикають електродвигун повороту лотків М1 у крайніх положеннях рухливого сектора.

Рис. 2.2.33. Принципова схема керування поворотом лотків інкубатора

У загальний ланцюг котушок пускачів КМ1, КМ2 включені кінцеві вимикачі SQ4...SQ6, контакти яких замкнуті тільки за закритих замків барабанів.

Для установки лотків у горизонтальне положення тумблер SA1 ставиться в положення «Горизонтально» (на схемі це нижнє положення перемикача). При цьому напруга від командного пристрою подається незалежно від стану контактів реле часу КТ, а в ланцюг котушок пускачів включений кінцевий вимикач SQ3, установлений на середньому виступі передньої опори. Кінцевий вимикач SQ3 вимикає механізм повороту під час горизонтального положення лотків.

Передбачений також ручний привод механізму повороту лотків. Установка лотків вертикально (положення обслуговування) може проводитися механічно від спеціального перемикача і вручну. Випадання лотків під час нахилу барабанів запобігають спеціальними замками.

Автоматизація інкубаторів з використанням програмно-логічних контролерів

Для контролю клімату в інкубаційній шафі використовують сучасні програмно-логічні контролери, які найточніше витримують параметри температури і вологості в інкубаційній камері, що сприяють правильному розвитку ембріона.

Рис. 2.2.34. Загальний вигляд інкубаційних камер

Температура всередині інкубаційної шафи (рис. 2.2.34) підтримується за допомогою ТЕНів, увімкнення яких здійснюється за допомогою твердотільних реле. Тривалість імпульсів задається ПІД-регулятором програмованого логічного контролера ПЛК 110-60 (рис. 2.2.35). За необхідності охолодження шафи виробляється періодичним відкриттям повітряної заслінки. Підтримка вологості також здійснюється ПІД-регулятором, який управляє клапаном подачі води на вентилятор. Програмований логічний контролер через заданий час подає сигнал на поворот лотків, забезпечуючи тим самим високий вихід курчат.

Рис. 2.2.35. Схема розміщення обладнання

На сенсорній панелі оператора СП270 відображаються температура і вологість в інкубаційних камерах (рис. 2.2.36) та положення лотків (рис. 2.2.37). Модуль воду – виводу МВ110-224.2А використовується для підключення датчиків температури та вологості, що розміщенні в інкубаційній камері. Безпосереднє керування електроклапаном води та приводом клапана охолодження також здійснюється за допомогою модуля вводу – виводу, залежно від сигналу, отриманого від програмованого логічного контролера.

Рис. 2.2.36. Відображення на сенсорній панелі параметрів температури і вологості	Рис. 2.2.37. Відображення на сенсорній панелі положення інкубаційного барабана з лотками

Автоматизована система додатково забезпечена приладами автоматичного контролю температури інкубаційного шафи (ТРМ 1) для запобігання перегріву в разі виникнення аварійної ситуації.

Рис. 2.2.38. Загальний вигляд щита керування та обладнання

Функції системи підтримання мікроклімату в інкубаційних камерах з використанням програмованого логічного контролера:

• автоматична підтримка на заданому рівні температури всередині інкубаційних шаф;

• автоматична підтримка на заданому рівні вологості всередині інкубаційних шаф;

• автоматичний поворот барабана, з встановленими лотками, кожну годину в заданий час;

• управління системами водяного охолодження інкубаційних шаф;

• управління повітряними клапанами інкубаційних шаф;

• автоматичний контроль обертання циркуляційного вентилятора шляхом вимірювання частоти його обертання;

• автоматичний контроль положення барабана за датчиками кінцевих положень;

• автоматичний контроль стану дверей інкубаційної шафи, з аварійною сигналізацією відкритого стану.

ТОВ «Інки» випускає декілька моделей промислових інкубаторів: інкубатор попередньої інкубації на 21000 яєць, інкубаційно-вивідний інкубатор на 16000 яєць, вивідний інкубатор на 10000 тис. яєць.

Лотковий блок інкубаторів ІНКИ встановлюється у візок оригінальної циліндрової форми.

Обігрів інкубаційної камери здійснюється за допомогою електронагрівачів і системи водного обігріву, гарячу воду для яких одержують із системи опалювання інкубаторію. У інкубаторах на 1400 і 3000 яєць додатково встановлена також система газового обігріву. У разі відключення електроенергії, інкубатори автоматично переходять на роботу від акумуляторів. За даними виробника, перепад температур в шафах попередньої інкубації не перевищує 0,2^оС, вивідних шафах – 0,3^оС. Всі інкубатори обладнані засобами автоматичної підтримки температури і вологості. У разі порушення режимів роботи, подається звуковий сигнал.

Одним з найпопулярніших у вітчизняних птахівників є інкубаційне обладнання компанії «Pas Reform Hatchery Technologіes» (Нідерланди) (рис. 2.2.39).

Рис. 2.2.39. Загальний вигляд інкубаційного обладнання компанії «Pas Reform Hatchery Technologіes»

Вона випускає комплексне обладнання інкубаторіїв, зокрема обладнання для обробки яєць, промислові інкубатори шафового і кімнатного типів місткістю від 19,2 до 115,2 тис. курячих яєць, обладнання для обробки виведеного молодняку, створення необхідного мікроклімату в інкубаторії та ін. У інкубаторах попередньої інкубації може застосовуватися одно- і багатостадійна закладка яєць. За бажанням замовника, інкубатори можуть поставлятися з електричним або водяним обігрівом. Система обігріву теплою водою сприяє більш рівномірному розподілу тепла в інкубаційній шафі, зменшенню часу розігрівання інкубатора і економії електроенергії. Режим інкубації регулюється за допомогою персонального комп'ютера, яким обладнана кожна шафа. Комп'ютер автоматично коректує температуру, вогкість, повітрообмін тощо. Крім того, всі машини сполучені з центральним комп'ютером, який графічно записує весь режим інкубації і отримані показники зберігає в пам'яті упродовж місяця.

Усі провідні компанії світу з випуску інкубаторів надають значну увагу енергозбереженню. Наприклад, компанія «Petersіme» (Бельгія) застосовує запатентовану систему динамічної втрати маси (Dynamіc Weіght Loss System TM), яка стежить за тим, щоб втрата маси яйцями відбувалася за оптимальним графіком (рис. 2.2.40). Це досягається завдяки герметичності інкубаційних шаф. Як результат, після нетривалої стадії попереднього прогрівання яєць, подальший обігрів інкубатора майже не потрібен. Загальний час роботи системи обігріву складає всього 4,76% від тривалості періоду інкубації, що дає можливість значно понизити витрати на обігрів.

Рис. 2.2.40. Загальний вигляд інкубаційного обладнання

компанія «Petersіme»

Система Eco-Drіve TM забезпечує мінімізацію витрат електроенергії на роботу вентиляторів шляхом регулювання кількості оборотів крильчатки залежно від потреби, а також плавного пуску двигуна вентилятора, що дає можливість уникати пікового зростання споживання електроенергії. Таким чином досягається економія електроенергії до 50%.

Ще одна новинка компанії «Petersіme» – запатентована технологія біологічної адаптації Synchro-Hatch TM, яка дає можливість синхронізувати процеси інкубації і виводу. З технічної точки зору Synchro- Hatch TM – складається з датчика і вдосконаленого програмного забезпечення. Система Synchro-Hatch TM відстежує життєві сигнали ембріонів і в автоматизованому режимі змінює параметри інкубації. Ці дії дають можливість скоротити час виводу, одержувати однорідних за якісними показниками курчат. Якщо раніше процес виводу розтягувався на 30- 40 годин, то завдяки новій технології він скоротився до 12 годин. Виводок при цьому збільшується в середньому на 0,77%, витрати електроенергії у вивідних шафах зменшуються на 63%.

