Автоматизация вентиляции

Исходя из таблицы 2 можно  заключить, что наш объект без запаздывания и очень хорошо регулируемый. В качестве регулятора может быть использован релейный, непрерывный П-, ПИ-, ПД- или ПИД-регулятор.

Для подбора параметров регулятора воспользуемся функцией подбора  регулятора в программе Matlab. Собрав модель схемы регулирования, показанную на рисунке 7 и задавшись в блоке Signal Constraint выбранным типом переходного процесса, получаем параметры настройки регулятора Kd=-94.7979, Ki=39.9194, Kp= 271.2686.

Рисунок 7 – Модель схемы регулирования

8. Исследование  устойчивости системы автоматического  регулирования

Для исследования устойчивости системы, предварительно разомкнув  ее по главной обратной связи, построим годограф Найквиста (рисунок 8).

Рисунок 8 – Годограф Найквиста

По критерию Найквиста  замкнутая система является устойчивой, так как ее амплитудно-фазная частотная  характеристика не охватывает точку  с координатами [-1;j0], и обладает бесконечными запасами устойчивости по амплитуде и по фазе.

 

9. Исследование  переходных процессов

Линеаризовав систему и построив реакцию системы на единичный скачок, определим показатели качества системы управления. График полученной переходной характеристики и показатели качества изображены на рисунке 9.

Рисунок 9 – График переходной характеристики

Таким образом, ПИД регулятор  с выбранными настройками обеспечивает следующие показатели: время регулирования  tрег=375с, время нарастания tн=275с. Установившееся значение выходной величины ( ) совпадает с заданной величиной, поэтому установившаяся ошибка , а значит, система является астатической, относительно скачка задания .

10. Составление  спецификации на приборы и  аппараты

Средства автоматизации, с помощью которых осуществляется управление процессом, должны быть выбраны  технически грамотно и экономически обоснованно. При выборе средств автоматизации в первую очередь принимают во внимание следующие факторы:

- взрыво- и пожароопасность объекта (повышенное давление 0,6 МПа);

- агрессивность среды;

- число параметров, участвующих  в управлении, и их физические  и химические свойства;

- требования к качеству  контроля и регулирования;

- уровень температур;

- расстояние между технологическим  объектом и щитом управления (сравнительно  не велико);

- точность используемых  средств измерения (электрические  вторичные приборы более точные).

Исполнительные механизмы, воздуховоды и датчики, используемые в схеме автоматизации отображены в спецификации.

10.1 Регулятор ТРМ12

ТРМ12 – измеритель ПИД-регулятор  для управления задвижками и трехходовыми клапанами фирмы ОВЕН. Рекомендуется  для управления клапанами и задвижками с электроприводом по температуре  теплоносителя. Выполняет следующие  функции:

А) Измерение температуры  или другой физической величины (давления, влажности, расхода, уровня и т.п.) с  помощью:

- термопреобразователей сопротивления типа ТСМ и ТСП 50/100, Pt100;

- термопары ТХК, ТХА,  ТНН, ТЖК, ТПП(S), ТПП(R);

- датчика с унифицированным  выходным сигналом тока 0(4)…20мА, 0…5мА или напряжения 0…1В

Б) Управление электромеханическим  приводом запорно-регулирующего или

трехходового клапана

В) Программирование кнопками на лицевой панели прибора

Г) Сохранение заданных параметров при отключении питания

Д) Защита параметров от несанкционированных  изменений.

Технические характеристики регулятора ТРМ12 представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Технические  характеристики

Номинальное напряжение питания	220В 50Гц
Допустимое отклонение номинального напряжения	-15…+10%
Предел допустимой основной погрешности измерения входного параметра (без учета погрешности  датчика)	±0,5%
Максимально допустимый ток  источника питания	50мА
Количество входов для  подключения датчиков	1

10.2 Измерение температуры

Термопреобразователи предназначены для непрерывного измерения температуры различных рабочих сред (пар, газ, вода, сыпучие материалы, химические реагенты и т.п.) не агрессивных к материалу корпуса датчика. В системе в качестве датчиков температуры установлено два термоэлектрических преобразователя (ТП) типа дТПL(ХК) и дТПК(ХА). ТП представляют собой термоэлектрическую цепь (термопару), образованную двумя разнородными металлическими проводниками с двумя спаями:

- измерительный спай («рабочий»)  – подверженный воздействию температуры  рабочей среды;

- соединительный спай («холодный») – подверженный воздействию температуры  в месте присоединения к измерительному  прибору.

Диапазоны измерений ТП типа дТПК(ХА) и дТПL(ХК) составляют -40…375°С и -40…300°С, а допустимые отклонения ±1,5°С и ±2,5°С соответственно.

10.3 Измерение давления

Также в системе установлен преобразователь избыточного давления ОВЕН ПД100-ДИ, который:

- измеряет избыточное  давление нейтральных к титану  и нержавеющей стали сред, а  также измерение перепада давления;

- преобразование избыточного  давления в унифицированный сигнал  постоянного тока 4…20мА;

- предел допустимой основной  погрешности ±0,5% или ±1,0%;

- высокая перегрузочная  способность по давлению;

- хорошие показатели временной  стабильности выходного сигнала.

10.4 Устройства  контроля и защиты

В системе используется устройство управления и защиты электропривода задвижки без применения концевых выключателей ОВЕН ПКП1. Осуществляет следующие функции:

- автоматическая остановка  электропривода при достижении  задвижкой крайнего положения  без применения концевых выключателей;

- выключение управления  приводом с выдачей сигнала  «Авария» при заклинивании задвижек  или проскальзывании механизмов  электропривода и т.д.

автоматическая система  управление вентиляция

11. Разработка  и описание функциональной и  электрической принципиальной схемы

Принципиальные электрические  схемы автоматизации являются проектными документами, расшифровывающими принцип  действия и работы узлов, устройств  и систем автоматизации, работающих от источника электрической энергии.

Принципиальные электрические  схемы автоматизации при помощи показанных на схемах условных графических, буквенных и цифровых изображений  и обозначений, дают представление  о последовательности работы применяемой  электрической аппаратуры и элементов  для достижения поставленных задач для упомянутых узлов, устройств и систем.

Принципиальные электрические  схемы автоматизации разрабатываются  для управления агрегатами, для регулирования  технологических процессов, блокировок по технологическим параметрам, аварийной  защиты производственных и технологических  процессов и предупредительной  и аварийной сигнализации.

Данные схемы являются основными чертежами для разработки рабочих монтажных чертежей и  проведения пусконаладочных работ  и квалифицированной эксплуатации этих узлов, устройств и систем электрического принципа действия. Названия принципиальным электрическим схемам присваиваются  в соответствии с функциональным принципом действия запроектированной  системы.

При выполнении принципиальных электрических схем используются развернутые  изображения элементов.

Схема управления вентиляционной установки состоит из вентиляторов В1 и В2 с приводными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором М1-М4, предназначенной для проветривания помещений и поддержания при этом заданной температуры. Эти требования осуществляются ступенчатым регулированием угловой скорости двигателей путем изменения напряжения статора с помощью автотрансформатора AT, а также выбором количества находящихся в работе вентиляторов. Схема обеспечивает ручное и автоматическое управление вентиляторами; выбор режима работы осуществляется переключателем УП.

Ручное управление имеет  место при переводе рукоятки УП в  положение «+45°», при этом подготавливаются к включению цепи катушек контакторов  КЛ, К1-К4. Двигатели вентиляторов по питанию разделены на две группы:

- первая группа (М1 и М2) подключена к шинам на вторичной стороне AT постоянно;

- вторая группа М3 и  М4 присоединяется к шинам AT и включается в работу (при ручном управлении) переводом рукоятки переключателя ПК2 в положение 2, при котором срабатывает контактор К4.

 

12.Заключение

В данном курсовом проекте  была построена автоматическая система  управления приточно-вытяжной вентиляции. Система вентиляции работает следующим  образом: всасывает свежий воздух из окружающей среды и циркуляционный воздух из проветриваемого помещения. Количество циркуляционного воздуха  можно установить в пределах 0-100%. Кроме того, воздух нагревается и  фильтруется. Двухступенчатое фильтрование обеспечивает не только захват частиц, рассеянных в воздухе, но также частично улавливает запах. Обработанный воздух выдувается в помещение. В задней части установки находится всасывающий  патрубок для свежего воздуха, а  в нижней – решетка для рециркуляционного воздуха. Соотношение перемешивания можно регулировать с помощью механического смесительного клапана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Бондарь Е.С. и др. Автоматизация систем вентиляции  и кондиционирования воздуха  // К.: «Аванпост-Прим», – 2005.

2. СНиП 3.05.07-85 Системы автоматизации.

3. СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция  и кондиционирование.

4. Солодовников В.В. и  др., Основы теории и элементы  систем автоматического регулирования.  Учебное пособие для вузов.  – М.: Машиностроение, 1985.

5. Гордиенко А.С., Сидельник А.Б., Цибульник А.А., Микропроцессорные контроллеры для систем вентиляции и кондиционирования // С.О.К.-2007, № 4-5.