49871 (Автоматизация системы управления холодильной установкой)

2016-07-30СтудИзба

Описание файла

Документ из архива "Автоматизация системы управления холодильной установкой", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "информатика" из 1 семестр, которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "информатика, программирование" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "49871"

Текст из документа "49871"

Содержание

Введение

1. Разработка АСУ ТП холодильной установки

1.1 Техническое задание и технико-экономическое обоснование

1.1.1 Техническое задание на проектирование АСУ ТП

1.1.2 Технико-экономическое обоснование

1.2 Структурная идентификация объекта

1.3 Математическая модель объекта

1.3.1 Ограничения в модели объекта

1.4 Построение статических характеристик объекта

1.5 Выбор критерия оптимизации

1.6 Экстремальные характеристики зависимости целевой функции от управлений

1.7 Алгоритм оптимизированного управления

1.8 Структура двухуровневого управления

1.9 Структура алгоритма адаптивного управления

1.10 Краткое описание, структура и состав алгоритмического, программного и технического обеспечения АСУ

1.11 Выбор и обоснование используемых технических средств

1.12 Описание функциональной схемы АСУ

2. Календарное планирование производства

2.1 Постановка задачи

2.2 Решение задачи

3. Исследование технических объектов как систем массового обслуживания

Заключение

Список использованной литературы



Введение

В данном курсовом проекте рассматривается АСУ ТП холодильной установки, аналитически выводится математическая модель объекта, рассматриваются статические характеристики объекта относительно управляющих и возмущающих воздействий в области существующих ограничений, выбирается и обосновывается критерий оптимизации на основе одного из технико-экономических показателей; обосновывается оптимальный режим работы холодильной установки для данного ТП, приводится структура двухуровневого управления с координирующей подсистемой на верхнем уровне и блок-схема алгоритма ее функционирования; составлена структура и блок-схема алгоритма адаптивного управления.

В данном проекте производится решение конкретной задачи календарного планирования и находится оптимальная последовательность обработки деталей в смысле критерия минимального времени обработки всей партии.

Приводится исследование технического объекта как системы массового обслуживания, находится оптимальная загрузка системы.

1 Разработка АСУ ТП холодильной установки

1.1 Техническое задание и технико-экономическое обоснование

Сущность процесса заключается в том, что в холодильную камеру помещают продукт, поступающий на предприятие от поставщиков. В холодильной камере продукт охлаждают от начальной температуры, около 70 °С до температуры tk =(-18) °С ±3 °С. Затем продукт поступает на длительное хранение в специально оборудованные холодильные камеры или поступают на погрузку в рефрижераторы автомобильного или железнодорожного транспорта для транспортировки.

      1. Техническое задание на проектирование АСУ ТП

Основанием для проектирования АСУ ТП холодильной установки является задание на курсовую работу.

Объектом автоматизации является холодильная установка, включая холодильную камеру и находящиеся в ней ресурсы.

Необходимо разработать схему автоматизации, позволяющую сократить время технологического процесса и обеспечивающую комфортные условия для контроля параметров ТП.

Необходимо поддерживать 100% заполнения испарителя жидким хладагентом. Температура охлажденного продукта должна быть равной tk =(-18) °С ±3 °С. Давление в конденсаторе должно быть равно Pk=Pk0.

Давление в циркуляционном ресивере должно составлять Р = Р0 .

Уровень заполнения циркуляционного ресивера должен составить 0,3 Нцр, где Нцр - высота циркуляционного ресивера.

Система должна иметь двухуровневую структуру управления с координирующей подсистемой на верхнем уровне.

      1. Технико-экономическое обоснование

Рассматриваемая АСУ ТП холодильной установки позволяет сократить время технологического процесса за счет того, что в условиях работы АСУ ТП автоматически поддерживается 100% заполнение испарителя жидким хладагентом, что позволяет поддерживать в холодильной камере минимальную температуру, что сокращает время протекания теплообменного процесса за счет низкой температуры испарителя.

Комфортные условия контроля технологических параметров обеспечиваются благодаря тому, что информация от датчиков поступает на программируемый контроллер SIMATIC S7-200, где происходит ее обработка.

Технико-экономические показатели сравниваемых вариантов представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Технико-экономические показатели сравниваемых вариантов.

Показатели

Варианты сравнения

Базовый

Проектир.

1 Производительность кг/ч

1500

1500

2 Время действия оборудования в течении года ,ч

10000

8000

3 Число обслуживающего персонала

4 чел

1 чел

4 Расход на единицу пр-ции электроэнергии, кВтх ч воды , м3

10010

5810

5 Стоимость единицы : электроэнергии , руб/кВтх ч воды, руб/м3

24

24

6 Себестоимость единицы продукции , руб/кг

100

133

7 Годовой выпуск продукции , кг

15000000

12000000

В процессе расчета были получены следующие данные:

-годовая экономия от снижения себестоимости продукции составила 936000 руб.;

-годовой экономический эффект составляет 746673,15 руб.

Срок окупаемости затрат составляет примерно 168 дня при капитальных вложениях на создание и внедрение АСУТП 430288,29 руб.

В результате оптимального управления процессом себестоимость единицы продукции (1 кг) снизилась с 0,195 руб (до внедрения проектируемой АСУТП) до 0,117 руб (после внедрения АСУТП).

1.2 Структурная идентификация объекта

На объект охлаждения, холодильную камеру, действует тепловой поток Qo6, приходящий с продуктом, помещенным в холодильную камеру.

Холодильная машина должна отвести от холодильной камеры тепловой поток Qn, причем так, чтобы параметры рабочей среды поддерживались в заданных пределах. Холодильная машина выполняет работу, потребляя энергию Е от внешнего источника для вывода тепла Qe в охлаждающую среду.

Рисунок 1.1 – Функциональная схема холодильной установки

ХМ - холодильная машина,

ХК - холодильная камера,

Qoб - тепловой поток продукта в холодильной камере;

Qn - тепловой поток, отводимый холодильной машиной от холодильной камеры;

Е - энергия потребления ХМ;

Qв - тепло, отводимое ХМ от ХК в окружающую среду

1.3 Математическая модель холодильной камеры

Математическая модель взята из книги Канторовича В.И. «Автоматизации холодильных установок» М.:«Агропромиздат», 1987г., с. 136.

При выводе модели объекта использовались следующие допущения:

а) Считаем, что утечка тепла через стенки холодильной камеры не происходит.

б) Считаем, что температура в холодильной камере распределена равномерно по всему объему камеры.

в) Считаем, что продукт до момента помещения его в холодильную камеру имел температуру, равную температуре окружающей среды (Qв).

г) Считаем, что температура воздуха окружающей среды постоянна. Тогда уравнение теплового баланса будет иметь вид:

Qп – Qоб = 0 (1.1)

Значение теплового потока, отводимого от ХК (Qn) в Дж/с, рассчитываем по формуле:

Qп = kпFп(п - об) (1.2)

где kп – коэффициент теплопередачи испарителя, Дж/(м20Сс),

Fп – площадь теплопередающей поверхности испарителя, м2.

Значение теплового потока, приходящего в ХК (qo6) в Дж/с, рассчитываем по формуле

Qоб = kобFоб(об - в) (1.3)

где kоб – коэффициент теплопередачи продукта, Дж/(м20Сс),

Fп – площадь теплопередающей поверхности, м2.

Запишем уравнение (1.1) для рассматриваемого процесса в динамике, в приращениях:

dQ0 = (Qn - Qoб)dt, (1.4)

где Q0 - количество тепла, необходимого для восстановления теплового баланса за время dt, записанное в приращении, Дж.

Значение (Q0) найдем по формуле:

Q0=cmоб, (1.5)

где с - удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг0С),

m - масса продукта, кг,

об - приращение температуры, на которое нужно изменить

температуру продукта, чтобы сохранить тепловой баланс, °С.

Подставляя в (1.4) выражения (1.2), (1.3), (1.5) получим

(1.6)

В выражение (1.6) было подставлено значение

(1.7)

После некоторых преобразований запишем уравнение (1.6) в другом виде:

(1.8)

Обозначим:

С учетом принятых обозначений выражение (1.8) примет вид:

(1.9)

Для нахождения численных значений параметров модели используем данные из книги Канторовича В.И. «Автоматизации холодильных установок», и рассчитаем значения коэффициентов модели объекта.

Подставим следующие значения в формулы расчета значений Т, kl, k2:

Тем самым получим значения коэффициентов:

Т = 43,45; kl = -1,22; k2 = 0,02.

Подставляя полученные значения в выражение (1.9) получим модель объекта

1.3.1 Ограничения в модели объекта

По техническим данным холодильной камеры она не может вместить продукты, площадь (площадь теплопередающей поверхности) которых больше 200 м2. Здесь сделано допущение, что продукт можно делить и занимать им всю полезную площадь камеры. Тогда запишем ограничение по площади теплопередающей поверхности продукта, которая может измениться от 0 до 200 м.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее