Математически модел на процеса на вентилация на промишлени помещения, избор и описание на инструментите и контролите за автоматизация. Математическо моделиране на растителна вентилация Математически модел на вентилационни системи

Уважаеми членове на Атестацията, представям на вашето внимание дипломиране квалифицираща работачиято цел е да разработи система автоматичен контрол Изпускателна система за производство на производствени семинари.

Известно е, че автоматизацията е един от най-важните фактори за растежа на производителността на труда в промишленото производство, нарастването на качеството и услугите на продукта. Постоянното разширяване на автоматизацията е една от основните характеристики на индустрията на този етап. Проектът на обвиняемия е една от идеите за наследяване на развиващата се концепция за изграждане на "интелектуални" сгради, т.е. обекти, в които условията на човешка дейност се контролират чрез технически средства.

Основните задачи, решени в проектирането - модернизация на съществуващото прилагане на съоръжението - производствени семинари на OJSC VOMZ - въздушни вентилационни системи, за да се гарантира нейната ефективност (спестяване на потребление на енергия и топлина ресурси, намаляване на разходите за поддръжка на системата, намаляване на времето на престой), поддържане на компонент Микроклимат и чистота на въздуха в работните зони, ефективност и стабилност, надеждност на системата в аварийни / критични режими.

Проблемът, разглеждан в дипломирания проект, се дължи на моралното и техническото остаряване (износване) на съществуващата система за управление на PVV. Разпределеният принцип се прилага при изграждането на PVV, елиминира възможността за централизирано управление (статус на стартиране и мониторинг). Липсата на ясен алгоритъм на системата на системата също прави системата ненадеждна поради човешки грешки и липсата на авариен режим на работа е нестабилен по отношение на решени задачи.

Съответствието на проблема с дизайна на дипломирането се дължи общ растеж Честотата на дихателните пътища и настинки на работниците, общата спад в производителността на труда и качеството на продукта в тази област. Развитието на нова Sau PVV е пряко свързана с политиката на инсталацията за качество (ISO 9000), както и с програмите за модернизация на фабричното оборудване и автоматизация на системите за препитание на семинарите.

Централният контролен елемент на системата е шкафът за автоматизация с микроконтролер и оборудване, избрани в зависимост от резултатите от маркетинговите изследвания (плакат 1). Има много пазарни предложения, но избраното оборудване най-малко не е по-лошо от аналозите. Важен критерий беше разходите, консумацията на енергия и защитното изпълнение на оборудването.

Функционалната схема на PVV автоматизацията е дадена на чертежа 1. Централизиран подход е избран като основен при проектирането на Сау, което ви позволява да маркирате системата, ако е необходимо, за изпълнение съгласно смесен подход, който предполага възможността за изпращане и връзки с други промишлени мрежи. Централизиран подход е добре мащабируем, достатъчно гъвкав - всички тези качествени свойства се определят от избрания микроконтролер - I / O система, както и прилагането на програмата за контрол.

По време на проектирането, елементите за автоматизация бяха избрани - задействащи механизми, сензори, критерий за избор бяха функционалност, стабилност на работата в критични режими, обхват на измерване / контрол на параметрите, функции за инсталиране, форма на издаване на сигнала, режими на работа, режими на работа. Избран Майн математически модели И работата на системата за контрол на температурата на въздуха с контрола на позицията на дросела на тристранния вентил е моделиран. Моделирането е проведено в Vissim.

За регулиране на метода за балансиране на параметрите беше избран в областта на контролирани стойности. Тъй като регулаторният закон е пропорционален, тъй като няма високи изисквания за точността и скоростта на системата и диапазоните на промените в входните / изходните магьосници са малки. Функциите на регулатора изпълняват един от контролерите в съответствие с програмата за контрол. Резултатите от симулацията на този блок са представени на плаката 2.

Работният алгоритъм на системата е представен в чертежа 2. Програмата за контрол, която прилага този алгоритъм се състои от функционални блокове, се използват постоянни блокове, стандартни и специализирани функции. Гъвкавостта и скалируемостта на системата се предоставя като програмно (използвайки FB, константи, тагове и преходи, компактност на програмата в паметта на контролера) и технически (икономично използване на I / O портове, резервни портове).

Софтуерът е програмно осигурен от системата в аварийни режими (прегряване, счупване на вентилатора. Захранване, запушване на филтъра. Пожар). Алгоритъмът на системата на системата в противопожарната защита е представен в чертежа 3. Този алгоритъм отчита изискванията на времето за евакуация и действията на PVV по време на пожар. Като цяло, използването на този алгоритъм е ефективно и доказано чрез тестване. Задачата за модернизиране на изпускателните чадъри в плана за пожарна безопасност също беше решена. Установените решения бяха разгледани и приети като консултации.

Надеждността на проектираната система зависи изцяло от надеждността софтуер и от контролера като цяло. Разработената управленска програма беше подложена на процес на отстраняване на грешки, ръчно, структурно и функционално изпитване. За да се осигури надеждност и спазване на условията за гаранция за автоматизираното оборудване, бяха избрани само препоръчителните и сертифицирани агрегати. Гаранцията на производителя за избрания случай на автоматизация, при условие че гаранционните пасиви са спазени от 5 години.

Разработена е също така генерализирана системна структура, е изградена часовник циклограма на системата, образува се съединение и етикетиране на кабелите, схема за монтаж на Sau.

Икономическите показатели на проекта, изчислени от мен в организационната и икономическата част, са изобразени на плакат № 3. На същия плакат показа лента графика на процеса на проектиране. За да се оцени качеството на програмата за управление, критериите бяха използвани в съответствие с GOST RISI / IEC 926-93. Оценката на икономическата ефективност на развитието се извършва с помощта на SWOT-анализ. Очевидно е, че прогнозната система има ниска цена (структура на разходите - плакат 3) и доста бързи периоди на изплащане (при изчисляване на използването на минимални стойности на спестяване). Така е възможно да се сключи висока икономическа ефективност на развитието.

Освен това бяха разрешени въпроси за защита на труда, като гарантират електрическата безопасност и екологичността на системата. Изборът на проводими кабели, филтри за въздуховоди е оправдано.

Така в резултат на изпълнение теза Разработен е проект за модернизация, оптимален по отношение на всички изисквания. Този проект се препоръчва за изпълнение съгласно условията на модернизация на фабрично оборудване.

Ако ефективността и качеството на проекта ще бъдат потвърдени чрез пробен период, се планира да се приложи ниво на изпращане, използващо местната мрежа на предприятието, както и модернизацията на оставащата вентилация производствени помещения За да се обединят в една индустриална мрежа. Съответно, етапите на данните включват разработването на диспечерския софтуер, управлението на състоянието на системата, грешки, аварии (база данни), организацията на AWP или контрола на контрола (CPU) е възможна дизайнерски решения За решаване на задачите за контрол на въздушните термични вени на семинарите. Възможно е също така да се определят слабите страни на съществуващата система, като например модернизацията на лечебните единици, както и подобряване на вентилите за всмукване на въздуха с механизма за замръзване.

Анотация

Проектът за дипломиране включва въвеждането, 8 раздела, заключение, списък на използваните източници, приложения и е 141 страница с текст за посещение на машината с илюстрации.

Първият раздел предоставя преглед и анализ на необходимостта от проектиране на системата за автоматично управление на захранващата и изпускателната вентилация (SAU PVV) на производствените семинари, маркетингово изследване на шкафовете за автоматизация. Са считани типични схеми Вентилации и алтернативни подходи за решаване на задачите на дизайна на тезата.

Във втория раздел, описание на съществуващата PVV система във въведението - OJSC VOMZ, като технологичен процес. Образува се обобщена схема за структурна автоматизация за технологичния процес на процеса на подготовка на въздуха.

В третия участък беше формулиран разширено техническо предложение за решаване на задачите на дизайна на тезата.

Четвъртата част е посветена на развитието на SAU PVV. Избрани са елементи на автоматизация и контрол, техните технически и математически описания са представени. Описан алгоритъм за контрол на температурата входящ въздух. Моделът е формиран и моделиране на работата на SAU PVV за поддържане на температурата на въздуха в стаята се извършва. Електрическо окабеляване е избрано и оправдано. Построен часовник цикликограма на системата.

В петата секция са дадени спецификации Програмируем логически контролер (PLC) Wago I / O система. Има таблици на връзки на сензори и задвижващи механизми с PLC портове, вкл. и виртуални.

Шестата част е посветена на разработването на функциониращите алгоритми и запис на програмата за контрол на PLC. Изборът на програмиране на средата е оправдан. Блоковите алгоритми за разработване на система за извънредни ситуации, блокира алгоритмите на функционалните блокове, които решават задачите за започване, контрол и регулиране. Разделът включва тестване и отстраняване на грешки по програмата за контрол на PLC.

Седмият раздел обсъжда безопасността и екологичното дружество на проекта. Извършва се анализ на опасни и вредни фактори по време на експлоатацията на Sau PvV, решение за защита на труда и икономическа екологизация. Развива се защитата на системата от извънредни ситуации, вкл. укрепване на системата по отношение на пожароустойчивостта и осигуряване на устойчивост на функционирането извънредни ситуации. Разработеният директор е даден функционална диаграма Автоматизация със спецификация.

Осмият участък е посветен на организационната и икономическата обосновка на развитието. Изчисляването на разходите, е дадена рентабилност и условия на изплащане на разработването на проектиране, вкл. Отчитане на фазата на изпълнение. Етапите за развитие на проекта се отразяват, сложността на работата се оценява. Дадена е оценка на икономическата ефективност на проекта, използваща SWOT-анализ на развитието.

Заключението обобщава дипломния проект.

Въведение

Автоматизацията е един от най-важните фактори за растежа на производителността в промишленото производство. Непрекъснато условие за ускоряване на скоростта на растеж на автоматизацията е разработването на технически средства за автоматизация. Техническите инструменти за автоматизация включват всички устройства, включени в системата за управление и са предназначени за получаване на информация, неговото прехвърляне, съхранение и трансформация, както и за прилагане на контрол и регулиране на влиянията върху контролния обект на контрол.

Разработването на технологични средства за автоматизация е сложен процес, който се основава на интересите на автоматизираните потребителски индустрии, от една страна и икономически възможности на предприятията - производители от друга. Първичният стимул за развитие е да се повиши ефективността на производството - потребителите поради прилагането нова техника може да бъде подходящо само при условие за бързо възвръщаемост. Следователно критерият за всички решения за разработване и прилагане на нови фондове следва да бъде общият икономически ефект, като се вземат предвид всички разходи за разработване, производство и прилагане. Съответно, трябва да се предприемат, на първо място, тези версии на технически средства, които осигуряват максимален ефект.

Постоянното разширяване на автоматизацията е една от основните характеристики на индустрията на този етап.

Специално внимание се отделя на проблемите на индустриалната екология и безопасността на производството. При проектиране модерна технологияОборудването и структурите са необходими научно обосновани, за да се подходи към безопасността и предизвикателството на работата.

На настоящия етап на развитие национална икономика Страните от една от основните задачи са да повишат ефективността на социалното производство въз основа на научния и техническия процес и по-пълното използване на всички резерви. Тази задача е неразривно свързана с проблема с оптимизирането на дизайнерските решения, чиято цел е да се създадат необходимите предпоставки за повишаване на ефективността на инвестициите, намаляване на времето за тяхното възвръщаемост и осигуряване на най-голямо увеличение на продуктите за всеки изразходван рубъл. Повишена производителност, производство на качествени продукти, подобряване на условията на труд и работниците за свободното време осигуряват въздушни вентилационни системи, които създават необходимия микроклимат и качеството на въздуха в закрито.

Целта на дипломния проект е да разработи система за автоматично управление на захранващата и изпускателната вентилация (SAU PVV) на производствените работилници.

Разглежданият проблем в проекта за дипломиране се дължи на износването на системата за автоматизация на PVV съществуващите на OJSC "Vologda Opto-Mechanical Plant". В допълнение, системата е проектирана разпределена, която елиминира възможността за централизирано управление и мониторинг. Парцел за впръскване (категория за пожарна безопасност) е избран като обект за въвеждане (в категория за пожарна безопасност), както и помещенията в непосредствена близост до него - машините за ЦПУ, планираното изпращане на бюро, складове.

Задачите на дипломния проект са формулирани в резултат на изучаването на текущото състояние на SAU PVV и въз основа на аналитичен преглед, вж. Раздел 3 "Техническо предложение".

Използването на контролирана вентилация отваря нови функции за решаване на горните задачи. Разработената автоматична система за управление трябва да бъде оптимална по отношение на изпълнението на определените функции.

Както вече беше отбелязано по-горе, значението на развитието се дължи на остатъка на съществуващия SAU PVV, увеличаване на броя ремонтни работи Относно вентилацията "песни" и общото увеличение на честотата на дихателните пътища и настинки на работниците, тенденцията на влошаване на благосъстоянието в дълги работи, и в резултат на това общата спад на производителността и качеството на продукта. Важно е да се отбележи фактът, че съществуващата SAU PVV не е свързана с пожарната автоматизация, която е неприемлива за този вид производство. Развитието на нова Sau PVV е пряко свързана с политиката на инсталацията за качество (ISO 9000), както и с програмите за модернизация на фабричното оборудване и автоматизация на системите за препитание на семинарите.

Проектът за проекти използва интернет ресурси (форуми, електронни библиотеки, статии и публикации, електронни портали), както и техническа литература на необходимата тематична област и текстове на стандарти (ГОСТ, Snip, Sanpin). Също така, развитието на SAU PVV се основава на предложения и препоръки на специалисти, базирани на съществуващи инсталационни планове, кабелни текущи, системи за въздуховоди.

Заслужава да се отбележи, че проблемът, засегнат от дипломния проект, се извършва почти на всички стари инсталации на защитния и промишления комплекс, преоборудването на семинарите е една от най-важните задачи по отношение на предоставянето на качество на продукта за крайния потребител. Така натрупаният опит за решаване на такива задачи в предприятията с подобен вид производство ще бъде отразен в дизайна на дипломирането.

1. Аналитичен преглед

1.1 Общ анализ Необходимостта от проектиране на sau pvv

Най-важният източник на гориво и енергоспестяващи ресурси, изразходвани за топлоснабдяването на големи промишлени сгради със значителна консумация на топлинна и електрическа енергия, подобрява ефективността на системата. поддръжка и изпускателна вентилация (PVV) Въз основа на използването на съвременни постижения на компютърната и управляващата технология.

Обикновено местните средства за автоматизация се използват за контрол на вентилационната система. Основният недостатък на такова регулиране е, че той не взема предвид действителния въздушен и топлинен баланс на сградата и реалните метеорологични условия: температурата на външния въздух, скоростта и посоката на вятъра, атмосферното налягане.

Ето защо, под влиянието на местната автоматизация, системата за вентилация на въздуха работи, по правило, не е оптимална.

Ефективността на захранващата и изпускателната вентилационна система може да бъде значително увеличена, ако оптималното управление на системите въз основа на използването на съответните технически и софтуерни инструменти.

Образуване термичен режим Можете да си представите като взаимодействие на смущаващи и регулиращи фактори. За да определите контролната експозиция, имате нужда от информация за свойствата и броя на входните и изходните параметри и условията за процеса на пренос на топлина. Тъй като целта на управлението на вентилационното оборудване е да се осигурят необходимите климатични условия в работна зона Помещения на сгради с минимална енергия и материални разходи, след което могат да се намерят компютри оптимален вариант и разработване на подходящи контролни въздействия върху тази система. В резултат на това компютърът със съответния комплекс от технически и софтуер представлява автоматизирана система за контролиране на топлинния режим на сгради (TRP ACS). Трябва също да се отбележи, че контролният панел PVV и конзолата за мониторинг на PVV могат да бъдат разбрани и конзолата за мониторинг на PVV, както и най-простият компютър с програмата за моделиране на SAU PVV, обработката на резултатите и оперативното управление на базата на тях.

Системата за автоматично управление е набор от контролен обект (управляван технологичен процес) и контролни устройства, като взаимодействието осигурява автоматичен процес на процеса в съответствие с посочената програма. В същото време, при технологичния процес е поредица от операции, които трябва да бъдат извършени, за да се получи крайният продукт от първоначалната суровина. В случай на PVV, крайният продукт е въздух в обслужваната стая с даден параметри (температура, газов състав и др.), А суровината е външен и изпускателен въздух, охлаждащи тела, електричество и др.

Основата на работата на SAU PVV, като всяка система за контрол, трябва да бъде принципът обратна връзка (OS): Разработване на контролни влияния въз основа на информацията за обекта, получена като се използват сензори, инсталирани или разпределени на обекта.

