Механические автоматические устройства температуры и уровня воды реферат

Обновлено: 06.07.2024

Презентация на тему: " Автоматические устройства. 7 класс. Автоматизация трудовых процессов не только избавляет человека от однообразного ручного труда, но и заменяет человека." — Транскрипт:

1 Автоматические устройства. 7 класс

2 Автоматизация трудовых процессов не только избавляет человека от однообразного ручного труда, но и заменяет человека в выполнении многих операций. Простейшими автоматическими устройствами являются датчики – приборы фиксирующие явления или процессы. Датчики применяют для: измерения давления измерения температуры измерения уровня жидкости контроля размеров

3 Контактные датчики предназначены для сигнализации о воздействии механической силы.

4 Схема сигнального датчика автомобиля (уровень топлива) Поплавок в топливном баке

5 Потенциометрические датчики показывают количество жидкости резервуарах.

6 Схема потенциометрического датчика 220 v v V вольтметр Переменное сопротивление поплавок Емкость с жидкостью

7 Принцип действия потенциометрического датчика Если уровень жидкости в емкости упадет, то поплавок опустится вниз, а ток пойдет по большему количеству витков. Из физики известно, что чем длиннее проводник, тем больше сопротивление электрическому току. Чем больше сопротивление току, тем меньше напряжение. Вольтметр – прибор показывающий напряжение тока. Если уровень жидкости в емкости поднимется, то поплавок поднимется вверх, а ток пойдет по меньшему количеству витков. Из физики известно, что чем короче проводник, тем меньше сопротивление электрическому току. Чем меньше сопротивление току, тем больше напряжение. Вольтметр – прибор показывающий напряжение тока.

8 Тахогенераторы – датчики скорости V г При движении автомобиля вращение от вала коробки передач передается на тахогенератор, который вырабатывает электрический ток. Чем быстрее будет вращаться вал коробки передач, тем больший ток будет вырабатывать тахогенератор Вольтметр покажет напряжение, которое вырабатывает тахогенератор.

9 Контактный датчик холодильника Д 220 v В гофрированной трубке находится газ фреон, который при нагревании увеличивается и расширяет трубку. На конце трубки имеется металлическая пластина, которая замыкает электрическую цепь и двигатель начинает перекачивать охлаждающую жидкость (аммиак) по трубкам холодильника. При охлаждении камер холодильника фреон уменьшается, трубка сужается и электрическая цепь размыкается. Двигатель перестает перекачивать охлаждающую жидкость по трубкам холодильника.

10 Контактный датчик резервуара с водой Д1Д1 Д v

11 Принцип действия контактного датчика с водой. Если уровень воды в емкости увеличится, поплавок пойдет вверх. Соответственно поднимется контакт, который замкнет верхнюю электрическую цепь и двигатель начнет откачивать лишнюю воду. Если уровень воды в емкости станет низким, то поплавок пойдет вниз. Соответственно опустится контакт, который замкнет нижнюю электрическую цепь и двигатель начнет закачивать воду в ёмкость.

12 Устройство автоматического контроля размеров 220v Л1Л1 Л2Л2

13 Принцип действия устройства автоматического контроля размеров. При проверке размеров детали нормальных размеров лампочки не работают. Если деталь имеет меньшие размеры, то контакт пойдет вниз и замкнет нижнюю электрическую цепь. Загорится красная лампочка. Если деталь имеет большие размеры, то контакт пойдет вверх и замкнет верхнюю электрическую цепь. Загорится зеленая лампочка.

14 Автоматическое устройство защиты (предохранитель) д При нормальном напряжении в электросети все приборы работают нормально. При резком скачке напряжения в электросети возможна поломка электроустройств, ремонт которых или вообще невозможен или будет стоить дорого. Чтобы избежать этого в электрическую цепь встраивают предохранитель, внутри которого находится тонкий проводок или тонкая пластинка. При резком скачке напряжения тонкий металл не выдерживает и перегорает. При это цепь размыкается и электроустройства остаются в исправном состоянии. Замена предохранителя не составит большого труда.

15 Автоматические устройства управления контролируют большое количество параметров с помощью компьютера и специальных программ.

16 Автоматические устройства регулирования – поддерживают неизменной, в течении определенного времени, величину какого- либо параметра

17 Биметаллическая пластина (утюг) Биметаллическая пластина состоит из 2 полосок металла: стали и меди, которые соединены между собой по краям. Нагревательный элемент(спираль)

18 Биметаллическая пластина (утюг) При включении утюга в электрическую сеть лампочка загорается и нагревательный элемент начинает выделять тепло. Биметаллическая пластина тоже начнет нагреваться. но так как у меди тепловое расширение больше чем у стали, то медная пластина начнет изгибаться вверх и разомкнет контакт. Электрическая цепь разомкнется, лампочка погаснет, нагревательный элемент работать не будет.

19 Биметаллическая пластина (утюг) При охлаждении биметаллическая пластина встает на свое место, контакты замыкаются. Лампочка загорается и нагревательный элемент начинает нагревать утюг.

20 Биметаллическую пластину ранее применяли для пожарной сигнализации на предприятиях. В этом случае вместо нагревательного элемента помещали электрический звонок и немного изменяли схему.

21 Закрепление нового материала

22 Прочитайте схему и объясните принцип действия автоматического устройства

23 220 v v Прочитайте схему и объясните принцип действия автоматического устройства

25 Д 220 v Прочитайте схему и объясните принцип действия автоматического устройства

26 Д1Д1 Д v Прочитайте схему и объясните принцип действия автоматического устройства

27 220v Л1Л1 Л2Л2 Прочитайте схему и объясните принцип действия автоматического устройства

Механические и Автоматические устройства 7 класс Цель: Познакомить учащихся с автоматическими устройствами и их структурой. Анализировать работу выполненных устройств. Задачи урока : Образовательные : Разобрать структуру простых автоматических устройств. Развивающие : Продолжить развитие умений навыков учащихся Воспитательные : Продолжить воспитание личностных качеств каждого ученика.

Виды автоматических устройств Автоматы Механические Электромеханические Электронные Термоэлектрические Автоматы контролируют различные параметры ( температуру, давление, уровень жидкости, влажность) размеры и качество обработки деталей, учитывают количество продукции. При нарушении технологического процесса и опасных перегрузках в работе машин и механизмов автоматы-контролеры могут подавать сигнал – звуковой или световой. Автоматическая сигнализация – разновидность контроля.

Механическое устройство Первые автоматы были механическими. Большую известность получили куклы – автоматы, искусно имитировавшие довольно сложные человеческие действия. Известны, например, механические писец и музыкант. Внутри этих автоматов находится хитроумный часовой механизм со множеством шестеренок, рычагов, пружин и других механических деталей. Интересным автоматом являются часы-ходики с “кукушкой”. В них каждый час открывается дверца домика, из которого появляется “кукушка”. Механическое устройство моделирует звуки “ку-ку”, которые являются звуковым индикатором показаний часов .

Механические автоматы и сейчас широко применяются в технике. Например, в кастрюле-скороварке клапан, выполненный виде стальной пробки, автоматически открывается, если давление превысит определенное значение. Как только оно понизиться до определенного значения, клапан закрывается автоматически регулировка давления паров в кастрюле осуществляется просто – путем подбора массы клапана. Электромеханически е устройства автоматики- регулятор температуры (терморегулятор) в утюге. Чувствительным органом, реагирующим на температуру, является специальная пластинка, имеющая два слоя металла, по-разному расширяющихся при нагревании. С ростом температуры пластинка, которая называется биметаллической, начинается изгибаться так, что металл который расширяется больше, оказывается на внешней стороне дуги. Нагреватель утюга включается в сеть через контакты, находящиеся на биметаллической пластине. По мере нагревания пластинка изгибается и при определенной температуре цепь спирали нагревателя разрывается. При охлаждении пластинка выпрямляется и замыкает цепь нагревателя. Далее процессы повторяются. Регулировка температуры заключается в предварительном изгибе пластинки, который осуществляется при повороте ручки регулятора. Такие терморегуляторы используются в некоторых типах электрорадиаторах и электроплиток.

