Modelul matematic al procesului de ventilație a spațiilor industriale, alegerea și descrierea instrumentelor și comenzilor de automatizare. Dezvoltarea unui sistem automat de control pentru ventilația de alimentare și evacuare a ventilației de pasiune și gaze centrifuge
Prognoza regimul termic În zonele servite este o sarcină multifactorică. Se știe că modul termic este creat folosind sisteme de încălzire, ventilație și aer condiționat. Cu toate acestea, la proiectarea sistemelor de încălzire, impactul fluxurilor de aer create de restul sistemelor nu este luat în considerare. În parte, acest lucru este justificat de faptul că efectul fluxurilor de aer asupra regimului termic poate fi nesemnificativ la mobilitatea aerului de reglementare în zonele servite.
Sisteme de aplicații încălzire radiantă Necesită noi abordări. Aceasta include necesitatea de a îndeplini normele de iradiere umană la locul de muncă și contabilizarea distribuției căldurii radiante pe suprafețele interioare ale structurilor de închidere. La urma urmei, cu încălzire radiantă, aceste suprafețe sunt de preferință încălzite, care, la rândul lor, dau căldură în cameră cu convecție și radiații. Este în dealul astea, este susținută temperatura necesară a aerului intern.
De regulă, pentru majoritatea tipurilor de camere, împreună cu sistemele de încălzire, este necesar un dispozitiv pentru sisteme de ventilație. Deci, atunci când utilizați sisteme de încălzire cu radiant, camera trebuie să fie echipată cu sisteme de ventilație. Schimbul minim de aer de spații cu eliberarea de gaze nocive și vapori stipulate SP 60.13330.12. Încălzire ventilație și aer condiționat și nu este mai puțin unică și la o înălțime mai mare de 6 m - cel puțin 6 m 3 pe o suprafață de 2 m 2. În plus, performanța sistemelor de ventilație este determinată și de scopul spațiilor și se calculează din condițiile de asimilare a diviziilor de căldură sau de gaze sau de compensare a soarelor locale. Bineînțeles, magnitudinea schimbului de aer trebuie verificată și pe starea de asimilare a produselor de combustie. Compensarea volumului de aer eliminat este efectuată de sisteme ventilație de aprovizionare. În același timp, un rol semnificativ în formarea regimului termic în zonele deservite aparține jetului de aprovizionare și căldurii introduse de acestea.
Metoda și rezultatele cercetării
Astfel, este necesar să se dezvolte un model matematic aproximativ de procese complexe de transfer de căldură și de masă care apar într-o cameră cu încălzire și ventilație radiantă. Modelul matematic este un sistem de ecuații de balanțe termice aer-termice pentru volume și suprafețe caracteristice ale camerei.
Soluția de sistem vă permite să determinați parametrii aerului în zonele servite când diferite opțiuni Plasarea dispozitivelor de încălzire radiante luând în considerare influența sistemelor de ventilație.
Construirea unui model matematic ia în considerare un exemplu al unei camere de producție echipate cu un sistem de încălzire radiantă și având alte surse de generare de căldură. Fluxurile de căldură de la emițătoare sunt distribuite după cum urmează. Fluxurile convective se ridică la zona superioară sub suprapunere și dau căldura suprafeței interioare. Componenta radiantă a fluxului termic al emițătorului este percepută de suprafețele interioare ale modelelor de cameră exterioare. La rândul lor, aceste suprafețe oferă aer și radiații interioare de convecție termică - alte suprafețe interne. O parte din căldură este transmisă prin intermediul designului exterior al aerului exterior. Circuitul de schimb de căldură calculat este prezentat în fig. 1a.
Building Matmodel ia în considerare pe exemplul unei camere de producție echipate cu un sistem de încălzire radiantă și având alte surse de generare de căldură. Fluxurile convective se ridică la zona superioară sub suprapunere și dau căldura suprafeței interioare. Componenta radiantă a fluxului termic al emițătorului este percepută de suprafețele interioare ale structurilor camerei exterioare
Apoi, considerăm construcția circulației fluxurilor de aer (figura 1B). Vom lua o schemă a organizării schimbului de aer "de sus". Aerul este servit într-o sumă M. PR în direcția zonei deservite și este îndepărtată din zona superioară cu consum M. în \u003d. M. Ave. La nivelul superior al zonei servite, fluxul de aer din jet este M. Pagina Creșterea fluxului de aer în jetul de alimentare se datorează aerului de circulație deconectat de jetul.
Introducem limitele condiționate ale fluxurilor - suprafețele pe care numai componentele normale au viteze. În fig. 1b limitele fluxurilor sunt afișate de linia de bord. Apoi evidențiam volumele calculate: zona servită (spațiu cu o ședere constantă a oamenilor); Fluxuri complete și fluxuri convective așezate. Direcția fluxurilor convective așezate depinde de raportul dintre temperatura suprafeței interioare a structurilor de îmbunătățire externă și a aerului înconjurător. În fig. 1B prezintă o schemă cu un flux convectiv fără drop-down.
Deci, temperatura aerului din zona deservită t. WZ este format ca urmare a amestecării aerului de jeturi de aprovizionare, fluxurile convective utilizate și conversia căldurii convective de la suprafețe interne Paul și pereții.
Luând în considerare schemele de schimb de căldură și de circulație dezvoltate (figura 1), ecuațiile balanțelor de aer termic pentru volumul selectat:
Aici din - capacitatea de căldură a aerului, J / (kg · ° C); Q. de la - puterea sistemului de încălzire cu radiant gaz, W; Q. cu I. Q.* C - Transferul de căldură convective în suprafețele interioare ale peretelui în zona servită și peretele deasupra zonei deservite, W; t. pagină t. C I. t. WZ - temperatura aerului în jetul de alimentare la intrarea în zona de lucru, într-un flux convectiv utilizat și în zona de lucru, ° C; Q. TP - pierderea de căldură, WT, egală cu suma pierderii de căldură prin intermediul unor structuri externe de închidere:
Fluxul de aer în jetul de alimentare la orificiul de intrare în zona deservit este calculat folosind dependențele obținute de M. I. Grimitlin.
De exemplu, pentru distribuitorii de aer care creează jeturi compacte, debitul în jet este:
unde m. - coeficientul de atenuare a vitezei; F. 0 este zona transversală a țevii de admisie a distribuitorului de aer, M 2; x. - Distanța de la distribuitorul de aer la locul de intrare în zona deservită, M; LA H este coeficientul de non-erozitate.
Fluxul de aer într-un flux convectiv utilizat este determinat de:
unde t. C este temperatura suprafeței interioare a pereților exteriori, ° C.
Ecuații balanța termică Pentru suprafețele de frontieră, uite:
Aici Q. c, Q.* C, Q. PL I. Q. PT - transferul de căldură convective în suprafețele interioare ale peretelui în zona servită - pereții deasupra zonei deservi, sexul și acoperirea, respectiv; Q. TP.S. Q.* TP.S. Q. Tp.pl, Q. TP PT - pierderea de căldură prin structurile corespunzătoare; W. din, W.* C, W. PL. W. PT - fluxurile termice radiante din emițător care intră pe aceste suprafețe. Transferul de căldură convectiv este determinat de o anumită dependență:
unde m. J - Coeficientul determinat ținând cont de poziția suprafeței și direcției fluxului de căldură; F. J - suprafața suprafeței, M 2; Δ. t. J este diferența în temperatura suprafeței și aerul înconjurător, ° C; J. - Indicele tipului de suprafață.
Teplopotieri Q. TJ poate fi exprimată ca
unde t. H este temperatura exterioară, ° C; t. J - temperatura suprafețelor interioare ale structurilor exterioare de închidere, ° C; R. și R. H - Transfer termic și termic de rezistență de gard extern, m 2, ° C / W.
Sunt obținute procesele mameodel de căldură și transfer de masă în timpul acțiunii comune ale încălzirii și ventilației radiante. Rezultatele soluției permit obținerea principalelor caracteristici ale regimului termic la proiectarea sistemelor de încălzire radiantă a clădirilor diferitelor scopuri echipate cu sisteme de ventilație
Radiant fluxuri termice de la radiatoarele sistemelor de încălzire radiante WJ.calculată prin zona reciprocă a radiațiilor conform procedurii de orientare arbitrară a emițătoarelor și a suprafețelor înconjurătoare:
unde din 0 - coeficientul de radiații a corpului absolut negru, W / (m 2,5); ε ij - gradul redus de negri care participă la schimbul de suprafețe de căldură I. și J.; H. IJ - Zona reciprocă a suprafețelor de radiații I. și J., m 2; T. I - temperatura medie Suprafață radială, determinată din echilibrul termic al emițătorului, K; T. J - suprafața vizibilă a temperaturii, K.
La înlocuirea expresiilor pentru fluxurile de căldură și cheltuielile de aer în jeturi, obținem un sistem de ecuații care sunt un model matematic aproximativ al proceselor de căldură și transfer de masă în timpul încălzirii radiații. Pentru a rezolva sistemul, pot fi utilizate programe standard de calculator.
Se obține un model matematic de procese de transfer de căldură și de masă în acțiunea comună a încălzirii și ventilației radiante. Rezultatele soluției permit obținerea principalelor caracteristici ale regimului termic la proiectarea sistemelor de încălzire radiantă a clădirilor diferitelor scopuri echipate cu sisteme de ventilație.
Descriem în această secțiune elementele principale incluse în sistemul de control vor le oferi o caracteristică tehnică și o descriere matematică. Să trăim mai detaliat asupra sistemului de control automat al temperaturii aerului de alimentare care trece prin Calorifer. Deoarece produsul principal al preparatului este temperatura aerului, atunci în cadrul proiectului de absolvire poate fi neglijată prin construirea de modele matematice și modelarea proceselor de circulație și a proceselor de flux de aer. De asemenea, această fundamentare matematică a funcționării Sau PVV poate fi neglijată ca urmare a caracteristicilor arhitecturii spațiilor - afluxul de aer extern nepregătit în atelier și depozite prin sloturi, lacunele sunt semnificative. De aceea, la orice flux de aer, este aproape imposibil de starea "foamei de oxigen" printre lucrătorii acestui atelier.
Astfel, construirea unui model termodinamic de distribuție a aerului în cameră, precum și o descriere matematică a UA prin consumul aerian neglijând inexpendarea acestora. Să trăim mai detaliat cu privire la dezvoltarea temperaturii aerului SAR. De fapt, acest sistem este un sistem de control automat al poziției supapei imprimantei, în funcție de temperatura aerului de alimentare. Regulamentul - legea proporțională prin valorile de echilibrare.
Imaginați-vă elementele de bază incluse în SAU, le dăm specificațiipermițându-vă să identificați caracteristicile managementului acestora. Suntem ghidați prin alegerea echipamentelor și a instrumentelor de automatizare prin pașapoarte tehnice și calcule anterioare de inginerie ale vechiului sistem, precum și rezultatele experimentelor și testelor efectuate.
Fanii centrifuge de plasture și de evacuare
Ventilatorul centrifugal obișnuit este o roată cu lame de lucru situate într-o carcasă spirală, când aerul care intră în intrare este rotit prin admisie, introduceți canalele dintre lame și sub acțiunea forței centrifuge de-a lungul acestor canale, este colectată de A Carcasa spirală și este trimisă la priza. Carcasa servește, de asemenea, pentru a converti presiunea dinamică la statică. Pentru a spori capul carcasei, au pus un difuzor. În fig. 4.1 prezintă o vedere generală a unui ventilator centrifugal.
