1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Цель курсовой работы - развитие у студентов практических навыков по разработке и исследованию электронных систем автоматического регулирования (САР).

Цель курсовой работы достигается в результате приобретения навыков по решению следующих задач:

-анализу объектов регулирования;

-постановке цели САР;

-построению структур и схем автоматизации САР;

-выбору и обоснованию элементов САР;

-разработке схем электрических соединений;

-разработке и анализу качества законов регулирования;

-применению современных программных средств для выполнения вычислительных экспериментов.

Общая постановка задачи курсовой работы:

1) исходные данные:

-объект и цель регулирования;

- схема автоматизации;

- требования к регулирующему органу;

- требования к исполнительному механизму;

- требования к измерительному устройству;

- требования к электронному регулятору;

- требования к закону регулирования;

- требования к качеству регулирования.

2) требуется:

-выбрать и обосновать серийные образцы:

регулирующего органа;

исполнительного механизма,

электронного регулятора;

-построить схему электрическую соединений;

-разработать закон регулирования;

-оценить качество регулирования на основе математического моделирования процессов в САР.

2. ЗАДАНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Тема 1. Разработка САР регулирования воздуха в обслуживаемом помещении.

Постановка задачи.

Исходные данные:

1)объект регулирования – объем воздуха в обслуживаемом помещении (рис.1.1, а);

2)цель регулирования – поддержание требуемого значения средней температуры T_ТР воздуха в обслуживаемом помещении; диапазон требуемых значений температуры: 18-28 ⁰С (СНиП 2.04.05-91);

3)параметры объекта регулирования:

-регулируемый параметр: средняя температура Т₁воздуха в обслуживаемом помещении;

-регулирующий параметр – температура Т₂ воздуха, поступающего в помещение из центральной системы вентилирования;

-возмущающий параметр – температура Т₃ воздуха окружающей среды;

4)структурная схема системы автоматического регулирования (рис.2.1):

Рис. 2.1. Структурная схема САР регулирования воздуха в

обслуживаемом помещении

- исполнительное устройство: система подачи и подогрева потока воздуха, поступающего в помещение из центральной системы вентилирования, включающее в себя: теплообменник – устройство для подогрева потока воздуха системы вентилирования с помощью нагревающей жидкости из системы центрального отопления; регулирующий орган – клапан, регулирующий поток нагревающей жидкости в теплообменнике; исполнительный механизм: электропривод клапана;

- регулятор – программируемый логический контроллер (ПЛК);

-измерительное устройство - датчик или измерительный преобразователь температуры воздуха;

5)схема автоматизации:

а) схема на базе трехходового клапана (рис.1.2, а);

б) схема на базе двухходового клапана (рис.1.2, б).

а) б)

Рис. 2.2. Варианты схем автоматизации:

ОП – обслуживаемое помещение; Т – измеритель температуры; ТС – регулятор температуры; М – электропривод исполнительного механизма; K– клапан регулирующего органа; Н-насос; О – теплообменник.

3.Выбор и обоснование элементов исполнительного устройства

Исполнительное устройство - элемент системы автоматического управления или регулирования, воздействующее на процесс в соответствии с получаемой командной информацией. Состоит из двух функциональных блоков: исполнительного механизма и регулирующего органа и может оснащаться дополнительными блоками

а) регулирующий орган – механизм, непосредственно создающий управляющее воздействие на объект регулирования путем подвода энергии (клапаны, нагреватели и др.);

б) исполнительный механизм – механизм, предназначенный для управления исполнительным органом в соответствии с командной информацией, поступающей от регулятора (управляемый электропривод, управляемый источник питания и др.).

Представленный двухходовой клапан серии 21W6 используется при таком типе соединения как резьба G 1 1/2 дюйма. В ЭМК непрямого действия ODE 21W6KB400 в качестве материала корпуса используется латунь. Также данный двухходовой электромагнитный клапан отличается расходом в 520 литров в минуту, прямо пропорциональным диаметру проходного отверстия 40мм.

Рисунок 1. Двухходовой клапан серии 21W6 Рисунок 2. Габаритные размеры клапана серии 21W6

Рисунок 3. Габаритные размеры клапана серии 21W6

2.2 Исполнительный механизм

Электропривод Esbe 95 обеспечивает автоматическое регулирование положения заслонки клапана (открытие/закрытие). Электропривод ЭСБЕ 95 применяется в системах отопления, кондиционирования и водоснабжения, позволяет изменять пропускную способность клапана в зависимости от температуры теплоносителя и поступающего сигнала. Привод Esbe 95 имеет трехточечное регулирование, разработан для управления клапанами, имеющими присоединительные размеры от 15 до 150 мм. Кулачковые диски позволяют настраивать рабочий диапазон в пределах от 30° до 180°. Электропривод ESBE 95 может легко управляться вручную кнопкой выключения и рычагом.

Рисунок4. Исполнительный привод Esbe 95

Рисунок 5. Габаритные размеры привода

Технические характеристики исполнительного привода Esbe 95:

Схема подключения приведена на рисунке 6.

Рисунок 6. Схема подключения привода

4.Выбор и обоснование измерительного устройства

Предназначены для измерения температуры жидких и газообразных химически неагрессивных сред, а также агрессивных, не разрушающих материал защитного чехла.