Под диспетчеризацией подразумевается связь между различными смежными отраслями и эксплуатирующими службами контроля и управления рассматриваемого объекта. Исходя из этого, рассмотрим создание автоматизированной системы для контроля и управления на примере одной отдельной системы — системы вентиляции воздуха.
У любой системы вентиляции, а также у любой системы автоматизации есть общая основа, а именно приборы и средства автоматизации. Разработанные с их помощью средства управления должны контролировать необходимые микроклиматические условия в обслуживаемом помещении и должны обеспечить безопасную и экономичную эксплуатацию оборудования. Функции, которые данная система реализует, должны выполнять включение и выключение по месту, а также выполнять централизованное управление полностью всем объектом [1, 2].
Система автоматического управления позволяет выполнить управление на уровне отдельного элемента установки. Она подразумевает в себе объединение органов управления с технологическим объектом, при взаимодействии которых происходит автоматическая работа процесса относительно заданного алгоритма работы.
Во всех системах управления заложен принцип обратной связи. Получив данные об объекте при помощи измерительных приборов, создаются управляющие воздействия на объект.
Зная полную технологию работы системы в целом и необходимые параметры контроля, можно без проблем разработать систему автоматического управления. Можно разработать простую систему, которая будет отвечать только за забор и выброс воздуха. А можно разработать сложную систему, которая будет как распределять воздух, так и нагревать, очищать и увлажнять его.
У современных автоматизированных систем органами управления выступают электронные цифровые устройства на базе микропроцессоров — контроллеры. Они могут позволить запустить и остановить каждый элемент системы, блокировать и защитить систему при возникновении внештатной ситуации, идентифицировать смену режима управления и т. д.
Использование контроллеров позволяет:
– улучшить процесс управления и безопасность системы;
– сократить количество элементов управления;
– упростить установку и сократить время ее выполнения;
– облегчить работу системы;
– снижение фактических затрат на автоматизацию [1].
Функция автоматической поддержки заданного параметра, для системы вентиляции, выполняется с помощью замкнутой цепи управления. Данная цепь имеет принцип обратной связи, который присутствует в явном виде: поступившая от датчика информация об объекте изменяется устройством регулирования в управляющее воздействие.
Температуру воздуха на выходе из системы измеряют с помощью датчика температуры, после чего значение температуры передается на устройство сравнения, где происходит расчет ошибки измерения. От разности между температурой уставки и измеряемой температурой устройство управления вырабатывает сигнал, который воздействует на исполнительный механизм. Исполнительный механизм будет работать, пока диапазон ошибки измерения не будет минимальным [3].
Рис. 1. Регулирование температуры воздуха
T — Датчик температуры; УС — Устройство сравнения;
Р — Устройство регулирования; М — Исполнительный механизм;
Tуст — Температурная уставка; Тизм — Измеренная температура;
ε = Tуст — Тизм — Ошибка измерения.
Создавая или внедряя автоматизированную систему управления вентсистемой необходимо знание характеристик, описывающих работу отдельных элементов и системы в целом, в различных режимах работы.
С помощью передаточной функции W (p) можно отобразить взаимосвязь входных и выходных параметров отдельных элементов и всей системы. Математический метод описания исследуемой системы представлен на рисунке 2:
Рис. 2. Структурная схема САР
Датчики параметров воздуха и теплоносителя можно рассматривать как апериодическое звено первого порядка. Их инерция (постоянная времени) зависит от конструкции и массы чувствительного элемента. Еще большая инерция зависит от скорости воздуха. Когда воздух неподвижен, постоянная времени датчиков достигает десятков минут, а для помещений может быть самой большой постоянной среди звеньев объекта. Поэтому для уменьшения инерции используются локальное увеличение скорости воздуха вблизи датчика, установка датчиков в приточных или рециркуляционных воздуховодах и другие методы [4].
Структура представляет собой трехуровневую систему, включающую в себя:
– уровень диспетчерского управления, предназначенный для управления производственными процессами и диспетчерского управления.
– уровень дистанционного управления, предназначенный для управления технологическими процессами и объектами;
– уровень местного управления, предназначенный для управления технологическими процессами и объектами с локальных контроллеров.
Литература:
- Комплексная реализация функций управления. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://mylektsii.ru/6–125306.html.
- Анализ технологического процесса как объекта управления. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://studbooks.net/2573924/tovarovedenie/analiz_tehnologicheskogo_protsessa_obekta_upravleniya.
- Автоматизация СКВ. Типовые функции управления и методы их реализации. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://mylektsii.ru/6–125300.html.
- Автоматизация СКВ воздуха. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://studfiles.net/preview/415159/
