Разработка предложения технического о возможности реализации системы стабилизации температуры воды в электрокалорифере по требованиям технического задания

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский государственный технический университет

кафедра Автоматики

Курсовой проект

Разработка предложения технического о возможности реализации системы стабилизации температуры воды в электрокалорифере по требованиям технического задания

Факультет: АВТ

Группа: АА-67

Вариант: 2

Студент: Кутузова И.В.                                    Преподаватель: Кондратьев В. А.

Новосибирск

2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.  ОБОСНОВАНИЕ СРЕДСТВ РЕАЛИЗАЦИИ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

2.  РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГЙ РЕАЛИЗАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АНАЛИЗИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ

3.  СИНТЕЗ РЕГУЛЯТОРА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы обусловлена повсеместным применением локальных установок для нагревания с использованием промежуточного теплоносителя. В качестве такого средства используется вода, циркулирующая по замкнутому циклу. Использование средств автоматического управления в таких локальных системах позволяет обеспечивать потребительские требования и, в том числе, снизить потребление электроэнергии.

По причине неточности построения математической модели результат проектирования реальной системы управления может не соответствуют заданным требованиям. Поэтому нужно повторять процедуру синтеза. С развитием вычислительных ресурсов для синтеза систем управления все большую роль в проектировании приобретают приемы математического моделирования с применением ПК.

Целью работы является разработка предложения технического (ПТ) о возможности обеспечения требуемых свойств системой стабилизации температуры воды, пропускаемой через электрокалорифер, при условиях, соответствующих возможностям технической реализации элементов системы.

1.  ОБОСНОВАНИЕ СРЕДСТВ РЕАЛИЗАЦИИ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Поставленная цель достигается с помощью следующих задач:

1.  Разработать модель системы стабилизации воды в электрокалорифере;

2.  Представить предложения о возможном применении микропроцессора и регулируемого источника вторичного электропитания.

Поставленные задачи решаются методом имитационного математического моделирования в вычислительной среде MatLab.

Использование MatLab для моделирования системы автоматического регулирования открывает широкие возможности в области статического моделирования, анализа, вычислений, задания структур данных и графического представления.

Исходные данные представлены в таблице №1.

Таблица №1

Устройство и принцип работы водонагревателя

Устройство водонагревателя отражено на рис.1. Главный элемент водонагревателя – бак (бойлер), в котором он накапливает горячую воду. Принцип работы накопительного водонагревателя следующий. Вода из водопровода поступает под давлением в бак и постепенно заполняет его, и только после этого происходит нагрев воды. Время нагрева зависит как от объема бака, так и от мощности водонагревателя. При открытии крана с горячей водой, холодная вода (она подается снизу) вытесняет из бака горячую, которая и подается для использования. Постоянная температура поддерживается автоматикой, также некоторые накопительные водонагреватели имеют так называемый экономичный режим, в котором температура поддерживаемая в баке ниже обычной. Этим достигается более быстрое приготовление воды и экономия электроэнергии[3].

Рис. 1. Структурная схема водонагревателя.

2.  РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АНАЛИЗИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ

Функциональная схема системы выглядит следующим образом (рис.2). Главными элементами системы являются регулятор, объект управления и измерительное устройство. Объект управления состоит из источника питания, нагревателя и калорифера. В роли измерительного устройства выступает термопара.

Рис.2. Функциональная схема системы.

Блок-диаграмма системы представлена на рис.3. Входной сигнал поступает на нормирующий коэффициент Кtp, который осуществляет преобразование градусов в милливольты, затем на устройство сравнения, после чего идет на регулятор и поступает на объект. С выхода объекта сигнал снова приходит на устройство сравнения.