Принципи побудови автоматичних систем

Класифікація автоматичних систем здійснюється за багатьма ознаками основними з яких є наступні:

· за призначенням (автоматичні системи регулювання,

контролю, сигналізації, блокування і захисту і ін.)

· за характером керованих величин (автоматичні системи

регулювання температури, тиску, рівня рідини і ін.)

· за видом енергії що використовується (електричні,

гідравлічні, пневматичні і ін.)

· за кількістю керованих величин (одномірні і багатомірні).

За принципом керування автоматичні системи поділяються на автоматичні системи керування з розімкненим (розімкнені автоматичні системи) і замкненим ланцюгом впливу (замкнені автоматичні системи).

Орган керування об’єкта у відповідності до отриманого від автоматичного керуючого пристрою керуючого (регулюючого) впливу змінює керовану величину таким чином, щоб звести сигнал помилки (неузгодженості) до нуля або до доступної величини. В цьому і полягає принцип керування за відхиленням (похибці),який називається також принципом зворотнього зв’язку.

В залежності від наявності додаткових джерел енергії автоматичні системи регулювання поділяються на системи прямого і непрямого регулювання.

Системами прямого регулювання називаються системи,в яких орган керування переміщується за рахунок енергії, яка розвивається чутливим елементом системи. Прикладом системи прямого регулювання є система регулювання рівня води в кип’ятильниках безперервної дії.

Системами непрямого регулювання називаються системи, до складу яких входять пристрої, що дозволяють підсилити сигнал похибки за потужністю. Ефект підсилення сигналу за потужністю досягається за рахунок введення в систему регулювання додаткових джерел енергії,які живлять підсилюючі і виконавчі елементи системи. Прикладом системи непрямого регулювання є система регулювання тиску в пароводяній сорочці стравоварильних котлів і автоклавів.

За характером алгоритму функціонування автоматичні системи керування поділяються на програмні, стабілізуючі, слідкуючі.

Програмною автоматичною системою керування називається система, алгоритм функціонування якої утримує припис змінювати керовану величину у відповідності до раніше заданої послідовності змін в часі.

Стабілізуюча автоматична система керування-це така система, алгоритм функціонування якої утримує припис підтримувати значення керованої величини постійним.

До слідкуючих автоматичних систем керування відносяться системи, алгоритм функціонування яких утримує припис змінювати керовану величину в залежності від невідомого раніше значення змінної величини на вході системи. До слідкуючих відносяться системи відтворення кута,швидкості обертання, моменту, електричних величин (напруги, струму).

За видом рівнянь, якими описуються автоматичні системи, їх можна поділити на лінійні і нелінійні. Більшість реальних автоматичних систем є нелінійними, однак в багатьох випадках з метою спрощення досліджень їх можна вважати лінійними, якщо не лінійність має несуттєвий вплив.

Лінійні системи в свою чергу, поділяються на стаціонарні і нестаціонарні. Стаціонарними називаються системи, всі параметри яких не змінюються в часі, нестаціонарними – зі змінними параметрами.

2. Властивості керованих об’єктів

Основними властивостями керованих об’єктів є ємкість, самовирівнювання, запізнення, тривалість і швидкість розгону.

Ємкість керованого об’єкта – це запас накопиченої енергії або накопиченої в об’єкті речовини. Чим більше ємкість об’єкта, тим повільніше при інших рівних умовах буде змінюватись керована величини при збурюючих впливах і навпаки.

Ємкість кожного об’єкта розглядається з боку споживання і з боку надходження. Ємкість в першому випадку визначається характеристиками керованого середовища, в – другому характеристиками речовини або енергії, яка впливає на керовану величину. Наприклад, кількість теплоти, яка міститься в теплоносії нагрівача, є ємкістю з боку подачі, а кількість теплоти, що знаходиться в комунікації після нагрівача, - ємкістю з боку споживання.

Самовирівнюванням керованого процесу називається властивість керованого об’єкту після виникнення збурюючого впливу прагнути переходити в стан рівноваги без зовнішнього втручання. Об’єктами з самовирівнюванням є теплові технологічні апарати підприємств ресторанного господарства, в яких при зміні потужності нагрівальних елементів температура рідини (повітря) встановлюється на нове постійне значення.

В об’єктах без самовирівнювання рівновага, порушена в наслідок зміни керованої величини, не відновлюється (наприклад в резервуарі, з якого в постійній кількості відкачується рідини, а приток її в резервуар змінюється).

З моменту збурюючої дії керована величина змінюється не відразу, а через певний час, який характеризує запізнення процес в об’єкті. Розрізняють запізнення передаточне і перехідне.

Передаточне запізнення – час на протязі якого керована величина не змінюється не дивлячись на виникнення збурюючої дії.

Передаточне запізнення залежить від навантаження і ємкості об’єкта: чим більше навантаження, тим менше передаточне запізнення; час передаточного запізнення зменшується із зменшенням ємкості об’єкта.

Запізнення, що залежить від теплових,гідравлічних і інших опорів між ємкостями об’єкта, називається переходним. Переходне запізнення в теплових апаратах обумовлюється так званим тепловим опором, який залежить від умов теплообміну.

Час розгону об’єкту - це період, протягом якого керована величина при скачкоподібній максимальній збурюючій дії змінюється від нуля до заданого значення при умові навантаження об’єкта і сталості швидкості зміни керованої величини на протязі цього часу.

3. Типові ланки автоматичних систем

Системи автоматичного регулювання складаються з елементів — ланок, кожна з яких може мати свою електричну схему, фізичні принципи дії, різне конструктивне оформлення й характеризуватись цілком визначеним зв’язком між вхідною й вихідною величинами. На роботу системи з погляду аналізу її стійкості й розрахунку перехідних процесів впливає залежність між вхідною, й вихідною величинами. Якщо класифікувати з цього погляду ланки систем автоматичного регулювання, то виявляється порівняно невелика кількість залежностей, які охоплю­ють більшість реальних ланок у схемах автоматичного регулю­вання. Далі розглядатимуться найхарактерніші ланки.

Динамічні характеристики ланок можна повністю описати їх диференціальними рівняннями. Однак при аналізі стійкості си­стем та їх динаміки широко застосовують частотні методи, тому ці методи використовують також при визначенні характеристик

ланок.

Величина, зворотня часу розгону, являє собою швидкість розгону.

При дослідженні динамічних властивостей елементів користуються передаточною функцією ланки, яка являє собою відношення операторного зображення вихідної величини до операторного зображення вхідної величини.

Лінійні ланки.

Пропорційна ланка. Пропорційною називається ланка, в якій вихідна величина пропорційна вхідній, тобто в символічній формі:

Передаточний коефіцієнт такої ланки:

Прикладом подібної ланки може бути важіль, редуктор (якщо знехтувати мертвим ходом і пружністю деталей), поділь­ник напруги, транзистор, постійний резистор, трансформатор.

При подачі на вхід такої ланки стрибкоподібного сигналу вихідна величина без запізнювання повторює зміну вхідної величини в іншому масштабі. Такі ланки дістали назву безінерційних (рис. 27). Вони рівномірно пропускають сигнали всіх частот, бо передаточний коефіцієнт не залежить від частоти.

 

Рис 27 - Пропорційні ланки

Аперіодична ланка. Аперіодичною називається ланка,в якій при разовому впливі на вході вихідна величина аперіодично прагне до нового установленого значення. Інколи ця ланка ще називається інерційною.

Приклади аперіодичних (інерційних) ла­нок є контури LR,RC,електродвигун постійного струму, електронагрівач.

Інтегруючою називають таку ланку, у якої вихідна величина є інтегралом від вхідної:

Продиференціювавши рівняння, дістанемо:

Інтегруюча ланка. Інтегруючою ідеальною називається ланка, в якій вихідна величина пропорційна інтегралу від вхідної величини.

Передаточний коефіцієнт:

 

Рис 28 - Інтегруючі ланки

Можна навести такі приклади інтегруючих ланок:

А. Конденсатор, заряджений струмом (рис. 28, а). Вхідна

величина — струм, вихідна — напруга на конденсаторі

Б. Ідеальний дросель при R = 0 (рис. 28,6). Вхідна вели­чина—напруга U, вихідна — струм I.

