Идентификация объектов управления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Виды вентиляций

Системы вентиляции предназначены для комфортных условий в помещениях различного назначения. Вентиляционные системы можно классифицировать по следующим признакам:

· способу создания давления для перемещения воздуха - с естественным и искусственным побуждением;

· назначению - приточные и вытяжные;

· зоне обслуживания - местные и общеобменные;

· конструктивному исполнению - канальные и бесканальные.

В моём случае это приточная система вентиляции, с искусственным побуждением.

Приточные системы вентиляции

Предназначены для подачи воздуха в помещение. Свежий воздух подается, как правило, после предварительной подготовки, которая может включать очистку, подогрев, охлаждение и увлажнение.

Система вентиляции может размещаться в одном корпусе или набираться из отдельных элементов: вентиляторов, фильтров, калориферов, охладителей, клапанов, необходимым элементом является система воздуховодов и распределителей воздуха (решеток, диффузоров и др.).

Производительность приточных установок может изменяться от нескольких десятков (мини-приточки) до нескольких десятков тысяч (центральные приточные установки) кубических метров воздуха в час.

Нагревающий элемент (калорифер) обеспечивает в зимнее время подогрев свежего воздуха до температуры подачи в помещение (от 18-20° до 27-29°С).

Механическая вентиляция

В механических системах используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния.

Аппараты искусственной вентиляции могут подавать и удалять воздух в требуемых количествах из локальных зон помещения независимо от изменяющихся условий окружающей среды. Но затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими.

По способу подачи воздуха и его удаления из помещения вентиляционные системы делятся на приточные, вытяжные или приточно-вытяжные. Выбор необходимой системы зависит от назначения, объема и конкретных особенностей помещения (наличия и характера источника загрязнений, количества людей, планировки и т.д.).

Как работает приточная система вентиляции

Типовая приточная механическая вентиляционная система состоит из следующих компонентов:

1. Воздухозаборная решетка. Через нее наружный воздух поступает в систему вентиляции. Эти решетки, как и другие элементы вентиляционной системы, бывают круглой или прямоугольной формы. Воздухозаборные решетки не только выполняют декоративные функции, но и защищают систему вентиляции от попадания внутрь капель дождя и посторонних предметов.

2. Воздушный клапан. Служит для предотвращения попадания в помещение наружного воздуха при выключенной системе вентиляции. Воздушный клапан особенно необходим зимой, поскольку без него в помещение бесконтрольно будут проникать холодный воздух и снег. Как правило, в приточных системах вентиляции устанавливаются воздушные клапаны с электроприводом, что позволяет полностью автоматизировать управление системой: при включении вентилятора клапан открывается, при выключении - закрывается.

3. Фильтр. Этот элемент необходим для защиты как самой системы вентиляции, так и вентилируемых помещений от пыли, пуха, насекомых. Обычно в системе устанавливается один фильтр грубой очистки, который задерживает частицы величиной более 10 мкм. Если к чистоте воздуха предъявляются повышенные требования, то дополнительно могут быть установлены фильтры тонкой очистки (для частиц до 1 мкм) и особо тонкой очистки (задерживают частицы до 0,1 мкм). Фильтрующим материалом в фильтре грубой очистки служит ткань из синтетических волокон, например акрила. Фильтр необходимо периодически очищать от грязи и пыли, обычно не реже 1 раза в месяц.

4. Калорифер или воздухонагреватель. Предназначен для подогрева воздуха, который подается с улицы в зимнее время. Калорифер может быть водяным (температура горячей воды должна быть не менее 70°С) или электрическим. Для небольших приточных установок выгоднее использовать электрические калориферы, поскольку установка такой системы требует меньших затрат. Для больших помещений (площадью более 100 м²) желательно использовать водяные нагреватели, иначе затраты на электроэнергию окажутся очень большими. Для значительного снижения затрат на подогрев холодного воздуха используется рекуператор - устройство, в котором холодный приточный воздух нагревается за счет теплообмена с удаляемым теплым воздухом. Воздушные потоки при этом не смешиваются.

5. Шумоглушитель. Поскольку вентилятор является источником шума, рядом обязательно устанавливают шумоглушитель, чтобы предотвратить распространение шума по воздуховодам. Основным источником шума при работе вентилятора являются турбулентные завихрения воздуха на его лопастях, то есть аэродинамические шумы.

6. Вентилятор. Служит для подачи свежего воздуха в помещение и создания необходимого давления воздушного потока в сети.