Roata centrifugală obișnuită constă din lame, discuri spate, hub-uri și disc din față. Gunoiul sau butucul precis, conceput pentru a atașa roata la arbore, baston, adus sau sudură pe discul din spate. Lamele scufundate pe disc. Marginile frontale ale lamelor sunt de obicei atașate la inelul din față.
Carcasa spirală sunt efectuate din oțel de foaie și instalate pe suporturi independente, ventilatoare putere redusă Ele sunt atașate la paturi.
Când roata este rotită, aerul este transmis o parte a intrării de energie la motor. Dezvoltat de presiunea roților depinde de densitatea aerului, forma geometrică Lamele și viteza raională la capetele lamelor.
Marginile de ieșire ale lamelor ventilatoarelor centrifuge pot fi îndoite înainte, radial și curbate înapoi. Până de curând, ei au făcut în principal marginile lamelor îndoite, deoarece au permis reducerea dimensiuni Fanii. În prezent, există adesea roți de lucru cu lame, îndoite înapoi, deoarece vă permite să ridicați KP. Ventilator.
Smochin. 4.1.
Atunci când inspectați fanii, ar trebui să se țină cont de week-end-ul (în cursul aerului) marginile lamelor pentru a asigura că intrarea nesimțită ar trebui să fie întotdeauna îndoită în direcția opusă direcției de rotație a roții.
Aceiași fani la schimbarea vitezei de rotație pot avea alimente diferite și pot dezvolta o presiune diferită, în funcție de proprietățile ventilatorului și de viteza de rotație, ci și de conductele de aer atașate la acestea.
Specificațiile fanilor exprimă relația dintre parametrii principali ai operațiunii sale. Caracteristică completă Ventilatorul la o frecvență constantă de rotație a arborelui (n \u003d const) este exprimată prin dependențele dintre alimentarea Q și presiunea P, puterea N și KPD dependența P (Q), N (Q) și T (Q ) este de obicei construit pe o diagramă. Ei iau ventilatorul. Caracteristica este construită pe baza testelor. În fig. 4.2 prezintă caracteristicile aerodinamice ale ventilatorului centrifugal al TC-4-76-16, care este folosit ca o alimentare la obiectul de introducere
Smochin. 4.2.
Performanța ventilatorului este de 70.000 m3 / h sau 19,4 m3 / s. Frecvența rotației arborelui cu ventilator - 720 rpm. sau 75,36 rad / sec., puterea de acționare motor asincron Ventilatorul este de 35 kW.
Ventilatorul este introdus în aer liber aerul atmosferical. în Calorifer. Ca rezultat al transferului de căldură cu aer cu apa fierbinte, transmise prin tuburile schimbătorului de căldură, aerul de trecere este încălzit.
Luați în considerare schema de reglementare a ventilatorului ventilatorului VC-4-76 nr. 16. În fig. 4.3 Diagrama funcțională a unității ventilatorului la reglarea frecvenței de rotație este afișată.
Smochin. 4.3.
Funcția de transfer a ventilatorului poate fi reprezentată ca un coeficient de amplificare, care este determinat pe baza caracteristicilor aerodinamice ale ventilatorului (figura 4.2). Câștigul ventilatorului la punctul de funcționare este de 1.819 m3 / s (cel minim posibil, instalat experimental).
Smochin. 4.4.
Experimental S-a stabilit că, pentru a pune în aplicare modurile necesare ale funcționării ventilatorului, sunt necesare următoarele valori de tensiune pentru a controla convertorul de frecvență (Tabelul 4.1):
Tabelul 4.1 Moduri de ventilație de susținere
În același timp, pentru a crește fiabilitatea motorului electric al fanilor ca o secțiune de alimentare și evacuare, nu este nevoie să le stabiliți moduri de funcționare cu performanțe maxime. O sarcină cercetare experimentală A fost în găsirea unor astfel de solicitări de control, în care normele ratelor de schimb de aer ar fi respectate în continuare.
Ventilația de evacuare este reprezentată de trei fanii centrifuge Branduri de VTS-4-76-12 (performanță 28000 m3 / h cu n \u003d 350 rpm, unitate asincronă de putere n \u003d 19,5 kW) și VTS-4-76-10 (capacitate de 20.000 m3 / h la n \u003d 270 rpm, Puterea unității asincrone n \u003d 12,5 kW). În mod similar, valorile solicitărilor de control au fost obținute experimental pentru ventilația de evacuare (tabelul 4.2).
Pentru a preveni starea de "foame de oxigen" în ateliere de lucru, calculăm normele de schimb de aer cu modurile selectate de ventilatoare. El trebuie să satisfacă condiția:
Tabelul 4.2 Moduri de ventilație de evacuare
În calculul aerului incomplet, provenind din exterior, precum și arhitectura clădirii (pereți, suprapuneri).
Dimensiunea premiselor pentru ventilație: 150x40x10 m, volumul total al camerei este o virtute? 60000 m3. Cantitatea necesară de aer de alimentare este de 66.000 m3 / h (pentru coeficientul de 1.1 - minimul este ales, deoarece fluxul de aer nu este luat din exterior). Evident, modurile de operare selectate fanul de aprovizionare Satisface condiția.
Aerul extins total va calcula în conformitate cu următoarea formulă
Modurile de evacuare de urgență sunt selectate pentru a calcula ramura de evacuare. Luând în considerare coeficientul de corecție 1.1 (deoarece modul de operare de urgență este adoptat ca fiind cel mai puțin posibil) aerul extins va fi egal cu 67,76 m3 / h. Această valoare în cadrul erorilor admise și a rezervelor adoptate anterior satisface condiția (4.2), ceea ce înseamnă că modurile de funcționare selectate ale fanilor vor face față sarcinii de a asigura multitudinea de schimb de aer.
De asemenea, în motoarele electrice cu ventilator există o protecție supraîncălzită încorporată (termostat). Cu o creștere a temperaturii pe motor, contactul releului termostat va opri funcționarea motorului electric. Senzorul de picătură de presiune va bloca oprirea motorului și va da un semnal panoului de control. Este necesar să se asigure o reacție de la Sau PVV la oprirea de urgență a motoarelor ventilatorului.
Daria Denisikhina, Maria Lukanina, Mikhail AirplanesÎN lumea modernă Nu mai este posibil să faceți fără modelarea matematică Curenți de aer la proiectarea sistemelor de ventilație.
În lumea modernă, nu mai este posibil să se facă fără modelarea matematică a fluxului de aer atunci când se proiectează sisteme de ventilație. Tehnicile convenționale de inginerie sunt potrivite pentru camere tipice și soluții standard privind distribuția aerului. Când designerul se confruntă cu obiecte non-standard, metodele de modelare matematică ar trebui să vină la salvare. Articolul este dedicat studiului distribuției aerului în cursul anului rece al anului în atelierul de producere a țevilor. Acest atelier face parte din complexul fabrică situat sub un climat puternic continental.
Înapoi în secolul al XIX-lea au fost obținute ecuatii diferentiale Pentru a descrie fluxul de lichide și gaze. Acestea au fost formulate de fizicianul francez Louis Navier și matematicianul britanic George Stokes. NAVIER - Ecuațiile Stokes sunt una dintre cele mai importante în hidrodinamică și sunt utilizate în modelarea matematică a multor fenomene naturale și sarcini tehnice.
Pe anul trecut O mare varietate de obiecte geometrice și termodinamic în construcții au acumulat. Utilizarea metodelor de hidrodinamică a calculatorului îmbunătățește semnificativ posibilitățile de proiectare a sistemelor de ventilație, permițând un grad ridicat de precizie pentru a prezice distribuția vitezei, presiunii, temperaturii, concentrației componentelor în orice punct al clădirii sau al acestuia.
Utilizarea intensivă a metodelor de hidrodinamică computațională a început în 2000, când au apărut cochilii de software universal (pachete CFD), care dau posibilitatea de a găsi soluții numerice ale sistemului de ecuații Navier - Stokes în raport cu obiectul de interes. Din acest moment de data aceasta, Biroul Tehnologiei este angajat în modelarea matematică în raport cu sarcinile de ventilație și aer condiționat.
Descrierea sarcinii
În acest studiu, simularea numerică a fost efectuată utilizând pachetul STAR-CCM + - CFD dezvoltat de CD-ADAPCO. Performanţă acest pachet La rezolvarea sarcinilor de ventilație a fost
Se testează în mod repetat pe obiectele de diferite complexități, de la spațiul de birou la sălile de teatre și stadioane.
Sarcina este de mare interes din punctul de vedere al modelului și modelarea matematică.
Temperatura aerului exterior -31 ° C. În cameră există obiecte cu câștiguri esențiale de căldură: un cuptor ordin, un cuptor de vacanță etc. Astfel, există diferențe mari de temperatură între structurile exterioare de închidere și obiectele de combustibil intern. În consecință, contribuția schimbului de căldură a radiațiilor în timpul modelării nu poate fi neglijată. Complexitate suplimentară în formularea matematică a problemei este că o compoziție ferată severă este furnizată de mai multe ori în cameră, având o temperatură de -31 ° C. Se încălzește treptat, răcirea aerului în jurul lui.
Pentru a menține temperatura dorită a aerului în volumul atelierului (în sezonul rece, nu mai mică de 15 ° C), proiectul oferă sisteme de ventilație și aer condiționat. În etapa de proiectare, debitul și temperatura aerului furnizat necesară pentru a menține parametrii necesari au fost calculate. Întrebarea a rămas - Cum să trimiteți aerul la volumul atelierului pentru a asigura distribuția cea mai uniformă a temperaturii pe tot parcursul volumului. Modelarea permisă pentru o limită de timp relativ mică (două sau trei săptămâni) pentru a vedea modelul de flux de aer pentru mai multe opțiuni de alimentare cu aer și apoi comparați-le.
Etape de modelare matematică
- Construcția de geometrie solidă.
- Fracționarea spațiului de lucru pe celulele grilajului de compactare. Ar trebui să fie furnizată în zone în avans în care va fi necesară o măcinare suplimentară a celulelor. Atunci când construiți o rețea, este foarte important să găsiți că mijlocul de aur, în care dimensiunea celulei este destul de mică pentru a obține rezultatele corecte, în timp ce numărul total de celule nu va fi atât de mare pentru a strânge timpul de calcul la timpul inacceptabil. Prin urmare, construcția grilajului este o întreagă artă care vine cu experiență.
- Sarcina limitelor și a condițiilor inițiale, în conformitate cu formularea problemei. Necesită o înțelegere a specificului sarcinilor de ventilație. Rolul mare în pregătirea jocului de calcul alegerea potrivita Modele de turbulențe.
- Alegerea unui model fizic și a unui model de turbulență adecvat.
Modelarea rezultatelor
Pentru a rezolva problema examinată în acest articol, au fost transmise toate etapele de modelare matematică.
Pentru compararea eficienței ventilației, au fost alese trei opțiuni pentru alimentarea cu aer: la un unghi față de vertical 45 °, 60 ° și 90 °. Aeroportul a fost realizat din laturi standard de distribuție a aerului.
Temperatura și câmpurile de viteză obținute ca urmare a calculului la diferite unghiuri de alimentare cu sursă de alimentare sunt prezentate în fig. unu.
După analizarea rezultatelor, unghiul de alimentare a aerului egal cu 90 ° a fost selectat ca cele mai reușite opțiuni pentru ventilarea atelierului. Cu această metodă de aprovizionare, nu sunt create viteze mai mari în zona de lucru și este posibilă obținerea unui model suficient de uniform de temperatură și viteză pe tot parcursul volumului atelierului.
Decizia finala
Câmpurile de temperatură și viteză în trei secțiuni transversale care trec prin grilajele de admisie sunt prezentate în fig. 2 și 3. Distribuția temperaturii pe cameră este uniformă. Numai în domeniul concentrației de cuptoare există mai mult valori mari Temperaturi sub tavan. În zona dreaptă a colțului camerei există o zonă mai rece. Acesta este locul în care mașinile reci intră de pe stradă.
Din fig. 3 Este clar vizibil modul în care sunt distribuite jeturile orizontale ale aerului furnizat. Cu această metodă de aprovizionare, jetul de alimentare are o gamă suficient de mare. Deci, la o distanță de 30 m de la lattice, debitul este de 0,5 m / s (la ieșirea vitezei de zăbrele - 5,5 m / s). În restul camerei, mobilitatea aerului este scăzută, la nivelul de 0,3 m / s.
Aerul încălzit din cuptorul de întărire deflectă jetul aerului de alimentare în sus (fig.4 și 5). Cuptorul încălzește foarte mult aerul din jurul lui. Temperatura podelei este mai mare decât în \u200b\u200bmijlocul camerei.
Câmpul de temperatură și linia de curent în două secțiuni ale atelierului fierbinte sunt prezentate în fig. 6.
Concluzii
Calculele făcute au permis să analizeze eficacitatea căi diferite Alimentarea cu aer la atelierul de fabricare a țevilor. Sa obținut că atunci când a fost depus jetul orizontal, aerul de tăiere se aplică în continuare în cameră, contribuind la încălzită mai uniformă. În același timp, nu există zone cu mobilitate prea mare în zona de lucru, așa cum se întâmplă atunci când aerul de alimentare este aplicat la un unghi în jos.
Utilizarea metodelor de modelare matematică în sarcinile de ventilație și aer condiționat este o direcție foarte promițătoare care vă permite să corectați decizia la etapa proiectului, să împiedicați necesitatea corectă a căreia soluții de proiectare După introducerea facilităților. ●
Daria Denisikhina. -
Șeful departamentului "Modelarea matematică";
Maria Lukanina. -
Inginer principal "Modelarea matematică";
Mikhail Avion. -
Director executiv al MM-Tehnologii
Dragi membri ai Comisiei de atestare, vă prezint atenția o absolvire lucrări de calificareal cărui scop este de a dezvolta un sistem control automat Ventilarea de evacuare a atelierelor de producție.
Se știe că automatizarea este unul dintre cei mai importanți factori pentru creșterea productivității muncii în producția industrială, creșterea calității și serviciilor produselor. Expansiunea constantă a automatizării este una dintre principalele caracteristici ale industriei în acest stadiu. Proiectul inculpatului este una dintre ideile de moștenire a conceptului de dezvoltare de construire a clădirilor "intelectuale", adică obiecte în care condițiile de activitate umană sunt controlate prin mijloace tehnice.
Principalele sarcini au fost rezolvate în proiectarea - modernizarea implementării existente asupra facilității - ateliere de producție ale sistemelor de ventilație OJSC Vomz - pentru a asigura eficiența acestuia (economisirea consumului de energie și resurse de căldură, reducerea costurilor de întreținere a sistemului, reducerea timpului de nefuncționare), menținerea unui confortabil Microclimatul și puritatea aerului în zonele de lucru, eficiența și stabilitatea, fiabilitatea sistemului în moduri de urgență / critice.
Problema luată în considerare în proiectul de absolvent se datorează obsolescenței morale și tehnice (uzură) a sistemului de management al PVV existent. Principiul distribuit aplicat la construirea PVV elimină posibilitatea gestionării centralizate (starea de lansare și monitorizare). Lipsa unui algoritm clar de start / stop al sistemului face, de asemenea, sistemul nesigur datorită erorilor umane, iar lipsa modului de operare de urgență este instabilă în raport cu sarcinile rezolvate.
Relevanța problemei designului de absolvire este datorată creștere generală Incidența tractului respirator și răceală a lucrătorilor, scăderea globală a productivității muncii și a calității produselor în acest domeniu. Dezvoltarea unui nou SAU PVV este direct legată de politica fabricii de calitate (ISO 9000), precum și cu programele de modernizare a echipamentelor din fabrică și automatizarea sistemelor de trai de ateliere.
Elementul central de control al sistemului este cabinetul de automatizare cu un microcontroler și echipamente selectate în funcție de rezultatele cercetării de marketing (poster 1). Există numeroase propuneri de piață, dar echipamentul selectat nu este cel puțin nu mai rău decât analogii săi. Un criteriu important a fost costul, consumul de energie și performanța de protecție a echipamentului.
Schema funcțională a automatizării PVV este dată în desen 1. O abordare centralizată este aleasă ca principal în designul sau care vă permite să marcați sistemul dacă este necesar pentru implementarea conform unei abordări mixte care implică posibilitatea de expediere și conexiuni cu alte rețele industriale. O abordare centralizată este bine scalabilă, suficient de flexibilă - toate aceste proprietăți calitative sunt determinate de sistemul selectat de microcontroler - WAGO I / O, precum și implementarea programului de control.
În timpul proiectării, elementele de automatizare au fost alese - mecanisme de acționare, senzori, criteriul de alegere a fost funcționalitatea, stabilitatea muncii în moduri critice, gama de măsurare / controlul parametrilor, caracteristicile de instalare, forma de emitere a semnalului, modurile de funcționare. Ales principal principal modele matematice Și funcționarea sistemului de control al temperaturii aerului cu controlul poziției accelerației supapei cu trei căi este modelată. Modelarea a fost efectuată în Vissim.
Pentru a regla, metoda de echilibrare a parametrilor a fost selectată în zona valorilor controlate. Deoarece legea de reglementare, este selectată proporțională, deoarece nu există cerințe ridicate pentru acuratețea și viteza sistemului, iar intervalele de modificări ale magnitudinelor de intrare / ieșire sunt mici. Funcțiile de reglementare execută unul dintre porturile controlerului în conformitate cu programul de control. Rezultatele simulării acestui bloc sunt reprezentate pe posterul 2.
Algoritmul de lucru al sistemului este prezentat în desen 2. Programul de control care implementează acest algoritm este format din blocuri funcționale, blocurile constante, funcțiile standard și specializate sunt utilizate. Flexibilitatea și scalabilitatea sistemului sunt furnizate ca programate (utilizând FB, Constante, Tag-uri și tranziții, o compacțiune a programului în memoria controlerului) și tehnic (utilizarea economică a porturilor I / O, porturile de rezervă).
Software-ul este furnizat programatic de sistem în moduri de urgență (supraîncălzire, spargere ventilatoare, sursa de alimentare, înfundarea filtrului. Foc). Algoritmul sistemului sistemului în protecția împotriva incendiilor este prezentat în desen 3. Acest algoritm ia în considerare cerințele privind timpul de evacuare și acțiunile PVV în timpul unui incendiu. În general, utilizarea acestui algoritm este efectiv și dovedită prin testarea. Sarcina de modernizare a umbrelelor de evacuare în planul de siguranță a incendiilor a fost de asemenea rezolvată. Deciziile constatate au fost luate în considerare și adoptate ca consiliere.
Fiabilitatea sistemului proiectat depinde în întregime de fiabilitate software. și de la controler ca un întreg. Programul managerial dezvoltat a fost supus unui proces de depanare, testare manuală, structurală și funcțională. Pentru a asigura fiabilitatea și respectarea condițiilor de garanție a echipamentelor de automatizare, au fost selectate numai agregatele recomandate și certificate. Garanția producătorului în cazul de automatizare selectat, cu condiția respectării pasivelor de garanție cu 5 ani.
A fost dezvoltată și o structură de sistem generalizată, a fost construită o ciclicogramă de ceas a sistemului, a fost formată o masă compusă și o etichetare prin cablu, o schemă de montare Saau.
Indicatorii economici ai proiectului, calculați de mine în partea organizațională și economică, sunt descrise pe posterul nr. 3. Pe același poster afișat o grafică de panglică a procesului de proiectare. Pentru a evalua calitatea programului de management, au fost utilizate criterii conform GOST RISI / IEC 926-93. Evaluarea eficienței economice a dezvoltării a fost efectuată utilizând analiza SWOT. Este evident că sistemul proiectat are un cost redus (structura costurilor - poster 3) și perioade de rambursare destul de rapidă (atunci când se calculează folosind valori minime de economii). Astfel, este posibil să se încheie o eficiență economică ridicată a dezvoltării.
În plus, problemele de protecție a muncii, asigurarea siguranței electrice și a prieteniei de mediu a sistemului au fost rezolvate. Alegerea cablurilor conductive, filtrele de conducte de aer este justificată.
Astfel, ca urmare a executării teza. A fost dezvoltat un proiect de modernizare, optim cu privire la toate cerințele. Acest proiect este recomandat pentru implementare în conformitate cu termenii modernizării echipamentelor din fabrică.
Dacă rentabilitatea și calitatea proiectului vor fi confirmate printr-o perioadă de probă, se planifică implementarea unui nivel de expediere utilizând rețeaua locală a întreprinderii, precum și modernizarea ventilației rămase premisele de producție Pentru a le uni într-o singură rețea industrială. În consecință, etapele de date includ dezvoltarea software-ului de dispecer, gestionarea stării sistemului, erorile, accidentele (baza de date), organizarea AWP sau postul de control al controlului (CPU) este posibilă difuzarea soluțiilor de proiectare pentru rezolvarea Sarcini de control al ventilatoarelor termice a aerului de ateliere. De asemenea, este posibil să se elaboreze punctele slabe ale sistemului existent, cum ar fi modernizarea unităților de tratament, precum și îmbunătățirea supapelor de admisie a aerului cu mecanismul de îngheț.
adnotare
Proiectul de absolvire include introducerea, 8 secțiuni, concluzia, o listă de surse, aplicații utilizate și este de 141 pagină a textului de vizită a mașinii cu ilustrații.
Prima secțiune oferă o revizuire și analiză a necesității de a proiecta sistemul de control automat al ventilației de alimentare și evacuare (SAU PVV) a atelierelor de producție, un studiu de marketing al dulapurilor de automatizare. Sunt considerate scheme tipice Ventilații și abordări alternative pentru rezolvarea sarcinilor de proiectare a tezei.
În cea de-a doua secțiune, o descriere a sistemului PVV existent la instalația de introducere - OJSC Vomz, ca proces tehnologic. Se formează o schemă de automatizare structurală generalizată pentru procesul tehnologic de preparare a aerului.
În cea de-a treia secțiune, o propunere tehnică extinsă a fost formulată pentru a rezolva sarcinile de proiectare a tezei.
A patra secțiune este dedicată dezvoltării SAU PVV. Sunt selectate elemente de automatizare și control, sunt prezentate descrierile lor tehnice și matematice. Descrie algoritmul pentru reglarea temperaturii aerului de alimentare. Modelul a fost format și modelarea operațiunii Sau PVV pentru a menține temperatura aerului în cameră este efectuată. Cablajul electric este selectat și justificat. Construit ciclicograma ceasului sistemului.
În cea de-a cincea secțiune, sunt date caracteristicile tehnice ale sistemului de controler logic programabil (PLC) WAGO I / O. Există tabele de conexiuni ale senzorilor și servomotoarelor cu porturi PLC, inclusiv. și virtual.
Cea de-a șasea secțiune este dedicată dezvoltării algoritmilor de funcționare și la scrierea programului de control PLC. Alegerea mediului de programare este justificată. Algoritmii bloc pentru elaborarea sistemului de urgență, blochează algoritmii blocurilor funcționale care decid sunt date sarcinile de pornire, control și reglementare. Secțiunea include testarea și depanarea programului de control PLC.
Cea de-a șaptea secțiune discută despre siguranța și prietenia ecologică a proiectului. Se efectuează o analiză a factorilor periculoși și nocivi în timpul funcționării SAU PVV, se acordă o decizie privind protecția muncii și ecologizarea economică. Se dezvoltă protecția sistemului din situații de urgență, inclusiv. Consolidarea sistemului în ceea ce privește rezistența la incendiu și asigurarea durabilității funcționării la situații de urgență. O schemă de automatizare funcțională fundamentală dezvoltată cu o specificație este dată.
Cea de-a opta secțiune este dedicată fundamentării organizaționale și economice a dezvoltării. Calculul costului, este dată rentabilitatea și termenii de returnare a dezvoltării designului, inclusiv. Luând în considerare faza de implementare. Etapele de dezvoltare a proiectului sunt reflectate, este estimată complexitatea muncii. O evaluare a eficienței economice a proiectului utilizând analiza SWOT a dezvoltării este dată.
Concluzia rezumă proiectul de diplomă.
Introducere
Automatizarea este unul dintre cei mai importanți factori pentru creșterea productivității în producția industrială. O condiție continuă pentru accelerarea ratelor de creștere a automatizării este dezvoltarea mijloacelor tehnice de automatizare. Instrumentele de automatizare tehnică includ toate dispozitivele care sunt incluse în sistemul de management și sunt destinate să obțină informații, transfer, depozitare și transformare, precum și pentru implementarea influențelor de control și reglementare asupra obiectului de control al controlului.
Dezvoltarea mijloacelor tehnologice de automatizare este un proces complex, care se bazează pe interesele industriei consumatoare automate, pe de o parte și oportunitățile economice ale întreprinderilor - producătorii pe de altă parte. Stimularea primară a dezvoltării este de a spori eficiența producției - consumatorii, datorită implementării noua tehnică poate fi adecvată numai sub condiția de returnare rapidă. Prin urmare, criteriul tuturor deciziilor privind dezvoltarea și punerea în aplicare a fondurilor noi ar trebui să fie efectul economic total, ținând cont de toate costurile dezvoltării, fabricării și implementării. În consecință, dezvoltarea ar trebui luată, în primul rând, acele versiuni ale mijloacelor tehnice care asigură maximul efect total.
Expansiunea constantă a automatizării este una dintre principalele caracteristici ale industriei în acest stadiu.
O atenție deosebită se acordă aspectelor legate de ecologia industrială și siguranța producției. Când proiectați tehnologie modernaEchipamentele și structurile sunt justificate științifice pentru a aborda siguranța și provocarea muncii.
În stadiul actual al dezvoltării economie nationala Țările din una dintre sarcinile principale sunt de a spori eficiența producției sociale bazate pe procesul științific și tehnic și utilizarea mai completă a tuturor rezervelor. Această sarcină este legată în mod inextricabil de problema optimizării soluțiilor de proiectare, a cărei scop este de a crea premisele necesare pentru creșterea eficacității investițiilor, reducând calendarul de returnare și asigurarea cea mai mare creștere a produselor pentru fiecare ruble de cheltuieli. Creșterea productivității, producția de produse de calitate, îmbunătățirea condițiilor de muncă și a lucrătorilor de agrement oferă sisteme de ventilație de aer care creează microclimatul necesar și calitatea aerului de aer.
Scopul proiectului de absolvire este de a dezvolta un sistem de control automat al ventilației de alimentare și evacuare (SAU PVV) a atelierelor de producție.
Problema luată în considerare în proiectul de absolvire se datorează uzului sistemului sistemelor de automatizare ale PVV existente pe OJSC "Vologda Opto-mecanică centrală". În plus, sistemul este proiectat distribuit, ceea ce elimină posibilitatea gestionării și monitorizării centralizate. Un complot de turnare prin injecție (în categoria pentru siguranța incendiilor) a fost ales ca obiect de introducere (în categoria pentru siguranța incendiilor), precum și premisele adiacente - mașinile CNC, Biroul de expediere planificat, depozitele.
Sarcinile proiectului de absolvire sunt formulate ca urmare a studiului actualului stat al SAU PVV și pe baza unei revizuiri analitice, a se vedea secțiunea 3 "Propunere tehnică".
Utilizarea ventilației controlate deschide noi caracteristici pentru a rezolva sarcinile de mai sus. Sistemul de control automat dezvoltat ar trebui să fie optim în raport cu executarea funcțiilor desemnate.
După cum sa menționat deja mai sus, relevanța dezvoltării se datorează zonelor uzuale ale UA PVV existente, o creștere a numărului lucrări de reparații Privind ventilația "Piesele" și creșterea generală a incidenței tractului respirator și a răceli a lucrătorilor, tendința de deteriorare a bunăstării în muncă lungă și, ca rezultat, scăderea totală a productivității și a calității produselor. Este important de observat faptul că UA PVV existente nu este asociată cu automatizarea incendiilor, care este inacceptabilă pentru acest tip de producție. Dezvoltarea unui nou SAU PVV este direct legată de politica fabricii de calitate (ISO 9000), precum și cu programele de modernizare a echipamentelor din fabrică și automatizarea sistemelor de trai de ateliere.
Proiectul proiectului utilizează resursele de Internet (forumuri, biblioteci electronice, articole și publicații, portaluri electronice), precum și literatura tehnică a zonei necesare și a textelor standardelor (GOST, SNIP, SANPIN). De asemenea, dezvoltarea SAU PVV se bazează pe propuneri și recomandări ale specialiștilor, pe baza planurilor de instalare existente, a alergătorilor de cablu, a sistemelor de conducte de aer.
Este demn de remarcat faptul că problema afectată în proiectul de absolvire are loc aproape la toate plantele vechi din complexul de apărare și industrial, re-echipamentele atelierelor este una dintre cele mai importante sarcini în ceea ce privește asigurarea calității produsului pentru utilizatorul final. Astfel, experiența acumulată de rezolvare a unor astfel de sarcini în întreprinderi cu un tip similar de producție se va reflecta în designul de absolvire.
1. Prezentare generală analitică
1.1 Analiza generală Nevoia de proiectare a lui Sau PVV
Cea mai importantă sursă de economie de combustibil și resurse energetice cheltuite pentru alimentarea cu căldură a clădirilor industriale mari, cu consum semnificativ de energie termică și electrică îmbunătățește eficiența sistemului. suport și ventilație de evacuare (PVV) pe baza utilizării realizărilor moderne ale tehnologiei de calcul și gestionare.
De obicei, mijloacele de automatizare locale sunt utilizate pentru a controla sistemul de ventilație. Principalul dezavantaj al unei astfel de reglementări este că nu ia în considerare echilibrul real al aerului și termic al clădirii și condițiile meteorologice reale: temperatura aerului exterior, viteza și direcția vântului, presiunea atmosferică.
Prin urmare, sub influența automatizării locale, sistemul de ventilație de aer funcționează, de regulă, nu este optim.
Eficacitatea sistemului de ventilație de alimentare și evacuare poate fi semnificativ mărită dacă gestionarea optimă a sistemelor bazate pe utilizarea setului de instrumente tehnice și software relevante.
Formarea regimului termic poate fi reprezentată ca interacțiune a factorilor pertrogeni și de reglementare. Pentru a determina expunerea de control, aveți nevoie de informații despre proprietățile și numărul de parametri de intrare și ieșire și condițiile pentru procesul de transfer de căldură. Deoarece scopul gestionării echipamentului de ventilație este de a furniza condițiile de aer condiționat necesare în zona de lucru a clădirilor la costuri minime de energie și materiale, va fi posibil să se găsească optiune optimă și să dezvolte impacturi adecvate de control asupra acestui sistem. Ca rezultat, calculatorul cu complexul relevant de tehnică și software formează un sistem automatizat de control al regimului termic al clădirilor (ACS TRP). De asemenea, trebuie remarcat faptul că panoul de control PVV și consola de monitorizare a stării PVV pot fi înțelese și consola de monitorizare a statului PVV, precum și cel mai simplu computer cu programul de modelare a PVV PVV, rezultatele procesării și gestionarea operațională pe baza acestora.
Sistemul automat de control este un set de obiecte de control (proces tehnologic gestionat) și dispozitive de control, a cărei interacțiune asigură procesul automat de proces în conformitate cu programul specificat. În același timp, sub procesul tehnologic este o secvență de operații care trebuie efectuate pentru a obține un produs finit din materiile prime inițiale. În cazul PVV, produsul finit este aerul în camera de întreținere cu un parametru dat (temperatura, compoziția gazului etc.), iar materia primă este aerul exterior și de evacuare, răcitoarele, energia electrică etc.
Baza operațiunii Sau PVV, ca orice sistem de control, ar trebui să fie principiul părere (OS): Dezvoltarea influențelor de control pe baza informațiilor despre obiect obținute utilizând senzori instalați sau distribuiți pe obiect.
Fiecare ANU specifică este dezvoltat pe baza unei tehnologii date pentru procesarea fluxului de aer de intrare. Adesea, sistemul de ventilație de alimentare și evacuare este asociat cu sistemul de aer condiționat (preparat) de aer, care se reflectă în proiectarea automatizării de control.
Când aplicați dispozitive offline sau complete instalații tehnologice Tratamentul aerian al ANU este furnizat la echipament și funcții de control deja încorporate, care sunt de obicei descrise în detaliu în documentația tehnică. În acest caz, ajustarea, service-ul și funcționarea acestor sisteme de management trebuie efectuate cu precizie în conformitate cu documentația specificată.
Analiză soluții tehnice Firmele avansate moderne PVV - Producătorii de echipamente de ventilație au arătat că funcțiile de control pot fi împărțite în două categorii:
Funcții de control, definite prin tehnologie și echipamente de prelucrare a aerului;
Caracteristicile suplimentare care sunt în mare parte service, sunt prezentate ca firme de know-how nu sunt considerate aici.
În general, principalele funcții tehnologice ale controlului PVV pot fi împărțite în următoarele grupe (figura 1.1)
Smochin. 1.1 - Funcții tehnologice de bază ale managementului PVV
Descriem ce se înțelege sub funcțiile PVV prezentate în fig. 1.1.
1.1.1 Funcția "Controlul și înregistrarea parametrilor"
În conformitate cu SNIP 2.04.05-91, parametrii de control obligatoriu sunt:
Temperatura și presiunea în conductele comune de alimentare și retur și la ieșirea fiecărui schimbător de căldură;
Temperatura aerului exterior, alimentarea după schimbătorul de căldură, precum și temperatura camerei;
Normele de PDK. substanțe dăunătoare În aerul întins din cameră (prezența gazelor, a produselor de combustie, a prafului netoxic).
Alți parametri în sistemele de ventilație de alimentare și evacuare sunt monitorizate la cerere. condiții tehnice pe echipament sau sub starea de funcționare.
Telecomanda este prevăzută pentru măsurarea principalilor parametri ai procesului tehnologic sau a parametrilor implicați în implementarea altor funcții de control. Acest control se efectuează utilizând senzori și traductoare de măsurare cu ieșirea (dacă este necesar) a parametrilor măsurați la indicator sau ecranul instrumentului de comandă (panoul de comandă, monitorul computerului).
Pentru a măsura alți parametri, dispozitive locale (portabile sau staționare) sunt de obicei utilizate - indicând termometrele, manometrele de presiune, dispozitive de analiză spectrală a compoziției aerului etc.
Utilizarea dispozitivelor de control local nu încalcă principiul de bază al sistemelor de control - principiul feedback-ului. În acest caz, acesta este implementat fie cu ajutorul unei persoane (operator sau personal de serviciu) sau cu ajutorul unui program de management, "cusute" în memoria microprocesorului.
1.1.2 funcția "Management operațional și software"
Este important să se implementeze o astfel de opțiune ca "secvența de pornire". Pentru a asigura începerea normală a sistemului PVV:
Amortizoare de aer înainte de a începe fanii. Acest lucru se datorează faptului că nu toate clapele din starea închisă nu pot rezista picăturilor de presiune create de ventilator, iar timpul complet de deschidere al supapei de către unitatea electrică este de două minute.
Împărțind momentele de motoare electrice de rulare. Motoarele electrice asincrone pot avea adesea curenți de pornire mari. Dacă începeți simultan fanii amortizoarelor de aer și alte unități, atunci datorită încărcăturii grele pe rețeaua electrică a clădirii va cădea foarte mult tensiunea, iar motoarele electrice nu pot porni. Prin urmare, lansarea motoarelor electrice, în special puterea mare, trebuie distribuită în timp.
Încălzirea preliminară a baldachinului. Dacă nu efectuați o închisoare preliminară a transportatorului de apă, atunci la temperaturi scăzute în aer liber, protecția împotriva înghețării poate funcționa. Prin urmare, atunci când porniți sistemul, trebuie să deschideți alimentarea aerului de alimentare, deschis supapă cu trei căi Calcifer de apă și caldă calorifer. De regulă, această funcție se aprinde la o temperatură exterioară sub 12 ° C.
Opțiunea inversă - "secvența de așezare" atunci când sistemul este deconectat:
Întârzierea opririi ventilatorului de aer alimentar în instalații cu electrocavoroife. După îndepărtarea tensiunii de la electrocalorifer, acesta trebuie răcit de ceva timp, fără a transforma ventilatorul de aer alimentar. În caz contrar, elementul de încălzire al transportatorului (încălzitor electric termic - zece) poate eșua. Pentru sarcinile existente ale designului de absolvire, această opțiune nu este importantă datorită utilizării transportatorului de apă, dar este important să o menționați.
Astfel, pe baza opțiunilor operaționale și de control al software-ului alocat, puteți oferi un program tipic pentru pornirea și deconectarea dispozitivelor dispozitivelor PVV.
Smochin. 1.2 - Ciclocograma tipică a funcționării Sau PVV cu calorifer de apă
Întregul ciclu (figura 1.2) ar trebui să funcționeze automat și, în plus, trebuie furnizată o pornire individuală a echipamentelor, ceea ce este necesar la ajustarea și operațiile preventive.
Importanța importantă are funcții de control al programului, cum ar fi schimbarea modului "Winter-Summer". În special implementarea relevantă a acestor funcții în condiții moderne Deficitul resurselor energetice. În documentele de reglementare, punerea în aplicare a acestei funcții este o natură recomandare - "pentru clădirile publice, administrative și de uz casnic, ar trebui, de regulă, ar trebui să includă reglementarea software a parametrilor care reduce consumul de căldură".
În cel mai simplu caz, aceste funcții oferă sau dezactivează PVV-ul la un moment dat sau o scădere (crește) a unei valori specificate a parametrului reglabil (de exemplu, temperatura), în funcție de modificarea încărcărilor de căldură în cadrul servicerii cameră.
Mai eficient, dar mai complicat în implementare, este gestionarea software-ului care furnizează modificarea automată a structurii PVV și algoritmul său de operare nu numai în modul tradițional "Winter-vara", ci și în modurile tranzitorii. Analiza și sinteza structurii PVV și algoritmul său de funcționare sunt de obicei făcute pe baza modelului lor termodinamic.
În acest caz, principala motivație și criteriul de optimizare, ca regulă, este dorința de a asigura, eventual consumul de energie minimal în restricțiile privind costurile de capital, dimensiunile etc.
1.1.3 Funcție "Funcții de protecție și încuietori"
Funcțiile de protecție și blocajele sunt comune pentru sistemele de automatizare și echipamente electrice (protecția împotriva scurtcircuitului, supraîncălzirea, restricțiile de deplasare etc.) sunt prevăzute de interdepartamental documente de reglementare. Astfel de funcții sunt de obicei implementate de dispozitive separate (siguranțe, dispozitive de închidere de protecție, comutatoare de capăt etc.). Cererea lor este reglementată de regulile dispozitivului de instalare electrică (PE), regulile de siguranță împotriva incendiilor (PPB).
Protecția înghețată. Funcția automată de protecție împotriva înghețului trebuie să fie furnizată în zone cu temperatura calculată a aerului exterior pentru perioada rece minus 5 ° C și partea de jos. Protecția primilor schimbătoare de căldură de încălzire (apă calorifer) și recuperatoare sunt supuse protecției (dacă este disponibilă).
În mod tipic, protecția împotriva înghețării schimbătorului de căldură se efectuează pe baza senzorilor sau a releului de temperatură a aerului releu pentru dispozitivul și temperatura lichidului de răcire în conducta de retur.
Riscul de înghețare este prevăzut de temperatura aerului în fața dispozitivului (TN<5 °С). При достижении указанных значений полностью открывают клапаны и останавливают приточный вентилятор.
Pe timpul de lucru pentru sistemele cu protecție împotriva înghețării, supapa trebuie să rămână ajar (5-25%) cu supapa exterioară închisă. Pentru o mai mare fiabilitate a protecției, funcția de reglare automată (stabilizare) a temperaturii apei în conducta de retur este uneori implementată în timpul sistemului deconectat.
1.1.4 Funcția "Protecția echipamentelor tehnologice și a echipamentelor electrice"
1. Controlul poluării filtrului
Controlul poluării filtrului este estimat printr-o scădere a presiunii pe ea, care este măsurată printr-un senzor de presiune diferențială. Senzorul măsoară diferența în presiunea aerului înainte și după filtru. Pictul permis de presiune asupra filtrului este indicat în pașaportul său (pentru manometrele prezentate pe căile respiratorii din fabrică, în conformitate cu serviciul tehnic - 150-300 PA). Această diferență este setată la reglarea sistemului pe un senzor diferențial (valoarea de referință a senzorului). Când valoarea de referință este atinsă de la senzor, este primit un semnal pe praful limită al filtrului și de necesitatea întreținerii sau înlocuirii acestuia. Dacă într-un anumit timp (de obicei 24 de ore) după emiterea unui semnal de praf limită, filtrul nu va fi șters sau înlocuit, este recomandat să furnizați un sistem de oprire de urgență.
Senzorii similari sunt recomandați să fie instalați pe fani. Dacă ventilatorul sau centura de acționare a ventilatorului nu reușește, sistemul trebuie oprit în modul de urgență. Cu toate acestea, adesea astfel de senzori neglijați din considerente de economii, ceea ce face dificilă diagnosticarea sistemului și găsirea defecțiunilor în viitor.
2. Alte încuietori automate
În plus, trebuie prevăzute încuietori automate pentru:
Deschiderea și închiderea supapelor în aer liber atunci când ventilatoarele sunt pornite și deconectate (amortizoare);
Deschiderea și închiderea supapelor de ventilație conectate prin corpuri de aer pentru o interschimbabilitate completă sau parțială la defectarea unuia dintre sisteme;
Supape de închidere a sistemelor de ventilație pentru spații protejate de instalațiile de stingere a incendiilor cu gaz atunci când ventilatoarele sunt deconectate de sistemele de ventilație ale acestor camere;
Asigurarea consumului minim de aer extern în sistemele de debit variabile etc.
1.1.5 Funcții de reglementare
Funcțiile de reglementare - Întreținerea automată a parametrilor date sunt de bază prin definirea sistemelor de alimentare și ventilație de evacuare, care funcționează cu flux variabil, reciclarea aerului, încălzită aerului.
Aceste funcții sunt efectuate utilizând contururi de reglementare închise în care principiul feedback-ului este prezent în formă explicită: informațiile despre obiectul provenind de la senzori sunt transformate prin reglarea dispozitivelor în expunerea la control. În fig. 1.3 Un exemplu al conturului ajustării temperaturii aerului de temperatură în aparatul de aer condiționat al canalului este dat. Temperatura aerului este menținută de calorifer de apă prin care este trecut lichidul de răcire. Aer, trecând prin calorifer, se încălzește. Temperatura aerului după purtătorul de apă este măsurată de senzorul (t), atunci valoarea sa ajunge pe dispozitivul de comparație (SUA) a valorii de temperatură măsurată și a temperaturii de referință. În funcție de diferența dintre temperatura de referință (oraș) și valoarea măsurată a temperaturii (Tim), dispozitivul de comandă (P) produce un semnal care acționează asupra servomotorului (M - unitatea electrică a supapei cu trei căi). Unitatea electrică deschide sau închide supapa cu trei căi în poziția în care eroarea:
e \u003d oraș - Tim
va fi minimă.
Smochin. 1.3 - circuitul de reglare a temperaturii aerului de alimentare în conducta de aer cu un schimbător de căldură cu apă: senzor T; SUA este un dispozitiv de comparație; P - dispozitiv de ajustare; M - dispozitiv executiv
Astfel, construirea unui sistem automat de control (SAR) pe baza cerințelor pentru acuratețe și alți parametri ai operațiunii sale (stabilitate, oscilalitate etc.) este redusă la selectarea structurii și elementelor sale, precum și pentru a determina parametrii a autorității de reglementare. De obicei, acest lucru este realizat de specialiștii de automatizare utilizând teoria reglementării automate clasice. Voi observa doar că parametrii setărilor de reglementare sunt determinate de proprietățile dinamice ale obiectului de control și de legislația de reglementare selectată. Legea Regulamentului este relația dintre semnalele de intrare (?) Și de ieșire (ur) ale autorității de reglementare.
Cea mai simplă este legea proporțională a reglementării în care? și ur sunt interconectate printr-un coeficient de QP permanent. Acest coeficient este parametrul de setare a unui astfel de regulator, numit P-Regulator. Implementarea sa necesită utilizarea unui element de amplificare reglabil (mecanic, pneumatic, electric etc.), care poate funcționa ca și în cazul atragerii unei surse suplimentare de energie și fără ea.
Una dintre soiurile de regulatori P sunt regulatori poziționali care implementează legea proporțională a controlului CP și formează un semnal de ieșire ur având un număr specific de valori constante, de exemplu două sau trei corespunzătoare regulatoarelor de două sau trei poziții. Astfel de autorități de reglementare sunt uneori numite releu datorită asemăluirilor caracteristicilor lor grafice cu caracteristici releu. Parametrul de setare a acestor regulatori este dimensiunea zonei de insensibilitate de.
În tehnica de automatizare a sistemelor de ventilație, regulatoarele cu două poziții în vederea simplității și fiabilității au fost utilizate pe scară largă la reglarea temperaturii (termostatelor), a presiunii (presatelor) și a altor parametri de stare a procedeului.
Regulatoarele cu două poziții sunt de asemenea utilizate în modurile de protecție automată, încuietori și echipamente de comutare. În acest caz, funcțiile lor efectuează releul senzorilor.
În ciuda avantajelor specificate ale regulatoarelor P, au o eroare statică mare (cu valori mici ale KP) și o tendință de auto-oscilații (la valori KP mari). Prin urmare, se aplică cerințe mai mari pentru funcțiile de reglementare ale sistemelor de automatizare, se aplică reguli mai complexe, cum ar fi legile PI și PID.
De asemenea, reglarea temperaturii de încălzire a aerului poate fi efectuată de către regulatorul P care funcționează pe principiul echilibrării: creșterea temperaturii în valoarea sa, mai mică decât valoarea de referință și invers. O astfel de interpretare a legii a constatat, de asemenea, cererea în sisteme care nu necesită o precizie ridicată.
1.2 Analiza sistemelor existente de automatizare tipice de ventilație a atelierelor de producție
Există o serie de implementări standard ale automatizării sistemului de ventilație de alimentare și evacuare, fiecare având multe avantaje și dezavantaje. Observ că, în ciuda prezenței numeroaselor scheme și evoluții tipice, este foarte dificil să se creeze o astfel de SAU care să fie flexibilă prin setările referitoare la producția pe care este implementată. Astfel, este necesară o analiză atentă a structurii de ventilație existente pentru proiectarea structurii de ventilație existente, analiza proceselor tehnologice ale ciclului de producție, precum și analiza cerințelor de protecție a muncii, a ecologiei, a siguranței electrice și a incendiilor. Mai mult, adesea Sau PVV proiectat este specializat în raport cu domeniul aplicației sale.
În orice caz, următoarele grupuri sunt de obicei luate ca date tipice sursă la etapa de proiectare inițială:
1. Date generale: locația teritorială a obiectului (oraș, district); Tipul și scopul obiectului.
2. Informații despre clădire și spații: planuri și reduceri cu indicarea tuturor dimensiunilor și mărcilor de înălțimi privind nivelul solului; Indicarea categoriilor de spații (privind planurile arhitecturale) în conformitate cu standardele de incendiu; prezența spațiului tehnic care indică dimensiunea acestora; localizarea și caracteristicile sistemelor de ventilație existente; caracteristicile energetice;
3. Informații privind procesul tehnologic: desenele proiectului tehnologic (planuri) care indică plasarea echipamentelor tehnologice; Specificarea echipamentului care indică capacitatea instalată; Caracteristicile regimului tehnologic sunt numărul de schimburi de lucru, numărul mediu de lucrători în schimbare; Modul de funcționare a echipamentului (simultanitatea muncii, coeficienții de boot etc.); Numărul de secțiuni dăunătoare în mediul aerian (MPC de substanțe nocive).
Ca date sursă pentru calcularea automatizării, sistemul PVV este efectuat:
Performanța sistemului existent (putere, schimb de aer);
Lista parametrilor de aer care urmează să fie reglementați;
Limitele reglementării;
Funcționarea automatizării atunci când semnalele sosesc din alte sisteme.
Astfel, executarea sistemului de automatizare este concepută pe baza sarcinilor atribuite acesteia, luând în considerare normele și regulile, precum și datele și sistemele sursă generale. Elaborarea circuitului și selectarea echipamentului sistemului de automatizare a ventilației individual.
Prezentăm schemele tipice existente pentru sistemele de control ale ventilației alimentare cu evacuare, caracterizează unele dintre ele față de posibilitatea de a aplica sarcinile proiectului de absolvire (figura 1.4 - 1.5, 1.9).
Smochin. 1.4 - Ventilarea fluxului direct
Aceste sisteme de automatizare au găsit aplicații active în fabrici, fabrici, în spațiu de birouri. Obiectul de control aici este un dulap de automatizare (panou de control), dispozitive de fixare - senzori de canal, expunerea de control se dovedește la motoarele motoarelor motoarelor, motoarele de amortizare. De asemenea, prezentați aerul de încălzire / răcire SAR. Rularea înainte, se poate observa că sistemul prezentat în Fig.1.4A este un prototip de sistem, care trebuie utilizat pe terenul de turnare sub presiune din instalația opto-mecanică Vologda OJSC. Aerul de răcire din spațiile de producție este ineficient datorită volumului acestor spații, iar încălzirea este o condiție prealabilă pentru buna funcționare a SAU PVV.
Smochin. 1.5- Ventilație cu Utilități de căldură
Construcția ANU PVV utilizând exclizatoare de căldură (recuperatoare) vă permite să rezolvați problemele de recalculare a energiei electrice (pentru electrocavoriști), probleme de emisii în mediu. Semnificația recuperării este că aerul îndepărtat este iremediabil din cameră cu o temperatură a încăperii specificată în cameră, schimbă energia cu aerul exterior de intrare, parametrii, care, de regulă, diferă semnificativ de la cele specificate. Acestea. În timpul iernii, aerul de evacuare cald îndepărtat încălzește parțial aerul exterior, iar în timpul verii, aerul de evacuare mai rece este parțial răcit de aerul de tăiere. În cel mai bun caz, la recuperare, costurile de energie pot fi reduse cu 80% pentru tratamentul aerului de admisie.
Recuperarea tehnică a ventilației de alimentare și evacuare se efectuează prin utilizarea de excursii și sisteme de căldură rotative cu un lichid de răcire intermediar. Astfel, obținem câștigurile atât pe încălzirea aerului, cât și pe reducerea deschiderii clapelor (timpul mai lung de inactiv al motoarelor care controlează clapetele) - toate acestea oferă un câștig comun în ceea ce privește electriumul economiei.
Sistemele cu recuperare de căldură sunt promițătoare și accese și implementate în loc de sisteme vechi de ventilație. Cu toate acestea, merită remarcat faptul că astfel de sisteme costă investiții suplimentare, cu toate acestea, perioada de rambursare este relativ mică, în timp ce rentabilitatea este foarte mare. De asemenea, lipsa emisiilor permanente îmbunătățește indicatorii de mediu ai unei astfel de organizații a automatizării PVV. Funcționarea simplificată a sistemului cu recuperarea căldurii din aer (reciclarea aerului) este prezentată în Fig.1.6.
Smochin. 1.6 - Funcționarea sistemului de schimb de aer cu recirculare (RECUERARE)
Crossroads sau recuperatoare lamelare (figura 1.5 V, d) constau din plăci (aluminiu) reprezentând un sistem de canale pentru curgerea a două fluxuri de aer. Pereții canalelor sunt comune pentru alimentarea și evacuarea aerului și transmit ușor. Datorită suprafeței mari a fluxului de aer și a fluxului de aer turbulent în canale, ele ating un grad ridicat de grad de căldură (transfer de căldură) cu rezistență hidraulică relativ scăzută. Eficacitatea recuperatoarelor lamelare ajunge la 70%.
Smochin. 1.7 - Organizarea de schimb de aer SAU PVV bazată pe recuperatoare lamelare
Numai căldura explicită a aerului de evacuare este utilizată. Aerul pasionat și evacuat nu este neapărat amestecat și condensul formează aerul de evacuare format când aerul de evacuare este răcit este întârziat de separator și a visat de sistemul de drenaj de la paletul de scurgere. Pentru a preveni înghețarea condensului la temperaturi scăzute (până la -15 ° C) se formează cerințe adecvate de automatizare: ar trebui să furnizeze o oprire periodică a ventilatorului de alimentare sau o îndepărtare a unei părți a aerului exterior în canalul de coardă în canalele de recuperare. Singura limitare a aplicării acestei metode constă în intersecția obligatorie a sucursalei de aprovizionare și de evacuare într-un singur loc, care, în cazul unei modernizări simple a SAU, impune o serie de dificultăți.
Sisteme de recuperare cu un lichid de răcire intermediar (figura 1.5 A, B) sunt câteva schimbătoare de căldură conectate printr-o conductă închisă. Un schimbător de căldură este în canalul de evacuare, iar celălalt este în aprovizionare. Printr-un contur închis, amestecul de glicol non-îngheț circulă, purtând căldură de la un schimbător de căldură la celălalt și, în acest caz, distanța de la unitatea de alimentare la eșapament poate fi foarte semnificativă.
Eficacitatea eliminării căldurii cu această metodă nu depășește 60%. Costul este relativ mare, dar în unele cazuri poate fi singura modalitate de a încălzi contorul.
Smochin. 1.8 - Principiul îndepărtării căldurii utilizând lichidul de răcire intermediar
Un schimbător de căldură rotativ (schimbător de căldură rotativ, recuperator) - este un rotor cu canale pentru trecerea orizontală a aerului. Partea rotorului este în canalul de evacuare, iar partea este în alimentare. Rotunjirea, rotorul primește căldura aerului de evacuare și o transmite la alimentare și este transmisă atât căldură explicită, cât și cea ascunsă, precum și umiditatea. Eficacitatea eliminării căldurii este maximă și atinge 80%.
Smochin. 1.9 - SAU PVV cu un recuperator rotativ
Restricția privind utilizarea acestei metode impune, în primul rând, că până la 10% din aerul evacuat este amestecat cu aprovizionarea și, în unele cazuri, este inacceptabilă sau nedorită (dacă aerul are un nivel semnificativ de poluare). Cerințele de proiectare sunt similare cu opțiunea anterioară - mașina de evacuare și de alimentare este într-un singur loc. Această metodă este mai scumpă decât prima și mai puțin frecventă.
În general, sistemele de recuperare sunt de 40-60% mai scumpe decât sistemele similare fără recuperare, dar costul de funcționare va fi diferit uneori. Chiar și la prețurile de energie de astăzi, timpul de recuperare al sistemului de recuperare nu depășește două sezoane de încălzire.
Aș dori să menționez că economisirea de energie este influențată de algoritmii de control. Cu toate acestea, trebuie întotdeauna să se țină cont de faptul că toate sistemele de ventilație sunt calculate în anumite condiții medii. De exemplu, consumul de aer extern a fost determinat la un număr de persoane, iar mai puțin de 20% din valoarea primită poate fi în cameră, desigur, în acest caz, consumul de aer extern calculat va fi redundant în mod explicit, funcționarea Ventilația în modul excesiv va duce la pierderea nerezonabilă a resurselor energetice. Este în acest caz să luați în considerare mai multe moduri de operare - de exemplu, o iarnă / vara. Dacă automatizarea este capabilă să stabilească astfel de moduri - economiile sunt evidente. O altă abordare este asociată cu reglementarea consumului aerian exterior în funcție de calitatea mediului de gaze în interior, adică. Sistemul de automatizare include analizoare de gaze pentru gaze nocive și selectează valoarea consumului de aer extern, astfel încât conținutul gazelor nocive să nu depășească valorile maxime admise.
1.3 Cercetare de marketing
În prezent, toți producătorii de vârf ai echipamentelor de ventilație din lume sunt reprezentate pe scară largă pe piața de automatizare a ventilației de alimentare și evacuare, iar fiecare dintre acestea este specializată în producția de echipamente într-un anumit segment. Întreaga piață de echipamente de ventilație poate fi împărțită în următoarele aplicații:
Scopuri interne și semi-industriale;
Scop industrial;
Echipamente de ventilație "Specială" destinație.
Deoarece proiectul de proiectare examinează proiectarea automatizării sistemelor de alimentare și de evacuare a spațiilor industriale, atunci pentru a compara dezvoltarea propusă cu privire la piață pe piață, trebuie să selectați pachete de automatizare existente similare de producători bine-cunoscuți.
Rezultatele studiului de marketing ale pachetelor existente SAU PVV sunt prezentate în Anexa A.
Astfel, ca urmare a cercetării de marketing, mai multe dintre cele mai frecvent utilizate SAU PVV au primit producători diferiți, informațiile au fost obținute prin studierea documentației tehnice:
Compoziția pachetului corespunzător PVV;
Registrul parametrilor de control (presiune în conductele de aer, temperatura, puritatea, umiditatea aerului);
Marca controlerului logic programabil și echipamente (software, sistem de comandă, principii de programare);
Prezența legăturilor cu alte sisteme (dacă există o conexiune cu automatizarea incendiilor, fie suport pentru protocoalele de rețea locale);
Versiune de protecție (siguranță electrică, siguranță la incendiu, protecție împotriva prafului, imunitate la zgomot, rezistență la umiditate).
2. Descrierea rețelei de ventilație a atelierului de fabricație ca obiect de control automat
În general, în conformitate cu rezultatele analizei abordărilor existente la automatizarea sistemelor de sisteme de ventilație și de preparare a aerului, precum și ca urmare a revizuirilor analitice ale schemelor tipice, putem concluziona că sarcinile considerate în proiectul de absolvent sunt relevante și în prezent în mod activ și studiate de Biroul de proiectare specializat (SKB).
Observ că există trei abordări principale pentru implementarea automatizării pentru sistemul de ventilație:
Abordare distribuită: Implementarea PVV automată bazată pe echipamentul local de comutare, controlul fiecărui ventilator este realizat de dispozitivul corespunzător.
Această abordare este utilizată pentru a proiecta automatizarea sistemelor de ventilație relativ mici, în care nu este prevăzută o extindere suplimentară. El este cel mai vechi. Avantajele abordării pot fi atribuite, de exemplu, faptul că, în cazul unui accident pe una dintre ramurile controlate de ventilație, sistemul oferă o oprire de urgență a acestui link / secțiune. În plus, această abordare este relativ ușor de implementat, nu necesită algoritmi complexi de control, simplifică întreținerea dispozitivelor de sistem de ventilație.
Abordare centralizată: Implementarea automatizării PVV bazată pe un grup de controlori logici sau un controler logic programabil (PLC), controlul întregului sistem de ventilație este central în conformitate cu programul și datele stabilite.
Abordarea centralizată este mai fiabilă decât distribuită. Toate controlul PVV este rigid, se bazează pe program. Această circumstanță impune cerințe suplimentare pentru scrierea codului programului (trebuie luate în considerare o mulțime de condiții, inclusiv acțiuni în situații de urgență) și la protecția specială a PLC-ului de control. Această abordare a constatat o cerere pentru micile complexe administrative și de producție. Distinge flexibilitatea setărilor, capacitatea de a scala sistemul la limite rezonabile, precum și posibilitatea combinării mobile a sistemului pentru principiul combinat al organizației;
Abordare mixtă: Utilizată în proiectarea sistemelor mari (un număr mare de echipamente gestionate cu performanță imensă) este o combinație a unei abordări distribuite și centralizate. În general, această abordare sugerează o ierarhie de nivel condusă de calculatorul de control și "MicroEVM" condusă, cum a fost formarea unei rețele globale de producție controlată în raport cu întreprinderea. Cu alte cuvinte, această abordare este o abordare centralizată distribuită, cu dispecerarea sistemului.
În aspectul sarcinii rezolvate în designul de absolvire, abordarea centralizată a implementării automatizării PVV este cea mai preferabilă. Deoarece sistemul este dezvoltat pentru spații industriale mici, este posibilă utilizarea acestei abordări pentru alte obiecte pentru a urma asociația ulterioară într-un singur Sau PVV.
Adesea, pentru dulapurile de ventilație, este prevăzută o interfață care permite monitorizarea stării sistemului de ventilație cu ieșirea de informații de pe monitorul computerului. Cu toate acestea, merită remarcat faptul că această implementare necesită complicații suplimentare ale programului de management, formarea unui specialist care urmează statului și primește soluții operaționale bazate pe date primite vizual din sondajul senzorilor. În plus, există întotdeauna un factor de eroare umană în situații de urgență. Prin urmare, implementarea acestei condiții este mai probabil o opțiune suplimentară de a proiecta pachetul de automatizare PVV.
2.1 Descrierea sistemului existent de control automat al ventilației de alimentare și evacuare a atelierelor de producție
Pentru a asigura principiul de bază al ventilației atelierelor de producție, care constă în menținerea sub limitele admisibile ale parametrilor și compoziției aerului, este necesar să furnizați aer curat locațiilor lucrătorilor, urmată de distribuția aerului în întreaga cameră.
De mai jos în fig. 2.1 prezintă o ilustrare a unui sistem tipic de ventilație de evacuare a alimentării, similar la care este disponibil pe locul de desfășurare.
Sistemul de ventilație al camerei de producție constă din ventilatoare, canale de aer, dispozitive de primire a aerului exterior, dispozitive de curățare a aerului emise aerului, încălzirea aerului (canorifer de apă).
Proiectarea sistemelor de ventilație existente de alimentare și evacuare a fost efectuată în conformitate cu cerințele de încălzire, ventilație și aer condiționat "SNIP II 33-75", precum și GOST 12.4.021-75 "PRT. Sisteme de ventilație. Cerințe generale ", în care sunt specificate cerințele de instalare și punere în funcțiune și funcționare.
Curățarea aerului contaminat emis în atmosferă se realizează prin dispozitive speciale - separatoare de praf (aplicate la locul de producție de turnare prin injecție), filtre de conducte de aer etc. Trebuie remarcat faptul că separatoarele de praf nu necesită control suplimentar și sunt declanșate când ventilația de evacuare este pornită.
De asemenea, curățarea aerului extins poate fi efectuată în difuzoare de praf (numai pentru praf mare) și filtre electrice (pentru praf fin). Curățarea aerului din gazele nocive se efectuează utilizând substanțe speciale absorbante și dezactivatoare, inclusiv cele aplicate filtrelor (în filtre).
Smochin. 2.1 - Sistem de ventilație de alimentare și evacuare a atelierului de producție 1 a dispozitivului -TExipal; 2 -coripri pentru încălzire; Ventilator 3 tăiat; 4 - conducta principală de aer; 5 - ramuri ale conductei; 6 - duze de admisie; 7 - aspirație locală; 8 și 9 - Maestru. instalarea evacuării conductelor; 10 - separator de praf; 11 - ventilator de evacuare; 12 - Emisiile minerale de aer purificat în atmosferă
Automatizarea sistemului existent este relativ simplă. Procesul de ventilație este după cum urmează:
1. Începutul schimbării de lucru este începutul sistemului de ventilație de alimentare și evacuare. Ventilatoarele sunt acționate de un dispozitiv centralizat de lansare. Cu alte cuvinte, panoul de control este de două oriunde - pentru oprirea și oprirea de urgență. Schimbarea durează 8 ore - cu o pauză de oră, adică sistemul este în medie de 1 oră în timpul orelor de lucru. În plus, o astfel de "selecție" de management este ineficientă din punct de vedere economic, deoarece conduce la re-consumul de energie electrică.
Trebuie remarcat faptul că nu există nevoie de producție ca ventilația de evacuare să funcționeze în mod constant, este recomandabilă să o includă atunci când aerul este contaminat sau, de exemplu, o îndepărtare a excesului de energie termică din zona de lucru este necesară.
2. Deschiderea clapetei dispozitivelor de admisie a aerului este de asemenea controlată de echipamentul funeral local, aerul cu parametrii de mediu extern (temperatura, curățenia) datorită diferenței de presiune este întârziată în conductele de aer de către ventilatorul de alimentare.
3. Aerul preluat din mediul exterior trece prin calorifer de apă, se încălzește până la valori de temperatură admise și prin conductele de aer prin duzele de alimentare sunt injectate în cameră. Calorifer de apă asigură încălzirea semnificativă a aerului, controlul caloriferului este manual, un specialist de instalare electrică deschide clapeta supapei. Pentru vară, caloriferul este oprit. Ca lichid de răcire, se utilizează apă caldă, furnizată din cazan intra-apă. Nu este prevăzut sistemul de control automat al temperaturii aerului, ca rezultat al căruia există o depășire mare a resurselor.
Documente similare
Caracteristicile utilizării sistemului de control pentru instalarea ventilației de alimentare pe baza controlerului MS8.2. Principala funcționalitate a controlerului. Un exemplu de specificație pentru automatizarea instalării ventilației de alimentare pentru schema bazată pe MS8.2.
lucrări practice, adăugate 25.05.2010
Analiza comparativă a caracteristicilor tehnice ale modelelor tipice de gradient. Elemente ale sistemelor de alimentare cu apă și clasificarea acestora. Modelul matematic al procesului de alimentare cu apă rotativă, selectarea și descrierea instrumentelor și comenzilor de automatizare.
teza, a fost adăugată 04.09.2013
Fundamentele sistemului de control automat al ventilației de alimentare și evacuare, construcția și o descriere matematică. Echipamente de proces tehnologic. Selectarea și calculul autorității de reglementare. Studiul stabilității SAR, indicatorii de calitate.
cursuri, a fost adăugată 02/16/2011
Descrierea procesului de prelucrare a materialelor termice a produselor pe baza betonului de ciment. Controlul automatizat al procesului de ventilație al camerei staționare. Selectați tipul de diffanenterometru și calculul dispozitivului de suspensie. Schema de măsurare a potențiometrului automat.
cursuri, adăugate 25.10.2009
Harta rutei tehnologice de prelucrare a roții de vierme. Calcularea punctelor și dimensiunile limită privind prelucrarea produsului. Dezvoltarea programului de management. Justificare și selectarea dispozitivului de prindere. Calculul ventilației spațiilor industriale.
teza, a fost adăugată 29.08.2012
Caracteristicile complexului conceput și alegerea tehnologiei procesului de producție. Mecanizarea alimentării cu apă și udare a animalelor. Calculul tehnologic și alegerea echipamentului. Sisteme de ventilație și încălzire a aerului. Calculul schimbului de aer și iluminat.
cursuri, a fost adăugată 01.12.2008
Sistem de ventilație de aprovizionare, dispozitivul intern și interconectarea elementelor, evaluarea avantajelor și dezavantajelor de utilizare, cerințele echipamentelor. Activități de economisire a energiei, automatizarea sistemelor de ventilație eficiente din punct de vedere energetic.
cursuri, a fost adăugată 04/08/2015
Dezvoltarea schemei tehnologice de automatizare a podelei electrice încălzite. Calculul și selectarea elementelor de automatizare. Analiza cerințelor din sistemul de conducere. Determinarea indicatorilor de fiabilitate de bază. Siguranța în instalarea mijloacelor de automatizare.
lucrări de curs, a fost adăugată 30.05.2015
Echipamentul procesului tehnologic de reformare catalitică. Caracteristicile pieței echipamentelor de automatizare. Selectați complexul complex și automatizarea câmpului de control. Calcularea și selectarea setărilor de reglementare. Instrumente de automatizare tehnică.
teza, a fost adăugată 05/23/2015
Descrierea tehnologică a schemei structurale a proiectului de automatizare a procesului de procesare a gazelor de hidrocarburi. Studiul sistemului funcțional de automatizare și a raționamentului pentru alegerea instrumentelor de echipamente. Circuitul de control al modelului matematic.
Glebov R. S., Aspirant Tumanov M.P., candidat la științe tehnice, profesor asociat
Antyushin S. S., student absolvent (Institutul de Stat din Moscova de Electronică și Matematică (Universitatea Tehnică)
Aspecte practice ale identificării modelului matematic
Unitatea de ventilație
Datorită apariției de noi cerințe pentru sistemele de ventilație, metodele experimentale pentru setarea circuitelor de control închise nu pot rezolva pe deplin sarcina de automatizare a procesului. Setările experimentale au criteriile de optimizare stabilite (criteriile de management), ceea ce limitează domeniul lor de aplicare. Sinteza parametrică a sistemului de management, care ia în considerare toate cerințele sarcinii tehnice necesită un model matematic al obiectului. Articolul analizează structurile modelelor matematice ale unității de ventilație, se ia în considerare metoda de identificare a instalației de ventilație, este luată în considerare posibilitatea aplicării modelelor obținute pentru utilizare în practică.
Cuvinte cheie: identificare, model matematic, instalație de ventilație, studiu experimental al modelului matematic, criterii pentru calitatea modelului matematic.
Aspecte practice ale identificării modelului matematic
De instalare de ventilare
În legătură cu apariția unor noi cerințe la ventilația sistemelor, metodele experimentale de ajustare a contururilor închise ale managementului nu pot rezolva o problemă de automatizare a procesului tehnologic la deplin. Metodele experimentale de ajustare au criteriile de optimizare (criteriu de calitate de management) care limitează zona de aplicare a acestora. Sinteza parametrică a sistemului de control, proiectul tehnic având în vedere toate cerințele, cere un model matematic al obiectului. În articol rezultă analiza structurilor modelelor matematice de instalare a ventilației, metoda De identificarea instalației de ventilație este luată în considerare, se estimează posibilitatea aplicării modelelor primite pentru aplicare în practică.
Cuvinte cheie: identificarea, modelul matematic, instalarea ventilației, cercetarea experimentală a modelului matematic, criteriile de calitate a modelului matematic.
Introducere
Gestionarea sistemelor de ventilație este una dintre principalele sarcini de automatizare a sistemelor de inginerie ale clădirii. Cerințele pentru sistemele de instalare a ventilației sunt formulate ca criterii de calitate în domeniul timpului.
Criterii principale de calitate:
1. Timpul de tranziție (TNN) - timpul de ieșire al modului de ventilație în modul de funcționare.
2. Eroarea stabilită (EUST) este abaterea maximă admisibilă a temperaturii aerului furnizat de la cea specificată.
Criterii de calitate indirectă:
3. Perpecție de putere (AH) - Perpecție de putere atunci când controlați unitatea de ventilație.
4. Gradul de oscilalitate (Y) este uzura excesivă a echipamentului de ventilație.
5. Gradul de atenuare (Y) - caracterizează calitatea și viteza de stabilire a modului de temperatură dorit.
Sarcina principală a automatizării sistemului de ventilație este sinteza parametrică a regulatorului. Sinteza parametrică este de a determina coeficienții de reglementare pentru a furniza criteriile de calitate ale sistemului de ventilație.
Pentru sinteza unității de ventilație, sunt selectate metode de inginerie, convenabil pentru utilizare în practică, care nu necesită cercetarea modelului matematic al obiectului: metoda nr. SubSO18-21§1EG (g), metoda de Syep-ngope8- KE8, SCS (SNK). Sistemele moderne de sisteme de automatizare a ventilației sunt realizate de cerințele ridicate de indicatori de calitate, condițiile limită admise ale indicatorilor sunt reduse, apar sarcini de gestionare multi-criterii. Metodele de inginerie pentru înființarea de reglementare nu permit schimbarea criteriilor de calitate stabilite în ele. De exemplu, atunci când se utilizează metoda N2 pentru ajustarea regulatorului, criteriul de calitate este scăderea atenuării este egală cu patru și atunci când se utilizează metoda de referință, criteriul de calitate este rata de creștere maximă în absența globală. Folosind aceste metode în rezolvarea sarcinilor de gestionare multi-criterii necesită o corecție manuală suplimentară a coeficienților. Timpul și calitatea configurației circuitelor de control, în acest caz, depind de experiența unui inginer al dispozitivului de reglare.
Utilizarea mijloacelor moderne de modelare matematică pentru sinteza sistemului de instalare a ventilației îmbunătățește semnificativ calitatea proceselor de control, reduce timpul de configurare a sistemului și vă permite, de asemenea, să sintetizați mijloace algoritmice de detectare și să preveniți accidentele. Pentru a simula sistemul de control, trebuie să creați un model matematic adecvat al unității de ventilație (obiectul de control).
Utilizarea practică a modelelor matematice fără evaluarea adecvării provoacă o serie de probleme:
1. Setările autorității de reglementare obținute în timpul modelării matematice nu garantează respectarea indicatorilor de calitate în practică.
2. Aplicarea în practica regulatorilor cu un model matematic ipotecat (management forțat, Smith Extrapolator etc.) poate provoca deteriorarea indicatorilor de calitate. Dacă constanta constantă constantă sau un câștig subevaluat mărește timpul de ieșire al unității de ventilație pe modul de lucru, cu un coeficient de câștig copleșit, apare o uzură excesivă de echipamente de ventilație și așa mai departe.
3. Aplicarea în practică Regulatoarele adaptive cu o evaluare a modelului de referință provoacă, de asemenea, deteriorarea indicatorilor de calitate la același exemplu.
4. Setările de ajustare obținute prin metode optime de control nu garantează conformitatea indicatorilor de calitate în practică.
Scopul acestui studiu este de a determina structura modelului matematic al unității de ventilație (în funcție de circuitul de control al regimului de temperatură) și de a evalua adecvarea proceselor reale de încălzire fizică din sistemele de ventilație.
Experiența în proiectarea sistemelor de management arată că este imposibil să se obțină un model matematic, un sistem real adecvat, numai pe baza studiilor teoretice ale proceselor fizice ale sistemului. Prin urmare, în timpul sintezei modelului uzinei de ventilație, au fost efectuate experimente în același timp cu studiile teoretice au fost efectuate pentru a determina și clarifica modelul matematic al sistemului - identificarea acestuia.
Procesul tehnologic al sistemului de ventilație, organizarea experimentului
și identificarea structurală
Obiectul de control al sistemului de ventilație este aparatul de aer condiționat central, în care fluxul de aer este accesat și hrănirea acesteia în camere ventilate. Sarcina sistemului de control al ventilației locale menține automat temperatura aerului de alimentare în canal. Valoarea curentă a temperaturii aerului este estimată de senzorul instalat în canalul de alimentare sau în camera de întreținere. Ajustarea temperaturii aerului de alimentare este efectuată prin calorifer electric sau de apă. Când utilizați un suport de apă, servomotorul este o supapă cu trei căi, atunci când se utilizează un suport electric - un regulator de putere de impuls și tiristor.
Algoritmul standard de control al temperaturii aerului este un sistem automat de control automat (SAR), cu un controler PID ca dispozitiv de comandă. Structura sistemului automatizat de control pentru controlul temperaturii aerului a ventilației de aer este dată (figura 1).
Smochin. 1. Diagrama structurală a unui sistem automat de control al ventilației (canalul de comandă a aerului de alimentare). WTP - regulator PF, LIFE - PF a organului executiv, WCAL - Calrifer PF, WW - Funcția de transmisie a conductelor de aer. și1 este valoarea de referință a temperaturii, Xi - temperatura în canal, xi - citirile senzorului, E1 este eroarea de control, efectul de control U1 al regulatorului, U2 - Testarea actuatorului semnalului de reglare, U3 - căldură transmisă de calorior în canal.
Sinteza modelului matematic al sistemului de ventilație presupune că structura fiecărei funcții de transfer este cunoscută, care este inclusă în compoziția sa. Utilizarea unui model matematic care conține funcțiile de transfer ale elementelor individuale ale sistemului este o sarcină provocatoare și nu garantează în practică suprapunerea elementelor individuale cu sistemul sursă. Pentru a identifica un model matematic, structura sistemului de control al ventilației este împărțită convenabil în două părți: a priori cunoscut (regulator) și un necunoscut (obiect). Raportul de transmisie al obiectului ^ 0) include: funcția de transfer a servomotorului ^ io), funcția de transfer a canalului callifer ^), funcția de transfer a canalului ^ Bb), raportul de transmisie al datelor senzorului ^ . Sarcina de identificare a unității de ventilație la controlul temperaturii debitului de aer este redusă la definirea dependenței funcționale dintre semnalul de control la servomotorul callifer U1 și temperatura fluxului de aer XI.
Pentru a determina structura modelului matematic al unității de ventilație, este necesar să se efectueze un experiment asupra identificării. Obținerea caracteristicilor dorite este posibilă prin experiment pasiv și activ. Metoda experimentului pasiv se bazează pe înregistrarea parametrilor procesului controlat în funcționarea normală a obiectului fără a face perturbări intenționate. La etapa de configurare, sistemul de ventilație nu este în funcționare normală, astfel încât metoda experimentului pasiv nu este potrivită pentru scopurile noastre. Metoda experimentului activ se bazează pe utilizarea anumitor perturbații artificiale introduse într-un obiect pe un program predeterminat.
Există trei metode principiale pentru identificarea activă a obiectului: metoda caracteristică tranzitorie (reacția obiectului la "etapa"), metoda de perturbare a obiectului prin semnale ale formei periodice (reacția obiectului pentru perturbațiile armonice cu diferite frecvențe) și metoda de reacție a obiectului de pe delta-impuls. Datorită inerției mari a sistemelor de ventilație (Tobul este de zeci de secunde la câteva minute) identificarea prin semnale de rasă
Pentru a citi în continuare articolul, trebuie să achiziționați un text complet. Articolele sunt trimise în format PDF. la poșta specificată la plata. Timpul de livrare este mai puțin de 10 minute. Costul unui articol - 150 ruble.
Lucrări științifice alimentare pe tema "Probleme generale și complexe ale științelor naturale și corecte"
- Controlul adaptiv al unității de ventilație cu consumul de aer dinamic de alimentare
Glebov R.S., Tumanov p.t. - 2012.
- Problema managementului și modelarea situațiilor de urgență pe minele de ulei
Liskova M.Yu., Naumov I.S. - 2013.
- Privind utilizarea teoriei reglementării parametrice pentru modelele computabile de echilibru general
Adilov zhkshentbek makeevich, Ashimov Abdykappar Ashimovich, Ashimov Askar Abdykapparovici, Borovsky Nikolay Yuryevich, Borovsky Yuri Vyacheslavich, Sultanov Bakhyt Turlyovaanovich - 2010
- Modelarea unui acoperiș bioclimatic folosind ventilație naturală
Ouedraogo A., Ouedraogo I., Palm K., Zeghmati B. - 2008
