Автоматика горячего водоснабжения
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
рования и одно реле на выходе. Изменение температуры при использовании этих двухпозиционных терморегуляторов для работы с 2-киловатным нагревателем показывает график на рисунке 5 (пунктирная линия).
Рисунок 5. Рабочие характеристики двухпозиционных систем регулирования с одним (пунктир) и двумя (сплошная линия) нагревателями
Для более эффективной работы используют регуляторы с возможностью ступенчатого изменения мощности. Их отличают высокие динамические характеристики и экономическая эффективность. Для работы с печами или другими устройствами, требующими быстрого прогрева (охлаждения), предлагается ТРМ-7. В зависимости от температуры обьекта он включает первый или второй нагреватель (охладитель) или два одновременно. Схема управления при использовании ТРМ -7 показана на рисунке 6.
Рисунок 6. Функциональная схема регулятора с двумя нагревателями
График изменения температуры при нагреве печи с помощью ТРМ-7 изображен на рис. 1 (сплошная линия). При достижении определенной температуры происходит поочередное отключение нагревателей. Очевидны более быстрый нагрев и более плавное поддержание температуры по сравнению с одноступенчатыми системами.
Другой пример - морозильная камера, которая быстро замораживает мясо двумя холодильными машинами и поддерживает температуру одной из них. При выходе из строя дежурной машины и повышении температуры в работу будет включена другая. Применение ТРМ-7 позволяет легко реализовать систему резервирования.
Если вы работаете с веществами, не допускающими перегрева или переохлаждения, например, масло, разогретое до температуры близкой к воспламенению, желательно использовать терморегулятор ТРМ-2. Его отличает наличие второго реле, которое служит как резервное или сигнальное в зависимости от включения. Это реле срабатывает по достижении предельной температуры.
Для работы с устройствами, требующими команды на открывание и закрывание, используется терморегулятор ТРМ-5. Он имеет один датчик и два канала регулирования. На каждом из каналов имеется своя уставка и выходное реле. В ТРМ-5 можно задать коридор изменения температуры ограниченный уставками первого и второго канала.
Если вам в процессе работы необходимо переходить с одной уставки на другую, то можно использовать прибор ТРМ-5 путем подключения нагрузки к соответствующему выходу. Пример использования - регулирование температуры в теплице при условии перехода с дневной на ночную и обратно. Если вы хотите осуществлять такой переход автоматически, то необходимо использовать ТРМ-8 и таймер в качестве управляющего элемента. Можно использовать кнопку для дистанционного управления или пользоваться кнопкой на приборе. Внешних переключений при использовании ТРМ-8 не требуется.
Для удобства наблюдения результатов приборы выпускаются с различными типами индикаторов. В зависимости от ваших производственных условий вы можете выбрать жидкокристалическую либо светодиодную индикацию. Последняя обеспечивает просмотр результатов при удалении от прибора и в плохо освещенных местах.
2. Расчетная часть
.1 Расчет реакции объекта регулирования
Для расчета используется упрощенная модель бака:
где tn+1 - температура воды в баке в будущий момент времени; tn - температура в текущий момент времени; P - мощность, выделяемая ТЭНом при максимальном воздействии регулятора; F - Выходная мощность регулятора в процентном выражении; tд - время дискретизации; с - теплоемкость воды; V - объем воды в баке; М - молярная масса воды.
Формула определяет величину температуры в следующий момент времени, прибавляя к предыдущему значению температуры приращение, создаваемое регулятором и ТЭНом заданный момент времени.
Реакция регулятора определяется моделью:
Для получения характеристики бака создадим таблицу опорных значений. Для этого рассчитаем их по имеющимся формулам.
Рассчитаем реакцию регулятора. Так как температура воды в баке (tn<Tуст-?) ниже полосы пропорциональности, то, как видно из (2) реакция регулятора будет максимальной
25<90-10
Fn = 1
Значение реакции регулятора занесем в таблицу и рассчитаем температуру в баке на следующий момент времени:
Новое значение температуры заносится в таблицу опорных значений, и теперь считается текущим значением температуры. Дальнейшие вычисления производятся аналогичным образом. В момент времени, когда температура воды в баке достигнет значения, входящего в зону пропорциональности, реакция регулятора будет рассчитываться по второй формуле модели. Например, на одиннадцатой минуте нагрева температура достигнет значения tn=86.3172, тогда расчет будет производиться по следующей схеме:
Рассчитаем реакцию регулятора. Так как температура воды в баке (tn<Tуст-?) вошла в полосу пропорциональности, то, как видно из (2) реакция регулятора будет равна
90-10<82,3172<90
Значение реакции регулятора занесем в таблицу и рассчитаем температуру в баке на следующий момент времени:
Дальнейшие вычисления проводятся аналогично. Очевидно, что с приближением текущей температуры воды к значению уставки, реакция регулятора будет стремиться к нулю. Таким образом, расчеты можно закончить, когда реакция регулятора будет достаточно близка к нулю, и воздействие ТЭНа будет пренебрежительно мало. Однако стоит заметить, что полученная