Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра "Электротехника, электроника и электромеханика"

Хабаровск – 2017

ABSTRACT

The purpose of my final qualifying work is the development of control system for ventilation of office space.

During the design chosen was the most appropriate means of protection and automation elements – actuators, sensors, selection criteria were functionality, stability in critical conditions, the range of measurement/control parameter.

РЕФЕРАТ

Проект содержит 61 с., 20 рис., 2 табл., 7 источников, 1 прил.

АВТОМАТИЗАЦИЯ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, ОФИСНОЕ ЗДАНИЕ, ПРИТОЧНАЯ, ВЫТЯЖНАЯ, РАЗРАБОТКА, ОБОРУДОВАНИЕ, ДВИГАТЕЛЬ-ВЕНТИЛЯТОР, АВТОМАТИКА

Цель моей выпускной квалификационной работы – разработка системы управления приточно-вытяжной вентиляцией офисного здания.

В первом разделе приводится обзор и анализ необходимости проектирования системы автоматического управления приточно-вытяжной вентиляцией. Рассматриваются типовые схемы вентиляции и альтернативные подходы к решению задачи моей выпускной квалификационной работы..

Во втором разделе дается общий анализ необходимости проектирования системы автоматического управления приточно-вытяжной вентиляции, где описывается основные технологические функции управления.

Третий раздел посвящен описанию вентиляционной системы как объекта автоматического управления, в котором описывается уже имеющие подходы к реализации автоматики для системы вентиляции.

В четвертом разделе сформулированы основные задачи и функциональный минимум, по итогам которым должна обладать проектируемая мной система управления приточно-вытяжной вентиляции.

Пятый и шестой раздел посвящен разработке и описанию функциональной схемы. Выбраны элементы автоматизации и управления, представлено их техническое описание.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 7

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 10

   1. Вентиляция 10

   2. Естественная вентиляция 11

   3. Механическая вентиляция 11

   4. Местная вентиляция 12

   5. Общеобменная вентиляция 14

2. ОБЩИЙ АНАЛИЗ НЕОБХОДИМОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ 16

   1. Функция контроль и регистрация параметров 18

   2. Функция «оперативное и программное управления» 19

   3. Функция «защитные функции и блокировки» 21

   4. Функция «защита электрооборудования» 22

   5. Регулирующие функции 23

3. ОПИСАНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ КАК ОБЪЕКТА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 26

4. ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ 28

5. ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ 30

6. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ 34

   1. Приточные и вытяжные центробежные вентиляторы 34

   2. Преобразователь частоты 38

   3. Калориферная установка 39

   4. Управляемые шиберы 47

   5. Датчики перепада давления и чистоты воздуха, датчики температуры 49

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 63

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация является одним из важных факторов роста производительности труда в промышленном производстве. Непрерывным условием ускорения темпов роста автоматизации является развития технических средств автоматизации. К техническим средствам автоматизации относятся все устройства, входящие в систему управления и предназначенные для получения информации, ее передачи, хранения и преобразования, а также для осуществления управляющих и регулирующих воздействий на технологический объект управления.

Развития технологических средств автоматизации является сложным процессом, в основе которого лежат интересы автоматизируемых производств потребителей, с одной стороны и экономические возможности предприятий – изготовителей с другой. Первичным стимулом развития является повышение эффективности работы производств , за счет внедрения новой техники могут быть целесообразными только при условии быстрой окупаемости затрат. Поэтому критерием всех решений по разработкам и внедрению новых средств, должен быть суммарный экономический эффект, с учетом всех затрат на разработку, производство и внедрение. Соответственно к разработке, изготовлению следует принимать, прежде всего, те варианты технических средств, которые обеспечиваю максимум суммарного эффекта.

При строгом выполнении такого принципа разработки и внедрения новых средств, процесс их развития является строго оптимальным. Однако достаточно строгое обоснование оптимальности средств на стадии их разработки и внедрения практически невозможно из-за сложности и ограниченной точности оценок суммарного ожидаемого эффекта. Поэтому единственным объективным критерием оптимальности средств может быть только при широкий эксплуатации, который позволяет отобразить неудачные решения и развития и развить те принципы, схем и конструкции, которые в целом соответствуют требованиям максимальной экономичности.

Наличие такого критерия позволяет рассматривать развитие технических средств автоматизации как в целом объективный процесс. Соответственно постоянно обновляющиеся составы технических средств автоматизации и их технические характеристики могут расцениваться как приближающиеся в среднем к оптимальным на данной ступени развития материального производства.

