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

2.6. Автоматизація установок електричного освітлення та опромінення

2.6.1. Автоматизація установок електричного освітлення

2.6.2. Автоматизація установок ультрафіолетового опромінення

2.6.3. Автоматизація установок інфрачервоного опромінення

2.6.1. Автоматизація установок електричного освітлення

Керування виробничим освітленням має забезпечити необхідний світловий режим і сприяти економії електроенергії.


	Найпоширеніші такі способи керування виробничим освітленням:

· місцеве індивідуальне;

· місцеве централізоване;

· автоматичне у функції освітленості;

· автоматичне централізоване за заданою програмою.

Рис. 2.6.1. Освітлення приміщень

Місцеве індивідуальне керування освітленням застосовують у підсобних, комунально-побутових та інших невеликих за розмірами приміщеннях. Місцеве централізоване керування (з одного місця керують багатьма світильниками) застосовують у корівниках, свинарниках, майстернях тощо. У коридорах з двома входами застосовують систему місцевого керування з двох місць за допомогою перемикачів (рис. 2.6.2). Ця система забезпечує керування освітленням з кожного місця незалежно від положення перемикача в іншому місці.

image048-topaz-enhance

200

Рис. 2.6.2. Місцевого керування з двох місць

Автоматичне керування освітленням у функції освітленості найхарактерніше для управління зовнішнім освітленням за допомогою фотореле.

Рис. 2.6.3. Принципова електрична схема керування освітленням у функції освітленості

Принципову електричну схему керування освітленням у функції освітленості з використанням фотореле зображено на рис. 2.6.3. В автоматичному режимі вона працює так. За недостатньої природної освітленості опір фоторезистора R3 великий і струм бази транзистора VT2 малий. Обидва транзистори будуть закритими. Проміжне реле К одержить живлення через коло, в яке ввімкнені резистор R1, діод VD і резистори R2, R4. Реле К замкне свій контакт в колі живлення котушки електромагнітного пускача KM. Пускач KM спрацює і ввімкне освітлення. Коли природне освітлення досягне заданого рівня, опір фоторезистора зменшиться, зросте струм емітера транзистора VT2, а отже, зросте потенціал на базі транзистора VT1. Транзистор VT1 відкриється і зашунтує котушку проміжного реле К. Контакт проміжного реле К в колі живлення котушки електромагнітного пускача розімкнеться, що приведе до вимикання освітлення. У схемі передбачено ручне керування за допомогою перемикача SA (положення «Ручне керування»).

Дія освітлення на живі організми різноманітна і, по-перше, визначається інтенсивністю, періодичністю і спектром. Але прийнято рахувати, що найбільшу дію на біологічні процеси життєдіяльності організму тварин і птиці має періодичність тобто зміна тривалості світлого періоду доби і частота зміни темного та світлого періоду.

Найчутливішими до даного фактора є птахи, де зміна періодичності дії видимого опромінення дозволяє керувати яйценосністю і підвищувати продуктивність м’ясного напрямку виробництва.

Сучасна наука рекомендує чітко слідкувати за тривалістю світлого періоду доби та імітувати світанок та сутінки. Автоматичне керування режимами роботи освітлення забезпечує чітке дотримання вказаних вимог.

У пташниках з природним та штучним освітленням доступ природного світла обмежений. Освітленість у більшості випадків не перевищує 1% від зовнішньої і різко зменшується до центра приміщення. Разом з тим у світлий час доби на майданчиках, що прилягають до стін з вікнами, рівень природної освітленості може бути цілком достатнім. У подібних приміщеннях має бути передбачена можливість вимкнення низки світильників, найближчих до світлових прорізів. Керування освітленням у даних випадках може здійснюватися автоматично з використанням фотореле.

У пташниках без вікон необхідне чітке дотримання світлового режиму з забезпеченням необхідної періодичності та тривалості світлого періоду, рівня освітленості, імітації «світанку» і «сутінок».


	Для автоматичного керування освітленням у закритих пташниках для забезпечення необхідної періодичності і зміни тривалості світлового дня використовують різноманітні програмні пристрої, наприклад «*УПУС»,* «ПРУС». Принцип дії даних пристроїв побудований на основі годинникового механізму з підзаводом від мікродвигуна.

Пристрій «ПРУС-1» має барабан з вирізом (рис. 2.6.4.), профіль якого визначає програму роботи освітлювальної установки на весь період вирощування курчат (150 днів) або утримання курок-несучок (400 днів). Барабан приводиться в дію годинниковим механізмом і автоматичним підзаведенням пружини від електродвигуна.


а	б

Рис. 2.6.4. Прилад програмного керування освітленням ПРУС-1:

а – будова; б – принципова електрична схема;

1 – годинниковий механізм з мікродвигуном; 2 – програмний барабан;

3 – рукоятка гвинта; 4 – гвинт; 5 – мікроперемикачі; 6 – гайка з плитою;

7 – шестірні; 8 – корпус; 9 – важіль для встановлення незмінної програми;

10 – добова шкала

Освітлювальні лампи поділяють на дві групи, які вмикаються електромагнітними пускачами КМ1 і КМ2. Коли спеціальний пристрій, що діє на мікроперемикачі 5, ковзає по поверхні барабана, то контакти останніх замкнені і освітлення ввімкнене. Якщо пристрій знаходиться над вирізом, то контакти мікроперемикачів розімкнуться і почергово з витримкою часу 2–5 хв вимкнеться освітлення. Вмикаються контакти мікроперемикачами у зворотній послідовності, що забезпечує створення штучних «світанку» та «сутінок».


	Для плавного регулювання інтенсивності електроосвітлення для імітації «світанку» та «сутінок» застосовують тиристорні регулятори напруги.

Рис. 2.6.5. Принципова електрична схема пристрою «ТИРОС-1»

Принципову електричну схему автоматичного пристрою «ТИРОС-1» зображено на рис. 2.6.5. Напруга на освітлювальні прилади надходить з мережі через блок 1, у якому відбувається його комутація тиристорами VS1 і VS2. Блок 2 забезпечує живлення ланцюгів керування і сигналізації HL1, HL2 і HL3, що показує наявність напруги і положення перемикачів SA2 і SA3. Блок 3 створює витримки часу зниження інтенсивності освітлення, що задаються резисторами R4, R5 і перемикачами SA2 і SA3, встановленими в блоці 3. Пристрій «ТИРОС-1» застосовується на додаток до пристроїв автоматичного керування тривалістю світлового дня.

Сучасні пристрої автоматичного керування освітленням у пташниках поєднують в собі мікропроцесорні програматори періодичності та тривалості світлового режиму, тиристорні регулятори освітленості з функцією «світанок-сутінки» та вбудовану систему захисту освітлювальної установки.


	*Для управління освітленістю пташників використовуються спеціальні пр*ограмами, що дозволяють управляти процесами фізіологічного розвитку птиці і домагатися істотного зростання практично всіх показників продуктивності стада. Правильно складені програми освітлення для м'ясних або яєчних порід дозволяють впливати на вік статевого дозрівання птиці, забезпечують оптимальний режим розвитку, збільшують несучість, тривалість періоду яйцекладки, розмір яєць і їх масу, міцність шкаралупи. Також поліпшується виживаність молодняку, знижуються витрати кормів, травматизм у птиці і витрати електроенергії, що підвищує рентабельність підприємств.

Рис. 2.6.6. Загальний вигляд багатофункціонального реле РЗВ-302

Багатофункціональне реле РЗВ-302 – це мікропроцесорний програмований пристрій, призначений для ввмікнення/вимкнення одного або двох навантажень у попередньо встановлені користувачем моменти часу з урахуванням мережевої напруги і освітленості зовнішнього фотодатчика.

Реле РЕВ-302 може бути підключений до мережі змінного струму 220-240 В / 50 Гц або до джерела постійного струму, має 2 групи контактів на перемикання з номінальним струмом 16А при комутуючій змінній напрузі 250В.

Тимчасова затримка на запуск реле після подачі живлення задається користувачем, так само як і окремі тимчасові затримки на виконання дій реле напруги і реле освітленості (для установки часу повторного ввімкнення).

Передбачена спільна або незалежна робота реле часу, реле напруги і фотореле, функція простого ввімкнення контактів навантаження через заданий час після подачі живлення.

Використовуючи РЕВ-302 як реле часу, користувач має можливість складання свого списку вихідних днів і свят. РЕВ-302 може виконувати функції добового, тижневого, місячного і річного реле часу. Загальна внутрішня пам'ять на 5000 незалежних таймерів, які розподіляються між усіма програмами на день / тиждень / місяць / рік залежно від обраного режиму. Календар з запасом ходу до 10 років за відсутності зовнішнього живлення. Перехід на літній час відбувається автоматично. Існує функція імпульсного реле часу (періодичне ввімкення/вимкнення контактів без прив'язки до календаря).

Якщо РЕВ-302 використовується як реле напруги, відбувається вимикання навантаження за мінімальним і максимальним значенням напруги мережі.

Реле РЕВ-302 містить вісім незалежних програм управління і є можливість швидкого перемикання між ними для кожної з груп контактів, незалежні списки тимчасових уставок (таймерів) для кожної з програм. Програмне забезпечення для персонального комп'ютера, дозволяє редагувати всі налаштування реле і створювати масиви подій або події, прив'язані до сходу і заходу Сонця. Є можливість завантаження попередньо встановлених програм управління через USB вхід за допомогою додаткового програмного забезпечення.

Для управління подіями фотореле до РЕВ-302 може бути підключений виносний фотодатчик.


	Особливості багатофункціонального реле РЕВ-302:

• наявність двох груп контактів на перемикання (двох каналів) з номінальним струмом 16А/250В;

• живлення від мережі змінного струму 220В/50Гц або джерела постійного струму 24В;

• спільна або незалежна робота реле часу, реле напруги і фотореле;

• гнучка передача керування контактами між реле напруги, фотореле і реле часу;

• вісім незалежних програм управління і можливість швидкого перемикання між ними для кожної з груп контактів;

• можливість управління обома групами контактів від однієї програми;

• календар з запасом ходу до 10 років за відсутності зовнішнього живлення;

• функції добового, тижневого, місячного і річного реле часу;

• незалежні списки подій для кожної з програм;

• точність планованих подій до 1 секунди;

• можливість складання свого списку вихідних днів і свят;

• виконання особливого списку подій для вихідних днів і свят;

image058-topaz-enhance

Рис. 2.6.7. Лицьова панель:

1 – рідкокристалічний індикатор (РКІ); 2 – роз'єм USB для зв'язку з ПК;

3 – контакти для підключення; 4 – індикатор живлення; 5 – індикатор ввімкнення реле навантаження 1-го каналу; 6 – індикатор включення реле навантаження 2-го каналу; 7 – кнопка скидання;

8 – кнопки навігації по меню; 9 – кріпильні гвинти

• загальна внутрішня пам’ять на 5000 незалежних подій, що розподіляються між усіма програмами на день / тиждень / місяць / рік залежно від обраного режиму;

• можливість циклічного повторення програми в заданому часовому діапазоні;

• автоматичний перехід на літній час;

• функція імпульсного реле часу (періодичне ввімкнення і вимикання контактів без прив’язки до календаря);

• функція простого вимкнення контактів через заданий час після подачі живлення;

• вимкнення контактів за мінімальної і максимальної напруги мережі;

• тимчасова затримка на запуск реле після подачі живлення;

• окремі тимчасові затримки на виконання дій реле напруги і реле освітленості (для установки часу повторного ввімкнення тощо);

• зовнішній фотодатчик;

