Μαθηματικό μοντέλο εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής. Ανάπτυξη συστήματος αυτόματου ελέγχου για εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής. Φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες τροφοδοσίας και εξαγωγής

Αγαπητά μέλη της επιτροπής βεβαίωσης, σας παρουσιάζω την αποφοίτηση ειδική εργασία, σκοπός του οποίου είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος αυτόματο έλεγχοπρομήθεια και εξαερισμός εργαστηρίων παραγωγής.

Είναι γνωστό ότι η αυτοματοποίηση είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες για την αύξηση της παραγωγικότητας της εργασίας στη βιομηχανική παραγωγή, την αύξηση της ποιότητας των προϊόντων και των υπηρεσιών. Η συνεχής επέκταση του τομέα των αυτοματισμών είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά του κλάδου σε αυτό το στάδιο. Το έργο αποφοίτησης που αναπτύσσεται είναι μια από τις ιδέες της κληρονομιάς της αναπτυσσόμενης ιδέας της κατασκευής «έξυπνων» κτιρίων, δηλαδή αντικειμένων στα οποία οι συνθήκες της ανθρώπινης ζωής ελέγχονται με τεχνικά μέσα.

Τα κύρια καθήκοντα που επιλύθηκαν στο σχεδιασμό είναι ο εκσυγχρονισμός του υπάρχοντος συστήματος εξαερισμού στον χώρο υλοποίησης - τα εργαστήρια παραγωγής της VOMZ OJSC - για τη διασφάλιση της αποτελεσματικότητάς του (εξοικονόμηση ενέργειας και κατανάλωσης πόρων θερμότητας, μείωση του κόστους συντήρησης του συστήματος, μείωση του χρόνου διακοπής λειτουργίας). διατήρηση άνετου μικροκλίματος και καθαρότητας αέρα στους χώρους εργασίας, λειτουργικότητα και σταθερότητα, αξιοπιστία του συστήματος σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης / κρίσιμες.

Το πρόβλημα που εξετάζεται στο διπλωματικό έργο οφείλεται στην ηθική και τεχνική απαξίωση (φθορά) του υφιστάμενου συστήματος ελέγχου του PVA. Η κατανεμημένη αρχή που χρησιμοποιείται στην κατασκευή του IOP αποκλείει τη δυνατότητα κεντρικού ελέγχου (έναρξη και παρακολούθηση της κατάστασης). Η έλλειψη σαφούς αλγορίθμου για την εκκίνηση / διακοπή του συστήματος καθιστά επίσης το σύστημα αναξιόπιστο λόγω ανθρώπινο λάθος, και η απουσία τρόπων λειτουργίας έκτακτης ανάγκης είναι ασταθής σε σχέση με τις εργασίες που επιλύονται.

Η συνάφεια του προβλήματος του σχεδιασμού διπλωμάτων οφείλεται συνολική ανάπτυξηνοσηρότητα της αναπνευστικής οδού και κρυολογήματα των εργαζομένων, γενική πτώση της παραγωγικότητας της εργασίας και της ποιότητας των προϊόντων σε αυτόν τον τομέα. Η ανάπτυξη ενός νέου ACS PVV σχετίζεται άμεσα με την πολιτική ποιότητας του εργοστασίου (ISO 9000), καθώς και με προγράμματα εκσυγχρονισμού του εξοπλισμού των εγκαταστάσεων και αυτοματοποίησης συστημάτων υποστήριξης της ζωής των φυτών.

Το κεντρικό στοιχείο ελέγχου του συστήματος είναι ένα ερμάριο αυτοματισμού με μικροελεγκτή και εξοπλισμό, επιλεγμένο σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας μάρκετινγκ (αφίσα 1). Υπάρχουν πολλές προσφορές στην αγορά, αλλά ο επιλεγμένος εξοπλισμός είναι τουλάχιστον εξίσου καλός με τους αντίστοιχους. Σημαντικό κριτήριο ήταν το κόστος, η κατανάλωση ενέργειας και η προστατευτική απόδοση του εξοπλισμού.

Το λειτουργικό διάγραμμα του αυτοματισμού IWV φαίνεται στο σχέδιο 1. Η κεντρική προσέγγιση επιλέχθηκε ως η κύρια στο σχεδιασμό του ACS, η οποία επιτρέπει στο σύστημα να μεταφερθεί σε κινητό, εάν είναι απαραίτητο, για εφαρμογή σύμφωνα με μια μικτή προσέγγιση, που συνεπάγεται τη δυνατότητα αποστολής και συνδέσεων με άλλα βιομηχανικά δίκτυα. Η κεντρική προσέγγιση είναι εξαιρετικά επεκτάσιμη, αρκετά ευέλικτη - όλες αυτές οι ιδιότητες ποιότητας καθορίζονται από τον επιλεγμένο μικροελεγκτή - Σύστημα WAGO I / O, καθώς και από την εφαρμογή του προγράμματος ελέγχου.

Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, επιλέχθηκαν στοιχεία αυτοματισμού - ενεργοποιητές, αισθητήρες, το κριτήριο επιλογής ήταν η λειτουργικότητα, η σταθερότητα λειτουργίας σε κρίσιμους τρόπους λειτουργίας, το εύρος μέτρησης / ελέγχου της παραμέτρου, χαρακτηριστικά εγκατάστασης, η μορφή εξόδου σήματος, τρόποι λειτουργίας λειτουργία. Το κύριο μαθηματικά μοντέλακαι προσομοίωσε τη λειτουργία του συστήματος ελέγχου θερμοκρασίας αέρα με έλεγχο της θέσης του αποσβεστήρα της τριοδικής βαλβίδας. Η προσομοίωση πραγματοποιήθηκε στο περιβάλλον VisSim.

Για τη ρύθμιση, επιλέχθηκε η μέθοδος "εξισορρόπησης της παραμέτρου" στην περιοχή των ελεγχόμενων τιμών. Επιλέγεται ο νόμος αναλογικού ελέγχου, καθώς δεν υπάρχουν υψηλές απαιτήσεις για την ακρίβεια και την ταχύτητα του συστήματος και τα εύρη τιμών εισόδου/εξόδου είναι μικρά. Οι λειτουργίες του ρυθμιστή εκτελούνται από μία από τις θύρες του ελεγκτή σύμφωνα με το πρόγραμμα ελέγχου. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης αυτού του μπλοκ παρουσιάζονται στην αφίσα 2.

Ο αλγόριθμος του συστήματος φαίνεται στο σχέδιο 2. Το πρόγραμμα ελέγχου που υλοποιεί αυτόν τον αλγόριθμο αποτελείται από λειτουργικά μπλοκ, ένα μπλοκ σταθερών, τυπικές και εξειδικευμένες συναρτήσεις χρησιμοποιούνται. Η ευελιξία και η επεκτασιμότητα του συστήματος παρέχεται τόσο προγραμματικά (χρησιμοποιώντας FB, σταθερές, ετικέτες και μεταβάσεις, συμπαγές πρόγραμμα στη μνήμη του ελεγκτή) όσο και τεχνικά (οικονομική χρήση θυρών I/O, περιττές θύρες).

Το λογισμικό προβλέπει τις ενέργειες του συστήματος σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης (υπερθέρμανση, βλάβη ανεμιστήρα, υπερψύξη, απόφραξη φίλτρου, φωτιά). Ο αλγόριθμος λειτουργίας του συστήματος στη λειτουργία πυροπροστασίας φαίνεται στο σχέδιο 3. Αυτός ο αλγόριθμος λαμβάνει υπόψη τις απαιτήσεις των προτύπων για το χρόνο εκκένωσης και τις ενέργειες του συστήματος πυροπροστασίας σε περίπτωση πυρκαγιάς. Γενικά, η εφαρμογή αυτού του αλγορίθμου είναι αποτελεσματική και αποδεδειγμένη με δοκιμές. Επιλύθηκε επίσης το έργο του εκσυγχρονισμού των καπό εξάτμισης όσον αφορά την πυρασφάλεια. Οι λύσεις που βρέθηκαν εξετάστηκαν και έγιναν δεκτές ως συστάσεις.

Η αξιοπιστία του σχεδιασμένου συστήματος εξαρτάται εξ ολοκλήρου από την αξιοπιστία λογισμικόκαι από τον ελεγκτή ως σύνολο. Το πρόγραμμα ελέγχου που αναπτύχθηκε υποβλήθηκε σε διαδικασία εντοπισμού σφαλμάτων, χειροκίνητη, δομική και λειτουργική δοκιμή. Για να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία και η συμμόρφωση με τους όρους εγγύησης για τον εξοπλισμό αυτοματισμού, επιλέχθηκαν μόνο συνιστώμενες και πιστοποιημένες μονάδες. Η εγγύηση του κατασκευαστή για το επιλεγμένο ερμάριο αυτοματισμού, με την επιφύλαξη της τήρησης των υποχρεώσεων εγγύησης, είναι 5 χρόνια.

Επίσης, αναπτύχθηκε μια γενικευμένη δομή του συστήματος, κατασκευάστηκε ρολόι κυκλογράμματος λειτουργίας του συστήματος, διαμορφώθηκε πίνακας συνδέσεων και σήμανση καλωδίων, διάγραμμα εγκατάστασης ACS.

Οι οικονομικοί δείκτες του έργου, υπολογιζόμενοι από εμένα στο οργανωτικό και οικονομικό κομμάτι, φαίνονται στην αφίσα Νο. 3. Η ίδια αφίσα δείχνει ένα διάγραμμα λωρίδων της διαδικασίας σχεδιασμού. Για την αξιολόγηση της ποιότητας του προγράμματος ελέγχου χρησιμοποιήθηκαν τα κριτήρια σύμφωνα με το GOST RISO / IEC 926-93. Η αξιολόγηση της οικονομικής αποδοτικότητας της ανάπτυξης πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ανάλυσης SWOT. Είναι προφανές ότι το προβλεπόμενο σύστημα έχει χαμηλό κόστος (δομή κόστους - αφίσα 3) και αρκετά γρήγορη περίοδο απόσβεσης (κατά τον υπολογισμό χρησιμοποιώντας την ελάχιστη εξοικονόμηση πόρων). Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε για την υψηλή οικονομική αποδοτικότητα της ανάπτυξης.

Επιπλέον, επιλύθηκαν θέματα προστασίας της εργασίας, ηλεκτρικής ασφάλειας και φιλικότητας προς το περιβάλλον του συστήματος. Η επιλογή αγώγιμων καλωδίων, φίλτρων αεραγωγών έχει τεκμηριωθεί.

Έτσι, ως αποτέλεσμα της εκτέλεσης ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑέχει αναπτυχθεί ένα έργο εκσυγχρονισμού που είναι βέλτιστο σε σχέση με όλες τις απαιτήσεις που έχουν τεθεί. Το έργο αυτό προτείνεται για υλοποίηση σύμφωνα με τους όρους εκσυγχρονισμού του εξοπλισμού της μονάδας.

Εάν η αποτελεσματικότητα και η ποιότητα του έργου επιβεβαιωθούν από τη δοκιμαστική περίοδο, σχεδιάζεται η υλοποίηση του επιπέδου αποστολής χρησιμοποιώντας το τοπικό δίκτυο της επιχείρησης, καθώς και ο εκσυγχρονισμός του εξαερισμού των υπολοίπων. βιομηχανικές εγκαταστάσειςμε στόχο τον συνδυασμό τους σε ένα ενιαίο βιομηχανικό δίκτυο. Κατά συνέπεια, αυτά τα στάδια περιλαμβάνουν την ανάπτυξη λογισμικού διεκπεραιωτή, καταγραφή της κατάστασης του συστήματος, σφάλματα, συναγερμούς (DB), την οργάνωση ενός αυτοματοποιημένου σταθμού εργασίας ή ενός σταθμού ελέγχου (KPU). σχεδιαστικές λύσειςγια επίλυση προβλημάτων ελέγχου αεροθερμικών κουρτινών συνεργείων. Είναι επίσης δυνατό να επιλυθούν τα αδύνατα σημεία του υπάρχοντος συστήματος, όπως ο εκσυγχρονισμός των μονάδων επεξεργασίας, καθώς και η βελτίωση των βαλβίδων εισαγωγής αέρα με αντιψυκτικό μηχανισμό.

σχόλιο

Η διπλωματική εργασία περιλαμβάνει εισαγωγή, 8 κεφάλαια, συμπέρασμα, κατάλογο πηγών που χρησιμοποιήθηκαν, παραρτήματα και είναι 141 σελίδες δακτυλογραφημένου κειμένου με εικονογραφήσεις.

Η πρώτη ενότητα παρέχει μια επισκόπηση και ανάλυση της ανάγκης σχεδιασμού ενός συστήματος αυτόματου ελέγχου για τον εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής (ACS PVV) των καταστημάτων παραγωγής, μια μελέτη μάρκετινγκ ντουλαπιών αυτοματισμού. Λαμβάνονται υπόψη τυπικά σχήματααερισμού και εναλλακτικές προσεγγίσεις για την επίλυση των προβλημάτων του σχεδιασμού διπλωμάτων.

Η δεύτερη ενότητα παρέχει μια περιγραφή του υπάρχοντος συστήματος PVV στον τόπο υλοποίησης - OJSC "VOMZ", όπως τεχνολογική διαδικασία... Διαμορφώνεται ένα γενικευμένο μπλοκ διάγραμμα αυτοματισμού για την τεχνολογική διαδικασία προετοιμασίας αέρα.

Στην τρίτη ενότητα διατυπώνεται μια διευρυμένη τεχνική πρόταση για την επίλυση των προβλημάτων σχεδιασμού διπλωμάτων.

Η τέταρτη ενότητα είναι αφιερωμένη στην ανάπτυξη του ACS PVV. Επιλέγονται τα στοιχεία αυτοματισμού και ελέγχου, παρουσιάζονται οι τεχνικές και μαθηματικές περιγραφές τους. Περιγράφεται ο αλγόριθμος ελέγχου θερμοκρασίας. παροχή αέρα... Σχηματίστηκε ένα μοντέλο και πραγματοποιήθηκε η μοντελοποίηση της λειτουργίας ACS PVV για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αέρα στο δωμάτιο. Επιλεγμένη και αιτιολογημένη ηλεκτρική καλωδίωση. Κατασκευάζεται το ρολόι του συστήματος.

Η πέμπτη ενότητα περιέχει Προδιαγραφέςπρογραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής (PLC) Σύστημα WAGO I / O. Πίνακες συνδέσεων αισθητήρων και ενεργοποιητών με θύρες PLC, συμπ. και εικονικό.

Η έκτη ενότητα είναι αφιερωμένη στην ανάπτυξη αλγορίθμων για τη λειτουργία και τη σύνταξη του προγράμματος ελέγχου PLC. Η επιλογή του περιβάλλοντος προγραμματισμού έχει τεκμηριωθεί. Δίνονται οι μπλοκ-αλγόριθμοι για την επεξεργασία καταστάσεων έκτακτης ανάγκης από το σύστημα, μπλοκ-αλγόριθμοι λειτουργικών μπλοκ που επιλύουν τα προβλήματα εκκίνησης, ελέγχου και ρύθμισης. Αυτή η ενότητα περιλαμβάνει τα αποτελέσματα της δοκιμής και του εντοπισμού σφαλμάτων του προγράμματος ελέγχου PLC.

Η έβδομη ενότητα συζητά την ασφάλεια και τη βιωσιμότητα του έργου. Πραγματοποιείται η ανάλυση επικίνδυνων και επιβλαβών παραγόντων κατά τη λειτουργία του ACS PVV, δίνονται λύσεις για την προστασία της εργασίας και τη διασφάλιση της φιλικότητας προς το περιβάλλον του έργου. Αναπτύσσεται η προστασία του συστήματος από καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, συμπεριλαμβανομένης. ενίσχυση του συστήματος από πλευράς πυροπροστασίας και διασφάλιση της σταθερότητας λειτουργίας όταν καταστάσεις έκτακτης ανάγκης... Η αναπτυγμένη θεμελιώδης λειτουργικό διάγραμμααυτοματισμός με προδιαγραφές.

Η όγδοη ενότητα είναι αφιερωμένη στην οργανωτική και οικονομική τεκμηρίωση της ανάπτυξης. Ο υπολογισμός της τιμής κόστους, της αποδοτικότητας και της περιόδου απόσβεσης της ανάπτυξης του έργου, συμπ. λαμβάνοντας υπόψη το στάδιο υλοποίησης. Αντικατοπτρίζονται τα στάδια ανάπτυξης του έργου, εκτιμάται η ένταση εργασίας της εργασίας. Δίνεται αξιολόγηση της οικονομικής απόδοσης του έργου χρησιμοποιώντας την ανάλυση SWOT της ανάπτυξης.

Στο συμπέρασμα παρουσιάζονται τα συμπεράσματα για τη διπλωματική εργασία.

Εισαγωγή

Ο αυτοματισμός είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες για την αύξηση της παραγωγικότητας της εργασίας στη βιομηχανική παραγωγή. Συνεχής προϋπόθεση για την επιτάχυνση του ρυθμού ανάπτυξης του αυτοματισμού είναι η ανάπτυξη τεχνικών μέσων αυτοματισμού. Τα τεχνικά μέσα αυτοματισμού περιλαμβάνουν όλες τις συσκευές που περιλαμβάνονται στο σύστημα ελέγχου και έχουν σχεδιαστεί για τη λήψη πληροφοριών, τη μεταφορά, την αποθήκευση και τη μετατροπή τους, καθώς και για την εφαρμογή ελέγχων και ρυθμιστικών ενεργειών στο αντικείμενο τεχνολογικού ελέγχου.