Термоэлектрические устройства Термоэлектрический модуль компьютера

Группы автоматических устройств Устройства автоматического контроля - наблюдают за производственным процессом, работой механизмов и машин и извещают сигналом о недопустимости изменения контролируемой величины Устройства автоматического управления – предназначены для того, чтобы освободить человека от непосредственного участия в операциях пуска и остановки различных механизмов или изменения режимов их работы Устройства автоматической защиты – предохраняют от повреждений приборы и оборудование (станки, двигатели, генераторы, бытовые приборы и др.). Устройства автоматического регулирования – поддерживают заданный режим работы машин, приборов, технологических без участия человека Все автоматические устройства включают в себя три основных элемента – датчик, усилитель и исполнительный механизм.

Домашнее задание В ходе закрепления материала с учащимися рассматриваем следующие вопросы: 1.какое устройство можно назвать автоматическим? 2.с какими автоматическими устройствами Вы познакомились на уроке? 3.Найдите в интернете несколько автоматов прошлого? 4.какую структуру имеет любое автоматическое устройство?

Необходимые условия для содержания рыб и растений в аквариуме. Конструкция и принцип действия терморегулятора, правила его размещения. Коммутирующее, исполнительное, задающее устройство: эксплуатация, требования к надежности, технические характеристики.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	04.05.2011
Размер файла	62,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева

Факультет энергетики и машиностроения

Кафедра энергетики и приборостроения

Система автоматического регулирования температуры воды в аквариуме

Элементы устройств автоматики и релейной защиты

Петропавловск 2011 Содержание

1. Характеристика объекта управления

2. Конструкция и принцип действия терморегулятора

3. Структурная схема САР температуры воды

4. Выбор коммутирующего устройства

5. Выбор исполнительного устройства

6. Выбор задающего устройства

7. Выбор первичного преобразователя

8. Расчет надежности проектируемого устройства

Список использованной литературы

Современная теория автоматического регулирования является основной частью теории управления. Система автоматического регулирования состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под влиянием входных сигналов (управления или возмущения), изменяются регулируемые переменные. Цель же регулирования заключается в формировании таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались бы от требуемых значений. Решение данной задачи во многих случаях осложняется наличием случайных возмущений (помех). При этом необходимо выбирать такой закон регулирования, при котором сигналы управления проходили бы через систему с малыми искажениями, а сигналы шума практически не пропускались.

В настоящее время развиваются методы анализа нелинейных систем автоматического регулирования. Нарушение принципа суперпозиции в нелинейных системах, наличие целого ряда чередующихся (в зависимости от воздействия) режимов устойчивого, неустойчивого движений и автоколебаний затрудняют их анализ.

Проектирование систем автоматического регулирования можно вести двумя путями: методом анализа, когда при заранее выбранной структуре системы (расчетным путем или моделированием) определяют ее параметры; методом синтеза, когда по требованиям, к системе сразу же выбирают наилучшую ее структуру и параметры. Оба эти способа получили широкое практическое применение.

Определение параметров системы, когда известна ее структура и требования на всю систему в целом, относится к задаче синтеза. Решение этой задачи при линейном объекте регулирования можно найти, используя, например, частотные методы, способ корневого годографа или изучая траектории корней характеристического уравнения замкнутой системы. Выбор корректирующего устройства методом синтеза в классе дробно-рациональных функций комплексного переменного можно выполнить с помощью графоаналитических методов. Эти же методы позволяют синтезировать корректирующие устройства, подавляющие автоколебательные и неустойчивые периодические режимы в нелинейных системах.

Дальнейшее развитие методы синтеза получили на основе принципов максимума и динамического программирования, когда определяется оптимальный с точки зрения заданного критерия качества закон регулирования, обеспечивающий верхний предел качества системы, к которому необходимо стремиться при ее проектировании. Однако решение этой задачи практически не всегда возможно из-за сложности математического описания физических процессов в системе, невозможности решения самой задачи оптимизации и трудностей технической реализации найденного нелинейного закона регулирования. Необходимо отметить, что реализация сложных законов регулирования возможна лишь при включении цифровой вычислительной машины в контур системы. Создание экстремальных и самонастраивающихся систем также связано с применением аналоговых или цифровых вычислительных машин.

Формирование систем автоматического регулирования, как правило, выполняют на основе аналитических методов анализа или синтеза. На этом этапе проектирования систем регулирования на основе принятые допущений составляют математическую модель системы и выбирают предварительную ее структуру. В зависимости от типа модели (линейная или нелинейная) выбирают метод расчета для определения параметров, обеспечивающих заданные показатели устойчивости, точности и качества. После этого уточняют математическую модель и с использованием средств математического моделирования определяют динамические процессы в системе. При действии различных входных сигналов снимают частотные характеристики и сравнивают с расчетными. Затем окончательно устанавливают запасы устойчивости системы по фазе и модулю и находят основные показатели качества.