• ЖК графічний дисплей;

• індикація стану кожного каналу;

• USB вхід для підключення до персонального комп’ютера (ПК);

• Програмне забезпечення для ПК з зручним графічним інтерфейсом для редактування всіх налаштувань реле з можливістю створення масивів подій або подій, прив’язаних до сходу і заходу сонця;

• управління меню за допомогою 5-ти кнопок на лицьовій панелі;

• завантаження попередньо встановлених програм управління через USB за допомогою додаткового програмного забезпечення;

• можливість установки пароля на вхід у меню налаштувань;

• кнопка загального скидання на лицьовій панелі.

image024-topaz-enhance

Рис. 2.6.8. Схема і зовнішній вигляд фотодатчика:

1 – панельний тримач фотоприймача;

2 – двожильний провід перетином 0,25 мм. кв.; 3, 4 – контакти фотодатчика (підключається до клем 11-12).

Рис. 2.6.9. Підключення фотодатчика до РЕВ-302

Фотодатчик (рис. 2.6.8), що поставляється в комплекті РЕВ-302, складається з фотоприймача в панельному тримачі і двожильного проводу для підключення до клем 11–12. При необхідності довжина проводу може бути збільшена до 20 м.

image026-topaz-enhance

Рис. 2.6.10. Схема підключень багатофункціонального реле РЕВ-302

Автоматизована система управління «КВАНТ» використовується для вирішення завдань енергозбереження та дотримання вимог технологічних умов під час освітлення виробничих, сільськогосподарських приміщень люмінесцентними лампами з керованими електронними пускорегулювальними апаратами (ЕПРА), що підтримують аналоговий сигнал відповідно до IEC 60929 (керовані напругою 0–10 вольт ЕПРА фірми Helvar або інших виробників).

Як керуючий пристрій використовуються спеціалізовані логічні модулі МКР-15 (один канал); МКР-17 (чотири незалежні канали); МКР-18 (вісім незалежних каналів регулювання). Для відображення інформації про стан заданих параметрів системи освітлення застосований графічний рідкокристалічний дисплей з підсвічуванням. Налаштування режимів модуля і коригування вбудованих добових програм проводиться за допомогою кнопок на панелі управління. Спеціальний дискретний вхід дозволяє незалежно від програми вмикати максимальний рівень освітлення під час проведення регламентних робіт або для інших технологічних цілей. Аналоговий вхід 0-10 вольт призначений для прийому сигналу від цифро-аналогового перетворювача ЕОМ верхнього рівня і дозволяє організувати централізоване управління освітленням декількох приміщень або цехів з робочого місця диспетчера.

Одноканальний модуль МКР-15 призначений для автоматичного керування рівнем освітлення під час вирощування м'ясних і яєчних кросів курей за будь-якою програмою, рекомендованою провідними вітчизняними та зарубіжними фахівцями в галузі селекції птиці.

image029-topaz-enhance

Рис. 2.6.11. Загальний вигляд одноканального модуля МКР-15

Модуль регулює яскравість люмінесцентних ламп з керованими електронними пускорегулювальними апаратами (ЕПРА) як заздалегідь введеними програмами, так і командами оператора. Управління ЕПРА здійснюється за аналоговом інтерфейсом 0-10В.

Рівень світлового потоку за поточну добу відображається в графічному вигляді. У разі зникнення мережевої напруги внутрішній годинник буде продовжувати працювати завдяки вбудованому резервному живленню. Алгоритми роботи модуля можна вільно редагуватися і створювати користувачем, завдяки вбудованому редактору програм. У пам'яті модуля є встановлені типові алгоритми, які можна застосовувати за основу нових програм користувача, прискорюючи тим самим процес складання оригінальних програм.


	Можливості одноканальної системи, реалізованої на базі модуля МКР-15:

• плавне управління світловим потоком у діапазоні від 0 до 100%;

• ввімкнення технологічного освітлення незалежно від керуючої програми;

• автоматичне регулювання освітленості за довільною програмою;

• фіксоване завдання освітленості вручну в діапазоні від 0 до 100%;

• режим повторювача освітленості, заданої іншим аналогічним модулем;

• реалізація до 15 незалежних добових програм управління;

• організація роботи таймера до заданого режиму (цикл до 1000 днів);

• програмування тривалості "сходу" і "заходу";

• у режимі "ніч" можливість повного вимкнення живлення світильників;

• відображення поточного стану таймера, поточного часу;

• графічне відображення обраної програми управління;

• тривале збереження параметрів під час вимкнення живлення;

• можливість роботи під управлінням ЕОМ верхнього рівня.


	Модуль МКР-15 має в своєму складі наступні входи і виходи:

• один аналоговий вихід 0–10 вольт, що забезпечує функціонування одного незалежного каналу регулювання;

• один дискретний силовий вихід для управління зовнішнім електрообладнанням, наприклад, дозволяє безпосередньо управляти пускачами до 3-ї величини (робочі струми пускачів до 40А), за необхідності керувати більш потужними пускачами, слід використовувати проміжне реле;

• один дискретний вхід для включення максимального освітлення під час проведення регламентних робіт або для інших технологічних цілей;

• один аналоговий вхід 0–10 вольт, призначений для роботи модуля як буферний елемент під керуванням аналогічного модуля або головною ЕОМ для збільшення навантаження. Можливе програмне інвертування даного входу;

• до модуля можливе підключення до 80 світильників з керованими ЕПРА, це значення може дещо змінюватись у ту чи іншу сторону залежно від довжини і якості лінії зв'язку 0-10В.