Всеки конкретен SAU се развива на базата на дадена технология за обработка на входящия въздушен поток. Често захранващата и изпускателната вентилационна система е свързана с климатичната система (подготовката) на въздуха, която се отразява в дизайна на управляващата автоматизация.

При прилагане на офлайн устройства или пълни технологични инсталации Лечението със Сау е снабдено с оборудването и вече вградени специфични контролни функции, които обикновено са описани подробно в техническата документация. В този случай корекцията, услугата и функционирането на такива системи за управление следва да бъдат направени точно в съответствие с посочената документация.

Анализ технически решения Модерни PVV модерни фирми - производителите на вентилационно оборудване показват, че функциите за управление могат да бъдат разделени на две категории:

Контролни функции, определени от технологиите и оборудването за обработка на въздуха;

Допълнителни функции, които са предимно услуги, са представени като ноу-хау фирми не се разглеждат тук.

Като цяло основните технологични функции на PVV контрола могат да бъдат разделени на следните групи (фиг. 1.1)

Фиг. 1.1 - Основни технологични функции на ръководството на PVV

Ние описваме какво се разбира под функциите на PVV, показани на фиг. 1.1.

1.1.1 Функция "Контрол и регистрация на параметрите"

В съответствие с snip 2.04.05-91, задължителните контролни параметри са:

Температура и налягане в обикновените фуражи и връщане тръбопроводи и при изхода на всеки топлообменник;

Температура на въздуха на външната, захранва след топлообменника, както и стайна температура;

Норми на PDK. вредни вещества Във въздуха се простираше от стаята (наличието на газове, горивни продукти, нетоксичен прах).

Други параметри в захранващите и изпускателните вентилационни системи се наблюдават при поискване. технически условия на оборудване или при условие на работа.

Предоставя се дистанционно управление за измерване на основните параметри на технологичния процес или параметри, участващи в прилагането на други контролни функции. Такъв контрол се извършва с използване на сензори и измервателни преобразуватели с изхода (ако е необходимо) на измерените параметри към индикатора или на екрана на инструмента за управление (контролния панел, компютърния монитор).

За измерване на други параметри, обикновено се използват локални (преносими или стационарни) устройства - индикация на термометри, измервателни уреди, устройства за спектрален анализ на въздушния състав и др.

Използването на локални контролиращи устройства не нарушава основния принцип на системите за контрол - принципа на обратна връзка. В този случай той се прилага или с помощта на лице (оператор или сервизен персонал), или с помощта на програма за управление, "зашит" в паметта на микропроцесора.

1.1.2 Функция "Управление на оперативно и софтуер"

Важно е да се приложи такава опция като "начална последователност". За да се гарантира, че трябва да се има предвид нормалното начало на PVV системата:

Предварително отворени амортисьори преди започване на вентилатори. Това се прави поради факта, че не всички клапи в затвореното състояние могат да издържат на падането на налягането, създадено от вентилатора, а пълното време на отваряне на клапана от електрическото задвижване достига две минути.

Разделянето на моментите на работещи електродвигатели. Асинхронни електрически двигатели Често може да има големи стартиращи течения. Ако едновременно започнете любителите на въздушните амортисьори и други задвижвания, тогава поради тежкото натоварване на електрическата мрежа на сградата ще падне силно напрежението, а електрическите двигатели не могат да започнат. Следователно, стартирането на електродвигатели, особено висока мощност, трябва да бъде разпределено във времето.

Предварително отопление на балдахин. Ако не изпълнявате предварително лишаване от свобода на водния носач, след това при ниски температури на открито, защитата от замръзване може да работи. Следователно, когато стартирате системата, трябва да отворите доставката на въздух за доставка, отворен трипътен клапан Воден изложба и затопляйте калорифея. Като правило, тази функция се включва при външна температура под 12 ° C.

Обратна опция - "Последователност на полагане", когато системата е изключена:

Забавяне Спирането на вентилатора за подаване на въздуха в инсталации с електрокаракони. След отстраняване на напрежението от електрокалорифера, той трябва да се охлади за известно време, без да се завърта вентилаторът за подаване. В противен случай нагревателният елемент на носителя (термичен електрически нагревател - десет) може да се провали. За съществуващите задачи на дизайна на дипломирането този вариант не е важен поради използването на водния носач, но е важно да се отбележи.

По този начин, въз основа на разпределените опции за управление и управление на софтуер, можете да предоставите типичен график за включване и изключване на устройствата на PVV устройствата.

Фиг. 1.2 - типична цикликограма на работа на sau pvv с вода калорифер

Целият цикъл (фиг. 1.2) трябва да работи автоматично и освен това трябва да се предвиди индивидуално стартиране на оборудването, което е необходимо при коригиране и превантивни операции.

Важно значение имате функции за контрол на програмата, като например промяна на "зимния лятен" режим. Особено съответното прилагане на тези функции в съвременни условия Дефицитът на енергийните ресурси. В регулаторните документи прилагането на тази функция е препоръчителен характер - "за обществени, административни и домакински и производствени сгради, той следва, че по правило трябва да включва софтуерно регулиране на параметрите, които намаляват консумацията на топлина."

В най-простия случай, тези функции предоставят или деактивират pvv в определен момент или намаление (увеличаване) на определена стойност на регулируемия параметър (например температура), в зависимост от промяната в топлите натоварвания в обслужваните товари в обслужването стая.

По-ефективни, но по-сложни в изпълнението, е управлението на софтуера, осигуряващо автоматична промяна в структурата на PVV и нейния алгоритъм на работа не само в традиционния режим "зимно-лято", но и в преходни режими. Анализът и синтезът на структурата на PVV и неговия функционален алгоритъм обикновено се прави на базата на техния термодинамичен модел.

В този случай основната мотивация и критерий за оптимизация, като правило, е желанието да се гарантира, че евентуално минимално потребление на енергия в ограниченията върху капиталовите разходи, размерите и др.

1.1.3 Функция " защитни функции и блокиране

Защитните функции и блокажите са общи за автоматизацията и системите за електрическо оборудване (защита срещу късо съединение, прегряване, ограничения за изместване и т.н.) се определят от междуведомствени средства регулаторни документи. Такива функции обикновено се прилагат от отделни устройства (предпазители, предпазни устройства за изключване, крайни превключватели и др.). Тяхното приложение се управлява от правилата на устройството на електрически инсталации (PUE), правила пожарна безопасност (Ppb).

Защита от замиване. Автоматичната защита на замръзване трябва да бъде осигурена в зони с изчислената температура на външния въздух за студения период минус 5 ° C и дъното. Защитата на първите отоплителни топлообменници (воден калорифер) и рекуператорите подлежат на защита (ако е налична).

Обикновено защитата срещу замръзване на топлообменника се извършва на базата на сензори или реле за релеене на релета за устройството и температурата на охлаждащата течност в тръбопровода за връщане.

Рискът от замръзване се предвижда чрез температура на въздуха пред устройството (TN<5 °С). При достижении указанных значений полностью открывают клапаны и останавливают приточный вентилятор.

В продължение на работното време за системи със защита срещу замръзване, клапанът трябва да остане яр (5-25%) с външния клапан. За по-голяма надеждност на защитата, функцията на автоматичното регулиране (стабилизация) на температурата на водата в тръбопровода за връщане понякога се прилага по време на прекъсване на системата.

1.1.4 Функция "Защита на технологично оборудване и електрическо оборудване"

1. Контрол на замърсяването на филтъра

Контролът на замърсяването на филтъра се оценява чрез спад на налягането върху него, който се измерва чрез сензор за диференциално налягане. Сензорът измерва разликата в налягането на въздуха преди и след филтъра. Допустимото намаляване на налягането върху филтъра е посочено в неговия паспорт (за измервателни уреди, представени на фабричните дихателни пътища, според техническата служба - 150-300 Pa). Тази разлика се настройва при регулиране на системата на диференциращ сензор (SENSOR SETPOINT). Когато зададената точка е достигната от сензора, на граничния прах на филтъра и необходимостта от нейната поддръжка или подмяна. Ако в рамките на определено време (обикновено 24 часа) след издаване на лимитен сигнал за прах, филтърът няма да бъде изчистен или заменен, препоръчва се да се осигури аварийно спиране система.

Подобни сензори се препоръчват да бъдат инсталирани на феновете. Ако вентилаторът или вентилаторният колан се провали, системата трябва да бъде спряна в авариен режим. Въпреки това, често такива сензори са пренебрегнати от съображения за спестявания, което значително затруднява диагностиката на системата и в бъдеще да се намират недостатъци.

2. Други автоматични ключалки

В допълнение, трябва да се осигурят автоматични ключалки:

Отваряне и затваряне на външни вентили, когато вентилаторите са включени и изключени (амортисьори);

Отваряне и затваряне на вентил на вентилационни системи, свързани чрез въздушни тела за пълна или частична взаимозаменяемост при повреда на една от системите;

Затварящи клапани на вентилационни системи за помещения, защитени от газови гасене инсталации, когато вентилаторите са изключени от вентилационните системи на тези помещения;

Осигуряване на минимална външна консумация на въздух в системите за променливи потоци и др.

1.1.5 Регулаторни функции

Регулаторни функции - Автоматичната поддръжка на дадени параметри са основни по дефиниция за системи за захранване и изпускателна вентилация, работещи с променлив поток, рециклиране на въздух, нагряващ въздух.

Тези функции се извършват с помощта на затворени регулаторни контури, в които принципът на обратна връзка присъства в изрична форма: информация за обекта, идваща от сензорите, се превръщат чрез регулиране на устройствата в контролната експозиция. На фиг. 1.3 Пример за контура на настройката на температурата на температурата в климатика на канала е даден. Температурата на въздуха се поддържа от воден калорифер, през който се прекарва охлаждащата течност. Въздух, минаващ през калорифера, загрява нагоре. Температурата на въздуха след водача се измерва чрез сензора (t), след което стойността му пристига в устройството за сравнение (САЩ) на измерената температура и температура на настройка. В зависимост от разликата между температурата на зададената точка (града) и измерената стойност на температурата (TIM), устройството за управление (P) произвежда сигнал, действащ върху задвижващия механизъм (m - електрическото задвижване на тристранния вентил). Електрическото устройство се отваря или затваря тристранния вентил към позицията, в която грешката:

e \u003d град - Тим

тя ще бъде минимална.

Фиг. 1.3 - верига за регулиране на температурата на подаване на въздух във въздушния канал с воден топлообменник: T - сензор; САЩ са устройство за сравнение; P - регулиращо устройство; M - изпълнително устройство

По този начин, изграждането на система за автоматично управление (SAR) въз основа на изискванията за точност и други параметри на нейната работа (стабилност, осцилативността и др.) Се намалява до избора на неговата структура и елементи, както и за определяне на параметрите на регулатора. Обикновено това се осъществява чрез специалисти по автоматизация, използващи класическия автоматичен теория на регулиране. Ще отбележа само, че параметрите на настройките на регулатора се определят от динамичните свойства на контролния обект и избрания регулационен закон. Правото на регулиране е връзката между входа (?) И изхода (UR) сигналите на регулатора.

Най-простият е пропорционален закон за регулиране, в който? и Ур са взаимосвързани с постоянен коефициент на QP. Този коефициент е параметърът за настройка на такъв регулатор, който се нарича P-регулатор. Неговото прилагане изисква използването на регулируем усилващ елемент (механични, пневматични, електрически и т.н.), които могат да функционират както при привличането на допълнителен енергиен източник и без него.

Една от сортовете на Р-регулаторите са позиционни регулатори, които прилагат пропорционалния закон за контрола на КП и образуват ур изходен сигнал, който има определен брой постоянни стойности, например, два или три, съответстващи на два или три позиционни регулатори. Такива регулатори понякога се наричат \u200b\u200bреле поради приликите на техните графични характеристики с релейни характеристики. Параметърът за настройка на такива регулатори е размерът на зоната за нечувствителност de.

В техниката на автоматизация на вентилационни системи, регулаторите на две позиции с оглед на простотата и надеждността се използват широко при регулиране на температурата (термостати), налягане (пресовки) и други параметри на състоянието на процеса.

В автоматичната защита се използват и двупозиционни регулатори в автоматична защита, ключалки и режими на превключване. В този случай техните функции изпълняват сензори реле.

Въпреки посочените предимства на P-регулаторите, те имат голяма статична грешка (с малки стойности на KP) и тенденция към самолекуване (при големи стойности на КП). Следователно, с по-високи изисквания за регулаторните функции на системите за автоматизация, се прилагат по-сложни регламенти, като например PI- и PID-закони.

Също така, коригирането на температурата на нагряване на въздуха може да се извърши от P-регулатора, работещ на принципа на балансиране: увеличаване на температурата в стойността му, по-малка от работната точка и обратно. Такова тълкуване на закона също така намери заявлението в системите, които не изискват висока точност.

1.2 Анализ на съществуващите типични схеми за автоматизация на вентилацията на производствените работилници

Съществуват редица стандартни реализации на автоматизацията на захранващата и изпускателната вентилационна система, всяка и те имат няколко предимства и недостатъци. Отбелязвам, че въпреки наличието на много типични схеми и развития, е много трудно да се създаде такъв Сау, който би бил гъвкав по настройки по отношение на производството, на което се прилага. По този начин е необходим внимателен анализ на съществуващата вентилационна структура за проектиране на съществуващата вентилационна структура, анализ на технологичните процеси на производствения цикъл, както и анализ на изискванията за трудова защита, екологията, електрическата и пожарната безопасност. Освен това, често прожектираният SAU PVV е специализиран по отношение на областта на нейното прилагане.

Във всеки случай, следните групи обикновено се приемат като типични източници на етапа на първоначалния дизайн:

1. Общи данни: Териториално местоположение на обекта (град, област); Тип и цел на обекта.

2. Информация за сградата и помещенията: планове и съкращаване с посочване на всички размери и оценки на височините по отношение на нивото на земята; Посочване на категории помещения (на архитектурни планове) в съответствие със стандартите за пожар; наличието на техническо пространство, което показва техния размер; местоположението и характеристиките на съществуващите вентилационни системи; енергийни характеристики;

3. информация за технологичния процес: чертежите на технологичния проект (планове), посочващ настаняването на технологично оборудване; Спецификация на оборудването, показващо инсталиран капацитет; Характеристиките на технологичните режима са броят на работните промени, средния брой работници в смяна; Начина на работа на оборудването (едновременност на работата, коефициентите на зареждане и др.); Броя на вредните участъци във въздушната среда (MPC на вредни вещества).

Като изходни данни за изчисляване на автоматизацията, PVV системата се извършва:

Изпълнение на съществуващата система (мощност, обмен на въздух);

Списък на параметрите на въздуха, които трябва да бъдат регулирани;

Граници на регулиране;

Операцията на автоматизация, когато сигналите пристигат от други системи.

По този начин изпълнението на системата за автоматизация е проектирано въз основа на задачите, възложени му, като се вземат предвид нормите и правилата, както и схемите и схемите за генерални източници. Изчертаване на веригата и избора на оборудване на системата за вентилация на вентилацията поотделно.

Представяме съществуващите типични схеми за системите за контрол на вентилацията за доставка на отработените газове, характеризират някои от тях по отношение на възможността за прилагане на задачите на дипломния проект (фиг. 1.4 - 1.5, 1.9).

Фиг. 1.4 -SAU Директен поток вентилация

Тези системи за автоматизация са намерили активно приложение във фабрики, фабрики, в офис площи. Контролният обект тук е автоматичен шкаф (контролен панел), фиксиращи устройства - сензори за канал, контролната експозиция се оказва двигатели на моторни двигатели, амортисьори. Също така представят въздух за отопление / охлаждане на SAR. Бягаща напред, може да се отбележи, че системата, показана на фиг.1.4a, е прототип на системата, който трябва да се използва върху парцела под налягане от Vologda Opto-Mechanical Plant OJSC. Охлаждащият въздух в производствените помещения е неефективен поради обема на тези помещения, а нагряването е предпоставка за правилното функциониране на SAU PVV.

Фиг. 1.5- Вентилация на Сау с топлинни услуги

Изграждането на Sau PVV с помощта на топлинни изключватели (рекуператори) ви позволява да решавате проблеми на преизчисляването на електроенергията (за електроцекор), проблеми на емисиите в околната среда. Значението на възстановяването е, че въздухът е безвъзвратно от помещението с температура на помещението, посочена в помещението, обменя енергията с входящия външен въздух, параметрите, които като правило се различават значително от посочените. Тези. През зимата, отстраненият топъл изпускателен въздух частично загрява външния въздух, а през лятото по-студенният изпускателен въздух е частично охладен от въздушния въздух. В най-добрия случай, по отношение на възстановяването, разходите за енергия могат да бъдат намалени с 80% за лечението на всмукване.

Технически възстановяването в захранващата и изпускателната вентилация се извършва чрез използване на въртящи се топлина Излети и системи с междинен охладител. Така получаваме печалбите както на отоплението на въздуха, така и върху намаляването на отварянето на клапите (по-дълго време на празен ход на двигателите, контролиращи клапите) - всичко това дава обща печалба по отношение на икономиката Електрий.

Системите с оползотворяване на топлина са обещаващи и активно и реализирани вместо стари вентилационни системи. Въпреки това си струва да се отбележи, че тези системи струват допълнителни инвестиции, но периодът на изплащане е сравнително малък, докато рентабилността е много висока. Също така липсата на постоянна емисия повишава екологичните показатели на такава организация на автоматизацията на PVV. Опростената работа на системата с оползотворяване на въздух от въздух (рециклиране на въздуха) е представена на фиг.1.6.

Фиг. 1.6 - Работа на системата за обмен на въздух с рециркулация (възстановяване)

Кръстовища или ламелни рекуператори (фиг. 1.5 V, d) се състоят от плочи (алуминий), представляващи канална система за потока от два въздушни потока. Стените на каналите са често срещани за захранване и отработения въздух и лесно предават. Благодарение на голямата повърхност на обмена и турбулентен въздушен поток в каналите, те постигат висока степен на топлинна степен (пренос на топлина) с относително ниска хидравлична резистентност. Ефективността на ламелните рекуператори достига 70%.

Фиг. 1.7 - организиране на въздушна борса Sau pvv въз основа на ламелни рекуператори

Използват се само изрична топлина на отработения въздух. Страстният и изпускателният въздух не е непременно смесен и кондензатът образува изпускателния въздух, образуван, когато отработеният въздух се охлажда, се забавя от сепаратора и мечтае от дренажната система от дренажния палет. За да се предотврати замразяването на конденза при ниски температури (до -15 ° C), се образуват подходящи изисквания за автоматизация: тя трябва да осигурява периодично спиране на вентилатора за подаване или отстраняване на част от външния въздух в канал на въжето в рекуператора. Единственото ограничение в прилагането на този метод се състои в задължителното пресичане на разклонението на доставките и изпусканията на едно място, което в случай на проста модернизация на Сау налага редица трудности.

Системите за възстановяване с междинен охладител (Фиг. 1.5 А, б) са няколко топлообменници, свързани с затворен тръбопровод. Един топлообменник е в изпускателния канал, а другият е в доставката. Чрез затворен контур, не-замразяващият гликол смес циркулира, носеща топлина от един топлообменник към другата и в този случай разстоянието от захранващия блок към отработените газове може да бъде много важно.

Ефективността на отвеждането на топлината с този метод не надвишава 60%. Цената е сравнително голяма, но в някои случаи може да е единственият начин за топломер.

Фиг. 1.8 - принципът на отстраняване на топлината с помощта на междинния охладител

Ротационен топлообменник (въртящ се топлообменник, рекуператор) - е ротор с канали за хоризонталното преминаване на въздуха. Частта от ротора е в канала за отработени газове и частта е в доставката. Закръгляването, роторът получава топлината на отработения въздух и го предава на захранването и се предава както изрична, така и скрита топлина, както и влажност. Ефективността на отвеждането на топлината е максимална и достига 80%.

Фиг. 1.9 - SAU PVV с ротационен рекуператор

Ограничаването на използването на този метод първо налага, че до 10% от отработените въздух се смесват с доставката и в някои случаи е неприемливо или нежелано (ако въздухът има значително ниво на замърсяване). Изискванията за проектиране са подобни на предишния вариант - машината за изпускане и захранване е на едно място. Този метод е по-скъп от първата и по-рядко използвана употреба.

Като цяло, системите за възстановяване са 40-60% по-скъпи от подобни системи без възстановяване, но разходите за работа ще се различават понякога. Дори и в днешните цени на енергията, времето за възстановяване на системата за възстановяване не надвишава два отоплителни сезона.

Бих искал да отбележа, че енергоспестяването се влияе от алгоритмите за управление. Въпреки това, винаги трябва да се има предвид, че всички вентилационни системи се изчисляват на някои средни условия. Например, външното потребление на въздух е определено на един брой хора, а по-малко от 20% от получената стойност може да бъде в помещението, разбира се, в този случай изчисленото външно потребление на въздух ще бъде изрично излишно, операцията на Вентилацията в прекомерен режим ще доведе до неразумна загуба на енергийни ресурси. В този случай е да се обмислят няколко режима на работа - например зима / лято. Ако автоматизацията може да установи такива режими - спестяванията са очевидни. Друг подход е свързан с регулирането на външната консумация на въздух в зависимост от качеството на газовата среда на закрито, т.е. Системата за автоматизация включва газови анализатори за вредни газове и избира външната стойност на потреблението на въздух, така че съдържанието на вредни газове не надвишава максимално допустимите стойности.

1.3 Маркетинг изследвания

Понастоящем всички водещи световни производители на вентилационно оборудване са широко представени на пазара на автоматизация за снабдяване и изпускателна вентилация и всяка от тях е специализирана в производството на оборудване в определен сегмент. Целият пазар на вентилационно оборудване може да бъде разделен на следните приложения:

Домашни и полупромишлени цели;

Индустриална цел;

Вентилационно оборудване "Специална" дестинация.

Тъй като проектният проект разглежда дизайна на автоматизацията за снабдяване и изпускателни системи на промишлени помещения, след това, за да се сравни предложеното развитие с наличната на пазара, трябва да изберете подобни съществуващи пакети за автоматизация на добре познати производители.

Резултатите от маркетинговото изследване на съществуващите SAU PVV пакети са представени в Приложение А.

Така, в резултат на маркетинговите изследвания, няколко най-често използвани SAU PVV са получили различни производители, информацията е получена чрез изучаване на техническата им документация:

Съставът на съответния пакет за SAU PVV;

Регистър на контролните параметри (налягане във въздуховоди, температура, чистота, влажност на въздуха);

Марка на програмируемия логически контролер и неговото оборудване (софтуер, командна система, програми за програмиране);

Наличието на връзки с други системи (независимо дали има връзка с пожарната автоматизация, независимо дали подкрепата за локални мрежови протоколи);

Защитна версия (електрическа безопасност, пожарна безопасност, защита на прах, имунитет на шума, устойчивост на влага).

2. Описание на вентилационната мрежа на производствения семинар като автоматичен контролен обект

Като цяло, според резултатите от анализа на съществуващите подходи към автоматизацията на системите за вентилация и системи за подготовка на въздуха, както и в резултат на аналитични прегледи на типични схеми, можем да заключим, че задачите, разглеждани в дипломирането на проекта са подходящи и в момента активно разглеждани и проучени от специализирано проектно бюро (SKB).

Отбелязвам, че има три основни подхода за прилагане на автоматизацията за вентилационната система:

Разпределен подход: внедряване на автоматичното PVV на базата на локално превключващо оборудване, управлението на всеки вентилатор се извършва от съответното устройство.

Този подход се използва за проектиране на автоматизация на относително малки вентилационни системи, в които не се предвижда допълнително разширение. Той е най-старият. Предимствата на подхода могат да бъдат приписани, например, фактът, че в случай на инцидент върху една от контролираните вентилационни клона, системата осигурява аварийно спиране на тази връзка / секция. Освен това този подход е сравнително лесен за изпълнение, не изисква сложни алгоритми за управление, опростява поддръжката на устройствата за вентилация.

Централизиран подход: Изпълнение на PVV автоматизацията, базирана на група логически контролери или програмируем логически контролер (PLC), контролиране на цялата вентилационна система е централно в съответствие с определената програма и данни.

Централизираният подход е по-надежден от разпространението. Всички PVV контрол са твърд, се основава на програмата. Това обстоятелство налага допълнителни изисквания за писане на програмния код (трябва да се вземат предвид много условия, вкл. Действия в извънредни ситуации) и към специалната защита на контролната АД. Този подход е намерил заявление за малки административни и производствени комплекси. Той отличава гъвкавостта на настройките, способността да се намали системата до разумни граници, както и възможността за мобилна комбинация от системата за комбинирания принцип на организацията;

Смесен подход: използван при проектирането на големи системи (голям брой управлявани оборудване с огромно изпълнение) е комбинация от разпределен и централизиран подход. Като цяло този подход предполага ниска йерархия, ръководена от контролния компютър и управляваните "МикроевМ", като формацията на глобална контролирана производствена мрежа по отношение на предприятието. С други думи, този подход е разпределен - централизиран подход със системното изпращане.

В аспекта на задачата решен в дизайна на дипломирането, централизираният подход към прилагането на автоматизацията на PVV е най-предпочитан. Тъй като системата е разработена за малки индустриални помещения, е възможно да се използва този подход за други обекти, за да следва последващата им асоциация в един SAU PVV.

Често, за вентилационни шкафове се осигурява интерфейс, който позволява наблюдение на състоянието на вентилационната система с изхода на информацията на компютърния монитор. Въпреки това си струва да се отбележи, че това изпълнение изисква допълнителни усложнения на програмата за управление, обучението на специалист, който следва държавата и получаването на оперативни решения въз основа на визуално получени данни от проучването на сензорите. Освен това винаги има фактор за човешка грешка в извънредни ситуации. Ето защо, прилагането на това състояние е по-вероятно допълнителна възможност за проектиране на пакета за автоматизация на PVV.

2.1 Описание на съществуващата система за автоматично управление на доставките и изпускателната вентилация на производствените цехове

За да се гарантира основният принцип на вентилация на производствените семинари, който се състои в поддържането на допустимите граници на параметрите и състава на въздуха, е необходимо да се доставят чист въздух на местата на работниците, следвани от разпределението на въздуха в помещението.

По-долу на фиг. 2.1 показва илюстрация на типична система за вентилация за подаване на доставки, подобна на която е налична на мястото на разгръщане.

Вентилационната система на производствената стая се състои от вентилатори, въздуховоди, външни пристанищни устройства, устройства за почистване на въздуха, въздушно нагряване (воден канорифер).

Дизайнът на съществуващите водоснабдителни и изпускателни вентилационни системи е извършен в съответствие с изискванията на Snip II 33-75 "отопление, вентилация и климатизация", както и GOST 12.4.021-75 "PRT. Вентилационни системи. Общи изисквания, "в които са посочени изискванията за въвеждане и въвеждане в експлоатация и експлоатация.

Почистването на замърсения въздух, излъчван в атмосферата, се извършва от специални устройства - сепаратори на прах (прилаган в производственото място на леене под налягане), филтри на въздухопроводите и т.н. Трябва да се отбележи, че сепараторите на прах не изискват допълнителен контрол и се задействат когато изпускателната вентилация е включена.

Също така, почистването на разширения въздух може да се извърши в прахоулокове (само за големи прахове) и електрически филтри (за фин прах). Почистването на въздуха от вредни газове се извършва с помощта на специални абсорбиращи и деактивиращи вещества, включително тези, приложени към филтри (във филтри).

Фиг. 2.1 - Система на захранващата и изпускателната вентилация на производствения цех 1 -тексипално устройство; 2-костюми за отопление; 3-подрязан вентилатор; 4 - основен въздушен канал; 5 - клонове на канала; 6 - входни дюзи; 7 - местно засмукване; 8 и 9 - майстор. инсталация за изпускане на канали; 10 - Прах сепаратор; 11 - вентилатор; 12 - моите емисии на пречистен въздух в атмосферата

Автоматизацията на съществуващата система е сравнително проста. Процесът на вентилация е както следва:

1. Началото на работната смяна е началото на захранващата и изпускателната вентилационна система. Феновете се задвижват от централизирано стартиране. С други думи, контролният панел е два начинаещи - за стартиране и аварийно спиране / изключване. Промяната продължава 8 часа - с един час почивка, т.е. системата е средно 1 час по време на работното време. Освен това, такава "избор" на управлението е икономически неефективна, тъй като води до повторно потребление на електроенергия.

Трябва да се отбележи, че не е необходимо производството, че изпускателната вентилация работи постоянно, препоръчително е да се включи въздухът, или например отстраняване на излишната топлинна енергия от работната зона.

2. Отварянето на клапите на всмукателните устройства на въздуха също се контролират от локално погребално оборудване, въздух с външната среда параметрите (температура, чистота) поради разликата в налягането се забавя в въздушните канали от вентилатора за подаване.

3. Въздухът, взет от външната среда, преминава през водния калорифер, загрява до допустимите температурни стойности, а през въздухопроводите през захранващите дюзи се инжектират в помещението. Водният калорифер осигурява значително нагряване на въздуха, контролът на калорифера е ръчен, електрически инсталационен специалист отваря клапата. За лятото калориферът е изключен. Като охлаждаща течност се използва гореща вода, доставяна от интра-воден котел. Системата за автоматично управление на температурата на въздуха не е предоставена, в резултат на което има голямо превишаване на ресурса.

Подобни документи

Характеристики на използването на системата за управление за инсталиране на вентилация на захранването въз основа на MS8.2 контролера. Основната функционалност на контролера. Пример за спецификация за автоматизиране на инсталацията на вентилацията за захранване за схемата въз основа на MS8.2.

практическа работа, добавена 25.05.2010

Сравнителен анализ на техническите характеристики на типичните градиентни дизайни. Елементи на водоснабдителните системи и тяхната класификация. Математически модел на процеса на револвиращо водоснабдяване, подбор и описание на инструментите и контролите за автоматизация.

теза, добавена 04.09.2013

Основи на системата за автоматично управление на захранващата и изпускателната вентилация, нейното изграждане и математическо описание. Технологично оборудване. Избор и изчисление на регулатора. Изследването на стабилността на ДАБ, нейните показатели за качество.

курсова работа, добавена 02/16/2011

Описание на процеса на обработка на термични материали на базата на циментобетон. Автоматизиран контрол на вентилационния процес на стационарната камера. Изберете вида на дифмаманометъра и изчисляването на устройството за окачване. Измервателна схема на автоматичен потенциометър.

курсова работа, добавена 25.10.2009

Карта на технологичния път на обработка на червячното колело. Изчисляване на размери и гранични размери върху обработката на продукта. Разработване на програмата за управление. Обосновка и избор на затягащо устройство. Изчисляване на вентилацията на индустриалните помещения.

теза, добавена 29.08.2012

Характеристики на проектирания комплекс и избора на технологична технология за производство. Механизация на водоснабдяването и поливането на животни. Технологично изчисление и избор на оборудване. Системи за вентилация и отопление на въздуха. Изчисляване на обмен на въздух и осветление.

курсова работа, добавена 01.12.2008

Захранваща вентилационна система, вътрешно устройство и взаимно свързване на елементи, оценка на предимствата и недостатъците на употребата, изискванията за оборудване. Енергоспестяващи дейности, автоматизация на енергийно ефективни вентилационни системи.

курсова работа, добавена 04/08/2015

Развитие на технологичната схема за автоматизиране на електрическия отопляем под. Изчисляване и избор на елементи за автоматизация. Анализ на изискванията в схемата за управление. Определяне на основните показатели за надеждност. Безопасност при инсталирането на средства за автоматизация.

курсова работа, добавена 30.05.2015

Оборудването на технологичния процес на каталитично реформиране. Характеристики на пазара на оборудване за автоматизация. Изберете контролиращия компютър и автоматизация на полето. Изчисляване и избор на регулаторни настройки. Технически инструменти за автоматизация.

теза, добавена 05/23/2015

Технологично описание на структурната схема на проекта за автоматизиране на процеса на преработка ограничение въглеводородни газове. Изследване на функционалната схема за автоматизация и обосновката за избор на инструменти за оборудване. Математически контролен кръг.

Изпратете добрата си работа в базата знания е проста. Използвайте формата по-долу

Студентите, завършилите студенти, млади учени, които използват базата на знанието в обучението и работата ви, ще ви бъдат много благодарни.

Подобни документи

курсова работа, добавена 02/16/2011

Общи характеристики и назначаване, обхвата на практическото прилагане на системата за автоматично управление на захранващата и изпускателната вентилация. Автоматизация на регулаторния процес, неговите принципи и етапи на изпълнение. Изборът на средства и тяхната икономическа обосновка.

теза, добавена 04/10/2011

Анализ на съществуващите типични схеми за автоматизация на вентилацията на производствените работилници. Математически модел на процеса на вентилация на промишлени помещения, избор и описание на инструментите и контролите за автоматизация. Изчисляване на цената на проекта за автоматизация.

теза, добавена 11.06.2012

теза, добавена 04.09.2013

Общите характеристики на тръбопровода. Климатични и геоложки характеристики на сайта. Генералният план за помпената станция. Основен изпомпващ и резервоар парк NPS-3 "Алметиевск". Изчисляване на системата за захранване и изпускане на вентилационна система на помпата.

теза, добавена 04/17/2013

Анализ на разработването на проектен проект на декоративни кутии. Хералдика като специална дисциплина, ангажирана в изследването на герба. Начини за създаване на оборудване за восъчни модели. Етапи на изчисляване на захранването и изпускателната вентилация за отделението за топене.

теза, добавена 01/26/2013

Описание на инсталацията като обект за автоматизация, опции за подобряване на технологичния процес. Изчисляване и избор на елементи от комплекс от технически средства. Изчисляване на системата за автоматично управление. Разработване на софтуер за приложения.

теза, добавена 24.11.2014

Glebov R. S., кандидат-туманов, кандидат за технически науки, доцент

Antyushin s. s., завършил студент (Московски Държавен институт по електроника и математика (Технически университет)

Практически аспекти на идентифицирането на математическия модел

Вентилационна единица

Благодарение на появата на нови изисквания за вентилационни системи, експерименталните методи за определяне на затворени контролни вериги не могат напълно да решат задачата за автоматизация на процеса. Експерименталните настройки са поставили оптимизационни критерии (критерии за качество на управлението), което ограничава техния обхват. Параметричният синтез на системата за управление, който отчита всички изисквания на техническата задача, изисква математически модел на обекта. Статията анализира структурите на математическите модели на вентилационната единица, се разглежда методът за идентифициране на вентилационното растение, като се има предвид възможността за прилагане на получените модели за използване на практика.

Ключови думи: идентификация, математически модел, вентилационна инсталация, експериментално изследване на математическия модел, критерии за качеството на математическия модел.

Практически аспекти на идентифицирането на математическия модел

На вентилационна инсталация

Във връзка с появата на нови изисквания към вентилацията, експерименталните методи за регулиране на затворените контури на управление не могат да разрешат проблем с автоматизацията на технологичния процес до пълния. Експерименталните методи за корекция имат поставени критерии за оптимизация (критерий за качество) на управление), която ограничава областта на тяхното прилагане. Параметричен синтез на системата за контрол, технически проект, като се има предвид всички изисквания, изискват математическия модел на обект. В статия, за да се получи анализ на структури на математически модели на вентилационна инсталация, метод Счита се за идентифициране на вентилационната инсталация, като се оценява възможността за прилагане на получените модели за прилагане на практика.

Ключови думи: идентификация, математически модел, вентилационна инсталация, експериментални изследвания на математическия модел, критерии за качество на математическия модел.

Въведение

Управлението на вентилационните системи е една от основните задачи на автоматизацията на инженерните системи на сградата. Изискванията за вентилационни инсталационни системи са формулирани като критерии за качество във времевия домейн.

Основни критерии за качество:

1. Преходно време (TNN) - изходното време на вентилационния режим в режим на работа.

2. Установената грешка (AUST) е максимално допустимо отклонение на температурата на доставения въздух от посочения.

Косвени критерии за качество:

3. Overbill (AH) - Извършване на мощност при контролиране на вентилационното устройство.

4. Степента на осцилативността (Y) е прекомерно износване на вентилационното оборудване.

5. Степента на затихване (Y) - характеризира качеството и скоростта на установяване на желания температурен режим.

Основната задача на автоматизацията на вентилационната система е параметричният синтез на регулатора. Параметричният синтез е да се определят коефициентите на регулатора, за да се осигурят критериите за качество на вентилационната система.

За синтеза на вентилационния елемент са избрани инженерни методи, удобни за употреба на практика, които не изискват изследване на математическия модел на обекта: метод № SUCSO18-21§1EG (g), метод на Syep-ngope8- \\ t KE8, SCS (SNK). Съвременните системи за системи за автоматизация на вентилацията се извършват чрез високи изисквания за качествени показатели, допустимите гранични условия на индикаторите се стесняват, се появяват многокритериални задачи. Инженерните методи за създаване на регулатори не позволяват да се променят критериите за качество, поставени в тях. Например, когато се използва N2 метод за регулиране на регулатора, критерият за качество е намаляването на затихването е равно на четири и при използване на метода, който се използва, критерият за качество е максималното увеличение при липсата на цяло. Използването на тези методи за решаване на многокритериални задачи за управление изисква допълнителна ръчна корекция на коефициентите. Времето и качеството на конфигурацията на контролни вериги, в този случай, зависи от опита на инженера на регулатора.

Използването на съвременни средства за математическо моделиране за синтеза на вентилационната инсталационна система значително подобрява качеството на контролните процеси, намалява времето за настройка на системата и също така ви позволява да синтезирате алгоритмични средства за откриване и предотвратяване на злополуки. За да симулирате системата за управление, трябва да създадете адекватен математически модел на вентилационния модул (контролен обект).

Практическото използване на математически модели без оценка на адекватността води до редица проблеми:

1. Настройките на регулатора, получени по време на математическото моделиране, не гарантират спазването на показателите за качество на практика.

2. Приложение в практиката на регулатори с математически модел (принудително управление, екстраполатор Smith и др.) Може да причини влошаване на показателите за качество. Ако постоянното времева константа или заниженото увеличение увеличава времето за излизане на вентилационното устройство в режим на работа, с претоварен коефициент на усилване, настъпва прекомерно износване на вентилационното оборудване и така нататък.

3. Приложение в практиката Адаптивните регулатори с оценка на референтния модел също причиняват влошаване на показателите за качество до същия пример.

4. Настройките за настройка, получени чрез оптимални методи за контрол, не гарантират съответствието на показателите за качество на практика.

Целта на това проучване е да се определи структурата на математическия модел на вентилационната единица (в зависимост от веригата за контрол на температурата) и оценка на неговата адекватност към реалните физически отоплителни процеси в вентилационните системи.

Опитът в проектирането на системи за управление показва, че е невъзможно да се получи математически модел, адекватна реална система, само въз основа на теоретични проучвания на физическите процеси на системата. Следователно, по време на синтеза на модела на вентилационното растение, експериментите бяха извършени едновременно с теоретичните проучвания за определяне и изясняване на математическия модел на системата - нейната идентификация.

Технологичен процес на вентилационната система, организацията на експеримента

и структурно идентификация

Контролният обект на вентилационната система е централният климатик, в който е достъпен въздухът и храненето му към вентилирани помещения. Задачата на локалната система за вентилация автоматично поддържа температурата на захранващия въздух в канала. Текущата стойност на температурата на въздуха се оценява от сензора, инсталиран в канала за подаване или в стаята за поддръжка. Регулирането на температурата на захранващия въздух се извършва чрез електрически или воден калорифер. Когато използвате воден носач, задвижващият механизъм е трипътен вентил, когато се използва електрически носител - импулсен и тиристорен регулатор.

Стандартният алгоритъм за контрол на температурата на въздуха е затворена автоматична система за управление (SAR), с PID контролер като устройство за управление. Налице е структурата на автоматизираната система за управление за контролиране на температурата на въздуха на вентилацията на въздуха (фиг. 1).

Фиг. 1. Структурна диаграма на автоматизирана вентилационна система (канал за контрол на въздуха). WTP - PF регулатор, живот - PF на изпълнителния орган, WCAL - Calrifer PF, WW - функция за предаване на въздуховоди. и1 е температурната настройка, Xi - температурата в канала, Xi - четенията на сензора, E1 е контролната грешка, U1-управляващ ефект на регулатора, U2 - тестване на задвижващия механизъм на регулаторния сигнал, U3 - топлината, предавана от калории в канала.

Синтезът на математическия модел на вентилационната система предполага, че структурата на всяка трансферна функция е известна, която е включена в неговия състав. Използването на математически модел, съдържащ трансферните функции на отделни елементи на системата, е предизвикателна задача и не гарантира на практика суперпозицията на отделни елементи с изходната система. За да се идентифицира математически модел, структурата на вентилационната система за управление е удобно разделена на две части: априори известен (регулатор) и неизвестен (обект). Предавателното съотношение на обекта ^ о) включва: функцията за прехвърляне на задвижващия механизъм ^ Йо), трансферната функция на каленкала на колифена ^), трансферната функция на канала ^ BB), съотношението на предавките на датите на сензора ^ . Задачата за идентифициране на вентилационната единица при контролиране на температурата на въздушния поток се намалява до дефиницията на функционалната зависимост между управляващия сигнал към задвижващия механизъм на фроциращия U1 и температурата на потока XI.

За да се определи структурата на математическия модел на вентилационната единица, е необходимо да се извърши експеримент за идентифициране. Получаването на желаните характеристики е възможно чрез пасивен и активен експеримент. Методът на пасивния експеримент се основава на регистрацията на контролираните параметри на процеса при нормалната работа на обекта, без да се правят умишлени смущения. В етапа на настройка вентилационната система не е в нормална работа, така че методът на пасивния експеримент не е подходящ за нашите цели. Методът на активния експеримент се основава на използването на някои изкуствени смущения, въведени в обект в предварително определена програма.

Съществуват три принципни метода за активна идентификация на обекта: преходният характерен метод (реакция на обекта към "етапа"), метода на смущение на обекта чрез сигнали на периодичната форма (реакцията на обекта за хармонични смущения с различни честоти) и метода на реакция на обекта върху делта-импулса. Благодарение на голямата инерция на вентилационните системи (TOB е от десетки секунди до няколко минути) идентификация от състезателни сигнали

За да прочетете статията, трябва да закупите пълен текст. Статиите се изпращат във формат PDF. към пощата, посочена при заплащане. Време за доставка е по-малко от 10 минути. Цена на една статия - 150 рубли.

Захранвани научни произведения на тема "Общи и сложни проблеми на естествените и точни науки"

Адаптивно управление на вентилационната единица с динамична консумация на въздух
Glebov R.s., Tumanov m.p. - 2012.
Проблемът с управлението и моделирането на извънредни ситуации върху петролните мини
Лишова М.Ю., Наумов I.S. - 2013
Относно използването на теорията на параметричното регулиране за изчислими модели на общо равновесие
Адилов Жктурбек Мемович, Ашимов Абдяпар Ашмович, Ашимов Аскар Абдяпарович, Боровски Николай Юриевич, Боровски Юри Вячеславович, Султанов Бакит Търльованович - 2010 \\ t
Моделиране на биоклиматичен покрив с естествена вентилация
Ouedraogo A., Ouedraogo I., Palm K., Zeghmati B. - 2008

Дария Денисихина, Мария Луканина, Михаил Самолета

В съвременния свят вече не е възможно да се прави без математическо моделиране на въздушния поток при проектирането на вентилационни системи.

В съвременния свят вече не е възможно да се прави без математическо моделиране на въздушния поток при проектирането на вентилационни системи. Конвенционалните инженерни техники са подходящи за типични стаи и стандартни решения за разпределение на въздуха. Когато дизайнерът е изправен пред нестандартни обекти, методите на математическо моделиране трябва да стигнат до спасяването. Статията е посветена на изследването на разпределението на въздуха през студената година на годината в семинара за производството на тръби. Този семинар е част от фабричния комплекс, разположен под рязко континентален климат.

Обратно през XIX век, бяха получени диференциални уравнения, за да се опише потокът от течности и газове. Те са формулирани от френския физик Louis Navier и британски математик Джордж Стокс. Уравненията на Navier - Stokes са една от най-важните в хидродинамиката и се използват в математическо моделиране на много природни феномени и технически задачи.

През последните години се натрупва голямо разнообразие от геометрично и термодинамично сложни обекти в строителството. Използването на методи за изчисляване на хидродинамиката значително подобрява възможностите за проектиране на вентилационни системи, позволяващи с висока степен на точност за предсказване на разпределението на скоростта, налягането, температурата, концентрацията на компонента във всяка точка на сградата или нейното място.

Интензивното използване на методите за изчисляване на хидродинамиката започна през 2000 г., когато се появиха универсални софтуерни снаряди (CFD пакети), които дават възможност за намиране на числени решения на системата за уравнение на Navier-Stokes във връзка с обекта на интерес. От този момент от това време бюрото за технологии се занимава с математическо моделиране по отношение на задачите на вентилацията и климатизацията.

Описание на задачата

В това проучване, числено симулация се извършва с помощта на Star-Ccm + - CFD пакет, разработен чрез CD-Adapco. Изпълнението на този пакет при решаването на задачите на вентилацията
Тя се тества многократно върху обектите на различна сложност, от офис площи до залите на театри и стадиони.

Задачата е от голям интерес от гледна точка на дизайна и математическото моделиране.

Външна температура на въздуха -31 ° C. В стаята има обекти с основни топлинни печалби: ордена пещ, ваканционна пещ и т.н. Така има големи температурни разлики между външните ограждащи структури и вътрешни горивни обекти. Следователно приносът на радиационния топлообмен по време на моделиране не може да бъде пренебрегнат. Допълнителна сложност в математическата формулировка на проблема е, че в помещението се подава тежък железопътен състав, имащ температура от -31 ° С. Постепенно се загрява, охлажда въздуха около него.

За да се поддържа желаната температура на въздуха в обема на семинара (в студения сезон, не по-ниска от 15 ° C) Проектът осигурява вентилационни и климатични системи. На етапа на проектиране се изчисляват дебитът и температурата на доставения въздух, необходими за поддържане на необходимите параметри. Остава въпросът - как да се подаде въздух до обема на семинара, за да се осигури най-равномерното разпределение на температурата в целия обем. Моделирането позволява сравнително малък срок (две или три седмици), за да видите модела на въздушния поток за няколко опции за подаване на въздух и след това да ги сравните.

Етапи на математическо моделиране

Изграждане на солидна геометрия.
Шракта на работното пространство на клетките на уплътняема мрежа. Трябва да се предоставят предварително области, в които ще се изисква допълнително смилане на клетки. При изграждането на мрежа, много е важно да се открие, че златната среда, в която размерът на клетката е доста малък, за да получи правилните резултати, докато общият брой на клетките няма да бъде толкова голям, за да затегнат времето за изчисление до неприемливо време. Ето защо, изграждането на мрежата е цялото изкуство, което идва с опит.
Задачата на границата и първоначалните условия в съответствие с формулирането на проблема. Изисква разбиране на спецификата на вентилационните задачи. Голяма роля в подготовката на изчислението възпроизвежда правилния избор на модел на турбулентност.
Избор на подходящ модел на физически модел и турбулентност.

Резултати от моделиране.

За да се решава разглеждането на проблема в тази статия, бяха приети всички етапи на математическо моделиране.

За сравнение на ефективността на вентилацията бяха избрани три опции за подаване на въздух: при ъгли до вертикално 45 °, 60 ° и 90 °. Доставката на въздуха се извършва от стандартни решетки за разпределение на въздуха.

Полетата за температура и скорост, получени в резултат на изчисление при различни ъгли на подаване на въздух, са представени на фиг. един.

След анализ на резултатите ъгълът на въздух, равен на 90 °, е избран като най-успешните възможности за вентилация на семинара. С този метод на доставка не се създават по-високи скорости в работната зона и е възможно да се постигне достатъчно равномерен модел на температура и скорост през целия обем на семинара.

Окончателно решение

Полетата за температура и скорост в три напречни сечения, преминаващи през всмукателните мрежи, са показани на фиг. 2 и 3. Разпределението на температурата в помещението е еднакво. Само в областта на концентрацията на пещи има по-високи температури под тавана. В дясната област на ъгъла на стаята има по-студена област. Това е мястото, където студените автомобили влизат от улицата.

От фиг. 3 Ясно е видима как се разпределят хоризонталните струи на доставения въздух. С този метод на захранване, захранващата струя има достатъчно голям диапазон. Така, на разстояние 30 m от решетката, скоростта на потока е 0,5 m / s (при изхода на скоростта на решетката - 5.5 m / s). В останалата част от стаята, въздушната мобилност е ниска, на ниво от 0,3 m / s.

Нагрят въздух от втвърдяващата пещ отклонява струята на захранващия въздух нагоре (фиг. 4 и 5). Пещта много затопля въздуха около него. Температурата на пода тук е по-висока, отколкото в средата на стаята.

Температурното поле и текущата линия в две части на горещата работилница са показани на фиг. 6.

Заключения

Изчисленията са разрешени да анализират ефективността на различните начини за подаване на въздух към работилницата за производство на тръби. Получава се, че когато се подаде хоризонталната струя, подрязването на въздуха се отнася и за стаята, допринасяйки за по-равномерното му отопление. В същото време в работната зона няма области с твърде много въздушна мобилност, тъй като това се случва, когато въздухът за доставка се прилага под ъгъл надолу.

Използването на методи за математическо моделиране в вентилационните и климатични задачи е много обещаваща посока, която ви позволява да коригирате решението на етапа на проекта, да предотвратите необходимостта от коригиране на неуспешни дизайнерски решения след въвеждане в експлоатация на обекти. ●

Дария Денисихина - Ръководител на катедрата "Математическо моделиране";
Мария Луканина - Водещ инженер "Математическо моделиране";
Михаил Самолет - Изпълнителен директор на MM-технологии