Курсовая работа: Разработка мини-станции для автоматического управления насосом

Рис. 1.3.11. Тепловое реле уровня

Помещенные в жидкость, уровень которой регулируется, термочувствительные элементы нагреваются до температуры, несколько большей, чем температура жидкости. Когда резисторы R₉ и R₈ находятся в жидкости, мост сбалансирован и реле Р выключено. Как только уровень станет ниже термочувствительного элемента R₈ , его температура возрастает (сопротивление R₈ при этом уменьшается), мост разбалансируется и реле Р сработает, включив сигнализацию и промежуточное реле привода насоса.

Сопротивление резистора R₁ подбирается в зависимости от среды, уровень которой регулируется, и от типа выбранного реле (например, можно применить реле РЭС-15, имеющее R_обм = 160 Ом).

Реле уровня жидкостей с относительной диэлектрической проницаемостью ε= 2,0÷3,5 (масло, дизельное топливо, бензин, керосин, скипидар и т. п.) в резервуарах открытого или закрытого типа при давлении до 2 • 10⁶ Па. Допустимая погрешность срабатывания – не более ±5 мм относительно оси датчика.

В основе работы реле – явление резкого увеличения емкости между трубками датчика в ε₂ /ε₁ | раз при заполнении их жидкостью через продольную прорезь во внешней трубке (ε₂ и ε₁ – соответственно относительные диэлектрические проницаемости контролируемой жидкости и воздуха).

Рис. 1.3.12. Реле уровня жидкости

Датчиком уровня служит цилиндрический конденсатор (рис. 1.3.12), обкладками которого служат две коаксиально расположенные никелированные трубки, изолированные гетинаксовой шайбой.

Внешняя трубка датчика соединена с корпусом резервуара, а внутренняя – с электронным блоком при помощи коаксиального кабеля. Плечи моста электронного реле уровня состоят из ёмкости датчика С_дат , соединенного последовательно с разделительным конденсатором С₅ , подстроечного конденсатора С₉ , включенного параллельно конденсатору С₆ , и участков 3–4 и 4–5 обмотки II трансформатора Tp₁ . Суммарная емкость конденсаторов С₆ и С₉ выбирается средней между максимальном и минимальной емкостям датчика, т. е. С_{дат min} <C₆ +C₉ <C_{дат max} .

Если уровень контролируемой жидкости ниже уровня установки датчика, то емкость между трубками минимальна:

C_{дат min} C₅ /C_{дат min} +C₅ <C₆ +C₉ .

В этом случае возникают обратная связь и, следовательно, генерация. Транзистор T₃ открыт, на его коллекторе нулевое напряжение, а транзистор T₄ закрыт, и ток в обмотке реле Р отсутствует.

Если уровень контролируемой среды достигает уровня установки датчиков, то емкость между трубками С_{дат max} = ε₂ С_{дат min} /ε₁ .

Емкость последовательно соединенных С_{дат max} и С₅ становится больше емкости параллельно включенных конденсаторов С₉ и С₆ , т. е.

C_{дат min} C₅ /C_{дат min} +C₅ >С₆ +С₉ .

Возникает ООС, и происходит срыв генерации. Транзистор T₃ закрывается, на его коллекторе образуется отрицательное напряжение 10 В, транзистор T₄ открывается. Реле (типа РЭС-10, R_обм = 630 Ом, I_сраб = 22 мА) срабатывает, сигнализируя о превышении уровнем номинального значения. Трансформатор Тр выполнен на ферритовом кольце М2000НМ 14x6x6. Обмотка I содержит 50 витков, II– 80 + 80 и III– 25 витков провода ПЭЛШО 0,88. Диаметр внешней трубки цилиндрического конденсатора датчика уровня 26 мм, диаметр внутренней трубки 16 мм, длина трубок 120 мм, толщина 1 мм. Емкость датчика в воздухе С_{дат min} = 45 пФ.

2. Разработка схемы электрической принципиальной

2.1 Принципы схемотехнического конструирования устройства

Сделав анализ технического задания приходим к следующим принципам схемотехнического построения схемы насосной станции:

1) в состав схемы должен входить сетевой источник питания;

2) в состав схемы должны входить три датчика уровня жидкости, обеспечивающие контроль уровня жидкости в колодце, верхнего и нижнего уровня заполняемой ёмкости;

3) схема должна содержать устройство управления;

4) в состав схемы должен входить силовой коммутационный каскад;

5) в состав схемы должны входить элементы индикации;

6) в схеме должен быть предусмотрен ручной и автоматический режимы работы;

7) в схеме должна быть предусмотрена гальваническая развязка силового каскада от основного устройства управления, для исключения помех в цепях источника питания устройства управления при работе силового каскада.

Используя все выше изложенные принципы мной предлагается схема электрическая принципиальная станции для автоматического управления насосом, приведенная в разделе приложение на КРТС.261430.000 Э3.

2.2 Выбор элементной базы проектируемого устройства

При выборе элементной базы следует руководствоваться нижеизложенными правилами.