	Технічні характеристики:

• максимально кількість тимчасових міток на кожну програму – не більше 15;

• кількість незалежних добових програм – не більше 15;

• кількість інтервалів – не більше 30;

• кількість днів, які можна використовувати у програмованому режимі – не більше 1000;

• діапазон напруг аналогових каналів вводу / виводу – 0-10В;

• максимальний вихідний струм аналогового каналу виведення – 80 мА;

• максимальний вихідний струм дискретного каналу виведення – 500 мА;

• напруга навантаження дискретного каналу виведення – 230В ± 15%, 50 Гц;

• напруга мережі живлення змінного струму – 230В ± 10%, 50 Гц;

• споживана потужність від мережі – не більше 4ВА;

• ступінь захисту, що забезпечується оболонкою – IP65.


	Під час використання в системі багатоканальних модулів МКР-17 або МКР-18 з'являються додаткові функції:

• число незалежних каналів збільшується до 4 або 8;

• можливість цифрового коригування точності ходу годинника – ± 127ppm;

• вибір довільного оперативного рівня освітленості для кожного каналу;

• регульована швидкість наростання або спаду оперативного рівня освітленості;

• кількість добових програм збільшено до 25;

• максимальна кількість тимчасових міток на кожну програму збільшено до 20.

Технічні характеристики систем з різною кількістю каналів:

• кількість аналогових виходів управління від 1 до 8;

• кількість аналогових каналів введення від 1 до 8;

• кількість дискретних каналів введення від 1 до 8;

• кількість дискретних каналів виведення від 1 до 8;

• кількість керованих світильників в одному каналі до 70;

• діапазон напруг аналогових каналів введення / виводу, В – 0-10;

• дискретність регулювання світлового потоку,% – 1;

• максимальний вихідний струм дискретних каналів виведення, мА – 500;

• максимальний вихідний струм аналогових каналів виведення, мА – 80;

• напруга мережі живлення змінного струму, В – 230 ± 10%, 50Гц;

• споживання енергії від мережі, ВА – не більше 6;

• ступінь захисту оболонки модуля – IP 65.


	*Останнім часом управління освітлювальними установками здійснюється* не тільки шляхом використання окремих елементів управління (фотореле, фотоперетворювачів, реле часу та ін.), з яких компонуються схеми управління, але і під час активного застосування систем управління освітленням (СУО), реалізованих на базі мікропроцесорної техніки. Принципово всі СУО побудовані на схожому алгоритмі управління і містять регулятори потоку джерел світла, первинні перетворювачі освітленості, руху, присутності, прилади встановлення і відстеження реального часу, програматори, в яких встановлюється програма зміни освітленості на певний період ( день, тиждень, місяць, рік, вік тварин або птиці).

Прикладом подібної системи управління освітленням в пташнику може бути система світлодіодного освітлення СО «Хамелеон», яка дозволяє не тільки значно знизити електроспоживання, а й за рахунок використання новітніх розробок у процесі освітлення пташників знизити витрати на обслуговування і підвищити приріст маси птиці, збереження поголів'я, збільшення несучості під час зниження витрат корму.


	Система СО «Хамелеон» включає:

- світлодіодні світильники, які призначені як для локального освітлення кліток, так і освітлення площ для утримання птиці та службових приміщень;

- блоки сполучення, призначені для живлення світильників і управління рівнем освітленості на основі широтно-імпульсної модуляції напруги живлення;

- блоки управління, призначений для управління за заданим алгоритмом управління рівнем освітленості і часом роботи освітлювальної установки залежно від віку птиці;

- спеціальне програмне забезпечення, яке є зручним інтерфейсом на ПЕОМ і призначене для створення алгоритмів переривчастого освітлення з реалізацією функції «сходу» і «заходу».

2.6.2. Автоматизація установок ультрафіолетового опромінення

image030-topaz-enhance

Рис. 2.6.12. Ультрафіолетового опромінення сільськогосподарських тварин

За промислової технології вирощування тварин і птахів значне місце відводиться використанню ультрафіолетового опромінення. Ультрафіолетове опромінення з довжиною хвилі 280–315 нм (в області – В) в малих дозах позитивно впливає на ріст, розвиток, обмін речовин, продуктивність тварин і птахів. Недостача природного ультрафіолетового опромінення особливо відчутна в осінньо-зимовий період і ранньою весною. Вона часто буває першопричиною порушення обміну речовин, зниження захисних функцій організму і його стійкості до різних захворювань. Під дією цих променів у шкірі тварин відбувається реакція утворення з провітаміну активно діючого вітаміну D, який відіграє важливу роль у регулюванні обміну речовин. За нестачі в організмі вітаміну D розвиваються такі хвороби, як рахіт, ацидоз та ін. Щоб цього не допустити в системах зоотехнічних і ветеринарних заходів передбачається штучна компенсація ультрафіолетової нестачі, в результаті чого на 5–13% підвищуються надої молока корів, збільшуються на 4–20% середньодобові прирости маси поросят, телят, ягнят і птахів, на 10–15% збільшується яйценосність курей.

Для ультрафіолетового опромінення сільськогосподарських тварин і птахів використовують різні типи опромінювачів і установок: стаціонарні опромінювачі типів ЭО1-30М, ОЭ-1, ОЭ-2, і ОЭСП02-2´40, переносні опромінювальні типів ОРК-2 і ОРКШ, пересувні опромінюючі установки типів УО-4 і УОК-1 та ін.


	Основним критерієм ефективності ультрафіолетового опромінення є необхідна кількість опромінення – доза. Вона для кожного виду і віку тварин та птахів визначається на основі біологічних досліджень. Доза опромінення залежить від типу та потужності джерела опромінення, висоти підвісу опромінювача та тривалості процесу опромінення.

image032-topaz-enhance

Рис. 2.6.13. Структурна схема керування процесом ультрафіолетового опромінення:

H – доза опромінення (вхідна дія); t– час опромінення (величина, що керується)

Структурну схему керування процесом ультрафіолетового опромінення тварин і птахів зображено на рис. 2.6.13.

З точки зору автоматизації для стаціонарних і переносних опромінювальних установок тривалість опромінення може бути забезпечена шляхом використання програмних пристроїв. Вони забезпечуватимуть необхідну періодичність ввімкнення та тривалість роботи опромінювальної установки упродовж доби.

Під час використання пересувних опромінювальних установок тривалість опромінення обумовлена швидкістю переміщення опромінювачів та кількістю проходів, що вони здійснюють. Отже, під час керування ними використовують принцип управління кількістю проходів, з використанням програмних пристрої та апаратів керування в функції шляху.

image031-topaz-enhance

Рис. 2.6.14. Будова опромінювача ЭО-1-30М:

1 – кожух; 2 – розсіювач; 3 – лампа ЛЭ-30; 4 – лампа розжарювання;

5 – трансформатор

Стаціонарний опромінювач типу ЭО-1-30М (рис. 2.6.14) призначений для ультрафіолетового опромінення тварин і птахів. В опромінювач входить одна ерітемна лампа типу ЛЭ-30 потужністю 30 Вт та одна лампа розжарювання потужністю 40 Вт і напругою живлення 127 В. Лампа розжарювання використовується як баластний опір.

Опромінювач складається з кожуха 1, розсіювача 2, що виготовлені з оцинкованої та пофарбованої листової сталі. Всі прилади та арматура розміщенні в кожусі. В опромінював також входить одна ерітемна лампа 3 типу ЛЭ-30 потужністю 30 Вт та одна лампа розжарювання 4 потужністю 40 Вт і напругою живлення 127 В.

Рис. 2.6.15. Принципова електрична схема опромінювача

ЭО-1-30М

Лампа розжарювання використовується як баластний опір та як освітлювальний прилад. Для захисту ламп від пошкоджень використовується захисна сітка. Ефективне запалювання ерітемної лампи здійснюється за допомогою трансформатора Т та полоси з алюмінієвої фольги на поверхні лампи (рис. 2.6.15).

Під час управління ультрафіолетовим опроміненням з використанням опромінювачів ЭО-1-30М їх поєднують у групи та передбачають програмне керування періодичністю і тривалістю процесу опромінення.

Самохідна установка УОК-1 (рис. 2.6.16а) з двома лампами типу ДРТ-400 приводиться в дію від електродвигуна і застосовується для опромінення курей в багатоярусних клітках.

Установка (рис. 2.6.16а) змонтована на шасі, що приводиться в рух асинхронним електродвигуном потужністю 0,27 кВт. Електродвигун через редуктор з передавальним відношенням 1:841 і ланцюгову передачу приводить в обертання колеса шасі, які котяться по колії кормороздавача між рядами клітинних батарей. Установка отримує живлення по гнучкому чотирижильному кабелю, який поміщається в бункері на шасі і розмотується або укладається в нього механізмом, що приводиться в дію тим же електродвигуном. На шасі встановлено вертикальну штангу 4, на якій кріпляться два опромінювані 3 з лампами ДРТ400. Висоту їх розташування на штанзі можна регулювати. Апаратуру управління лампами і електродвигуном 5 змонтовано в корпусі установки.

Переміщаючись між клітковими батареями, самохідна установка опромінює птахів, що знаходиться в клітках по обидві сторони проходу. В кінці руху установки знаходиться спеціальний обмежувач, натискаючись на який кінцевий вимикач, здійснює реверс приводного електродвигуна, що призводить до зворотного руху установки. Під час повернення в початкове положення, установка самостійно зупиняється і вимикаються опромінювальні лампи 3 за допомогою кінцевих вимикачів 6, які спрацьовують під час доторкання до спеціального обмежувача, який знаходиться в початковому положенні руху установки. Необхідна доза опромінення під час використання самохідної установки забезпечується кількістю проходів.


а	б

Рис. 2.6.17. Самохідна установка УОК-1:

а – будова; б – принципова електрична схема:

1 – самохідне шасі; 2 – привод від електродвигуна до ведучих коліс і пристрій для укладання кабелю; 3 – опромінювачі з лампами ДРТ-400; 4 – штанга; 5 – панель керування; 6 – кінцеві вимикачі

Принципову електричну схему установки УОК-1 зображено на рис. 2.6.17 б. Пересуваючись між клітковими батареями, установка опромінює птицю у клітках відразу з двох боків проходу. Апарати керування роботою електродвигуна і опромінювачів змонтовані на пересувному шасі. Керування роботою електродвигуна здійснюється за допомогою реверсивного електромагнітного пускача КМ1, кнопок SB2, SB3 і SB4 та кінцевих вимикачів SQ2 і SQ3. В передній частині шасі встановлено кінцевий вимикач SQ2, який переключає електродвигун на зворотний хід, а в задній частині – кінцеві вимикачі SQ1 та SQ3 відповідно для вимикання ламп і зупинки шасі в кінці робочого ходу установки. Пуск електродвигуна здійснюють кнопками SB3 (прямий хід) або SB4 (зворотний хід). Лампи запалюють повторно-короткочасним натисканням на кнопку SB1.

Електромеханізована підвісна опромінювальна установка УО-4 призначена для ультрафіолетового опромінення тварин і птахів під час утримання їх на підлозі. Схему розміщення опромінювальної установки зображено на рис. 2.6.18, а будову на рис. 2.6.19.

image039-topaz-enhance

Рис. 2.6.18. Схема розміщення установки УФ опромінення УО-4:

1 – ролик натяжний; 2 – гак; 3 – несучий провід; 4 – трос сталевий; 5 – розподільник; 6 – поводок з хомутами; 7 – опромінювач; 8 – шафа керування; 9 – привідна станція

image040-topaz-enhance

Рис. 2.6.19. Будова опромінювальної установки УО-4:

1 – троси; 2 – каретка; 3 – несучий дріт; 4 – кабель; 5 – редуктор;

6 – електродвигун; 7 – щит керування; 8 – арматура; 9 – лампа;

10 – екрани; 11 – провідники; 12 – тримач

Установка складається з чотирьох опромінювачів, що комплектуються лампами ДРТ-400, щита керування, приводної станції з електродвигуном і редуктором, несучої конструкції. Несучу конструкцію виконують зі стального оцинкованого дроту, який закріплюють вздовж приміщення.