7. Воздуховоды. После выхода из шумоглушителя обработанный воздушный поток готов к распределению по помещениям.

Для этих целей используется воздухопроводная сеть, состоящая из воздуховодов и фасонных изделий (тройников, поворотов, переходников). Основными характеристиками воздуховодов являются площадь сечения, форма (круглая или прямоугольная) и жесткость (бывают жесткие, полугибкие и гибкие воздуховоды).

Скорость потока в воздуховоде не должна превышать определенного значения, иначе воздуховод станет источником шума. Поэтому размер воздуховодов подбирается исходя из расчетного значения воздухообмена и максимально допустимой скорости воздуха. Жесткие воздуховоды изготавливаются из оцинкованной жести и могут иметь круглую или прямоугольную форму. Полугибкие и гибкие воздуховоды имеют круглую форму и изготавливаются из многослойной алюминиевой фольги. Круглую форму таким воздуховодам придает каркас из свитой в спираль стальной проволоки. Такая конструкция удобна тем, что воздуховоды при транспортировке и монтаже можно складывать «гармошкой». Недостатком гибких воздуховодов является высокое аэродинамическое сопротивление, вызванное неровной внутренней поверхностью, поэтому их используют только на участках небольшой протяженности.

8. Распределители воздуха. Через воздухораспределители воздух из воздуховода попадает в помещение. Как правило, в качестве воздухораспределителей используют решетки (круглые или прямоугольные, настенные или потолочные) или диффузоры (плафоны). Помимо декоративных функций воздухораспределители служат для равномерного рассеивания воздушного потока по помещению, а также для индивидуальной регулировки воздушного потока, направляемого из воздухораспределительной сети в каждое помещение.

9. Системы регулировки и автоматики. Последним элементом вентиляционной системы является электрический щит, в котором обычно монтируют систему управления вентиляцией. В простейшем случае система управления состоит только из выключателя с индикатором, позволяющего включать и выключать вентилятор. Однако чаще всего используют систему управления с элементами автоматики, которая включает калорифер при понижении температуры приточного воздуха, следит за чистотой фильтра, управляет воздушным клапаном и т.д. В качестве элементов системы управления используют

1. Определение объекта управления и выходных координат

Система регулирования приточной системы вентиляции должна быть построена так, чтобы была стабилизирована температура, скорость и объем воздуха поступаемого в помещение. При нарушениях режима с целью регулирования следует изменять либо скорость потока воздуха, либо температуру на нагреваемом элементе (калорифере).

Температура на нагреваемом элементе (калорифере) регулируется в зависимости от температуры воздушного потока на входе в систему, чем ниже температура на воздухозаборе, тем выше нужно поднять температуру на калорифере, путём регулирования расхода на нём. В тех случаях, когда при помощи калорифера не удается поднять температуру до нужных параметров, можно прибегнуть к регулированию скорости потока воздуха, изменяя скорость вращения вентилятора.

Таким образом, объектом управления будет логично выбрать температуру на нагревательном элементе.

2. Обобщенный алгоритм функционирования

Обобщенный алгоритм функционирования системы

3. Функциональная схема системы управления

Функциональная схема системы управления

После запуска установки задается температура воздуха поступаемого в помещение. ПИД регулятором R задаем напряжение на электромагнитный клапан. При помощи электромагнитного клапана будет происходить регулировка расхода теплоносителя на калорифере. Датчиком температуры ДТ, измеряется температура воздуха в помещении и в сумматоре сравнивается с заданной температурой.

5. Математическое описание объекта управления

Уравнения в изображении по Лапласу, которые описывают процессы протекающие в системе:

На основании полученных систем можно составить структуру математической модели объекта управления:

Структурная схема объекта управления

Заключение

вентиляционный алгоритм управление

В данной работе была выполнена идентификация приточной системы вентиляции. В ходе работы был изучен технологический процесс, разработан алгоритм функционирования системы, был описан объект управления. Была определена выходная координата объекта и воздействия на него - управляющее и возмущающее, построена функциональная схема объекта управления. В условиях принятых допущений была разработана математическая модель

Библиографический список

1. http://www.arsenal-td.ru/? p=owen_6

2. http://zao-tst.ru/kalorifer-tvv-307.html

3. http://zao-tst.ru/raschet-podbor-kaloriferov.html

4. http://www.airclimat.ru/Avtomatizatsiya-pritochnoy-sistemy-ventilyatsii.htm

Размещено на Allbest.ru