Курсовая работа: Разработка мини-станции для автоматического управления насосом

Рис. 1.3.6. Простейшая схема автоматического управления одним насосным агрегатом

Последний, сработав, размыкает три фазы МП₁ МП₂ и МП₃ силового тока. Двигатель выключается. Когда же уровень воды опускается до нижнего предела, поплавковое реле РУ замыкает цепь катушки магнитного пускателя МП и двигатель включается в работу. В схеме предусмотрена защита двигателя от перегрузки – термическое реле РТ. Контроля за работой агрегата, а также сигнализации в схеме нет; предусмотрена установка переключателя П для переключения на ручное управление.

Такая схема может применяться лишь при небольшом расстоянии между насосом и резервуаром, когда падение напряжения и проводах, соединяющих катушку магнитного пускателя с поплавковым реле уровня, незначительно. Для работы реле на пониженном напряжении устанавливается понижающий трансформатор.

Электроконтактные реле уровня . Действие их основано на использовании электропроводимости жидкостей и сыпучих материалов. При достижении уровнем (например, жидкости) металлического электрода сопротивление между электродом и металлической стенкой сосуда резко изменяется. Это изменение сопротивления приводит к изменению тока в цепи электрод – стенка сосуда, подключенной к источнику ЭДС.

На рис. 1.3.7 изображен простой электроконтактный сигнализатор уровня. В момент достижения уровнем жидкости электрода Э ток в

Рис. 1.3.7. Электромагнитный сигнализатор уровня

Управляющей цепи база – эмиттер становится таким, что транзистор переходит в режим насыщения и лампа Л1 (12 В, 105 мА) зажигается, сигнализируя о наполнении емкости. Вместо лампы может быть использовано любое реле с I_сраб =100 мА. Контакты реле могут замыкать цепь привода исполнительного механизма, регулирующего уровень.

Триггерное реле уровня (рис. 1.3.8). Датчики реле питаются переменным током. В реле применен несимметричный триггер с эмиттерной связью на транзисторах Т1 и Т₂ .

При уровне жидкости ниже электродов датчиков цепь переменного тока, составной частью которой является жидкость, разомкнута. Транзистор Т₂ открыт и ток эмиттера создает падение напряжения на резисторе R₂ , поддерживающее транзистор Т1 в закрытом состоянии (первое устойчивое состояние триггера). Реле Р (типа КМ, I_сраб = 24 мА) срабатывает, контакты Р² замыкают цепь электродвигателя насоса, подающего жидкость в резервуар. Контакты Р' разрывают цепь переменного тока нижнего датчика Дн.

Рис. 1.3.8. Триггерное реле уровня

В момент соприкосновения жидкости с электродом датчика верхнего уровня Дв его цепь переменного тока замыкается.

Выпрямленное диодами Д1 и Д₂ напряжение подается на вход триггера. Он переходит во второе устойчивое состояние: транзистор Т1 открывается, а Т₂ закрывается. Реле Р, отпуская якорь, замыкает контакты цепи нижнего датчика Р¹ и размыкает контакты цепи управления Р² . Электродвигатель насоса останавливается.

Реле уровня, основанное на измерении проводимости по переменному току (рис. 1.3.9). Если уровень жидкости не достигает электродов Э1 и Э₂ , выполняются условия самовозбуждения блокинг-генератора на транзисторе Т1. Ток коллектора протекает по резистору R2 и повышает напряжение на базе транзистора Т₂ . На эмиттере транзистора Т₂ в это время более низкое напряжение из-за делителя R₃ R₄ . Поэтому транзистор Т₂ оказывается закрытым, ток в реле Р (типа PC-13, Iсраб=37 мА) не поступает.

При замыкании электродов через жидкость генерация срывается, ток коллектора транзистора Т1 протекающий через резистор R₂ , уменьшается, смещение базы транзистора Т₂ возрастает, транзистор переходит в режим насыщения и реле Р срабатывает.

Рис. 1.3.9. Реле уровня, основанное на измерении проводимости по переменному току

Датчик прибора потребляет малую мощность (25 мВт) при малом напряжении; его можно вынести на большие расстояния (до 150 м). Изменением числа витков обмотки III сигнализатор может быть настроен для работы с жидкостями, имеющими различную проводимость.

При числе витков обмоток I, II и III, равном 120, датчик срабатывает при сопротивлении жидкости между электродами 6 кОм и менее.

Для изготовления трансформатора можно применить магнитопровод из двух ферритовых колец марки М2000НМ с наружным О21 и внутренним О11 мм; провод – ПЭВ-1 0,1.

Фотореле уровня . Действие его основано на измерении светового потока, падающего на фоточувствительный элемент (приемник), при изменении оптических свойств среды, находящейся в прозрачном сосуде между источником света и фоточувствительным элементом.

На рис. 1.3.10 приведена схема простого регулятора уровня, в котором используются фотодиод Д1 или фоторезистор (ФСА-1) и миниатюрная лампа накаливания Л1.

Рис. 1.3.10. Регулятор уровня

Реле настраивают таким образом, чтобы при уровне, расположенном ниже пучка света, поступающего на фотодиод, реле Р1 (типа РПН, R_обм = 5000 Ом) было включено и контакты Р¹ ₁ в цепи обмотки промежуточного реле Р₂ (типа МКУ-48, R_обм = 1200 Ом, I_сраб = 14 мА) разомкнуты. При подъеме уровня выше пучка света освещенность фотодиода уменьшается, реле Р₁ выключается и контакты Р¹ ₁ включают реле Р² . Зажигается сигнальная лампа Л₂ , и включается сирена. Одновременно контакты Р² ₂ разрывают цепь питания обмотки магнитного пускателя ПМ, управляющего работой насоса.

Тепловое реле уровня . Различие коэффициентов теплопроводности различных сред позволяет построить тепловые реле уровня.

Реле (рис. 1.3.11) представляет собой неуравновешенный мост, в два плеча которого включены термочувствительные элементы R₈ и R₉ . Каждый из них состоит из пяти последовательно включенных терморезисторов ММТ-4, КМТ-4 или КМТ-10 с сопротивлениями по 2 кОм (при t=20°С).