Під час роботи опромінювачі роблять зворотно-поступальний рух за допомогою троса, що приводиться в рух від електродвигуна 0,27 кВт. Довжина несучого дроту і троса розрахована на приміщення довжиною до 90 м. Швидкість переміщення опромінювачів становить 0,3 м/хв. Необхідна доза опромінення забезпечується кількістю проходів і висотою підвісу опромінювачів.

На рис. 2.6.20. зображено принципову схему автоматизації установки ультрафіолетового опромінення УО-4М, що дозволяє задавати щодоби необхідну кількість проходів опромінювача.

В автоматичному режимі роботи (тумблер SA1 розімкнуть) час ввімкнення установки задається за допомогою реле часу KT, а кількість проходів опромінювача — багатопозиційним перемикачем S2.

Рис. 2.6.20. Принципова електрична схема автоматизації установки ультрафіолетового опромінення УО-4М

У визначений час замикається контакт КT у ланцюзі котушки магнітного пускача КM3, що подає напругу на лампу і на паралельно приєднане до неї реле максимальної напруги КV3, KV4. У перший момент напруга на лампі висока, і реле напруги КV3, KV4 починає спрацьовувати, періодично підключаючи замикаючим контактом конденсатор C2, що призводить до запалювання лампи. У процесі розігріву лампи напруга на ній падає і реле КV3, KV4 припиняє спрацьовувати. Через 15–20 хв замикається контакт реле часу KT у ланцюзі котушки магнітного пускача KM1 і електродвигун М надає руху опромінювачам.

У протилежному кінці приміщення приводний двигун реверсується кінцевим вимикачем SQ2, що виключає магнітний пускач KM1 і включає KM2. Опромінювачі почнуть рухатися в зворотному напрямку, котушка крокового шукача КV1 одержить живлення, і його щітки пересунуться на одну ламель.

Опромінювачі зроблять стільки повних проходів (туди і назад), на яку кількість буде встановлено перемикач S2. Коли щітки шукача стануть на ламель, з'єднану з заданої оператором ламеллю перемикача S2, реле КV2 знеструмить пускач KM3, що вимкне двигун і лампи. Крім того, котушка крокового шукача отримає живлення через контакти реле KV2 і короткозамкнене коло шукача КV1. У результаті щітки шукача будуть пересуватися доти, поки не потраплять на розімкнуті контакти. Кроковий шукач КV1 повернеться у вихідне положення, і схема виявиться підготовленою до наступного циклу роботи.

2.6.3. Автоматизація установок інфрачервоного опромінення

За промислової технології вирощування тварин, для зберігання здоров’я молодняку, значне місце відводиться використанню інфрачервоного опромінення. Інфрачервоне випромінювання – оптичне випромінювання з інтервалом довжини хвиль від 0,002 м до 760 нм інтервалом частот від 150 ГГц до 400 ГГц. Оскільки інфрачервоні промені погано поглинаються повітрям, то основна їх частина передається безпосередньо тілу, що опромінюється.


	Довгохвильове інфрачервоне випромінювання поглинається верхніми шарами шкіри і викликає їх почервоніння, а короткохвильове проникає в підшкірні шари тканин і органів, де його енергія перетворюється в теплову, в результаті чого посилюються кровообіг, активізуються біологічні процеси і процеси обміну речовин. Все це підвищує біологічні функції організму, сприяє зростанню захисту до простудних захворювань, а в результаті сприяє збереженню, кращому росту і розвитку молодняку. Інфрачервоне випромінювання має також позитивний вплив на нервову систему, а через неї і на внутрішні органи.

image092-topaz-enhance

Рис. 2.6.21. Інфрачервоне опромінювання тварин

Інфрачервоне опромінення рекомендується проводити в осінньо-зимовий і ранньовесняний період для курчат, індичат до віку 40–60 днів; качат і гусенят –15–20 днів; поросят-сисунів – 30–45; телят і ягнят до 10–15 денного віку. Залежно від кліматичних умов тривалість сезону опромінення може бути продовжена чи зменшена. Інфрачервоне опромінення можна використовувати також з лікувальною метою.

Джерелом інфрачервоного випромінювання є будь-яке нагріте тіло. Як джерело інфрачервоного випромінювання широко використовують інфрачервоні дзеркальні лампи типу ИКЗ, ИКЗК, ИКЗС (світлі випромінювачі), ТЕНи, керамічні електронагрівники та інші низькотемпературні електронагрівники (темні випромінювачі). Максимум спектрального розподілу енергії «світлих» випромінювачів не співпадає з максимумом спектральної чутливості шкіри тварин. У цьому відношенні перевагу мають «темні» випромінювачі. З енергетичної точки зору вони на 10–25% ефективніші «світлих». «Темні» випромінювачі порівняно з «світлими» мають переваги за надійністю роботи, строком служби, рівномірністю поля під опромінювачем. У їх спектрі відсутнє видиме випромінювання, що непокоїть тварин. Переваги «світлих» випромінювачів – незначні втрати теплоти через теплопровідність і конвекцію.

Вказані джерела використовуються в інфрачервоних опромінювачах ОРИ-1, ООИ-1, ССПО-250, ІКО, брудерах, установках комбінованого опромінення «ІКУФ», «Луч» та ін.

Аналізуючи дію інфрачервоних випромінювачів слід звернути увагу, що вагому роль визначає температура обігріву. Вона залежить від типу джерела випромінювання, його потужності та напруги живлення, висоти підвісу опромінювача.


