Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Демина Елена Григорьевна. Автоматизация и управление испытательным комплексом по контролю терморегуляторов : диссертация... кандидата технических наук : 05.13.06 Орел, 2007 212 с. РГБ ОД, 61:07-5/2451

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 6

Глава 1. Анализ современного состояния вопроса и формулировка цели исследования 11

1.1 Классификация терморегуляторов и их анализ 11

1.2 Условия эксплуатации терморегуляторов, оказывающие влияние на их работоспособность .- 17

1.3 Анализ способов контроля терморегуляторов и степени их автоматизации 20

1.4 Подход к автоматизации процесса управления динамическими режимами испытательного комплекса по контролю терморегуляторов 27

1.5 Выводы по проведенному обзору. Формулировка цели и задач исследования 29

Глава 2. Разработка математической модели термодинамических процессов, происходящих в специальной барокамере испытательного комплекса по контролю терморегуляторов 32

2.1. Математическая модель работы терморегулятора 32

2.2. Математическая модель предлагаемого способа управления процессом контроля терморегулятора 37

2.3 Математическая модель термодинамических процессов объекта управления - барокамеры испытательного комплекса 42

2.4 Разработка имитационной модели и исследование термодинамических процессов, происходящих в барокамере испытательного комплекса 50

2.5 Анализ системы на устойчивость 55

Выводы по второй главе 63

Глава 3. Разработка алгоритмов управления, обеспечивающих бы стродействие при установке температурных режимов в барокамере ис пытательного комплекса 65

3.1 Разработка алгоритма принятия решения о работоспособности терморегуляторов 65

3.2 Разработка критериев эффективности управления испытательным комплексом по контролю терморегуляторов 67

3.3 Синтез элементов и структуры системы управления 70

3.4 Разработка алгоритмов управления испытательным комплексом 72

3.5 Принципы оценки качества испытательного комплекса 82

3.5.1 Подходы к определению критериев оценки качества 82

3.5.2 Частные критерии качества системы 83

Выводы по третьей главе 86

Глава 4. Структура и техническое решение автоматизированной системы контроля терморегуляторов 87

4.1 Анализ и выбор технических средств испытательного комплек са 87

4.1.1 Система сбора данных испытательного комплекса 87

4.1.2 Анализ и выбор датчиков для измерения физических величин 88

4.1.2.1 Выбор датчика для измерения температуры 88

4.1.2.2 Выбор датчика для измерения давления 91

4.1.3 Анализ и выбор методов возбуждения измерительных датчи ков 93

4.1.4. Анализ и выбор схемы подключения датчиков 95

4.1.5 Анализ и выбор метода измерения сигнала с датчика 98

4.1.6 Выбор аналого-цифровых преобразователей для систем сбора данных 100

4.1.7 Архитектура электронной части испытательного комплекса . 107

4.2 Погрешности основных каналов измерения испытательного комплекса ' 109

4.2.1 Погрешность канала измерения давления 109

4.2.2 Погрешность канала измерения температуры 111

4.3 Описание программы управления испытательным комплексом для контроля терморегуляторов 117

4.3.1 Выбор средства разработки приложения для управления испытательным комплексом 117

4.3.2 Пользовательский интерфейс приложения 120

4.3.3 Описание программного автомата 131

4.4 Программное приложение просмотра статистических данных результатов контроля терморегуляторов 136

4.4.1 Логическая модель базы данных 136

4.4.2 Описание сущностей и атрибутов концептуальной схемы базы данных 137

4.4.3 Определение связей между сущностями 138

4.4.4 Обеспечение целостности базы данных 140

4.4.4.1 Ограничение на уникальность и на неопределенные значения 141

4.4.4.2 Ссылочная целостность 140

4.4.5 Обеспечение безопасности доступа к данным 144

4.4.6 Обработка данных в приложении 145

4.4.7 Пользовательский интерфейс приложения получения статистических данных 148

4.5 Экспериментальные исследования 150

4.5.1 Экспериментальная проверка адекватности математической модели 150

4.5.2 Экспериментальная проверка рациональных режимов работы комплекса 152

4.6 Обоснование экономической эффективности испытательного комплекса 156

4.6.1 Методика расчета экономической эффективности 156

4.6.2 Расчет трудовых и стоимостных затрат при ручном контроле терморегуляторов и при контроле с помощью автоматизированного испытательного комплекса 156

4.6.3 Оценка экономической эффективности внедрения автоматизированной системы 161

Выводы по четвертой главе 165

Основные выводы 166

Литература 168

Приложения 178 

Введение к работе:

Актуальность темы. Наметившиеся в последние годы тенденции по энергосбережению, учету и экономии энергоресурсов, автоматизации тепловых установок, систем отопления, кондиционирования, тепло-, водо- и хладоснабжения требуют применения современных средств учета и регулирования тепла, воды, газа, котельной автоматики и другого оборудования. Одновременно существенно возросли требования к обеспечению точности, надежности и безопасности применяемого оборудования, что достигается в первую очередь посредством установки средств измерения, сигнализации и регулирования давления, уровня, температуры и других физических параметров. Соответственно, и предприятиям, производящим указанное оборудование, необходимо большое количество различных датчиков, сигнализаторов, преобразователей, отличающихся по принципу действия, точности, диапазонам измерения, стоимости и другим признакам.

Одним из крупнейших российских приборостроительных предприятий, специализирующихся на разработке и изготовлении датчиков, приборов контроля и регулирования, средств автоматизации для систем кондиционирования воздуха, вентиляции и отопления является ЗАО «ОРЛЭКС» (г. Орел). Предприятием выпускается широкая гамма приборов: от электромеханических датчиков-реле до микропроцессорных преобразователей давления и регуляторов температуры с различными законами регулирования.

Для поддержания своих позиций на международном рынке заводу необходимо обеспечить надежный контроль качества и работоспособности выпускаемой продукции.

В данной диссертации исследуется подход к автоматизации процесса управления испытательным комплексом по контролю терморегуляторов и разработанная автором автоматизированная система испытаний, базирующаяся на этом подходе. Система позволит повысить эффективность контроля терморегуляторов и осуществить замену морально устаревающего оборудования на заводе ОРЛЭКС, что и объясняет актуальность темы предлагаемой диссертации.

Объектом исследования в данной работе служит испытательный комплекс для контроля терморегуляторов.

В качестве предмета исследования рассматриваются алгоритмы и модели управления термодинамическими процессами испытательного комплекса.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности процесса управления контролем терморегуляторов, позволяющего увеличить быстродействие процесса контроля.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

  1. Анализ алгоритмов управления испытательным комплексом и способов контроля регуляторов температуры;

  2. Разработка математической модели термодинамических процессов в барокамере с объектом испытания в виде терморегулятора;

  3. Экспериментальное исследование режимов работы испытательного комплекса;

  4. Разработка автоматизированной системы испытаний регуляторов температуры на базе предложенного подхода.

Методы исследований:

Для решения поставленных задач применялась методика системного анализа, а также методы интегрального и дифференциального исчислений, теории управления, математического моделирования, теории алгоритмов

Научная новизна работы:

Разработан подход к автоматизации процесса управления испытательным комплексом по контролю терморегуляторов, основанный на воздействии внешним давлением на сильфон терморегулятора, и математическом описании термодинамических процессов, происходящих в барокамере испытательного комплекса;

Разработана математическая модель термодинамических процессов, происходящих в специальной барокамере испытательного комплекса по контролю терморегуляторов, основанная на дифференциальных уравнениях первого порядка и функциях расхода газа при истечении через проходные сечения дросселей;

Разработаны алгоритмы управления испытательным комплексом, основанные на прямом и обратном преобразовании температуры в давление по кривой насыщения пропана - наполнителя термосистемы регулятора;

Разработан способ управления испытательным комплексом по контролю терморегуляторов и подана заявка на изобретение.

Практическую значимость работы составляет автоматизированная система контроля терморегуляторов, реализующая разработанные алгоритмы управления. Система включает программу управления испытательным комплексом, программа обработки статистических данных результатов контроля, базу данных, содержащую данные о технических характеристиках терморегуляторов.

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью постановки задач, обоснованностью используемых теоретических зависимостей и принятых допущений, применением известных математических методов, подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Положения, выносимые на защиту:

Подход к автоматизации процесса управления испытательным комплексом по контролю терморегуляторов, основанный на воздействии внешним давлением на сильфон терморегулятора, и математическом описании термодинамических процессов, происходящих в барокамере испытательного комплекса;

Математическая модель термодинамических процессов, происходящих в специальной барокамере испытательного комплекса по контролю терморегуляторов, основанная на дифференциальных уравнениях первого порядка и функциях расхода газа при истечении через проходные сечения дросселей;

Алгоритмы управления испытательным комплексом, основанные на прямом и обратном преобразовании температуры в давление по кривой насыщения пропана - наполнителя термосистемы регулятора;

Автоматизированная система управления испытательным комплексом по контролю терморегуляторов.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на научно-технических конференциях: Всероссийская научно-техническая конференция ”Диагностика веществ, изделий и устройств”, Орел(1999 г.); Международная научно-практическая конференция “Научные исследования: информация, анализ, прогноз”, Воронеж (2004 г.); Международная научно-техническая конференция “Информационные технологии в науке, образовании и производстве” (ИТНОП), Орел(2004 г.); Всероссийская научная конференция “Методы прикладной математики и компьютерной обработки данных в технике, экономике и экологии”, (Орел 2004 г.); Международная научно-техническая конференция ” Информационные технологии в науке, образовании и производстве ” (ИТНОП), (Орел 2006 г.). По результатам исследований опубликовано 11 работ и подана заявка на изобретение.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационных исследований использованы при разработке автоматизированной системы управления режимами испытательного комплекса по контролю терморегуляторов, и внедрены на заводе ОРЛЭКС города Орла. По предварительной оценке процесс контроля ускорился в 7 раз.

Публикации. По теме диссертации опубликовано одиннадцать печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и изложена на 212 страницах, содержит 85 рисунков, 29 таблиц, список использованных источников, включающих 100 наименований.

Подобные работы
Вахромеев Олег Сергеевич
Управление диагностическими комплексами судовых средств автоматизации на основе комплексного метода
Левыкин Михаил Павлович
Автоматизация и управление технологическими процессами многономенклатурного производства специализированной обуви
Мырзин Глеб Семенович
Автоматизация и управление процессом технического обслуживания системы технологических трубопроводов
Подпорин Дмитрий Игоревич
Автоматизация и управление поставками продукции предприятий с использованием распределенной информационной системы
Шведов Николай Георгиевич
Автоматизация и управление процессом многолезвийной механической обработки на основе динамического моделирования технологической системы
Касьянов Юрий Васильевич
Автоматизация и управление технологическим процессом ректификации КССЖ в производстве спирта
Белоусов Александр Владимирович
Автоматизация и управление вентиляционными процессами на базе электростатической фильтрации газовоздушных сред
Стрельбицкий Максим Владимирович
Автоматизация и управление технологическими и транспортными машинами при строительстве на грунтах со слабой несущей способностью
Мельцер Анастасия Борисовна
Автоматизация и управление обеспечением экологических показателей качества на примере электроэрозионного прошивания отверстий
Сизова Ирина Александровна
Автоматизация и управление обеспечением экологических показателей качества на примере электрохимического маркирования

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net