Разработка системы автоматизации холодильной установки

    Под средствами автоматизации можно  понимать различные устройства, обеспечивающие возможность работы холодильной установки в автоматическом режиме, без постоянного участия человека. Существует классификация систем по функциональному назначению.

    Системы автоматического контроля - предназначена для автоматического сбора информации о состоянии объекта автоматизации и режиме его работы.

    Система автоматической сигнализации - информирует обслуживающий персонал о состоянии холодильной установки, которая в данном случае является объектом сигнализации. Информация осуществляется в виде сигналов: акустических (звуковых) и визуальных (световых).

     Система автоматического управления - управление заключается в изменении состояний и (или) значений параметров объекта в заранее заданной последовательности при использовании объекта по прямому назначению, в том числе в режимах ввода и вывода из действия.

     Система автоматической защиты предотвращает  аварийные режимы работы объекта  автоматизации и обеспечивает тем  самым безопасность людей и сохранность  оборудования. Результатом действия системы является выключение объекта  из работы, если любой из контролируемых параметров достигает опасного значения.

    Система автоматического регулирования  состоит из объекта регулирования  и регулятора. Применяемые в холодильной  технике системы автоматического  регулирования как правило осуществляют автоматическую стабилизацию значений параметров в объекте. Основное их назначение – выработка регулирующего воздействия на объект с целью компенсации последствий от возмущающих воздействий.

    Выбор средств автоматизации:

• датчик  температуры (TE);
• термометр (TI);
• реле температуры (TS);
• контроллер уровня жидкости в баке (LC);
• реле протока (FS);
• реле уровня жидкости (LS);
• магнитный пускатель (NS);
• реле времени (KS);
• реле контроля смазки сигнализирующее (PDSA);
• реле давления показывающее с сигнализацией (PSIA);
• частотный преобразователь (NC);
• контроллер давления (PC);
• контроллер разности давлений сигнализирующий (PDCA);
• контроллер пуска электродвигателя сигнализирующий (NCSA).

 

     Описание  результатов автоматизации:

     Бак с испарителем.

     Для поддержания заданной температуры  в системах с одним компрессором используют реле температуры. Принцип действия реле температуры – при помощи настроенного винта задается поддерживаемая температура и дифференциал. Холодильный агент, расширяющийся в термобаллоне, воздействует на сильфон, который, через систему рычагов, замыкает и размыкает контакт.

     Терморегулирующий вентиль регулирует перегрев пара холодильного агента, выходящего из испарителя, путем  изменения количества поступающего в испаритель жидкого хладагента. Регулирование происходит автоматически  благодаря устройству ТРВ.

     Контроллер  уровня жидкости управляет соленойдным вентилем который регулирует скорость подачи жидкости в бак благодаря чему поддерживается необходимый уровень жидкости в баке.

     При повышении или понижении температуры  информация идёт на чувствительный элемент  температуры (TE), затем на реле температуры, где элемент сравнения сравнивает сигнал, поступающий от чувствительного элемента (ЧЭ) с сигналом задающего устройства (ЗУ).

     Компрессор.

     Реле  давления предназначено для включения  или выключения агрегата по достижении заданного давления. Холодильный  агент, расширяющийся в термобаллоне, воздействует на сильфон. Сильфон представляет собой гофрированную трубку способную сжиматься и разжиматься. Сверху на сильфон воздействует пружина, поджимаемая настроечным винтом. Винт позволяет задавать давление, при котором будет срабатывать реле. Контакты размыкаются и двигатель останавливается. При остановке компрессора соленойдный вентиль перекрывает всасывающую линию для предотвращения перетекания хладагента и последующего облегчения пуска компрессора.

     При повышении или понижении давления информация идёт на чувствительный элемент  давления (PE), затем на реле разности давлений, где элемент сравнения сравнивает сигнал, поступающий от чувствительного элемента (ЧЭ) с сигналом задающего устройства (ЗУ). Если сигнал от чувствительного элемента превышает заданное значение, то происходит выключение электродвигателя с помощью магнитного пускателя (NS) через контроллер (NCSA), что останавливает холодильную установку.

     При защите  от нарушений в системе  смазки ещё стоит реле времени, которое  блокирует реле разности давления на время, достаточное для того, чтобы  создалась нормальная циркуляция масла  и была достигнута необходимая разность давлений в масляной системе.

     Конденсатор.

     Давление  конденсации поддерживается регулированием интенсивности охлаждения горячих  паров хладагента. В зависимости  от изменения давления конденсации  контроллер посылает сигнал на частотный  преобразователь, который изменят скорость вращения электродвигателя вентилятора.

     Насос.

     При превышении минимально допустимого  уровня жидкости в баке реле уровня посылает сигнал на контроллер управления электродвигателем насоса и отключает  его.

      

 

    2.3. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ 

    Функциональная  схема автоматики холодильной установки: 

    Регулирование производительности компрессора. 

    

 

    Регулирование уровня жидкости в  баке с испарителем. 

    

 

    Регулирование давления конденсации. 

    

 

    Система автоматического  отключения установки  при превышении допустимого  уровня жидкости. 

      
 
 
 
 

     Места установки первичных датчиков:

     - первичный датчик реле температуры  устанавливается непосредствен-

но в  баке с водой;

     - первичный датчик реле давления  устанавливается на нагнетательный  и всасывающий трубопровод;

     - первичный датчик реле контроля  смазки устанавливается один  на линии нагнетания масла,  а второй в картере компрессора.

     Для получения первичной информации служат такие приборы, как реле давления, реле температуры, реле контроля смазки.

     Датчик  реле температуры ощущает изменение температуры воды, и реле заданной установки дает команду магнитному пускателю через контроллер в зависимости от ситуации на запуск или остановку электродвигателя компрессора. В реле температуры чувствительным элементом являются термочувствительный баллон, капиллярная трубка и сильфон; элементом сравнения – пружина передаточного механизма;

     Реле  давления обеспечивает отключение холодильной установки при достижении давления на всасывающей магистрали ниже требуемого, а на нагнетающей – выше требуемого. Чувствительным элементом являются термочувствительный баллон, сильфон низкого давления, сильфон высокого давления, трубка сильфона; элементом сравнения – пружина;

     Реле  разности давления применяется для  контроля напора масла. Если разность давлений понижается до предельной  то датчик разности давлений с помощью магнитного пускателя останавливает компрессор. Чувствительным элементом являются сильфон низкого давления, сильфон высокого давления, трубка сильфона; элементом сравнения – пружина;

     Перечень  элементов автоматики располагаемых  по месту съёма информации:

     - термометр;

     - реле давления;

     - реле контроля смазки;

     - реле температуры;

     - реле уровня;

     - реле протока;

     Места расположения элементов автоматики выбираем в связи с удобством  обслуживания и контроля холодильной  установки. Вся информация о состоянии  холодильной установки выводится  на приборный щит агрегата, по которому определяются отклонения в работе.

    .  

    3. ПОДБОР ПРИБОРОВ  АВТОМАТИКИ 

    3.1. ПОДБОР ОСНОВНОГО  ПРИБОРА АВТОМАТИКИ 

    В качестве одной из частей данной курсовой работы является подбор одного из видов  приборов автоматики. В нашем случе нам необходимо подобрать реле температуры.

    Подберем  реле температуры фирмы Danfoss типа КР.

     Реле температуры типа КР – это термочувствительные однополюсные двухпозиционные электрические переключатели (SPDT). Их можно непосредственно подключать к однофазным двигателям переменного тока мощностью до 2 кВт или устанавливать в контур управления двигателей постоянного тока и мощных двигателей переменного тока. Реле типа КР используются, в основном, для регулирования температуры, но могут применяться также как устройства защиты. Реле температуры выпускаются с паровым и адсорбционным наполнителем термобаллона. Термореле с адсорбционным наполнителем широко используются как предохранительные

устройства  от замерзания. 
 

Преимущества: 

    • Широкий диапазон регулирования

    • Могут использоваться в установках глубокого

    замораживания, системах охлаждения

    и кондиционирования воздуха.

    • Сварные сильфоны обеспечивают высокую

    надежность  прибора

    • Небольшие размеры

    Удобная установка в холодильные прилавки

    и камеры

    • Ультракороткое время переключения

    уменьшает износ контактов и увеличивает

    надежность

    • Стандартные модификации с переключателем

    дают  возможность использовать противополож-

    ный контакт или внешний сигнал

    • Электрические соединения на лицевой  стороне

    блока упрощают монтаж, экономят

    пространство

    • Могут работать как с переменным,

    так и с постоянным током

    • Резьбовой кабельный ввод для  кабелей

    диаметром от 6 до 14 мм

Технические характеристики:

    Температура окружающей среды

    от -40 до +65°С (+80°С в течение 2 ч.)

    Переключатель (контактная группа)

    Однополюсный  двухпозиционный (SPDT)

    Контактная  нагрузка

    Переменный  ток:

    АС1: 16 А, 400 В

    АС3: 16 А, 400 В

    АС15: 10 А, 400 В.

    Макс. пусковой ток (L.R): 112 А, 400 В.

    Постоянный  ток:

    DC13: 12 Вт, 220 В (ток управления)

    Характеристики  по EN 60947: