Главная / Образцы дипломных работ

Автоматизация технологических процессов и производств

Внимание: Акция! Курсовая работа, Реферат или Отчет по практике за 10 рублей!
Только в текущем месяце у Вас есть шанс получить курсовую работу, реферат или отчет по практике за 10 рублей по вашим требованиям и методичке!
Все, что необходимо - это закрепить заявку (внести аванс) за консультацию по написанию предстоящей дипломной работе, ВКР или магистерской диссертации.
Нет ничего страшного, если дипломная работа, магистерская диссертация или диплом ВКР будет защищаться не в этом году.
Вы можете оформить заявку в рамках акции уже сегодня и как только получите задание на дипломную работу, сообщить нам об этом. Оплаченная сумма будет заморожена на необходимый вам период.
В бланке заказа в поле "Дополнительная информация" следует указать "Курсовая, реферат или отчет за 10 рублей"
Не упустите шанс сэкономить несколько тысяч рублей!
Подробности у специалистов нашей компании.

Код работы:	W005804
Тема:	Автоматизация технологических процессов и производств

Содержание

ФГБОУ ВО « Калининградский государственный технический университет»

Кафедра автоматизации производственных процессов

Направление 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств

Отзыв

руководителя на выпускную квалификационную работу

студента Кузнецова Сергея Владимировича

на тему: «АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ»

Объем ВКР: 39 страниц, 3 таблицы, 4 схемы, 27 рисунков, 1 приложение, 10 источников литературы.

Выпускная квалификационная работа студента Кузнецова С.В. относится к области хранения замороженных ягод, а именно хранению в холодильной установке клубники. Дипломник выбрал перспективную технологическую линию и разработал проект по ее автоматизации.

На основе анализа технологической линии была разработана функциональная схема автоматизации, параметрическая схема связывающая выходные и входные сигналы холодильной установки. Составлен алгоритм функционирования всей линии хранения клубники. Было проведено моделирование холодильной установки, при котором были получены переходные характеристики по управляющему воздействию (расход теплоты) и возмущению (воздействие окружающей среды).

На основании функциональной схемы и алгоритма был произведен выбор контроллера, датчиков, исполнительных механизмов и разработана принципиально электрическая схема.

Текстовые и графические материалы работы выполнены на высоком уровне и оформлены в соответствии с действующими нормативными документами.

За время преддипломной практики и дипломного проектирования Кузнецова С.В. показал себя грамотным специалистом, хорошие навыки инженера. Способна самостоятельно принимать технически грамотные решения в области автоматики и микропроцессорной техники.

В целом дипломный проект заслуживает оценки «отлично», а Кузнецова С.В. присвоения квалификации бакалавр по направлению «Автоматизация технологических процессов и производств».

Руководитель ВКР __________ Румянцев А.Н.

«26» июня 2017 г.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра автоматизации производственных процессов

Заведующий кафедрой

канд. техн. наук, доцент

__________ Румянцев А.Н.

Допущен к защите

Декан факультета АПУ

канд. техн. наук, доцент

_____________ Калинин А.В.

«____»______________2017 г. «____»______________2017 г.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Выпускная квалификационная работа

по направлению 15.03.04

«Автоматизация технологических процессов и производств»

Пояснительная записка

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Руководитель ВКР

канд. техн. наук, доцент

________________ Румянцев А.Н.

Консультанты:

Нормоконтроль

канд. техн. наук, доцент

________________ Румянцев А.Н.

Моделирование

канд. техн. наук, доцент

________________ Румянцев А.Н.

ВКР выполнил

студент группы 13–АП

____________ Кузнецов С.В.

«____» ____________2017 г.

Калининград

2017

Аннотация

Выпускная квалификационная работа «Автоматизация энергосберегающей холодильной установки» Кузнецова С.В. КГТУ, 2017г., с. 39.

Сущность ВКР – разработка системы автоматизации холодильной установки, удовлетворяющей техническому описанию и требованиям к процессу охлаждения. В результате выполнения ВКР разработаны параметрическая схема процесса охлаждения, функциональная схема, блок-схема алгоритма. Детально разработана принципиальная электрическая схема системы автоматизации холодильной установки. Выбраны основные технические средства. Произведены синтез и моделирование системы автоматического регулирования температуры в холодильной камере.

Annotation

Graduation qualification work "Automation of energy-saving refrigeration unit" Kuznetsova S.V. KGTU, 2017, p. 39.

The essence of GQW is the development of a refrigeration automation system that meets the technical description and requirements for the cooling process. As a result of the performance of stimulated GQW scattering, a parametric scheme of the cooling process was developed, a functional diagram, a block diagram of the algorithm. A schematic electrical circuit of the automation system of the refrigeration unit has been developed in detail. The main technical means are chosen. Synthesis and modeling of the automatic temperature control system in the refrigerating chamber are performed.

Румянцев А.Н.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Румянцев А.Н.

Реценз.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Румянцев А.Н.

Аннотация

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Румянцев А.Н.

Реценз.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Румянцев А.Н.

Аннотация

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП

ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет»

Факультет автоматизации производства и управления

Кафедра автоматизации производственных процессов

Специальность (направление) 15.03.04 – Автоматизация технологических процессов и производств

«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. кафедрой Румянцев А.Н.

«_____» 2017 г.

ЗАДАНИЕ

по выпускной квалификационной работе (ВКР) студента

Кузнецова Сергея Владимировича

(фамилия, имя, отчество)

1. Тема ВКР Автоматизация энергосберегающей холодильной установки

утверждена приказом от «26» мая 2017 г. № 777 – оч

Срок сдачи на кафедру АПП выполненной ВКР 26 июня 2017 г.

3. Исходные данные ВКР Техническое описание холодильной установки

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

Введение. 1. Анализ и формализованное описание объекта управления. 2. Разработка функциональной схемы системы автоматизации энергосберегающей холодильной установки. 4. Разработка алгоритма энергосберегающей холодильной установки. 5. Разработка принципиальной электрической схемы системы автоматизации энергосберегающей холодильной установки. Выбор и обоснование элементов и узлов 6. Синтез и моделирование САР температуры холодильной установки. 7.Выводы и рекомендации. Список использованных источников.

4.1. Узловой вопрос ВКР Разработка функциональной схемы системы для поддержания температуры теплицы с клубникой.

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):

1) Функциональная схема системы автоматизации

2) Блок-схема алгоритма управления

3) Принципиальная электрическая схема

4) Моделирование и синтез САР холодильной установки

Консультанты по ВКР (с указанием относящихся к ним разделов ВКР):

Раздел

Консультант

Подпись, дата

задание выдал

задание принял

Моделирование

Румянцев А.Н.

Нормоконтроль

Румянцев А.Н.

Дата выдачи задания 25 мая 2017 г.

Руководитель ___________ Румянцев А.Н.

Задание принял к исполнению Кузнецов С.В.

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

№

п/п

Наименование этапов ВКР

Срок выполнения этапов ВКР

Примечание

Анализ и формализованное описание объекта управления

25.05.2017

Разработка параметрической схемы

27.05.2017

Разработка функциональной схемы

1.06.2017

Разработка блок схемы алгоритма

4.06.2017

Синтез и моделирование CAP

7.06.2017

Разработка принципиальной электрической схемы

10.06.2017

Выбор и обоснование элементов и узлов

12.06.2017

Оформление ПЗ

14.06.2017

Оформление графической части

15.06.2017

Студент Кузнецов С.В.

Руководитель ВКР ______________ Румянцев А.Н.

Содержание

Введение …………………………………………………………………………… 4

1 Анализ и формализованное описание объекта управления ………….………. 6

1.1 Описание технологического процесса ………………………………………. 6

1.2 Составление параметрической схемы холодильной установки ……...……. 8

2 Разработка функциональной схемы системы автоматизации холодильной установки.............................................................................................................................. 10

3 Разработка блок схемы алгоритма холодильной установки …....….....……... 13

4 Синтез и моделирование системы автоматического регулирования

температуры ……………………………………………………………………………… 15

4.1Разработка математической модели объекта управления ……….....…….... 15

4.2 Моделирование системы управления в VisSim …………………….......….. 21

5. Разработка принципиальной электрической схемы САУ холодильной

установки ………………………………………………………………...……….…...…. 23

5.1 Состав и описание принципиальной электрической схемы САУ холодильной установки …………………………………………………………………………...……. 23

5.2 Выбор и обоснование элементов и узлов …………………….………….… 25

5.3 Назначение и общая характеристика контроллера ОВЕН ПЛК-160 .......... 35

6 Выводы и рекомендации ……………………………………….....…...…...…. 37

Список использованных источников ……………………………...…………… 38

Приложение А …………………………………………………..……………….. 39

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Румянцев А.Н.

Руковод.

Румянцев А.Н.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Румянцев А.Н.

Содержание

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Румянцев А.Н.

Руковод.

Румянцев А.Н.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Румянцев А.Н.

Содержание

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

з.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Введение

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

з.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Введение

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АПВведение

Увеличение производства пищевых продуктов зависит от наиболее эффективного и рационального использования сырья и его переработки, своевременной замены устаревшего технического оборудования предприятий пищевой промышленности на современные образцы. Разработки в области замораживания являются необходимыми для дальнейшего совершенствования процессов переработки пищевых продуктов, увеличение производительности, улучшение технико-экономических показателей и расширение сферы применения холодильных установок. Поэтому проблема повышения эффективности и эксплуатации холодильного оборудования для пищевой промышленности становится серьезной задачей для автоматизации.

Шоковая заморозка – предполагает быструю скорость охлаждения ягодной продукции (клубника, малина и т.д.). Температура в камере может опускаться до -35 по шкале Цельсия. Это обеспечивает быстрый переход продукта в фазу замораживания. При этом поверхность продукта остаётся неповрежденной. В результате продукт сохраняет свежие свойства, в отличие от обычного замораживания. Шоковая заморозка позволяет не использовать термическую и химическую обработку продуктов. В результате, совершенно не меняется тип белков, а потому биохимия продукта сохраняется неизменной. Невысокая температура и скорость процесса уменьшают активность бактерий окружающей среды. При медленном замораживание на ягодах могут оставаться следы жизнедеятельности бактерий. Шоковая заморозка почти полностью исключает развитие подобного эффекта.

При быстрой заморозке выделяется значительное количество теплоты, которое выбрасывается в окружающую среду. В выпускной квалификационной работе (ВКР) предлагается использовать эту тепловую энергию на обогрев теплиц, что является развитием энергосберегающих технологий.

Основными задачами ВКР являются:

- техническое задание на проектирование системы автоматизации энергосберегающей холодильной установки;

Румянцев А.Н.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА-разработка функциональной схемы системы автоматизации холодильной установки, блок-схемы алгоритма управления холодильной установкой, принципиальной электрической схемы холодильной установки;

- синтез и моделирование САР температуры холодильной камеры.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Анализ и формирование описания объекта управления

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Анализ и формирование описания объекта управления

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП 1 Анализ и формализованное описание объекта управления

1.1 Описание технологического процесса

Перед замораживанием ягоды заранее моют, очищают от несъедобных частей. Иногда, заблаговременно подготовленные ягоды подвергают бланшированию - для разрушения ферментов, которые вследствие могут дать толчок окислительным процессам, появлению плесени на готовом продукте и посторонних привкусов.

Далее ягоды раскладывают в небольшие коробки (на 250-1000 грамм) из непроницаемого для влаги материала и замораживают вместе с коробками. Также могут применить более быстрое замораживание, которое реализуется россыпью ягод с последующей расфасовкой в замороженном виде.

После прохождения этапа шоковой заморозки, ягоды оставляют на хранение в холодильной камере при температуре -18 0С.

Пока холодильная камера замораживает ягоды, мы утилизируем теплоту, выдаваемую конденсатором холодильной установки для обогрева теплицы, где выращивается новая партия клубники. В таблице 2.1 показаны контролируемые параметры.

Таблица 2.1 – Контролируемые параметры

Наименование параметра

Обозначение

Номинальное значение

Диапазон измерений

Требования к точности измерений

Регистрация

Сигнализация об отклонении от заданных параметров

Температура кипения хладагента, 0С

-40

-38-42

±1

Температура масла, 0С

tм

10 – 40

±1

Температура в камере, 0С

tк

-18

-40 ? +5

±2

Румянцев А.Н.

Давление всасывания компрессора, МПа

Pв

0,15

0,1 ? 0,3

±0,01

Давление нагнетания компрессора, МПа

Рн

0,85

0,5 ?1,5

±0,01

Давление масла, МПа

Рм

0,8

0,5 ? 1

±0,01

Давление конденсации,кПа

Рк

850

800 ?900

±10

Состояние приводов и запорной аппаратуры

Вкл ? выкл, откр ?закр.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Составление параметрической схемы холодильной установки

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Составление параметрической схемы холодильной установки

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП1.2 Составление параметрической схемы холодильной установки

Параметрическая схема – обобщенная информационная модель. Представляет собой один из видов математического описания модели, которая описывает качественную структуру модели объекта автоматизации.

Параметрическая схема показывает взаимосвязи основных параметров модели и их взаимодействия, по которым можно описать состояние объекта управления.

Параметрическая схема содержит 4 группы информационных потоков:

- входные управляемые параметры, определяющие количественные и качественные показатели исходных параметров;

- входные неуправляемые параметры (возмущающие воздействия), показывающие воздействие окружающей среды, случайных примесей в исходном сырье, а также влияние износа и старения оборудования;

- выходные управляемые параметры, характеризующие количественные и качественные показатели эффективности функционирования объекта управления;

- входные управляющие воздействия, которые поддерживают функционирование технологического процесса.

Параметрическая схема холодильной установки отражает связи между входными и выходными параметрами, возмущениями, управляющими воздействиями. Схема, представленная на рисунке 1.1 состоит из двух частей.

Входные параметры:

– температура воды;

– температура хладагента после холодильной камеры;

– температура хладагента после компрессора.

Румянцев А.Н.

Выходные параметры:

– температура хладагента после конденсатора;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

– температура в холодильной камере.

Управляющие параметры:

– расход воды;

– расход хладагента после подачи холодильной камеры;

– расход хладагента после конденсатора.

Возмущающие параметры:

– температура окружающей среды.

Рис. 1.1. Параметрическая схема холодильной установки

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Разработка функциональной схемы системы автоматизации холодильной установки

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Разработка функциональной схемы системы автоматизации холодильной установки

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП2 Разработка функциональной схемы системы автоматизации холодильной установки

Функциональная схема системы автоматизации холодильной установки отражает все основные принципиальные решения по разработке систем контроля, управления, сигнализации и блокировки от аварийных ситуаций.

Функциональная схема служит основанием для разработки остальных чертежей работы, и принятия определенных решений на стадии ее проектирования и определяя уровень автоматизации объекта.

При разработке функциональной схемы необходимо руководствоваться определенными требованиями:

- разрабатываемая схема должна решать поставленные перед ней следующие задачи автоматизации;

а) получение первичной информации о состоянии ТП;

б) обеспечение непосредственным воздействием на ТП для управления им;

в) обеспечение стабилизации технологических параметров процесса;

г) контроль и регистрация технологических параметров и состояния оборудования;

- технические средства, используемые при проектировании схемы, должны быть промышленного изготовления или собственно разработанной конструкции;

- схема должна иметь сигнализацию, блокировки и схемы защиты оборудования от аварийных ситуаций.

В схеме контроллер ПЛК-160 обслуживает два контура регулирования:

- датчик давления конденсации (поз. 2-а);

- прео6разователь нормирующий (поз. 2-6);

- исполнительный механизм (поз. 2-ж);

- кнопки (поз. 2-г, 2-е);

Румянцев А.Н.

- переключатель режимов работы (поз. 2-в);

- магнитный пускатель (поз. 2-д).

В первом контуре ПЛК-160 стабилизирует давление конденсации на заданном уровне. Это достигается путем изменения расхода воды, подаваемой на конденсатор. При увеличении давления микропроцессор приоткрывает клапан подачи охлаждающей воды, вследствие чего давление понижается до нормы. При уменьшении давления ПЛК-160 прикрывает клапан охлаждающей воды, вызывая повышение давления до нормы.

Также ПЛК-160осуществляет контроль рабочих параметров холодильной установки:

- контроль давления масла;

- контроль давления хладагента на всасывающей и на нагнетаемой стороне

компрессора;

- контроль температуры хладагента на нагнетательной стороне;

- контроль температуры и давления хладагента после холодильной камеры.

Контур контроля давления масла построен на следующих элементах и устройствах:

- датчик давления масла (поз. 4-а);

- преобразователь нормирующий (поз. 4 -б);

- электропривод масляного насоса (поз. 12-д);

- кнопки (поз. 12-б, 12-г);

- переключатель режимов работы (поз. 12-а);

- магнитный пускатель (поз. 12-в).

Контур контроля давления хладагента на всасывающей и на нагнетаемой стороне компрессора построен на следующих элементах и устройствах:

- датчик давления на всасывающей стороне компрессора (поз. 7-а);

- датчик, давления на нагнетаемой стороне компрессора (поз. 5-а);

- преобразователь, показывающий нормирующий (поз. 5-б);

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТАобеспечивается управление установкой в автоматическом и ручном режимах.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТАВ автоматическом режиме предусматривается управление холодильной установкой от микропроцессорного устройства. В приведенной схеме используется регулирующий микропроцессорный контроллер ПЛК-160.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Разработка блок-схемы

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Разработка блок-схемы

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП3 Разработка блок-схемы алгоритма холодильной установки.

Под алгоритмом контроля и управления, применительно к системам автоматизации технологических процессов, понимается точное предписание, определяющее процесс преобразования исходной информации, поступающей от датчиков или от операторского пульта, в управляющее воздействия на технологический объект и средства отображения информации.

БСА основана на использовании двух основных групп операторов: функциональных (А) и логических (Р). Первые характеризуют операции действия («включить», «выключить», «увеличить», «уменьшить» и т.д.), вторые – операции логического выбора дальнейшего пути выполнения алгоритма в зависимости от результатов проверки заданного логического условия («1», «0»).

Блок-схема алгоритма управления холодильной установкой представлена на чертеже.

После задания начальных условий микроконтроллеру ПЛК-160, происходит предварительный пуск установки, включающий алгоритм подготовки к работе маслосистемы. Для обеспечения надёжной работы холодильной установки необходимо чтобы температура масла была не менее 30 0С. Далее следует открытие вентиля рециркуляции (А1), включение масляного насоса (А2), включение масляного электронагревателя (А3) и проверка температуры масла в предварительном контуре маслосистемы (Р1). Если температура масла не достигла заданного значения продолжается нагрев пока не выполнится условие оператора Р1. При достижение заданной температуры открывается вентиль подачи воды в конденсатор (А4), отключается масляный электронагреватель (А5), закрывается вентиль рециркуляции (А6), открывается вентиль подачи масла (А7), после чего открывается вентиль подачи воды в маслохолодильник (А8). Далее регулирующий золотник перемещается в крайнее положение (А9) и включается электропривод компрессора (А10).

Румянцев А.Н.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТАЗатем осуществляется проверка масла в основном контуре маслосистемы (Р2). При превышении заданного значения увеличивается подача воды в маслохолодильник (А11), а в противном случае уменьшается (А12).

Далее следует проверка давления конденсации (Р3,А13,А14), после чего проверяется температура электропривода (Р4) и давление нагнетания (Р5), при достижении критических значений выдается сигнал “Аварийная ситуация” (А15,А16) и происходит отключение электропривода компрессора.

После загрузки продукта в холодильную камеру (А17), начинается процесс охлаждения (А18). Проверяется температура воздуха в камере (Р6), при повышении температуры увеличивается холодопроизводительность компрессора (А19), а при понижении температуры уменьшается холодопроизводительность компрессора (А120).

После проходит проверка температуры в теплице (P7), при пониженной температуры включатся центробежный вентилятор (А21).

По истечении необходимого времени производится разгрузка камеры (А22). Если не требуется дальнейшая работа установки (Р8), то отключается электропривод компрессора (А23), закрывается вентиль подачи масла (А24), закрывается вентиль подачи воды в конденсатор (А25), закрывается вентиль подачи воды в маслохолодильник (А26).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Синтез и моделирование САР

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

Разраб.

Кузнецов С.В.

Провер.

Руковод.

Н. Контр.

Румянцев А.Н.

Утверд.

Синтез и моделирование САР

Лит.

Листов

ФГБОУ ВО «КГТУ» гр.13-АП4 Синтез и моделирование системы автоматического регулирования температуры

4.1Разработка математической модели объекта управления

Для описания температуры продукта в холодильной установке установке, примем следующие допущения:

теплофизические характеристики масла и воды примем постоянными;

объект с сосредоточенными параметрами;

теплофизические характеристики клубники, хладагента, металла стенок постоянны и равны среднему значению в рассматриваемом диапазоне температур.

Таблица 4.1 – исходные параметры для синтеза и моделирования САР

Наименование параметра

Обозначение

Значение

Масса воздуха, кг

Мвозд

0,01

Масса клубники, кг

Мкл

0.25

Масса стенок холодильной установки, кг

Мст

1000

Теплоемкость воздуха, ДЖ/(кг0С)

Свозд

0.02

Теплоемкость клубники, ДЖ/(кг0С)

Скл

3600

Теплоемкость стен холодильной установки, ДЖ/(кг0С)

Сст

482

Расход хладагента(ном), кг/с

Gхл

0,2

Энтальпия хладагента до холодильной камеры, Дж/кг

1223200

Энтальпия хладагента после холодильной камеры, Дж/кг

1372800

Начальная температура продукта, 0С

Трнач

Конечная температура продукта, 0С

tрк

-35

Температура холодильной камеры, 0С

tкам

-18

Температура окружающей среды, 0С

tос

Площадь стен холодильной установки, м2

Fст

Коэффициент теплоотдачи от стенок холодильной камеры в окр. среду, Вт/(м20С)

?ст

Румянцев А.Н.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТАУравнение теплового баланса в статике

Gхл(I1- I2)= Мвозд Свозд(tвоздк - tвоздн)+ Мр Скл(tркон - tрнач)+
+ Мст Сст(tсткон – tстнач)+ ?ст Fст(tкам – tос) .

Уравнение теплового баланса в динамике

Мобщ Собщ(?tкам/??)= Gхл I2 - Gхл I1 - ?ст Fст(tкам – tос),

где Мобщ Собщ= Мвозд Свозд+ Мкл Ср+ Мст Сст..

Начальная температура продукта не изменяется в рассматриваемом периоде времени.

Уравнение в приращения. В качестве возмущающего параметра примем изменение температуры окружающей среды

Мобщ Собщ(?tкам/??)= ?Gхл I2 - ?Gхл I1 - ?ст Fст?tкам + ?ст Fст?tос.

На основании преобразований Лапласа рассчитаем передаточную функцию по каналу регулирования “ tкам - Gхл ”.

Мобщ Собщр?tкам= ?Gхл I2 - ?Gхл I1 - ?ст Fст?tкам + ?ст Fст?tос,

?tкам (Мобщ Собщр + ?ст Fст)= ?Gхл (I2- I1)+ ?ст Fст?tос.

Перейдем к безразмерным величинам

tномМобщ Собщрy+ytном ?ст Fст= (I2- I1) Gномx+ ?ст Fстtос.номf.

Передаточная функция по каналу управления

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТАПередаточная функция по каналу возмущения

где .

На основании преобразований Лапласа рассчитаем передаточную функцию по каналу регулирования “ tкам - Gхл ”.

Исходя из условий расположения исполнительного механизма управляющего расходом хладагента, вводим транспортное запаздывание ?=40 с.

По управлению

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТАНа Рисунке 4.1 показана реакция объекта управления на единичный ступенчатый скачок.

Рисунок 4.1 Реакция объекта управления на единичный ступенчатый скачок

На рисунке 4.2 показана передаточная характеристика по каналу управления второго порядка.

Рис. 4.2 Передаточная характеристика по каналу управления

Исходя их получившейся кривой разгона, получаем:

? = 24;
Т = 77.

подставляем значения

Параметры настройки регулятора рассчитаем по методу Циглера – Никольса.

Величина рассчитывается по номограмме (Рисунок 4.3).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Рис. 4.3 Номограмма

Проверка эффективности функционирования разработанной САР осуществлялась методом моделирования на ПК. В качестве специализированного программного обеспечения использовался пакет прикладных программ “VisSim”.

; ; .

В таблице 4.2 показаны формулы для расчётов типов регуляторов.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТАТаблица 4.2. Типы регуляторов

Тип регулятора

Параметр настройки

с0 с1 с2

П-регулятор

----

(+0.5)

----

ПИ-регулятор

0.9(+0.5)

----

ПИД-регулятор

1.2(+0.5)

П-регулятор:

С1 - 4.1.

ПИ-регулятор:

С1 - 3.72;

С0 - 0.19.

ПИД-регулятор:

С1 - 4.96;

С0 – 0.095;

С2 – 11.5.

Проверка эффективности функционирования разработанной САР осуществлялась методом моделирования на ПК (Рисунок 4.5). В качестве специализированного программного обеспечения использовался пакет прикладных программ “VisSim”.

На Рисунке 4.4 представлена структурная схема системы регулирования температуры в холодильной камере.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВКР51.15.03.04.12.ПЗ

ДОКУМЕНТАРис. 4.4 – Структурная схема системы регулирования температуры в холодильной камере

Wоб – передаточная функция объекта управления

Wрег – передаточная функция по каналу управления

Wвоз – передаточная функция возмущения.

На рисунке 4.5 показаны результаты моделирования различных регуляторов. Допустимый коридор колебания температуры – 3%.

ПИД

ПИ

Рис. 4.5 результаты моделирования П, ПИ, ПИД регуляторов

Регуляторы, параметры которых рассчитаны по методу Циглера.......................

Для получения полной версии работы нажмите на кнопку "Узнать цену"

Узнать цену

Каталог работ

Похожие работы: