ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

Тема: __” системи автоматизованого управління газовими

назва згідно з наказом ректора

___________________________ теплогенераторами”__________________________

РЕФЕРАТ

В процесі створення дипломного проекту розглянуто систему управління газового тепло генератора, яка застосовується в тепличному господарстві.

Розглянуто декілька систем релейних регуляторів, які замінені більш досконалими. Було запропоновано принципово новий підхід до системи управління газовим теплогенератором. Завдяки змодельованій принциповій схемі усунено недостатність аналітичних, точних методів дослідження динамічних режимів роботи, що обумовлено нелінійністю системи. Створено повністю автоматизовану систему управління газовим теплогенератором.

Завдяки удосконаленням система стала економічно вигіднішою і більш уніфікованою.

РЕФЕРАТ

В процессе дипломного проектирования рассмотрено систему управления газового теплогенератора, которая применяется в тепличном хозяйстве.

Рассмотрено несколько систем релейных регуляторов, которые изменены более совершенными. Было предложено принципиально новый подход к системе управления газовым теплогенератором. Благодаря смоделированной принципиальной схеме устранено недостаточность аналитических, точных методов обследования динамических режимов работы, что обусловлено нелинейностью системы. Создано полностью автоматизированною систему управления газовым теплогенератором.

Благодаря усовершенствованиям, система стала экономически совершенной и более унифицированной.

ANBSTRACT

In the process of creation graduation thesis you can see description of a gas heat-generator system, which can be apply in hothouse activities.

Also were described certain system of relay regulators, which were changed for more perfect. Was offered fundamentally new approach to the system of management by gas heat-generator. With the help of fundamentally modeled scheme was eliminated insufficiency of analytic errors and researched methods of dynamic conditions work, which conventional non-linear system. Created completely computer-aided management system by gas heat-generator.

Owing to improvements the system became economically advantageous and more universal.

Зміст

ПЕРЕЛІК ОСНОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ І СКОРОЧЕНЬ, СИМВОЛІВ

І ОДИНИЦЬ ................................................................................................................9

ВСТУП.............................................................................................................10

1 АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ ТЕНДЕНЦІЙ РОЗВИТКУ РЕЛЕЙНИХ

СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ ........................................................................................12

1.1 Теоретичні досягнення у дослідженнях динаміки та практичне

застосування сучасних CAP з релейними регуляторами.....................................12

1.2 Загальний опис тепло генератора ...........................................................24

1.3 Вибір програмного середовища для вирішення поставленого

завдання ……………………………………………………………………………30

2 ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМИ ……………….36

2.1 Область використання та особливості динаміки релейних систем

автоматичного регулювання та управління ……………………………………..36

2.2 Математичне представлення елементів релейних систем

регулювання та управління і методи опису їх динамічних режимів …………..38

2.3 Побудова математичних моделей динаміки елементів САУ і

САР …………………………………………………………………………………43

3 РОЗРОБКА АЛГОРИТМІЧНОГО І ПРОГРАМНОГО

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ САР ……………………………………………………………54

3.1 Аналітичні дослідження та розробка структурної схеми

досліджуваної системи ……………………………………………………………54

3.2 Математична модель об’єкта управління та дослідження його

динаміки ……………………………………………………………………………60

4 РОЗРАХУНОК НАДІЙНОСТІ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ …..66

5 ОХОРОНА ПРАЦІ …………………………………………………………72

5.1 Значення охорони праці для забезпечення безпечних умов праці ……72

5.2 Аналіз потенційних небезпек та шкідливостей виробничої сфери …...74

5.3 Забезпечення нормальних умов праці …………………………………..76

5.4 Розрахунок захисного занулення ………………………………………..79

6 ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ РОЗРОБКИ ......................................83

6.1 Опис умов експлуатації .......................………………...............................83

6.2 Розрахунок капітальних вкладень ……………………………………….87

6.3 Розрахунок експлуатаційних витрат …………………………………….88

6.4 Розрахунок зведених економічних показників …………………………88

6.5 Сітковий графік і його характеристики …………………………………89

6.6 Побудова сіткового графу ………………………………………………..92

ВИСНОВКИ …………………………………………………………………100

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ НА ДЖЕРЕЛА ……………………………………102

ДОДАТОК А Control System Toolbox ……....……………………………...105

ДОДАТОК В Simulink .........................................................………………...110

БІБЛІОГРАФІЧНА ДОВІДКА ……………………………………………...113

ПЕРЕЛІК ОСНОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ І СКОРОЧЕНЬ, СИМВОЛІВ І ОДИНИЦЬ

ДП – дипломний проект.

ТАУ – теорія автоматичного управління.

АСУ ТП – автоматизована система управління технологічним процесом.

САР – система автоматичного регулювання.

САУ – система автоматичного управління.

ППП – пакет прикладних програм.

ПЗО – пристрій зв’язку з об’єктом.

ТГ – теплогенератор.

ВСТУП

Релейні регулятори мають багато позитивних якостей - дешевизна, надійність, оптимальність (розв'язання оптимізаційних задач при обмеженнях на рівень управління приводить до релейних законів). І негативних теж, властивостей релейні системи мають також багато. Це, наприклад, виникнення вібраційних режимів. Специфічний недолік цих систем - недостатність аналітичних, точних методів дослідження динамічних режимів роботи, що обумовлене нелінійністю цих систем.

Типова масова релейна САУ - це холодильник, кондиціонер, праска з терморегулятором. Але ми розглянемо систему управління газовим теплогенератором. Особливість системи відносно малі значення величин, які характеризують управління, високі вимоги до економічності і ресурсу (5-10 років роботи) системи.

Сучасний підхід до створення систем автоматичного управління вимагає не просто заміни колишніх аналогових регуляторів на цифрові, які мають безперечні переваги, з погляду забезпечення візуалізації процесу, графічного інтерфейсу оператора, самоконтролю, зберігання і архівації інформації і т.п., але і повинен мати можливості підвищення якості управління за рахунок використовування високоефективних алгоритмів. Використовування таких алгоритмів управління раніше стримувалося їх складністю і переважним використанням аналогової елементної бази, отчого практична реалізація або ставала принципово неможливою, або могла бути досягнута ціною неприйнятних витрат. Навіть широкомасштабний процес переходу на цифрову елементну базу, здійснений в 70-80-і роки минулого сторіччя, не забезпечив тоді відповідного підвищення якості управління через труднощі при реалізації режиму жорсткого реального часу.

Використовування досконаліших алгоритмів управління дозволяє:

- безперервно здійснювати оптимальну настройку регуляторів, забезпечуючи стабільний рівень якості вироблюваної продукції і зниження кількості вибракованої продукції (за американськими даними, до 80% регуляторів в промисловості набудовані неоптимально через динамічну зміну параметрів процесу);

- забезпечити економію сировини і енергоресурсів;

- збільшити терміни служби устаткування.

Таким чином зрозуміло, яким важливим для сучасного спеціаліста з управління технічними системами є вміння на початковому етапі розробки САУ та CAP створювати адекватні моделі систем і динамічних процесів, які у них протікають та на основі їх ефективні алгоритми управління сучасними САУ та CAP.

1 АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ ТЕНДЕНЦІЙ РОЗВИТКУ РЕЛЕЙНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

1.1 Теоретичні досягнення у дослідженнях динаміки та практичне застосування сучасних CAP з релейними регуляторами

Під час виконання поставленого завдання крім проведення теоретичних і аналітичних досліджень для створення стендової моделі релейної системи був проведений аналіз розробок і існуючі сучасні системи САУ та CAP з релейними законами управління.

На сьогоднішній день проблемами теоретичного дослідження, розробкою методів