Matematisk modell av prosessen med ventilasjon av industrilokaler, valg og beskrivelse av automatiseringsutstyr og kontroller. Moderne problemer med vitenskap og utdanning Tilførsel og eksos sentrifugalvifter

Glebov R. S., PhD-student Tumanov M. P., kandidat for tekniske vitenskaper, førsteamanuensis

Antyushin S. S., doktorgradsstudent (Moscow State Institute of Electronics and Mathematics (Technical University)

PRAKTISKE ASPEKTER VED MATEMATISK MODELLIDENTIFIKASJON

VENTILASJONSENHET

På grunn av fremveksten av nye krav til ventilasjonsanlegg kan ikke eksperimentelle metoder for å sette opp lukkede reguleringssløyfer løse automatiseringsproblemer fullt ut. teknologisk prosess. Eksperimentelle innstillingsmetoder har innebygde optimaliseringskriterier (kontrollkvalitetskriterier), som begrenser omfanget. Parametrisk syntese av et kontrollsystem som tar hensyn til alle krav mandat, krever en matematisk modell av objektet. Artikkelen gir en analyse av strukturene til matematiske modeller ventilasjonsaggregat, vurderes en metode for å identifisere et ventilasjonsaggregat, og muligheten for å bruke de innhentede modellene for praktisk anvendelse vurderes.

Stikkord: identifikasjon, matematisk modell, ventilasjonsenhet, eksperimentell studie av matematisk modell, kvalitetskriterier for matematisk modell.

PRAKTISKE ASPEKTER VED IDENTIFIKASJON AV MATEMATISK MODELL

AV VENTILERING INSTALLASJON

I forbindelse med forekomsten av nye krav til ventilasjonssystemer, kan eksperimentelle metoder for justering av de lukkede konturene av ledelse "ikke løse et problem med automatisering av teknologiske prosesser til fulle. Eksperimentelle metoder for justering har satt kriteriene for optimalisering (kriterium for styringskvalitet) som begrenser bruksområdet. Parametrisk syntese av kontrollsystemet, det tekniske prosjektet som vurderer alle krav, krever matematisk modell av objektet. av ventilasjonsinstallasjon vurderes, muligheten for bruk av de mottatte modellene for bruk i praksis er estimert.

Stikkord: identifikasjon, matematisk modell, ventilasjonsinstallasjon, eksperimentell forskning av matematisk modell, kvalitetskriterier for matematisk modell.

Introduksjon

Kontroll av ventilasjonsanlegg er en av hovedoppgavene til automatisering tekniske systemer bygning. Krav til styringssystemer av ventilasjonsaggregater er formulert som kvalitetskriterier i tidsdomenet.

Hovedkvalitetskriterier:

1 gang overgangsprosess(tnn) - tid for ventilasjonsaggregatet å gå inn i driftsmodus.

2. Konstant feil (eust) - maksimum toleranse tilluftstemperatur fra innstilt.

Indirekte kvalitetskriterier:

3. Oversving (Ah) - for høyt strømforbruk ved styring av ventilasjonsaggregatet.

4. Graden av fluktuasjon (y) - overdreven slitasje på ventilasjonsutstyr.

5. Graden av dempning (y) - karakteriserer kvaliteten og hastigheten for å etablere det nødvendige temperaturregimet.

Hovedoppgaven med å automatisere ventilasjonssystemet er den parametriske syntesen av kontrolleren. Parametrisk syntese består i å bestemme koeffisientene til kontrolleren for å sikre kvalitetskriteriene for ventilasjonssystemet.

For syntese av en ventilasjonsenhetskontroller velges ingeniørmetoder som er praktiske for bruk i praksis og som ikke krever studier av en matematisk modell av objektet: Nabo18-21Seg1er(G)-metoden, CHen-NgoneS-KeS, schk(SNK)-metoden. Høye krav til kvalitetsindikatorer stilles til modernemer, de tillatte grensebetingelsene for indikatorer er innsnevret, og kontrolloppgaver med flere kriterier vises. Tekniske metoder for justering av regulatorer tillater ikke å endre kontrollkvalitetskriteriene som er innebygd i dem. For eksempel, når du bruker N2-metoden for å stille inn kontrolleren, er kvalitetskriteriet en dempningsfaktor på fire, og ved bruk av SHA-metoden er kvalitetskriteriet maksimal slew rate i fravær av oversving. Bruken av disse metodene for å løse multikriteria kontrollproblemer krever ytterligere manuell justering av koeffisientene. Tiden og kvaliteten på innstilling av kontrollsløyfene, i dette tilfellet, avhenger av erfaringen til serviceingeniøren.

applikasjon moderne virkemidler Matematisk modellering for syntese av ventilasjonsenhetens kontrollsystem forbedrer kvaliteten på kontrollprosessene betydelig, reduserer systemoppsetttiden og tillater også syntese av algoritmiske midler for å oppdage og forhindre ulykker. For å simulere kontrollsystemet er det nødvendig å lage en tilstrekkelig matematisk modell av ventilasjonsenheten (kontrollobjekt).

Den praktiske bruken av matematiske modeller uten å vurdere tilstrekkeligheten forårsaker en rekke problemer:

1. Regulatorinnstillinger oppnådd med matematisk modellering, garanterer ikke samsvar med kvalitetsindikatorer i praksis.

2. Bruk i praksis av kontrollere med innebygget matematisk modell (tvingskontroll, Smiths ekstrapolator osv.) kan føre til en forringelse av kvalitetsindikatorer. Hvis tidskonstanten ikke stemmer overens eller forsterkningen er undervurdert, øker tiden for ventilasjonsaggregatet å nå driftsmodus, hvis forsterkningen er for høy, oppstår det overdreven slitasje på ventilasjonsutstyret osv.

3. Bruk av adaptive kontrollere med estimat i henhold til referansemodellen i praksis fører også til en forringelse av kvalitetsindikatorer tilsvarende eksemplet ovenfor.

4. Kontrollerinnstillinger oppnådd ved optimale kontrollmetoder garanterer ikke samsvar med kvalitetsindikatorer i praksis.

mål denne studien er å bestemme strukturen til den matematiske modellen til ventilasjonsenheten (i henhold til kontrollsløyfen temperaturregime) og vurdering av dens tilstrekkelighet til reelle fysiske prosesser for luftoppvarming i ventilasjonssystemer.

Erfaringen med å designe kontrollsystemer viser at det er umulig å oppnå en matematisk modell som er tilstrekkelig til et reelt system kun på grunnlag av teoretiske studier av de fysiske prosessene i systemet. Derfor, i prosessen med å syntetisere ventilasjonsenhetsmodellen, samtidig med teoretiske studier, ble det utført eksperimenter for å bestemme og avgrense den matematiske modellen av systemet - dets identifikasjon.

Teknologisk prosess av ventilasjonssystemet, organisering av eksperimentet

og strukturell identifikasjon

Kontrollobjektet til ventilasjonssystemet er det sentrale klimaanlegget, der luftstrømmen behandles og tilføres de ventilerte lokalene. Oppgaven til det lokale ventilasjonskontrollsystemet er automatisk vedlikehold tilluftstemperatur i kanalen. Den aktuelle verdien av lufttemperaturen estimeres av en føler installert i tilførselskanalen eller i det betjente rommet. Tilluftstemperaturen styres av en elektrisk eller varmtvannsbereder. Når du bruker en varmtvannsbereder, er det utøvende organet en treveisventil, når du bruker en elektrisk varmeapparat - en pulsbredde- eller tyristorkraftkontroller.

Standard tiler lukket system automatisk styring (CAP), med en PID-regulator som styringsenhet. Strukturen til det automatiserte tifor ventilasjon er vist (fig. 1).

Ris. 1. Strukturskjema over det automatiserte styringssystemet til ventilasjonsaggregatet (tilluftstemperaturkontrollkanal). Wreg - PF av regulatoren, Lio - PF av utøvende organ, Wcal - PF av luftvarmeren, Wvv - overføringsfunksjon til luftkanalen. u1 - temperatursettpunkt, XI - temperatur i kanalen, XI - sensoravlesninger, E1 - reguleringsfeil, U1 - kontrollhandling av regulatoren, U2 - behandling av regulatorsignalet av aktuatoren, U3 - varme overført av varmeren til kanal.

Syntesen av en matematisk modell av et ventilasjonssystem forutsetter at strukturen til hver overføringsfunksjon som er en del av den er kjent. Anvendelsen av en matematisk modell som inneholder overføringsfunksjonene til individuelle elementer i systemet er utfordrende oppgave og garanterer ikke i praksis overlagring av enkeltelementer med originalt system. For å identifisere den matematiske modellen er det praktisk å dele strukturen til ventilasjonskontrollsystemet i to deler: a priori kjent (kontroller) og ukjent (objekt). Overføringsfunksjonen til objektet ^ob) inkluderer: overføringsfunksjonen til det utøvende organet ^o), overføringsfunksjonen til luftvarmeren ^cal), overføringsfunksjonen til luftkanalen ^vv), overføringsfunksjonen til sensoren ^dat). Oppgaven med å identifisere ventilasjonsaggregatet ved regulering av luftstrømmens temperatur reduseres til å bestemme funksjonsforholdet mellom styresignalet til aktiveringselementet til luftvarmeren U1 og temperaturen til luftstrømmen XI.

For å bestemme strukturen til den matematiske modellen til ventilasjonsenheten, er det nødvendig å utføre et identifiseringseksperiment. Å oppnå de ønskede egenskapene er mulig ved passivt og aktivt eksperiment. Den passive eksperimentmetoden er basert på registrering av kontrollerte prosessparametere i modusen for normal drift av objektet uten å introdusere noen bevisste forstyrrelser i det. På oppsettstadiet er ikke ventilasjonssystemet i normal drift, så den passive eksperimentmetoden er ikke egnet for våre formål. Den aktive eksperimentmetoden er basert på bruk av visse kunstige forstyrrelser introdusert i objektet i henhold til et forhåndsplanlagt program.

Det er tre grunnleggende metoder for aktiv identifikasjon av et objekt: metoden for forbigående egenskaper (reaksjonen til et objekt på et "trinn"), metoden for å forstyrre et objekt med periodiske signaler (reaksjonen til et objekt på harmoniske forstyrrelser med forskjellige frekvenser) og metoden for objektets respons på en delta-puls. På grunn av den store tregheten til ventilasjonssystemer (TOB varierer fra titalls sekunder til flere minutter), identifisering ved signaler om peri

For videre lesing av artikkelen må du kjøpe hele teksten. Artikler sendes i formatet PDF til e-postadressen oppgitt under betalingen. Leveringstid er mindre enn 10 minutter. Kostnad per artikkel 150 rubler.

Lignende vitenskapelige arbeider om emnet "Generelle og komplekse problemer innen naturvitenskap og eksakte vitenskaper"

ADAPTIV STYRING AV EN VENTILASJONSENHET MED DYNAMISK TILLUFTSTRØM
Glebov R.S., Tumanov M.P. - 2012
Problemet med styring og modellering av nødsituasjoner i oljegruver
Liskova M.Yu., Naumov I.S. - 2013
OM ANVENDELSE AV TEORIEN OM PARAMETRISK KONTROLL FOR BEREGNERBARE MODELLER FOR GENERELL LIKEVING
ADILOV ZHEKSENBEK MAKEEVICH, ASHIMOV ABDYKAPPAR ASHIMOVICH, ASHIMOV ASCAR ABDIKAPPAROVICH, BOROVSKY NIKOLAY YURIEVICH, BOROVSKY YURI VYACHESLAVOVICH, SULTANOV BAKHYT TURLYKHANOVICH - .
MODELLERING AV ET BIOCLIMATISK TAK VED HJELP AV NATURLIG VENTILASJON
OUEDRAOGO A., OUEDRAOGO I., PALM K., ZEGHMATI B. - 2008

Kjære medlemmer av sertifiseringskomiteen, jeg presenterer det endelige kvalifiseringsarbeidet, hvis formål er utviklingen av et automatisk kontrollsystem for til- og avtrekksventilasjon produksjonsbutikker.

Vi vet at automatisering er en av de kritiske faktorer produktivitetsvekst i industriell produksjon, øke kvaliteten på produkter og tjenester. Den konstante utvidelsen av omfanget av automatisering er en av hovedtrekkene i bransjen i dette stadiet. Det utviklede avgangsprosjektet er en av ideene om å arve det utviklende konseptet med å konstruere "intelligente" bygninger, det vil si gjenstander der forholdene for menneskelig liv er kontrollert med tekniske midler.

Hovedoppgavene som skal løses i designet er modernisering av det eksisterende luftventilasjonssystemet på implementeringsstedet - produksjonsverkstedene til VOMZ OJSC - for å sikre effektiviteten (besparelser i energi- og varmeforbruk, redusere systemvedlikeholdskostnader, redusere nedetid) , opprettholde et komfortabelt mikroklima og renhet av luft i arbeidsområder, drift og stabilitet, pålitelighet av systemet i nødstilfelle/kritiske moduser.

Problemet som vurderes i avgangsprosjektet er på grunn av foreldelse og teknisk foreldelse (slitasje) av det eksisterende kontrollsystemet til PVV. Det distribuerte prinsippet som brukes i konstruksjonen av IPV utelukker muligheten for sentralisert kontroll (lansering og overvåking av staten). Fraværet av en tydelig systemstart/stopp-algoritme gjør også systemet upålitelig på grunn av menneskelige feil, og fraværet av nøddriftsmodi gjør det ustabilt i forhold til oppgavene som løses.

Relevansen av problemet med diplomdesign skyldes den generelle økningen i forekomsten av luftveier og forkjølelse hos arbeidere, den generelle nedgangen i arbeidsproduktivitet og kvaliteten på produktene i dette området. Utviklingen av en ny ACS PVV er direkte relatert til fabrikkens kvalitetspolitikk (ISO 9000), samt programmer for modernisering av fabrikkutstyr og automatisering av livsopprettingssystemer for verksteder.

Det sentrale kontrollelementet i systemet er et automatiseringsskap med mikrokontroller og utstyr, valgt basert på resultatene av markedsundersøkelser (plakat 1). Markedstilbudene er mange, men det utvalgte utstyret er minst like bra som motpartene. Et viktig kriterium var kostnaden, energiforbruket og beskyttelsesytelsen til utstyret.

Funksjonsdiagrammet for automatiseringen av IPV er vist på tegning 1. Den sentraliserte tilnærmingen ble valgt som den viktigste i utformingen av ACS, som lar systemet mobilt bringes til implementering, om nødvendig, i henhold til en blandet tilnærming , som innebærer muligheten for utsendelse og kommunikasjon med andre industrielle nettverk. Den sentraliserte tilnærmingen er svært skalerbar, fleksibel nok - alle disse kvalitetsegenskapene bestemmes av den valgte mikrokontrolleren - WAGO I / O System, samt implementeringen av kontrollprogrammet.

Under konstruksjonen ble automatiseringselementer valgt - aktuatorer, sensorer, valgkriteriet var funksjonalitet, stabilitet i arbeidet i kritiske moduser, parametermåling/kontrollområde, monteringsfunksjoner, signalutgangsskjema, driftsmoduser. De viktigste matematiske modellene velges og driften av lufttemperaturkontrollsystemet med kontroll av posisjonen til spjeldet til treveisventilen simuleres. Simuleringen ble utført i VisSim-miljøet.

For regulering ble metoden for "parameterbalansering" i området med kontrollerte verdier valgt. Proporsjonal ble valgt som kontrollloven, siden det ikke er høye krav til systemets nøyaktighet og hastighet, og området for inngangs-/utgangsverdier er små. Kontrollerfunksjonene utføres av en av kontrollportene i samsvar med kontrollprogrammet. Simuleringsresultatene av denne blokken er presentert i plakat 2.

Systemoperasjonsalgoritmen er vist på tegning 2. Kontrollprogrammet som implementerer denne algoritmen består av funksjonelle blokker, en blokk med konstanter, standard og spesialiserte funksjoner brukes. Fleksibilitet og skalerbarhet av systemet sikres både programmatisk (bruk av FB-er, konstanter, etiketter og overganger, kompakthet av programmet i kontrollerens minne) og teknisk (økonomisk bruk av input/output-porter, redundante porter).

Gir programmert for handlingene til systemet i nødmoduser(overoppheting, viftefeil, hypotermi, tett filter, brann). Algoritmen for systemets drift i brannvernmodus er vist på tegning 3. Denne algoritmen tar hensyn til kravene i standardene for evakueringstid og brannsikkerhetstiltak. Generelt er bruken av denne algoritmen effektiv og bevist av tester. Problemet med modernisering av avtrekkshetter når det gjelder brannsikkerhet ble også løst. Løsningene som ble funnet ble vurdert og akseptert som anbefalinger.

Påliteligheten til det utformede systemet avhenger helt av påliteligheten programvare og fra kontrolleren som helhet. Det utviklede kontrollprogrammet ble utsatt for prosessen med feilsøking, manuell, strukturell og funksjonell testing. Kun anbefalte og sertifiserte enheter er valgt for å sikre pålitelighet og samsvar med garantien for automasjonsutstyr. Produsentens garanti for det valgte automatiseringsskapet, med forbehold om overholdelse av garantiforpliktelser, er 5 år.

Det ble også utviklet en generalisert struktur av systemet, et klokkesyklogram for systemoperasjonen ble bygget, en tabell over tilkoblinger og kabelmerker, et ACS-installasjonsdiagram ble dannet.

De økonomiske indikatorene for prosjektet, beregnet av meg i den organisatoriske og økonomiske delen, vises på plakat nr. 3. Den samme plakaten viser et stripediagram over designprosessen. Kriterier i henhold til GOST RISO/IEC 926-93 ble brukt for å evaluere kvaliteten på kontrollprogrammet. Evalueringen av den økonomiske effektiviteten av utbyggingen ble utført ved hjelp av en SWOT-analyse. Det er åpenbart at det utformede systemet har en lav kostnad (kostnadsstruktur - plakat 3), og det er nok raske frister tilbakebetaling (beregnet ved å bruke minimumsparing). Dermed kan vi konkludere om den høye økonomiske effektiviteten til utbyggingen.

I tillegg ble spørsmål om arbeidsbeskyttelse, elektrisk sikkerhet og miljøvennlighet av systemet løst. Valg av ledende kabler, luftkanalfiltre er begrunnet.

Det ble således som et resultat av oppgaven utviklet et moderniseringsprosjekt som er optimalt i forhold til alle kravene som stilles. Dette prosjektet anbefales for gjennomføring i samsvar med vilkårene for modernisering av anleggsutstyret.

Hvis kostnadseffektiviteten og kvaliteten på prosjektet er bekreftet prøvetid, er det planlagt å implementere ekspeditørnivået ved hjelp av lokalt nettverk bedrifter, samt modernisering av ventilasjon av andre industrilokaler for å kombinere dem til et enkelt industrielt nettverk. Følgelig inkluderer disse stadiene utvikling av avsenderprogramvare, logging av systemstatus, feil, ulykker (DB), organisering av en automatisert arbeidsplass eller en kontrollpost (CCP). Det er også mulig å jobbe svakheter det eksisterende systemet, for eksempel modernisering av behandlingsenheter, samt komplettering av luftinntaksventiler med frysemekanisme.

merknad

Diplomprosjektet inkluderer en introduksjon, 8 kapitler, en konklusjon, referanseliste, søknader og er på 141 sider maskinskrevet tekst med illustrasjoner.

Den første delen gir en oversikt og analyse av behovet for å designe et automatisk styringssystem for til- og avtrekksventilasjon (SAU SVV) av produksjonsbutikker, markedsundersøkelse automatiseringsskap. Typiske ventilasjonsopplegg og alternative tilnærminger for å løse problemer med graderingsdesign vurderes.

I den andre delen er det gitt en beskrivelse av det eksisterende systemet for PVW som er gjenstand for implementering - OAO VOMZ, som en teknologisk prosess. Et generalisert blokkskjema for automatisering for den teknologiske prosessen med luftforberedelse blir dannet.

I den tredje delen er det formulert et utvidet teknisk forslag for å løse problemene med eksamensdesign.

Den fjerde delen er viet utviklingen av selvgående våpen. Elementer av automatisering og kontroll velges, deres tekniske og matematiske beskrivelser presenteres. En algoritme for å kontrollere tilluftstemperaturen er beskrevet. Det er laget en modell og det er gjennomført simulering av driften av ACS for å opprettholde lufttemperaturen i rommet. Utvalgt og begrunnet elektriske ledninger. Et klokkesyklogram for systemoperasjonen er konstruert.

Den femte delen inneholder de tekniske egenskapene til den programmerbare logiske kontroller (PLC) WAGO I/O System. Tabellene over tilkoblinger av sensorer og aktuatorer med PLS-porter er gitt, inkl. og virtuelle.

Den sjette delen er viet utviklingen av fungerende algoritmer og skriving av et PLS-kontrollprogram. Valget av programmeringsmiljø er begrunnet. Blokkalgoritmer for å trene ut av systemet er gitt nødsituasjoner, blokk-algoritmer av funksjonelle blokker, problemløsning start, kontroll og regulering. Seksjonen inkluderer resultatene av testing og feilsøking av PLS-kontrollprogrammet.

Den syvende delen tar for seg prosjektets sikkerhet og miljøvennlighet. En analyse av farlige og skadelige faktorer under driften av ACS PVV utføres, det tas en beslutning om arbeidsbeskyttelse og sikring av miljøvennligheten til prosjektet. Beskyttelse av systemet mot nødsituasjoner er under utvikling, inkl. styrking av systemet med tanke på brannsikring og sikring av driftsstabilitet i nødssituasjoner. Det utviklede hovedfunksjonsdiagrammet for automatisering med spesifikasjon er presentert.

Den åttende delen er viet den organisatoriske og økonomiske begrunnelsen for utviklingen. Beregningen av kostnad, effektivitet og tilbakebetalingstid for designutvikling, inkl. med tanke på implementeringsstadiet. Stadiene i prosjektutviklingen reflekteres, arbeidsintensiteten til arbeidet er estimert. Det gis en vurdering av den økonomiske effektiviteten til prosjektet ved hjelp av en SWOT-analyse av utviklingen.

Avslutningsvis gis konklusjoner på avgangsprosjektet.

Introduksjon

Automatisering er en av de viktigste faktorene i veksten av arbeidsproduktiviteten i industriell produksjon. En kontinuerlig betingelse for å akselerere veksthastigheten for automatisering er utviklingen tekniske midler automasjon. Automatiseringstekniske midler inkluderer alle enheter som er inkludert i kontrollsystemet og designet for å motta informasjon, overføre den, lagre og konvertere den, samt å implementere kontroll- og reguleringshandlinger på det teknologiske kontrollobjektet.

Utviklingen av teknologiske midler for automatisering er en kompleks prosess, som er basert på interessene til automatisert forbrukerproduksjon, på den ene siden, og de økonomiske evnene til produksjonsbedrifter, på den andre. Det primære insentivet for utvikling er å øke effektiviteten i produksjonen - forbrukere, gjennom innføring av ny teknologi kan være hensiktsmessig bare hvis kostnadene er raskt betalt tilbake. Derfor bør kriteriet for alle beslutninger om utvikling og implementering av nye verktøy være den totale økonomiske effekten, tatt i betraktning alle kostnadene ved utvikling, produksjon og implementering. Følgelig, for utviklingen, bør produksjonen først og fremst tas av alternativene for tekniske midler som gir maksimal total effekt.

Den konstante utvidelsen av omfanget av automatisering er en av hovedtrekkene i bransjen på dette stadiet.

Spesiell oppmerksomhet rettes mot spørsmålene om industriell økologi og arbeidssikkerhet i produksjonen. Ved utforming moderne teknologi, utstyr og strukturer, er det nødvendig å vitenskapelig underbygge utviklingen av sikkerhet og ufarlighet i arbeidet.

På det nåværende utviklingsstadiet Nasjonal økonomi land en av hovedoppgavene er å øke effektiviteten av sosial produksjon på grunnlag av den vitenskapelige og teknologiske prosessen og mer full bruk av alle reserver. Denne oppgaven er uløselig knyttet til problemet med å optimalisere designløsninger, hvis formål er å skape de nødvendige forutsetningene for å øke effektiviteten av kapitalinvesteringer, redusere tilbakebetalingstidene deres og sikre den største økningen i produksjonen per brukt rubel. Å øke arbeidsproduktiviteten, produsere høykvalitetsprodukter, forbedre arbeids- og hvileforhold for arbeidere leveres av luftventilasjonssystemer som skaper nødvendig mikroklima og luftkvalitet i lokalene.

Formålet med diplomprosjektet er utvikling av et automatisk styringssystem for til- og avtrekksventilasjon (ACS PVV) av produksjonsbutikker.

Problemet som vurderes i avgangsprosjektet skyldes slitasjen på det automatiske utstyrssystemet til PVV ved JSC "Vologda Optical and Mechanical Plant". I tillegg er systemet utformet distribuert, noe som eliminerer muligheten for sentralisert styring og overvåking. Stedet for sprøytestøping (B-kategori for brannsikkerhet), så vel som lokalene ved siden av det - stedet for CNC-maskiner, planleggings- og ekspedisjonsbyrå, varehus, ble valgt som gjenstand for implementering.

Oppgavene til avgangsprosjektet er formulert som et resultat av en studie av den nåværende tilstanden til ACS PVV og på grunnlag av en analytisk gjennomgang, er gitt i avsnitt 3 "Teknisk forslag".

Bruk av kontrollert ventilasjon åpner for nye muligheter for å løse ovennevnte problemer. Det utviklede automatiske kontrollsystemet skal være optimalt når det gjelder å utføre de angitte funksjonene.

Som nevnt ovenfor skyldes relevansen av utviklingen både foreldelsen av de eksisterende selvgående kanonene, en økning i antallet reparasjonsarbeid på "ventilasjonsrutene", og den generelle økningen i forekomsten av luftveier og forkjølelse hos arbeidere, trenden med forverring av helse under langt arbeid, og som et resultat en generell nedgang i arbeidsproduktivitet og produktkvalitet. Det er viktig å merke seg at det eksisterende brannkontrollsystemet ikke er forbundet med brannautomatikk, noe som er uakseptabelt for denne typen produksjon. Utviklingen av en ny ACS PVV er direkte relatert til fabrikkens kvalitetspolitikk (ISO 9000), samt programmer for modernisering av fabrikkutstyr og automatisering av livsopprettingssystemer for verksteder.

Avgangsprosjektet bruker Internett-ressurser (fora, digitale biblioteker, artikler og publikasjoner, elektroniske portaler), samt teknisk litteratur om det nødvendige fagområdet og tekster av standarder (GOST, SNIP, SanPiN). Utviklingen av ACS PVV utføres også under hensyntagen til forslag og anbefalinger fra spesialister, på grunnlag av eksisterende installasjonsplaner, kabelruter, luftkanalsystemer.

Det er verdt å merke seg at problemet som ble reist i avgangsprosjektet finner sted i nesten alle gamle fabrikker i det militærindustrielle komplekset, re-utstyr av verksteder er en av de viktigste oppgavene når det gjelder å sikre produktkvalitet for sluttforbrukeren. Dermed vil diplomdesignet reflektere den akkumulerte erfaringen med å løse lignende problemer i virksomheter med lignende type produksjon.

1. Analytisk gjennomgang

1.1 Generell analyse av behovet for utforming av ACS PVV

Den viktigste kilden til å spare drivstoff og energiressurser brukt på varmeforsyning av store industribygg med betydelig forbruk av varme og elektrisk energi, er å øke effektiviteten til systemet for tilførsel og avtrekksventilasjon (PVV) basert på bruk av moderne prestasjoner innen data- og kontrollteknologi.

Vanligvis brukes lokale automasjonsverktøy for å kontrollere ventilasjonssystemet. Den største ulempen med slik regulering er at den ikke tar hensyn til bygningens faktiske luft- og varmebalanse og reelle værforhold: utelufttemperatur, vindhastighet og retning, atmosfærisk trykk.

Derfor, under påvirkning av lokale automatiseringsmidler, fungerer luftventilasjonssystemet som regel ikke i optimal modus.

Effektiviteten til tilførsels- og avtrekksventilasjonssystemet kan økes betydelig dersom systemene styres optimalt basert på bruk av et sett med passende maskinvare- og programvareverktøy.

Formasjon termisk regime kan representeres som et samspill av forstyrrende og regulerende faktorer. For å bestemme kontrollhandlingen er det nødvendig med informasjon om egenskapene og antall inngangs- og utgangsparametere og betingelsene for varmeoverføringsprosessen. Siden hensikten med å kontrollere ventilasjonsutstyr er å sikre de nødvendige luftforholdene i arbeidsplass lokaler til bygninger med minimale energi- og materialkostnader, så vil det ved hjelp av en datamaskin være mulig å finne beste alternativet og utvikle passende kontrollhandlinger på dette systemet. Som et resultat, en datamaskin med et passende sett med maskinvare og programvare skjemaer automatisert system styring av det termiske regimet til bygningers lokaler (ACS TRP). Samtidig bør det også bemerkes at under datamaskinen kan man forstå både kontrollpanelet til PVV, og panelet for å overvåke tilstanden til PVV, samt enkel datamaskin med et program for modellering av ACS PVV, bearbeiding av resultatene og operativ ledelse basert på dem.

Et automatisk kontrollsystem er en kombinasjon av et kontrollobjekt (en kontrollert teknologisk prosess) og kontrollenheter, hvis interaksjon sikrer den automatiske flyten av prosessen i samsvar med et gitt program. I dette tilfellet forstås den teknologiske prosessen som en sekvens av operasjoner som må utføres for å oppnå et ferdig produkt fra råstoffet. Ved PVV ferdig produkt er luften i det bemannede rommet med spesifiserte parametere (temperatur, gasssammensetning osv.), og råstoffet er ute- og avtrekksluft, varmebærere, elektrisitet mv.

Grunnlaget for funksjonen til ACS PVV, så vel som ethvert kontrollsystem, bør være basert på prinsippet om tilbakemelding (OS): utvikling av kontrollhandlinger basert på informasjon om objektet oppnådd ved hjelp av sensorer installert eller distribuert ved objektet.

Hver spesifikke ACS er utviklet på grunnlag av en gitt teknologi for behandling av innløpsluftstrømmen. Ofte er tilførsels- og avtrekksventilasjonssystemet knyttet til et klimaanlegg (forberedelse) system, noe som også gjenspeiles i utformingen av kontrollautomatisering.

Ved bruk frakoblede enheter eller komplett teknologiske installasjoner luftbehandling ACS leveres allerede innebygd i utstyret og allerede integrert med visse kontrollfunksjoner, som vanligvis er beskrevet i detalj i den tekniske dokumentasjonen. I dette tilfellet må justering, vedlikehold og drift av slike kontrollsystemer utføres i strengt samsvar med spesifisert dokumentasjon.

En analyse av de tekniske løsningene til moderne ventilasjonsutstyr fra ledende produsenter av ventilasjonsutstyr har vist at kontrollfunksjoner kan deles inn i to kategorier:

Kontrollfunksjoner bestemt av luftbehandlingsteknologi og utstyr;

Tilleggsfunksjoner, som for det meste er servicefunksjoner, presenteres som know-how til selskapene og vurderes ikke her.

PÅ generelt syn de viktigste teknologiske funksjonene til styringen av luftbehandlingsutstyret kan deles inn i følgende grupper (fig. 1.1)

Ris. 1.1 - De viktigste teknologiske funksjonene til kontrollen av PVV

La oss beskrive hva som menes med PWV-funksjonene vist i fig. 1.1.

1.1.1 Funksjon "Overvåke og registrere parametere".

I samsvar med SNiP 2.04.05-91 er de obligatoriske kontrollparametrene:

Temperatur og trykk i felles tilførsels- og returrørledninger og ved utløpet av hver varmeveksler;

Temperaturen på luften ute, tilluft etter varmeveksleren, samt temperaturen i rommet;

MPC-normer skadelige stoffer i luften som trekkes ut fra rommet (tilstedeværelse av gasser, forbrenningsprodukter, ikke-giftig støv).

Andre parametere i tillufts- og avtrekksventilasjonsanlegg styres ved behov spesifikasjoner utstyr eller driftsforhold.

Fjernkontroll er gitt for måling av hovedparametrene til den teknologiske prosessen eller parametere som er involvert i implementeringen av andre kontrollfunksjoner. Slik kontroll utføres ved hjelp av sensorer og måletransdusere med utgang (om nødvendig) av de målte parametrene på indikatoren eller skjermen til kontrollenheten (kontrollpanel, dataskjerm).

For å måle andre parametere brukes vanligvis lokale (bærbare eller stasjonære) instrumenter - som indikerer termometre, trykkmålere, enheter for spektralanalyse av luftsammensetning, etc.

Bruken av lokale kontrollenheter bryter ikke med det grunnleggende prinsippet for kontrollsystemer - prinsippet om tilbakemelding. I dette tilfellet implementeres det enten ved hjelp av en person (operatør eller vedlikeholdspersonell), eller ved hjelp av et kontrollprogram "hardwired" i mikroprosessorminnet.

1.1.2 Funksjon "drifts- og programstyring"

Det er også viktig å implementere et slikt alternativ som "startsekvens". For å sikre normal oppstart av PVV-systemet, bør følgende tas i betraktning:

Foreløpig åpning av luftspjeldene før start av viftene. Dette skyldes det faktum at ikke alle spjeld i lukket tilstand tåler trykkforskjellen som skapes av viften, og tiden for full åpning av spjeldet av den elektriske driften når to minutter.

Separasjon av øyeblikkene for å starte elektriske motorer. Asynkrone motorer kan ofte ha store startstrømmer. Hvis viftene, spjelddrevene og andre drivverk startes samtidig, er det på grunn av stor belastning på elektrisk nettverk bygning, vil spenningen synke kraftig, og det kan hende at de elektriske motorene ikke starter. Derfor er starten av elektriske motorer, spesielt høy effekt, må spres over tid.

Forvarming av varmeren. Hvis varmtvannsberederen ikke er forvarmet, kan frostsikringen aktiveres ved lave utetemperaturer. Derfor, når du starter systemet, er det nødvendig å åpne tilluftsspjeldene, åpne treveisventilen til varmtvannsberederen og varme opp varmeren. Som regel aktiveres denne funksjonen når utetemperaturen er under 12 °C.

Det motsatte alternativet er "avslutningssekvensen" Når du slår av systemet, bør du vurdere:

Stoppforsinkelse av tilluftsviften i aggregater med elektrisk varmeovn. Etter å ha fjernet spenningen fra den elektriske varmeovnen, bør den avkjøles en stund uten å slå av tilluftsviften. Ellers kan varmeelementet til luftvarmeren (termisk elektrisk varmeapparat - varmeelement) svikte. For de eksisterende oppgavene med diplomdesign er dette alternativet ikke viktig på grunn av bruken av en varmtvannsbereder, men det er også viktig å merke seg det.

På grunnlag av de valgte alternativene for drifts- og programstyring er det således mulig å presentere en typisk tidsplan for å slå på og av enhetene til luftbehandlingsenhetene.

Ris. 1.2 - Typisk syklogram for ACS PVV-drift med en varmtvannsbereder

Hele denne syklusen (fig. 1.2) skal systemet fungere automatisk, og i tillegg bør det sørges for en individuell oppstart av utstyret, som er nødvendig under justering og forebyggende vedlikehold.

Like viktig er funksjonene til programstyring, som å endre vinter-sommermodus. Implementeringen av disse funksjonene er spesielt relevant i moderne forhold mangel på energiressurser. I forskriftsdokumenter er utførelsen av denne funksjonen av rådgivende karakter - "for offentlige, administrative, bolig- og industribygg bør det som regel sørges for programmatisk regulering av parametere, noe som sikrer en reduksjon i varmeforbruket."

I det enkleste tilfellet gir disse funksjonene enten generell avstengning av klimaanlegget på et bestemt tidspunkt, eller en reduksjon (økning) i den innstilte verdien til en kontrollert parameter (for eksempel temperatur) avhengig av endringer i varmebelastningen i betjent rom.

Mer effektiv, men også vanskeligere å implementere, er programvarekontroll, som sørger for automatisk endring i strukturen til klimaanlegget og algoritmen for driften, ikke bare i tradisjonell vinter-sommermodus, men også i overgangsmoduser. Analysen og syntesen av strukturen til EWP og algoritmen for driften utføres vanligvis på grunnlag av deres termodynamiske modell.

I dette tilfellet er hovedmotivasjons- og optimaliseringskriteriet som regel ønsket om å sikre, muligens, minimum energiforbruk med begrensninger på kapitalkostnader, dimensjoner, etc.

1.1.3 Funksjon " beskyttende funksjoner og låser"

Beskyttelsesfunksjoner og forriglinger felles for automasjonssystemer og elektrisk utstyr (beskyttelse mot kortslutning, overoppheting, bevegelsesbegrensninger, etc.) er fastsatt av interdepartemental normative dokumenter. Slike funksjoner implementeres vanligvis av separate enheter (sikringer, reststrømenheter, grensebrytere, etc.). Bruken av dem er regulert av reglene for elektrisk installasjon (PUE), brannsikkerhetsregler (PPB).

Frostbeskyttelse. Funksjon automatisk beskyttelse fra frysing bør gis i områder med en estimert utetemperatur for den kalde perioden på minus 5 ° C og under. Varmevekslerne til den første oppvarmingen (vannvarmeren) og rekuperatorene (hvis noen) er underlagt beskyttelse.

Vanligvis utføres frostbeskyttelsen til varmevekslere på grunnlag av sensorer eller sensorreléer for lufttemperaturen nedstrøms for apparatet og temperaturen til varmebæreren i returrørledningen.

Faren for frysing forutses av lufttemperaturen foran apparatet (tн<5 °С). При достижении указанных значений полностью открывают клапаны и останавливают приточный вентилятор.

I ikke-arbeidstid, for systemer med frostsikring, må ventilen stå på gløtt (5-25%) med uteluftspjeld lukket. For større pålitelighet av beskyttelse når systemet er slått av, er funksjonen for automatisk regulering (stabilisering) av vanntemperaturen i returrørledningen noen ganger implementert.

1.1.4 Funksjon "beskyttelse av teknologisk utstyr og elektrisk utstyr"

1. Filterkontamineringskontroll

Filtertilstoppingskontroll vurderes av trykkfallet over filteret, som måles av en differansetrykksensor. Sensoren måler forskjellen i lufttrykk før og etter filteret. Det tillatte trykkfallet over filteret er angitt i passet (for trykkmålere presentert på fabrikkens luftruter, i henhold til databladet - 150-300 Pa). Denne differansen stilles inn under systemoppstart på differensialsensoren (sensorinnstilling). Når settpunktet er nådd, sender sensoren et signal om maksimal støvhet til filteret og behovet for vedlikehold eller utskifting. Hvis filteret ikke er rengjort eller skiftet innen en viss tid (vanligvis 24 timer) etter at støvgrensealarmen er utstedt, anbefales det å sørge for en nødavstengning av systemet.

Lignende sensorer anbefales å installere på vifter. Hvis viften eller viftedrivremmen svikter, må systemet slås av i nødmodus. Imidlertid blir slike sensorer ofte neglisjert av økonomiske årsaker, noe som i stor grad kompliserer systemdiagnostikk og feilsøking i fremtiden.

2. Andre automatiske låser

I tillegg bør det leveres automatiske låser for:

Åpning og lukking av uteluftventiler når vifter slås på og av (spjeld);

Åpning og lukking av ventiler til ventilasjonssystemer forbundet med luftkanaler for full eller delvis utskiftbarhet i tilfelle svikt i et av systemene;

Lukkeventiler til ventilasjonssystemer for rom beskyttet av når viftene til ventilasjonssystemene til disse rommene er slått av;

Sikre minimumsstrøm av uteluft i systemer med variabel strømning mv.

1.1.5 Kontrollfunksjoner

Regulatoriske funksjoner - automatisk vedlikehold av de innstilte parametrene er de viktigste per definisjon for tilførsels- og avtrekksventilasjonssystemer som opererer med variabel strømning, resirkulering av luft, luftoppvarming.

Disse funksjonene utføres ved hjelp av lukkede kontrollsløyfer, der tilbakemeldingsprinsippet er til stede i en eksplisitt form: informasjon om objektet som kommer fra sensorer konverteres av kontrollenheter til kontrollhandlinger. På fig. 1.3 viser et eksempel på en tilluftstemperaturreguleringssløyfe i et luftkondisjoneringsanlegg med kanal. Lufttemperaturen opprettholdes av en varmtvannsbereder som kjølevæsken føres gjennom. Luften som passerer gjennom varmeren varmes opp. Lufttemperaturen etter varmtvannsberederen måles av en sensor (T), deretter føres verdien til sammenligningsenheten (US) for den målte temperaturverdien og settpunkttemperaturen. Avhengig av differansen mellom settpunkttemperaturen (Tset) og den målte temperaturverdien (Tmeas), genererer reguleringsenheten (P) et signal som virker på aktuatoren (M - treveisventil elektrisk drift). Aktuatoren åpner eller lukker treveisventilen til en posisjon der feilen er:

e \u003d Tust - Tism

vil være minimal.

Ris. 1.3 - Tilluftstemperaturkontrollkrets i luftkanalen med vannvarmeveksler: T - føler; USA - sammenligningsenhet; P - kontrollenhet; M - utøvende enhet

Dermed er konstruksjonen av et automatisk kontrollsystem (ACS) basert på kravene til nøyaktighet og andre parametere for dets drift (stabilitet, oscillasjon, etc.) redusert til valget av dets struktur og elementer, samt til bestemmelse av kontrollerens parametere. Vanligvis gjøres dette av automasjonsspesialister som bruker klassisk kontrollteori. Jeg vil bare legge merke til at kontrollerinnstillingene bestemmes av de dynamiske egenskapene til kontrollobjektet og den valgte kontrollloven. Reguleringsloven er forholdet mellom inngangs- (?) og utgangssignaler (Ur) til regulatoren.

Den enkleste er den proporsjonale reguleringsloven, i hvilken? og Ur er forbundet med en konstant koeffisient Kp. Denne koeffisienten er innstillingsparameteren til en slik kontroller, som kalles P-regulatoren. Implementeringen krever bruk av et justerbart forsterkerelement (mekanisk, pneumatisk, elektrisk, etc.), som kan fungere både med og uten en ekstra energikilde.

En av variantene av P-kontrollere er posisjonskontrollere som implementerer en proporsjonal kontrolllov ved Kp og danner et utgangssignal Ur med et visst antall konstante verdier, for eksempel to eller tre, tilsvarende to- eller treposisjonskontrollere. Slike kontrollere kalles noen ganger relékontrollere på grunn av likheten mellom deres grafiske egenskaper og et relé. Innstillingsparameteren til slike regulatorer er verdien av dødsonen De.

I teknologien for automatisering av ventilasjonssystemer har på-av-kontrollere, på grunn av deres enkelhet og pålitelighet, funnet bred anvendelse for å kontrollere temperatur (termostater), trykk (trykkbrytere) og andre parametere i prosesstilstanden.

To-posisjonsregulatorer brukes også i systemer for automatisk beskyttelse, blokkering og bytte av utstyrsdriftsmodus. I dette tilfellet utføres deres funksjoner av sensor-reléer.

Til tross for disse fordelene med P-regulatorer, har de en stor statisk feil (for små verdier av Kp) og en tendens til selvoscillering (for store verdier av Kp). Derfor, med høyere krav til de regulatoriske funksjonene til automasjonssystemer når det gjelder nøyaktighet og stabilitet, brukes også mer komplekse kontrolllover, for eksempel PI- og PID-lover.

Også reguleringen av luftvarmetemperaturen kan utføres av en P-regulator, som fungerer i henhold til balanseringsprinsippet: øk temperaturen når verdien er mindre enn den innstilte verdien, og omvendt. Denne tolkningen av loven har også funnet anvendelse i systemer som ikke krever høy nøyaktighet.

1.2 Analyse av eksisterende typiske ordninger for automatisk ventilasjon av produksjonsbutikker

Det finnes en rekke standardimplementeringer av automatisering av tilførsels- og avtrekksventilasjonssystemet, som hver har en rekke fordeler og ulemper. Jeg bemerker at til tross for tilstedeværelsen av mange standardopplegg og utviklinger, er det svært vanskelig å lage en slik ACS som ville være fleksibel med tanke på innstillinger i forhold til produksjonen der den blir implementert. Derfor, for utformingen av en ACS for luft- og luftventilasjon, en grundig analyse av den eksisterende ventilasjonsstrukturen, en analyse av de teknologiske prosessene i produksjonssyklusen, samt en analyse av kravene til arbeidsbeskyttelse, økologi, elektrisk og brannsikkerhet kreves. Dessuten er ofte designet ACS PVV spesialisert i forhold til sitt bruksområde.

I alle fall blir følgende grupper vanligvis betraktet som typiske startdata i det innledende designstadiet:

1. Generelle data: territoriell plassering av objektet (by, distrikt); type og formål med objektet.

2. Informasjon om bygningen og lokalene: planer og snitt som angir alle dimensjoner og høyder i forhold til bakkenivå; indikasjon av kategoriene av lokaler (på arkitektoniske planer) i samsvar med brannsikkerhetsstandarder; tilgjengelighet av tekniske områder med indikasjon på deres størrelser; plassering og egenskaper ved eksisterende ventilasjonssystemer; egenskaper til energibærere;

3. Informasjon om den teknologiske prosessen: tegninger av det teknologiske prosjektet (planer) som indikerer plassering av teknologisk utstyr; spesifikasjon av utstyr med indikasjon på installert kapasitet; egenskaper ved det teknologiske regimet -- antall arbeidsskift, gjennomsnittlig antall arbeidere per skift; utstyrsdriftsmodus (driftens samtidighet, belastningsfaktorer, etc.); mengden skadelige utslipp til luften (MAC av skadelige stoffer).

Som de første dataene for å beregne automatiseringen av PVV-systemet, tar de ut:

Ytelsen til det eksisterende systemet (kraft, luftutveksling);

Liste over luftparametere som skal reguleres;

Begrensninger for regulering;

Driften av automatisering ved mottak av signaler fra andre systemer.

Dermed er utførelsen av automatiseringssystemet designet basert på oppgavene som er tildelt det, under hensyntagen til normer og regler, samt generelle innledende data og ordninger. Utforming av ordningen og valg av utstyr for venutføres individuelt.

La oss presentere de eksisterende typiske ordningene for tilførsels- ogemer, vi vil karakterisere noen av dem angående muligheten for å bruke dem til å løse problemene med avgangsprosjektet (fig. 1.4 - 1.5, 1.9).

Ris. 1.4 - ACS direktestrømsventilasjon

Disse automatiseringssystemene har funnet aktiv bruk i fabrikker, fabrikker, kontorbygg. Kontrollobjektet her er automatiseringsskapet (kontrollpanel), festeenhetene er kanalsensorer, kontrollhandlingen er på motorene til viftemotorene, spjeldmotorer. Det er også en oppvarming/kjøling ATS. Ser vi fremover, kan det bemerkes at systemet vist i Fig. 1.4a er en prototype av systemet som må brukes i sprøytestøpeseksjonen til OAO Vologda Optical and Mechanical Plant. Luftkjøling i industrilokaler er ineffektiv på grunn av volumet i disse lokalene, og oppvarming er en forutsetning for riktig funksjon av det automatiske luftkontrollsystemet.

Ris. 1,5- ACS ventilasjon med varmevekslere

Konstruksjonen av et automatisk kontrollsystem for PVV ved bruk av varmegjenvinningsenheter (recuperatorer) gjør det mulig å løse problemene med overdreven forbruk av elektrisitet (for elektriske varmeovner), problemene med utslipp til miljøet. Betydningen av rekreasjon er at luften som er ugjenkallelig fjernet fra rommet, med en temperaturinnstilt i rommet, utveksler energi med den innkommende uteluften, hvis parametere som regel avviker betydelig fra de som er satt. De. om vinteren varmer den varme avtrekksluften som fjernes delvis opp uteluften, mens om sommeren kjøler den kjøligere avtrekksluften delvis ned tilluften. I beste fall kan gjenvinning redusere energiforbruket til tilluftsbehandling med 80 %.

Teknisk sett utføres gjenvinning i til- og avtrekksventilasjon ved hjelp av roterende varmevekslere og systemer med mellomliggende varmebærer. Dermed får vi en gevinst både i å varme opp luften og redusere åpningen av spjeldene (mer tomgangstid for motorene som styrer spjeldene er tillatt) - alt dette gir en samlet gevinst i forhold til å spare strøm.

Varmegjenvinningssystemer er lovende og aktive og introduseres for å erstatte eldre ventilasjonsanlegg. Det er imidlertid verdt å merke seg at slike systemer koster ekstra kapitalinvesteringer, men tilbakebetalingstiden deres er relativt kort, mens lønnsomheten er svært høy. Også fraværet av konstant utslipp til miljøet øker miljøytelsen til en slik organisasjon av automatisk utstyr. Forenklet drift av systemet med varmegjenvinning fra luft (luftresirkulering) er vist i fig. 1.6.

Ris. 1.6 - Drift av luftvekslingssystemet med resirkulering (gjenvinning)

Kryssstrøm- eller platevarmevekslere (fig. 1.5 c, d) består av plater (aluminium), som representerer et system av kanaler for strømmen av to luftstrømmer. Kanalveggene er felles for til- og avtrekksluft og er enkle å overføre. På grunn av den store utvekslingsflaten og den turbulente luftstrømmen i kanalene oppnås en høy grad av varmegjenvinning (varmeoverføring) med relativt lav hydraulisk motstand. Effektiviteten til platevarmevekslere når 70%.

Ris. 1.7 - Organisering av luftutveksling av ACS PVV basert på platevarmevekslere

Kun den fornuftige varmen fra avtrekksluften utnyttes, siden Tilførsels- og avtrekksluften blandes ikke på noen måte, og kondensatet som dannes under avkjølingen av avtrekksluften holdes tilbake av separatoren og fjernes av dreneringssystemet fra avløpsbeholderen. For å forhindre frysing av kondensat ved lave temperaturer (ned til -15°C), stilles de tilsvarende kravene til automatisering: den må sikre periodisk stans av tilførselsviften eller fjerning av en del av uteluften inn i bypasskanalen som omgår varmen vekslerkanaler. Den eneste begrensningen i anvendelsen av denne metoden er den obligatoriske kryssingen av tilførsels- og eksosgrenene på ett sted, som i tilfelle av en enkel modernisering av ACS medfører en rekke vanskeligheter.

Gjenvinningssystemer med en mellomkjølevæske (fig. 1.5 a, b) er et par varmevekslere forbundet med en lukket rørledning. Den ene varmeveksleren er plassert i avtrekkskanalen, og den andre i tilførselskanalen. En ikke-frysende glykolblanding sirkulerer i en lukket krets og overfører varme fra en varmeveksler til en annen, og i dette tilfellet kan avstanden fra luftbehandlingsaggregatet til avtrekksaggregatet være svært betydelig.

Effektiviteten til varmegjenvinning med denne metoden overstiger ikke 60%. Kostnaden er relativt høy, men i noen tilfeller kan dette være eneste mulighet for varmegjenvinning.

Ris. 1.8 - Prinsippet om varmegjenvinning ved bruk av en mellomliggende varmebærer

Roterende varmeveksler (roterende varmeveksler, rekuperator) - er en rotor med kanaler for horisontal luftpassasje. En del av rotoren er plassert i avtrekkskanalen, og en del er i tilførselskanalen. Roterende mottar rotoren varme fra avtrekksluften og overfører den til tilluften, og både følbar og latent varme, samt fuktighet, overføres. Effektiviteten til varmegjenvinning er maksimal og når 80 %.

Ris. 1.9 - ACS PVV med en roterende varmeveksler

Begrensningen på bruken av denne metoden er først og fremst pålagt av det faktum at opptil 10 % av avtrekksluften er blandet med tilluften, og i noen tilfeller er dette uakseptabelt eller uønsket (hvis luften har et betydelig forurensningsnivå) . Designkravene er lik den forrige versjonen - eksos- og tilførselsmaskinene er plassert på samme sted. Denne metoden er dyrere enn den første og brukes sjelden.

Generelt er systemer med gjenvinning 40-60 % dyrere enn tilsvarende systemer uten gjenvinning, men driftskostnadene vil variere betydelig. Selv med dagens energipriser overstiger ikke tilbakebetalingstiden for et gjenvinningssystem to fyringssesonger.

Jeg vil merke meg at energisparing også påvirkes av kontrollalgoritmer. Det bør imidlertid alltid tas i betraktning at alle ventilasjonssystemer er designet for noen gjennomsnittlige forhold. For eksempel ble uteluftstrømhastigheten bestemt for ett antall personer, men i virkeligheten kan rommet være mindre enn 20% av den aksepterte verdien, selvfølgelig, i dette tilfellet vil den beregnede uteluftstrømmen være klart overdreven, ventilasjon i overdreven modus vil føre til et urimelig tap av energiressurser. Det er logisk i dette tilfellet å vurdere flere driftsmoduser, for eksempel vinter / sommer. Hvis automatisering er i stand til å stille inn slike moduser, er besparelsene åpenbare. En annen tilnærming er knyttet til regulering av uteluftstrømmen avhengig av kvaliteten på gassmiljøet inne i rommet, d.v.s. automatiseringssystemet inkluderer gassanalysatorer for skadelige gasser og velger verdien på uteluftstrømmen slik at innholdet av skadelige gasser ikke overstiger de maksimalt tillatte verdiene.

1.3 Markedsundersøkelser

For tiden er alle verdens ledende produsenter av ventilasjonsutstyr bredt representert på markedet for automatisering for tilførsels- og avtrekksventilasjon, og hver av dem spesialiserer seg på produksjon av utstyr i et bestemt segment. Hele markedet for ventilasjonsutstyr kan deles inn i følgende bruksområder:

Husholdnings- og semi-industrielle formål;

Industrielle formål;

Ventilasjonsutstyr for "spesielle" formål.

Siden avgangsprosjektet vurderer utformingen av automasjon for forsynings- og eksossystemer til industrielle lokaler, for å sammenligne den foreslåtte utviklingen med de som er tilgjengelige på markedet, er det nødvendig å velge lignende eksisterende automatiseringspakker fra kjente produsenter.

Resultatene av markedsundersøkelsen av de eksisterende ACS PVV-pakkene er presentert i vedlegg A.

Derfor, som et resultat av markedsundersøkelsen, ble flere av de mest brukte selvgående kanonene fra forskjellige produsenter vurdert, ved å studere deres tekniske dokumentasjon, ble følgende informasjon innhentet:

Sammensetningen av den tilsvarende ACS PVV-pakken;

Merket til den programmerbare logiske kontrolleren og dens utstyr (programvare, kommandosystem, programmeringsprinsipper);

Tilgjengelighet av tilkoblinger med andre systemer (er kommunikasjon med brannautomatikk gitt, er det støtte for lokale nettverksprotokoller);

Beskyttende design (elektrisk sikkerhet, brannsikkerhet, støvbeskyttelse, støyimmunitet, fuktbeskyttelse).

2. Beskrivelse av ventilasjonsnettverket til produksjonsverkstedet som et objekt for automatisk kontroll

Generelt, basert på resultatene av analysen av eksisterende tilnærminger til automatisering av ventilasjons- og luftforberedelsessystemer, samt resultatet av analytiske gjennomganger av typiske ordninger, kan det konkluderes med at oppgavene som vurderes i avgangsprosjektet er relevante ved nåtid, aktivt vurdert og studert av spesialiserte designbyråer (SKB).

Jeg bemerker at det er tre hovedtilnærminger til implementering av automatisering for ventilasjonssystemet:

Distribuert tilnærming: implementering av automatisering av PVV på grunnlag av lokalt koblingsutstyr, hver vifte styres av den tilsvarende enheten.

Denne tilnærmingen brukes til å designe automatisering av relativt små ventilasjonssystemer der det ikke er forutsett ytterligere utvidelse. Han er den eldste. Fordelene med tilnærmingen inkluderer for eksempel at systemet ved en ulykke på en av de kontrollerte ventilasjonsgrenene nødstopper kun denne lenken/strekningen. I tillegg er denne tilnærmingen relativt enkel å implementere, krever ikke komplekse kontrollalgoritmer og forenkler vedlikeholdet av ventilasjonssystemer.

Sentralisert tilnærming: implementering av det automatiske ventilasjonssystemet basert på en gruppe logiske kontroller eller en programmerbar logisk kontroller (PLC), hele ventilasjonssystemet styres sentralt i henhold til de programmerte dataene.

Den sentraliserte tilnærmingen er mer pålitelig enn den distribuerte tilnærmingen. All styring av VVV er rigid, utført på grunnlag av programmet. Denne omstendigheten stiller tilleggskrav både til å skrive programkoden (det er nødvendig å ta hensyn til mange forhold, inkludert handlinger i nødssituasjoner), og til den spesielle beskyttelsen av kontroll-PLS. Denne tilnærmingen har funnet anvendelse for små administrative og industrielle komplekser. Det kjennetegnes ved fleksibiliteten til innstillinger, evnen til å skalere systemet til rimelige grenser, samt muligheten for mobil integrasjon av systemet i henhold til et blandet organisasjonsprinsipp;

Blandet tilnærming: brukt i design av store systemer (et stort antall kontrollert utstyr med stor ytelse), er en kombinasjon av en distribuert og sentralisert tilnærming. I det generelle tilfellet forutsetter denne tilnærmingen et nivåhierarki ledet av en kontrolldatamaskin og slave "mikrodatamaskiner", og danner dermed et globalt kontrollproduksjonsnettverk i forhold til virksomheten. Med andre ord er denne tilnærmingen en distribuert-sentralisert tilnærming med systemutsendelse.

Når det gjelder oppgaven som skal løses i uteksamineringsdesign, er det mest å foretrekke en sentralisert tilnærming til implementering av automatisering av PVV. Siden systemet utvikles for små industrilokaler, er det mulig å bruke denne tilnærmingen for andre objekter med sikte på deres påfølgende integrering i en enkelt ACS for IPV.

Ofte er ventilasjonskontrollskap utstyrt med et grensesnitt som gjør det mulig å overvåke tilstanden til ventilasjonssystemet med informasjon som vises på en dataskjerm. Det er imidlertid verdt å merke seg at denne implementeringen krever ytterligere komplikasjoner av kontrollprogrammet, opplæring av en spesialist som overvåker staten og tar operasjonelle beslutninger basert på visuelt innhentede data fra sensorundersøkelsen. I tillegg er det alltid en faktor for menneskelig feil i nødssituasjoner. Derfor er implementeringen av denne tilstanden snarere et tilleggsalternativ til utformingen av PVV-automatiseringspakken.

2.1 Beskrivelse av eksisterende automatisk styringssystem for til- og avtrekksventilasjon av produksjonsbutikker

For å sikre det grunnleggende prinsippet om ventilasjon av produksjonsbutikker, som består i å opprettholde parametrene og sammensetningen av luften innenfor akseptable grenser, er det nødvendig å tilføre ren luft til stedene der arbeiderne befinner seg, etterfulgt av fordeling av luft i hele rommet.

Nedenfor i fig. 2.1 viser en illustrasjon av et typisk til- og avtrekksventilasjonssystem, tilsvarende som er tilgjengelig på gjennomføringsstedet.

Ventilasjonssystemet til industrilokalene består av vifter, luftkanaler, uteluftinntak, apparater for rensing av luften som kommer inn og slippes ut i atmosfæren, og en luftvarmeanordning (vannvarmer).

Utformingen av de eksisterende tilførsels- og avtrekksventilasjonssystemene ble utført i samsvar med kravene i SNiP II 33-75 "Oppvarming, ventilasjon og klimaanlegg", samt GOST 12.4.021-75 "SSBT. Ventilasjonssystemer. Generelle krav”, som spesifiserer kravene til installasjon, igangkjøring og drift.

Rensing av forurenset luft som slippes ut i atmosfæren utføres av spesielle enheter - støvutskillere (brukes på sprøytestøpingsproduksjonsstedet), luftkanalfiltre osv. Det bør tas i betraktning at støvutskillere ikke krever ekstra kontroll og utløses når avtrekksventilasjon er slått på.

Rensing av luften som trekkes ut fra arbeidsområdet kan også utføres i støvfellingskamre (kun for grovt støv) og elektrostatiske utskillere (for fint støv). Luftrensing fra skadelige gasser utføres ved bruk av spesielle absorberende og dekontaminerende stoffer, inkludert de som påføres filtre (i filterceller).

Ris. 2.1 - Tilførsels- og avtrekksventilasjonssystem til produksjonsverkstedet 1 - luftinntaksanordning; 2 - varmeovner for oppvarming; 3- tilførselsvifte; 4 - hovedluftkanal; 5 - grener av kanalen; 6 - tilførselsdyser; 7 - lokalt sug; 8 og 9 - mester. avtrekksluft kanal; 10 - støvseparator; 11 - eksosvifte; 12 - aksel for utstøting av renset luft i atmosfæren

Automatiseringen av det eksisterende systemet er relativt enkelt. Den teknologiske prosessen med ventilasjon er som følger:

1. begynnelsen av arbeidsskiftet - systemet for tilførsel og avtrekksventilasjon startes. Viftene drives av en sentralisert starter. Betjeningspanelet består med andre ord av to startere – for start og nødstopp/avstengning. Vakten varer i 8 timer - med en times pause, det vil si at systemet er uvirksomt i gjennomsnitt 1 time i arbeidstiden. I tillegg er en slik "blokkering" av kontroll økonomisk ineffektiv, da den fører til overforbruk av elektrisitet.

Det skal bemerkes at det ikke er noe produksjonsbehov for at avtrekksventilasjon skal fungere konstant, det anbefales å slå den på når luften er forurenset, eller det er for eksempel nødvendig å fjerne overflødig varmeenergi fra arbeidsområdet.

2. Åpningen av spjeldene til luftinntaksenhetene styres også av det lokale startutstyret, luften med parametrene til det ytre miljøet (temperatur, renslighet) trekkes inn i luftkanalene av tilførselsviften på grunn av forskjellen i press.

3. Luften som tas fra det ytre miljø passerer gjennom varmtvannsberederen, varmes opp til akseptable temperaturverdier, og blåses inn i rommet gjennom luftkanalene gjennom tilførselsdysene. Varmtvannsberederen gir betydelig oppvarming av luften, styringen av varmeren er manuell, elektrikeren åpner spjeldspjeldet. For sommerperioden er varmeren slått av. Varmtvann tilført fra innvendig fyrhus benyttes som varmebærer. Det er ikke noe automatisk lufttemperaturkontrollsystem, som et resultat av at det er et stort overløp av ressursen.

Lignende dokumenter

Egenskaper ved bruk av forsyningsventilasjonsenhetens kontrollsystem basert på MS8.2-kontrolleren. Grunnleggende funksjonalitet til kontrolleren. Eksempel på spesifikasjon for automatisering av tilførselsventilasjonsanlegg for et opplegg basert på MC8.2.

praktisk arbeid, lagt til 25.05.2010

Komparativ analyse av tekniske egenskaper ved standard design av kjøletårn. Elementer i vannforsyningssystemer og deres klassifisering. Matematisk modell av vanngjenvinningsprosessen, valg og beskrivelse av automasjonsutstyr og kontroller.

avhandling, lagt til 09.04.2013

Grunnleggende om funksjonen til det automatiske kontrollsystemet for tilførsels- og avtrekksventilasjon, dets konstruksjon og matematiske beskrivelse. Teknologisk prosessutstyr. Valg og beregning av regulator. ATS stabilitetsstudie, indikatorer på kvaliteten.

semesteroppgave, lagt til 16.02.2011

Beskrivelse av prosessen med varme-fuktighetsbehandling av produkter basert på sementbetong. Automatisert kontroll av prosessen med ventilasjon av dampkammeret. Valget av type differensialtrykkmåler og beregningen av innsnevringsanordningen. Målekrets for et automatisk potensiometer.

semesteroppgave, lagt til 25.10.2009

Kart over den teknologiske ruten for behandling av ormehjulet. Beregning av kvoter og begrensende dimensjoner for produktbehandling. Utvikling av kontrollprogram. Begrunnelse og valg av klemanordning. Beregning av ventilasjon av industrilokaler.

avhandling, lagt til 29.08.2012

Kjennetegn ved det utformede komplekset og valg av teknologi for produksjonsprosesser. Mekanisering av vannforsyning og vanning av dyr. Teknologisk beregning og utstyrsvalg. Ventilasjons- og luftvarmesystemer. Beregning av luftskifte og belysning.

semesteroppgave, lagt til 12.01.2008

Tilførselsventilasjonssystemet, dets interne struktur og forholdet mellom elementer, vurdering av fordeler og ulemper ved bruk, utstyrskrav. Tiltak for energisparing, automatisering av styring av energieffektive ventilasjonsanlegg.

semesteroppgave, lagt til 04.08.2015

Utvikling av et teknologisk opplegg for automatisering av et elektrisk oppvarmet gulv. Beregning og valg av automasjonselementer. Analyse av krav i kontrollordningen. Bestemmelse av hovedindikatorene for pålitelighet. Sikkerhetsregler ved installasjon av automatiseringsutstyr.

semesteroppgave, lagt til 30.05.2015

Utstyr for den teknologiske prosessen med katalytisk reformering. Funksjoner i automatiseringsmarkedet. Valg av kontrolldatamaskinkompleks og virkemidler for feltautomatisering. Beregning og valg av regulatorinnstillinger. Tekniske midler for automatisering.

avhandling, lagt til 23.05.2015

Teknologisk beskrivelse av strukturskjemaet til prosjektet for automatisering av behandlingen av mettede hydrokarbongasser. Studiet av funksjonsdiagrammet for automatisering og begrunnelsen for valg av instrumentering av installasjonen. Matematisk modell av kontrollsløyfen.

I denne delen beskriver vi hovedelementene som utgjør kontrollsystemet, gir dem en teknisk beskrivelse og en matematisk beskrivelse. La oss dvele mer detaljert på det utviklede systemet for automatisk kontroll av temperaturen på tilluften som passerer gjennom varmeren. Siden hovedproduktet av trening er lufttemperaturen, kan man innenfor rammen av eksamensprosjektet neglisjere konstruksjonen av matematiske modeller og modellering av sirkulasjons- og luftstrømsprosesser. Også denne matematiske underbyggelsen av funksjonen til ACS PVV kan neglisjeres på grunn av særegenhetene til arkitekturen til lokalene - tilstrømningen av ekstern uforberedt luft inn i verkstedene og varehusene gjennom spor og hull er betydelig. Det er grunnen til at tilstanden med "oksygensult" blant arbeiderne på dette verkstedet er praktisk talt umulig, uansett luftstrømhastighet.

Dermed forsømmer vi konstruksjonen av en termodynamisk modell av luftfordeling i rommet, så vel som den matematiske beskrivelsen av ACS når det gjelder luftstrøm, på grunn av deres uhensiktsmessighet. La oss dvele mer detaljert på utviklingen av tilluftstemperaturen ACS. Faktisk er dette systemet et system for automatisk kontroll av luftvernspjeldets posisjon avhengig av tilluftstemperaturen. Regulering er en proporsjonal lov ved metoden for å balansere verdier.

La oss presentere hovedelementene som er inkludert i ACS, vi vil gi deres tekniske egenskaper, som gjør det mulig å identifisere funksjonene til kontrollen deres. Når vi velger utstyr og automatiseringsverktøy, veiledes vi av deres tekniske pass og tidligere tekniske beregninger av det gamle systemet, samt resultatene av eksperimenter og tester.

Tilførsel og avtrekk sentrifugalvifter

En konvensjonell sentrifugalvifte er et hjul med arbeidsblader plassert i et spiralhus, under rotasjonen som luften som kommer inn gjennom innløpet kommer inn i kanalene mellom bladene og beveger seg gjennom disse kanalene under påvirkning av sentrifugalkraft, samles opp av spiralen. foringsrør og rettet til uttaket. Dekselet tjener også til å konvertere dynamisk hode til statisk hode. For å øke trykket plasseres en diffusor bak kabinettet. På fig. 4.1 viser en generell oversikt over en sentrifugalvifte.

Et konvensjonelt sentrifugalhjul består av blader, en bakskive, et nav og en frontskive. Et støpt eller dreid nav, designet for å passe hjulet på akselen, er naglet, skrudd eller sveiset til den bakre skiven. Bladene er naglet til skiven. Bladenes forkanter er vanligvis festet til frontringen.

Spiralhus er laget av stålplate og installert på uavhengige støtter; for laveffektvifter er de festet til sengene.

Når hjulet roterer, overføres en del av energien som tilføres motoren til luften. Trykket som utvikles av hjulet avhenger av luftens tetthet, den geometriske formen til bladene og omkretshastigheten ved endene av bladene.

Utgangskantene på bladene til sentrifugalvifter kan bøyes forover, radialt og bakover. Inntil nylig var kantene på bladene hovedsakelig bøyd fremover, da dette gjorde det mulig å redusere viftenes totale dimensjoner. I dag finner man ofte løpehjul med bakoverbuede blader, fordi dette gjør det mulig å øke effektiviteten. fan.

Ris. 4.1

Ved inspeksjon av vifter må det tas hensyn til at utløpet (i luftretningen) bladkanter alltid skal bøyes i motsatt retning av rotasjonsretningen til løpehjulet for å sikre støtfri inntrengning.

De samme viftene, når de endrer rotasjonshastigheten, kan ha en annen tilførsel og utvikle forskjellige trykk, avhengig av ikke bare egenskapene til viften og rotasjonshastigheten, men også av luftkanalene som er koblet til dem.

Vifteegenskaper uttrykker forholdet mellom hovedparametrene for driften. Den komplette karakteristikken til viften ved konstant akselhastighet (n = const) uttrykkes ved avhengighetene mellom forsyning Q og trykk P, effekt N og effektivitet. Avhengighetene P (Q), N (Q) og T (Q) er vanligvis bygget på ett diagram. De velger en fan. Karakteristikken er bygget på grunnlag av tester. På fig. 4.2 viser de aerodynamiske egenskapene til sentrifugalviften VTS-4-76-16, som brukes som tilførselsvifte på implementeringsstedet

Ris. 4.2

Viftekapasiteten er 70 000 m3/t eller 19,4 m3/s. Vifteakselhastighet - 720 rpm. eller 75,36 rad/sek., er effekten til den drivende asynkrone viftemotoren 35 kW.

Viften blåser ute atmosfærisk luft inn i varmeren. Som et resultat av varmeveksling av luft med varmt vann som føres gjennom rørene til varmeveksleren, varmes den passerende luften opp.

Vurder ordningen for regulering av driftsmodusen til viften VTS-4-76 nr. 16. På fig. 4.3 viser et funksjonsdiagram av vifteenheten med hastighetsregulering.

Ris. 4.3

Overføringsfunksjonen til viften kan representeres som en forsterkning, som bestemmes basert på viftens aerodynamiske egenskaper (fig. 4.2). Vifteforsterkningsfaktoren på driftspunktet er 1.819 m3/s (minimum mulig, eksperimentelt etablert).

Ris. 4.4

eksperimentell Det er fastslått at for å implementere de nødvendige viftedriftsmodusene, er det nødvendig å levere følgende spenningsverdier til kontrollfrekvensomformeren (tabell 4.1):

Tabell 4.1 Driftsformer for tilførselsventilasjon

Samtidig, for å øke påliteligheten til den elektriske motoren til viftene til både tilførsels- og eksosseksjonene, er det ikke nødvendig å stille inn driftsmodusene deres med maksimal ytelse. Oppgaven til den eksperimentelle studien var å finne slike styrespenninger som normene for luftvekslingshastigheten beregnet nedenfor ville bli observert ved.

Avtrekksventilasjon er representert ved tre sentrifugalvifter VC-4-76-12 (kapasitet 28.000 m3/t ved n=350 o/min, asynkron drivkraft N=19,5 kW) og VC-4-76-10 (kapasitet 20.000 m3/t kl. n=270 rpm, asynkron driveffekt N=12,5 kW). På samme måte som tilførselen til avtrekksgrenen til ventilasjon, ble verdiene til kontrollspenningene eksperimentelt oppnådd (tabell 4.2).

For å forhindre tilstanden av "oksygensult" i de arbeidende butikkene, beregner vi luftvekslingskursene for de valgte viftedriftsmodusene. Den må tilfredsstille betingelsen:

Tabell 4.2 Driftsformer for avtrekksventilasjon

I beregningen ser vi bort fra tilluften som kommer utenfra, samt bygningens arkitektur (vegger, tak).

Dimensjonene på rommene for ventilasjon: 150x40x10 m, rommets totale volum er Vroom?60 000 m3. Det nødvendige volumet tilluft er 66 000 m3 / t (for en koeffisient på 1,1 ble det valgt som minimum, siden lufttilførselen fra utsiden ikke tas i betraktning). Det er åpenbart at de valgte driftsmodusene til tilførselsviften tilfredsstiller den innstilte betingelsen.

Det totale volumet av avtrekksluft beregnes ved hjelp av følgende formel

For å beregne eksosgrenen velges modusene for "nødavtrekk". Tatt i betraktning korreksjonsfaktoren på 1,1 (siden nøddriftsmodus er tatt som minst mulig), vil volumet av eksosluft være lik 67,76 m3 / t. Denne verdien tilfredsstiller betingelse (4.2) innenfor grensene for tillatte feil og tidligere aksepterte forbehold, noe som betyr at de valgte viftedriftsmodusene vil takle oppgaven med å sikre luftvekslingshastigheten.

Også i de elektriske motorene til viftene er det innebygd beskyttelse mot overoppheting (termostat). Når motortemperaturen stiger, vil termostatrelékontakten stoppe motoren. Differansetrykksensoren vil registrere stopp av den elektriske motoren og gi signal til kontrollpanelet. Det er nødvendig å sørge for responsen til ACS til PVV til en nødstopp av viftemotorene.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være veldig takknemlige for deg.

Lignende dokumenter

semesteroppgave, lagt til 16.02.2011

Generelle egenskaper og formål, praktiske anvendelsesområder for det automatiske styringssystemet for til- og avtrekksventilasjon. Automatisering av reguleringsprosessen, dens prinsipper og stadier av implementering. Valg av fond og deres økonomiske begrunnelse.

avhandling, lagt til 04.10.2011

Analyse av eksisterende standardordninger for automatisk ventilasjon av produksjonsbutikker. Matematisk modell av prosessen med ventilasjon av industrilokaler, valg og beskrivelse av automatiseringsutstyr og kontroller. Beregning av kostnad for et automatiseringsprosjekt.

avhandling, lagt til 06.11.2012

avhandling, lagt til 09.04.2013

Generelle egenskaper ved oljerørledningen. Klimatiske og geologiske egenskaper ved stedet. Hovedplan for pumpestasjonen. Hovedpumpe- og tankfarm PS-3 "Almetyevsk". Beregning av tilførsels- og avtrekksventilasjonssystem til pumpebutikken.

avhandling, lagt til 17.04.2013

Analyse av utviklingen av et designprosjekt for en dekorativ stokk. Heraldikk som en spesiell disiplin som omhandler studiet av våpenskjold. Metoder for å lage verktøy for voksmodeller. Stadier av beregning av til- og avtrekksventilasjon for smelteavdelingen.

avhandling, lagt til 26.01.2013

Beskrivelse av installasjonen som et objekt for automatisering, alternativer for å forbedre den teknologiske prosessen. Beregning og valg av elementer i et kompleks av tekniske midler. Beregning av det automatiske kontrollsystemet. Utvikling av applikasjonsprogramvare.

avhandling, lagt til 24.11.2014

Å forutsi det termiske regimet i betjente områder er en multifaktoriell oppgave. Det er kjent at det termiske regimet er opprettet ved hjelp av varme-, ventilasjons- og klimaanlegg. Ved utforming av varmesystemer tas imidlertid ikke hensyn til påvirkningen av luftstrømmer skapt av andre systemer. Dette er delvis begrunnet med at påvirkningen av luftstrømmer på det termiske regimet kan være ubetydelig med den normative luftmobiliteten i de betjente områdene.

Bruken av strålevarmesystemer krever nye tilnærminger. Dette inkluderer behovet for å overholde standarder for menneskelig eksponering på arbeidsplasser og å ta hensyn til fordelingen av strålevarme over de indre overflatene til bygningskonvolutter. Faktisk, med strålevarme, blir disse overflatene hovedsakelig oppvarmet, som igjen avgir varme til rommet ved konveksjon og stråling. Det er på grunn av dette at den nødvendige temperaturen til den indre luften opprettholdes.

Som regel er det nødvendig med ventilasjonssystemer for de fleste typer lokaler, sammen med varmesystemer. Så når du bruker gassstrålevarmesystemer, må rommet være utstyrt med ventilasjonssystemer. Minimum luftutveksling av lokaler med utslipp av skadelige gasser og damper er fastsatt av SP 60.13330.12. Oppvarming ventilasjon og klimaanlegg og er minst en gang, og i en høyde på mer enn 6 m - minst 6 m 3 per 1 m 2 gulvareal. I tillegg bestemmes ytelsen til ventilasjonssystemer også av formålet med lokalene og beregnes ut fra betingelsene for assimilering av varme- eller gassutslipp eller kompensasjon for lokalt sug. Naturligvis må mengden av luftutveksling også kontrolleres for tilstanden til assimilering av forbrenningsprodukter. Kompensering av volumer av fjernet luft utføres av tilførselsventilasjonssystemer. Samtidig hører en betydelig rolle i dannelsen av det termiske regimet i de betjente områdene til forsyningsstrålene og varmen introdusert av dem.

Forskningsmetode og resultater

Det er derfor behov for å utvikle en omtrentlig matematisk modell av komplekse prosesser for varme- og masseoverføring som skjer i et rom med strålevarme og ventilasjon. Den matematiske modellen er et system med luft-varmebalanselikninger for de karakteristiske volumene og overflatene i rommet.

Løsningen av systemet gjør det mulig å bestemme luftparametrene i de betjente områdene med ulike alternativer for plassering av strålevarmeenheter, under hensyntagen til påvirkningen av ventilasjonssystemer.

Vi vil vurdere konstruksjonen av en matematisk modell ved å bruke eksemplet på et produksjonsanlegg utstyrt med et strålevarmesystem og som ikke har andre varmekilder. Varmestrømmer fra radiatorer fordeles som følger. Konvektivstrømmer stiger til den øvre sonen under taket og avgir varme til den indre overflaten. Den strålende komponenten av varmestrømmen til radiatoren oppfattes av de indre overflatene til de ytre omsluttende strukturene i rommet. I sin tur avgir disse overflatene varme ved konveksjon til den indre luften og ved stråling til andre indre overflater. En del av varmen overføres gjennom de ytre omsluttende strukturene til uteluften. Beregningsskjemaet for varmeoverføring er vist i fig. 1a.

Vi vil vurdere konstruksjonen av en matematisk modell ved å bruke eksemplet på et produksjonsanlegg utstyrt med et strålevarmesystem og som ikke har andre kilder til varmeavgivelse. Konvektivstrømmer stiger til den øvre sonen under taket og avgir varme til den indre overflaten. Den strålende komponenten av varmestrømmen til radiatoren oppfattes av de indre overflatene til de ytre omsluttende strukturene i rommet

Deretter vurderer konstruksjonen av luftstrømsirkulasjonsskjemaet (fig. 1b). La oss godta ordningen med organisering av luftutveksling "top-up". Luft tilføres i mengde M pr i retning av det betjente området og fjernes fra den øvre sonen med en strømningshastighet M i = M osv. På nivået av toppen av det betjente området er luftstrømmen i strålen M side Økningen i luftstrømmen i tilførselsstrålen oppstår på grunn av sirkulasjonsluften, som løsnes fra strålen.

La oss introdusere de betingede grensene for strømninger - overflater der hastighetene bare har komponenter som er normale for dem. På fig. 1b er strømningsgrensene vist med en stiplet linje. Deretter velger vi de estimerte volumene: betjent område (et rom med et permanent opphold av mennesker); volumer av tilførselsstrålen og konveksjonsstrømmer nær veggen. Retningen til konvektivstrømmer nær veggen avhenger av forholdet mellom temperaturer på den indre overflaten av de ytre omsluttende strukturene og omgivelsesluften. På fig. 1b viser et diagram med en fallende veggnær konvektiv strømning.

Altså lufttemperaturen i det betjente området t wz dannes som et resultat av blanding av luft fra tilførselsstråler, nærvegg konvektiv strømning og konvektiv varme fra innvendige overflater av gulv og vegger.

Under hensyntagen til de utviklede ordningene for varmeoverføring og sirkulasjon av luftstrømmer (fig. 1), vil vi komponere ligningene for varme-luftbalanser for de tildelte volumene:

Her Med— luftens varmekapasitet, J/(kg °C); Q fra er kraften til gassstrålevarmesystemet, W; Q med og Q* c - konvektiv varmeoverføring fra de indre overflatene av veggen innenfor det betjente området og veggen over det betjente området, W; t side, t c og t wz er lufttemperaturene i tilførselsstrålen ved inngangen til arbeidsområdet, i den nærveggede konveksjonsstrømmen og i arbeidsområdet, °C; Q tp - varmetap i rommet, W, lik summen av varmetap gjennom de eksterne omsluttende strukturene:

Luftstrømmen i tilførselsstrålen ved inngangen til det betjente området beregnes ved å bruke avhengighetene oppnådd av M. I. Grimitlin.

For eksempel, for luftdiffusorer som lager kompakte stråler, er strømningshastigheten i strålen:

hvor m er hastighetsdempningsfaktoren; F 0 - tverrsnittsareal av innløpsrøret til luftfordeleren, m 2; x- avstand fra luftfordeleren til inngangsstedet til det betjente området, m; Til n er koeffisienten for ikke-isotermalitet.

Luftstrømmen i den nærveggede konvektivstrømmen bestemmes av:

hvor t c er temperaturen på den indre overflaten av ytterveggene, °C.

Varmebalanselikningene for grenseflater har formen:

Her Q c , Q*c , Q pl og Q pt - konvektiv varmeoverføring fra de indre overflatene av veggen innenfor det betjente området - vegger over det betjente området, henholdsvis gulv og belegg; Q tps, Q*tps, Q smp. Q tp.pt - varmetap gjennom de tilsvarende strukturene; W Med, W*c , W pl, W nm er strålevarmestrømmene fra emitteren som kommer til disse overflatene. Konvektiv varmeoverføring bestemmes av det kjente forholdet:

hvor m J er en koeffisient bestemt under hensyntagen til posisjonen til overflaten og retningen til varmestrømmen; F J er overflatearealet, m 2 ; Δ t J er temperaturforskjellen mellom overflaten og omgivelsesluften, °C; J— overflatetypeindeks.

Varmetap Q tJ kan uttrykkes som

hvor t n er utelufttemperaturen, °C; t J er temperaturen på de indre overflatene til de ytre omsluttende strukturene, °C; R og R n - termisk og varmeoverføringsmotstand til det ytre gjerdet, m 2 ° С / W.

En matematisk modell av varme- og masseoverføringsprosesser under kombinert virkning av strålevarme og ventilasjon er oppnådd. Resultatene av løsningen gjør det mulig å oppnå hovedkarakteristikkene til det termiske regimet ved utforming av strålevarmesystemer for bygninger for ulike formål utstyrt med ventilasjonssystemer

Strålingsvarmestrømmer fra utsendere av strålevarmesystemer wj beregnes i form av gjensidige strålingsområder i henhold til metoden for vilkårlig orientering av emittere og omkringliggende overflater:

hvor Med 0 er emissiviteten til en absolutt svart kropp, W / (m 2 K 4); ε IJ er den reduserte graden av emissivitet til overflatene som er involvert i varmeveksling Jeg og J; H IJ er det gjensidige strålingsområdet til overflatene Jeg og J m2; T I er gjennomsnittstemperaturen på den utstrålende overflaten, bestemt fra varmebalansen til radiatoren, K; T J er temperaturen på den varmemottakende overflaten, K.

Ved å erstatte uttrykkene for varmestrømmer og luftstrømningshastigheter i stråler, får vi et likningssystem som er en omtrentlig matematisk modell av varme- og masseoverføringsprosesser ved stråleoppvarming. Standard dataprogrammer kan brukes til å løse systemet.