Системы автоматизации микроклимата в картофелехранилище

В отечественной и зарубежной практике автоматизации картофелехранилищ используют САУ только температурными режимами. Автоматическое регулирование влажности не находит широкого применения из-за отсутствия долговечных и чувствительных датчиков влажности, надежно работающих при относительной влажности воздуха свыше 90%. В случае необходимости влажностью управляют вручную, включая вытяжные вентиляторы.

Для управления микроклиматом в картофелехранилище наибольшее распространение получили две типовые системы: оборудование типа ОРТХ и «Среда». Оборудование регулирования температуры (ОРТХ) обеспечивает поддержание технологически обоснованных температурных режимов приточного воздуха, массы хранимой продукции и воздуха верхней зоны в хранилищах вместимостью до 1000 т с числом вентиляционных камер не более двух.

Оборудование типа ОРТХ состоит из следующих основных частей (рис. 7.1): радиального вентилятора /, приточной 2 и вытяжной шахт, смесительного клапана 3, регулирующего соотношение смешиваемого воздуха (наружного и внутреннего), и рециркуляционно-отопительного агрегата 4.

Для управления технологическим оборудованием активной вентиляции и отопления используют шкаф автоматики ШАУ-АВ,.

Рис. 7.1. Функциональная схема управления микроклиматом в овощехранилище:

/—радиальный вентилятор; 2— приточная шахта; J—смесительный клапан; 4 — рециркуляционно-отопительный агрегат.

Рис. 7.2. Принципиальная электрическая схема управления микроклиматом в овощехранилище.

в котором собрана регулирующая, программная, пусковая и измерительная аппаратура, в том числе пять терморегуляторов (рис. 7.2).

Регулятор ТС1 (см. рис. 7.1) контролирует температуру внутри массы продукта и включает вентилятор при ее повышении. При расходе воздуха 100…300 м³/ч на 1 т хранимого продукта постоянная времени объекта управления достигает 7…8 ч. Регулятор ТС2 стабилизирует температуру воздуха в магистральном канале посредством перестановки смесительного устройства и изменения таким образом соотношения количеств наружного и рециркуляционного воздуха. При отключении вентилятора или уменьшении разности температур наружного воздуха и хранимого продукта смесительное устройство автоматически закрывается.

Регулятор ТСЗ контролирует разность температур наружного воздуха и хранимого продукта и в случае достаточного ее значения (снаружи значительно холоднее) дает разрешение на открытие смесительного устройства. Регулятор ТС4 контролирует температуру в магистральном канале и при ее аварийном понижении отключает вентилятор. Реле времени К5управляет работой вентилятора по заданной программе независимо от текущего значения температуры хранимого продукта. Регулятор ТС6 контролирует температуру воздуха в надзакромном пространстве и управляет работой рециркуляционно-отопительного агрегата.

Регулятор ТС2 работает по непрерывному принципу (П-регулятор), все остальные регуляторы действуют по двухпозиционному закону.

Кроме того, внутри шкафа размещен обогреватель, управляемый камерным терморегулятором, промежуточные реле и другая аппаратура. На дверце шкафа находятся логометр с переключателем точек измерения, переключатели и сигнальная аппаратура. Датчики ТЕ температуры массы хранимого продукта размещают на глубине 0,5…0,7 м от уровня насыпи, укрепляя их на металлическом тросе при укладке продукта. В массе продукта устанавливают три-четыре датчика. Датчики ТЕ температуры наружного воздуха устанавливают не ближе 0,5 м от стены хранилища и защищают от прямых солнечных лучей. Установка ШАУ-АВ работает в ручном и автоматическом режимах. В ручном режиме переключатель SA1 «Приточный вентилятор» устанавливают в положение Р. Приточным вентилятором и отопительными агрегатами управляют с лицевой панели шкафа ШАУ-АВ, а смесительным устройством — «по месту». Находящийся постоянно в работе регулятор А4 отключает вентилятор в случае понижения температуры приточного воздуха до опасного уровня.

Ручное управление следует использовать только для наладочных и аварийных работ.

В автоматическом режиме переключатель SA1 устанавливают в положение А.

Лечебный период. Переключатель режимов хранения SA2— в положение «Л», приточный вентилятор (магнитный пускатель КМЗ) включается — отключается первой программой реле времени КТ (через контакты регулятора А4). При понижении температуры вентиляционного воздуха А4 отключает вентилятор. Рециркуляционно-отопительные агрегаты и обогреватель смесительного устройства закрыт, им управляют кнопками «по месту».

Период охлаждения. .Переключатель режимов SA2 находится в положении 0. В работе принимают участие терморегуляторы А1, АЗ, А4 и А5. При наличии достаточной разности температур наружного и внутреннего воздуха (2…3 °С) терморегулятор А1 включает реле KV1, через контакты которого напряжение питания подается на АЗ. Регулятор АЗ при повышении температуры в массе продукта включает магнитный пускатель КМЗ вентилятора (если этому не препятствует А4). Подача наружного воздуха в хранилище продолжается до тех пор, пока температура в массе продукта не понизится до уровня размыкания контактов АЗ или пока не уменьшится до заданного уровня разность температур, контролируемая А1. При срабатывании КМЗ включается П-регулятор А5, регулирующий температуру приточного воздуха за счет перестановки смесительного устройства исполнительным механизмом М. В этом случае блокировка, действующая на закрытие клапана при неработающем вентиляторе (контакты КМЗ) или малой разности температур наружного и внутреннего воздуха (контакты KVT), автоматически снимается. При неработающем вентиляторе или повышении наружной температуры смесительное устройство автоматически закрывается.

Таким образом, благодаря работе А! для скорейшего охлаждения продукта используются даже кратковременные снижения наружной температуры. Если наружная температура стабильно высока — вентиляция работает периодически по команде реле КТ при закрытом смесительном устройстве, в режиме полной рециркуляции.

Период хранения. Переключатель SA2 в положении Хр. В период хранения приточный вентилятор включается 4…6 раз в сутки по команде реле времени, а также при срабатывании терморегулятора АЗ. Одновременно с включением вентилятора через контакты КМЗ вводится в работу терморегулятор А1, и в дальнейшем автоматика действует так же, как и в режиме охлаждения.

Если температура в массе продукта превысила заданную, то контакты АЗ шунтируют контакты КТ и работа вентилятора продолжается до снижения температуры продукта до нормы и размыкания контактов АЗ. При отключении вентилятора смесительное устройство автоматически закрывается (контакты КМЗ).

При температуре в надзакромном пространстве ниже нормы терморегулятор А2 включает рециркуляционно-отопительные агрегаты (пускатели КМ1, КМ2), при температуре выше нормы агрегаты отключаются.

Обогреватель смесительного устройства вводится в работу также по команде реле КТ, но только при снижении наружной температуры до —10…—15 °С.

При эксплуатации хранилищ в южных районах нашей страны желательно включать в состав оборудования холодильную машину. Тогда в случае повышения температуры в массе продукта выше нормы в момент, когда наружная температура высока, одновременно с включением приточного вентилятора включается и холодильная машина. В этом случае температура воздуха, поступающего го в магистральный клапан, регулируется терморегулятором, входящим в комплект холодильной машины.

Система управления «Среда-1» более совершенна, чем ШАУАВ. Она способна автоматически пропорционально регулировать температуру воздуха, направляемого в массу хранимого продукта, двухпозиционно регулировать температуру хранимого продукта и воздуха в верхней зоне хранилища, а также выполнять ряд технических измерений, сигнализацию отклонений температуры от заданной в отдельных секциях хранилища ит. д. «Среда-1» может управлять технологическим процессом в восьми секциях хранилища вместимостью до 5000 т. В каждой секции овощехранилища установлены: два рециркуляционно-отопительных агрегата, приточный вентилятор, смесительное устройство с приводом от ИМ и обогревателем, несколько датчиков температуры воздуха в верхней зоне и в магистральном канале, а также датчики температуры в массе хранимого продукта.

Функциональная схема системы «Среда-1» показана на рисунке 7.3. В каждой из восьми секций хранилища устанавливают четыре измерительных преобразователя /: для двухпозиционного регулирования температуры в массе хранимого продукта, надзакромном пространстве и два в магистральном канале (для пропорционального регулирования температуры воздуха за счет смешивания холодного наружного и теплого рециркуляционного воздушных потоков). Блоки измерения и задания 2 формируют 32 аналоговых сигнала, пропорциональных текущему значению регулируемого параметра. Эти сигналы через блоки переключателей (коммутаторов) 3 в установленной последовательности подаются на вход двухпозиционного 4 или пропорционального 5 регулятора. Также в синхронной последовательности, задаваемой электронным блоком 6, через блоки управления 7 переключаются цепи регуляторов.

Регулятор 9 разности температур наружного (преобразователь 10) и внутреннего (преобразователь 11) воздуха в случае повышения наружной температуры до заданного уровня переключает систему на вентиляцию продукта внутренним (рециркуляционным) воздухом. Логометр 12, получающий питание, как и все другие элементы схемы, от блока 14, через переключатель позволяет проконтролировать температуру в 39 точках по объему хранимого продукта.

Алгоритм функционирования системы «Среда-1» аналогичен алгоритму схемы ШАУ-АВ.

К передовым устройствам автоматического контроля и управления процессом хранения сельскохозяйственной продукции относится компьютерная система КСУ-91. Система состоит из блоков сбора и передачи информации (БСПИ) и блоков управления электроприводами (БУЭ), термоподвесок облегченной конструкции со встроенными первичными измерительными преобразова;

Рис. 7.3. Блок-схема системы «Среда-1» для управления микроклиматом в хранилище:

1, 13 — измерительные преобразователи; 2— блоки управления и задания; 3— блоки переключателей; 4— двухпозиционный регулятор; 5— пропорциональный регулятор; б —блок синхронизации; 7—блоки управления; 9— исполнительный механизм; 9—регулятор разности температур; 10, 11— измерительные преобразователи температур наружного и внутреннего воздуха; 12 — логомстр; 14— блок питания телями (ПИП), монитора, клавиатуры со встроенными микропроцессором и программой управления, записанной в ПЗУ. Система обеспечивает контроль температуры в диапазоне от —10 до +40 °С с абсолютной погрешностью 0,5 °С.