Постоянное расширение сферы автоматизации является одной из главных особенностей промышленности на данном этапе.

Особое внимание уделяется вопросам промышленной экологии и безопасности труда производства. При проектировании современной технологии, оборудования и конструкций необходимо научно обосновано подходить к разработке безопасности и безвредности работ.

Широкое применение вентиляции воздуха в производственных и жилых зданиях обусловлено следующими объективными причинами. Развитием новых производств электронной, электротехнической, машиностроительной, химической, текстильной, и других отраслей промышленности, остро нуждающихся в поддержании определенных и постоянных параметров состояния воздуха; возрастающими требованиями к условию труда и повышению производительности.

Вентиляция - главный элемент в организации благоприятного климата, призванный для подачи свежего воздуха с улицы и удаления загрязненного воздуха из помещения.

Воздух в помещениях - важный фактор, влияющий на здоровье и трудоспособность людей, находящихся в помещении.

Вентиляция является одной из важнейших систем обеспечения нормальных условий жизнедеятельности человека. Если она действует совместно с другими климатическими системами, то в помещениях поддерживается комфортный микроклимат. Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещении и на рабочих местах в соответствии со строительными нормами. Речь идет о свежем воздухе, который должен поступать в помещение. Именно с этой целью в помещениях устанавливают системы вентиляции.

Для решения проблем вентиляции помещений различного назначения от квартир до производственных помещений существует большое количество вентиляционных систем, где необходимый объем циркуляции воздуха обеспечивается за счет вентиляторов различной мощности, помимо этого в таких системах обычно присутствуют дополнительные секции обработки воздуха: нагрев, охлаждение и т.п. по необходимости.

Обычно для управления системой вентиляции служат средства локальной автоматики. Основным недостатком такого регулирования является то, что оно не учитывает фактический воздушный и тепловой баланс здания и реальные погодные условия: температуру наружного воздуха, скорость и направление ветра, атмосферное давление.

Цель моей выпускной квалификационной работы – разработка системы управления приточно-вытяжной вентиляцией офисного помещения.. Использование управляемой вентиляции открывает новые возможности для решения поставленных выше задач. Разрабатываемая система автоматического управления должна быть оптимальной в отношении выполнения обозначенных функций.

1 Аналитический обзор

1.1 Вентиляция

Вентиляцию характеризует объем и кратность воздухообмена. Объемом вентиляции называется количество воздуха которое поступает в помещение в течение часа.

Классификация систем вентиляции:

По способу создания давления для перемещения воздуха:

– с естественным,

– с искусственным приводом.

По назначению:

– приточные,

– вытяжные.

По зоне обслуживания:

– местные,

– общеобменные.

По конструктивному исполнению:

– канальные,

– бесканальные.

Виды вентиляции:

– Естественная вентиляция,

– Механическая вентиляция,

– Приточная вентиляция,

– Вытяжная вентиляция,

– Приточно-вытяжная вентиляция,

– Общеобменная и местная вентиляция.

1.2 Естественная вентиляция

Естественная вентиляция организовывается естественным путем, без применения вентиляционного снабжения, а за счет естественного воздухообмена, отличия температуры в помещении и на улице потоков ветра. За счет изменения атмосферного давления в зависимости от этажа, на котором размещено помещение. Естественные системы вентиляции легко монтируются и сравнительно не дорогие по стоимости. Но такие системы вентиляции вплотную зависят от климатических условий, в результате чего они не способны решить весь объем возлагаемый на вентиляцию помещения.

вентиляция отопление кондиционирование воздух

1.3 Механическая вентиляция

Принудительная замена отработанного воздуха в помещении на свежий называют механической вентиляцией. При этом используется специальное оборудование, позволяющее подводить и отводить воздух из помещений в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды.

При необходимости вентиляционные системы воздуха подвергаются различным видам обработки (нагреванию, очистке, осушению, охлаждению, увлажнению и т.д.), что практически непереносимо реализовать в системах с естественной вентиляцией.

На практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, совмещающую в себе одновременно естественную и механическую вентиляцию. В каждом абстрактном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным. Механическая вентиляция может устраиваться как на локальном рабочем месте (местная), так и для всего помещения в целом (общеобменная).

Местной вентиляцией называется такая вентиляция, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Приточная система вентиляции служит для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха в замен удаленного загрязненного. Приточный воздух в необходимых случаях подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.).

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения загрязненный воздух.

В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений. В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения.

1.4 Местная вентиляция

Местной вентиляцией называется таковая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).