Питання для самоконтролю

1. Фактори, які впливають на мікроклімат у тваринницьких приміщеннях і пташниках? 2. Які параметри мікроклімату необхідно контролювати в тваринницьких і птахівницьких приміщеннях? 3. Які системи використовуються для підтримання мікроклімату в тваринницьких приміщеннях та пташниках? 4. Особливості автоматизації мікроклімату в тваринницьких приміщеннях та пташниках. 5. Як поділяються за призначенням вентиляційні установки? 6. Об’єми автоматизації вентиляційною установкою із станцією керування ШАП – 5701? 7. Об’єми автоматизації вентиляційною установкою із станцією керування ШОА-9203. 8. Для чого використовуються терморегулятори в вентиляційних установках мікроклімату? 9. Де розміщуються датчики температури в вентиляційних установках. 10. Для чого використовується і з яких блоків складається станції керування МК-ВАУЗ? 11. Які функції виконує автоматизована система управління станції керування ТСУ-2-КЛУЗ? 12. З яких блоків та обладнання складається вентиляційна установка із станцією керування ТСУ-2-КЛУЗ? 13. Які функції виконує автоматизована система управління станції керування ТСУ-4КЛ? 14. Які режими забезпечує та здійснює функції станція керування ТСУ-4КЛ? 15. Як здійснюється керування припливними вентиляційними установками? 16. Яке призначення засобів автоматизації в припливній вентиляційній установці? 17. На якій швидкості буде працювати вентилятор, якщо температура повітря в приміщенні відповідатиме уставці терморегулятора? 18. Для чого застосовують обладнання «Клімат-2», «Клімат-3»? 19. Які функції виконує автоматизована система управління комплекту «Клімат-2» та «Клімат-3»? 20. Призначення та принцип дії припливно-витяжних установок ПВУ-4М. 21. Які засоби автоматизації використовуються у припливно-витяжній вентиляційній установці? 22. Які зміни відбудуться в схемі установки ПВУ-4М, якщо температура повітря в приміщенні буде нижчою уставки терморегулятора А1? 23. Для чого призначені кінцеві вимикачі припливно-витяжної установки? 24. Для чого призначена автоматизована система «Каштан-Т»? 25. Які пристрої використовуються для вимірювання температури в автоматизованій системі вимірювання температури в пташнику «Каштан-Т»? 26. Для чого призначені дискретні входи контролера ТРМ133? 27. Які режими має контролер ТРМ133? 28. Як здійснюється робота системи припливної вентиляції в різних режимах з використанням контролера ТРМ133? 29. Як підтримується мікроклімат за допомогою сучасних автоматизованих систем? 30. Для чого використовується та яким облананням здійснює керування програмований контролер Aeroclim 9-sv? 31. Які параметри підтримує контролер Aeroclim 9-sv ? 32. Як здійснюється керування припливно-витяжною установкою з контролером Aeroclim 9-sv при використанні різного обладнання? 33. Які режими управління обладнанням має програмований контролер Aeroclim 9-sv? 34. Який передбачений захист обладнання від аварійних режимів роботи, загальні та додаткові функції захисту і сигналізації має контролер Aeroclim 9-sv? 35. Яке призначення та доцільність використання обладнання для зволоження повітря? 36. Вказати призначення та розіщення засобів автоматизації, що використовуються в зволожувачі К-П-6. 37. Які зміни відбудуться в схемі керування зволоження повітря К-П-6, якщо вологість повітря в приміщенні буде нижчою уставки регулятора вологості А? 38. Як впливають негативні аероіони на тварин? 39. Для чого призначений іонізатор ІЄ-1? 40. Який автоматичний пристрій використовується для керування іонізатором ІЄ-1? 41. Які основні параметри інкубації та з якого основного обладнання складається інкубатор «Універсал-55»? 42. Які функції виконує автоматизована система управління інкубатора «Універсал-55» і які автоматичні пристрої використовуються для цього? 43. Яка необхідність використання програмованих логічних контролерів в інкубаторі? 44. Як здійснюється процес підтримання мікроклімату в інкубаційній камері з використанням контролера? 45. Які функції системи підтримання мікроклімату в інкубаційних камерах з використанням програмованого логічного контролера? 46. Як здійснюється обігрів інкубатора ІНКИ-21000? 47. Яке сучасне інкубаційне обладнання випускається і яка їхня особливость?

Попередня тема

На початок

Наступна тема