Автоматизация системы управления теплотехническими процессами.

Общая характеристика объекта управления и классификация переменных величин.

В системе аккумулирования и распределённого управления энергопотреблением объектом управления будем считать процесс регулирования подачи воды в системе отопления. Необходимость регулирования подачи воды в системе отопления обусловлена проблемой энергосбережения.

4.2. Функциональная схема системы регулирования подачи воды в системе отопления. Датчик температуры 1а через отборное устройство измеряет величину температуры в здании. Выходной сигнал датчика температуры 1а подаётся на регулятор 1б, на второй вход которого поступает сигнал задатчиков 1в и 1 г. При равенстве нулю алгебраической суммы этих сигналов выходной сигнал регулятора отсутствует. В противном случае регулятор 1б вырабатывает сигнал рассогласования, который в электронных блоках регулятора усиливается до заданной величины и преобразуется в соответствии с заданным законом регулирования.

Если сигнал рассогласования вызван неравенством нулю сигналов датчика температуры 1а и задатчика 1в, то с выхода регулятора 1б сигнал подаётся на усилитель мощности 2д через ключ SA1, предназначенный для выбора режимов управления: «автоматический – ручной».

Усилитель 2д усиливает мощность сигнала до заданного уровня. С выхода усилителя сигнал поступает на управляющую обмотку электрического, исполнительного механизма M1, состоящего из размещённых в одном корпусе электродвигателя и редуктора.

Исполнительный механизм M1 перемещает вентиль на трубе, отводящий обратную воду, что приводит к изменению её проходного сечения и расхода удаляемых из системы отопления отопительной воды.

Изменение расхода отопительной воды происходит до тех пор, пока выходной сигнал регулятора 1б не станет равным нулю, т. е. пока регулируемый параметр – температура в здании, не достигнет заданного значения.

Для контроля разрежения на щите пульта управления установлен вторичный прибор 1ж с функциями показания и регистрации, непосредственно связанный с датчиком разряжения 1а. Также на пульте управления размещён дистанционный указатель положения 2б заслонки, связанный с датчиком положения 2а, размещённым в корпусе исполнительного механизма. Кнопочный переключатель SB1 предназначен для дистанционного включения электродвигателя исполнительного механизма M1 в ручном режиме управления.

Если сигнал рассогласования вызван неравенством нулю сигналов датчика разряжения 1а и задатчика 1г, то с выхода регулятора 1б сигнал подаётся на усилитель мощности 3а через ключ SA1, предназначенный для выбора режимов управления: «автоматический – ручной».

Усилитель 3а усиливает мощность сигнала до заданного уровня. С выхода усилителя сигнал поступает на управляющую обмотку электрического, исполнительного механизма M2 – вентиля.

Исполнительный механизм M2 изменяет проходное сечение для подводимой отопительной воды. Кнопочный переключатель SB1 предназначен для дистанционного включения отсекателя исполнительного механизма M2 в ручном режиме управления.

Контур стабилизации процесса регулирования подачи воды в системе отопления обеспечивает нормальный температурный режим в здании.

4.3. Подбор приборов и средств автоматизации:

В качестве датчика температуры используем прибор ТСМ-0193 с диапазоном температур от –40 ⁰С до +125 ⁰С. Прибор не нуждается в нормирующем преобразователе и может быть непосредственно подключен к регулятору, поскольку имеет стандартный выходной сигнал 0…5 мА постоянного тока.

В качестве вторичного регистрирующего прибора используем автоматический миллиамперметр КСУЗ-малогабаритный с записью на дисковой диаграммной бумаге.

Задатчик входит в состав универсального автоматического регулятора и представляет собой устройство, посредством которого регулирующее устройство настраивается на заданное значение регулируемой величины.

В качестве регулятора применяем прибор ОВЕН ТРМ-10Б модель АТ – измеритель, ПИД-регулятор с расширенным диапазоном напряжения питания и дополнительным гальванически развязанным источником питания для подключаемых к нему датчиков. Блок обработки данных ТРМ-10Б включает в себя 2 логических устройства (ЛУ): ПИД-регулятор и устройство сравнения. Регулятор ТРМ-10Б предназначен для измерения входного параметра широтно-импульсного (ШИМ) или аналогового управления нагрузкой по пропорционально-интегрально-дифференциальному закону (ПИД), а также формирования сигнала в виде замыкания контактов реле, который может быть использован для двухпозиционного регулирования или сигнализации о выходе параметра за установленные границы.

ТРМ-10Б рекомендуется применять для управления объектами, обладающими повышенной инерционностью, где обычное двухпозиционное регулирование не обеспечивает необходимую точность. При использовании в качестве терморегулятора ТРМ-10 может управлять как процессом нагрева, так и процессом охлаждения объекта.

В качестве исполнительного механизма используем электрический, однооборотный механизм типа МЭО 100 25-0,25. Механизм осуществляет регулирующее воздействие соответственному сигналу. Основными элементами механизма являются: электродвигатель, редуктор, тормозящее устройство, преобразователь и указатель положения, микропереключатель.

Управление исполнительным механизмом осуществляется бесконтактным реверсивным пускателем типа ПБР-2М. Пускатель состоит из схемы управления бесконтактными транзисторными ключами, силовой схемы на семисторах, коммутирующей напряжение питания исполнительного механизма, и источника питания для дистанционного управления пускателем в режиме «полуавтоматический».

Экономическое обоснование.

В результате исследований были выявлены:

· нерациональность использования подводимого тепла (см. пункт 3.1);

· значительная нехватка подводимого тепла (см. раздел 2 и пункт3.1).

Для рационализации использования подводимого тепла предложена система распределённого управления, заключающейся в контроле подаваемого тепла и температуры в помещении и подвода тепла в соответствии с требуемой температурой (+18 ⁰С по нормативам).

Целью же данного раздела является определить, насколько эффективны предлагаемые мероприятия. Расчет ведётся в двух случаях при внедрении только лишь распределённого управления и при введении системы распределённого управления и аккумулирования.

Судя по финансовому профилю проекта, можно сказать, что система аккумулирования и распределённого управления окупиться на четвёртый год после её установки.

Вывод к экономической части.

Предлагаемое к введению мероприятие позволяет существенно сэкономить на использовании тепловой энергии Университетом, о чём можно смело утверждать благодаря следующим показателям

1. Интегральный экономический эффект больше нуля ( ).

2. Индекс рентабельности при сроке жизни десять лет с момента установки оборудования больше единицы ( )

3. Срок окупаемости около четырёх лет с момента пуска установки оборудования при сроке жизни десять лет с того же момента, что для энергосберегающих мероприятий является весьма высоким показателем.

Кроме экономической выгоды, в виде снижения платежей за тепло, данное мероприятие позволит обеспечить температурные требования-дадут возможность более точно и качественно реулировать и поддерживать микроклимат в здании. Таким образом проведя необходимые работы, можно будет добиться комфортных условий для работы внутри здания и исключить лишние потери тепла.

Заключение.

Подводя итог проделанной работы можно сказать следующее:

· Около 70% ограждений здания имеют тепловое сопротивление нижетребуемого уровня, что ведет к недопустимым потерям тепла при низкихтемпературах.

· Расчеты показывают, что величина подводимой тепловой энергии может обеспечить обогрев корпусов Университета до +18 ⁰С (нормативная величина) температуры воздуха снаружи около –5 ⁰С, при этом реальная мощность отопительной системы еще ниже, так как температура теплоносителя в работе принята согласно нормам, а в реальности она несколько ниже.

· Введение системы аккумулирования и распределённого управления энергопотреблением позволит существенно сократить недостачу тепловой энергии.

* следует заметить, что на всём диапазоне температур нехватку тепла будут испытывать лишь аудиторный корпус.

** так как зависимости теплопритоков и теплопотерь от температуры в этой работе принята линейной, то теплопритоки и теплопотери при –5 ⁰С находим с помощью интерполяции.

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 158; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!