В.. Будь-який механічний пристрій, в якому вхідною величиною є швидкість Ω, а вихідною переміщення Z (рис. 28, в).

Диференційна ланка. Ідеальною диференційною називається ланка, в якій вихідна величина пропорційна похідній в часі від вхідної,тобто вихідна величина пропорційна швидкості зміни вхідної.

Передавальний коефіцієнт К=А вих / А вх =JwК.

Коливальна ланка. Коливальною називається ланка, в якій при зміні вхідної величина вихідна величина прагне до нового значення, здійснюючи відносно неї коливання.

Рис 29 - Коливальні ланки

Рівняння передаточного коефіцієнта коливальної ланки має вигляд:

 

де ωо — частота власних коливань; ε — ступінь заспокоєння ко­ливань (демпфірування).

До ланок такого типу належать механічні коливальні систе­ми, до складу яких входять елементи, що мають масу, пруж­ність і в’язке тертя (демпфірування) (рис. 29, а), і електричні коливальні контури, до складу яких входять індуктивність L, ємність С і активний опір R (рис. 29, б).

Запізнююча ланка. Запізнюючою називається ланка,яка передає сигнал без змін,але при цьому вихідний сигнал по відношенню до вхідного запізнюється на постійну величину Т.Рівняння такої ланки має вигляд

Авих= кАвих(т-Т)

Передавальний коефіцієнт ланки

К=Авих/Авх

Нелінійні ланки. Нелінійні ланки-це ланки з суттєво нелінійними характеристиками.

Нелінійна ланка з кусочно-лінійними характеристиками - така ланка, характеристика якої безперервна, але має вигляд ламаної, яка складається з прямолінійних відрізків.

Нелінійна ланка релейного типа-ланка, в якій безперервній зміні вхідної величини відповідає стрибкоподібна зміна вихідної величини, яка з’являється лише при певних значеннях вхідної величини.

Нелінійна ланка з криволінійною характеристикою має характеристику, яку можна приблизно апроксимувати іншою кривою більш зручною для аналітичних досліджень.

Нелінійна ланка з запізненням-ланка,в якій вихідна величина відтворює зміни вхідної величини з деяким постійним інтервалом запізнення і володіє не лінійністю певного виду.

Нелінійна імпульсна ланка - ланка, в якій характеристики імпульсів (величини і тривалість) змінюються по будь-якому з нелінійних законів.

 

Питання для самопідготовки і контролю

 

1. Наведіть класифікацію автоматичних систем

2. Автоматичні системи керування з розімкненим колом керування

3. Автоматичні системи керування з замкненим колом керування

4. Суть поняття „принцип зворотнього зв’язку”

5. Автоматичні системи прямого регулювання

6. Автоматичні системи непрямого регулювання

7. Програмна автоматична система керування

8. Стабілізуюча автоматична система керування

9. Слідкуюча автоматична система керування

10. Лінійні і нелінійні автоматичні системи

11. Назвіть основні властивості керованих об’єктів

12. Поняття і характеристики лінійних ланок:

· пропорційна

· аперіодична

· диференційна

· інтегруюча

13. Поняття і характеристики нелінійних ланок

Тема 4. Автоматизація виробничих процесів в закладах ресторанного господарства

Лекція 6-7

 

Автоматизація теплового технологічного устаткування

 

План

 

1. Теплові технологічні апарати як об’єкт автоматизації

2. Регулювання температури (тиску)і контроль рівня

3. Регулювання температури повітря в обмежених об’ємах

4. Регулювання температури смажільної поверхні

5. Автоматизація теплових апаратів на газовому обігріві

6. Автоматизація обладнання надвисокочастотного нагрівання

 

Література: 1,С.194-236;2,С.240-267;3,С.

1. Теплові технологічні апарати як об’єкт автоматизації

Теплові технологічні апарати складають найбільш широко представлену групу обладнання закладів ресторанного господарства. З точки зору теорії автоматичного керування теплові апарати є об”єктами з самовирівнюваними процесами. Така їх властивість дозволяє повністю автоматизувати процеси, що здійснюються в них. Однак теплові апарати мають певний суттєвий недолік-значну температурну інерційність, тобто певне запізнювання процесу в об”єкті. Сучасне теплове обладнання підприємств ресторанного господарства оснащене в основному двохпозиційними регуляторами (температури, тиску, рівня) і пристроями контролю, захисту, сигналізації і блокування.

В залежності від заданого значення регульованого параметру теплові апарати підприємств ресторанного господарства поділяються умовно на дві групи: з одним заданим значенням регульованого параметру (смажильні і пекарську і шафи, апарати для приготування кави) і з заданим діапазоном між мінімальним і максимальним значеннями регульованого параметру (стравоварильні котли, автоклави, фритюрниці, водонагрівачі).

Графіки переходного процесу систем двохпозиційного регулювання з одним заданим значенням регульованого параметру і з заданим діапазоном регулювання, наведені відповідно на рис 30,а і 30,б,і вони є типовими для теплового технологічного устаткування.

 

Рис 30 - Характеристика переходного процесу двохпозиційного регулятора системи:

а- з одним заданим значенням регульованого параметру; б- з заданим діапазоном регулювання.

Дія регулятора на тепловий апарат У (рис 30,а) відповідає включеному стану нагрівальних елементів на повну потужність, однак, з причин великої теплової інерційності апарата температура (тиск) регульованого середовища починає збільшуватись лише з урахуванням часу запізнення τ (від умовного нуля - температури оточуючого середовища). Характер кривої збільшення температури регульованого середовища залежить від властивостей теплового апарата як керованого об’єкта, тобто від його конструкції. При досягненні контрольованим середовищем заданої температури регулятор змінює дію на регулюючий орган (нагрівальні елементи) теплового апарата,зменшуючи потужність нагрівання (відключаються всі або частина нагрівальних елементів або їх з’єднання переключається на нижчу ступінь потужності). Внаслідок теплової інерції температура контрольованого середовища збільшить задану величину,після чого відбудеться її зменшення. Коли вона зменшиться до заданого значення, регулятор змінить свою дію на об’єкт і збільшить потужність нагрівальних елементів. Однак через теплову інерційність температура буде продовжувати зменшуватись. Після чого вона почне збільшуватись до заданого значення, при якому регулятор діє на регулюючий орган об’єкта для зменшення потужності нагрівальних елементів і цей процес буде повторюватись. Таким чином, температура контрольованого середовища коливається навколо заданого значення. Амплітуда 1 і період коливань Тк температури гріючого середовища залежить від величини підведеної потужності і теплової інерції середовища (і теплоносія).

В тепловому технологічному обладнанні з заданим діапазоном регулювання температури (рис 30,б) при досягненні верхнього заданого значення регулятор змінює дію на нагрівальні елементи, зменшуючи потужність нагрівання і відповідно його збільшуючи при досягненні нижнього заданого значення. Амплітуда і період коливань в цьому випадку більші, ніж в теплових апаратах з одним заданим значенням температури. При цьому зменшується частота переключень регулятора нагрівальних елементів теплового апарата, а, значить, підвищується надійність їх роботи.

В тепловому устаткуванні з побічним нагріванням (з теплоносієм) амплітуда коливань температури контрольованого середовища зменшується, а період коливань і час запізнення збільшується. Такі теплові апарати мають більш високу точність регулювання і надійність роботи, однак вимагають більшого часу прогрівання для досягнення контрольованим середовищем заданого значення температури.

Температура контрольованого середовища установлюється в них по температурі теплоносія,оскільки чутливий елемент сприймаючого блоку регулятора встановлюється в теплоносії.