Η ανάπτυξη τεχνολογικών μέσων αυτοματισμού είναι μια σύνθετη διαδικασία, η οποία βασίζεται στα συμφέροντα της αυτοματοποιημένης παραγωγής των καταναλωτών, αφενός, και στις οικονομικές δυνατότητες των μεταποιητικών επιχειρήσεων, αφετέρου. Το πρωταρχικό κίνητρο για την ανάπτυξη είναι η αύξηση της αποδοτικότητας της παραγωγής - καταναλωτών, μέσω της εισαγωγής νέα τεχνολογίαμπορεί να είναι εφικτό μόνο εάν το κόστος ανακτηθεί γρήγορα. Ως εκ τούτου, το κριτήριο για όλες τις αποφάσεις για την ανάπτυξη και την υλοποίηση νέων ταμείων θα πρέπει να είναι το συνολικό οικονομικό αποτέλεσμα, λαμβάνοντας υπόψη όλα τα κόστη ανάπτυξης, παραγωγής και υλοποίησης. Κατά συνέπεια, για την ανάπτυξη, η κατασκευή θα πρέπει να ληφθούν, πρώτα απ 'όλα, εκείνες οι επιλογές για τεχνικά μέσα που παρέχουν το μέγιστο συνολικό αποτέλεσμα.

Η συνεχής επέκταση του τομέα των αυτοματισμών είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά του κλάδου σε αυτό το στάδιο.

Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στα θέματα της βιομηχανικής οικολογίας και της ασφάλειας στην εργασία. Κατά το σχεδιασμό μοντέρνα τεχνολογία, εξοπλισμού και κατασκευών, είναι απαραίτητο να προσεγγίσουμε επιστημονικά την ανάπτυξη της ασφάλειας και της ακίνδυνης εργασίας.

Στο παρόν στάδιο ανάπτυξης Εθνική οικονομίαχώρα ένα από τα κύρια καθήκοντα είναι η αύξηση της αποτελεσματικότητας της κοινωνικής παραγωγής με βάση την επιστημονική και τεχνική διαδικασία και την πληρέστερη χρήση όλων των αποθεμάτων. Αυτό το καθήκον είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με το πρόβλημα της βελτιστοποίησης λύσεων σχεδιασμού, σκοπός του οποίου είναι η δημιουργία των απαραίτητων προϋποθέσεων για την αύξηση της αποτελεσματικότητας των επενδύσεων κεφαλαίου, τη μείωση των περιόδων απόσβεσης και τη διασφάλιση της μεγαλύτερης αύξησης της παραγωγής για κάθε ρούβλι που δαπανάται. Η αύξηση της παραγωγικότητας της εργασίας, η παραγωγή ποιοτικών προϊόντων, η βελτίωση των συνθηκών εργασίας και ανάπαυσης των εργαζομένων παρέχονται από συστήματα αερισμού που δημιουργούν το απαραίτητο μικροκλίμα και ποιότητα του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος στις εγκαταστάσεις.

Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος αυτόματου ελέγχου για τον εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής (ACS PVV) καταστημάτων παραγωγής.

Το πρόβλημα που εξετάζεται στο διπλωματικό έργο οφείλεται στην υποβάθμιση του συστήματος αυτοματισμού PVV που υπάρχει στο OJSC "Vologda Optical and Mechanical Plant". Επιπλέον, το σύστημα είναι σχεδιασμένο με κατανεμημένο τρόπο, γεγονός που εξαλείφει τη δυνατότητα κεντρικής διαχείρισης και παρακολούθησης. Ως αντικείμενο υλοποίησης επιλέχθηκαν το τμήμα έγχυσης καλουπώματος (κατηγορία Β για πυρασφάλεια), καθώς και οι παρακείμενοι χώροι - το τμήμα μηχανών CNC, το γραφείο σχεδιασμού και αποστολής, οι αποθήκες.

Οι στόχοι της διπλωματικής εργασίας διαμορφώνονται ως αποτέλεσμα της μελέτης της τρέχουσας κατάστασης του ACS PVV και βάσει αναλυτικής επισκόπησης, δίνονται στην ενότητα 3 «Τεχνική πρόταση».

Η χρήση ελεγχόμενου αερισμού ανοίγει νέες δυνατότητες για την επίλυση των παραπάνω προβλημάτων. Το ανεπτυγμένο αυτόματο σύστημα ελέγχου θα πρέπει να είναι το βέλτιστο όσον αφορά την εκτέλεση των υποδεικνυόμενων λειτουργιών.

Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η συνάφεια της ανάπτυξης οφείλεται τόσο στην απαρχαιότητα του υφιστάμενου ACS PVV, όσο και στην αύξηση του αριθμού εργασίες ανακαίνισηςσχετικά με τις «οδούς αερισμού» και τη γενική αύξηση της συχνότητας εμφάνισης αναπνευστικών οδών και κρυολογημάτων στους εργαζόμενους, τάση επιδείνωσης της υγείας κατά τη μακροχρόνια εργασία και, κατά συνέπεια, γενική μείωση της παραγωγικότητας της εργασίας και της ποιότητας των προϊόντων. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το υπάρχον ACS PVV δεν συνδέεται με αυτόματα πυροσβεστικά, κάτι που είναι απαράδεκτο για αυτού του είδους την παραγωγή. Η ανάπτυξη ενός νέου ACS PVV σχετίζεται άμεσα με την πολιτική ποιότητας του εργοστασίου (ISO 9000), καθώς και με προγράμματα εκσυγχρονισμού του εξοπλισμού των εγκαταστάσεων και αυτοματοποίησης συστημάτων υποστήριξης της ζωής των φυτών.

Το έργο του διπλώματος χρησιμοποιεί πόρους του Διαδικτύου (φόρουμ, ηλεκτρονικές βιβλιοθήκες, άρθρα και δημοσιεύσεις, ηλεκτρονικές πύλες), καθώς και τεχνική βιβλιογραφία της απαιτούμενης θεματικής περιοχής και κείμενα προτύπων (GOST, SNIP, SanPiN). Επίσης, η ανάπτυξη του ACS PVV πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη τις προτάσεις και τις συστάσεις ειδικών, με βάση τα υπάρχοντα σχέδια εγκατάστασης, διαδρομές καλωδίων, συστήματα αεραγωγών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το πρόβλημα που θίγεται στο έργο του διπλώματος λαμβάνει χώρα σχεδόν σε όλα τα παλιά εργοστάσια του στρατιωτικού-βιομηχανικού συγκροτήματος, ο επανεξοπλισμός των εργαστηρίων είναι ένα από τα πιο σημαντικά καθήκοντα όσον αφορά τη διασφάλιση της ποιότητας των προϊόντων για την τελικός χρήστης. Έτσι, ο σχεδιασμός του διπλώματος θα αντικατοπτρίζει τη συσσωρευμένη εμπειρία στην επίλυση παρόμοιων προβλημάτων σε επιχειρήσεις με παρόμοιο τύπο παραγωγής.

1. Αναλυτική επισκόπηση

1.1 Γενική ανάλυσητην ανάγκη σχεδιασμού ACS PVV

Η πιο σημαντική πηγή εξοικονόμησης καυσίμων και ενεργειακών πόρων που δαπανώνται για την παροχή θερμότητας μεγάλων βιομηχανικών κτιρίων με σημαντική κατανάλωση θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας είναι η αύξηση της απόδοσης του συστήματος. εξαερισμός τροφοδοσίας και εξαγωγής(PVV) που βασίζεται στη χρήση των σύγχρονων προόδων στην τεχνολογία υπολογιστών και ελέγχου.

Συνήθως, χρησιμοποιούνται μέσα τοπικού αυτοματισμού για τον έλεγχο του συστήματος εξαερισμού. Το κύριο μειονέκτημα μιας τέτοιας ρύθμισης είναι ότι δεν λαμβάνει υπόψη την πραγματική ισορροπία αέρα και θερμότητας του κτιρίου και πραγματικές καιρικές συνθήκες: εξωτερική θερμοκρασία, ταχύτητα και κατεύθυνση ανέμου, ατμοσφαιρική πίεση.

Επομένως, υπό την επίδραση μέσων τοπικού αυτοματισμού, το σύστημα εξαερισμού αέρα συνήθως δεν λειτουργεί στη βέλτιστη λειτουργία.

Η απόδοση του συστήματος εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής μπορεί να αυξηθεί σημαντικά εάν πραγματοποιηθεί ο βέλτιστος έλεγχος των συστημάτων, με βάση τη χρήση ενός συνόλου κατάλληλου υλικού και λογισμικού.

Σχηματισμός θερμικές συνθήκεςμπορεί να αναπαρασταθεί ως η αλληλεπίδραση ενοχλητικών και ρυθμιστικών παραγόντων. Για να προσδιοριστεί η ενέργεια ελέγχου, απαιτούνται πληροφορίες σχετικά με τις ιδιότητες και τον αριθμό των παραμέτρων εισόδου και εξόδου και τις συνθήκες για τη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας. Δεδομένου ότι ο σκοπός του ελέγχου του εξοπλισμού εξαερισμού είναι η εξασφάλιση των απαιτούμενων συνθηκών αέρα μέσα περιοχή εργασίαςχώρους κτιρίων με ελάχιστο κόστος ενέργειας και υλικών, τότε με τη βοήθεια υπολογιστή θα είναι δυνατή η εύρεση η καλύτερη επιλογήκαι να αναπτύξουν κατάλληλες ενέργειες ελέγχου για αυτό το σύστημα. Ως αποτέλεσμα, ένας υπολογιστής με ένα αντίστοιχο σύνολο υλικού και λογισμικού σχηματίζει ένα αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου για το θερμικό καθεστώς των χώρων στα κτίρια (ACS TRP). Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι ένας υπολογιστής μπορεί να γίνει κατανοητός τόσο ως ο πίνακας ελέγχου του PVA όσο και ως η κονσόλα για την παρακολούθηση της κατάστασης του PVA, καθώς και ως ο απλούστερος υπολογιστής με το πρόγραμμα μοντελοποίησης του ACS PVV, επεξεργασία των αποτελεσμάτων και λειτουργικός έλεγχος βάσει αυτών.

Ένα αυτόματο σύστημα ελέγχου είναι ένας συνδυασμός αντικειμένου ελέγχου (ελεγχόμενη τεχνολογική διαδικασία) και συσκευών ελέγχου, η αλληλεπίδραση των οποίων εξασφαλίζει την αυτόματη ροή της διαδικασίας σύμφωνα με ένα δεδομένο πρόγραμμα. Στην περίπτωση αυτή, μια τεχνολογική διαδικασία νοείται ως μια ακολουθία εργασιών που πρέπει να εκτελεστούν προκειμένου να ληφθεί ένα τελικό προϊόν από μια πρώτη ύλη. Στην περίπτωση του PVH, το τελικό προϊόν είναι ο αέρας στο επανδρωμένο δωμάτιο με καθορισμένες παραμέτρους (θερμοκρασία, σύσταση αερίου κ.λπ.) και η πρώτη ύλη είναι ο εξωτερικός αέρας και ο αέρας εξαγωγής, οι φορείς θερμότητας, η ηλεκτρική ενέργεια κ.λπ.

Η λειτουργία του ACS PVV, όπως κάθε σύστημα ελέγχου, θα πρέπει να βασίζεται στην αρχή ανατροφοδότηση(OS): ανάπτυξη ενεργειών ελέγχου που βασίζονται σε πληροφορίες σχετικά με το αντικείμενο που λαμβάνονται με χρήση αισθητήρων που είναι εγκατεστημένοι ή διανεμημένοι στο αντικείμενο.

Κάθε συγκεκριμένο ACS αναπτύσσεται με βάση την καθορισμένη τεχνολογία για την επεξεργασία της ροής αέρα εισόδου. Συχνά, το σύστημα εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής συνδέεται με ένα σύστημα κλιματισμού (προετοιμασίας), το οποίο αντικατοπτρίζεται στο σχεδιασμό του αυτοματισμού ελέγχου.

Όταν χρησιμοποιείτε αυτόνομες συσκευές ή ολοκληρώνετε τεχνολογικές εγκαταστάσειςΤα ACS διαχείρισης αέρα παρέχονται ήδη ενσωματωμένα στον εξοπλισμό και έχουν ήδη καθοριστεί με ορισμένες λειτουργίες ελέγχου, οι οποίες συνήθως περιγράφονται λεπτομερώς στην τεχνική τεκμηρίωση. Σε αυτήν την περίπτωση, η ρύθμιση, το σέρβις και η λειτουργία τέτοιων συστημάτων ελέγχου πρέπει να πραγματοποιούνται αυστηρά σύμφωνα με την καθορισμένη τεκμηρίωση.

Ανάλυση τεχνικές λύσειςσύγχρονες μονάδες διαχείρισης αέρα κορυφαίων εταιρειών - κατασκευαστών εξοπλισμού εξαερισμού έδειξαν ότι οι λειτουργίες ελέγχου μπορούν να χωριστούν υπό όρους σε δύο κατηγορίες:

Λειτουργίες ελέγχου που καθορίζονται από την τεχνολογία και τον εξοπλισμό διαχείρισης αέρα.

Πρόσθετες λειτουργίες, οι οποίες είναι κυρίως λειτουργίες εξυπηρέτησης, παρουσιάζονται ως τεχνογνωσία των εταιρειών και δεν εξετάζονται εδώ.

Σε γενικές γραμμές, οι κύριες τεχνολογικές λειτουργίες του ελέγχου IWA μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες ομάδες (Εικ.1.1)

Ρύζι. 1.1 - Οι κύριες τεχνολογικές λειτουργίες του ελέγχου IWV

Ας περιγράψουμε τι εννοούμε με τις λειτουργίες RWV που φαίνονται στο Σχ. 1.1.

1.1.1 Λειτουργία "control and register parameters"

Σύμφωνα με το SNiP 2.04.05-91, οι υποχρεωτικές παράμετροι ελέγχου είναι:

Θερμοκρασία και πίεση στους κοινούς αγωγούς τροφοδοσίας και επιστροφής και στην έξοδο κάθε εναλλάκτη θερμότητας.

Θερμοκρασία εξωτερικού αέρα, παροχή αέρα μετά τον εναλλάκτη θερμότητας, καθώς και εσωτερική θερμοκρασία.

Πρότυπα MPC βλαβερές ουσίεςστον αέρα που αντλείται από το δωμάτιο (παρουσία αερίων, προϊόντων καύσης, μη τοξική σκόνη).

Άλλες παράμετροι στα συστήματα εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής ελέγχονται κατά παραγγελία τεχνικούς όρουςεξοπλισμό ή συνθήκες λειτουργίας.

Ο τηλεχειρισμός παρέχεται για τη μέτρηση των κύριων παραμέτρων της τεχνολογικής διαδικασίας ή των παραμέτρων που εμπλέκονται στην υλοποίηση άλλων λειτουργιών ελέγχου. Αυτός ο έλεγχος πραγματοποιείται με τη χρήση αισθητήρων και μορφοτροπέων μέτρησης με την έξοδο (εάν είναι απαραίτητο) των μετρούμενων παραμέτρων στην ένδειξη ή στην οθόνη της συσκευής ελέγχου (πίνακας ελέγχου, οθόνη υπολογιστή).

Για τη μέτρηση άλλων παραμέτρων, χρησιμοποιούνται συνήθως τοπικά (φορητά ή σταθερά) όργανα - που δείχνουν θερμόμετρα, μανόμετρα, συσκευές για φασματική ανάλυση της σύστασης του αέρα κ.λπ.

Η χρήση τοπικών συσκευών ελέγχου δεν παραβιάζει τη βασική αρχή των συστημάτων ελέγχου - την αρχή της ανάδρασης. Σε αυτή την περίπτωση, πραγματοποιείται είτε με τη βοήθεια ενός ατόμου (χειριστή ή προσωπικού σέρβις), είτε με τη βοήθεια ενός προγράμματος ελέγχου «ενσωματωμένου» στη μνήμη του μικροεπεξεργαστή.

1.1.2 Λειτουργία "λειτουργικός έλεγχος και λογισμικό"

Είναι σημαντικό να εφαρμόσετε μια επιλογή όπως η "ακολουθία έναρξης". Για να διασφαλιστεί η κανονική εκκίνηση του συστήματος IWV, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα:

Προάνοιγμα των αποσβεστήρων αέρα πριν από την εκκίνηση των ανεμιστήρων. Αυτό γίνεται λόγω του γεγονότος ότι δεν μπορούν όλοι οι αποσβεστήρες σε κλειστή κατάσταση να αντέξουν τη διαφορά πίεσης που δημιουργείται από τον ανεμιστήρα και ο χρόνος για το πλήρες άνοιγμα του αποσβεστήρα από την ηλεκτρική κίνηση φτάνει τα δύο λεπτά.

Διαχωρισμός των ροπών εκκίνησης των ηλεκτροκινητήρων. Ασύγχρονοι κινητήρεςμπορεί συχνά να έχει υψηλά ρεύματα εκκίνησης. Εάν οι ανεμιστήρες, οι μηχανισμοί αποσβεστήρα αέρα και άλλοι ηλεκτροκινητήρες εκκινηθούν ταυτόχρονα, λόγω του μεγάλου φορτίου στο ηλεκτρικό δίκτυο του κτιρίου, η τάση θα μειωθεί δραματικά και οι ηλεκτροκινητήρες ενδέχεται να μην ξεκινήσουν. Ως εκ τούτου, η εκκίνηση των ηλεκτροκινητήρων, ειδικά της υψηλής ισχύος, πρέπει να εξαπλωθεί με την πάροδο του χρόνου.

Προθέρμανση του θερμαντήρα. Εάν το πηνίο ζεστού νερού δεν έχει προθερμανθεί, η προστασία από τον παγετό μπορεί να ενεργοποιηθεί σε χαμηλές εξωτερικές θερμοκρασίες. Επομένως, κατά την εκκίνηση του συστήματος, είναι απαραίτητο να ανοίξετε τους αποσβεστήρες αέρα τροφοδοσίας, ανοιχτούς βαλβίδα τριών κατευθύνσεωνθερμοσίφωνα και ζεστάνετε τη θερμάστρα. Κατά κανόνα, αυτή η λειτουργία ενεργοποιείται όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι κάτω από 12 ° C.

Αντίστροφη επιλογή - "stop sequence" Όταν τερματίζετε τη λειτουργία του συστήματος, σκεφτείτε:

Καθυστέρηση για διακοπή του ανεμιστήρα παροχής αέρα σε μονάδες με ηλεκτρική θέρμανση. Αφού αφαιρέσετε την τάση από την ηλεκτρική θερμάστρα, ψύξτε την για λίγο χωρίς να απενεργοποιήσετε τον ανεμιστήρα αέρα τροφοδοσίας. Διαφορετικά, το θερμαντικό στοιχείο του θερμοσίφωνα (θερμική ηλεκτρική θερμάστρα - θερμαντικό στοιχείο) μπορεί να αστοχήσει. Για τις υπάρχουσες εργασίες σχεδιασμού διπλωμάτων, αυτή η επιλογή δεν είναι σημαντική λόγω της χρήσης θερμοσίφωνα, αλλά είναι επίσης σημαντικό να το σημειώσετε.

Έτσι, με βάση τις επισημασμένες επιλογές λειτουργικού και προγραμματικού ελέγχου, είναι δυνατό να παρουσιαστεί ένα τυπικό χρονοδιάγραμμα για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των συσκευών των PVV συσκευών.

Ρύζι. 1.2 - Τυπικό κυκλόγραμμα λειτουργίας ACS PVV με θερμοσίφωνα

Ολόκληρος αυτός ο κύκλος (Εικ. 1.2), το σύστημα θα πρέπει να λειτουργεί αυτόματα και, επιπλέον, θα πρέπει να παρέχεται μεμονωμένη εκκίνηση του εξοπλισμού, η οποία είναι απαραίτητη για τη ρύθμιση και την προληπτική εργασία.

Οι προγραμματισμένες λειτουργίες ελέγχου, όπως η αλλαγή της λειτουργίας "χειμώνα-καλοκαίρι", δεν έχουν μικρή σημασία. Η υλοποίηση αυτών των λειτουργιών στο σύγχρονες συνθήκεςέλλειψη ενεργειακών πόρων. Στα κανονιστικά έγγραφα, η εκτέλεση αυτής της λειτουργίας είναι συστατικού χαρακτήρα - "για δημόσια, διοικητικά και βιομηχανικά κτίρια, είναι απαραίτητο, κατά κανόνα, να προβλέπεται προγραμματισμένη ρύθμιση παραμέτρων που εξασφαλίζει μείωση της κατανάλωσης θερμότητας. "

Στην απλούστερη περίπτωση, αυτές οι λειτουργίες παρέχουν ή γενικά απενεργοποιούν το IWA in μια ορισμένη στιγμήχρόνο ή μείωση (αύξηση) της καθορισμένης τιμής της ελεγχόμενης παραμέτρου (για παράδειγμα, θερμοκρασία) ανάλογα με τη μεταβολή των θερμικών φορτίων στο επανδρωμένο δωμάτιο.

Πιο αποτελεσματικός, αλλά και πιο δύσκολος στην εφαρμογή, είναι ο έλεγχος λογισμικού, ο οποίος προβλέπει αυτόματη αλλαγή στη δομή του PVA και τον αλγόριθμο λειτουργίας του όχι μόνο στην παραδοσιακή λειτουργία "χειμώνα-καλοκαίρι", αλλά και σε μεταβατικές λειτουργίες. Η ανάλυση και η σύνθεση της δομής και ο αλγόριθμος λειτουργίας της πραγματοποιείται συνήθως με βάση το θερμοδυναμικό τους μοντέλο.

Σε αυτή την περίπτωση, το κύριο κριτήριο κινήτρων και βελτιστοποίησης, κατά κανόνα, είναι η επιθυμία να εξασφαλιστεί, ενδεχομένως, η ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας με περιορισμούς στο κόστος κεφαλαίου, τις διαστάσεις κ.λπ.

1.1.3 Λειτουργία " προστατευτικές λειτουργίεςκαι μπλοκάρισμα"

Οι προστατευτικές λειτουργίες και οι ασφάλειες που είναι κοινές για συστήματα αυτοματισμού και ηλεκτρικό εξοπλισμό (προστασία από βραχυκύκλωμα, υπερθέρμανση, περιορισμοί κίνησης κ.λπ.) συμφωνούνται μεταξύ των υπηρεσιών κανονιστικά έγγραφα... Τέτοιες λειτουργίες συνήθως υλοποιούνται από ξεχωριστές συσκευές (ασφάλειες, συσκευές υπολειπόμενου ρεύματος, διακόπτες ορίου κ.λπ.). Η χρήση τους διέπεται από τους κανόνες για τις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις (PUE), κανόνες ασφάλεια φωτιάς(PPB).

Προστασία από παγετό. Θα πρέπει να παρέχεται αυτόματη λειτουργία προστασίας από τον παγετό σε περιοχές με σχεδιασμένη εξωτερική θερμοκρασία αέρα για ψυχρή περίοδο μείον 5 ° C και κάτω. Οι εναλλάκτες θερμότητας της πρώτης θέρμανσης (θερμοσίφωνας) και οι ανακτητές (εάν υπάρχουν) υπόκεινται σε προστασία.

Συνήθως, η αντιπαγετική προστασία των εναλλάκτη θερμότητας βασίζεται σε αισθητήρες ή αισθητήρες-ρελέ της θερμοκρασίας του αέρα κατάντη της συσκευής και της θερμοκρασίας του ψυκτικού στον σωλήνα επιστροφής.

Ο κίνδυνος παγώματος προβλέπεται από τη θερμοκρασία του αέρα μπροστά από τη συσκευή (tн<5 °С). При достижении указанных значений полностью открывают клапаны и останавливают приточный вентилятор.

Κατά τις μη εργάσιμες ώρες για συστήματα με αντιπαγετική προστασία, η βαλβίδα θα πρέπει να παραμένει μισάνοιχτη (5-25%) με κλειστό τον αποσβεστήρα εξωτερικού αέρα. Για μεγαλύτερη αξιοπιστία προστασίας όταν το σύστημα είναι απενεργοποιημένο, μερικές φορές εφαρμόζεται η λειτουργία αυτόματης ρύθμισης (σταθεροποίησης) της θερμοκρασίας του νερού στον αγωγό επιστροφής.

1.1.4 Λειτουργία "προστασία τεχνολογικού εξοπλισμού και ηλεκτρικού εξοπλισμού"

1. Έλεγχος απόφραξης φίλτρου

Ο έλεγχος απόφραξης του φίλτρου αξιολογείται από την πτώση πίεσης κατά μήκος του φίλτρου, η οποία μετράται από έναν αισθητήρα διαφορικής πίεσης. Ο αισθητήρας μετρά τη διαφορά στην πίεση αέρα πριν και μετά το φίλτρο. Η επιτρεπόμενη πτώση πίεσης στο φίλτρο υποδεικνύεται στο διαβατήριό του (για μετρητές πίεσης που παρουσιάζονται στους αεραγωγούς του εργοστασίου, σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων - 150-300 Pa). Αυτή η διαφορά ρυθμίζεται κατά τη θέση σε λειτουργία του συστήματος στον αισθητήρα διαφορικού (σημείο ρύθμισης αισθητήρα). Όταν επιτευχθεί το σημείο ρύθμισης, ο αισθητήρας στέλνει ένα σήμα σχετικά με τη μέγιστη περιεκτικότητα σε σκόνη του φίλτρου και την ανάγκη συντήρησης ή αντικατάστασής του. Εάν το φίλτρο δεν καθαριστεί ή αντικατασταθεί εντός ορισμένου χρονικού διαστήματος (συνήθως 24 ωρών) μετά την έκδοση του συναγερμού ορίου σκόνης, συνιστάται η απενεργοποίηση έκτακτης ανάγκης του συστήματος.

Συνιστάται η εγκατάσταση παρόμοιων αισθητήρων στους ανεμιστήρες. Εάν ένας ανεμιστήρας ή ο ιμάντας μετάδοσης κίνησης ανεμιστήρα παρουσιάσει βλάβη, το σύστημα πρέπει να απενεργοποιηθεί σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης. Ωστόσο, αυτοί οι αισθητήρες συχνά παραμελούνται για λόγους οικονομίας, γεγονός που περιπλέκει πολύ τα διαγνωστικά και την αντιμετώπιση προβλημάτων του συστήματος στο μέλλον.

2. Άλλες αυτόματες κλειδαριές

Επιπλέον, θα πρέπει να παρέχονται αυτόματες κλειδαριές για:

Άνοιγμα και κλείσιμο των αποσβεστήρων εξωτερικού αέρα κατά την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των ανεμιστήρων (αποσβεστήρες).

Βαλβίδες ανοίγματος και κλεισίματος συστημάτων εξαερισμού που συνδέονται με αεραγωγούς για πλήρη ή μερική εναλλαξιμότητα σε περίπτωση βλάβης ενός από τα συστήματα.

Κλείσιμο των βαλβίδων των συστημάτων εξαερισμού για δωμάτια που προστατεύονται από εγκαταστάσεις πυρόσβεσης αερίου όταν οι ανεμιστήρες των συστημάτων εξαερισμού αυτών των δωματίων είναι απενεργοποιημένοι.

Εξασφάλιση της ελάχιστης κατανάλωσης εξωτερικού αέρα σε συστήματα μεταβλητού όγκου κ.λπ.

1.1.5 Ρυθμιστικές λειτουργίες

Λειτουργίες ρύθμισης - η αυτόματη συντήρηση των καθορισμένων παραμέτρων είναι εξ ορισμού βασική για συστήματα εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής που λειτουργούν με μεταβλητούς ρυθμούς ροής, ανακυκλοφορία αέρα και θέρμανση αέρα.

Αυτές οι λειτουργίες εκτελούνται χρησιμοποιώντας κλειστούς βρόχους ελέγχου, στους οποίους η αρχή ανάδρασης είναι παρούσα σε ρητή μορφή: οι πληροφορίες σχετικά με το αντικείμενο που προέρχονται από τους αισθητήρες μετατρέπονται με ρυθμιστικές συσκευές σε ενέργειες ελέγχου. Στο σχ. Το 1.3 δείχνει ένα παράδειγμα βρόχου ελέγχου θερμοκρασίας αέρα παροχής σε κλιματιστικό με αγωγούς. Η θερμοκρασία του αέρα διατηρείται από έναν θερμοσίφωνα από τον οποίο διέρχεται το ψυκτικό υγρό. Ο αέρας που διέρχεται από τη θερμάστρα θερμαίνεται. Η θερμοκρασία του αέρα μετά τον θερμοσίφωνα μετράται από έναν αισθητήρα (T), και στη συνέχεια η τιμή του τροφοδοτείται στη συσκευή σύγκρισης (Η.Π.Α.) της μετρούμενης τιμής της θερμοκρασίας και της τιμής ρύθμισης θερμοκρασίας. Ανάλογα με τη διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας σημείου ρύθμισης (Tset) και της μετρούμενης τιμής θερμοκρασίας (Tmeas), η συσκευή ελέγχου (P) παράγει ένα σήμα που επηρεάζει τον ενεργοποιητή (M - κινητήρας βαλβίδας τριών κατευθύνσεων). Ο ηλεκτρικός ενεργοποιητής ανοίγει ή κλείνει τη βαλβίδα τριών κατευθύνσεων σε μια θέση στην οποία το σφάλμα:

ε = Τουστ - Τισμός

θα είναι ελάχιστη.

Ρύζι. 1.3 - Τροφοδοσία βρόχου ελέγχου θερμοκρασίας αέρα στον αγωγό αέρα με εναλλάκτη θερμότητας νερού: T - αισθητήρας; ΗΠΑ - συσκευή σύγκρισης. Р - ρυθμιστική συσκευή. M - εκτελεστική συσκευή

Έτσι, η κατασκευή ενός συστήματος αυτόματου ελέγχου (ACS) με βάση τις απαιτήσεις για ακρίβεια και άλλες παραμέτρους της λειτουργίας του (σταθερότητα, ταλάντωση κ.λπ.) περιορίζεται στην επιλογή της δομής και των στοιχείων του, καθώς και στον προσδιορισμό τις παραμέτρους του ελεγκτή. Αυτό γίνεται συνήθως από ειδικούς αυτοματισμού χρησιμοποιώντας την κλασική θεωρία ελέγχου. Θα σημειώσω μόνο ότι οι παράμετροι του συντονισμού του ρυθμιστή καθορίζονται από τις δυναμικές ιδιότητες του αντικειμένου ελέγχου και τον επιλεγμένο νόμο ρύθμισης. Ο νόμος ρύθμισης είναι η σχέση μεταξύ των σημάτων εισόδου (?) και εξόδου (Uр) του ρυθμιστή.

Ο απλούστερος είναι ο νόμος της αναλογικής ρύθμισης, σε ποιον; και Ur διασυνδέονται με σταθερό συντελεστή Кп. Αυτός ο συντελεστής είναι η παράμετρος συντονισμού ενός τέτοιου ρυθμιστή, ο οποίος ονομάζεται ρυθμιστής P. Η υλοποίησή του απαιτεί τη χρήση ενός ρυθμιζόμενου ενισχυτικού στοιχείου (μηχανικό, πνευματικό, ηλεκτρικό κ.λπ.), το οποίο μπορεί να λειτουργήσει τόσο με τη συμμετοχή πρόσθετης πηγής ενέργειας όσο και χωρίς αυτήν.

Μία από τις ποικιλίες των ελεγκτών P είναι ελεγκτές θέσης που εφαρμόζουν έναν αναλογικό νόμο ελέγχου στο Kp και παράγουν ένα σήμα εξόδου Uр, το οποίο έχει έναν ορισμένο αριθμό σταθερών τιμών, για παράδειγμα, δύο ή τρεις, που αντιστοιχούν σε δύο ή τρεις θέσεις ελεγκτές. Τέτοιοι ελεγκτές ονομάζονται μερικές φορές ελεγκτές ρελέ λόγω της ομοιότητας των γραφικών χαρακτηριστικών τους με τα χαρακτηριστικά του ρελέ. Η παράμετρος ρύθμισης τέτοιων ρυθμιστών είναι η τιμή της νεκρής ζώνης De.

Στην τεχνολογία αυτοματισμού των συστημάτων εξαερισμού, λόγω της απλότητας και της αξιοπιστίας τους, οι ελεγκτές on-off έχουν βρει ευρεία εφαρμογή στη ρύθμιση της θερμοκρασίας (θερμοστάτες), της πίεσης (διακόπτες πίεσης) και άλλων παραμέτρων της κατάστασης διεργασίας.

Οι ρυθμιστές ενεργοποίησης-απενεργοποίησης χρησιμοποιούνται επίσης σε συστήματα αυτόματης προστασίας, μανδαλώσεις και τρόπους λειτουργίας εξοπλισμού μεταγωγής. Σε αυτή την περίπτωση, οι λειτουργίες τους εκτελούνται από αισθητήρες ρελέ.

Παρά τα υποδεικνυόμενα πλεονεκτήματα των ελεγκτών P, έχουν μεγάλο στατικό σφάλμα (σε χαμηλές τιμές Kp) και τάση για αυτοταλαντώσεις (σε μεγάλες τιμές Kp). Επομένως, με υψηλότερες απαιτήσεις για τις λειτουργίες ελέγχου των συστημάτων αυτοματισμού όσον αφορά την ακρίβεια και τη σταθερότητα, χρησιμοποιούνται επίσης πιο περίπλοκοι νόμοι ελέγχου, για παράδειγμα νόμοι PI και PID.

Επίσης, η ρύθμιση της θερμοκρασίας θέρμανσης του αέρα μπορεί να πραγματοποιηθεί από έναν ελεγκτή P, που λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή εξισορρόπησης: αυξήστε τη θερμοκρασία όταν η τιμή της είναι μικρότερη από το σημείο ρύθμισης και αντίστροφα. Αυτή η ερμηνεία του νόμου έχει βρει εφαρμογή και σε συστήματα που δεν απαιτούν υψηλή ακρίβεια.

1.2 Ανάλυση υφιστάμενων τυπικών σχημάτων αυτοματισμού εξαερισμού σε εγκαταστάσεις παραγωγής

Υπάρχει ένας αριθμός τυπικών εφαρμογών της αυτοματοποίησης του συστήματος εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής, καθεμία από τις οποίες έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Θα ήθελα να σημειώσω ότι παρά την παρουσία πολλών τυπικών σχημάτων και εξελίξεων, είναι πολύ δύσκολο να δημιουργηθεί ένα τέτοιο ACS που θα είναι ευέλικτο σε ρυθμίσεις σχετικά με την παραγωγή όπου υλοποιείται. Έτσι, για το σχεδιασμό του ACS PVV, απαιτείται ενδελεχής ανάλυση της υπάρχουσας δομής εξαερισμού, ανάλυση τεχνολογικών διεργασιών του κύκλου παραγωγής, καθώς και ανάλυση των απαιτήσεων για προστασία της εργασίας, οικολογία, ηλεκτρική και πυρασφάλεια. Επιπλέον, το συχνά σχεδιασμένο ACS PVV είναι εξειδικευμένο στον τομέα εφαρμογής του.

