АВТОМАТИЗАЦИЯ ХРАНИЛИЩ СЕЛХОЗ ПРОДУКЦИИ (СХП)

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. Технология хранения сельхоз продукции (СХП) вклю­чает в себя процессы подогрева, охлаждения и увлажнения про­дукции с целью предохранения ее от переохлаждения, перегрева и обезвоживания. Правильное хранение СХП позволяет обеспечить круглогодичное снабжение населе­ния страны продуктами питания и сохранить их высокие пита­тельные и вкусовые качества, внешний вид.

В хранилищах содержат фуражное и семенное зерно, зеленые корма (сено, сенаж, силос), комбикорм, продукцию молочното­варных и птицеводческих ферм, а также картофель, корнеклуб­неплоды, различные овощи и фрукты. Потребность СХ-а в типовых хранилищах недостаточно удовлетворена. Из-за неправильных режимов хранения хозяйства несут огромные поте­ри. Например, потери питательных веществ в сене, соломе и сило­се при нарушении режимов хранения составляют более 20 %.

При закладке СХП на длительное хранение используют средства механизации и автоматизации транспортировки и загрузки продукции в хранилища, управления параметрами микроклимата и защиты продукции от порчи, сорти­рования и выгрузки продукции, контроля качества и учета коли­чества продукции при загрузке, хранении и реализации. Средства и способы транспортировки, сортирования, загрузки и выгрузки продукции изучают в курсе «Механизация сельского хозяйства». В настоящей главе рассмотрены средства и способы управления па­раметрами микроклимата в хранилищах и новые методы контроля и сортирования сельскохозяйственной продукции.

Основные параметры микроклимата в хранилищах - темпера­тура и относительная влажность воздуха в массе хранимого про­дукта. При автоматизации СУ температурой в картофеле- и овощехранилищах следует учитывать некоторые особенности: Во-первых, при хранении большой массы картофеля и овощей в хранилищах, не оборудованных автоматическими СУ, при поло­жительных температурах возникают очаги загнивания продукта, которые быстро распространяются на рядом расположенные клуб­ни картофеля и овощи. Во-вторых, обычно картофель и овощи стараются хранить при минимально допустимых температурах, а при сильных морозах иногда подмораживается продукция в периферийных слоях. В-третьих, для визуального контроля сохранности продукции ее закладывают слоем небольшой толщины и оставляют места для прохода обслуживающего персонала, что приводит к относитель­но малому использованию объема хранилищ. Вследствие этого при хранении картофеля и овощей в неавтоматизированных ово­щехранилищах полезный объем сооружений составляет 30…40% общего объема, а количество портящейся продукции достигает 30 % и более.

В странах СНГ строят хранилища картофеля и овощей на 500…3000 т, а в специализированных хозяйствах — до 10 000 т с си­стемой активного вентилирования. Овощехранилища строят из кирпича или бетонных блоков с перекрытиями из железобетон­ных плит. Для лучшей теплоизоляции применяют строительные газосиликат, газобетон и другие теплоизоляционные материалы, а сами хранилища наполовину заглубляют в грунт.

Метод активного вентилирования заключается в том, что через массу хранимого продукта периодически принудительно продува­ют воздух, расходуя до 100 м³/ч, а иногда до 300 м³/ч на 1 т карто­феля. При необходимости в овощехранилищах устанавливают калориферы для подогрева воздуха в зимний период и холодильные машины для предварительного охлаждения вентиляционного воз­духа в осенне-весенний и летний периоды.

2.4.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОВОЩЕХРАНИЛИЩА КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ

 

Активное вентилирование позволяет поддерживать в хранили­щах оптимальный температурно-влажностный режим. Одновре­менно оно обеспечивает удаление с поверхности овощей влаги, а из их массы — продуктов дыхания, ведущих к развитию болезне­творных микроорганизмов.

Воздух в массу хранимого продукта подают при помощи при­точных вентиляционных систем, оборудованных центробежными или осевыми вентиляторами. Режим работы вентиляционной сис­темы зависит от температуры наружного воздуха, вида и массы хранимого продукта. Для снижения температуры хранимого про­дукта наружный воздух нагнетается вентилятором через приточ­ную шахту по вентиляционному каналу в массу продукта. При не­допустимо низких и высоких температурах наружного воздуха вентилятор прогоняет через продукт внутренний (рециркуляцион­ный) воздух, а приточная камера в это время закрыта клапаном.

Процессы управления микроклиматом овощехранилищ рас­смотрим на примере хранения картофеля. В технологическом процессе хранения картофеля можно выделить три периода: ле­чебный, охлаждения и хранения.

Лечебный период необходим для быстрого заживления механи­ческих повреждений картофеля. С этой целью в межклубневом пространстве насыпи необходимо поддерживать температуру на уровне 14…18°С и высокую относительную влажность воздуха (более 90 %) с минимальным воздухообменом.

При температуре картофеля выше 18 °С должна включаться си­стема активного вентилирования и подавать воздух температурой на 3…4°С ниже температуры массы хранимого продукта. Если в закром хранилища заложен больной картофель (пораженный фи­тофторой, нематодой и т. п.), то лечебный период проводится при температуре 8…10°С с последующим охлаждением до 1…2 °С.

При закладке мокрого картофеля его немедленно подсушивают усиленным активным вентилированием при относительной влаж­ности воздуха не более 80 %.

Период охлаждения наступает после двухнедельного лечебного периода, температуру хранимого картофеля постепенно снижают до 2…4°С. Для этого клубни картофеля вентилируют наружным воздухом или смесью его с внутренним воздухом в те периоды су­ток, когда температура наружного воздуха не менее чем на 4…5 °С ниже температуры насыпи картофеля. Охлаждают клубни медлен­но: на 0, 5…0, 6 °С в сутки при максимальной влажности воздуха до 100 %. Период охлаждения длится 20-25 суток.

Период хранения (основной) начинается при температуре кар­тофеля в насыпи 3…4°С. Вентиляционные установки включаются при температуре в насыпи 4°С и более. Зимой продукт активно вентилируют смесью наружного и внутреннего воздуха, а при сильных морозах — только рециркуляционным воздухом. В ос­тальные времена года насыпь вентилируют наружным воздухом, который забирают в наиболее холодное время суток, или возду­хом, охлажденным в специальных холодильных установках.

Во всех случаях относительная влажность воздуха должна быть максимальной, но без образования конденсата на картофеле. При пониженной влажности вентиляционного воздуха возникают большие потери массы клубней и они теряют свой товарный вид. Аналогичные агротехнические требования предъявляют и к САУ микроклиматом других овощехра­нилищ.

В режимах «Лечение» и «Охлаждение» температура массы хра­нимой продукции всегда выше заданной, а продолжительность ра­боты системы активного вентилирования зависит от настройки программных реле и температуры наружного воздуха, а также от массы хранимой продукции. При разработке и выборе систем ав­томатики необходимо знать передаточные функции массы храни­мой продукции и верхней зоны в основном режиме «Хранение».

Передаточная функция массы хранимой продукции. Эту функцию можно определить аналитически из уравнения динамики теплооб­мена массы хранимой продукции и вентилируемого воздуха.

Теплообмен в насыпи штучной СХП представляет собой сложное физическое явление. Температу­ра на поверхности продукта определяется не только интенсивнос­тью отвода теплоты с поверхности, но и ее отводом из внутренне­го пространства клубня, которое образуется в результате биохими­ческих процессов внутри продукта.

Интенсивность изменения температуры в массе продукции за­висит от скорости прохождения приточного воздуха, толщины слоя h насыпи клубней, скважности слоя μ, а также от начальных значений температур клубней θ и воздуха θ _В.

Опыт показывает, что температура подаваемого воздуха и на­сыпи клубней неодинакова по высоте слоя. Быстро охлаждаются слои клубней на входе воздуха и в 4...5 раз медленнее на выходе четырехметрового слоя насыпи картофеля. Наиболее высокая тем­пература массы хранимого продукта наблюдается на глубине 0, 4…0, 6 м от поверхности насыпи.

Установлено, что при подаче воздуха L ≤ 50 м³/ч на 1 т насыпи клубней передаточную функцию можно выразить так: W(p) = k / (Tp + 1), а при L ≥ 50 м³/(т·ч): W(p) = k / ( p² + Т₁р + 1).

С ростом подачи воздуха от 50 до 250 м³/(т·ч) значение коэф­фициента усиления k снижается от 0, 03 до 0, 008. Коэффициент усиления k показывает, на сколько градусов снижается температу­ра насыпи клубней за 1 ч при подаче 1 м³ воздуха на 1 т клубней. Постоянные времени Т также зависят от подачи воздуха: при L ≤ 50 м³/(ч·т) T = 7…8 ч; при L ≥ 50...250 м³/(т·ч) Т₁ = 8…6 ч, Т₂ = 2…1, 6 ч.