Теплові технологічні апарати,в яких здійснюється автоматичне регулювання і контроль фізичних параметрів,за видом регульованих і контрольованих параметрів поділяються на такі групи:

· електротеплові апарати, в яких здійснюється регулювання температури (тиску) і контроль рівня рідини в обмежених об’ємах (стравоварильні котли, автоклави, марміти, фритюрниці, кип’ятильники, водонагрівачі, апарати для приготування кави)

· електротеплові апарати, де в обмежених об’ємах регулюється температура повітря (смажильні, пекарські, кондитерські шафи, теплові стойки)

· електротеплові апарати, в яких здійснюється регулювання температури смажильної поверхні (плити, жаровні, сковороди з безпосереднім обігрівом)

· теплові апарати з газовим обігрівом

· апарати високочастотного нагрівання

· технологічні автомати для приготування і теплової обробки кулінарних виробів

2. Регулювання тиску (температури) і контроль рівня рідини в обмежених об’ємах

Об’єктами регулювання температури (тиску) і контролю рівня рідини в обмежених об’ємах в технологічному тепловому обладнанні є котли, марміти, фритюрниці, кип’ятильники і водонагрівачі.

Процес приготування перших і деяких других страв складається з двох періодів: доведення місткості теплового апарату до кипіння на повній потужності нагрівання (сильне нагрівання), а потім доварювання страви на нижчій ступені потужності(слабке нагрівання). Доварювання може здійснюватись і при повному виключенні нагрівання, тобто за рахунок акумульованого тепла.

Автоматичне регулювання теплового процесу стравоварильних електричних котлів і автоклавів здійснюється не за температурою страви,що готується в цих апаратах, а за функціонально зв’язаним з ним параметром-тиском пари в пароводяній сорочці. Регулятором тиску в стравоварильних котлах типу КСЕ і в автоклавах використовується електроконтактний манометр ЕКМ-1,який являє собою регулятор непрямої дії. Манометр ЕКМ-1 встановлюється на пароводяній сорочці і дозволяє також здійснювати візуальний контроль за тиском в ній. В автоматичну систему регулювання тиску пари в пароводяній сорочці входять також в якості керуючих елементів електромагнітні реле,а виконуючим органом є магнітні пускачі. Рівень води в пароводяній сорочці котла (автоклава) контролюється за допомогою електродного датчика рівня. Регулятором тиску стравоварильних котлів типу КЕ є реле тиску.

Принципіальна електрична схема котла стравоварильного електричного секційного модульного типу КПЭСМ-60 М наведено на рис 33. Елементи автоматики котла розташовані в окремій шафі-станції керування. В коло керування подається напруга 220 В. Коло керування захищене від струмів короткого замикання плавкими запобіжниками FU. В силовому колі три ТЕНи загальною потужністю 9,45кВт в залежності від напруги джерела (380/220 В) з’єднані в зірку чи трикутник.

Рис 31 - Принципіальна електрична схема стравоварильного котла

Режим роботи котла задається положенням перемикача SA. При заданому режимі 1 після закипання вмісту котла електронагрівачі перемикаються на слабке нагрівання, забезпечуючи тим самим „тихе” кипіння. Цей режим використовується при приготуванні супів, борщів і інших перших страв. При заданому режимі 11 після закипання вмісту котла електонагрівачі повністю вимикаються. Цей режим використовується при приготуванні круп’яних виробів, макаронів і овочів.

При подачі напруги в схему отримує живлення первинна обмотка трансформатора TV. З одної вторинної обмотки трансформатора знімається напруга 220 В для живлення електромагнітного реле KV4 в ланці електродного датчика рівня води, а з другої-6,3 для живлення сигнальних ламп. Якщо рівень води в пароводяній сорочці котла достатній, то електричний ланцюг між корпусом котла і електродом датчика BE замкнутий, обмотка реле KV 4 знаходиться під напругою, реле включено і його замикаючий контакт KV4.1 в керуючій ланці замкнений. Тому при натисканні на пускову кнопку SB2 створюється ланка живлення обмотки електромагнітного реле KV1, яке спрацьовує і контактом KV1.1 забезпечує блокування пускової кнопки і живлення решти ланки керування. При цьому під напругою буде знаходитись обмотка магнітного пускача КМ1, яка спрацьовує і трьома контактами КМ1.1, КМ1.2, КМ 1.3 в силовому колі забезпечує подачу напруги на ТЕНи, а контактом КМ1.4-живлення лампи HL1, яка сигналізує про включення котла на сильне нагрівання. Коли тиск в пароводяній сорочці досягає верхнього заданого значення (0,045 Мпа), замикається контакт рухомої стрілки з контактом покажчика „max” електроконтактного манометра ВР. Тим самим утворюється коло живлення обмотки електромагнітного реле KV3, яке спрацьовує і замикаючим контактом KV3.1 самоблокується, шунтуючи контакт „max” манометра, замикаючим контактом KV3.2 підготовлює до включення реле KV2, замикаючим контактом KV 3.3 підготовлює до включення магнітний пускач КМ2, розмикаючим контактом KV 3.4 забезпечує живлення магнітного пускача КМ1 і розмикаючим контактом KV 3.5 розриває коло живлення обмотки реле KV1 при роботі котла в режимі 11.В цьому випадку реле KV1 своїм замикаючим контактом KV1.1 обезструмлює коло керування, а, відповідно, і силове коло. В режимі 1 роботи котла магнітний пускач КМ1 розмикає три замикаючих контакти КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3 в силовому колі і контакт КМ1.4 в колі сигнальної лампи HL1 і замикає розмикаючий контакт КМ1.5 в колі обмотки магнітного пускача КМ2.Створюється коло живлення обмотки магнітного пускача КМ2,який спрацьовує і трьома замикаючими контактами КМ2.1,КМ2.2,КМ2.4 і розмикаючим контактом КМ2.3 в силовому колі з’єднує послідовно три нагрівачі між фазою А і нулем N.А замикаючим контактом KM2.5 забезпечує живлення лампи HL2, яка сигналізує про роботу котла на нижчому ступеню потужності. При цьому потужність нагрівання зменшується в 9 раз. Коли тиск пари в пароводяній сорочці знизиться до мінімально заданого значення (0,005-0,01 Мпа),замикається контакт рухомої стрілки з контактом покажчика „min” електроконтактного манометра ВР.Тим самим створюється коло живлення обмотки електромагнітного реле KV 2, яке спрацьовує і розмикає контакти KV2. 1, KV2.2,KV2.3 в колі обмотки магнітних пускачів КМ1 і КМ2 і електромагнітного реле KV3.Реле KV3 обезструмиться і розімкне контакт KV3.1 у власному колі,KV3.2 - в колі обмотки реле KV2, KV3.3 - в колі магнітного пускача КМ2, а замикає розмикаючі контакти KV 3.4 в колі обмотки магнітного пускача КМ1 і KV3.5-в колі обмотки реле KV1 (для режиму 11 роботи котла). РелеKV2 обезструмлюється і замикає свої розмикаючі контакти KV2.1,KV2.2,KV2.3. В результаті схема повертається в вихідний стан, який відповідає включенню ТЕНів на сильне нагрівання.

При виникненні „сухого ходу” розривається електролітичний контакт в електродному датчику ВЕ, а відповідно, і коло живлення обмотки реле KV4, яке відпускає і своїм замикаючим контактом KV4.1 обезструмлює коло живлення обмотки релеKV1, що призведе до відключення ТЕНів, а розмикаючим контактом KV4.2 підключає сигнальну лампу HL3.

Пристрій електричний варильний типу УЕВ-40,-60 призначений для приготування заправочних супів, других і третіх страв, гарнірів і тушкування овочів, а також транспортування готових блюд на лінію роздачі, зберігаючи їх в гарячому стані, і роздачі споживачеві на підприємствах ресторанного господарства.

Принципіальна електрична схема варильного пристрою показана на рис.32.