	*Використання високотемпературних «світлих» випромінювачів* крім того має обмежуватися в тривалості, адже тривалий перегрів згубно впливає на білкові тканини, призводить до «спалювання» кисню. Враховуючи це, автоматизація інфрачервоного опромінення має передбачати регулювання температури в зоні дії опромінювачів, а для «світлих» ще й програмне керування тривалістю обігріву.

image066-topaz-enhance

Рис. 2.6.22. Інфрачервоний опромінювач ОКБ-3296Т:

1 – сітка; 2 – кожух; 3 – нагрівник; 4 – кожух виводів

Для інфрачервоного опромінення молодняку тварин промисловість випускає опромінювач ОКБ-3296Т (рис. 2.6.22). Опромінювач має три нагрівальних елементи типу ТЕН потужністю по 400 Вт кожний. Трубчасті нагрівники розміщені в конусоподібному стальному кожусі з подвійними стінками, простір між якими заповнено теплоізоляцією. Знизу нагрівники захищені сіткою. Кожен нагрівний елемент має свій вимикач, розміщений на захисному кожусі 2. Опромінювач забезпечує обігрівання опоросу в одному станко-місці. Зміною висоти підвішування опромінювача та вмиканням різної кількості нагрівних елементів можна регулювати температуру в зоні обігріву.

Для обігрівання 500–600 курчат віком від 1 до 30 днів під час утримання їх на підлозі використовують брудери БП-1А (рис. 2.6.23). Брудер – це зонт у вигляді шестигранної зрізаної металевої піраміди. Він складається з системи блоків 1, вантажу противаг 2, що призначені для регулювання підйому корпуса брудера 6. Під корпусом-зондом розміщено чотири трубчатих електронагрівачі 4, які забезпечують обігрів. Для освітлення розміщена освітлювальна лампа 5. Всередині брудера встановлено чотири нагрівальних електричних елементи потужністю по 250 Вт кожний, терморегулятор і термометр. Дві секції піраміди мають круглі отвори з відкидними кришками для забезпечення обміну повітря під брудером. На кришці встановлено сигнальну лампу.

image067-topaz-enhance

Рис. 2.6.23. Брудер БП-1А:

а – зовнішній вигляд; б – принципова електрична схема:

1 – система блоків; 2 – вантаж противаги; 4 – ТЕНи; 5 – освітлювальна лампа; 6 – корпус

Принципову електричну схему брудера зображено на рис. 2.6.23б. Під час вмикання брудера в електричну мережу напівпровідниковий регулятор температури отримає живлення і ввімкне нагрівальні елементи ЕК1–EK4 в електричну мережу. Нагрівальні елементи складені за схемою рівноплечого моста, в діагональ якого ввімкнена сигнальна лампа. Сигнальна лампа засвічується під час перегорання одного з нагрівальних елементів. Якщо температура під брудером досягає заданої норми, то регулятор вимикає нагрівальні елементи. Під час зниження температури повітря під брудером нагрівальні елементи знову вмикаються.

Опромінювач інфрачервоний ССП 05, що використовується для місцевого обігріву молодняку тварин виконаний у вигляді сферичного відбивача, в якому за допомогою патрона Е-27 кріпиться інфрачервона дзеркальна лампа ІКЗК-220-250, захищена металевою сіткою. Кріплення опромінювача до перекриття здійснюється за допомогою підвісного пристрою. Висота підвісу для створення відповідного теплового режиму регулюється в межах 0,7 м і вище.

Для управління процесом інфрачервоного обігріву під час використання опромінювача ССП05-250-003-У3 може бути використана система керування, яка передбачає програмне керування періодичністю та тривалістю обігріву і регулювання температури в зоні дії опромінювача. Добова циклічність увімкнення і вимкнення опромінювача здійснюється за допомогою програмного реле часу, яке своїм контактом забезпечує ввімкнення та вимкнення магнітного пускача та подачу напруги в кола лампи опромінювача.

Підтримання температурного режиму на заданому рівні виконується пропорційним регулятором температури з регулюванням напруги живлення на лампі. Температура обігріву задається резистором. В основі системи підтримання температурного режиму використано регулятор напруги, виконаний на базі тиристора. Контроль температури обігріву здійснюється за допомогою терморезистора, що установлений в зоні дії опромінювача.

Особливо хороші результати дає одночасне опромінення тварин і птиці інфрачервоними і ультрафіолетовими променями. Промисловість випускає для одночасного інфрачервоного і ультрафіолетового опромінення установки «ІКУФ», «Луч», «СОЖ». Деякі установки комбінованого опромінення крім того комплектуються аероіонізаторами.

image071-topaz-enhance

Рис. 2.6.24. Опромінювач установки ІКУФ-1:

1 – інфрачервона лампа; 2 – еритемна лампа; 3 – кожух пуско-регулюювального апарата з перемикачами; 4 –підвіска;

5 – захисна решітка

До складу однієї установки ІКУФ-1М входить 40 опромінювачів, силовий щиток і блок програмного керування. Кожен опромінювач (рис. 2.6.24) має дві інфрачервоні лампи типу ІКЗК-220-250 і одну ультрафіолетову лампу ЛЕ-15, які змонтовані в загальній арматурі разом з пусковою апаратурою для лампи ЛЕ-15. Один опромінювач забезпечує обігрівання і опромінювання поросят-сисунів у двох станко-місцях, а телят — в одному станко-місці.

Принципову електричну схему установки ІКУФ-1М зображено на рис. 2.6.25. У схемі передбачено ручне і автоматичне керування. Під час автоматичного керування перемикачі SA1 і SA2 встановлюють у положення «А». Якщо подати на схему напругу, то спрацює реле часу КТ типу 2РВМ і через свої контакти КТ1 та КТ2 відповідно до встановленої добової програми подасть напругу на котушки електромагнітних пускачів КМ1 і КМ2. Пускачі спрацюють і ввімкнуть інфрачервоні та ультрафіолетові лампи в заданий час. Ультрафіолетові лампи розраховані на напругу 127 В і живляться від спеціальних трансформаторів. Програмне реле часу завчасно встановлюють на потрібний режим роботи упродовж доби, і воно автоматично підтримує потрібну тривалість роботи УФ і ІЧ ламп.

Рис. 2.6.25. Принципіальна електрична схема установки ІКУФ-1М

У ручному режимі перемикачі встановлюють у положення «Р». Вмикання магнітних пускачів у цьому режимі здійснюється за допомогою кнопок «Пуск» SB1 і SB3. Натиснувши їх, ми подаємо напругу на котушки магнітних пускачів КМ1 і КМ2. Вони силовими контактами подають напругу на опромінювальні лампи, а додатковими здійснюють блокування пускових кнопок. Вимикання опромінювальних ламп здійснюється кнопками «Стоп» SB2 і SB4. Під час їх спрацювання, напруга на котушки магнітних пускачів КМ1 та КМ2 не поступає, що приводить до їх вимикання і відповідно вимикання опромінювальних ламп.

Універсальна автоматизована установка «Луч» призначена для інфрачервоного обігрівання і ультрафіолетового опромінення молодняку тварин і птиці. Вона складається з пульта керування і 40 опромінювачів (рис. 2.6.26).

image075-topaz-enhance

Рис. 2.6.26. Опромінювач установки «Луч»:

1 – еритемна лампа; 2 – інфрачервона лампа;3 – кожух пускорегулювальної апаратури; 4 – підвіска; 5 – захисна решітка

Опромінювач – це жорстка овальна конструкція, в якій на кронштейні змонтовані дві інфрачервоні лампи 2 і між ними одна еритемна лампа типу ЛЕ-15 або ЛЕО-15. Шарнірне кріплення інфрачервоних ламп дає можливість регулювати їх положення до 90º. Зверху в кожусі 3 розташована пускорегулювальна апаратура лампи ЛЕ-15. Знизу опромінювач закритий захисною решіткою 5. Для ступінчастого регулювання напруги на інфрачервоних лампах служать автотрансформатори типу AT-10, забезпечує зміну температурного режиму у процесі вирощування молодняку.

Рис. 2.6.27. Принципова електрична схема установки «Луч»

Принципову електричну схему установки «Луч» зображено на рис. 2.6.27. Схема забезпечує ручне і автоматичне керування. Під час ручного керування вмикають і вимикають інфрачервоні лампи перемикачем SA1, а необхідну напругу на лампах встановлюють перемикачами Q2 і Q3. Під час автоматичного керування перемикач SA1 встановлюють у положення «А». Після цього перемикачами Q2 і Q3 встановлюють необхідну напругу для інфрачервоних ламп. Тривалість періодів роботи і перерв регулює реле часу типу 2РВМ, яке має дві програми.

Ручне керування лампами ЛЕ-15 здійснюють вимикачем SA2. Під час автоматичного керування лампами ЛЕ-15 перемикач SA2 встановлюють у положення «А», а режим роботи забезпечує друга програма реле часу 2РВМ (контакт KT1: 2) відповідно до заданої добової дози.


	У сучасних установках інфрачервоного опромінення для регулювання напруги живлення на інфрачервоних лампах, для регулювання температурного режиму, використовують тиристорні регулятори напруги.

Автоматизовані системи управління ІЧ обігрівом призначені для управління режимами роботи інфрачервоних випромінювачів з метою створення в приміщеннях мікроклімату, що відповідає всім необхідним технологічним вимогам. Дані системи забезпечують більш економічний обігрів приміщення або його окремих зон, наприклад, місце для молодняку на свинофермі, порівняно з класичними конвекційними або калориферними.

image100-topaz-enhance

Рис. 2.2.28. Загальний вигляд двох тризонних ІЧ систем МКР

На базі логічного модуля МКР розроблено широку гаму модифікацій АСУ «Геліос» (рис. 2.6.28) різного призначення, потужності і кліматичного виконання: для промислових підприємств, сільськогосподарських комплексів, цехів технічного обслуговування і ремонту техніки, складів і сховищ, гаражних боксів, мобільних утеплених конструкцій.

Результатом роботи системи регулювання ІЧО є вихід режиму випромінювача в збалансовану за температурою і енергоспоживанням робочу точку, що в підсумку забезпечує комфортні умови для тварин і роботи персоналу, а також необхідні технологічні умови для обладнання. Випромінювачами виконується генерація випромінювання в діапазоні довжин хвиль, найсприятливіших для людини та тварини, а його слабке поглинання повітрям сприяє мінімальному енергоспоживанню системи обігріву.

Програмні алгоритми АСУ дозволяють точно і економічно підтримувати заздалегідь задані параметри мікроклімату та насиченість інфрачервоним випромінюванням з індивідуальним регулюванням в декількох локальних зонах (приміщеннях), яких може бути від 1 до 4.


	*Передбачена можливість роботи АСУ МКР* за добовим, тижневим і річним графіком, забезпечує можливість автоматичного зменшення температури, що істотно знижує енерговитрати на обігрів. Для оптимального регулювання використовуються спеціальні методи регулювання з елементами обліку змінних структур об'єкта. Силові комутатори системи працюють у режимах, що виключають високочастотні перешкоди у всьому діапазоні робочих потужностей.

Як пристрої індикації параметрів ІЧ системи, залежно від виконання електронного модуля управління, використовуються рідкокристалічні дисплеї або світлодіодні матриці. Як датчики зворотного зв'язку застосовані цифрові датчики.


	*Система управління МКР уні*версальна, вона відмінно себе проявляє і під час регулювання за заданими програмами температурних режимів електричних обігрівачів будь-яких інших типів: конвекційних радіаторів, карбонових і плівкових обігрівачів, електрокалориферів. У подібних системах обігріву також проявляються позитивні фактори точного програмного регулювання температури і управління за добовим, тижневим і річним графіком.