Далее, задавая на модель типовые управляющие воздействия; снимают характеристики точности. На основании математического моделирования составляют технические требования на аппаратуру системы. Из изготовленной аппаратуры собирают регулятор и передают его на полунатурное моделирование, при котором объект регулирования набирают в виде математической модели.

По полученным в результате полунатурного моделирования характеристикам принимают решение о пригодности работы регулятора с реальным объектом регулирования. Окончательный выбор параметров регулятора и его настройка выполняют в натурных условиях при опытной отработке системы регулирования.

Задачей автоматического регулирования и управления является автоматическое выполнение в определённой последовательности различных операций и поддержанию величин, характеризующих производственный процесс, на выполнение определённых, заданных значений или принудительное изменение этих величин по заранее описанному закону.

1. Характеристика объекта управления

Аквариум - настоящий мир со своей весьма богатой флорой и фауной и живые организмы, населяющие его, могут существовать в определённом, характерном для них температурном диапазоне. За пределами данного диапазона нормальное протекание жизненных процессов организмов невозможно.

Для содержания рыб и растений в аквариуме также важно поддерживать определённую температуру, при которой они хорошо живут и размножаются. Известно, что изменение температуры среды влияет на температуру тела рыб и растений и ведёт к изменению скорости обменных биохимических процессов в организмах, что в значительной степени отражается на их здоровье и состоянии. Скорость протекания химических реакций с повышением температуры на 10 градусов С возрастает в 2-3 раза, причём ускорение биохимических процессов при нагревании не является неограниченными. При определённой температуре активность организма спадает, и её сменяет фаза угнетения.

Рыбы, которые обитают в умеренных зонах земного шара являются эвритермными организмами, способными существовать в широком температурном диапазоне. В одних случаях они погружаются в зимнюю или летнюю спячку, перестают принимать пищу, становятся неподвижными, зарываются в ил. В других случаях они пытаются уйти от неблагоприятных для них условий и совершают сезонные миграции. Резкое и сильное изменение температуры вызывает шоковое состояние, при котором рыбы теряют способность самостоятельно покинуть опасную зону, и, если условия не изменяются, гибнут.

Чтобы довести холодную водопроводную воду до тропической температуры 24-30 градусов С, нужно её подогреть и поддерживать на достигнутом уровне. При этом следует учитывать, что подогретая вода без дополнительных усилий снова охлаждается до температуры окружающей среды (комнатной). У большинства аквариумов тепловой изоляции нет, а стекло не является настоящим изолятором (даже органическое стекло в этом смысле более эффективно). Итак, для подогрева воды требуются две вещи: обогреватель и регулятор. Некоторые приборы объединяют эти функции, и тогда их называют терморегуляторами. Не менее важно, чтобы отдаваемое обогревателем тепло равномерно распределялось по резервуару, так как образование разных тепловых зон помешает свободному движению многих видов рыб в аквариуме. В прежние времена для большинства аквариумов использовали пористые камни. Они способствовали вихревому движению воды, и за счёт этого тепло распределялось по аквариуму. В наши дни это происходит благодаря равномерному действию помп-фильтров, приводящих воду в движение.

2. Конструкция и принцип действия терморегулятора

Для поддержания постоянной температуры в аквариуме, независимо от температуры воздуха в помещении, следует использовать нагреватель с терморегулятором. Когда вода нагревается до необходимой температуры, терморегулятор отключает нагреватель, а при снижении температуры воды примерно на 0,5°С грелка автоматически включается.

Существуют различные мнения по поводу применения терморегуляторов. Некоторые аквариумисты считают, что применение терморегулятора, стабилизирующего температурный режим, нарушает естественное суточное колебание температуры в водоеме. Известно, что днем температура воды повышается за счет нагрева ее солнцем, а в ночное время вода остывает. В тропиках эти колебания обычно не превышают 1 - 2° С. В аквариуме, где применяется терморегулятор, температура воды днем и ночью примерно одинакова. Но, как показывает практика, рыбы и растения чувствуют себя в аквариуме с терморегулятором не только не хуже, а даже значительно лучше, чем без него. Кроме того, исключается случайный перегрев воды.

Для аквариума с растениями применение терморегулятора очень желательно, так как большинство гидрофитов является выходцами из тропиков, где вода, как правило, постоянно имеет высокую температуру.

Размещение терморегулятора относительно нагревателя в аквариуме имеет существенное значение для равномерного нагрева воды. Терморегулятор целесообразно размещать не далее чем в 3 - 5 см от нагревателя, так как в этом случае термодатчик, быстро нагреваясь до установленной температуры, включает нагреватель на короткое время и включает его при притоке более холодной воды, тем самым, удлиняя срок службы нагревателя и обеспечивая более равномерное (но и более медленное) прогревание воды в аквариуме.

В аквариуме, находящемся в теплом помещении, нагреватель можно разместить у боковой стенки или в углу. А в холодном помещении, где без обогрева температура воды опускается ниже 20°С, желательно расположить грелку у дна аквариума, или, еще лучше, в грунте. Идеальным вариантов для такого водоема считается подогрев со дна. При этом равно мерно прогревается вся толща воды и, самое главное, прогревается грунт, что очень важно для хорошего роста тропических растений. Какие обогреватели для этого использовать, существенного значения не имеет, главное - их доступность и надежность.

Предлагается простой регулятор температуры прогрева воды, выполненный на интегральном компараторе К554САЗ. Как известно, выходное напряжение компаратора может находиться лишь, на стандартных уровнях логической 1 или 0 в зависимости от соотношения напряжений сигнала и опорного напряжения . Выходная мощность К554САЗ достаточна для управления исполнительным реле. Таким образом, не требуется мощного дополнительного выходного транзистора.

Пределы регулирования температуры воды для аквариума можно ограничить пределом от 16 до 30° С. Точность регулирования в основном определяется градуировкой регулятора и составляет ?t = 0,5°С. Схема регулятора представлена на рисунке 2.1. Резисторы R1 - R4 включены по мостовой схеме. Диагональ моста подключена к компаратору DА1. При превышении напряжением сигнала опорного напряжения на выходе DА1 появляется логический 0. Реле К1 включается и своими контактами К1.1 и К1.2 подключает нагревательный элемент ЕК к напряжению ~220В, при этом включается контрольная лампочка НL2 “Нагрев”. При нагревании воды сопротивление терморезистора R4 уменьшается, и при достижении компаратор переключается. Реле отключается, и нагрев воды прекращается. Для получения более высокой температуры нагрева воды надо уменьшить , т. Е. уменьшить сопротивление резистора R2.

Для градуировки устанавливают рядом термосопротивление R4 и термометр в емкости с водой. Замерив температуру воды и при необходимости подогревая ее до нужной температуры (например, 20° С), устанавливают движок резистора R2 в положение, когда дальнейший его поворот включает реле К1 (контроль по светодиоду НL2). Точность градуировки ± 0,5° С.

Детали. Реле К1 - типа РЭН32. Ее контакты могут управлять тринистором, включенным в диагональ диодного моста в цепи нагревателя , или симистором (рисунок 2.2 а, б). Если удастся приобрести оптрон АОУ103В, можно вообще обойтись без реле. Примеры использования этого оптрона для коммутации цепи питания электронагревателя показаны, на рисунке 2.2 в и г. Терморезистор R4 - типа ТРА-1. Применены неоновые лампы ТН-0,2-1. Трансформатор Т1 - на напряжение 220В/27В, вторичная обмотка рассчитана на силу тока 200…300 мА.

В качестве нагревательного элемента ЕК использованы четыре сопротивления типа ПЭВ-20 по 1500 Ом каждый, включенные параллельно. Это дает мощность нагревателя 100 Вт. Нагревательный элемент помещен в стеклянную трубку диаметром 20 мм и длиной 200…250 мм. Для лучшего теплообмена со средой свободное пространство в трубке засыпано кварцевым песком. Пробка залита эпоксидной смолой. Терморезистор помещен в стеклянную трубку диаметром 7 мм. Один конец трубки оплавлен, второй залит эпоксидной смолой. Следует обратить особое внимание на тщательность изготовления нагревателя с точки зрения электробезопасности.