Σε κάθε περίπτωση, οι ακόλουθες ομάδες θεωρούνται συνήθως ως τυπικά αρχικά δεδομένα στο αρχικό στάδιο σχεδιασμού:

1. Γενικά δεδομένα: η εδαφική θέση του αντικειμένου (πόλη, περιοχή). το είδος και το σκοπό του αντικειμένου.

2. Πληροφορίες για το κτίριο και τις εγκαταστάσεις: σχέδια και τομές με ένδειξη όλων των διαστάσεων και υψομέτρων σε σχέση με το επίπεδο του εδάφους. ένδειξη των κατηγοριών χώρων (σε αρχιτεκτονικά σχέδια) σύμφωνα με τους κανονισμούς πυρκαγιάς. διαθεσιμότητα τεχνικών περιοχών με ένδειξη του μεγέθους τους· θέση και χαρακτηριστικά των υφιστάμενων συστημάτων εξαερισμού· χαρακτηριστικά των φορέων ενέργειας·

3. Πληροφορίες σχετικά με την τεχνολογική διαδικασία: σχέδια του τεχνολογικού έργου (σχέδια) που υποδεικνύουν τη θέση του τεχνολογικού εξοπλισμού. προδιαγραφές εξοπλισμού που υποδεικνύουν τις εγκατεστημένες δυνατότητες· χαρακτηριστικά του τεχνολογικού καθεστώτος - ο αριθμός των βάρδιων εργασίας, ο μέσος αριθμός εργαζομένων ανά βάρδια. τρόπος λειτουργίας εξοπλισμού (ταυτόχρονη λειτουργία, συντελεστές φορτίου κ.λπ.). την ποσότητα των επιβλαβών εκπομπών στον αέρα (MPC επιβλαβών ουσιών).

Ως αρχικά δεδομένα για τον υπολογισμό του αυτοματισμού του συστήματος PVA, λάβετε:

Η απόδοση του υπάρχοντος συστήματος (τροφοδοσία, ανταλλαγή αέρα).

Κατάλογος των παραμέτρων αέρα που πρέπει να ρυθμιστούν.

Όρια ρύθμισης;

Λειτουργία αυτοματισμού όταν λαμβάνονται σήματα από άλλα συστήματα.

Έτσι, η εκτέλεση του συστήματος αυτοματισμού σχεδιάζεται με βάση τα καθήκοντα που του έχουν ανατεθεί, λαμβάνοντας υπόψη τους κανόνες και τους κανονισμούς, καθώς και τα γενικά αρχικά δεδομένα και σχήματα. Η κατάρτιση του σχεδίου και η επιλογή του εξοπλισμού για το σύστημα αυτοματισμού εξαερισμού πραγματοποιείται μεμονωμένα.

Ας παρουσιάσουμε τα υπάρχοντα τυπικά σχήματα συστημάτων ελέγχου τροφοδοσίας και εξαερισμού, χαρακτηρίζουμε μερικά από αυτά σχετικά με τη δυνατότητα εφαρμογής τους για την επίλυση των προβλημάτων του διπλώματος (Εικ. 1.4 - 1.5, 1.9).

Ρύζι. 1.4 -Αερισμός άμεσης ροής SAU

Αυτά τα συστήματα αυτοματισμού έχουν βρει ενεργή χρήση σε εργοστάσια, εργοστάσια και χώρους γραφείων. Το αντικείμενο ελέγχου εδώ είναι ένας πίνακας αυτοματισμού (πίνακας ελέγχου), οι συσκευές στερέωσης είναι αισθητήρες καναλιών, το αποτέλεσμα ελέγχου ασκείται στους κινητήρες των κινητήρων ανεμιστήρα, των κινητήρων αποσβεστήρα. Υπάρχει επίσης ACS για θέρμανση/ψύξη αέρα. Κοιτάζοντας το μέλλον, μπορεί να σημειωθεί ότι το σύστημα που φαίνεται στο Σχ. 1.4α είναι ένα πρωτότυπο του συστήματος που πρέπει να χρησιμοποιηθεί στο τμήμα χύτευσης με έγχυση της OJSC "Vologda Optical and Mechanical Plant". Η ψύξη αέρα σε βιομηχανικούς χώρους είναι αναποτελεσματική λόγω του όγκου αυτών των χώρων και η θέρμανση αποτελεί προϋπόθεση για τη σωστή λειτουργία του ACS PVV.

Ρύζι. 1.5- Αερισμός ACS με εναλλάκτες θερμότητας

Η κατασκευή ενός ACS PVH με χρήση εναλλάκτη θερμότητας (ανακτητές) επιτρέπει την επίλυση του προβλήματος της υπερβολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας (για ηλεκτρικές θερμάστρες), του προβλήματος των εκπομπών στο περιβάλλον. Το σημείο ανάκτησης είναι ότι ο αέρας που αφαιρείται αμετάκλητα από το δωμάτιο, ο οποίος έχει ρυθμισμένη θερμοκρασία στο δωμάτιο, ανταλλάσσει ενέργεια με τον εισερχόμενο εξωτερικό αέρα, οι παράμετροι του οποίου, κατά κανόνα, διαφέρουν σημαντικά από τις καθορισμένες. Εκείνοι. το χειμώνα, ο εξαγόμενος θερμός αέρας εκχύλισης θερμαίνει εν μέρει τον εξωτερικό αέρα τροφοδοσίας και το καλοκαίρι ο ψυχρότερος αέρας εξαγωγής ψύχει εν μέρει τον αέρα παροχής. Στην καλύτερη περίπτωση, με την ανάκτηση, η κατανάλωση ενέργειας για την επεξεργασία του αέρα παροχής μπορεί να μειωθεί κατά 80%.

Τεχνικά, η ανάκτηση στον εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας περιστρεφόμενους εναλλάκτες θερμότητας και συστήματα με ενδιάμεσο φορέα θερμότητας. Έτσι, έχουμε κέρδος τόσο στη θέρμανση του αέρα όσο και στη μείωση του ανοίγματος των αποσβεστήρα (επιτρέπεται περισσότερος χρόνος αδράνειας των κινητήρων που ελέγχουν τους αποσβεστήρες) - όλα αυτά δίνουν ένα συνολικό κέρδος όσον αφορά την εξοικονόμηση ενέργειας.

Τα συστήματα ανάκτησης θερμότητας είναι πολλά υποσχόμενα και ενεργά και εισάγονται για να αντικαταστήσουν τα παλιά συστήματα εξαερισμού. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι τέτοια συστήματα αξίζουν πρόσθετης επένδυσης, ωστόσο, η περίοδος απόσβεσης είναι σχετικά μικρή, ενώ η κερδοφορία είναι πολύ υψηλή. Επίσης, η απουσία σταθερής απελευθέρωσης στο περιβάλλον αυξάνει την περιβαλλοντική απόδοση μιας τέτοιας οργάνωσης του αυτοματισμού του PVA. Η απλοποιημένη λειτουργία του συστήματος με ανάκτηση θερμότητας από τον αέρα (ανακυκλοφορία αέρα) φαίνεται στο Σχ. 1.6.

Ρύζι. 1.6 - Λειτουργία του συστήματος ανταλλαγής αέρα με ανακυκλοφορία (ανάκτηση)

Οι ανακτητές εγκάρσιας ροής ή πλάκας (Εικ. 1.5 γ, δ) αποτελούνται από πλάκες (αλουμίνιο), που αντιπροσωπεύουν ένα σύστημα καναλιών για τη ροή δύο ρευμάτων αέρα. Τα τοιχώματα του αγωγού είναι κοινά για παροχή και εξαγωγή αέρα και μεταδίδονται εύκολα. Λόγω της μεγάλης επιφάνειας ανταλλαγής και της τυρβώδους ροής αέρα στα κανάλια, επιτυγχάνεται υψηλός βαθμός ανάκτησης θερμότητας (μεταφορά θερμότητας) με σχετικά χαμηλή υδραυλική αντίσταση. Η απόδοση των ανακτητών πλακών φτάνει το 70%.

Ρύζι. 1.7 - Οργάνωση ανταλλαγής αέρα ACS PVV με βάση ανακτητές πλακών

Ανακτάται μόνο η αισθητή θερμότητα του αέρα εξαγωγής. ο αέρας τροφοδοσίας και εξαγωγής δεν αναμιγνύονται με κάποιο τρόπο και το συμπύκνωμα που σχηματίζεται κατά την ψύξη του αέρα εξαγωγής συγκρατείται από τον διαχωριστή και απομακρύνεται από το σύστημα αποστράγγισης από το δοχείο αποστράγγισης. Για να αποφευχθεί το πάγωμα του συμπυκνώματος σε χαμηλές θερμοκρασίες (έως -15 ° C), διαμορφώνονται οι αντίστοιχες απαιτήσεις για τον αυτοματισμό: πρέπει να παρέχει περιοδική διακοπή του ανεμιστήρα τροφοδοσίας ή την αφαίρεση μέρους του εξωτερικού αέρα στον αγωγό παράκαμψης παρακάμπτοντας τους αγωγούς ανάκτησης. Ο μόνος περιορισμός στην εφαρμογή αυτής της μεθόδου είναι η υποχρεωτική διασταύρωση των διακλαδώσεων τροφοδοσίας και εξάτμισης σε ένα σημείο, κάτι που, στην περίπτωση απλού εκσυγχρονισμού του ACS, επιβάλλει μια σειρά από δυσκολίες.

Τα συστήματα ανάκτησης με ενδιάμεσο φορέα θερμότητας (Εικ. 1.5 α, β) είναι ένα ζεύγος εναλλάκτη θερμότητας που συνδέεται με έναν κλειστό αγωγό. Ο ένας εναλλάκτης θερμότητας βρίσκεται στον αγωγό εξαγωγής και ο άλλος στον αγωγό τροφοδοσίας. Ένα μείγμα αντιψυκτικής γλυκόλης κυκλοφορεί σε κλειστό βρόχο, μεταφέροντας θερμότητα από τον έναν εναλλάκτη θερμότητας στον άλλο και σε αυτή την περίπτωση, η απόσταση από τη μονάδα τροφοδοσίας στη μονάδα εξάτμισης μπορεί να είναι αρκετά σημαντική.

Η απόδοση της ανάκτησης θερμότητας με αυτή τη μέθοδο δεν υπερβαίνει το 60%. Το κόστος είναι σχετικά υψηλό, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις αυτή μπορεί να είναι η μόνη επιλογή ανάκτησης θερμότητας.

Ρύζι. 1.8 - Αρχή της ανάκτησης θερμότητας με χρήση ενδιάμεσου φορέα θερμότητας

Ο περιστροφικός εναλλάκτης θερμότητας (περιστρεφόμενος εναλλάκτης θερμότητας, ανακτητής) είναι ένας ρότορας με κανάλια για οριζόντια διέλευση αέρα. Μέρος του ρότορα βρίσκεται στον αγωγό εξάτμισης και μέρος στον αγωγό τροφοδοσίας. Περιστρέφοντας, ο ρότορας δέχεται τη θερμότητα του αέρα εξαγωγής και τη μεταφέρει στον αέρα τροφοδοσίας και μεταφέρεται τόσο η αισθητή όσο και η λανθάνουσα θερμότητα, καθώς και η υγρασία. Η απόδοση ανάκτησης θερμότητας είναι μέγιστη και φτάνει το 80%.

Ρύζι. 1.9 - ACS PVV με περιστροφικό ανακτητή

Ο περιορισμός στη χρήση αυτής της μεθόδου επιβάλλεται κυρίως από το γεγονός ότι έως και 10% του αέρα εξαγωγής αναμιγνύεται με τον αέρα παροχής και σε ορισμένες περιπτώσεις αυτό είναι απαράδεκτο ή ανεπιθύμητο (εάν ο αέρας έχει σημαντικό επίπεδο ρύπανσης) . Οι απαιτήσεις σχεδιασμού είναι παρόμοιες με την προηγούμενη έκδοση - η μηχανή εξάτμισης και παροχής αέρα βρίσκονται σε ένα μέρος. Αυτή η μέθοδος είναι πιο ακριβή από την πρώτη και χρησιμοποιείται λιγότερο συχνά.

Γενικά, τα συστήματα με ανάκτηση είναι 40-60% πιο ακριβά από παρόμοια συστήματα χωρίς ανάκτηση, αλλά το κόστος λειτουργίας θα διαφέρει σημαντικά. Ακόμη και με τις σημερινές τιμές ενέργειας, ο χρόνος απόσβεσης του συστήματος ανάκτησης δεν υπερβαίνει τις δύο περιόδους θέρμανσης.

Θα ήθελα να σημειώσω ότι η εξοικονόμηση ενέργειας επηρεάζεται επίσης από αλγόριθμους ελέγχου. Ωστόσο, θα πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπόψη ότι όλα τα συστήματα εξαερισμού έχουν σχεδιαστεί για ορισμένες μέσες συνθήκες. Για παράδειγμα, η κατανάλωση εξωτερικού αέρα προσδιορίστηκε ανά έναν αριθμό ατόμων, αλλά στην πραγματικότητα το δωμάτιο μπορεί να είναι μικρότερο από το 20% της αποδεκτής τιμής, φυσικά, σε αυτήν την περίπτωση, η εκτιμώμενη κατανάλωση εξωτερικού αέρα θα είναι σαφώς υπερβολική, η λειτουργία ο αερισμός σε υπερβολική λειτουργία θα οδηγήσει σε αδικαιολόγητη απώλεια ενεργειακών πόρων. Σε αυτή την περίπτωση, είναι λογικό να εξετάσετε διάφορους τρόπους λειτουργίας, για παράδειγμα, χειμώνα / καλοκαίρι. Εάν ο αυτοματισμός είναι σε θέση να δημιουργήσει τέτοιους τρόπους λειτουργίας, η εξοικονόμηση είναι προφανής. Μια άλλη προσέγγιση σχετίζεται με τη ρύθμιση του ρυθμού ροής του εξωτερικού αέρα ανάλογα με την ποιότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος αερίου, δηλ. το σύστημα αυτοματισμού περιλαμβάνει αναλυτές αερίων για επιβλαβή αέρια και επιλέγει την τιμή της ροής του εξωτερικού αέρα με τέτοιο τρόπο ώστε η περιεκτικότητα σε επιβλαβή αέρια να μην υπερβαίνει τις μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές.

1.3 Έρευνα μάρκετινγκ

Επί του παρόντος, όλοι οι κορυφαίοι κατασκευαστές εξοπλισμού εξαερισμού στον κόσμο εκπροσωπούνται ευρέως στην αγορά αυτοματισμών για εξαερισμό προμήθειας και εξαγωγής, καθένας από τους οποίους ειδικεύεται στην παραγωγή εξοπλισμού σε ένα συγκεκριμένο τμήμα. Ολόκληρη η αγορά εξοπλισμού αερισμού μπορεί να χωριστεί χονδρικά στους ακόλουθους τομείς εφαρμογής:

Οικιακές και ημιβιομηχανικές χρήσεις.

Για βιομηχανικούς σκοπούς·

Εξοπλισμός εξαερισμού για «ειδικούς» σκοπούς.

Δεδομένου ότι το διπλωματικό έργο ασχολείται με το σχεδιασμό αυτοματισμών για τα συστήματα τροφοδοσίας και εξαγωγής βιομηχανικών χώρων, για να συγκριθεί η προτεινόμενη ανάπτυξη με αυτά που διατίθενται στην αγορά, είναι απαραίτητο να επιλέξετε παρόμοια υπάρχοντα πακέτα αυτοματισμού από γνωστούς κατασκευαστές.

Τα αποτελέσματα μιας μελέτης μάρκετινγκ υφιστάμενων πακέτων PVV ACS παρουσιάζονται στο Παράρτημα Α.

Έτσι, ως αποτέλεσμα της έρευνας μάρκετινγκ, εξετάστηκαν αρκετά από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα ACS PVV από διαφορετικούς κατασκευαστές, με τη μελέτη της τεχνικής τους τεκμηρίωσης, ελήφθησαν πληροφορίες:

Σύνθεση του αντίστοιχου πακέτου ACS PVV.

Μητρώο παραμέτρων ελέγχου (πίεση στους αεραγωγούς, θερμοκρασία, καθαρότητα, υγρασία αέρα).

Η μάρκα του προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή και ο εξοπλισμός του (λογισμικό, σύστημα εντολών, αρχές προγραμματισμού).

Διαθεσιμότητα συνδέσεων με άλλα συστήματα (υπάρχει σύνδεση με αυτόματα πυρκαγιάς, υπάρχει υποστήριξη για πρωτόκολλα LAN);

Προστατευτική απόδοση (ηλεκτρική ασφάλεια, πυρασφάλεια, προστασία από τη σκόνη, θόρυβος, αντοχή στην υγρασία).

2. Περιγραφή του δικτύου εξαερισμού του εργαστηρίου παραγωγής ως αντικείμενο αυτόματου ελέγχου

Γενικά, με βάση τα αποτελέσματα της ανάλυσης των διαθέσιμων προσεγγίσεων για την αυτοματοποίηση των συστημάτων εξαερισμού και προετοιμασίας αέρα, καθώς και ως αποτέλεσμα αναλυτικών ανασκοπήσεων τυπικών σχημάτων, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι τα καθήκοντα που εξετάζονται στο διπλωματικό έργο είναι σχετικές και επί του παρόντος εξετάζονται ενεργά και μελετώνται από εξειδικευμένα γραφεία σχεδιασμού (SKB).

Σημειώνω ότι υπάρχουν τρεις κύριες προσεγγίσεις για την εφαρμογή αυτοματισμού για ένα σύστημα εξαερισμού:

Κατανεμημένη προσέγγιση: εφαρμογή του αυτοματισμού IWV με βάση τον τοπικό εξοπλισμό μεταγωγής, κάθε ανεμιστήρας ελέγχεται από μια αντίστοιχη συσκευή.

Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιείται για τον σχεδιασμό της αυτοματοποίησης σχετικά μικρών συστημάτων εξαερισμού, στα οποία δεν αναμένεται περαιτέρω επέκταση. Είναι ο μεγαλύτερος. Τα πλεονεκτήματα αυτής της προσέγγισης περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, το γεγονός ότι σε περίπτωση ατυχήματος σε έναν από τους επιτηρούμενους κλάδους εξαερισμού, το σύστημα κάνει στάση έκτακτης ανάγκης μόνο για αυτόν τον σύνδεσμο/τμήμα. Επιπλέον, αυτή η προσέγγιση είναι σχετικά απλή στην εφαρμογή, δεν απαιτεί πολύπλοκους αλγόριθμους ελέγχου και απλοποιεί τη συντήρηση των συσκευών του συστήματος εξαερισμού.

Κεντρική προσέγγιση: εφαρμογή αυτοματισμού PVV που βασίζεται σε μια ομάδα λογικών ελεγκτών ή σε έναν προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή (PLC), ολόκληρο το σύστημα εξαερισμού ελέγχεται κεντρικά σύμφωνα με το πρόγραμμα και τα δεδομένα.

Η κεντρική προσέγγιση είναι πιο αξιόπιστη από την κατανεμημένη. Όλη η διαχείριση του IAP είναι άκαμπτη, πραγματοποιείται με βάση το πρόγραμμα. Αυτή η περίσταση επιβάλλει πρόσθετες απαιτήσεις τόσο για τη σύνταξη του κώδικα προγράμματος (είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη πολλές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένων των ενεργειών σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης), όσο και για την ειδική προστασία του PLC ελέγχου. Αυτή η προσέγγιση έχει βρει εφαρμογή για μικρά διοικητικά και βιομηχανικά συγκροτήματα. Διακρίνεται από την ευελιξία των ρυθμίσεων, την ικανότητα κλιμάκωσης του συστήματος σε λογικά όρια, καθώς και τη δυνατότητα κινητής ολοκλήρωσης του συστήματος σύμφωνα με μια μικτή αρχή οργάνωσης.

Μικτή προσέγγιση: χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό μεγάλων συστημάτων (μεγάλος αριθμός διαχειριζόμενου εξοπλισμού με τεράστιες επιδόσεις), είναι ένας συνδυασμός μιας κατανεμημένης και μιας κεντρικής προσέγγισης. Στη γενική περίπτωση, αυτή η προσέγγιση προϋποθέτει μια ιεραρχία επιπέδου με επικεφαλής έναν υπολογιστή ελέγχου και βοηθητικούς "μικροϋπολογιστές", σχηματίζοντας έτσι ένα δίκτυο παραγωγής ελέγχου που είναι παγκόσμιο σε σχέση με την επιχείρηση. Με άλλα λόγια, αυτή η προσέγγιση είναι μια κατανεμημένη-κεντρική προσέγγιση με διανομή συστήματος.

Στην πτυχή του προβλήματος που επιλύθηκε στη σχεδίαση διπλώματος, η πιο προτιμότερη είναι η συγκεντρωτική προσέγγιση για την υλοποίηση της αυτοματοποίησης του PVA. Δεδομένου ότι το σύστημα αναπτύσσεται για μικρές εγκαταστάσεις παραγωγής, είναι δυνατή η χρήση αυτής της προσέγγισης για άλλες εγκαταστάσεις με στόχο τη μετέπειτα ενσωμάτωσή τους σε ένα ενιαίο ACS PVV.

Συχνά, για τα ερμάρια ελέγχου αερισμού, παρέχεται μια διεπαφή που επιτρέπει την παρακολούθηση της κατάστασης του συστήματος εξαερισμού με την έξοδο πληροφοριών σε μια οθόνη υπολογιστή. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η εφαρμογή απαιτεί πρόσθετες επιπλοκές του προγράμματος ελέγχου, εκπαίδευση ενός ειδικού που παρακολουθεί την κατάσταση και λαμβάνει επιχειρησιακές αποφάσεις με βάση οπτικά δεδομένα από αισθητήρες ανάκρισης. Επιπλέον, ο παράγοντας του ανθρώπινου λάθους σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης είναι πάντα εγγενής. Επομένως, η εφαρμογή αυτής της συνθήκης είναι μάλλον μια πρόσθετη επιλογή στο σχεδιασμό του πακέτου αυτοματισμού PVV.

2.1 Περιγραφή του υφιστάμενου συστήματος αυτόματου ελέγχου τροφοδοσίας και εξαερισμού των καταστημάτων παραγωγής

Για να εξασφαλιστεί η βασική αρχή του αερισμού των εργαστηρίων παραγωγής, η οποία συνίσταται στη διατήρηση των παραμέτρων και της σύνθεσης του αέρα εντός των επιτρεπτών ορίων, είναι απαραίτητο να παρέχεται καθαρός αέρας στους χώρους όπου βρίσκονται οι εργαζόμενοι, με την επακόλουθη διανομή αέρα σε το δωμάτιο.

Παρακάτω στο Σχ. Το 2.1 δείχνει μια απεικόνιση ενός τυπικού συστήματος εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής, παρόμοιο με το οποίο είναι διαθέσιμο στο χώρο υλοποίησης.

Το σύστημα εξαερισμού των βιομηχανικών χώρων αποτελείται από ανεμιστήρες, αεραγωγούς, εξωτερικές συσκευές εισαγωγής αέρα, συσκευές καθαρισμού του αέρα που εισέρχεται και εκκενώνεται στην ατμόσφαιρα και μια συσκευή θέρμανσης αέρα (θερμοσίφωνας).

Ο σχεδιασμός των υφιστάμενων συστημάτων εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τις απαιτήσεις του SNiP II 33-75 "Θέρμανση, εξαερισμός και κλιματισμός", καθώς και με το GOST 12.4.021-75 "SSBT. Συστήματα εξαερισμού. Γενικές απαιτήσεις», το οποίο καθορίζει τις απαιτήσεις για εγκατάσταση, θέση σε λειτουργία και λειτουργία.

Ο καθαρισμός του μολυσμένου αέρα που εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα πραγματοποιείται με ειδικές συσκευές - διαχωριστές σκόνης (που χρησιμοποιούνται στο χώρο παραγωγής χύτευσης με έγχυση), φίλτρα αεραγωγών κ.λπ. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι διαχωριστές σκόνης δεν απαιτούν πρόσθετο έλεγχο και ενεργοποιούνται όταν ο εξαερισμός είναι ενεργοποιημένος.

Επίσης, ο καθαρισμός του αέρα που αντλείται από την περιοχή εργασίας μπορεί να πραγματοποιηθεί σε θαλάμους καθίζησης σκόνης (μόνο για χοντρή σκόνη) και ηλεκτροστατικούς κατακρημνιστές (για λεπτή σκόνη). Ο καθαρισμός του αέρα από επιβλαβή αέρια πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικών απορροφητικών και απολυμαντικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων αυτών που εφαρμόζονται στα φίλτρα (σε κυψέλες φίλτρων).

Ρύζι. 2.1 - Σύστημα εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής του τμήματος παραγωγής 1 - συσκευή εισαγωγής αέρα. 2 - θερμαντήρες για θέρμανση. 3- ανεμιστήρας τροφοδοσίας. 4 - κύριος αγωγός αέρα. 5 - κλάδοι του αεραγωγού. 6 - ακροφύσια τροφοδοσίας. 7 - τοπική αναρρόφηση. 8 και 9 - κύριος. αεραγωγός εξαγωγής? 10 - διαχωριστής σκόνης. 11 - ανεμιστήρας εξάτμισης. 12 - εκκένωση καθαρού αέρα στην ατμόσφαιρα

Η αυτοματοποίηση του υπάρχοντος συστήματος είναι σχετικά απλή. Η διαδικασία αερισμού είναι η εξής:

1. έναρξη της βάρδιας εργασίας - ξεκινά το σύστημα εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής. Οι ανεμιστήρες οδηγούνται από μια κεντρική μίζα. Με άλλα λόγια, ο πίνακας ελέγχου αποτελείται από δύο εκκινητές - για εκκίνηση και διακοπή / απενεργοποίηση έκτακτης ανάγκης. Η βάρδια διαρκεί 8 ώρες - με μία ώρα διάλειμμα, δηλαδή το σύστημα είναι αδρανές για 1 ώρα κατά μέσο όρο κατά τις ώρες εργασίας. Επιπλέον, ένας τέτοιος έλεγχος «αλληλεπίδρασης» είναι οικονομικά αναποτελεσματικός, καθώς οδηγεί σε υπερκατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει ανάγκη παραγωγής για να λειτουργεί συνεχώς ο εξαερισμός εξαγωγής, συνιστάται να τον ενεργοποιείτε όταν ο αέρας είναι μολυσμένος ή, για παράδειγμα, απαιτείται η απομάκρυνση της περίσσειας θερμικής ενέργειας από την περιοχή εργασίας.

2. το άνοιγμα των αμορτισέρ των συσκευών εισαγωγής αέρα ελέγχεται επίσης από τον τοπικό εξοπλισμό εκκίνησης, ο αέρας με τις παραμέτρους του εξωτερικού περιβάλλοντος (θερμοκρασία, καθαριότητα) έλκεται στους αεραγωγούς από τον ανεμιστήρα τροφοδοσίας λόγω της διαφοράς πίεση.

3. Ο αέρας που λαμβάνεται από το εξωτερικό περιβάλλον διέρχεται από τον θερμοσίφωνα, θερμαίνεται μέχρι τις επιτρεπόμενες τιμές θερμοκρασίας και διοχετεύεται στο δωμάτιο μέσω των αεραγωγών μέσω των ακροφυσίων παροχής. Ο θερμοσίφωνας παρέχει σημαντική θέρμανση του αέρα, ο θερμαντήρας ελέγχεται χειροκίνητα, ο ηλεκτρολόγος ανοίγει το πτερύγιο του αποσβεστήρα. Η θερμάστρα είναι απενεργοποιημένη για την καλοκαιρινή περίοδο. Το ζεστό νερό που παρέχεται από το λεβητοστάσιο του εσωτερικού χρησιμοποιείται ως φορέας θερμότητας. Το σύστημα αυτόματου ελέγχου θερμοκρασίας αέρα δεν παρέχεται, με αποτέλεσμα να υπάρχει μεγάλη υπέρβαση πόρων.

Παρόμοια έγγραφα

Χαρακτηριστικά της χρήσης του συστήματος ελέγχου για τη μονάδα εξαερισμού τροφοδοσίας που βασίζεται στον ελεγκτή MC8.2. Βασική λειτουργικότητα του ελεγκτή. Ένα παράδειγμα προδιαγραφής για την αυτοματοποίηση της εγκατάστασης εξαερισμού τροφοδοσίας για ένα κύκλωμα που βασίζεται στο MC8.2.

πρακτική εργασία, προστέθηκε 25/05/2010


Συγκριτική ανάλυση τεχνικών χαρακτηριστικών τυπικών κατασκευών πύργων ψύξης. Στοιχεία συστημάτων ύδρευσης και ταξινόμηση τους. Μαθηματικό μοντέλο της διαδικασίας παροχής νερού σε κυκλοφορία, επιλογή και περιγραφή εξοπλισμού αυτοματισμού και στοιχείων ελέγχου.

διατριβή, προστέθηκε 09/04/2013


Βασικές αρχές λειτουργίας του αυτόματου συστήματος ελέγχου για εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής, κατασκευή και μαθηματική περιγραφή του. Εξοπλισμός τεχνολογικής διεργασίας. Επιλογή και υπολογισμός του ρυθμιστή. Μελέτη ευστάθειας ATS, δείκτες ποιότητάς του.

θητεία, προστέθηκε 16/02/2011


Περιγραφή της διαδικασίας θερμικής και υγρασίας επεξεργασίας προϊόντων με βάση το τσιμεντομπετόν. Αυτοματοποιημένος έλεγχος της διαδικασίας αερισμού του θαλάμου ατμού. Επιλογή του τύπου του μετρητή διαφορικής πίεσης και υπολογισμός της διάταξης περιορισμού. Κύκλωμα μέτρησης αυτόματου ποτενσιόμετρου.

θητεία, προστέθηκε 25/10/2009


Χάρτης της τεχνολογικής διαδρομής επεξεργασίας ενός ατέρμονα τροχού. Υπολογισμός δικαιωμάτων και περιοριστικών διαστάσεων για την επεξεργασία του προϊόντος. Ανάπτυξη προγράμματος ελέγχου. Αιτιολόγηση και επιλογή του φωτιστικού. Υπολογισμός εξαερισμού βιομηχανικών χώρων.

διατριβή, προστέθηκε 29/08/2012


Χαρακτηριστικά του προβλεπόμενου συγκροτήματος και η επιλογή της τεχνολογίας για τις παραγωγικές διαδικασίες. Μηχανοποίηση ύδρευσης και πότισμα ζώων. Τεχνολογικός υπολογισμός και επιλογή εξοπλισμού. Συστήματα εξαερισμού και θέρμανσης αέρα. Υπολογισμός ανταλλαγής αέρα και φωτισμού.

θητεία που προστέθηκε στις 12/01/2008


Σύστημα εξαερισμού τροφοδοσίας, εσωτερική του δομή και διασύνδεση στοιχείων, αξιολόγηση πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων χρήσης, απαιτήσεις εξοπλισμού. Μέτρα εξοικονόμησης ενέργειας, αυτοματοποίηση ελέγχου ενεργειακά αποδοτικών συστημάτων αερισμού.

θητεία που προστέθηκε στις 04/08/2015


Ανάπτυξη τεχνολογικού σχεδίου για την αυτοματοποίηση ηλεκτρικά θερμαινόμενου δαπέδου. Υπολογισμός και επιλογή στοιχείων αυτοματισμού. Ανάλυση απαιτήσεων στο σύστημα ελέγχου. Προσδιορισμός των κύριων δεικτών αξιοπιστίας. Προφυλάξεις ασφαλείας κατά την εγκατάσταση εξοπλισμού αυτοματισμού.

θητεία, προστέθηκε 30/05/2015


Συσκευή για την τεχνολογική διαδικασία καταλυτικής αναμόρφωσης. Χαρακτηριστικά της αγοράς εξοπλισμού αυτοματισμού. Η επιλογή του συγκροτήματος ηλεκτρονικών υπολογιστών ελέγχου και του εξοπλισμού αυτοματισμού πεδίου. Υπολογισμός και επιλογή ρυθμίσεων ρυθμιστή. Τεχνικός εξοπλισμός αυτοματισμού.

διατριβή, προστέθηκε 23/05/2015


Τεχνολογική περιγραφή του δομικού διαγράμματος του έργου αυτοματοποίησης της επεξεργασίας κορεσμένων αερίων υδρογονανθράκων. Μελέτη του λειτουργικού διαγράμματος αυτοματισμού και αιτιολόγηση της επιλογής των εγκαταστάσεων οργάνων για την εγκατάσταση. Μαθηματικό μοντέλο του βρόχου ελέγχου.

Ας περιγράψουμε σε αυτή την ενότητα τα κύρια στοιχεία του συστήματος ελέγχου, δώσουμε ένα τεχνικό χαρακτηριστικό και μια μαθηματική περιγραφή. Ας σταθούμε λεπτομερέστερα στο σύστημα που αναπτύσσεται για την αυτόματη ρύθμιση της θερμοκρασίας του αέρα παροχής που διέρχεται από τη θερμάστρα. Δεδομένου ότι το κύριο προϊόν προετοιμασίας είναι η θερμοκρασία του αέρα, τότε στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας, η κατασκευή μαθηματικών μοντέλων και η μοντελοποίηση των διαδικασιών κυκλοφορίας και ροής αέρα μπορεί να παραμεληθεί. Επίσης, αυτή η μαθηματική τεκμηρίωση της λειτουργίας του ACS PVV μπορεί να παραμεληθεί λόγω των ιδιαιτεροτήτων της αρχιτεκτονικής των χώρων - υπάρχει σημαντική εισροή εξωτερικού απροετοίμαστου αέρα σε εργαστήρια και αποθήκες μέσω υποδοχών, κενών. Γι' αυτό, σε οποιαδήποτε ταχύτητα ροής αέρα, είναι πρακτικά αδύνατο για τους εργάτες αυτού του συνεργείου να βιώσουν «πείνα οξυγόνου».

Έτσι, παραμελούμε την κατασκευή ενός θερμοδυναμικού μοντέλου κατανομής αέρα σε ένα δωμάτιο, καθώς και μια μαθηματική περιγραφή του ACS για το ρυθμό ροής του αέρα, λόγω της ασκοπίας τους. Ας σταθούμε λεπτομερέστερα στην ανάπτυξη του ACS για τη θερμοκρασία του αέρα παροχής. Στην πραγματικότητα, αυτό το σύστημα είναι ένα σύστημα αυτόματης ρύθμισης της θέσης του αποσβεστήρα αεράμυνας ανάλογα με τη θερμοκρασία του αέρα παροχής. Κανονισμός - αναλογικός νόμος με εξισορροπητικές τιμές.

Θα παρουσιάσουμε τα κύρια στοιχεία που περιλαμβάνονται στο ACS, θα δώσουμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους, τα οποία μας επιτρέπουν να προσδιορίσουμε τα χαρακτηριστικά του ελέγχου τους. Κατά την επιλογή εξοπλισμού και εργαλείων αυτοματισμού, καθοδηγούμαστε από τα τεχνικά τους δελτία δεδομένων και τους προηγούμενους μηχανικούς υπολογισμούς του παλιού συστήματος, καθώς και από τα αποτελέσματα πειραμάτων και δοκιμών.

Φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες τροφοδοσίας και εξαγωγής

Ένας συμβατικός φυγόκεντρος ανεμιστήρας είναι ένας τροχός με λεπίδες εργασίας που βρίσκονται σε ένα σπειροειδές περίβλημα, όταν περιστρέφεται ο αέρας που εισέρχεται από την είσοδο, εισέρχεται στα κανάλια μεταξύ των πτερυγίων και κινείται μέσω αυτών των καναλιών υπό τη δράση της φυγόκεντρης δύναμης, συλλέγεται από το σπειροειδές περίβλημα και κατευθύνεται στην πρίζα του. Το περίβλημα χρησιμεύει επίσης για τη μετατροπή της δυναμικής κεφαλής σε στατική κεφαλή. Για να αυξηθεί η πίεση, τοποθετείται ένας διαχύτης πίσω από το περίβλημα. Στο σχ. Το 4.1 είναι μια γενική άποψη ενός φυγοκεντρικού ανεμιστήρα.

Μια συμβατική φυγοκεντρική πτερωτή αποτελείται από λεπίδες, έναν πίσω δίσκο, μια πλήμνη και έναν μπροστινό δίσκο. Μια χυτή ή σμιλεμένη πλήμνη, σχεδιασμένη για να εφαρμόζει τον τροχό στον άξονα, είναι καρφωμένη, βιδωμένη ή συγκολλημένη στον πίσω δίσκο. Οι λεπίδες είναι καρφωμένες στο δίσκο. Τα μπροστινά άκρα των λεπίδων συνήθως συνδέονται στον μπροστινό δακτύλιο.

Τα σπειροειδή περιβλήματα είναι κατασκευασμένα από φύλλο χάλυβα και τοποθετούνται σε ανεξάρτητα στηρίγματα, για ανεμιστήρες χαμηλής ισχύος προσαρμόζονται στα κρεβάτια.

Όταν ο τροχός περιστρέφεται, μέρος της ενέργειας που παρέχεται στον κινητήρα μεταφέρεται στον αέρα. Η πίεση που αναπτύσσεται από τον τροχό εξαρτάται από την πυκνότητα του αέρα, τη γεωμετρία των λεπίδων και την περιφερειακή ταχύτητα στα άκρα των λεπίδων.

Τα άκρα εξόδου των πτερυγίων των φυγοκεντρικών ανεμιστήρων μπορούν να είναι λυγισμένα προς τα εμπρός, ακτινικά και λυγισμένα προς τα πίσω. Μέχρι πρόσφατα, οι άκρες των λεπίδων ήταν κυρίως κυρτές προς τα εμπρός, καθώς αυτό επέτρεπε τη μείωση των συνολικών διαστάσεων των ανεμιστήρων. Σήμερα, συχνά βρίσκονται πτερωτές με καμπύλες λεπίδες προς τα πίσω, επειδή αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε την απόδοση. ανεμιστήρας.

Ρύζι. 4.1

Κατά την επιθεώρηση των ανεμιστήρων, πρέπει να λάβετε υπόψη ότι τα άκρα εξόδου (κατά μήκος της διαδρομής αέρα) των πτερυγίων για να εξασφαλιστεί η είσοδος χωρίς κραδασμούς πρέπει πάντα να είναι λυγισμένα προς την αντίθετη κατεύθυνση από την φορά περιστροφής του τροχού.

Οι ίδιοι ανεμιστήρες, όταν αλλάζουν την ταχύτητα περιστροφής, μπορούν να έχουν διαφορετική παροχή και να αναπτύσσουν διαφορετικές πιέσεις, ανάλογα όχι μόνο με τις ιδιότητες του ανεμιστήρα και την ταχύτητα περιστροφής, αλλά και από τους αεραγωγούς που συνδέονται με αυτούς.

Τα χαρακτηριστικά των ανεμιστήρων εκφράζουν τη σχέση μεταξύ των κύριων παραμέτρων λειτουργίας του. Το πλήρες χαρακτηριστικό του ανεμιστήρα σε σταθερή ταχύτητα άξονα (n = const) εκφράζεται από τις εξαρτήσεις μεταξύ της παροχής Q και της πίεσης P, της ισχύος N και της απόδοσης. Οι εξαρτήσεις P (Q), N (Q) και T (Q ) συνήθως βασίζονται σε ένα γραφικό. Σε αυτά επιλέγεται ένας ανεμιστήρας. Ο χαρακτηρισμός βασίζεται σε δοκιμές. Στο σχ. Το 4.2 δείχνει τα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά του φυγοκεντρικού ανεμιστήρα VTs-4-76-16, ο οποίος χρησιμοποιείται ως ανεμιστήρας τροφοδοσίας στο χώρο υλοποίησης

Ρύζι. 4.2

Η χωρητικότητα του ανεμιστήρα είναι 70.000 m3 / h ή 19,4 m3 / s. Ταχύτητα ανεμιστήρα - 720 rpm. ή 75,36 rad / sec., η ισχύς του κινητήρα ασύγχρονης μετάδοσης κίνησης του ανεμιστήρα είναι 35 kW.

Ο ανεμιστήρας φυσά εξωτερικό αέρα στον θερμαντήρα αέρα. Ως αποτέλεσμα της ανταλλαγής θερμότητας του αέρα με ζεστό νερό που διέρχεται από τους σωλήνες του εναλλάκτη θερμότητας, ο αέρας που διέρχεται θερμαίνεται.

Ας εξετάσουμε το σχέδιο για τη ρύθμιση του τρόπου λειτουργίας του ανεμιστήρα VTs-4-76 No. 16. Στο σχ. Το 4.3 δείχνει ένα λειτουργικό διάγραμμα μιας μονάδας ανεμιστήρα με έλεγχο ταχύτητας.

Ρύζι. 4.3

Η λειτουργία μεταφοράς του ανεμιστήρα μπορεί να αναπαρασταθεί ως κέρδος, το οποίο προσδιορίζεται με βάση τα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά του ανεμιστήρα (Εικ. 4.2). Το κέρδος ανεμιστήρα στο σημείο λειτουργίας είναι 1.819 m3 / s (το χαμηλότερο δυνατό, που έχει καθοριστεί πειραματικά).

Ρύζι. 4.4

Πειραματικάδιαπιστώθηκε ότι για την εφαρμογή των απαραίτητων τρόπων λειτουργίας του ανεμιστήρα, είναι απαραίτητο να τροφοδοτηθούν οι ακόλουθες τιμές τάσης στον μετατροπέα συχνότητας ελέγχου (Πίνακας 4.1):

Πίνακας 4.1 Τρόποι λειτουργίας εξαερισμού παροχής

Ταυτόχρονα, για να αυξηθεί η αξιοπιστία του ηλεκτροκινητήρα των ανεμιστήρων τόσο του τμήματος τροφοδοσίας όσο και της εξαγωγής, δεν χρειάζεται να τους ρυθμίσετε τρόπους λειτουργίας με μέγιστη απόδοση. Το καθήκον της πειραματικής μελέτης ήταν να βρει τέτοιες τάσεις ελέγχου στις οποίες θα παρατηρούνταν οι τιμές ανταλλαγής αέρα που υπολογίζονται παρακάτω.

Ο εξαερισμός αντιπροσωπεύεται από τρεις φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες των εμπορικών σημάτων VTs-4-76-12 (χωρητικότητα 28000 m3 / h στις n = 350 rpm, ασύγχρονη ισχύς κίνησης N = 19,5 kW) και VTs-4-76-10 (χωρητικότητα 20,0 m30,0 h στις n = 270 rpm, ισχύς ασύγχρονης μετάδοσης κίνησης N = 12,5 kW). Ομοίως με τον εξαερισμό τροφοδοσίας για τον κλάδο εξαερισμού εξαγωγής, ελήφθησαν πειραματικά οι τιμές των τάσεων ελέγχου (Πίνακας 4.2).

Για να αποτρέψουμε την κατάσταση «ασιτίας οξυγόνου» στα εργατικά καταστήματα, θα υπολογίσουμε τους ρυθμούς ανταλλαγής αέρα για τους επιλεγμένους τρόπους λειτουργίας των ανεμιστήρων. Πρέπει να πληροί την προϋπόθεση:

Πίνακας 4.2 Τρόποι λειτουργίας εξαερισμού εξαγωγής

Στον υπολογισμό, παραμελούμε τον αέρα παροχής που προέρχεται από το εξωτερικό, καθώς και την αρχιτεκτονική του κτιρίου (τοίχοι, δάπεδα).

Οι διαστάσεις των χώρων για αερισμό: 150x40x10 m, ο συνολικός όγκος του δωματίου είναι Vroom; 60.000 m3. Ο απαιτούμενος όγκος αέρα τροφοδοσίας είναι 66.000 m3 / h (για τον συντελεστή 1,1 επιλέχθηκε ως ελάχιστος, αφού δεν ελήφθη υπόψη η εισροή αέρα από το εξωτερικό). Είναι προφανές ότι οι επιλεγμένοι τρόποι λειτουργίας του ανεμιστήρα τροφοδοσίας ικανοποιούν την αναφερόμενη προϋπόθεση.

Ο συνολικός όγκος του τραβηγμένου αέρα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο

Για τον υπολογισμό του σκέλους της εξάτμισης, επιλέχθηκαν οι λειτουργίες «έκτακτης εξάτμισης». Λαμβάνοντας υπόψη τον συντελεστή διόρθωσης 1.1 (καθώς ο τρόπος λειτουργίας έκτακτης ανάγκης λαμβάνεται ως το λιγότερο δυνατό), ο όγκος του εξαγόμενου αέρα θα είναι ίσος με 67,76 m3 / h. Αυτή η τιμή, εντός των ορίων των επιτρεπτών σφαλμάτων και των προηγουμένως αποδεκτών κρατήσεων, ικανοποιεί την προϋπόθεση (4.2), πράγμα που σημαίνει ότι οι επιλεγμένοι τρόποι λειτουργίας των ανεμιστήρων θα αντεπεξέλθουν στο έργο της διασφάλισης της τιμής ανταλλαγής αέρα.

Επίσης στα μοτέρ του ανεμιστήρα υπάρχει ενσωματωμένη προστασία υπερθέρμανσης (θερμοστάτης). Όταν η θερμοκρασία στον κινητήρα αυξηθεί, η επαφή ρελέ του θερμοστάτη θα σταματήσει τη λειτουργία του ηλεκτροκινητήρα. Ο αισθητήρας διαφορικής πίεσης θα καταγράψει το σταμάτημα του ηλεκτροκινητήρα και θα στείλει ένα σήμα στον πίνακα ελέγχου. Είναι απαραίτητο να προβλεφθεί η αντίδραση του ACS PVV στη διακοπή έκτακτης ανάγκης των κινητήρων ανεμιστήρα.

Στείλτε την καλή σας δουλειά στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Παρόμοια έγγραφα

Βασικές αρχές λειτουργίας του αυτόματου συστήματος ελέγχου για εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής, κατασκευή και μαθηματική περιγραφή του. Εξοπλισμός τεχνολογικής διεργασίας. Επιλογή και υπολογισμός του ρυθμιστή. Μελέτη ευστάθειας ATS, δείκτες ποιότητάς του.

θητεία, προστέθηκε 16/02/2011


Γενικά χαρακτηριστικά και σκοπός, τομείς πρακτικής εφαρμογής του συστήματος αυτόματου ελέγχου για εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής. Αυτοματοποίηση της διαδικασίας ρύθμισης, των αρχών και των σταδίων εφαρμογής της. Η επιλογή των ταμείων και η οικονομική τους αιτιολόγηση.

διατριβή, προστέθηκε 04/10/2011


Ανάλυση των υφιστάμενων τυπικών σχημάτων αυτοματισμού εξαερισμού σε καταστήματα παραγωγής. Μαθηματικό μοντέλο της διαδικασίας αερισμού βιομηχανικών χώρων, επιλογή και περιγραφή εξοπλισμού αυτοματισμού και στοιχείων ελέγχου. Υπολογισμός κόστους έργου αυτοματισμού.

διατριβή, προστέθηκε 06/11/2012


Συγκριτική ανάλυση τεχνικών χαρακτηριστικών τυπικών κατασκευών πύργων ψύξης. Στοιχεία συστημάτων ύδρευσης και ταξινόμηση τους. Μαθηματικό μοντέλο της διαδικασίας παροχής νερού σε κυκλοφορία, επιλογή και περιγραφή εξοπλισμού αυτοματισμού και στοιχείων ελέγχου.

διατριβή, προστέθηκε 09/04/2013


Γενικά χαρακτηριστικά του πετρελαιαγωγού. Κλιματικά και γεωλογικά χαρακτηριστικά της τοποθεσίας. Γενική διάταξη του αντλιοστασίου. Αντλιοστάσια κορμού και φάρμα δεξαμενών PS-3 "Almetyevsk". Υπολογισμός του συστήματος τροφοδοσίας και εξαερισμού του αντλιοστασίου.

διατριβή, προστέθηκε 17/04/2013


Ανάλυση της ανάπτυξης ενός σχεδιαστικού έργου για ένα διακοσμητικό μπαστούνι. Η εραλδική ως ειδικός κλάδος που ασχολείται με τη μελέτη των θυρεών. Μέθοδοι κατασκευής εργαλείων για μοντέλα που μοιάζουν με κερί. Στάδια υπολογισμού παροχής και εξαερισμού εξαγωγής για το διαμέρισμα τήξης.

διατριβή, προστέθηκε 26/01/2013


Περιγραφή της εγκατάστασης ως αντικείμενο αυτοματισμού, επιλογές για τη βελτίωση της τεχνολογικής διαδικασίας. Υπολογισμός και επιλογή στοιχείων ενός συγκροτήματος τεχνικών μέσων. Υπολογισμός του συστήματος αυτόματου ελέγχου. Ανάπτυξη λογισμικού εφαρμογών.

διατριβή, προστέθηκε 24/11/2014

1

Η εργασία εξετάζει τις διαδικασίες μοντελοποίησης του αερισμού και της διασποράς των εκπομπών του στην ατμόσφαιρα. Η μοντελοποίηση βασίζεται στην επίλυση του συστήματος των εξισώσεων Navier-Stokes, των νόμων διατήρησης της μάζας, της ορμής, της θερμότητας. Εξετάζονται διάφορες πτυχές της αριθμητικής επίλυσης αυτών των εξισώσεων. Προτείνεται ένα σύστημα εξισώσεων για τον υπολογισμό της τιμής του συντελεστή αναταράξεων υποβάθρου. Για την υπερηχητική προσέγγιση, προτείνεται μια λύση, μαζί με τις εξισώσεις δυναμικής των ρευστών που παρουσιάζονται στο άρθρο, της εξίσωσης της στάσης ενός ιδανικού πραγματικού αερίου και ατμού. Αυτή η εξίσωση είναι μια τροποποίηση της εξίσωσης van der Waals και λαμβάνει με μεγαλύτερη ακρίβεια υπόψη το μέγεθος των μορίων αερίου ή ατμού και την αλληλεπίδρασή τους. Με βάση την συνθήκη της θερμοδυναμικής σταθερότητας, προκύπτει μια σχέση που επιτρέπει σε κάποιον να αποκλείσει ρίζες που δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν κατά την επίλυση της εξίσωσης ως προς τον όγκο. Πραγματοποιείται η ανάλυση γνωστών υπολογιστικών μοντέλων και υπολογιστικών πακέτων δυναμικής ρευστών.

πρίπλασμα

εξαερισμός

ταραχή

εξισώσεις μεταφοράς θερμότητας και μάζας

εξίσωση κατάστασης

πραγματικό αέριο

διάλυση

1. Berlyand ME Σύγχρονα προβλήματα ατμοσφαιρικής διάχυσης και ατμοσφαιρικής ρύπανσης. - L .: Gidrometeoizdat, 1975 .-- 448 p.

2. Belyaev NN Μοντελοποίηση της διαδικασίας διασποράς τοξικού αερίου σε συνθήκες δόμησης // Bulletin of DIIT. - 2009. - Νο. 26 - Σ. 83-85.

3. Byzova NL Πειραματικές μελέτες ατμοσφαιρικής διάχυσης και υπολογισμοί σκέδασης προσμίξεων / NL Byzova, EK Garger, VN Ivanov. - L .: Gidrometeoizdat, 1985 .-- 351 p.

4. Datsyuk TA Μοντελοποίηση της διασποράς των εκπομπών αερισμού. - SPb: SPBGASU, 2000 .-- 210 p.

5. Sauts AV Εφαρμογή αλγορίθμων γνωστικών γραφικών και μεθόδων μαθηματικής ανάλυσης για τη μελέτη των θερμοδυναμικών ιδιοτήτων του ισοβουτανίου R660A στη γραμμή κορεσμού: Grant No. χέρια. Gorokhov V.L., isp.: Sauts A.V.- SPb, 2011.- 30 p .: ill .- Βιβλιογραφία: p. 30.- Αρ.GR 01201067977.-Αρ. 02201158567.

Εισαγωγή

Κατά το σχεδιασμό βιομηχανικών συγκροτημάτων και μοναδικών εγκαταστάσεων, τα ζητήματα που σχετίζονται με τη διασφάλιση της ποιότητας του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος και τις τυποποιημένες παραμέτρους μικροκλίματος πρέπει να τεκμηριώνονται πλήρως. Λαμβάνοντας υπόψη το υψηλό κόστος κατασκευής, εγκατάστασης και λειτουργίας συστημάτων εξαερισμού και κλιματισμού, επιβάλλονται αυξημένες απαιτήσεις στην ποιότητα των μηχανικών υπολογισμών. Για να επιλέξετε ορθολογικές λύσεις σχεδιασμού στον τομέα του αερισμού, είναι απαραίτητο να μπορείτε να αναλύσετε την κατάσταση στο σύνολό της, δηλ. να αποκαλύψει τη χωρική σχέση των δυναμικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα εντός των εγκαταστάσεων και στην ατμόσφαιρα. Αξιολογήστε την αποτελεσματικότητα του αερισμού, η οποία εξαρτάται όχι μόνο από την ποσότητα αέρα που παρέχεται στο δωμάτιο, αλλά και από το υιοθετημένο σχέδιο διανομής αέρα και τη συγκέντρωση επιβλαβών ουσιών στον εξωτερικό αέρα στις θέσεις των εισαγωγών αέρα.

Σκοπός του άρθρου- η χρήση αναλυτικών εξαρτήσεων, με τη βοήθεια των οποίων εκτελούνται υπολογισμοί της ποσότητας των επιβλαβών εκπομπών, για τον προσδιορισμό των διαστάσεων των καναλιών, των αεραγωγών, των ορυχείων και της επιλογής μιας μεθόδου επεξεργασίας αέρα κ.λπ. Σε αυτήν την περίπτωση, συνιστάται η χρήση του προϊόντος λογισμικού "Stream" με τη μονάδα "VSV". Για την προετοιμασία των αρχικών δεδομένων, είναι απαραίτητο να υπάρχουν διαγράμματα των σχεδιασμένων συστημάτων εξαερισμού που να υποδεικνύουν τα μήκη των τμημάτων και τους ρυθμούς ροής αέρα στα τελικά τμήματα. Τα δεδομένα εισόδου για τον υπολογισμό είναι η περιγραφή των συστημάτων εξαερισμού και οι απαιτήσεις για αυτό. Χρησιμοποιώντας τη μαθηματική μοντελοποίηση, επιλύονται τα ακόλουθα ζητήματα:

• επιλογή των καλύτερων επιλογών για την παροχή και την αφαίρεση αέρα.
• κατανομή των παραμέτρων μικροκλίματος κατ' όγκο των χώρων·
• αξιολόγηση του αεροδυναμικού καθεστώτος του κτιρίου·
• επιλογή θέσεων για εισαγωγή και αφαίρεση αέρα.

Τα πεδία της ταχύτητας, της πίεσης, της θερμοκρασίας, των συγκεντρώσεων στο δωμάτιο και την ατμόσφαιρα σχηματίζονται υπό την επίδραση πολλών παραγόντων, ο συνδυασμός των οποίων είναι δύσκολο να ληφθεί υπόψη στις μεθόδους υπολογισμού μηχανικής χωρίς τη χρήση υπολογιστή.

Η χρήση της μαθηματικής μοντελοποίησης σε προβλήματα αερισμού και αεροδυναμικής βασίζεται στη λύση του συστήματος εξισώσεων Navier - Stokes.

Για την προσομοίωση τυρβωδών ροών, είναι απαραίτητο να λυθεί το σύστημα εξισώσεων διατήρησης της μάζας και Reynolds (διατήρηση της ορμής):

(2)

όπου t- χρόνος, Χ= X i , ι , κ- χωρικές συντεταγμένες, u=u i , ι , κ - συνιστώσες του διανύσματος ταχύτητας, R- πιεζομετρική πίεση, ρ - πυκνότητα, τ ij- εξαρτήματα τανυστή τάσης, s m- πηγή μάζας, s i- εξαρτήματα της πηγής παλμών.

Ο τανυστής τάσης εκφράζεται ως:

(3)

όπου s ij- τανυστής των ρυθμών παραμόρφωσης. δ ij- τανυστής πρόσθετων τάσεων που προκύπτουν λόγω της παρουσίας αναταράξεων.

Για πληροφορίες σχετικά με τα πεδία θερμοκρασίας Τκαι συγκέντρωση μεεπιβλαβών ουσιών, το σύστημα συμπληρώνεται από τις ακόλουθες εξισώσεις:

εξίσωση διατήρησης θερμότητας

εξίσωση διατήρησης παθητικής ακαθαρσίας με

(5)

όπου ντοR- συντελεστής θερμοχωρητικότητας, λ - συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, κ= k i , ι , κείναι ο συντελεστής αναταράξεων.

Βασικός συντελεστής τύρβης κΟι βάσεις προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα εξισώσεων:

(6)

όπου κφά - συντελεστής αναταράξεων υποβάθρου, κ f = 1-15 m 2 / s; ε = 0,1-04;

Οι συντελεστές στροβιλισμού προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις:

(7)

Σε ανοιχτό χώρο με χαμηλή διάχυση, η τιμή κΤο z καθορίζεται από την εξίσωση:

κ κ = κ 0 z /z 0 ; (8)

όπου κ 0 - τιμή κ κστα ψηλά z 0 (κ 0 = 0,1 m 2 / s σε z 0 = 2 m).

Στην ανοιχτή περιοχή, το προφίλ ταχύτητας ανέμου δεν παραμορφώνεται.

Με μια άγνωστη ατμοσφαιρική διαστρωμάτωση σε ανοιχτή περιοχή, μπορεί να προσδιοριστεί το προφίλ ταχύτητας ανέμου:

; (9)

όπου z 0 είναι ένα δεδομένο ύψος (ύψος ενός ανεμοδείκτη). u 0 - ταχύτητα ανέμου σε υψόμετρο z 0 ; σι = 0,15.

Υπό τον όρο (10), το τοπικό κριτήριο Richardson Riοριζεται ως:

(11)

Ας διαφοροποιήσουμε την εξίσωση (9), εξισώσουμε τις εξισώσεις (7) και (8), από εκεί εκφράζουμε κβάσεις

(12)

Ας εξισώσουμε την εξίσωση (12) με τις εξισώσεις του συστήματος (6). Αντικαθιστούμε (11) και (9) στην ισότητα που προκύπτει, στην τελική μορφή παίρνουμε το σύστημα εξισώσεων:

(13)

Ο παλλόμενος όρος, ακολουθώντας τις ιδέες του Boussinesq, αναπαρίσταται ως:

(14)

όπου μ t- Το τυρβώδες ιξώδες και οι πρόσθετοι όροι στις εξισώσεις μεταφοράς ενέργειας και τα συστατικά προσμίξεων μοντελοποιούνται ως εξής:

(15)

(16)

Το σύστημα των εξισώσεων κλείνει χρησιμοποιώντας ένα από τα μοντέλα αναταράξεων που περιγράφονται παρακάτω.

Για τυρβώδεις ροές που μελετώνται στην πρακτική αερισμού, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιηθεί είτε η υπόθεση του Boussinesq σχετικά με τη μικρότητα των αλλαγών πυκνότητας είτε η λεγόμενη «υπερηχητική» προσέγγιση. Οι τάσεις Reynolds υποτίθεται ότι είναι ανάλογες με τους μέσους χρόνους ρυθμούς παραμόρφωσης. Εισάγεται ο συντελεστής τυρβώδους ιξώδους, η έννοια αυτή εκφράζεται ως:

. (17)

Ο πραγματικός συντελεστής ιξώδους υπολογίζεται ως το άθροισμα των μοριακών και τυρβωδών συντελεστών:

(18)

Η «υπερηχητική» προσέγγιση υποθέτει τη λύση, μαζί με τις παραπάνω εξισώσεις, της εξίσωσης της στάσης ενός ιδανικού αερίου:

ρ = Π/(RT) (19)

όπου Π - πίεση στο περιβάλλον. R- σταθερά αερίου.

Για ακριβέστερους υπολογισμούς, η πυκνότητα της ακαθαρσίας μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας την τροποποιημένη εξίσωση van der Waals για πραγματικά αέρια και ατμούς

(20)

όπου σταθερές Νκαι Μ- λάβετε υπόψη τη συσχέτιση / διάσταση μορίων αερίου ή ατμού. ένα- λαμβάνει υπόψη άλλες αλληλεπιδράσεις. σι" - λαμβάνοντας υπόψη το μέγεθος των μορίων αερίου. υ = 1 / ρ.

Διαχωρίζοντας από την εξίσωση (12) την πίεση Rκαι διαφοροποιώντας το κατ' όγκο (λαμβάνοντας υπόψη τη θερμοδυναμική σταθερότητα), θα προκύψει η ακόλουθη σχέση:

. (21)

Αυτή η προσέγγιση καθιστά δυνατή τη σημαντική μείωση του χρόνου υπολογισμού σε σύγκριση με την περίπτωση χρήσης των πλήρων εξισώσεων για ένα συμπιέσιμο αέριο χωρίς να μειώνεται η ακρίβεια των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται. Δεν υπάρχει αναλυτική λύση στις παραπάνω εξισώσεις. Από αυτή την άποψη, χρησιμοποιούνται αριθμητικές μέθοδοι.

Για την επίλυση προβλημάτων αερισμού που σχετίζονται με τη μεταφορά βαθμωτών ουσιών με τυρβώδη ροή, κατά την επίλυση διαφορικών εξισώσεων, χρησιμοποιείται ένα σχήμα διαχωρισμού για φυσικές διεργασίες. Σύμφωνα με τις αρχές της διάσπασης, η ολοκλήρωση πεπερασμένων διαφορών των εξισώσεων υδροδυναμικής και μεταφοράς συναγωγής-διάχυσης βαθμωτής ουσίας σε κάθε χρονικό βήμα Δ tπραγματοποιείται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο υπολογίζονται οι υδροδυναμικές παράμετροι. Στο δεύτερο στάδιο, οι εξισώσεις διάχυσης λύνονται με βάση τα υπολογισμένα υδροδυναμικά πεδία.

Η επίδραση της μεταφοράς θερμότητας στον σχηματισμό του πεδίου ταχύτητας αέρα λαμβάνεται υπόψη χρησιμοποιώντας την προσέγγιση Boussinesq: ένας επιπλέον όρος εισάγεται στην εξίσωση κίνησης για τη συνιστώσα κατακόρυφης ταχύτητας, η οποία λαμβάνει υπόψη τις δυνάμεις άνωσης.

Υπάρχουν τέσσερις προσεγγίσεις για την επίλυση προβλημάτων τυρβώδους κίνησης ρευστού:

• άμεση μοντελοποίηση "DNS" (λύση μη στάσιμων εξισώσεων Navier-Stokes).
• λύση των μέσων εξισώσεων Reynolds "RANS", το σύστημα του οποίου, ωστόσο, δεν είναι κλειστό και χρειάζεται πρόσθετες σχέσεις κλεισίματος.
• μεγάλη δίνη μέθοδος «LES » , το οποίο βασίζεται στη λύση των μη στάσιμων εξισώσεων Navier - Stokes με την παραμετροποίηση των στροβίλων της κλίμακας υποδικτύου.
• μέθοδος "DES" , που είναι ένας συνδυασμός δύο μεθόδων: στη ζώνη διαχωρισμένων ροών - "LES", και στην περιοχή "ομαλής" ροής - "RANS".

Το πιο ελκυστικό από την άποψη της ακρίβειας των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται είναι αναμφίβολα η μέθοδος της άμεσης αριθμητικής προσομοίωσης. Ωστόσο, προς το παρόν, οι δυνατότητες της τεχνολογίας υπολογιστών δεν επιτρέπουν ακόμη την επίλυση προβλημάτων με πραγματική γεωμετρία και αριθμούς. Σχετικά με, και με την ανάλυση στροβιλισμών όλων των μεγεθών. Επομένως, κατά την επίλυση ενός ευρέος φάσματος προβλημάτων μηχανικής, χρησιμοποιούνται αριθμητικές λύσεις των εξισώσεων Reynolds.

Επί του παρόντος, πιστοποιημένα πακέτα όπως "STAR-CD", "FLUENT" ή "ANSYS / FLOTRAN" χρησιμοποιούνται με επιτυχία για την προσομοίωση εργασιών αερισμού. Με ένα σωστά διατυπωμένο πρόβλημα και έναν αλγόριθμο ορθολογικής λύσης, η ποσότητα των πληροφοριών που λαμβάνεται επιτρέπει στο στάδιο του σχεδιασμού την επιλογή της βέλτιστης επιλογής, αλλά η εκτέλεση υπολογισμών με χρήση αυτών των προγραμμάτων απαιτεί κατάλληλη προετοιμασία και η εσφαλμένη χρήση τους μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένα αποτελέσματα.

Ως "βασική περίπτωση", μπορεί κανείς να εξετάσει τα αποτελέσματα των γενικά αποδεκτών μεθόδων υπολογισμού του υπολοίπου, οι οποίες καθιστούν δυνατή τη σύγκριση των ακέραιων τιμών που χαρακτηρίζουν το υπό εξέταση πρόβλημα.

Ένα από τα σημαντικά σημεία κατά τη χρήση συστημάτων καθολικού λογισμικού για την επίλυση προβλημάτων αερισμού είναι η επιλογή ενός μοντέλου στροβιλισμού. Μέχρι στιγμής, είναι γνωστός ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών μοντέλων αναταράξεων, τα οποία χρησιμοποιούνται για να κλείσουν τις εξισώσεις Reynolds. Τα μοντέλα στροβιλισμού ταξινομούνται ανάλογα με τον αριθμό των παραμέτρων για τα χαρακτηριστικά του στροβιλισμού, αντίστοιχα, μιας παραμέτρου, δύο και τριών παραμέτρων.

Τα περισσότερα ημι-εμπειρικά μοντέλα τυρβώδους, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, χρησιμοποιούν την «υπόθεση της εντοπιότητας του μηχανισμού τυρβώδης μεταφοράς», σύμφωνα με την οποία ο μηχανισμός μεταφοράς τυρβώδους ορμής καθορίζεται πλήρως καθορίζοντας τοπικές παραγώγους των μέσων ταχυτήτων και φυσικών ιδιοτήτων του υγρού. Αυτή η υπόθεση δεν λαμβάνει υπόψη την επίδραση των διεργασιών που συμβαίνουν μακριά από το υπό εξέταση σημείο.

Τα πιο απλά είναι μοντέλα μιας παραμέτρου που χρησιμοποιούν την έννοια του τυρβώδους ιξώδους «n t», Και ο στροβιλισμός υποτίθεται ότι είναι ισότροπος. Τροποποιημένη έκδοση του μοντέλου "n t-92" συνιστάται για μοντελοποίηση πίδακα και διαχωρισμένων ροών. Το μοντέλο μιας παραμέτρου "S-A" (Spalart - Almaras), το οποίο περιέχει την εξίσωση μεταφοράς για την ποσότητα, δίνει επίσης καλή συμφωνία με τα πειραματικά αποτελέσματα.

Η έλλειψη μοντέλων με μία εξίσωση μεταφοράς οφείλεται στο γεγονός ότι δεν διαθέτουν πληροφορίες για την κατανομή της κλίμακας αναταράξεων μεγάλο... Με το ποσό μεγάλοεπηρεάζονται οι διαδικασίες μεταφοράς, οι μέθοδοι σχηματισμού στροβιλισμού, η διάχυση της τυρβώδους ενέργειας. Καθολική εξάρτηση για προσδιορισμό μεγάλοδεν υπάρχει. Εξίσωση για την κλίμακα των αναταράξεων μεγάλοσυχνά αποδεικνύεται ότι είναι ακριβώς η εξίσωση που καθορίζει την ακρίβεια του μοντέλου και, κατά συνέπεια, την περιοχή εφαρμογής του. Βασικά, το πεδίο εφαρμογής αυτών των μοντέλων περιορίζεται σε σχετικά απλές διατμητικές ροές.

Σε μοντέλα δύο παραμέτρων, εκτός από την κλίμακα αναταράξεων μεγάλο, ο ρυθμός διάχυσης της τυρβώδους ενέργειας χρησιμοποιείται ως δεύτερη παράμετρος . Τέτοια μοντέλα χρησιμοποιούνται συχνότερα στη σύγχρονη υπολογιστική πρακτική και περιέχουν τις εξισώσεις μεταφοράς ενέργειας στροβιλισμού και διασποράς ενέργειας.

Ένα πολύ γνωστό μοντέλο περιλαμβάνει εξισώσεις για τη μεταφορά ενέργειας στροβιλισμού κ και ο ρυθμός διασποράς της τυρβώδους ενέργειας ε. Μοντέλα όπως " κ- ε" μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για ροές κοντά στον τοίχο όσο και για πιο περίπλοκες διαχωρισμένες ροές.

Τα μοντέλα δύο παραμέτρων χρησιμοποιούνται στην έκδοση χαμηλού και υψηλού Reynolds. Στην πρώτη, λαμβάνεται άμεσα υπόψη ο μηχανισμός αλληλεπίδρασης μοριακής και τυρβώδους μεταφοράς κοντά σε στερεά επιφάνεια. Στην έκδοση υψηλής Reynolds, ο μηχανισμός της τυρβώδους μεταφοράς κοντά σε ένα συμπαγές όριο περιγράφεται από ειδικές λειτουργίες κοντά στον τοίχο που συνδέουν τις παραμέτρους ροής με την απόσταση από τον τοίχο.

Προς το παρόν, τα πιο πολλά υποσχόμενα μοντέλα περιλαμβάνουν τα μοντέλα SSG και Gibson-Launder, τα οποία χρησιμοποιούν μια μη γραμμική σχέση μεταξύ του τανυστή τυρβώδους τάσης Reynolds και του τανυστή των μέσων ρυθμών παραμόρφωσης. Σχεδιάστηκαν για να βελτιώσουν την πρόβλεψη των ρευμάτων διαχωρισμού. Δεδομένου ότι όλα τα στοιχεία τανυστήρα υπολογίζονται σε αυτά, απαιτούν μεγάλους πόρους υπολογιστή σε σύγκριση με μοντέλα δύο παραμέτρων.

Για πολύπλοκες διαχωρισμένες ροές, αποκαλύφθηκαν ορισμένα πλεονεκτήματα με τη χρήση μοντέλων μιας παραμέτρου «n t-92 "," S-A "στην ακρίβεια της πρόβλεψης των παραμέτρων ροής και στον ρυθμό καταμέτρησης σε σύγκριση με μοντέλα δύο παραμέτρων.

Για παράδειγμα, το πρόγραμμα "STAR-CD" προβλέπει τη χρήση μοντέλων όπως " κ- e », Spalart - Almaras,« SSG »,« Gibson-Launder », καθώς και η μέθοδος μεγάλων δίνων« LES », και η μέθοδος« DES ». Οι δύο τελευταίες μέθοδοι είναι πιο κατάλληλες για τον υπολογισμό της κίνησης του αέρα σε σύνθετες γεωμετρίες, όπου θα εμφανιστούν πολυάριθμες διαχωρισμένες περιοχές δίνης, αλλά απαιτούν μεγάλους υπολογιστικούς πόρους.

Τα αποτελέσματα υπολογισμού εξαρτώνται σημαντικά από την επιλογή του υπολογιστικού πλέγματος. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται ειδικά προγράμματα πλέγματος. Τα κελιά πλέγματος μπορούν να έχουν διαφορετικά σχήματα και μεγέθη για να ταιριάζουν καλύτερα στη συγκεκριμένη εφαρμογή σας. Ο απλούστερος τύπος πλέγματος είναι όταν τα κελιά είναι ίδια και έχουν κυβικό ή ορθογώνιο σχήμα. Τα καθολικά προγράμματα υπολογιστών που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος στη μηχανική πρακτική επιτρέπουν την εργασία σε αυθαίρετα μη δομημένα πλέγματα.

Για να πραγματοποιηθούν υπολογισμοί για την αριθμητική προσομοίωση προβλημάτων αερισμού, είναι απαραίτητο να οριστούν οι οριακές και αρχικές συνθήκες, π.χ. τιμές εξαρτημένων μεταβλητών ή οι κανονικές διαβαθμίσεις τους στα όρια του υπολογιστικού τομέα.

Προδιαγραφή με επαρκή βαθμό ακρίβειας των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του υπό μελέτη αντικειμένου. Για τους σκοπούς αυτούς, είναι δυνατό να προτείνουμε για την κατασκευή τρισδιάστατων μοντέλων πακέτα όπως "SolidWorks", "Pro / Engeneer", "NX Nastran". Κατά την κατασκευή ενός υπολογιστικού πλέγματος, ο αριθμός των κελιών επιλέγεται έτσι ώστε να προκύπτει μια αξιόπιστη λύση με ελάχιστο χρόνο υπολογισμού. Θα πρέπει να επιλεγεί ένα από τα ημι-εμπειρικά μοντέλα αναταράξεων που είναι πιο αποτελεσματικό για την υπό εξέταση ροή.

V συμπέρασμαπροσθέτουμε ότι η καλή κατανόηση της ποιοτικής πτυχής των συνεχιζόμενων διαδικασιών είναι απαραίτητη προκειμένου να διατυπωθούν σωστά οι οριακές συνθήκες του προβλήματος και να αξιολογηθεί η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Η μοντελοποίηση των εκπομπών αερισμού στο στάδιο του σχεδιασμού των εγκαταστάσεων μπορεί να θεωρηθεί ως μία από τις πτυχές της μοντελοποίησης πληροφοριών με στόχο τη διασφάλιση της περιβαλλοντικής ασφάλειας της εγκατάστασης.

Αξιολογητές:

• Volikov Anatoly Nikolaevich, Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, Καθηγητής του Τμήματος Παροχής Θερμότητας και Αερίου και Προστασίας Λεκάνης Αέρος, FGBOU VPOI "SPBGASU", Αγία Πετρούπολη.
• Polushkin Vitaly Ivanovich, Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, Καθηγητής, Καθηγητής του Τμήματος Θέρμανσης, Αερισμού και Κλιματισμού, FGBOU VPO "SPbGASU", Αγία Πετρούπολη.

Βιβλιογραφική αναφορά

Datsyuk T.A., Sauts A.V., Yurmanov B.N., Taurit V.R. ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ ΑΕΡΙΣΜΟΥ // Σύγχρονα προβλήματα επιστήμης και εκπαίδευσης. - 2012. - Νο. 5 .;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=6744 (ημερομηνία πρόσβασης: 17/10/2019). Εφιστούμε στην προσοχή σας τα περιοδικά που εκδίδονται από την "Ακαδημία Φυσικών Επιστημών" Daria Denisikhina, Maria Lukanina, Mikhail Samoletov

Στον σύγχρονο κόσμο, είναι ήδη αδύνατο να γίνει χωρίς μαθηματική μοντελοποίηση της ροής του αέρα κατά το σχεδιασμό συστημάτων εξαερισμού.

Στον σύγχρονο κόσμο, είναι ήδη αδύνατο να γίνει χωρίς μαθηματική μοντελοποίηση της ροής του αέρα κατά το σχεδιασμό συστημάτων εξαερισμού. Οι συμβατικές τεχνικές μηχανικής είναι κατάλληλες για τυπικά δωμάτια και τυπικές λύσεις διανομής αέρα. Όταν ένας σχεδιαστής έρχεται αντιμέτωπος με μη τυποποιημένα αντικείμενα, μέθοδοι μαθηματικής μοντελοποίησης θα πρέπει να τον βοηθήσουν. Το άρθρο είναι αφιερωμένο στη μελέτη της διανομής αέρα την κρύα εποχή στο κατάστημα παραγωγής σωλήνων. Αυτό το εργαστήριο είναι μέρος ενός συγκροτήματος εργοστασίων που βρίσκεται σε ένα έντονα ηπειρωτικό κλίμα.

Τον 19ο αιώνα, ελήφθησαν διαφορικές εξισώσεις για να περιγράψουν τη ροή υγρών και αερίων. Διατυπώθηκαν από τον Γάλλο φυσικό Louis Navier και τον Βρετανό μαθηματικό George Stokes. Οι εξισώσεις Navier - Stokes είναι από τις πιο σημαντικές στην υδροδυναμική και χρησιμοποιούνται στη μαθηματική μοντελοποίηση πολλών φυσικών φαινομένων και τεχνικών προβλημάτων.

Τα τελευταία χρόνια έχει συσσωρευτεί μεγάλη ποικιλία γεωμετρικά και θερμοδυναμικά πολύπλοκων αντικειμένων στην κατασκευή. Η χρήση μεθόδων υπολογιστικής δυναμικής ρευστών αυξάνει σημαντικά τις δυνατότητες σχεδιασμού συστημάτων εξαερισμού, καθιστώντας δυνατή την πρόβλεψη με υψηλό βαθμό ακρίβειας των κατανομών της ταχύτητας, της πίεσης, της θερμοκρασίας, της συγκέντρωσης των εξαρτημάτων σε οποιοδήποτε σημείο ενός κτιρίου ή οποιουδήποτε από τους χώρους του. .

Η εντατική χρήση των μεθόδων υπολογιστικής ρευστοδυναμικής ξεκίνησε το 2000, όταν εμφανίστηκαν τα καθολικά κελύφη λογισμικού (πακέτα CFD), τα οποία κατέστησαν δυνατή την εύρεση αριθμητικών λύσεων στο σύστημα εξισώσεων Navier - Stokes σε σχέση με ένα αντικείμενο ενδιαφέροντος. Από τότε η «BURO ΤΕΧΝΙΚΗ» ασχολείται με τη μαθηματική μοντελοποίηση σε σχέση με τα προβλήματα εξαερισμού και κλιματισμού.

Περιγραφή της εργασίας

Σε αυτή τη μελέτη, πραγματοποιήθηκαν αριθμητικές προσομοιώσεις χρησιμοποιώντας το STAR-CCM +, ένα πακέτο CFD που αναπτύχθηκε από την CD-Adapco. Η απόδοση αυτού του πακέτου στην επίλυση προβλημάτων αερισμού ήταν
Έχει δοκιμαστεί επανειλημμένα σε αντικείμενα ποικίλης πολυπλοκότητας, από χώρους γραφείων έως αίθουσες θεάτρων και στάδια.

Το πρόβλημα παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον τόσο από την άποψη του σχεδιασμού όσο και της μαθηματικής μοντελοποίησης.

Θερμοκρασία εξωτερικού αέρα -31°C. Υπάρχουν αντικείμενα με σημαντική εισροή θερμότητας στο δωμάτιο: φούρνος σβέσης, κλίβανος σκλήρυνσης κ.λπ. Έτσι, υπάρχουν μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ των εξωτερικών δομών που περικλείουν και των εσωτερικών αντικειμένων που παράγουν θερμότητα. Κατά συνέπεια, η συμβολή της μεταφοράς θερμότητας ακτινοβολίας δεν μπορεί να αγνοηθεί στην προσομοίωση. Μια επιπλέον δυσκολία στη μαθηματική διατύπωση του προβλήματος έγκειται στο γεγονός ότι ένα βαρύ τρένο με θερμοκρασία -31 ° C εισάγεται στο κτίριο πολλές φορές ανά βάρδια. Σταδιακά θερμαίνεται, δροσίζοντας τον αέρα γύρω του.

Για να διατηρηθεί η απαιτούμενη θερμοκρασία αέρα στον όγκο του εργαστηρίου (στην κρύα εποχή τουλάχιστον 15 ° C), το έργο προβλέπει συστήματα εξαερισμού και κλιματισμού. Στο στάδιο του σχεδιασμού, υπολογίστηκαν ο ρυθμός ροής και η θερμοκρασία του παρεχόμενου αέρα που είναι απαραίτητα για τη διατήρηση των απαιτούμενων παραμέτρων. Το ερώτημα παρέμενε - πώς να παρέχεται αέρας στον όγκο του συνεργείου για να εξασφαλιστεί η πιο ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας σε όλο τον όγκο. Η μοντελοποίηση έδωσε τη δυνατότητα για σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα (δύο έως τρεις εβδομάδες) να δούμε το μοτίβο ροής αέρα για πολλές επιλογές παροχής αέρα και στη συνέχεια να τις συγκρίνουμε.

ΣΤΑΔΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗΣ ΜΟΝΤΕΛΗΣΗΣ

• Χτίζοντας σταθερή γεωμετρία.
• Διαχωρισμός του χώρου εργασίας σε κελιά του υπολογιστικού πλέγματος.Θα πρέπει να προβλεφθούν εκ των προτέρων οι περιοχές στις οποίες απαιτείται πρόσθετη βελτίωση των κυττάρων. Κατά την κατασκευή ενός πλέγματος, είναι πολύ σημαντικό να βρείτε μια μέση λύση όπου το μέγεθος του κελιού είναι αρκετά μικρό για να ληφθούν σωστά αποτελέσματα, ενώ ο συνολικός αριθμός κελιών δεν θα είναι τόσο μεγάλος ώστε να μεταφέρεται ο χρόνος υπολογισμού σε ένα απαράδεκτο χρονικό πλαίσιο. Επομένως, η κατασκευή πλέγματος είναι μια ολόκληρη τέχνη που συνοδεύεται από εμπειρία.
• Ρύθμιση των ορίων και των αρχικών συνθηκών σύμφωνα με τη δήλωση προβλήματος.Απαιτείται κατανόηση των ιδιαιτεροτήτων των εργασιών αερισμού. Η σωστή επιλογή του μοντέλου στροβιλισμού παίζει σημαντικό ρόλο στην προετοιμασία του υπολογισμού.
• Επιλογή κατάλληλου φυσικού μοντέλου και μοντέλου αναταράξεων.

Αποτελέσματα προσομοίωσης

Για να λυθεί το πρόβλημα που εξετάζεται σε αυτό το άρθρο, πέρασαν όλα τα στάδια της μαθηματικής μοντελοποίησης.

Για να συγκριθεί η απόδοση αερισμού, επιλέχθηκαν τρεις επιλογές παροχής αέρα: σε γωνίες προς την κατακόρυφη 45 °, 60 ° και 90 °. Ο αέρας τροφοδοτούνταν από τυπικές γρίλιες διανομής αέρα.

Τα πεδία θερμοκρασίας και ταχύτητας που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα του υπολογισμού σε διάφορες γωνίες παροχής αέρα φαίνονται στο Σχήμα. 1.

Μετά την ανάλυση των αποτελεσμάτων, η γωνία παροχής αέρα ίση με 90 ° επιλέχθηκε ως η πιο επιτυχημένη από τις εξεταζόμενες επιλογές για τον εξαερισμό του συνεργείου. Με αυτή τη μέθοδο τροφοδοσίας, δεν δημιουργούνται αυξημένες ταχύτητες στον χώρο εργασίας και είναι δυνατό να επιτευχθεί μια αρκετά ομοιόμορφη εικόνα θερμοκρασίας και ταχύτητας σε όλο τον όγκο του συνεργείου.

Τελική απόφαση

Τα πεδία θερμοκρασίας και ταχύτητας σε τρεις διατομές που διέρχονται από τις γρίλιες τροφοδοσίας φαίνονται στο Σχ. 2 και 3. Η κατανομή της θερμοκρασίας σε όλο το δωμάτιο είναι ομοιόμορφη. Μόνο στην περιοχή που είναι συγκεντρωμένοι οι φούρνοι είναι υψηλότερες θερμοκρασίες κάτω από την οροφή. Υπάρχει μια πιο κρύα περιοχή στη δεξιά γωνία του δωματίου πιο μακριά από τους φούρνους. Εδώ μπαίνουν κρύες άμαξες από το δρόμο.

Σύκο. 3 φαίνεται καθαρά πώς διαδίδονται οι οριζόντιοι πίδακες του παρεχόμενου αέρα. Με αυτή τη μέθοδο τροφοδοσίας, ο πίδακας τροφοδοσίας έχει αρκετά μεγάλη εμβέλεια. Έτσι, σε απόσταση 30 m από το πλέγμα, η ταχύτητα ρεύματος είναι 0,5 m / s (στην έξοδο από το πλέγμα, η ταχύτητα είναι 5,5 m / s). Στο υπόλοιπο δωμάτιο, η κινητικότητα του αέρα είναι χαμηλή, στο επίπεδο των 0,3 m / s.

Ο θερμαινόμενος αέρας από τον κλίβανο σκλήρυνσης εκτρέπει το ρεύμα αέρα τροφοδοσίας προς τα πάνω (Εικ. 4 και 5). Η σόμπα θερμαίνει πολύ τον αέρα γύρω της. Η θερμοκρασία στο πάτωμα είναι υψηλότερη εδώ από ό,τι στη μέση του δωματίου.

Το πεδίο θερμοκρασίας και οι γραμμές εξορθολογισμού σε δύο τμήματα του hot shop φαίνονται στην Εικ. 6.

συμπεράσματα

Οι υπολογισμοί κατέστησαν δυνατή την ανάλυση της αποτελεσματικότητας διαφόρων μεθόδων παροχής αέρα στο εργαστήριο παραγωγής σωλήνων. Διαπιστώθηκε ότι όταν τροφοδοτείται με οριζόντιο ρεύμα, ο αέρας τροφοδοσίας εξαπλώνεται περαιτέρω μέσα στο δωμάτιο, συμβάλλοντας στην πιο ομοιόμορφη θέρμανση του. Ταυτόχρονα, δεν προκύπτουν περιοχές με υπερβολική κινητικότητα αέρα στην περιοχή εργασίας, όπως συμβαίνει όταν ο αέρας τροφοδοσίας παρέχεται υπό γωνία προς τα κάτω.

Η χρήση μαθηματικών μεθόδων μοντελοποίησης σε προβλήματα εξαερισμού και κλιματισμού είναι μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση, που επιτρέπει στο στάδιο του έργου να διορθωθεί η λύση, να αποφευχθεί η ανάγκη διόρθωσης ανεπιτυχών λύσεων σχεδιασμού μετά τη θέση σε λειτουργία των αντικειμένων. ●

Ντάρια Ντενισίκινα - Προϊστάμενος του Τμήματος "Μαθηματική Μοντελοποίηση"?
Μαρία Λουκανίνα - Επικεφαλής Μηχανικός του Τμήματος «Μαθηματική Μοντελοποίηση»;
Μιχαήλ Σαμόλετοφ - Εκτελεστικός Διευθυντής της LLC "MM-Technologies"