По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.311.182

Микроконтроллер для управления электроприводом и нагревательным элементом в агрессивных химических средах

В статье показана наладка микроконтроллера для управления электроприводом и нагревательным элементом в агрессивных химических средах. Для контроля над температурой в камерах метантенка предложено использовать герметичный датчик температуры, основанный на популярной микросхеме DS18B20 [5], который позволяет определять температуру в диапазоне от –55 до +125 °C, что соответствует необходимым условиям работы [1]. Данные поступают от датчика в виде цифрового сигнала с 12-битным разрешением по протоколу 1-Wire, который использует всего один цифровой порт контроллера.

Литература:

1. Мамонтов А.Ю. Обоснование параметров терморегуляции и перемешивания при анаэробном сбраживании / С. В.  Вендин, А. Ю.  Мамонтов [Текст] // Сельский механизатор. — 2016. — № 7. — С. 20–22.

2.  Общепромышленный электропривод запорно-регулирующей арматуры [Электронный ресурс].  — Режим доступа: https://elesy. ru/media/20710/intellect%20%D1%80%D0%BF%D0%B0.pdf (дата обращения: 10.05.2016 г.).

3. SL BLOCKTHERM самоограничивающийся нагревательный блок [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://intertec-russia.ru/wp-content/ uploads/2014/10/hd660.pdf (дата обращения: 10.05.2016 г.).

4. Завражнов А.И. Технологии и оборудование для компостирования органических отходов / А.И. Завражнов, В. В. Миронов // Техника и оборудование для села. — 2008. — №12. — С. 19–21.

5. Капустин В.П. Совершенствование систем уборки и транспортировки бесподстилочного навоза. — Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2001. — 123 с.

6. Трахунова И.А. Эффективность процесса анаэробного сбраживания при различных режимах гидравлического перемешивания / И. А. Трахунова, Г. Р. Халитова, Ю. В. Караева // Альтернативная энергетика и экология. — 2011. — № 10. — С. 90–94.

7. Мамонтов А. Ю. Программа расчета параметров газгольдера и реактора биоэнергетической станции / Виноградов А. А., Мамонтов А. Ю., Каплин  А. В. // Вестник Мичуринского аграрного университета. — 2015. — № 4. — С. 186–193.

8. Изготовитель полупроводниковых электронных компонентов [Электронный ресурс]. — режим доступа: http://www.atmel.com/images/doc2535. pdf (дата обращения: 10.02.2016 г.).

9.  Производитель аналоговых и  цифро-аналоговых интегральных систем [Электронный ресурс].  — Режим доступа: https://datasheets. maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf (дата обращения: 10.02.2016 г.).

10. Мамонтов А. Ю. Компьютерная программа расчета параметров животноводческой фермы с биостанцией [Текст] / А.А. Виноградов, А.Ю. Мамонтов, А. В. Каплин // Промышленная энергетика — 2016. — № 5. — С. 46–49.

11. Нестеров А. М. Обзор возможности строительства ВЛ 35 кВ в габаритах ВЛ 10 кВ в Белгородской области [Текст] / А.М. Нестеров, С.В. Вендин // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г.  Шухова. — 2013. № 6. — С. 200–203.

Важной особенностью данного электропривода является низкое энергопотребление при работе с биогазовыми реакторами до 1000 л, указанное решение является оптимальным для небольших фермерских хозяйств.

Более того, важной функцией электропривода является наличие дискретных входов и выходов для телеуправления и телесигнализации устройства, необходимых для удаленного управления микроконтроллером и контроля над состоянием перемешивания [7]. Электропривод может быть запитан от сети переменного тока 380 В с частотой 50 Гц.

Электропривод физически устойчив к непрерывной эксплуатации, к агрессивной среде анаэробного сбраживания и подходит для интеграции в МБРНЗС МК, лежащий в основе системы, позволяет получить гибкое энергоэффективное решение с широкими возможностями, реализованное одним компактным элементом вместо набора микросхем, что позволяет снизить энергопотребление, размеры и стоимость созданных на его основе устройств [1, 8].

Для контроля над температурой в камерах метантенка предложено использовать герметичный датчик температуры, основанный на популярной микросхеме DS18B20 [5], который позволяет определять температуру в диапазоне от –55 до +125 °C, что соответствует необходимым условиям работы [1]. Данные поступают от датчика в виде цифрового сигнала с 12-битным разрешением по протоколу 1-Wire, который использует всего один цифровой порт контроллера [1, 11].

Получив ответ от датчика, программное обеспечение микроконтроллера сверяет полученное значение с указанным в коде ПО и, если значение ниже необходимого, подает сигнал на затвор MOSFET-транзистора, который, открываясь, питает реле, управляющее, в данном случае, нагревательным элементом. На рис. 1 показана блок-схема устройства терморегуляции, на рис. 2 — блок-схема устройства перемешивания.

Использование автоматизированных средств контроля и управления биогазовыми станциями повышает надежность выработки газа и обеспечивает сбережение энергоресурсов [9, 10]. Комплексные решения, представленные ранее при использовании в биогазовых реакторах, позволяют повысить эффективность сбраживания до 10 % по сравнению с реактором с одинарной механической мешалкой. Основные результаты расчетов приведены на рис. 3.

Для Цитирования:
Мамонтов А.Ю., Микроконтроллер для управления электроприводом и нагревательным элементом в агрессивных химических средах. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2020;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: