Файл: Исследование виртуальной позиционной сар уровня жидкости в резервуаре.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.11.2023

Просмотров: 37

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГОУВПО «ТГТУ»)

Кафедра электронных вычислительных машин


Виртуальная лабораторная работа на тему:

««Исследование виртуальной позиционной САР уровня

жидкости в резервуаре»»
по курсу «Информационные системы управления и безопасность технологических процессов»


Работу выполнил: Минин А.А.

Направление подготовки: 20.03.01 Техносферная безопасность

Профиль: Безопасность технологических процессов и производств

Обозначение лабораторной работы ЛР группа Б.ТБ.БТПП.17.57

Работу проверил __________________профессор каф. ЭВМ Лебедев В.В.

Работа защищена _______________ оценка ________________

Тверь, 2021

Цели работы:
1. Ознакомиться с устройством и принципом действия гидростатического уровнемера и методикой определения уровня этим уровнемером.

2. Изучить принцип действия лабораторной установки.

3. Исследовать параметры автоколебаний в системе с двухпозиционным регулированием уровня в емкостях.

    1. Структура и описание предприятия внедрения



Тверской государственный технический университет (до 1994 года Тверской политехнический институт)— одно из крупнейших высших учебных заведений Российской Федерации.

В ТвГТУ восемь факультетов, на которых обучается по всем формам обучения около 11000 студентов на более чем 40 специальностях и направлениях.

  1. Машиностроительный

  2. Инженерно-строительный

  3. Природопользования и инженерной экологии

  4. Автоматизированных систем

  5. Гуманитарный

  6. Заочного обучения

  7. Дополнительного профессионального образования

  8. Международного академического сотрудничества

Учебный процесс в ТвГТУ направлен на подготовку специалистов высокого уровня. Традиционно, занятия в университете делятся на нескольких типов:

  • лекции

  • практические занятия

  • лабораторные работы

    1. Выбор технического процесса



Курс «Информационные системы управления», изучает управление современными технологическими процессами, которые характеризуется большим количеством технологических параметров, число которых может достигать нескольких тысяч. Для поддержания требуемого режима работы, а в конечном итоге – качества выпускаемой продукции, все эти величины необходимо поддерживать постоянными или изменять по определенному закону.


Физические величины, определяющие ход технологического процесса, называются параметрами технологического процесса. Например, параметрами технологического процесса могут быть: температура, влажность, давление, расход, напряжение и т.д.

В качестве темы лабораторной работы было выбрано «Исследование виртуальной позиционной САР уровня жидкости в резервуаре». Для обеспечения соответствия теме необходимо выбрать технологический процесс в котором осуществляется контроль нескольких параметров. К примеру:

  • контроль уровня жидкости в резервуаре;

  • контроль состояния насоса

  • и т.д.

Контроль данных параметров должен осуществляться непрерывно и выводиться в удобном для считывания пользователем виде, поэтому потребуется при помощи датчиков снимать мгновенные показания и выводить их на приборную панель, а так же собирать информацию с течением времени и выдавать график.

В качестве технологического процесса был выбрана система автоматического регулирования уровня жидкости в резервуаре.

    1. Описание технологического процесса



Целью является автоматическое регулирование уровня воды в емкости на определенном значении. С целью получения данных, необходимых для разработки системы регулирования, произведем анализ процесса как объекта регулирования. Технологическая схема объекта регулирования представлена на рисунке 1.



Рисунок 1.1 - Общая схема работы технического процесса

1 — насос; 2 — аппарат; 3 — сигнализатор уровня; 4 — регулятор уровня; 5, 6 — регулирующие клапаны

      1. Функциональная схема технологического процесса



Для более детального изучения технологического процесса, ниже приведена функциональная схема автоматического регулирования уровня жидкости (Рисунок 1.2)1. Подробное описание функционирования приведено в пункте 1.3.1


Рисунок 1 — Функциональная схема САР уровня жидкости в резервуаре



Рисунок 2 — Главное окно приложения

Описание функционирования установки



Исходный торф доставляется в цех в автосамосвалах и разгружается в приемный бункер (2) над ковшовым элеватором (5). Сырье может доставляться в вагонах или контейнерах. На двух-ситовом грохоте (4) из потока выделяются фракции 10-20 мм, направляемые на переработку в молотковую дробилку (5), а отсеянные более крупные фракции исполь­зуются на животноводческих фермах. Подготовленный торф скребко­вым конвейером (8) подается в бункер-дозатор (9) сушильной установки (11) непрерывного действия, где торф высушивается до влажности не более 25% в среде горячего воздуха с температурой 110-140°С, нагретого в теплогенераторе (7) и нагнетаемого в сушилку вентилятором (6). Из сушилки торф поступает в бункер (13), сюда же поступают осажденные в циклоне (12) мелкие фракции торфа, уносимые сушильным агентом. Из бункера (13) высушенный торф скребковым конвейером (14) подается периодически в смеситель (15), куда одновременно подаются от бункера-дозатора (16) минеральные компоненты (известь, нитрофоска, набор микроэлементов). Подготовленная торфоминеральная смесь подается скребковым конвейером (17) в бункер (18) пресса (19). Спрессованные брикеты по направляющим лоткам (20) соскальзывают на конвейер, а затем поступают на упаковку в картонные коробки, полиэтиленовые или бумажные мешки. Готовая продукция электрокарами доставляется на склад.


    1. Интерфейс программы



Разработанное программное средство имеет интуитивно понятный интерфейс (Рисунок 2.1).


Рисунок 2.1 – Интерфейс программы



Рисунок — Главное окно приложения

Главное меню приложения имеет вид, представленный на рисунке 3, и включает следующие пункты: Процесс, Параметры, График, О программе.



Рисунок 3 — Главное меню приложения

Пункт меню Процесс имеет три подпункта: Запуск, Пауза, Стоп, изображенных на рисунке 4.



Рисунок 4 — Подпункты меню Процесс

Подпункт Запуск дает команду на начало моделирования. Подпункт Стоп останавливает процесс моделирования. Подпункт Пауза приостанавливает процесс моделирования. Для его возобновления необходимо еще раз выбрать подпункт Пауза. После выбора пользователем подпункта Стоп процесс моделирования прекращается и возобновляется только при выборе подпункта меню запуск. Все подпункты пункта меню Процесс продублированы на Панели инструментов Главного окна приложения (рис. 5) и в окне вывода графика (рис. 7), которое описано ниже.



Рисунок 5 — Панель инструментов Главного окна приложения

Пункт меню Параметры (рис. 3) вызывает окно параметров модели (рис. 6). При повторном выборе этого пункта, окно параметров скрывается. Этот пункт меню продублирован в Панели инструментов (рис. 5).



Рисунок 6 — Окно параметров моделирования

Пункт Главного меню График вызывает Окно графика процесса моделирования (рис. 7). При повторном выборе этого пункта Окно графика процесса моделирования скрывается. Этот пункт меню продублирован в Панели инструментов (рис. 5).



Рисунок 7 — Окно графика процесса моделирования.

В окне с параметрами моделируемой системы (рис. 6) предусмотрена возможность изменения приведенных ниже параметров.

В разделе резервуар: ширину резервуара, высоту резервуара, глубину резервуара, наполнение резервуара, скорость слива жидкости.

В разделе бак: ширину бака, высоту бака, глубину бака, наполнение бака.

В разделе насос: состояние насоса (включен или выключен), если устройство управления работает в ручном режиме, производительность насоса.

      1. Панель управления



В нижней части окна приложения находится «Панель управления». Здесь находятся элементы управления и некоторая общая информация о текущем состоянии технологического процесса.

  • кнопка «старт/стоп» позволяющая запустить или ставить на паузу технологический процесс;

  • время работы показывает, сколько времени прошло с момента пуска таймера;

  • кнопка остановки/запуска пресса;

  • индикация состояния пресса, отображающая одно из 3-х состояний:

  1. выключен (в случае ручного отключения);

  2. работает (когда пресс включен и идёт прессовка торфа в брикеты);

  3. приостановлен (в случае если пресс включен, однако в него не поступает торф).

  • подсчёт количества произведённых брикетов.


        1. Настройка элементов автоматизированной системы



    В окне с параметрами моделируемой системы (рис. 6) предусмотрена возможность изменения приведенных ниже параметров.



    Рисунок 8 — Окно параметров моделирования
    В разделе резервуар: ширину резервуара, высоту резервуара, глубину резервуара, наполнение резервуара, скорость слива жидкости.

    В разделе бак: ширину бака, высоту бака, глубину бака, наполнение бака.

    В разделе насос: состояние насоса (включен или выключен), если устройство управления работает в ручном режиме, производительность насоса.

    В разделе устройство управления:

    • режим работы устройства управления;

    если устройство управления работает в автоматическом режиме:

    • уровни регулирования, верхний и нижний;

    • время опроса при ручном вводе времени опроса;

    • погрешность регулирования при автоматическом определении времени опроса.

    В разделе входной кран: степень открытия входного крана.

    В разделе сливной кран: степень открытия сливного крана.

    Следующие параметры объектов модели отображаются, но не могут быть изменены непосредственно. В разделе резервуар: объем, коэффициент емкости, который показывает на сколько литров нужно изменить объем жидкости, чтобы уровень изменился на единицу измерения. В разделе бак: объем, коэффициент емкости. В разделе устройство управления: время опроса при ручном вводе времени опроса.

    На форме с параметрами есть еще две кнопки: Начальные значения и Применить изменения. Первая из них восстанавливает начальные значения всех параметров, которые устанавливаются при запуске приложения. Вторая служит для подтверждения изменения параметров. Новые значения параметров вступают в силу только после того, как будет нажата эта кнопка. Изменять параметры модели возможно только когда процесс будет остановлен или приостановлен. В других режимах работы окно с параметрами будет заблокировано, что отражается в заголовке этого окна.

    Окно графика (рис 7) служит для построения графика процесса регулирования. На этом графике отображается значение времени по оси абсцисс, по оси ординат значение уровня в резервуаре (синий график), границы изменения регулируемой величины (красные графики) и условно обозначается состояние насоса (включен/выключен, желтый график). Для удобства просмотра графиков окно можно развернуть на полный экран.

    В нижней части этого окна находятся элементы управления – переключатели:

    • Уровни регулирования. Этот переключатель позволяет сделать видимыми или скрыть верхний и нижний уровни изменения регулируемой величины (красные графики).

    • Состояние насоса. Этот переключатель позволяет сделать видимым или скрыть состояние насоса (включен/выключен, желтый график).

    • Автопрокрутка. Этот переключатель задает поведение графиков во времени, во включенном состоянии всегда будет производиться автоматическая прокрутка графиков для отображения текущего значения времени. В отключенном состоянии прокрутка графиков не производится. Это необходимо для того, чтобы посмотреть интересующий временной промежуток графика. В отключенном состоянии переключателя можно, удерживая правую кнопку мыши, перемещать поле с графиком внутри окна в любом направлении, а также масштабировать его. Для просмотра интересующей части графика в увеличенном виде необходимо удерживая нажатой левую кнопку мыши выделить прямоугольником интересующий фрагмент, и отпустить кнопку мыши. Эта возможность может понадобиться при снятии характеристик процесса регулирования с высокой точностью.

    • Весь график. Этот переключатель, когда включен, позволяет видеть график регулирования весь целиком, от нуля до текущего момента времени. Масштабирование по оси времени происходит автоматически. При включении этого переключателя автоматически включается переключатель Автопрокрутка, и он становится недоступным. После выключения переключатель Автопрокрутка остается в том положении, в котором он был до включения переключателя Весь график.

    • Смотрите также файлы