Нагреватель рассчитан, на аквариум емкостью 50…100 л. При этом нагреватель помещают в зону аэрации для снижения градиента температур по объему аквариума.

Можно избежать изготовления самодельного нагревательного элемента, если использовать, например, выпускаемый промышленностью электрокипятильник мощностью не более 200 В А или какой-либо другой готовый прибор с подходящей мощностью.

студент группы 583

Санкт-Петербург 2010 г.

1. Состав и характеристика объекта управления

1.2 Принцип действия

1.3 Технические характеристики объекта управления

2. Характеристика ТС объекта управления

2.1 Перечень и спецификация ТСА

3. Обоснование требований к разрабатываемой САУ

3.1 Требования к разрабатываемой САУ

3.2. Требования к ТСА и качеству управления

3.3 Анализ качества управления существующей САУ

4. Выбор ТС разрабатываемой САУ

4.1 Обоснование выбора ТС

4.2 Перечень и спецификация ТС САУ

5. Выбор структуры регулятора

5.1 Обоснование выбора структуры регулятора

5.2 Функциональная схема, принцип действия регулятора

6. Организация безударных переходов в САУ

6.1 Способы обеспечения высокой надёжности САУ

6.2 Принцип организации безударного перехода

6.3 Структурная схема САУ

7. Разработка технической структуры САУ

7.1 Техническая реализация САУ

7.2 Техническая структура

7.3 Описание работы САУ

8. Разработка электрической схемы

Список используемой литературы

Проводить полную модернизацию котельной установки нецелесообразно. Нужно задаваться целью пошаговой модернизацией производства с планомерным обучением имеющегося персонала. Процесс переоборудования котельной установки и сопутствующих технических инструментов должен проходить с минимальными материальными затратами, но в тоже время с максимальной отдачей. Т.е. разработанная САУ должна обеспечить бесперебойную работу на производстве. Это позволит сократить штат персонала, обслуживающего устаревшую САУ. Кроме того автоматика избавит персонал от рутинной работы. Но перед запуском новой системы персонал должен пройти соответствующее обучение.

Какая бы не была надёжная САУ в её режиме должно быть предусмотрено ручное управление. В случае аварийной ситуации персонал должен будет взять на себя управление всей системы, т.к. остановка производственный процессов категорически неприемлема.

Регулируемый нами параметр – уровень воды в котле является одним из важнейших контролируемых параметров в котельных установках, т.к. при снижении уровня воды ниже допустимого предела, не обеспечивается циркуляция воды. В результате нарушения циркуляции воды в экранных трубах происходит чрезмерное повышение температуры и пережог их стенок. Также опасно и резкое снижения давления пара, что увеличивает опасность возможного заброса воды в пароперегреватель и выведение котла из строя.

Непосредственное измерение уровня воды в котле не представляется возможным, поэтому мы проводим замеры в двух точках: расход питательной воды до барабана и расхода пара после. В итоге применения регулятором ПИ-закона на основании полученных от датчиков сведений, мы знаем, какой уровень воды непосредственно в барабане. И если он отклоняется от нормы, то регулятор посылает сигнал на исполнительный механизм в виде регулирующего клапана с электроприводом. Процесс регулирования заданного значения происходит плавно благодаря выбранным переходным процессам.

Благодаря программному управлению система автоматически отслеживает все параметры текущих процессов, реализуемых водогрейными и паровыми котлами, и управляет технологическим оборудованием, обеспечивая нормальное и безаварийное функционирование котельной установки. Кроме того, система контролирует исправность оборудования и при возникновении поломок и аварийных ситуаций сигнализирует об этом и при необходимости персонал может перевести работу САУ в ручной режим для устранения неполадок.

На предприятиях промышленности и ЖКХ, где требуется большое количество тепловой энергии в виде пара и горячей воды, котельные оборудованы разнообразными паровыми и водогрейными котлами, произведёнными 30 и более лет назад.

Для управления процессами котлы комплектовались системами, построенными на основе релейно-контактной автоматики, которые к настоящему времени морально и физически устарели. В процессе эксплуатации котлов, оснащённых релейно-контактной автоматикой, нередко возникают аварийные режимы, это обусловлено физическим старением, износом элементов на основе которых построены такие системы, часто такие системы автоматики не отвечают требованиям существующих правил безопасности.

Такие котлы требуют определённого уровня квалификации обслуживающего персонала, а своевременное регулирование процесса производства тепловой энергии требует постоянного наблюдения за параметрами процесса со стороны оператора. К сожалению выпускаемые системы автоматики, поставляемых в комплекте с котельными установками по-прежнему реализованы на основе релейно-контактных элементов. Кроме того большое количество котельных установок, эксплуатируемых по всех территории России, имеют ещё достаточный запас ресурса, их полная замена не оправдана. И по этому для продления срока службы котлов эксплуатирующие предприятия вынуждены оснащать агрегаты, системами автоматизированного управления в основном импортного производства.

Такое оборудование имеет высокую стоимость, и как правило, требует дорогого сервисного обслуживания. Наряду с этим постепенное удорожание топлива потребовало наиболее рационального и вместе с тем эффективного использования энергоресурсов, что реально при оснащении котлов высоконадёжными и быстродействующими системами автоматики, в основе которых используются последние достижения в области микроэлектроники и программного регулирования процессов.

В данный момент на мировом рынке имеется полное разнообразие, в частности микроконтроллеров для промышленной автоматизации, предназначенных для продолжительной работы в различных условиях, а также развитые компьютерные технологии позволяют создавать системы управления процессами, способные функционировать в автономном режиме.

Внедрение систем автоматизированного управления паровыми и водогрейными котлами, построенных на основе программируемых контроллеров, позволяет автоматизировать процесс производства тепловой энергии в котлах и значительно упростить контроль и управление этим процессом. Применение такой системы повышает эффективность функционирования котлоагрегата за счет снижения потребления энергоресурсов, рационального сжигания топлива, использования технологического оборудования, оперативного управления оборудованием и технологическим процессом. Кроме того, внедрение таких систем позволяет снизить влияние человеческого фактора в производственном процессе и вероятность возникновения аварийных режимов функционирования котла. Повышение экологических характеристик котельной и культуру производственного процесса. Благодаря программному управлению система автоматически отслеживает все параметры текущих процессов, реализуемых водогрейными и паровыми котлами, и управляет технологическим оборудованием, обеспечивая нормальное и безаварийное функционирование котельной установки. Кроме того, система контролирует исправность оборудования и при возникновении поломок и аварийных ситуаций сигнализирует об этом обслуживающему персоналу.

Объектом автоматизации является котлоагрегат Е-50

1.1 Назначение

Паровой котел Е-50предназначен для получения пара высокого давления и температуры при сжигании газа, а также используется на технические нужды предприятий различных отраслей для теплоснабжения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения объектов промышленного и бытового назначения, а также при работе на паровую турбину получения электрической энергии.

1.2 Принцип действия

В теплоэнергетике основным теплоносителем является вода или водяной пар. Комплекс устройств и агрегатов, обеспечивающих получение горячей воды или пара под давлением, называется котельной установкой. Она состоит из котла и вспомогательного оборудования. Котлом – называется устройство для получения горячей воды или водяного пара с давлением выше атмосферного за счёт теплоты сгорания органического топлива.

Котел барабанный, с естественной циркуляцией, с камерным сжиганием топлива. Компоновка поверхностей нагрева П-образная. В котле происходит нагрев воды, ее испарение и перегрев образовавшегося пара. В качестве топлива используется природный газ. Котел предназначен для работы в закрытых помещениях. Паропроизводительность котла 50 т/час, абсолютное давление и температура пара 3,9 МПа, 440°C, температура питательной воды 145°C. Теплоносителем являются продукты сгорания - дымовые газы. Горение топлива происходит в вертикальной топочной камере, образованной экранными трубами. Подача топлива в топку осуществляется с помощью газо-мазутных горелок, расположенных на боковых стенках топки по две на каждой стенке с мазутными форсунками. Форсунки устанавливаются по центру каждой горелки. На стенках топки расположены испарительные экраны из труб диаметром 60 на 3 мм, шаг между трубами 70 мм2 (сталь 20).

Реакционные поверхности нагрева закрывают все стены топочной камеры, образуя фронтовый, задний и боковые экраны.

К конвективным поверхностям относятся: котельный пучок, воздухоподогреватель, пароперегреватель и экономайзер.

Трубы фронтового и заднего экранов в нижней части образуют холодную воронку. Трубы заднего экрана в верхней части разведены в четырёхрядный фестон.

Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.

Аннотация к презентации

Презентация для 7 класса на тему "Механические и автоматические устройства" о технологии. Состоит из 11 слайдов. Размер файла 0.58 Мб. Каталог презентаций в формате powerpoint. Можно бесплатно скачать материал к себе на компьютер или смотреть его онлайн с анимацией.

Содержание

Механические иАвтоматические устройства7 класс

Цель: Познакомить учащихся с автоматическими устройствами и их структурой. Анализировать работу выполненных устройств. Задачи урока: Образовательные: Разобрать структуру простых автоматических устройств. Развивающие: Продолжить развитие умений навыков учащихся Воспитательные: Продолжить воспитание личностных качеств каждого ученика.

Слайд 2

Автомат (автоматическое устройство) -

Слайд 3

Виды автоматических устройств

Автоматы Механические Электромеханические Электронные Термоэлектрические Автоматы контролируют различные параметры ( температуру, давление, уровень жидкости, влажность) размеры и качество обработки деталей, учитывают количество продукции. При нарушении технологического процесса и опасных перегрузках в работе машин и механизмов автоматы-контролеры могут подавать сигнал – звуковой или световой. Автоматическая сигнализация – разновидность контроля.

Слайд 4

Механическое устройство

Первые автоматы были механическими. Большую известность получили куклы – автоматы, искусно имитировавшие довольно сложные человеческие действия. Известны, например, механические писец и музыкант. Внутри этих автоматов находится хитроумный часовой механизм со множеством шестеренок, рычагов, пружин и других механических деталей. Интересным автоматом являются часы-ходики с “кукушкой”. В них каждый час открывается дверца домика, из которого появляется “кукушка”. Механическое устройство моделирует звуки “ку-ку”, которые являются звуковым индикатором показаний часов.

Слайд 5

Механические автоматы и сейчас широко применяются в технике. Например, в кастрюле-скороварке клапан, выполненный виде стальной пробки, автоматически открывается, если давление превысит определенное значение. Как только оно понизиться до определенного значения, клапан закрывается автоматически регулировка давления паров в кастрюле осуществляется просто – путем подбора массы клапана. Электромеханические устройства автоматики- регулятор температуры (терморегулятор) в утюге. Чувствительным органом, реагирующим на температуру, является специальная пластинка, имеющая два слоя металла, по-разному расширяющихся при нагревании. С ростом температуры пластинка, которая называется биметаллической, начинается изгибаться так, что металл который расширяется больше, оказывается на внешней стороне дуги. Нагреватель утюга включается в сеть через контакты, находящиеся на биметаллической пластине. По мере нагревания пластинка изгибается и при определенной температуре цепь спирали нагревателя разрывается. При охлаждении пластинка выпрямляется и замыкает цепь нагревателя. Далее процессы повторяются. Регулировка температуры заключается в предварительном изгибе пластинки, который осуществляется при повороте ручки регулятора. Такие терморегуляторы используются в некоторых типах электрорадиаторах и электроплиток.

Слайд 6

Электромеханическое устройство

Слайд 7

Электронные устройства

Слайд 8

Термоэлектрические устройства

Термоэлектрический модуль компьютера

Слайд 9

Группы автоматических устройств

Устройства автоматического контроля - наблюдают за производственным процессом, работой механизмов и машин и извещают сигналом о недопустимости изменения контролируемой величины Устройства автоматического управления – предназначены для того, чтобы освободить человека от непосредственного участия в операциях пуска и остановки различных механизмов или изменения режимов их работы Устройства автоматической защиты – предохраняют от повреждений приборы и оборудование (станки, двигатели, генераторы, бытовые приборы и др.). Устройства автоматического регулирования – поддерживают заданный режим работы машин, приборов, технологических без участия человека Все автоматические устройства включают в себя три основных элемента – датчик, усилитель и исполнительный механизм.

Слайд 10

Домашнее задание

В ходе закрепления материала с учащимися рассматриваем следующие вопросы: 1.какое устройство можно назвать автоматическим? 2.с какими автоматическими устройствами Вы познакомились на уроке? 3.Найдите в интернете несколько автоматов прошлого? 4.какую структуру имеет любое автоматическое устройство?

Слайд 11

Читайте также: