Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
SCADA система
|
|
Для роботи зі стендом була розроблена SCADA-система ESM (Engineering Systems Manager – Менеджер Інженерних Систем) – програмний продукт, побудований на платформі EFACTION, що призначений для побудови систем диспетчеризації інженерних систем будівель.
EFACTION – це універсальна платформа, яка призначена для створення програмної частини систем диспетчеризації – SCADA-систем (далі – систем диспетчеризації).
Переваги платформи:
1. Простота. Продукт дозволяє швидко створювати системи диспетчеризації, не вимагаючи від розроблювача глибоких знань в області програмування. Із цим завданням повинен справлятись інженер, що розбирається в технології й володіє основами роботи з персональним комп’ютером.
2. Економічність. Купуються тільки ті функціональні частини системи (модулі), які необхідні для розв’язання поточного завдання. Надалі, при розширенні системи диспетчеризації потрібно буде придбати тільки відсутні модулі й додати їх у систему.
Система ESM була створена для того, щоб спростити й прискорити рішення завдань диспетчеризації інженерних систем будинків. Особливістю ESM є те, що вона містить велику графічну бібліотеку зображень реального технологічного устаткування, що застосовується в інженерних системах. Оператор, працюючи із мнемосхемами, бачить не узагальнене зображення, а конкретний тип устаткування, від конкретного виробника. Такий підхід полегшує оператору сприйняття інтерфейсу системи диспетчеризації.
Архітектура системи. В основу архітектури EFACTION покладений принцип модульності. ESM відрізняється відсутністю деяких функцій, які не використовуються в диспетчеризації інженерних систем. Узагальнена структура системи ESM зображена на Мал. 6.
Мал. 6. Узагальнена структура системи ESM
Система диспетчеризації, створена за допомогою ESM, виявляє собою сукупність програмних модулів, кожний з яких виконує певну функцію. Таким чином, можливості системи диспетчеризації визначаються тим, з яких модулів вона складається. Додаючи в систему нові модулі, збільшується як функціональність системи, так і її масштаб.
Фізична структура системи диспетчеризації являє собою мережу комп’ютерів. Модулі, з яких складається система диспетчеризації " розподілені" за цими комп’ютерами. У найпростішому випадку всі модулі можуть перебувати на одному комп’ютері, однак, при розширенні системи, модулі можна легко переносити на інші комп’ютери (Мал. 7).
Мал. 7. Структура системи диспетчеризації, що складається із чотирьох модулів, розташованих на двох комп’ютерах
SCADA-система для стенду в себе включає:
§ базовий модуль – являється основним. Усі інші модулі є його похідними. Створення SCADA-системи ESM починається саме з базового модуля;
§ модуль візуалізації – модуль забезпечує візуалізацію усіх процесів;
§ модуль вводу/виводу – забезпечує зв'язок SCADA-системи з контролерами по відповідному протоколу;
§ модуль тривог – модуль відслідковує усі аварійні ситуації в системі диспетчеризації та забезпечує їх візуалізацію на екрані. При бажанні можна зробити і звукові сигнали для аварій;
§ модуль архівування – модуль веде журнал і фіксує зміни усіх параметрів системи, для яких необхідне подальше зберігання.
Візуалізація системи має вигляд як на Мал. 8.
Мал. 8. Візуалізація системи диспетчеризації
Система зображує усі головні вузли припливно-витяжної системи та веде тренди головних параметрів системи. Система керування процесом може працювати в трьох режимах: місцевому, автоматичному та дистанційному.
В місцевому режимі усі зміни в налаштуваннях системи можна робити тільки з меню контролеру. Зі SCADA-системи в даному режимі не можна нічого змінювати, а лише спостерігати за зміною параметрів.
В автоматичному режимі контролер сам підтримує задані параметри. Зі SCADA-системи в даному режимі можна змінювати завдання температури, робити запуск та зупинку системи, а також переводити систему в дистанційний режим роботи.
В дистанційному режимі повне управління системою доступне зі SCADA- системи, зокрема користувач може: змінювати завдання температури, ввімкнення та вимкнення припливного та витяжного вентиляторів, ввімкнення та вимкнення ККБ, ввімкнення та вимкнення циркуляційного насосу, відкриття на необхідний рівень триходового клапану водяного калориферу та заслінок.
Всі органи керування та візуалізація процесу реалізовані в SCADA системі, яка представляє собою мнемосхему з можливими завданням положень РО та значень уставок. Вигляд SCADA та основні її органи налаштування наведені на Мал. 9.
Мал. 9. Складові частини SCADA-системи вентиляції повітря
1 – вікно відображення поточної температури навколишнього середовища (в даній SCADA системі цей параметр не вимірюється, а моделюється, встановленням відповідного значення);
2 – заслінки для відокремлення навколишнього середовища від приміщення для припливного і витяжного повітря з кнопками «більше», «менше» для можливості синхронної зміни їх положення в дистанційному режимі;
3 – заслінка для рециркуляції повітря (автоматично встановлюється в протифазі до заслінок 2, для забезпечення постійної витрати повітря в системі);
4 – калорифер з вікном відображення поточної температури зворотного теплоносія та вікном для можливості її завдання в автоматичному та дистанційному режимах;
5 – насос для подачі теплоносія в калорифер з кнопками «Пуск», «Стоп» для можливісті його управління в дистанційному режимі;
6 – триходовий клапан, що регулює температуру води шляхом підмішування до гарячого теплоносія зворотного, з кнопками «більше», «менше» для можливості регулювання ступеня його відкриття в дистанційному режимі;
7, 8 – витяжний та припливний вентилятори з:
- кнопками «Пуск», «Стоп» для можливості зблокованого управління обома вентиляторами в дистанційному режимі;
- вікном відображення поточної температури припливного повітря та вікном для можливості її завдання в автоматичному та дистанційному режимах (вікно для завдання з’являється тільки тоді, коли обрано алгоритм регулювання температури припливного повітря);
9 – вікно відображення поточної температури у виробничому приміщенні та вікном для можливості її завдання в автоматичному та дистанційному режимах (вікно для завдання з’являється тільки тоді, коли обрано алгоритм регулювання температури повітря в приміщенні);
10 – компресорно-конденсаторний блок з кнопками «Пуск», «Стоп» для можливісті його управління в дистанційному режимі;
11 – пульт управління режимом роботи АСК з кнопками «Автоматичний», «Дистанційний» та індікацією переведення контролеру в режим «Місцевий»;
12 – кнопка для доступу до архівних даних трендів.
Вікно архівних даних трендів виглядає так:
 |
Мал. 10. Вікно архівних даних трендів
1 – зміна частоти оновлення даних;
2 – відображення даних у вигляді графіка;
3 – відображення даних у вигляді таблиці;
4 – друкування даних на принтері;
5 – збереження даних на комп’ютері у зручному для читання вигляді (якщо кнопку 5 натиснути при зображенні на екрані даних у вигляді таблиці, то дані будуть збережені у форматі Excel-файла, а при зображенні на екрані даних у вигляді графіків дані будуть збережені у вигляді малюнка з графіками, який має розширення bmp);
6 – поле відображення графіків;
7 – поле вибору точок, які будуть відображені в полі графіків.
При натисненні на кнопку 3 дані відображаються наступним чином:
Мал. 10. Відображення архівних даних у вигляді таблиці
Далі, для збереження даних на комп’ютері у вигляді таблиці у форматі Excel-файла необхідно натиснути на кнопку 5. З’явиться наступне вікно:
Мал. 12. Експорт архівних даних на комп’ютер
У цьому вікні у випадаючому списку «Точность» обираємо бажану точність збереження даних:
Мал. 13. Вибір бажаної точності результатів
Натискаємо на кнопку «Ок», та зберігаємо в файл.
Мал. 14. Збереження архівних даних на комп’ютер
Натиснувши кнопку 3 можно повернутися у вікно відображення даних у вигляді графіків. Для налаштування поля з графіками можна скористатися наступними вкладками.
За допомогою вкладки «Верт. оси» можна змінювати масштаб графіків, крок, змінювати положення осі ординат.
Мал. 15. Налаштування відображення графіків
За допомогою вкладки «Маркер» можна змінювати колір та розмір маркера графіків.
Мал. 16. Налаштування відображення графіків
За допомогою вкладки «3D» можна вибрати режим відображення графіків 3D.
Мал. 17. Налаштування відображення графіків
За допомогою вкладки «Фон» можна змінювати фон, на якому відображаються графіки.
Мал. 18. Налаштування відображення графіків
За допомогою вкладки «Стенки» можна в режимі перегляду 3D змінювати фон проекцій на яких відображаються графіки.
Мал. 19. Налаштування відображення графіків
ІНСТРУКЦІЇ ПО РОБОТІ ЗІ СТЕНДОМ
Для початку роботи зі стендом «Приточно-витяжна система вентиляції» необхідно виконати наступні дії:
1. Подати на стенд живлення з електрощита.
2. Увімкнути комп’ютер біля стенду, ввести пароль для входу в систему – RTadmin.
3. Увімкнути (перевести у верхнє положення) автоматичні вимикачі на стенді:
Ø SF1 – загальний для всього обладнання стенду;
Ø SF3 – живлення контролера
Автоматичний вимикач SF2 (живлення ПЗО) поки що не вмикати!
4. Здійснити повернення налаштувань контролера до початкових значень.
Виконання цієї процедури здійснюється спеціальною утилітою, що встановлена на комп’ютері. Запускається вона викликом ярлика " Початкові налаштування контролера", що присутній на робочому столі комп’ютера. При запуску на екрані з’явиться вікно з показником виконання процесу запису налаштувань. Якщо програма виконана коректно і без збоїв, то вікно автоматично закривається. При наявності помилок при виконанні, програма видає аварійне повідомлення. В цьому разі необхідно здійснити повторний запуск утиліти.
5. Вимкнути на стенді автоматичні вимикачі SF1 та SF3 та знову їх ввімкнути разом з вимикачем SF2.
6. Запустити на комп’ютері програму роботи зі стендами.
Програма запускається викликом ярлика " Стенд вентиляції ", що знаходиться на робочому столі комп’ютера. На екрані з’являється вікно вибору стенду з коротким його описом (Мал. 20)
Мал. 20. Вікно вибору стенду
7. Вибрати " Стенд Aeroclim 7 plus " одним кліком.
При цьому одночасно запускаються модель стенду (Мал. 5) та SCADA-система з мнемосхемою технологічного процесу (Мал. 8). Переключення між вікнами моделі та SCADA-системи здійснюється з панелі задач. Вікно вибору стенду (Мал. 20) продовжує бути активним і сигналізує про роботу стенду, яку при потребі можна завершити (див. п.10).
Після запуску програми модель стенду на екран над усіма вікнами виводиться вікно «Выберите вариант лабораторной работы» (Мал. 21).
8. Обрати варіант початкових параметрів у вікні моделі та підтвердити вибір, натиснувши кнопку " Оk"
Мал. 21. Варіанти початкових умов роботи зі стендом
При необхідності повернення до початкових параметрів в ході лабораторної роботи або при переході від однієї роботи до іншої, необхідно натиснути кнопку " РЕСТАРТ" у вікні моделі (Мал. 5).
9. Перейти до виконання лабораторної роботи.
10. По завершенні лабораторної роботи на стенді слід:
· Переключитись у вікно вибору стенду (Мал. 20), у якому з’явиться в нижній частині кнопка " Остановить " (Мал. 22). Натиснувши на неї одночасно коректно зупиниться модель і SCADA-система.
· Вимкнути комп’ютер.
· Вимкнути автоматичні вимикачі стенду SF1, SF2, SF3.
Мал. 22. Вікно роботи і зупинки стендів
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1А
Дослідження процесу вентиляції та кондиціювання повітря в зимовий період як об’єкта автоматизації
Мета роботи: ознайомитись з процесами вентиляції та кондиціювання повітря в зимовий період; визначити входи, виходи та збурення таких систем; перевірити дію захистів та блокувань в системі.
Підготовка до виконання роботи
Для виконання даної лабораторної роботи попередньо слід ознайомитись з особливостями технологічного процесу, його складовими частинами, а також інструкцією на контролер. Студент має чітко розуміти принцип роботи припливно-рециркуляційної системи вентиляції та кондиціювання повітря в режимі " зима"; особливості роботи заслінок, калорифера з триходовим клапаном; принципи та умови спрацювання захисту та блокувань.
Для отримання допуску до лабораторної роботи студент повинен мати підготовлений протокол до лабораторної роботи, що містить наступну інформацію:
• структурну схему об’єкта управління в режимі " зима" з вказаними входами, виходами та збуреннями;
• опис можливих способів та законів керування температурою повітря в зимовому режимі;
• формулювання задачі ідентифікації об’єкта та методики її розв’язання;
• опис недопустимих режимів роботи обладнання;
• умови спрацювання захисту та блокувань.
Хід виконання роботи
1. Після вмикання стенду обрати свій варіант початкових параметрів моделі (п.8 " Інструкції по роботі зі стендом "). При потребі внести корекції.
2. Перевести всі контури керування в контролері в дистанційний режим.
Для переведення АСК в дистанційний режим потрібно використовуючи SCADA-систему (Мал. 9) на пульті управління режимом роботи АСК 11 натиснути кнопку " Дист.". При переході системи в дистанційний режим роботи стає доступним ручне керування всіх вузлів системи, зокрема: ручне керування триходового клапану 6, відкриття/закриття заслінок 2 і 3, ввімкнення/ вимкнення насосу 5, ККБ 10, вентиляторів 7 і 8.
3. Дочекатися установленого процесу. Ознакою установленого процесу є стабілізація значень вихідних параметрів
4. Послідовно отримати розгінні характеристики по різним каналам керування.
При зміні визначених входів об’єкта спостерігати та записати стан зміни визначених виходів об’єкта.
5. Перевірити дію, реалізованих в контролері захистів, шляхом зняття відповідних перехідних характеристик. Для цього зімітувати аварійну ситуацію, тобто певними органами керування досягти значення відповідних параметрів, при яких повинен спрацювати захист та блокування системи. Під час виникнення аварійної ситуації, контролер зупиняє роботу системи і на мнемосхемі SCADA-системи виникає повідомлення про відповідну аварію (Мал. 23). Після чого аварію необхідно квітірувати натисненням кнопку «Съем аварии» та зберегти перехідні характеристики.
Мал. 23. Аварійна ситуація у SCADA-системі вентиляції
Обробка результатів
1. На базі розгінних кривих сформулювати висновки про динаміку різних контурів керування з урахуванням характеристик виконавчих механізмів та технологічного обладнання.
2. Використовуючи збережені розгінні характеристики отримати передавальні функції об’єкта.
3. Описати основні структури, що використовуються в системах керування процесами вентиляції та кондиціювання в холодний час року.
4. Описати роботу системи управління у випадку аварійної ситуації (загроза заморожування);
5. Проаналізувати отримані при аварійній ситуації перехідні характеристики та зробити висновки.
Контрольні запитання
1. За якою методикою були отримані передавальні функції об’єкта?
2. Охарактеризуйте особливості процесу вентиляції повітря в холодний період року, як об’єкта керування.
3. Які канали логічно використовувати для управління процесом вентиляції.
4. Які структури управління є сенс реалізовувати для даного об’єкта?
5. Які системи захисту реалізовані на стенді? Які ще можливі?
6. Опишіть роботу системи захисту, спираючись на експериментальні дані.
7. Яким чином можна реалізовувати енергозбереження при процесі вентиляції повітря в холодний період року?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1Б
Дослідження процесу вентиляції та кондиціювання повітря в літній період як об’єкта автоматизації
Мета роботи: ознайомитись з процесами вентиляції та кондиціювання повітря в літній період; визначити входи, виходи та збурення таких систем.
Підготовка до виконання роботи
Для виконання даної лабораторної роботи попередньо слід ознайомитись з особливостями технологічного процесу, його складовими частинами, а також інструкцією на контролер. Студент має чітко розуміти принцип роботи припливно-рециркуляційної системи вентиляції та кондиціювання повітря в режимі " літо"; особливості роботи заслінок, компресорно-конденсаторного блоку.
Для отримання допуску до лабораторної роботи студент повинен мати підготовлений протокол до лабораторної роботи, що містить наступну інформацію:
• структурну схему об’єкта управління в режимі " літо" з вказаними входами, виходами та збуреннями;
• опис можливих способів та законів керування температурою повітря в літньому режимі;
• формулювання задачі ідентифікації об’єкта та методики її розв’язання.
Хід виконання роботи
1. Після вмикання стенду обрати свій варіант початкових параметрів моделі (п.8 " Інструкції по роботі зі стендом "). При потребі внести корекції.
2. Перевести всі контури керування в контролері в дистанційний режим.
Для переведення АСК в дистанційний режим потрібно використовуючи SCADA-систему (Мал. 9) на пульті управління режимом роботи АСК 11 натиснути кнопку " Дист.". При переході системи в дистанційний режим роботи стає доступним ручне керування всіх вузлів системи, зокрема: ручне керування триходового клапану 6, відкриття/закриття заслінок 2 і 3, ввімкнення/ вимкнення насосу 5, ККБ 10, вентиляторів 7 і 8.
3. Дочекатися установленого процесу. Ознакою установленого процесу є стабілізація значень вихідних параметрів
4. Послідовно отримати розгінні характеристики по різним каналам керування.
При зміні визначених входів об’єкта спостерігати та записати стан зміни визначених виходів об’єкта.
Обробка результатів
1. На базі розгінних кривих сформулювати висновки про динаміку різних контурів керування з урахуванням характеристик виконавчих механізмів та технологічного обладнання.
2. Використовуючи збережені розгінні характеристики отримати передавальні функції об’єкта.
3. Описати основні структури, що використовуються в системах керування процесами вентиляції та кондиціювання в теплий час року.
Контрольні запитання
1. За якою методикою були отримані передавальні функції об’єкта?
2. Охарактеризуйте особливості процесу вентиляції повітря в теплий період року, як об’єкта керування.
3. Які канали логічно використовувати для управління процесом вентиляції?
4. В чому полягає особливість роботи ККБ?
5. Які структури управління є сенс реалізовувати для даного об’єкта?
6. Яким чином можна реалізовувати енергозбереження при процесі вентиляції повітря в теплий період року?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2
Регулювання температури припливного повітря в режимі " Зима"
Мета роботи: навчитися розраховувати, налаштовувати та аналізувати роботу АСК температури припливного повітря в режимі " Зима".
Підготовка до виконання роботи
Для виконання даної лабораторної роботи попередньо слід ознайомитись з технологічним процесом отримання повітря заданої температури. Уяснити можливі вимоги до роботи таких АСК. Повторити методики отримання параметрів налаштувань системи керування. Вивчити методику роботи з контролером Aeroclim 7 plus (див. Додаток А).
Після опрацювання цих відомостей, для отримання допуску до лабораторної роботи, студент повинен мати підготовлений протокол до лабораторної роботи, що містить інформацію про:
• технологічний процес отримання повітря заданої температури в холодний період року;
• структуру системи керування та алгоритм її роботи;
• вимоги до роботи системи керування;
• методику отримання параметрів налаштувань системи керування.
Хід виконання роботи
1. Розрахувати параметри регулятора АСК температури припливного повітря в режимі " Зима".
Параметри об’єкта взяти з результатів першої лабораторної роботи або шляхом ідентифікації технологічного об’єкта управління (ТОУ) (див. лабораторну роботу № 1А).
2. Після вмикання стенду обрати свій варіант початкових параметрів моделі (п.8 " Інструкції по роботі зі стендом "). При потребі внести корекції.
3. Виконати налаштування необхідних параметрів на контролері.
Для цього на екрані контролеру обрати вікно «Тек.пар.(Т)» (Мал. 24)
Мал. 24. Вікно «Тек.пар.(Т)»
Далі потрібно обрати зображення вибору конфігурації «Зима-Лето». У вікні, що з’явиться, встановити режим «Зима» (Мал. 25).
Мал. 25. Вікно конфігурації зима/літо
Для обраного режиму роботи «Зима» обрати параметр «Рег.темп.» як Тпрв (температура припливного повітря) (Мал. 26).
Мал. 26. Вікно налаштувань регульованого параметру в режимі Зима
Це буде означати, що регулювання буде відбуватися для температури припливного повітря. В SCADA-системі ознакою того, що відбувається регулювання по температурі припливного повітря буде те, що завдання для температури буде знаходитись під температурою припливного повітря.
4. Виконати налаштування параметрів калориферу.
Для цього необхідно на екрані контролеру знову обрати вікно «Тек.пар.(Т)» (Мал. 27)
Мал. 27. Вікно «Тек.пар.(Т)»
Далі потрібно обрати зображення водяного калориферу. На екрані контролеру повинно з’явитись вікно з налаштуваннями для калориферу (Мал. 28).
Мал. 28. Вікно «Калорифер Т»
В даному вікні необхідно обрати «Закони кл.Т».
Мал. 29. Вікно «Закони калорифера Т»
У вікні вибрати «Закон Тпрв.»
5. Встановити на контролері знайдені параметри регулятора.
У вікні обираємо зображення «Ручные настройки» (Мал. 30)
 |
Мал. 30. Вікно «Закони кл. Т»
В ньому встановлюємо налаштування ПІ регулятора для триходового клапану водяного калориферу (Мал. 31).
Мал. 31. Вікно з налаштуваннями параметрів ПІ регулятора
Для зміни доступний коефіцієнт пропорційності, час інтегрування, час диференціювання, інтервал диференціювання, період, та зона нечутливості. Студентам пропонується змінювати лише коефіцієнт пропорційності та час інтегрування регулятора.
6. Перевести систему в автоматичний режим роботи.
Для переведення АСК в автоматичний режим потрібно на пульті управління режимом роботи АСК 11 SCADA-програми (Мал. 9) натиснути кнопку «Авт.» (Мал. 32).
Мал. 32. Пульт управління режимом роботи АСК
Підтвердити команду переведення в автоматичний режим:
Мал. 33. Підтвердження команди управління
Далі на пульті управління натиснути на кнопку «Пуск»:
Мал. 34. Панель керування SCADA
Підтвердити команду запуску системи:
Мал. 35. Підтвердження команди управління
Свідченням того, що система перейшла в автоматичний режим роботи буде те, що користувачу буде доступно для зміни лише завдання температури для припливного повітря або повітря в приміщені та температури зворотного теплоносія.
7. Зняти перехідні характеристики за каналами " завдання–вихід" та " збурення–вихід".
Для дослідження перехідного процесу по каналу завдання–вихід потрібно змінити завдання для параметру, який досліджується (температура зворотного теплоносія чи припливного повітря). Для того, щоб змінити завдання для системи регулювання, потрібно натиснути на поле введення завдання під температурою, яка регулюється в даний момент (Мал. 36).
Мал. 36. Завдання температури
Після натиснення з’явиться вікно в якому задається температура (Мал. 37).
Мал. 37. Вікно для введення завдання температури
Після зміни завдання потрібно зачекати доки параметр не встановиться на нове значення. По завершенню перехідного процесу потрібно в вікні архівних даних задокументувати його для подальшого включення в протокол лабораторної роботи.
Під час дослідження перехідного процесу по каналу збурення–вихід потрібно нанести системі збурення шляхом зміни температури повітря на вулиці або шляхом зміни температури прямого теплоносія. Дані зміни проводяться з моделі об’єкта регулювання (Мал. 38).
| 
|
Мал. 38. Параметри в моделі об’єкта для нанесення збурення системі
Після нанесення збурення необхідно зачекати доки контролер не відрегулює збурення і досліджуваний параметр не вернеться на значення, яке мав до нанесення збурення.
По закінченню перехідного процесу потрібно у вікні архівних даних задокументувати його для подальшого включення в протокол лабораторної роботи.
8. У випадку отримання низької якості перехідних процесів, провести корекцію параметрів налаштувань системи до отримання прийнятної якості регулювання.
Обробка результатів
1. Детально описати алгоритм запуску системи в холодний період року та дії системи управління в цей час.
2. Детально описати роботу системи управління температурою припливного повітря в холодний період року.
3. Навести основні кроки отримання параметрів налаштувань системи керування.
4. Визначити основні показники якості перехідного процесу.
5. Для остаточних перехідних процесів навести повний список налаштувань контролера, які стосуються досліджуваної системи управління. Цей список повинен мати всі налаштування включаючи зону нечутливості, параметри РО, захисту, тощо.
6. На основі перехідних кривих в замкнутій системі зробити висновки про якість роботи системи керування з точки зору призначення системи кондиціювання повітря та характер динамічних процесів в системі.
Контрольні запитання
1. За якою методикою були отримані параметри регулятора?
2. Чи відповідають показники якості перехідних процесів висунутим вимогам?
3. Які зовнішні збурення можливі в автоматичній системі в зимовий період року?
4. Які вимоги до регулювання температури припливного повітря?
5. Які недоліки регулювання процесу вентиляції за температурою припливного повітря?
6. Яким чином можна реалізовувати енергозбереження при процесі вентиляції повітря?
7. Яким чином на процес вентиляції і роботу системи управління впливає положення рециркуляційної заслінки повітря?
8. Яким чином система включається в роботу?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3
Регулювання температури припливного повітря в режимі " Літо"
Мета роботи: навчитися розраховувати, налаштовувати та аналізувати роботу АСК температури припливного повітря в режимі " Літо".
Підготовка до виконання роботи
Для виконання даної лабораторної роботи попередньо слід ознайомитись з технологічним процесом отримання повітря заданої температури. Уяснити можливі вимоги до роботи таких АСК. Повторити методики отримання параметрів налаштувань системи керування. Вивчити методику роботи з контролером Aeroclim 7 plus (див. Додаток А).
Для отримання допуску до лабораторної роботи студент повинен мати підготовлений протокол до лабораторної роботи, що містить наступну інформацію:
• технологічний процес отримання повітря заданої температури в літній період року.
• структуру системи керування та алгоритм її роботи.
• вимоги до роботи системи керування.
• методику отримання параметрів налаштувань системи керування.
Хід виконання роботи
1. Розрахувати параметри регулятора АСК температури припливного повітря в режимі " Літо" за допомогою обраних методів.
Параметри об’єкта взяти з результатів першої лабораторної роботи або отримати їх шляхом ідентифікації ТОУ (див. лабораторну роботу № 1Б).
2. Після вмикання стенду обрати свій варіант початкових параметрів моделі (п.8 " Інструкції по роботі зі стендом "). При потребі внести корекції.
3. Виконати налаштування необхідних параметрів контролера.
Для цього на екрані контролеру обрати вікно «Тек.пар.(ККБ)» (Мал. 39)
Мал. 39. Вікно «Тек.пар.(ККБ)»
Зображення ККБ має бути саме таким, яке показано на малюнку. Одиниця справа від зображення, з’являється тоді, коли ККБ ввімкнено.
Далі потрібно обрати зображення вибору конфігурації «Зима-Лето». У вікні, що з’явиться, встановити режим «Лето» (Мал. 25).
Для обраного режиму роботи «Лето» обрати параметр «Рег.темп.» як Тпрв (температура припливного повітря) (Мал. 40).
Мал. 40. Вікно налаштувань регульованого параметру в режимі Літо
Це буде означати, що регулювання буде відбуватися для температури припливного повітря. В SCADA-системі ознакою того, що відбувається регулювання по температурі припливного повітря буде те, що завдання для температури буде знаходитись під температурою припливного повітря.
4. Встановити на контролері знайдені параметри регулятора.
Для цього необхідно на екрані контролеру знову обрати вікно «Тек.пар.(ККБ)» (Мал. 39). Після чого вказати зображення компресорно-кондесаторного блоку. На екрані контролеру повинно з’явитись вікно з налаштуваннями для ККБ (Мал. 41).
Мал. 41. Вікно налаштувань ККБ
Потім слід обрати зображення «Закони упр. ККБ», а в ньому встановити налаштування ПІ регулятора для ККБ (Мал. 31).
Для зміни доступний коефіцієнт пропорційності, час інтегрування, час диференціювання, інтервал диференціювання, період, та зона нечутливості. Студентам пропонується змінювати лише коефіцієнт пропорційності та час інтегрування регулятора.
5. Перевести систему в автоматичний режим роботи.
Для переведення АСК в автоматичний режим потрібно на пульті управління 11 SCADA-програми (Мал. 9) натиснути кнопку «Авт.» (Мал. 32). Підтвердити команду переведення в автоматичний режим (Мал. 33). Після чого на пульті управління натиснути на кнопку «Пуск» (Мал. 34) та підтвердити команду запуску системи (Мал. 35).
Свідченням того, що система перейшла в автоматичний режим роботи буде те, що користувачу буде доступно для зміни лише завдання температури для припливного повітря та температури зворотного теплоносія.
6. Зняти перехідні характеристики за каналами " завдання–вихід" та " збурення–вихід".
Щоб дослідити перехідний процес по каналу " завдання–вихід" слід змінити завдання для температури припливного повітря. Для зміни завдання системі регулювання, потрібно натиснути на поле введення завдання під температурою, яка регулюється в даний момент (Мал. 36).
Після зміни завдання потрібно зачекати деякий час, доки перехідний процес не встановиться. Для системи в режимі «Літо» процес вважається таким, що встановився, коли періоди роботи ККБ будуть однакові деякий час. Це буде видно з коливань температури припливного повітря, які мають стати з однаковими амплітудою та періодом (Мал. 42).
Мал. 42. Процес коливання температури припливного повітря при роботі ККБ
По закінченню перехідного процесу потрібно в вікні архівних даних задокументувати його для подальшого включення в протокол лабораторної роботи.
Щоб дослідити перехідний процес по каналу збурення–вихід потрібно нанести в системі збурення шляхом зміни температури повітря на вулиці. Її зміна проводиться з моделі об’єкта регулювання (Мал. 38). Після нанесення збурення необхідно зачекати доки контролер не відрегулює збурення і процес буде схожий на коливання з однаковою амплітудою та періодом.
7. У випадку отримання низької якості перехідних процесів, провести корекцію параметрів налаштувань системи до отримання прийнятної якості регулювання.
Обробка результатів
1. Детально описати алгоритм запуску системи в теплий період року та дії системи управління в цей час.
2. Детально описати роботу системи управління температурою припливного повітря в теплий період року.
3. Навести основні кроки отримання параметрів налаштувань системи керування.
4. Визначити основні показники якості перехідного процесу.
5. Для остаточних перехідних процесів навести повний список налаштувань контролера, які стосуються досліджуваної системи управління. Цей список повинен мати всі налаштування включаючи зону нечутливості, параметри РО, захисту, тощо.
6. На основі перехідних кривих в замкнутій системі зробити висновки про якість роботи системи керування з точки зору призначення системи кондиціювання повітря та характер динамічних процесів в системі.
Контрольні запитання
1. За якою методикою були отримані параметри регулятора?
2. Чи відповідають показники якості перехідних процесів висунутим вимогам?
3. Які зовнішні збурення можливі в автоматичній системі в теплий період року?
4. Які вимоги до регулювання температури припливного повітря?
5. Які недоліки регулювання процесу вентиляції за температурою припливного повітря?
6. Які особливості роботи системи управління з ККБ?
7. Які додаткові параметри керування слід задавати для реалізації управління роботою ККБ?
8. Яким чином можна реалізовувати енергозбереження при процесі вентиляції повітря?
9. Яким чином на процес вентиляції і роботу системи управління впливає положення рециркуляційної заслінки повітря?
10. Яким чином система включається в роботу?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4
Дослідження системи підтримки температури повітря в приміщенні в режимі " Зима"
Мета роботи: навчитися розраховувати, налаштовувати та аналізувати роботу АСК температури повітря в приміщенні в режимі " Зима".
Підготовка до виконання роботи
Для виконання даної лабораторної роботи попередньо слід ознайомитись з технологічним процесом підтримання заданої температури повітря в приміщенні. Уяснити можливі вимоги до роботи таких АСК. Повторити методики отримання параметрів налаштувань системи керування.
Для отримання допуску до лабораторної роботи студент повинен мати підготовлений протокол до лабораторної роботи, що містить наступну інформацію:
• технологічний процес підтримання заданої температури повітря в приміщенні.
• структуру системи керування та алгоритм її роботи.
• вимоги до роботи системи керування.
• методику отримання параметрів налаштувань системи керування.
Хід виконання роботи
1. Розрахувати параметри регуляторів каскадної АСК температури повітря в приміщенні в режимі " Зима".
Параметри об’єкта взяти з результатів першої лабораторної роботи або шляхом ідентифікації ТОУ (див. лабораторну роботу № 1А).
2. Після вмикання стенду обрати свій варіант початкових параметрів моделі (п.8 " Інструкції по роботі зі стендом "). При потребі внести корекції.
3. Встановити на контролері відповідний режим роботи та знайдені параметри регулятора.
На екрані контролера обрати вікно «Тек.пар.(Т)» (Мал. 24). Встановити режим роботи «Зима» (Мал. 25). Для обраного режиму роботи контролера обрати параметр «Рег.темп.» як Тпом. (температура в приміщенні) (Мал. 26).
Це буде означати, що регулювання буде відбуватися для температури повітря в приміщені, тобто буде ввімкнена каскадна система регулювання. В SCADA-системі ознакою того, що відбувається регулювання по температурі повітря в приміщені буде те, що завдання для температури буде знаходитись не під температурою припливного повітря, а під температурою повітря в приміщенні.
Далі необхідно встановити параметри для випереджаючого контуру регулювання. Для цього у тому ж вікні перейти на зображення «Закон корректирующего регулятора» та через нього увійти у вікно «Ручные настройки» (Мал. 31).
4. Виконати налаштування параметрів калориферу згідно опису наведеному у Лабораторній роботі № 2.
5. Перевести систему в автоматичний режим роботи.
Для переведення АСК в автоматичний режим потрібно на пульті управління 11 SCADA-програми (Мал. 9) натиснути кнопку «Авт.» (Мал. 32). Підтвердити команду переведення в автоматичний режим (Мал. 33). Після чого на пульті управління натиснути на кнопку «Пуск» (Мал. 34) та підтвердити команду запуску системи (Мал. 35).
Свідченням того, що система перейшла в автоматичний режим роботи буде те, що користувачу буде доступно для зміни лише завдання температури для повітря в приміщені та температури зворотного теплоносія.
6. Зняти перехідні характеристики за каналами " завдання–вихід" та " збурення–вихід".
Слід отримати перехідні процеси по двом каналам: завдання-вихід та збурення-вихід. Для того, щоб змінити завдання для системи регулювання, потрібно натиснути на поле введення завдання під температурою яка регулюється в даний момент (Мал. 36). Після натиснення з’явиться вікно в якому задається температура (Мал. 37).
Змінивши завдання, потрібно зачекати, поки параметр не встановиться на нове значення. По завершенню перехідного процесу, потрібно в вікні архівних даних задокументувати даний процес для його подальшого включення в протокол лабораторної роботи.
Для дослідження перехідного процесу по каналу збурення-вихід потрібно нанести системі збурення шляхом зміни температури повітря на вулиці або шляхом зміни температури прямого теплоносія (Мал. 38).
Після нанесення збурення необхідно зачекати доки контролер не відрегулює збурення і досліджуваний параметр не вернеться на значення, яке мав до нанесення збурення.
По завершенню перехідного процесу, потрібно в вікні архівних даних задокументувати його для подальшого включення в протокол лабораторної роботи.
7. У випадку отримання низької якості перехідних процесів, провести корекцію параметрів налаштувань системи до отримання прийнятної якості регулювання.
Обробка результатів
1. Детально описати роботу системи управління температурою повітря в приміщенні в холодний період року.
2. Навести основні кроки отримання параметрів налаштувань системи керування.
3. Визначити основні показники якості перехідного процесу.
4. Для остаточних перехідних процесів навести повний список налаштувань контролера, які стосуються досліджуваної системи управління. Цей список повинен мати всі налаштування включаючи зону нечутливості, параметри РО, захисту, тощо.
5. На основі перехідних кривих в замкнутій системі зробити висновки про якість роботи системи керування з точки зору призначення системи кондиціювання повітря та характер динамічних процесів в системі.
Контрольні запитання
1. За якою методикою були отримані параметри регуляторів?
2. Чи відповідають показники якості перехідних процесів висунутим вимогам?
3. Які зовнішні збурення можливі в автоматичній системі в зимовий період року?
4. Які вимоги до регулювання температури припливного повітря?
5. Яким чином можна реалізовувати енергозбереження при процесі вентиляції повітря?
6. Яким чином на процес вентиляції і роботу системи управління впливає положення рециркуляційної заслінки повітря?
7. Яким чином система включається в роботу?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5
Дослідження системи підтримки температури повітря в приміщенні в режимі " Літо"
Мета роботи: навчитися розраховувати, налаштовувати та аналізувати роботу АСК температури повітря в приміщенні в режимі " Літо".
Підготовка до виконання роботи
Для виконання даної лабораторної роботи попередньо слід ознайомитись з технологічним процесом підтримки заданої температури повітря в приміщенні. Уяснити можливі вимоги до роботи таких АСК. Повторити методики отримання параметрів налаштувань системи керування.
Для отримання допуску до лабораторної роботи студент повинен мати підготовлений протокол до лабораторної роботи, що містить наступну інформацію:
• технологічний процес підтримання заданої температури повітря в приміщенні.
• структуру системи керування та алгоритм її роботи.
• вимоги до роботи системи керування.
• методику отримання параметрів налаштувань системи керування.
Хід виконання роботи
1. Розрахувати параметри регуляторів каскадної АСК температури повітря в приміщенні в режимі " Літо".
Параметри об’єкта взяти з результатів першої лабораторної роботи або встановити їх шляхом ідентифікації ТОУ (див. лабораторну роботу № 1Б).
2. Після вмикання стенду обрати свій варіант початкових параметрів моделі (п.8 " Інструкції по роботі зі стендом "). При потребі внести корекції.
3. Встановити на контролері відповідний режим роботи та знайдені параметри регулятора.
На екрані контролера обрати вікно «Тек.пар.(ККБ)» (Мал. 39). Встановити режим роботи «Зима» (Мал. 40). Для обраного режиму роботи контролера обрати параметр «Рег.темп.» як Тпом. (Мал. 26).
Це буде означати, що регулювання буде відбуватися для температури повітря в приміщені, тобто буде ввімкнена каскадна система регулювання. В SCADA-системі ознакою того, що відбувається регулювання по температурі повітря в приміщені буде те, що завдання для температури буде знаходитись не під температурою припливного повітря, а під температурою повітря в приміщенні.
Далі необхідно встановити параметри для випереджаючого контуру регулювання. Для цього у тому ж вікні перейти на зображення «Закон корректирующего регулятора» та через нього увійти у вікно «Ручные настройки» (Мал. 31).
4. Виконати налаштування параметрів калориферу згідно опису наведеному у Лабораторній роботі № 3.
5. Перевести систему в автоматичний режим роботи.
Для переведення АСК в автоматичний режим потрібно на пульті управління 11 SCADA-програми (Мал. 9) натиснути кнопку «Авт.» (Мал. 32). Підтвердити команду переведення в автоматичний режим (Мал. 33). Після чого на пульті управління натиснути на кнопку «Пуск» (Мал. 34) та підтвердити команду запуску системи (Мал. 35).
Свідченням того, що система перейшла в автоматичний режим роботи буде те, що користувачу буде доступно для зміни лише завдання температури для повітря в приміщені та температури зворотного теплоносія.
6. Зняти перехідні характеристики за каналами " завдання–вихід" та " збурення–вихід".
Слід отримати перехідні процеси по двом каналам: завдання-вихід та збурення-вихід. Для того, щоб змінити завдання для системи регулювання, потрібно натиснути на поле введення завдання під температурою яка регулюється в даний момент (Мал. 33). Після натиснення з’явиться вікно в якому задається температура (Мал. 34).
Змінивши завдання, потрібно зачекати, поки параметр не встановиться на нове значення. По завершенню перехідного процесу, потрібно в вікні архівних даних задокументувати даний процес для його подальшого включення в протокол лабораторної роботи.
Для дослідження перехідного процесу по каналу збурення-вихід потрібно нанести системі збурення шляхом зміни температури повітря на вулиці. Після нанесення збурення необхідно зачекати доки контролер не відрегулює збурення і досліджуваний параметр не вернеться на значення, яке мав до нанесення збурення.
По завершенню перехідного процесу, потрібно в вікні архівних даних задокументувати його для подальшого включення в протокол лабораторної роботи.
7. У випадку отримання низької якості перехідних процесів, провести корекцію параметрів налаштувань системи до отримання прийнятної якості регулювання.
Обробка результатів
1. Детально описати роботу системи управління температурою повітря в приміщенні в теплий період року.
2. Навести основні кроки отримання параметрів налаштувань системи керування.
3. Визначити основні показники якості перехідного процесу.
4. Для остаточних перехідних процесів навести повний список налаштувань контролера, які стосуються досліджуваної системи управління. Цей список повинен мати всі налаштування включаючи зону нечутливості, параметри РО, захисту, тощо.
5. На основі перехідних кривих в замкнутій системі зробити висновки про якість роботи системи керування з точки зору призначення системи кондиціювання повітря та характер динамічних процесів в системі.
Контрольні запитання
1. За якою методикою були отримані параметри регуляторів?
2. Чи відповідають показники якості перехідних процесів висунутим вимогам?
3. Які зовнішні збурення можливі в автоматичній системі в теплий період року?
4. Які вимоги до регулювання температури припливного повітря?
5. Які особливості роботи системи управління з ККБ?
6. Які додаткові параметри керування слід задавати для реалізації управління роботою ККБ?
7. Яким чином можна реалізовувати енергозбереження при процесі вентиляції повітря?
8. Яким чином на процес вентиляції і роботу системи управління впливає положення рециркуляційної заслінки повітря?
9. Яким чином система включається в роботу?
ДОДАТОК А
Стисла інструкція до контролеру Aeroclim 7 Plus
I. Елементи управління та індикації контролера
Контролер має наступні елементи управління та відображення інформації:
 |
Дисплей – чорно-білий рідкокристалічний індикатор. Індикатор має підсвітку, яка включається при натисненні будь-якої з кнопок керування. Вимикається автоматично, якщо кнопки на контролері не натискались на протязі 3 хвилин, або через хвилину після увімкнення живлення. При натисненні будь-якої кнопки підсвітка відновлюється.
|
|