 

Рис 32 - Принципіальна електрична схема варильного пристрою

Режим роботи задається перемикачем SA1 одночасно з вмиканням варильного пристрою. При будь-якому заданому режимі роботи пристрою подається напруга на первинну обмотку трансформатора TV. В колі однієї з вторинних обмоток трансформатора знаходиться електродний датчик рівня води в парогенераторі ВЕ (захист від „сухого ходу”), а другої-сигнальна лампа HLl. Якщо рівень води в парогенераторі вище електронагрівачів, то утворюється електролітичний контакт між електродом і корпусом, по колу якого подається напруга на обмотку електромагнітного реле KV1. Реле KV1 спрацьовує і замикаючим контактом KV1.1 створює коло живлення обмотком магнітного пускача КМ1, розмикаючим контактом KV1.2 розриває коло живлення магнітного пускача КМ2 і замикаючим контактом KV1.3 забезпечує живлення лампи з жовтим фільтром HL, яка сигналізує про включення електронагрівачів і про достатній рівень води в парогенераторі. Магнітний пускач КМ1 спрацьовує і своїми замикаючими контактами КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3 підключають електронагрівачі на повну потужність, а розмикаючим контактом КМ1.4 розриває коло обмотки магнітного пускача КМ2 (електрична блокіровка від одночасного вмикання магнітних пускачів КМ1 і КМ2).

Коли тиск пари в пароводяній сорочці підвищується до верхнього заданого значення 0,045 Мпа, контакти реле тиску ВР переключаються. Під напругою опиняється обмотка електромагнітного реле KV2, яка спрацьовує і розмиканням контакту KV2.1 обезструмлює коло обмотки магнітного пускача КМ1, замиканням контакту KV2.2 підготовлює коло живлення обмотки магнітного пускача КМ2 (в режимі 1 роботи пристрою), замиканням контакту KV2.3, блокується коло живлення сигнальної лампи HL,розмиканням контакту KV2.4 обезструмлює обмотку електромагнітного реле KV1 і замиканням контакту KV2.5 підготовлює коло самоблокування реле KV2. Реле KV1 відпускає і розмиканням контакту KV1.1 додатково розриває коло обмотки магнітного пускача КМ1, замиканням контакту KV1.2 підготовлює коло живлення обмотки магнітного пускача КМ2 і замиканням контакту KV1.4 забезпечує блокувальне коло живлення обмотки електромагнітного реле KV2. Магнітний пускач КМ1 відпускає і розмикає свої контакти КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3,відключаючи електронагрівачі від електромережі,і замикає контакт КМ1.4,який забезпечує живлення (в режимі 1) обмотки магнітного пускача КМ2. Пускач спрацьовує і контактами КМ2.1-КМ2.5 здійснює послідовне під’єднання нагрівачів до електромережі, що становить1/9 частину номінальної потужності (слабке нагрівання), розмикаючим контактом КМ2.6 розриває додатково коло магнітного пускача КМ1 (електричне блокування від можливості одночасного вмикання магнітних пускачів КМ1 і КМ2), а розмикаючим контактом КМ2.7 підготовлює до вмикання коло обмотки електромагнітного реле KV1.Якщо заданим є режим 2 роботи пристрою (доварювання за рахунок акумульованого тепла), то при досягненні верхнього заданого значення тиску магнітний пускач КМ1 відключить електронагрівачі від електромережі, коло обмотки магнітного пускача КМ2 залишається розімкненим контактом SA1.2 пакетного перемикача.

Після зниження тиску пари в пароводяній сорочці до заданого нижнього значення перемикаючий контакт реле тиску ВР повертається в вихідне положення. При цьому під напругою опиниться обмотка електромагнітного реле KV1 (в режимі 1 роботи пристрою), яке спрацьовує і забезпечує спрацювання магнітного пускача КМ1 для включення електронагрівачів на сильному нагріванні.

Якщо рівень води в парогенераторі опуститься нижче електрода датчика ВЕ, електричне коло між електродом і корпусом парогенератора розривається. Обезструмлюються обмотки електромагнітних реле KV1,KV2.В результаті обезструмлюються обмотки магнітних пускачів КМ1, КМ2, сигнальна лампа HL. Електронагрівачі відключаються від джерела струму, сигнальна лампа гасне. Пароварильні апарати, в яких обігрівання продукту здійснюється шляхом безпосереднього дотикання його з насиченою парою, не мають автоматичного регулювання нагрівання. В секційному модульованому пароварильному апараті типу АПЭСМ-2 (рис 35) нагрівання води в парогенераторі здійснюється чотирма ТЕНами ЕК1-ЕК4, потужність яких регулюється у співвідношенні 4:3:2:1. Регулювання здійснюється паралельним включенням всіх чотирьох ТЕНів (сильне нагрівання), трьох або двох ТЕНів (середнє нагрівання)і одного ТЕНа (слабке нагрівання). Силове коло комутують два магнітні пускачі КМ1 і КМ2, напруга на обмотки яких подається за допомогою пакетного вимикача SA2 через контакт реле тиску В. В режимі нагрівання парта горить сигнальна лампа HL1, яка живиться через замикаючий контакт КМ1.4 магнітного пускача КМ1. Захист ТЕНів від „сухого ходу” здійснюється за допомогою реле тиску типу РД-4.При виникненні „сухого ходу” контакт реле тиску ВР, через який подається напруга на обмотки магнітних пускачів КМ1, КМ2, розмикається і замикається контакт, через який живиться сигнальна лампа HL2. Магнітні пускачі відключаються і розмикають свої контакти, обезструмлюючи тим самим ТЕНи і сигнальну лампу HL1.

 

Рис 33 - Принципіальна електрична схема апарату пароварильного

Стаціонарні марміти, що призначені для короткочасного зберігання

в гарячому стані других страв, гарнірів, соусів і інших кулінарних

виробів, так само як і пароварильні апарати не мають автоматичного

регулювання нагрівання. Стаціонарний електричний секційний

модульний марміт типу МСЭСМ-60 (рис 34) включається в роботу

за допомогою вмикача SA1.

 

Рис 34 - Принципіальна електрична схема марміту

Мармітниця обігрівається парою, яка поступає з парогенератора, де вода нагрівається ТЕНом ЕК1. Комутують коло ТЕНів чотири силових контакти КМ1.1, КМ1.2, КМ1.3, КМ1.4 магнітного пускача КМ1. З метою підвищення надійності роботи в схемі передбачено дублювання силових контактів магнітного пускача. В коло живлення обмотки магнітного пускача ввімкнутий контакт реле тиску ВР, який здійснює захист ТЕНів від „сухого ходу”. Замикаючий контакт магнітного пускача КМ1.6 введений в коло лампи HL2, яка сигналізує про вмикання ТЕНів парогенератора, а розмикаючий контакт КМ1.5-в коло лампи HL1,яка сигналізує про виникнення „сухого ходу”.

Теплова шафа для зберігання несоусних страв обігрівається двома ТЕНами. Включення шафи і регулювання потужності ТЕНів здійснюється перемикачем SA2.

На відміну від стаціонарних електромармітів електричні марміти настольні типу МНЕ-22, МНЕ-45, призначені для зберігання в гарячому стані перших і других страв, оснащені терморегуляторами для автоматичного підтримання заданого температурного режиму.

Фритюрниці призначені для смаження кулінарних і кондитерських виробів у фритюрі. На рис.35 представлена принципіальна електрична схема фритюрниці секційної модульованої типу ФЭСМ-20.

Рис 35 - Принципіальна електрична схема фритюрниці

При вмиканні вмикача SA1 під напругою опиняються обмотки електромагнітних реле KV1 I KV2, а також сигнальна лампа HL1, яка сигналізує про вмикання фритюрниці. Електромагнітні реле KV1 і KV2 спрацьовують і замикаючими контактами KV1.2, KV2.1 забезпечують подачу живлення на обмотку магнітного пускача KM1, який спрацьовує і замиканням силових контактів КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3 вмикає три ТЕНи ЕК1-ЕК3 загальною потужністю7,5 кВт. Коли температура олії в смажильній ванні досягає нижнього заданого значення (170 С), контакт ВК1 одного температурного реле ТР-200, розмикається, обмотка електромагнітного реле KV1 обезструмлюється, реле відпускає і свої контакти ставить в неробоче положення. При цьому через розмикаючий контактKV1.1 отримує живлення лампа HL2, що сигналізує про досягнення мінімального значення температури олії в смажильній ванні. Не дивлячи на розмикання контакта KV1.2, обмотка магнітного пускача KM1 залишається під напругою за рахунок кола замкнених контактів KV2.1 і KM1.4. Коли температура олії досягне максимально заданого значення (180 С), розмикається контакт BK2 другого температурного реле ТР-200. Обмотка електромагнітного реле KV2 обезструмлюється, реле відпускає і розмикає контакт KV2.1 в блокувальному колі пускача KM1. Магнітний пускач відпускає і розмикає свої контакти, обезструмлюючи тим самим ТЕНи. При зниженні температури і замиканні контакту BK2 температурного реле спрацьовує електромагнітне реле KV2 і замикається його контактKV2.1. Коли температура жиру досягне мінімального значення,замикається контакт ВК1 температурного реле, через який отримує живлення обмотка електромагнітного реле KV1.Реле KV1 спрацьовує і замикаючим контактом KV1.2 забезпечує живлення обмотки магнітного пускача KM1, який спрацьовує і силовими контактами вмикає в коло ТЕНи, а розмикаючим контактом KV1.1 обезструмлює коло сигнальної лампи HL2. В подальшому цикл роботи електрофритюрниці по регулюванню температури жиру повторюється.

Електричні кип’ятильники безперервної дії. Промисловістю випускаються електричні кип’ятильники безперервної дії типу КНЕ-25,КНЕ-50,КНЕ-100, які мають однакове призначення і будову,але різняться один від одного габаритами, номінальною потужністю (відповідно 3;6;12 кВт) і продуктивністю (відповідно 25;50;100 дм /г)

Принципіальну електричну схему кип’ятильника КНЭ-50 наведено на рис.36.

Рис 36 - Принципіальна електрична схема кип’ятильника безперервної дії

Напруга в коло керування подається при замиканні вмикача SA. Живлення отримує понижуючий трансформатор TV, який має дві вторинні обмотки. В коло однієї обмотки (75В) включена автоматична система контролю з електродним датчиком рівня води, в коло другої (6 В) введено сигнальну лампу. Про наявність напруги на кип’ятильнику свідчить світловий сигнал червоної лампи HL1. Електродний датчик ВЕ1, який контролює наявність води, що поступає з водопроводу в кип’ятильник, встановлений на дні живильної коробки. Електродні датчики ВЕ2 і ВЕ3, що контролюють рівень води в збірнику окропу, встановлені відповідно, на верхньому і нижньому рівнях збірника. Постійний рівень води підтримується за допомогою поплавкового пристрою.

При достатньому рівні води в живильній коробці між електродом датчика ВЕ1 і корпусом кип’ятильника утворюється електролітичний контакт, через який напруга змінного струму подається на діагональ мостової схеми двох напівперіодних випрямлячів, які зібрано на напівпровідникових діодах VD1-VD4. Випрямленою напругою живиться обмотка електромагнітного реле KV1, яке спрацьовує і замикаючим контактом KV1.1 забезпечує подачу напруги 220 В на обмотку магнітного пускача KM1. Магнітний пускач спрацьовує і через силові контакти КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3 забезпечує живлення трьох ТЕНів ЕК1-ЕК3.замикаючим контактом КМ1.4 підключає зелену сигнальну лампу HL2, яка сигналізує про режим нагрівання і розмикаючим контактом КМ1.5 відключає електродний датчик ВЕ3.При досягненні окропом верхнього заданого рівня в збірнику утворюється електролітичний контакт між електродом датчика ВЕ2 і корпусом кип’ятильника, в результаті чого шунтується вхід випрямляча і припиняється живлення обмотки реле KV1. Реле відпускає і замикаючим контактом KV1.1 розмикає коло живлення обмотки магнітного пускачаКМ1.Останній відпускає і своїми контактами відключає від живлення ТЕНи, сигнальну лампу і з’єднує паралельно електродні датчики ВЕ2 і ВЕ3.Після відбирання окропу із збірника електрод ВЕ2 оголяється,але шунт входу моста залишається за рахунок електрода датчика ВК3 і розмикаючого контакту КМ1.5 магнітного пускача. Коли рівень води в збірнику окропу понизиться до нижнього заданого значення, оголяється електрод датчика ВЕ3, розривається електролітичний контакт в колі шунта входу моста, з’являється напруга на вході випрямляча, і схема приходить в робочий стан, який відповідає включенню ТЕНів.

При замиканні кола силового вмикача QS і тумблера SA подається напруга на понижуючий трансформатор TV. При достатньому рівні води в резервуарі водонагрівача замикається електролітичний контакт між корпусом і електродом датчика BE, установленому на кришці резервуара. Під напругою знаходиться обмотка електромагнітного реле KV3, яке спрацьовує і замикаючим контактом KV3.1 підключає в коло вторинної обмотки трансформатора решту схеми (про що свідчить світловий сигнал лампи HL), а контактом KV3.2 забезпечує живлення обмотки магнітного пускача KM1.Магнітний пускач спрацьовує і підключає до мережі шість ТЕНів EK1-EK6 номінальною потужністю 12 кВт.

Рис 37 - Принципіальна електрична схема водонагрівача

Автоматичне регулювання температури води здійснюється за допомогою термометра манометричного конденсаційного показуючого сигналізуючого ТКП-160 Сr. При досягненні нижнього заданого значення температури води в резервуарі водонагрівача (90 С) замикається контакт рухомої стрілки з контактом покажчика „min” термометра (ВК1). Тим самим утворюється коло живлення обмотки електромагнітного реле KV1, яке спрацьовує і своїм замикаючим контактом KV1.1 підготовлює до включення електромагнітне реле KV2. Коли температура води в резервуарі водонагрівача досягне верхнього заданого значення (95 С),замкнеться контакт рухомої стрілки з контактом покажчика “max” термометра (BK2). Під напругою опиниться обмотка релеKV2,яка спрацьовує і замикаючим контактом KV2.2 самоблокується, шунтуючи контакт “max” термосигналізатора, а розмикаючим контактомKV2.1 забезпечує коло обмотки магнітного пускача KM1.Магнітний пускач відпускає і розмикає силові контакти KM1.1,KM1.2,KM1.3, відключаючи ТЕНи від мережі.

При зменшенні температури води контакт BK2 термометра розмикається,однак електромагнітне релеKV2 залишається в робочому стані за рахунок кола самоблокування. Коли температура води досягне нижнього заданого значення,розімкнеться контакт BK1 термометра і обезструмиться обмотка електромагнітного реле KV1. Реле KV1 відпускає і розмикає свій контакт KV1.1 в колі обмотки реле KV2.Реле KV2 відпускає,в результаті чого схема приходить в вихідне положення, коли ТЕНи підключаються до мережі.

3. Регулювання температури повітря в обмежених об’ємах

Об’єктами регулювання температури повітря в обмежених об’ємах в тепловому технологічному обладнанні є жарильні, кондитерські і пекарські шафи, теплові стойки. Шафи призначені для смаження м’ясопродуктів, риби, запікання овочевих і круп’яних блюд, випікання кондитерських і дрібних хлібобулочних виробів; теплові стойки - підігрівання тарілок і готових блюд на роздачі.

 

Принципіальна електрична схема шафи жарильної секційної модульної показана на рис 38.

Рис 38 - Принципіальна електрична схеми шафи жарильної типуШЖЕСМ-2К

Кожна камера шафи має два перемикача SA1, SA2 для ступінчастого регулювання потужності верхньої і нижньої груп ТЕНів у співвідношенні 4:2:1 і датчик-реле температури ВК для автоматичної підтримки в камері заданого тепературного режиму. Датчиком-реле температури є терморегулятор манометричний типу Т-32 прямої дії. Вісім ТЕНів ЕК1-ЕК8 кожної з двох секцій загальною номінальною потужністю шафи 9,6кВт забезпечують розігрівання повітря в камерах до верхнього заданого значення температури 350 С. При досягненні заданої температури в камері шафи терморегулятор розмикає свої контакти, обезструмлюючи тим самим ТЕНи. Ручки перемикачів, лімб датчика-реле температури і лампи HL1, HL2, які сигналізують про наявність напруги на верхніх і нижніх ТЕНах, виведені в шафі на лицьову панель.

Шафа смажильна електрична типу ШЖЕ-0,51 має 3 відсіки смажильної камери. Тому на принципіальній електричній схемі шафи ШЖЕ-0,51 (рис.41) показані умовно графічно відповідно три датчики-реле температури типу Т –32,три сигнальні лампи і три групи ТЕНів.

Вмикання шафи на відповідну температуру здійснюється поворотом ручок датчиків-реле температури ВК1,ВК2,ВК3; при цьому напруга подається на ТЕНи відповідних секцій шафи-ЕК1-ЕК4,ЕК5-ЕК6,ЕК7-ЕК8 відповідно сигнальні лампи HL1,HL2,HL3 з резисторами R1,R2,R3 що гасять напругу в арматурі.

 

 

Рис 39 - Принципіальна електрична шафи жарильної типу ШЖЭ-0,51

При досягненні заданого значення температури у відсіках контакти датчиків-реле температури розмикаються, обезструмлюються електронагрівачі і гаснуть сигнальні лампи, що свідчить про готовність шафи до роботи. Завантаження шафи здійснюється повністю або частково в залежності від потрібної кількості готової продукції, для чого вмикається необхідна кількість відсіків. Двохпозиційне регулювання температури повітря в відсіках камери здійснюється за рахунок диференціала терморегуляторів Т-32 шляхом вмикання і вимикання електронагрівачів.

Об’єм смвжильної камери шафи смажильної електричної ШЖЭ-0,85 розділено на 5 відсіків, кожен з яких обігрівається двома рядами ТЕНів. На панелі керування шафи розташовано 5 датчиків-реле температури, які забезпечують двохпозиційне регулювання температури повітря камери, і 5 сигнальних лам про досягнення заданого значення температури.

Шафа пекарська електрична секційна модульна ШПЕСМ-3,призначена для випікання хлібобулочних і кондитерських виробів, використовується в підприємствах ресторанного господарства як такі, що монтуються окремо або в складі технологічних ліній. На принципіальній електричній схемі шафи ШПЭСМ-3 (рис.40) показані елементи блоку керування і під’єднання електронагрівачів для однієї нижньої камери,оскільки електричні схеми для трьох інших камер аналогічні.

Шафа вмикається в трьохфазну мережу змінного струму. В нижній частині шафи розташований блок керування. На лицьову панель блока керування виведені ручки терморегуляторів,які здійснюють автоматичне підтримання заданої температури в кожній камері шафи,ручки пакетних перемикачів, якими здійснюється порізно вмикання кожної групи електронагрівачів і регулювання їх потужності, і лампи, що сигналізують про наявність напруги на електронагрівачах.

Спочатку для швидкого отримання необхідної температури шафу вмикають на максимальну ступінь потужності (положення 3 пакетного перемикача SA1 і SA2).

При цьому всі сім верхніх (EK1-EK7) і всі 6 нижніх (EK8-EK13) електронагрівачів кожної камери вмикаються паралельно.

Рис 40 - Принципіальна електрична схема шафи пекарської

Про вмикання електронагрівачів свідчить сигнальна лампа HL1. При досягненні заданої температури повітря в камері шафи контакт датчика-реле температури BK1 розмикається і тим самим виключаються електронагрівачі і сигнальна лампа. З метою скорочення числа вмикань терморегулятора і електронагрівачів, а значить, підвищення надійності їх роботи, після розігрівання пакетний перемикач установлюють на меншу ступінь потужності. Так, в положенні 2 пакетного перемикача (SA1,SA2) залишається ввімкненою одна група як верхніх (EK1,EK3,EK5,EK7), так і нижніх (EK9,EK11,EK13) електронагрівачів камери (середній нагрів). Електронагрівачі в кожній групі камери під’єднанні паралельно. В положенні 1 пакетного перемикача кожні дві групи як верхніх (EK1,EK3,EK5,EK7 і EK2,EK4,EK6) так і нижніх (EK8,EK10,EK12 і EK9,EK11,EK13) електронагрівачів з’єднуються між собою послідовно (слабке нагрівання). В положенні 0 пакетного перемикача електронагрівачі відключаються від електромережі.

Коли температура повітря знизиться на задану величину, контакти датчика - реле температури замикаються, забезпечуючи тим самим подачу напруги на електронагрівачі і сигнальну лампу. Двохпозиційне регулювання температури повітря камери здійснюється за рахунок диференціала терморегулятора шляхом включення і відключення електронагрівачів від електоромережі.

4. Регулювання температури жарильної поверхні

Об’єктами регулювання температури поверхонь в тепловому технологічному обладнанні є плити, сковороди з безпосереднім обігрівом, жаровні, конфорки.

Плити електричні відносяться до універсального теплового обладнання з безпосереднім обігрівом і призначені для приготування гарячих страв в наплитному посуді чи безпосередньо на поверхні комфорки, а також в жарильній шафі. Принципіальна електрична схема плити секційної модульованої чотирьохкомфорочної типу ПЭСМ-4Ш наведено на рис.41.

Рис 41 - Принципіальна електрична схема плити типу ПЭСМ-4Ш

Конфорки ЕК1-ЕК4 нагріваються електричними спіралями загальною номінальною потужністю 12 кВт. Ступеневе регулювання потужності нагрівачів конфорок в співвідношенні 4:2:1 здійснюється за допомогою перемикачів SA1-SA4. Камера смажильної шафи нагрівається вісьмома ТЕНами, встановленими у внутрішньому коробі горизонтально по чотири зверху (ЕК5-ЕК8) і знизу (ЕК 9-ЕК12). Шафа має два перемикачі SA5 і SA6 для ступеневого регулювання потужності верхньої і нижньої групи ТЕНів загальною потужністю 4,8 кВт і терморегулятором ВК для автоматичного підтримання заданого температурного режиму. Ручка перемикачів, лімб терморегулятора, лампи HL2 і HL1, що сигналізують про наявність напруги на верхніх і нижніх ТЕНах, виведені на панель керування.

Принципіальна електрична схема сковороди секційної модульованої типу СЭСМ-0,2,призначеної для смаження продуктів основним способом і у фритюрі, наведено на рис.42.

Включається електросковорода натискуванням на пускову кнопку SB2. При цьому під напругою опиняються обмотки магнітних пускачів KM1 і KM2,які спрацьовують і своїми силовими контактами КМ1.1,КМ1.2,КМ2.1,КМ2.2,КМ2.3,забезпечують живлення чотирьох електроспіралей (ЕК1-ЕК4) загальною потужністю 6 кВт.

При цьому замикаючий контакт КМ1.3 пускача КМ1 шунтується кнопка SB2 і загоряються лампи,що сигналізують HL1 – про включення сковороди в роботу, HL2 – про режим нагрівання на повну потужність.

 

Рис 42 - Принципіальна електрична схема сковороди типу СЭСМ-0,2

 

Коли температура сковороди досягне заданного значення, розмикається контакт ВК терморегулятора і струм не подається на обмотку магнітного пускача КМ2 і коло сигнальної лампи HL2. Магнітний пускач КМ2 відпускає, розмикаються його силові контакти і струм не подається на групу спіралей (ЕК1-ЕК3). При зниженні температури сковороди на величину диференціала терморегулятора його контакт ВК знову замикається і сковорода знову вмикається на повну потужність. Від електроджерела сковорода відключається натискуванням кнопки SB1 „Стоп”.

Принципіальна електрична схема сковороди типу СЭ-0,22 наведена на рис.43.

Рис 43 - Принципіальна електрична схема сковороди типу СЭ-0,22

Підключається сковорода до двохфазної мережі змінного струму. Напруга на з’єднані між собою попарно паралельно електронагрівачі ЕК1 і ЕК4,ЕК2 і ЕК3 подається через контакти пакетного перемикача SA і датчика-реле температури ВК. Про наявність напруги на електронагрівачах сигналізує лампа HL із зменшуючим напругу резистором R.

Три положення пакетного перемикача SA дозволяють змінювати ступінь потужності нагрівання у співвідношенні 1:2:4.В положенні 1 (слабке нагрівання) перемикача дві групи по два паралельно з’єднаних електронагрівача з’єднуються послідовно (потужність з’єднання дорівнює потужності одного електронагрівача). В положенні 2 (середній нагрів) перемикача підключаються до електромережі електронагрівачі ЕК1 і ЕК4.В положенні 3 (сильне нагрівання) перемикача всі електронагрівачі ЕК1,ЕК2,ЕК3,ЕК4 включаються паралельно.

Рис 44 - Принципіальна електрична схема сковороди СЭ-0,45

При досягненні заданої температури розмикаються контакти датчика

-реле температури ВК і струм не подається на електронагрівачі ЕК1-ЕК4 і сигнальну лампу HL. Двохпозиційне регулювання температури чаші сковороди здійснюється за рахунок диференціала терморегулятора шляхом вмикання і вимикання електронагрівачів. На рис. 46 наведено принципіальну електричну схему сковороди типу СЭ-0,45. Підключається сковорода до трьохфазної мережі змінного струму.

 

При цьому напруга подається на обмотку магнітного пускача КМ1 через розмикаючий контакт ВК датчика-реле температури Т-32 і контакт кінцевого вимикача SQ 1.1 горизонтального положення чаші сковороди. Магнітний пускач спрацьовує і контактами КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3 підключає до мережі 9 електронагрівачів ЕК1-ЕК9, а замикаючим контактом КМ1.4 підключає лампу HL,що сигналізує про режим нагрівання. При досягненні заданої температури чаші сковороди контакт датчика-реле температури ВК розмикається, обезструмлюючи обмотку магнітного пускача КМ1, який відпускає і своїми контактами відключає від мережі електронагрівачі і сигнальну лампу. Двохпозиційне регулювання температури здійснюється за рахунок диференціала терморегулятора шляхом вмикання і вимикання електронагрівачів.

Механізм перекидання чаші приводиться в рух електродвигуном М. Перекидання може здійснюватись тільки після досягнення заданої температури чаші,коли розмиканням контакту датчика-реле температури ВК буде обезструмлена обмотка магнітного пускача,а відповідно, і електронагрівачі. В цьому випадку розмикаючий контакт магнітного пускача КМ1.5 буде замкнений. Крім того,механізм піднімання кришки зблокований з кінцевим вимикачем SQ2,який дозволяє вмикати електродвигун тільки при відкритій кришці.

Для перекидання чаші натискуємо на кнопку SB1.При цьому замикається контакт кнопки SB1.1 ”Пуск” в колі живлення обмотки магнітного пускача КМ2 і розмикається контакт SB1.2 ”Стоп” в колі обмотки магнітного пускача КМ3 (блокування від одночасного вмикання магнітних пускачів КМ2 і КМ3). Магнітний пускач КМ2 спрацьовує і контактами КМ2.1,КМ2.2,КМ2.3 забезпечує подачу напруги на електродвигун М механізму перекидання, а розмикаючим контактом КМ2.4 розриває коло живлення магнітного пускачів КМ3, чим забезпечує додаткове електричне блокування від одночасного вмиканння магнітних пускачів КМ2 і КМ3. Після повороту чаші коло живлення обмотки магнітного пускача КМ2 розривається контактом кінцевого вимикача SQ3, який фіксує крайнє положення перекинутої чаші.Магнітний пускач КМ2 відпускає і розмиканням контактів КМ2.1,КМ2.2,КМ2.3 обезструмлює електродвигун М (чаша зупиняється),а замиканням контакту КМ2.4 підготовляє до вмикання коло обмотки магнітного пускача КМ3.

Для повернення чаші сковороди натискають на кнопку SB2. При цьому розмикається контакт SB2.1 „Стоп” в колі обмотки магнітного пускача КМ2 (блокування від одночасного вмикання магнітних пускачів КМ3 і КМ2) і замикається контакт SB2.2 „Пуск” в колі живлення обмотки магнітного пускача КМ3.Магнітний пускач КМ33 спрацьовує і контактами КМ3.1,КМ3.2,КМ3.3 забезпечує подачу напруги на електродвигун М, міняючи між собою місцями фази А і С і тим самим здійснюється реверсування електродвигуна. Розмиканням контакту КМ3.4 розривається коло обмотки магнітного пускача КМ2,чим забезпечується додаткове електричне блокування від одночасного вмикання магнітних пускачів КМ3 і КМ2.Чаша повертається в горизонтальне положення,яке фіксується кінцевим вимикачем SQ1. При цьому контакт SQ1.1 кінцевого вимикача розмикається, обезструмлюється обмотка магнітного пускача КМ3,який відпускає і контактами КМ3.1-КМ3.3 розмикає коло живлення електродвигуна М (чаша зупиняється). Контакт SQ1.2 кінцевого вимикача замикається, в результаті чого утворюється коло живлення обмотки магнітного пускача КМ1,що забезпечує вмикання електронагрівачів ЕК1-ЕК9 і сигнальної лампи HL.

Рис 45 - Принципіальна електрична схема жаровні типу ЖВЭ-720

В жаровні обертовій електричній типу ЖВЭ-720 (рис.45), призначеній для випікання млинців-напівфабрикатів прямокутної форми,обжарених з одного боку, обігрівання смажильного барабану здійснюється встановленими в ньому дев’ятьма кварцовими інфрачервоними випромінювачами ЕК1-ЕК9.

При натискуванні на пускову кнопку SB2 живлення отримує сигнальна лампа HL і обмотка магнітного пускача КМ1, яка спрацьовує і замикаючими контактами КМ1.1-КМ1.3 підключає до джерела ЕК1-ЕК3, замикаючим контактом КМ1.4 стає на самоблокування,замикаючим контактомКМ1.5 забезпечує подачу напруги на обмотку магнітного пускача КМ2 і магнітоелектричний мілівольтметр PU. Магнітний пускач КМ2 спрацьовує і контактами КМ2.1-КМ2.3 підключає до мережі інші шість спіралей ЕК4-ЕК9.

Задана температура смажильної поверхні барабана підтримується автоматично за допомогою термоелектричного термометра, розташованого на панелі керування жаровнею. Температурні межі (робоча температура на поверхні смажильного барабана 160-190 C) автоматичного включення і відключення нагрівачів встановлюється фіксуванням стрілки мілівольтметра PU на відповідній відмітці його шкали. При досягненні заданої температури розмикається контакт PU.1 в результаті чого обезструмлюється обмотка магнітного пускача КМ2, який відпускає і своїми контактами відключає від джерела шість спіралей ЕК4-ЕК9. Коли температура смажильної поверхні зменшиться на величину диференціала терморегулятора, замкнеться контакт мілівольтметра ВК і магнітний пускач КМ2 своїми контактами знову підключить до мережі шість спіралей. Повністю відключаються всі спіралі від джерела при натискуванні на кнопку SB1 „Стоп“.

Електродвигун М смажильного барабана вмикається в джерело і виключається кнопочною станцією (SB3 I S4) магнітним пускачем KM3.Електродвигун захищений запобіжниками FU1-FU3 від струмів короткого замикання і тепловим реле KK1 від перенавантажень по струму.

5. Автоматизація теплових апаратів на газовому обігріві

Автоматизація теплових технологічних апаратів на газовому обігріві здійснюється за допомогою пристроїв автоматики безпеки АБ і комплексної автоматики безпеки і регулювання АРБ.

Автоматика безпеки АБ забезпечує автоматичне відключення подачі газу на запальний пристрій і горілки газових плит при погасанні полум’я запальника. Складається з мембранного клапана-відсікача, реле-інвертора, датчика полум’я і імпульсних трубок. Для вмикання апарату в роботу з автоматикою АБ (рис 46) необхідно відкрити кран 2 на газопроводі 1 перед корпусом клапана-відсікача 24. Газ через фільт 25 по каналам 26 і 6 подається через сопло 15 і канал 17 в надмембранну порожнину клапана-відсікача,забезпечуючи закритий стан клапана-відсікача,коли вантаж 5 лежить на сідлі і закриває проход газа через клапан-відсікач.

Рис 46 - Принципіальна схема газової автоматики безпеки АБ

Натискуванням на пускову кнопку 4 при закритому запорному крані 23 забезпечується подача газа через канал 3, підмембранну порожнину клапана-відсікача і канал з дроселем 16 на стаціонарний запальник 21. Одночасно газ подається по каналу 13 в надмембранну порожнину реле-інвертора. Тиск в цій порожнині підвищується оскільки сопло-заслонка датчика полум’я 19 закривається завдяки нагріванню в полум’ї стаціонарного запальника 21 і подовженню металевого стрижня 20 з”єднаного з заслонкою 19. Мембрана 9 з твердим центром долаючи опір пружини 8 переміщується вниз і перекидає двохпозиційну заслонку 7 з дренажного сопла 14 на сопло джерела тиску 15. Тиск в надмембранній порожнині клапана-відсікача, яка зв’язана через дренажне сопло 13 і підмембранну порожнину реле-інвертора з лінією евакуації 18, падає, і мембрана з вантажем 5 клапана під дією тиску газа в підмембранній порожнині відходить від сідла клапана. Клапан-відсікач спрацьовує на запуск. Після цього кнопку відпускають і відкривають кран 23, подаючи газ до горілок 22, які загоряються від стаціонарного запальника 21.Тривалість розпалювання запальника становить 60 с.

Якщо полум’я запальника потухає, стрижень сопла-заслонки датчика полум’я 20 з клапаном 19 відійде від сопла, в результаті чого тиск по каналу імпульсної лінії 12 в надмембранній порожнині реле-інвертора падає і підпружинена заслонка 7 перекидається на дренажне сопло 14. Надмембранна порожнина клапана-відсікача заповнюється газом і, коли тиск в ній і підмембранній порожнинах зрівноважується, мембрана з вантажем 5 опускається на сідло клапана, припиняючи подачу газу до горілок і запальника. Тривалість спрацьовування автоматики при загасанні полум’я запальника не перевищує 30с.

При зниженні тиску газу в мережі нижче 650 Па, а також при обриванні будь-якої імпульсної лінії тиск в надмембранній порожнині реле-інвертора зменшується і подача газу до горілок припиняється, чим забезпечується самоконтрольованість системи. Тривалість спрацьовування автоматики АБ при пошкодженні імпульсних ліній не перевищує 5 с. Газ із мембранної порожнини викидається в топливний пристрій або димохід через лінію евакуації 18. Аварійне відключення подачі газу до плити до плити здійснюється при натискуванні на кнопку 11 з пружиною 10, коли газ із надмембранної порожнини реле-інвертора виходить в атмосферу, а клапан-відсікач 24 закривається, так само як і при погасанні полум’я стаціонарного запальника.

Комплексна автоматика безпеки і регулювання АРБ призначена для підтримання заданого тиску пари в пароводяній сорочці газових стравоварильних котлів типу КПГ і автоматичного відключення подачі газу на запальник і горілки при порушенні тяги,згасанні полум’я запальника і перекиданні котлів (для котлів перекидних).

Автоматика АРБ складається з двох послідовно встановлених блоків АБ і АР. Блок АР відмінний від блоку АБ тим, що перепад тисків в над- та підмембранних порожнинах блоку АР менший, ніж у відповідних порожнинах блоку АБ. Це викликано тим,що вага мембрани блоку АР значно менша від мембрани блоку АБ, а датчик регулювання тиску, під’єднаний імпульсною трубкою до надмембранної порожнини реле-інвентора блока АР, не забезпечує

повної герметичності. Принципіальна схема комплексної автоматики безпеки і регулювання наведена на рис.47.

Рис 47 - Принципіальна схема комплексної газової автоматики

безпеки і регулювання АРБ

 

Блок АБ вмикається в роботу після відкриття запірного крану 37 і натиснення на пускову кнопку 1. При цьому газ надходить в підмембранну порожнину клапана-відсікача і через імпульсну трубку 13 до стаціонарного запальника 25. Після нагрівання металевого стрижня закривається сопло-заслонка датчика полум’я 22. Одночасно газ подається через внутрішній канал 9 з дроселем 10 в надмембранну порожнину реле-інвертора блока АБ по імпульсній трубці 13 по внутрішньому каналу з дроселем 20 внадмемранну порожнину реле-інвертора блока АР. Завдяки тиску газу, що надходить,мембрани обох реле-інверторів, подолавши опір пружин 4 і 16, пересуваються вниз і перекидають заслонки 5 і 15 з дренажних сопел на сопла джерела тиску 3 і 29 відповідно. Тиск в надмембранній порожнині клапана-відсікача блока АБ, зв”язаного через дренажний отвір 7 і підмембранну порожнину реле-інвертора з лінією евакуації 21, падає, і мембрана з вантажем під дією тиску в підмембранну порожнину відходить від сідла клапана, відкривши прохід газу з газопроводу в підмембранну порожнину клапана-відсікача. Кнопку „Пуск” відпускають. Далі газ через канал, який регулюється іглою 33, надходить в підмембранну порожнину клапана-відсікача блока АР і тиск в ній підвищується. Під дією тиску газу мембрана з вантажем відходить від сідла клапана і клапан-відсікач блока АР забезпечує після відкривання запорного крана 26 подачу газу до основної горілки 23. Тривалість розпалювання не перевищує 55 с.

При досягненні в пароводяній сорочці котла заданого тиску переміщається заслонка датчика регулювання тиску 18 і надмембранна порожнина реле-інвертора через імпульсну трубку 19 і канал датчика тиску з’єднується з лінією евакуації 21. Заслонка 15 під дією пружини 16 відкриває сопло 29 і газ подається в надмембранну порожнину клапана-відсікача блока АР. Коли тиск в надмембранній і підмембранній порожнинах клапана зрівноважиться, вантаж мембрани під дією власної маси сяде на сідло і перекриє подачу газу через клапан 30. Мінімальна кількість газу до основної горілки поступає тільки по каналу, що регулюється іглою 33, компенсуючи при цьому втрати тепла котлом в оточуюче середовище. Завдяки надходженню газу через внутрішній канал захисту 9 з дроселем 10 в надмембранній порожнині реле-інвертора блока АБ тиск майже не змінюється і клапан-відсікач блока АБ залишається в відкритому положенні. При знижені тиску пари в пароводяній сорочці на задану величину (точність підтримання заданого параметру регулювання 5%) датчик регулювання тиску 18 перекриє заслонкою вихід газу із надмембранної порожнини реле-інвертора блока АР в лінію евакуації. За рахунок надходження газу по імпульсній трубці 13 тиск в надмембранній порожнині реле-інвертора блока АР підвищується і мембрана 14 з жорстким центром, долаючи опір пружини 16, пересувається вниз і перекидає заслонку 15 з дренажного сопла на сопло джерела тиску 29. Тиск в надмембранній порожнині клапана-відсікача блока АР, який зв’язаний через дренажний отвір і підмембранну порожнину реле-інвертора з лінією евакуації 21 падає, і мембрана з вантажем клапана 30 під дією тиску газа в підмембранній порожнині відходить від сідла клапана. Клапан-відсікач відкриває проход газа до основної горілки на його максимальну витрату.

При погасанні полум’я стаціонарного запальника відкриється канал захисту і клапан-відсікач блока АБ відключить подачу газу в систему. Тривалість спрацювання при погасанні полум’я –не перевищує 30 с.

6. Автоматизація устаткування надвисокочастотного нагрівання

Надвисокочастотні печі призначені для швидкого розігрівання, розморожування і приготування кулінарних виробів. Теплова обробка харчових продуктів в НВЧ-печах заснована на інтенсивному поглинанні електромагнітної енергії, що підводиться всьому об’єму продукту, який обробляється (через вологу яка в ньому утримується). Джерелом електромагнітної енергії є магнетронний генератор, що входить в схему печі. На рис.50 наведено схему НВЧ-печі.

Вмикається піч в однофазну мережу 220 В.