При отключенной вентиляции температура массы хранимого продукта повышается за счет теплоты самосогревания. Передаточ­ная функция массы продукта при самосогревании без отвода теп­лоты W(p) = k_С / p, где k_С — коэффициент усиления, показывающий, на сколько градусов повышает­ся температура массы продукта за 1 ч самосогревания без отвода теплоты: для кор­неклубнеплодов k_С = 0, 14, для капусты k_С = 0, 13.

Передаточная функция верхней зоны овощехранилища. Эта фун­кция выражается тремя составляющими (по числу параллельно действующих возмущений), а именно, для типового овощехрани­лища вместимостью 1000 т можно принять следующие значения коэффициентов: k₁ = 0, 3; k₂ = 0, 5; Т₁ = 2, 3 ч и Т₂ = 0, 12 ч.

Передаточная функция смесительной камеры. Во всех овощехра­нилищах с автоматическим управлением микроклиматом исполь­зуется смесительная камера с регулируемым клапаном, передаточ­ная функция которой определяется как для усилительного звена, т.е. W(p) = k.

 

2.4.3. САУ МИКРОКЛИМАТОМ В ОВОЩЕХРАНИЛИЩАХ

 

В отечественной и зарубежной практике используют САУ только температурными режимами в овощехранилище. Автоматическое регулирование влажности применяют редко из-за отсутствия датчиков, работающих при относительной влажности воздуха более 90%. При необходимости влажностью управляют вручную, включая вытяжные вентиляторы.

Для управления микрокли­матом в овощехранилищах ис­пользуют оборудование типа ОРТХ и систему «Среда».

Оборудование для регулиро­вания температуры хранилищ типа ОРТХ обеспечивает технологически обоснованные температурные режимы приточного воздуха, массы хранимой продукции и воздуха верхней зоны без искусственного охлаждения в хранилищах вместимостью до 1000 т с числом вентиляционных камер не более двух.

В оборудование типа ОРТХ входят следующие основные уст­ройства (рисунок 1): смесительный клапан 3 с подогревателем 1 и исполнительным механизмом 4, приточная 2 и вытяжная 5 шахты, два рециркуляционно-отопительных агрегата 6, вентиляционно-распределительный канал 7, вентилятор 8 приточной системы и шкаф автоматического управления системой активного вентили­рования (ШАУ-АВ). В шкафу размещены регуляторы температуры Р1…Р5, программное реле времени КT, ключи и кнопки управле­ния. В связи с неблагоприятными для работы аппаратуры услови­ями предусмотрен автоматический обогрев шкафа от электропо­догревателя ЕК, действием которого управляет контактное термо­реле SK через промежуточное реле KV1 (рисунок2). Температуру контролируют датчики ВК…ВК5 (см. рисунок 1) —терморезисторы и термометры сопротивления, а замеряет логометр Р. Система ак­тивного вентилирования может работать в режиме ручного дис­танционного или автоматического управления.

Рисунок 1 – Технологическая схема АУ температурным режимом в овощехранилище:

1 - подогреватель; 2, 5 - соответственно приточная и вытяжная шахты;

3 - смеси­тельный клапан; 4 - исполнительный меха­низм

В ручном режиме переключатели SA1 и SA2 ставят в положение Р и кнопками SB1 и SB2 управляют вентиляторами и калорифера­ми двух рециркуляционно-отопительных систем, кнопками SB3 и SB4 — подогревателем смесительного клапана, кнопками SB5 и SB6 — приточной вентиляцией. В этом режиме при помощи регу­лятора Р4 (типа ПТР-2) автоматически может отключиться только приточный вентилятор, когда температура наружного воздуха снизится до минимально допустимого значения. При допустимой температуре контакт Р4 замкнут.

Рисунок 2 - Принципиальная электрическая схема шкафа ШАУ-АВ

 

В автоматическом режиме переключатель SA1 переводят в по­ложение А. Последовательность работы схемы зависит от периода хранения.

В режиме « Лечение » переключатель SA2 ставят в положение Л, а переключатель SA3 — в положение Н (нейтральное), в результате чего действует только приточный вентилятор, который периоди­чески включается и отключается магнитным пускателем КМ4, уп­равляемым контактами КT программного реле времени и регуля­тора Р4. Программное реле КT настраивают на шести разовое включение приточного вентилятора в сутки в каждом случае на 30 мин. Перед этим режимом исполнительный механизм ИМ че­рез контакты КМ4: 4 закрывает смесительный клапан полностью, а вентиляция картофеля осуществляется рециркуляционным воз­духом.

В режиме « Охлаждение » переключатель SA2 ставят в положе­ние 0 и в работу вводится дифференциальный терморегулятор Р1, который при помощи датчиков ВК и BK1 сравнивает температуры наружного воздуха и в массе хранимого продукта. Если разница между ними больше так называемого дифференциала (2…3 °С), то срабатывает терморегулятор Р1 и включает промежуточное реле KV2. Контактами KV2: 1 реле KV2 вводит в работу терморегулятор Р3 (типа ПТР-2), а затем контактом Р3 вводится в работу регуля­тор Р4. В результате этого пускатель КМ4 включает приточный вентилятор. Контактами KV2: 2 включается пропорциональный терморегулятор Р5, который посредством датчика ВК5 и исполни­тельного механизма ИМ управляет температурой воздуха в систе­ме вентиляции.

При отклонении этой температуры от заданной терморегулятор Р5 своими замыкающими Р5: 2 и размыкающими Р5: 1 контакта­ми включает исполнительный механизм, поворачивающий зас­лонку смесительного клапана в такое положение, при котором ус­танавливается необходимая температура смешанного наружного и рециркуляционного воздуха. Охлаждение продолжается до тех пор, пока температура в массе хранимого продукта не достигнет заданного значения, после чего посредством датчика ВК3 и кон­тактов Р3 терморегулятора Р3 отключается магнитный пускатель КМ4 приточного вентилятора. Если температура наружного возду­ха длительное время превышает температуру в массе продукта, то вентиляция ведется только рециркуляционным воздухом. Сигнал на включение магнитного пускателя КМ4 вентилятора подается от программного реле времени через контакты КТ. В этом случае смесительный клапан закрыт и теплый наружный воздух в храни­лище не поступает.

В режиме « Хранение » переключатель SA2 ставят в положение X. Приточный вентилятор включается контактами КТ программ­ного реле времени 4…6 раз в сутки для снятия перепадов темпера­туры в массе продукта. При этом блок-контактами КМ4: 3 магнитного пускателя через переключатели SA1 и SA2 подключаются терморегулятор P1, реле КV2 и терморегулятор Р3. В дальнейшем схема действует так же, как и в режиме охлаждения. Если темпе­ратура в течение заданного при помощи реле времени КТ цикла работы не снизилась до нормы, то вентилятор продолжает рабо­тать до тех пор, пока не разомкнутся контакты регулятора Р3. При отключении вентилятора смесительный клапан автоматически закрывается при помощи блок-контактов КМ4: 4, управляющих работой исполнительного механизма ИМ. В том случае, когда тем­пература в верхней части хранилища над продуктом оказывается меньше заданной, что может вызвать выпадение конденсата в продукт, от датчика ВК2 срабатывает терморегулятор Р2 и через магнитные пускатели КМ1 и КМ2 включает рециркуляционно-отопительные агрегаты.

Рециркуляционно-отопительные агрегаты работают только при выключенном приточном вентиляторе (блок-контакты КМ4: 1 замкнуты), отключение их осуществляется контактом Р2 терморе­гулятора, когда температура верхней зоны равна заданному значе­нию.

Автоматическое управление подогревателем смесительного клапана задают переключателем SA3 (положение А) при сниже­нии наружной температуры до —15°С. Он включается магнит­ным пускателем КМЗ или автоматически от реле КT, или вруч­ную кнопками SB3 и SB4 (SB3 в положении Р). Желательно включение в состав оборудования хранилища холодильной ма­шины.

Схема ШАУ-АВ предусматривает возможность управления температурой в ручном и автоматическом режимах. При этом в случае повышения температуры в массе продукта выше нормы в момент, когда наружная температура высока, одновременно с включением приточного вентилятора включается и холодильная машина. Тогда температура воздуха, поступающего в магистраль­ный канал, регулируется терморегулятором, входящим в комплект холодильной машины.

Микропроцессорная система управления микроклиматом теплиц «Среда» более совершенна, чем оборудование тина ОРТХ.

Как и устройство ШАУ-АВ, она обеспечивает автоматическое пропор­циональное регулирование температуры воздуха, направляемого в массу хранимого продукта, двух позиционное регулирование температуры хранимого продукта и воздуха в верхней зоне хра­нилища, а также ряд технических измерений, сигнализацию от­клонений температуры от заданной в отдельных секциях храни­лища и т.д. Система «Среда» может управлять технологическим процессом в восьми секциях хранилища овощей вместимостью до 5000 т. В каждой секции овощехранилища установлены два рециркуляционно-отопительных агрегата, приточный вентиля­тор, смесительный клапан с приводом от ИМ, обогреватель кла­пана, несколько датчиков температуры воздуха (в верхней зоне и в магистральном канале), датчики температуры в массе хранимо­го продукта.

Функциональная блок-схема системы «Среда-1» для управления микроклиматом в хранилище, показана на рисун­ке 3, где 1 - измерительные преобразователи; 2 - блоки измерения и задания; 3 - блоки переключате­лей; 4 - двухпозиционный регулятор; 5 – про-порциональный регулятор; 6 - блок синхрони­зации; 7 - блоки управления; 8 – исполни-тельный механизм; 9 - регулятор разности температур; 10, 11 - измерительные преобразо-ватели температуры соответственно наружного и внутреннего воздуха; 12 - логометр

Рис. 3)

В каждой из восьми секций хранилища устанавливают че­тыре измерительных преобразователя 1: для двухпозиционного регулирования температуры в массе хранимого продукта, надзакромном пространстве и два в магистральном канале (для пропор­ционального регулирования температуры подаваемого 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 3 (коммутаторы) в установленной последовательно­сти подаются на вход двухпозиционного 4 или пропорционально­го 5 регулятора. Также в синхронной последовательности, задавае­мой работой электронного блока 6, через блоки управления 7 осу­ществляется переключение исполнительных цепей регулятора 4 или 5.

Регулятор 9 разности температур наружного 10 и внутреннего 11 датчиков 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 БП, через переключатель S позволяет проконтролировать температуру в 39 точках по объему хранимого продукта.

Алгоритм функционирования системы «Среда» аналогичен описанному ранее алгоритму функционирования устройства ШЛУ-АВ.

2.4.4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ФРУКТО- И ЗЕРНОХРАНИЛИЩ

Автоматизация фруктохранилищ. Конструкции фрукто- и ово­щехранилищ имеют много общего. Автоматизация хранения фруктов вызвана необходимостью охлаждения продукта и точного поддержания температуры и относительной влажности воздуха. Поэтому в системе автоматизации оборудования фруктохранилища предусмотрено управление воздухоохладительными установка­ми, подачей пара для увлажнения воздуха в камерах и концентра­цией газа в газовых хранилищах.

В помещениях для хранения фруктов (фруктохранилищах) концентрацию диоксида углерода поддерживают на уровне, суще­ственно более высоком, чем в атмосферном воздухе: 1 % и более. При этом содержание кислорода уменьшается, а азота увеличива­ется, благодаря чему улучшаются условия хранения фруктов. Со­держание СО₂ регулируют, пропуская циркуляционный воздух че­рез известковое молоко или сжигая газ при контролируемой пода­че воздуха. Полученная таким образом газовая смесь, обогащен­ная также и азотом, охлаждается и подается в хранилище. Рекомендуемая температура хранения — менее 5 °С, но не ниже температуры подмерзания плодов -- должна поддерживаться с высокой точностью. Большое значение имеет также контроль влажности газовой смеси, от которой зависит потеря влаги храни­мыми плодами, и контроль содержания газа этилена, выделяемого плодами.

Для фруктохранилищ вместимостью от 1000 до 3000 т разрабо­тан комплект электрооборудования, который обеспечивает АУ микроклиматом в камерах хранения фрук­тов, управление работой конденсаторного и испарительного обо­рудования, управления работой и защиту компрессоров холодиль­ных машин от аварийных режимов, сигнализацию о режимах работы оборудования. Один комплект может автоматически управлять двумя — четырьмя камерами.

Автоматическая СУ микроклиматом предназначена для под­держания в камерах заданных значений температуры, влажности воздуха, циклического его перемешивания в камерах, включения и отключения установок приточной и вытяжной вентиляции, аммиачных и водяных насосов, оттаивания воздухоохладителей, а также для контроля за температурой и влажностью воздуха в каме­рах и температурой в отдельных точках холодильной установки.

 

Рисунок 4 – Принципиальная электрическая схема управления

микроклиматом фруктохранилищ

 

Электрическая принципиальная схема СУ микроклиматом во фруктохранилище показана на рисунке 4. Напряжение на схему автоматического управления подают, нажимая на кнопку SB6. В случае экстренной необходимости все агрегаты можно одновремен­но отключить одной из кнопок SB1…SB5, расположенных в опреде­ленных местах фруктохранилища. С помощью кнопок SB7, SB8 управляют аварийным вентилятором M1 (мощностью 1, 5 кВт).

Схему СУ температурой и относительной влажностью воздуха первой камеры фруктохранилища включает автомат SF1. Пере­ключателем SA1 выбирают режим работы системы: 0 - отключе­но управление; 1 - ручной (при накладке): 2- автоматическая работа.

В автоматическом режиме при повышении температуры в ка-мере срабатывает терморегулятор Р, который включает реле КV1. Реле KV1 своими контактами КV1: 1, КV1: 2 и КV1: 3 включает соот­ветственно электромагнитный аммиачный вентиль УА1, магнит­ный пускатель КМ3 электроприводов М2 и М3 (мощностью по 2, 2 кВт) вентиляторов воздухоохладительных установок и магнит­ный пускатель КМ6 или КМ7 электропривода одного из аммиач­ных насосов М4 или М5 (по 5, 5 кВт) подачи аммиака как хладоносителя в воздухоохладители камер. Когда температура в камере достигает заданного значения, контакты терморегулятора Р раз­мыкаются и электродвигатели М2…М5 и электромагнитный вен­тиль УА1 отключаются.

Режим работы аммиачных насосов выбирают, устанавливая пе­реключатель SA3 в одно из положений: 1 — оба насоса отключены: 2 — рабочий насос М4 (М5 в резерве); 3 — ручное управление (при наладке); 4 — рабочий насос М5 (М4 в резерве). При успешном пуске рабочего насоса срабатывает датчик давления SP1, который включает реле KV5. Реле KV5 одним контактом подает напряже­ние на включение компрессоров холодильной установки (на схеме не показаны), а вторым — отключает реле выдержки времени КТ2, предназначенное для включения резервного насоса. Если пуска рабочего насоса не произошло или отсутствует давление аммиака в системе рабочего насоса, датчик SP1 размыкает цепь реле КV5, которое включает реле КТ2. Последнее своим контактом КТ2 че­рез 10 с включает реле KV4, которое подключает резервный насос.

Относительную влажность воздуха в камере фруктохранилища регулируют с помощью влагорегулятора В. При понижении влаж­ности воздуха контакты В включают реле KV3, которое при помо­щи магнитного пускателя КМ5 дополнительно подключает к элек­троподогревателю воды ЕК1 секции ЕК2 и ЕКЗ электропарообра­зователя. Пар в камеру подается для повышения влажности возду­ха включением соответствующей задвижки, установленной на паропроводе. Когда влажность воздуха в камере достигает нормы, подача пара прекращается. Подогреватель ЕК1 (0, 5 кВт) включен постоянно для предотвращения замерзания воды при низких вне­шних температурах. В схеме предусмотрена защита парообразова­теля от «сухого хода» при помощи регулятора уровня воды PL. Если уровень воды в увлажнителе понизится, то регулятор уровня разомкнет контакты РЕ и отключит нагреватели EK1…EK3.

Для создания более равномерного распределения температурно-влажностного поля воздуха внутри камер предусмотрено цик­лическое перемешивание воздуха при помощи вентиляторов воздухоохладителей. Цепь управления вентилятором первой камеры включают тумблером S. Режим управления работой вентилятора (длительность и время включения и отключения) настраивают при помощи программного реле КТ1, которое через реле KV2 и магнитный пускатель КМ3 управляет работой электродвигателей М2 и М3 вентиляторов.

Системой автоматики предусмотрено управление процессом удаления льда («снеговой шубы»), который постепенно накапли­вается на поверхности воздухоохладителей. Режим системы удале­ния льда выбирают переключателями SA4 и SA5, устанавливая их в положения: 1 — наладка; 0 — отключено; 2 — автоматическая ра­бота. Наличие «снеговой шубы» на внешней поверхности воздухо­охладителя обнаруживает реле давления SP2, которое восприни­мает разность давлений до воздухоохладителя и после него. При увеличении этой разности из-за закрытия воздухопроводов «сне­говой шубой» замыкаются контакты SP2, включается и самостоя­тельно блокируется реле KV7. Контактами КV7: 2 реле KV7 отклю­чает магнитный пускатель КМ3 вентиляторов воздухоохладителей, контактами KV7: 1 — аммиачный электромагнитный вентиль УА1 и одновременно контактами KV7: 3 включает электромагнитный вентиль УА2 воды для оттаивания льда, а контактами КV7: 4 — реле выдержки времени КТ3 и реле KV6. Реле КV6 отключает реле KV7. Через период времени (выдержка), равный 3 мин и достаточный для стока аммиака из воздухоохладителя, контактом КТЗ включа­ется магнитный пускатель КМ8, который своими контактами от­крывает электромагнитный вентиль воды УАЗ, включает посредством магнитного пускателя КМ8 электропривод М6 (4 кВт) насо­са воды для оттаивания и посредством магнитного пускателя КМ9 - электронагреватель ЕК4 (15 кВт) воды для оттаивания. Че­рез 27 мин контактом КТЗ выключаются электропривод М6 насоса воды для оттаивания и электронагреватель ЕК4 и под действием пружины закрывается электромагнитный вентиль УА3 стока воды. Процесс оттаивания прекращается, и через 3 мин контактами КТ3 выключается реле KV7. Выдержка в течение этих 3 мин обеспечивает сток воды с воздухоохладителя и предотвращает включение электромагнитного аммиачного вентиля и воздухоохладителя сра­зу же после окончания оттаивания. Реле KV7 отключает магнит­ным пускателем КМ8 электродвигатель М6 насоса, электромаг­нитные вентили УА2, УА3 и нагреватель ЕК4 воды для оттаивания. Это же реле KV7размыкающими контактами KV7: 1 и KV7: 2 вновь вводит в автоматическую работу аммиачный вентиль УА1 и маг­нитный пускатель КМ3 электроприводов М2 и МЗ вентиляторов воздухоохладителя.

Кроме устройств управления микроклиматом в камерах в рас­смотренный комплект входят автоматические системы регулиро­вания и контроля уровня и температуры аммиака, системы управ­ления компрессорно-конденсаторной группой, вентиляцией, воздушной завесой, включаемой при открытии камер, и рассольными насосами, а также приборы контроля, сигнализации и защиты электрооборудования.

Автоматизация зернохранилищ. Семенное зерно хранят в меш­ках или закромах вместимостью от 100 до 5000 т, а фуражное зер­но — россыпью в железобетонных силосах или металлических бункерах вместимостью до 10 000 т.

Крупные зернохранилища оборудованы электромеханизиро­ванными установками для загрузки и разгрузки зерна с автомати­ческими системами управления соответствующими параметрами.

Главная цель управления — сохранение жизнедеятельности се­мян и хлебопекарных качеств зерна. Жизнедеятельность зерна при хранении проявляется в его дыхании, вследствие которого происхо­дят потери сухого вещества, повышаются влажность зерна и меж­зерновое пространство, а также температура зерновой массы (само­согревание). Исходя из этого, интенсивность дыхания при хране­нии зерновой массы следует свести к минимуму, но без ухудшения качества продукта. Интенсивность дыхания резко увеличивается с повышением влажности зерна, поэтому на хранение надо заклады­вать зерно с влажностью ниже критической, т.е. ниже 14 %. На ин­тенсивность дыхания также влияет температура. Оптимальный тем­пературный диапазон для семенного зерна 0…10 °С.

Целевой функцией управления процессом хранения является минимизация потерь массы зерна, т.е.

П = f (t₃, w₃, B₃) → min

при соответствующих ограничениях по качественным показа­телям продукта (температура t₃ и влажность w₃ не выше, а всхожесть В₃ не ниже заданной).

Алгоритм оптимального управления процессом хранения се­мян в соответствии с описанным выше критерием предусматривает контроль температуры t₃ влажности w₃ и всхожести В₃ зерна.

Температуру и влажность зерна в хранилищах закромного типа контролируют вручную при помощи термометров и влагомеров, по­гружаемых в различные места закрома. Остальные параметры также периодически контролируют, отбирая пробы и анализируя их в лабо­ратории. Температуру контролируют не менее двух раз в месяц, влажность — один раз в месяц, а всхожесть — один раз в 4 мес.

2.4.5. АВТОМАТИЗАЦИЯ УЧЕТА, КОНТРОЛЯ И СОРТИРОВАНИЯ СХП

Контроль и учет сельскохозяйственной продукции (СХП) позволяют сво­евременно выявить и устранить все недостатки производства.

Поступающую в хранилище и отпускаемую из него продукцию обязательно учитывают и регистрируют в специальной ведомости или передают данные в память ЭВМ. Продукцию взвешивают на железнодорожных или автомобильных весах, устанавливаемых не­посредственно при въезде на территорию хранилища. Качество хранения СХП контролируют визу­ально на местах или по отобранным образцам химическими мето­дами в лабораториях хозяйств и районных центральных лаборато­риях. Результаты анализов фиксируют в специальных журналах и сообщают руководителям и агротехническим службам хозяйств.

При помощи технических средств автоматики контролируют микроклимат в хранилищах, температуру и влажность хранимого продукта, очищают и сортируют его перед закладкой на хранение и перед поступлением к потребителю или на посев.

Зерно и зернопродукты закладывают на хранение предвари­тельно очищенными, просушенными и охлажденными до 10 °С и ниже, т.е. до температур, при которых все жизненные функции живых компонентов зерновой массы затормаживаются. Для успешного хранения зерна в складах необходимо периодически кон­тролировать влажность и температуру зерновой массы.

Влажность контролируют в лабораторных условиях путём про­верки проб семян, взятых из отдельных мест хранилища, а темпе­ратуру — по показаниям датчиков температуры, заложенных в от­дельные места хранимой зерновой массы. Для семенного зерна нельзя допускать снижение температуры до —2°С, так как из-за наличия свободной влаги и ее замерзания нарушается целость се­мени и снижается всхожесть. По показаниям датчиков температу­ры обнаруживают очаги самосогревания зерновой продукции и гнили в овощехранилищах.

Самосогревание влажной зерновой массы обусловлено проте­кающими в ней биохимическими процессами и плохой теплопро­водностью. При этом температура в самосогреваемом участке на­сыпи поднимается до 70 °С, что ведет к потере посевных, техноло­гических, пищевых и фуражных качеств зерновых продуктов. Са­мосогревание возникает в невентилируемых местах, в которых находится зерно повышенной влажности, особенно свежеубранное, с большой физиологической активностью. Процесс самосог­ревания зерновых продуктов и гниения картофеля и овощей со­провождается не только повышением температуры, но и увеличе­нием выделения влаги. Вследствие этого очаги самосогревания и гниения можно обнаруживать не только датчиками температуры, но и по увеличению показаний датчиков относительной важности воздуха, закладываемых в массу хранимой продукции.

СОРТИРОВАНИЕ СХП. Поскольку су­ществующие способы и устройства очистки и сортирования зер­новых культур и продуктов их переработки изучают в дисциплине «Комплексная механизация сельского хозяйства», то здесь рас­смотрены новые принципы автоматического сортирования СХП по ее оптическим и электрическим свойствам, характеризующим степень зрелости и другие качества плодов томата, яблок, клубней картофеля, корнеплодов, семян, листьев табака.

Сортирование картофеля по размерам, отделение ком­ков земли, камней, клубней, пораженных гнилью и фитозеленью, представляет собой важную послеуборочную операцию. Необхо­димость сортирования картофеля перед его посадкой вызвана тем, что в процессе хранения до 20% клубней семенного картофеля поражаются различными гнилями.

Затраты ручного труда на отделение загнивших клубней перед посадкой составляют 20…30 % общих трудозатрат на производство картофеля, а посадка несортированного картофеля приводит к не­добору 15…20 % урожая.

Для сортировки картофеля разработаны оптические, радиоизо­топные и температурные методы обнаружения загнивших клубней и клубней, пораженных фитозеленью, а также комков почвы и камней.

Рассмотрим принцип работы оптической установки для авто­матического сортирования клубней картофеля (рисунок 5), исполь­зующей спектральную характеристику коэффициентов отражения клубней.

Рисунок 5 – Схема установки для ав­томатической сортировки клубней картофеля:

1 - электропривод; 2 - транспортер-выстраиватель; 3 - бункер-питатель; 4 – клубни картофеля; 5 - оптические излучатели; 6 - объектив; 7 - анализа­тор изображения;

8 - делитель излуче­ния; 9 - конденсаторы; 10 - оптичес­кие фильтры; 11 - фотоприемники; 12 - блок обработки информации; 13 - исполнительный механизм; 14 - заслонка;

15, 16 - емкости для отходов и здоровых клубней

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. C. межотраслевой баланс производства, распределения и использования продукции в народном хозяйстве
2. II. Порядок проведения экспертизы продукции и выдачи заключения
3. III. Определение посевных площадей и валовых сборов продукции
4. VII. Определение затрат и исчисление себестоимости продукции растениеводства
5. Автоматизация башенных водокачек.
6. Автоматизация бухгалтерского учета. «1С: Бухгалтерия»
7. АВТОМАТИЗАЦИЯ ДОКУМЕНТООБОРОТА
8. Автоматизация землеустроительного проектирования
9. Автоматизация оценки эффективности инвестиционных проектов
10. Автоматизация процесса биологической очистки сточных вод
11. Автоматизация процессов механической очистки сточных вод
12. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА