6.3.2. Электромагнитные реле управления
К электромагнитным реле управления относятся аппараты, включающие и отключающие электрические цепи управления под действием электрических импульсов, которые возникают при изменении определенных электрофизических величин, на которое реагирует данное реле (ток, напряжение, время, температура и т.д.).
По принципу действия реле могут быть электрическими, тепловыми, механическими, оптическими, химическими, акустическими и др.
Уставкой реле называют величину напряжения, тока, времени, при которой срабатывает реле и на которую оно отрегулировано.
Рассмотрим устройство и принцип действия моторного реле времени (рис.6.2).
Рис.6.2. Моторное реле времени: 1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – контактная система; 4 – неподвижные контакты; 5 – подвижные контакты
Реле применяется для получения выдержек времени от нескольких минут до нескольких часов. Оно состоит из синхронного электродвигателя переменного тока 1 небольшой мощности, который приводит в действие контактную систему 3 через редуктор 2. При вращении барабана контактной системы подвижные контакты 5 поочередно замыкают неподвижные контакты 4. Для настройки реле на различные выдержки времени изменяют передаточное число редуктора или перемещают подвижные контакты реле.
Для коммутации с нормируемыми выдержками времени включения и отключения исполнительных устройств служат электронное реле времени типа РВЭ-2. Это реле может иметь несколько исполнений, отличающихся выдержкой времени: 1...99 с; 1...99 м; 1...99 ч. Реле времени программное типа РВП-6 предназначено для включения или отключения электроустановок в 14 одинаковых неперекрывающихся временных интервалах на каждый день недели. Реле времени со встроенным элементом питания может при исчезновении напряжения сети длительно сохранять установленное время и программы коммутации нагрузки.
6.3.3. Датчики
Датчики необходимы для получения информации о величине параметров, характеризующих протекание каких-либо физических процессов и технологических операций.
Физическая природа контролируемых параметров очень разнообразна и велика, отсюда и большое многообразие датчиков. Практически любая физическая величина может быть преобразована в электрический сигнал, поэтому в АПК электрические датчики получили широкое распространение как более простые и дешевые.
Контактный ртутный термометр относится к датчикам температуры (рис. 6.3а) Он имеет два электрода: 1 - впаян в капилляр со ртутью 2; 3 – подвижный, который с помощью магнита 4 устанавливают на необходимую температуру. При увеличении температуры столбик ртути поднимается и при достижении заданной температуры электрическая цепь между электродами замыкается и электрический сигнал подается на выполнение какой-либо технологической операции, например, включение двигателя вентилятора (рис.6.3б). Применяются такие датчики для регулирования температуры в сушильных шкафах, термостатах, инкубаторах, аквариумах и т.п.
Биметаллический датчик температуры состоит из двух прочно сваренных между собой металлических пластинок с различными коэффициентами теплового линейного расширения (рис.6.4). При нагревании сваренные пластины расширяются неодинаково, и происходит их изгиб в сторону металла с меньшим температурным коэффициентом, в результате контакты 2 размыкаются. Чувствительность пластины зависит от ее длины.
Рис.6.3. Контактный ртутный термометр: а - устройство; б - схема включения его в управление двигателем вентилятора; 1 - неподвижный электрод; 2 - капилляр с ртутью; 3 - подвижный электрод; 4 - магнит.
Такие датчики применяют в электрических утюгах с автоматическим регулятором температуры, в тепловых реле магнитных пускателей, в качестве тепловых расцепителей у автоматических выключателей и др.
Рис.6.4. Биметаллический датчик температуры:1 - биметаллическая пластина; 2 - контакты
Датчики уровня применяются для контроля за уровнем жидкостей и сыпучих материалов (воды, зерна, песка). Например, при снижении уровня воды поплавок 1 опускается, контакты 2 замыкаются и дают сигнал на включение насоса (рис.6.5). Емкостной датчик уровня работает конденсатором, у которого при поступлении воды между пластинами в конденсаторе появляется ток, который дает сигнал на включение или выключение двигателя насоса.
Рис.6.5. Поплавковый датчик уровня: 1 - поплавок; 2 - контакты
Оптические датчики служат для контроля за уровнем освещенности. К таким датчикам относится фоторезистор (рис.6.6). Он представляет собой стеклянную пластину 1 с нанесенным на нее тонким слоем полупроводникового вещества 2 сернистых соединений (свинца, висмута, кадмия).
Рис.6.6. Фоторезистор: 1 - стеклянная пластина; 2 - полупроводниковый слой; 3 - светопроницаемый лак; 4 - пластмассовая оправа; 5 - электроды
С противоположной стороны расположены металлические электроды 5. Пластмассовая оправа 4 имеет отверстие для прохода лучей света. Отверстие покрыто светопроницаемым лаком 3. Под действием света в полупроводниковом слое увеличивается число свободных электронов, которые увеличивают электропроводность.