Электропривод и система автоматического управления насосной установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?йства, м.
В формуле (8.3) независимыми переменными являются DР, Р и Т. таким образом, выражение (8.3) можно легко упростить:
, (8.4)
где .
В микропроцессорной системе, использующей операции только с целыми числами, измеряемые величины, после аналого-цифрового преобразования представлены в масштабе, определяемом количеством разряда слова данных. Введем следующие обозначения: DР2, Р2, Т2 - двоичные коды, пропорциональные, соответственно, перепаду давления, абсолютному давлению и температуре воды; DР2max, Р2max, Т2max - максимальные значения двоичных кодов целочисленных переменных, пропорциональных, соответственно, перепаду давления, абсолютному давлению и температуре воды; DРmax, Рmax, Тmax - ожидаемые максимальные значения, соответственно, перепада давления, абсолютного давления и температуры воды.
Тогда для независимых переменных DР, Р и Т справедливо следующее соотношение:
Хi = miXi2, (8.5)
где Хi - независимая переменная; mi - масштаб независимой переменной, Xi2 - двоичный код, пропорциональный независимой переменной.
На основании формул (8.4) и (8.5) получим следующее соотношение для учета расхода воды:
. (8.6)
Мгновенное значение расхода воды можно также представить в целочисленном двоичном виде:
QH = mQ QH2, (8.7)
где mQ - масштаб двоичного представления расхода сжатого воздуха.
Тогда в соответствии с (8.6) и (8.7) получим:
, (8.8)
где .
С целью обеспечения расчета по формуле (8.8) при сохранении восьмиразрядного формата данных на всех этапах вычислений, целесообразно принять следующую последовательность выполнения арифметических операций:
) ;
) ;
) ;
) ;
) /;
) К/.
Вычисления по формуле (8.8) для повышения достоверности вычислений необходимо проводить для усредненных на некотором интервале времени значений давления и температуры. Стандартная процедура усреднения выполняется по формуле:
, (8.9)
где Хi - мгновенное значение усредняемого параметра; N - количество значений, используемых для усреднения. Для вычисления числителя выражения (8.9) необходимо увеличивать разрядность слова данных, поэтому преобразуем его к виду:
, (8.10)
где Х1 - первое значение усредняемого параметра, DХi - отклонение i-го значения параметра от Х1 (DХi = Хi - Х1).
Алгоритм расчета и учета объемного расхода воды, а также определения необходимого для обеспечения вычисленного расхода воды напора в сети, составленный по уравнению (8.8) представлен на рис.8.2. Контроль напора и расхода воды осуществляют при помощи следующих датчиков: абсолютного давления (напор), разности давлений и температуры (расход).
Поскольку, реализация приведенного алгоритма предполагается на контроллере типа МикроДАТ, не реализующем функцию корня квадратного, то вычисление корня квадратного организуем в подпрограмме, используя разложение этой функции в ряд.
Также в подпрограмме организуем вычисление среднего значения величины.
Алгоритмы подпрограмм для вычислений корня квадратного и среднего значения приведены на рис.8.3 и рис.8.4 соответственно.
При составлении схемы алгоритмов, представленных на рис.8.2-8.4 приняты следующие обозначения:
i - счетчик цикла опроса датчиков;
N - количество циклов опроса используемое для расчета средних значений;
Х, Х1, Хср, DХS - операнды подпрограммы вычисления среднего значения (Х - очередное значение измеряемого параметра, Х1 - первое в цикле значение измеряемого параметра, Хср - среднее значение измеряемого параметра, DХS - суммарное значение отклонений измеряемого параметра от Х1);
bS, сS, dS - суммарные значения отклонений от первого за цикл значения, соответственно, перепада давления, абсолютного давления и температуры;
DР2i, Р2i, Т2i - измеренное значение, соответственно, перепада давления, абсолютного давления и температуры;
DР21, Р21, Т21 - первое в цикле значение измеряемого параметра;
DР2ср, Р2ср, Т2ср - среднее за цикл измерения значение соответствующего параметра;
х, у - операнды подпрограммы вычисления корня квадратного, х - входное значение, у - результат;
у1, у2, у3 - промежуточные значения для вычисления расхода;
Q2ср - среднее за цикл измерения значение объемного расхода воды;
tj+1 - текущее время, соответствующее значению Q2ср;
tj - значение времени, соответствующее последнему зафиксированному значению расхода;
Q2j - последнее зафиксированное значение расхода;
Q2min - значение расхода воды, соответствующее нижнему пределу;
FQ - флаг минимального расхода;
FT - флаг начала суток;
S - счетчик суток.
Если по каким-либо причинам напор в сети не поддерживается на должном уровне, имеется возможность перейти на ручное управление электроприводом насоса, как с регулированием его скорости, так и без регулирования.
На основании анализа условий работы насосной установки можно сформулировать следующие требования, предъявляемые к системе управления:
. Точное поддержание заданного оптимального напора в сети.
. Программное управление приводами насосов.
. Оперативный контроль, учет, отчетность, протоколирование процесса и диагностику работоспособности технических средств АСУ.
. Использование средств дистанционного контроля и автоматического регулирования параметров сети.
Обобщенный алгоритм работы насо