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:

Потапенко Евгений Анатольевич. Автоматизация процесса отопления распределенного комплекса зданий с алгоритмами управления, учитывающими климатические факторы : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 : Белгород, 2003 152 c. РГБ ОД, 61:04-5/2135

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава !. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ФОРМУЛИРОВКА ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8

1.1. Анализ существующих направлений автоматизации процессов отопления зданий 8

1.2. Особенности технических решений систем автоматизации централизованного теплоснабжения зданий 13

1.3. Анализ методов расчета и математических моделей систем отопления зданий 20

1.4. Основные направления в управлении и компьютерной диспетчеризации распределенными энергосистемами 27

1.5. Выводы по проведенному обзору. Формулировка цели и задач исследования 34

Глава 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОТОПЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ЗДАНИЙ 37

2.1. Особенности процесса отопления распределенного комплекса зданий (РКЗ) как объекта управления 37

2.2. Экспериментальные исследования динамических свойств объекта управления - 43

2.3. Разработка математической модели управления процессом отопления здания 46

2.4. Параметрическая идентификация объекта управления 53

2.5. Разработка критериев оценки эффективности управления процессом отопления РКЗ на основе целевой декомпозиции 57

Выводы по главе 65

Глава 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОТОПЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ЗДАНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 66

ЗЛ. Особенности управления процессом отопления здания с учетом климатических факторов 66

ЗЛ. Анализ динамики системы управления процессом отопления здания методом фазовой плоскости 70

3.3. Оценка эффективности управления процессом отопления по выбранным критериям с помощью имитационного моделирования 74

3.4. Разработка алгоритмов и системы управления процессом отопления РКЗ, обеспечивающих энергосбережение 82

Выводы по главе 94

Глава 4, РАЗРАБОТКА СТРУКТУР И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ АСДУ ПРОЦЕССОМ ОТОПЛЕНИЕЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ЗДАНИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ 96

4.1. Разработка структуры АСДУ отоплением РКЗ с учетом температурных режимов фасадов и основных особенностей 3-х уровней управления 96

4.2. Особенности автоматизированного мониторинга систем отоплепия в составе АСДУ 105

4.3. Разработка АРМ диспетчера верхнего уровня АСДУ отоплением РКЗЛ 10

4.4. Построение системы удаленной диспетчеризации для доступа к ресурсам АСДУ посредством сотовых сетей GSM 117

4.5. Анализ эффективности применения АСДУ в целом на примере демонстрационной зоны по энергосбережению БГТУ им» В.Г. Шухова 120

Выводы по главе 127

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 129

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 131

ПРИЛОЖЕНИЯ 142 

Введение к работе:

Актуальность работы. Проблемы энергосбережения в бюджетной сфере и в системе Министерства образования России являются ключевыми. Минобразования РФ занимает 5-6 место по уровню потребления энергоресурсов среди 80 федеральных ведомств (основных бюджетополучателей), причем в 2001 г. средства на оплату коммунальных услуг увеличились более чем в 2 раза по сравнению с предыдущим годом. В 2002 г. расходы Минобразования России на оплату энсргорссурсов в абсолютном выражении составили более б млрд. рублей.

Как показала практика в образовательных учреждениях важнее всего проводить энергосберегающие мероприятия, направленные на экономию тепловой энергии, так как на нее приходится основная доля коммунальных расходов, Для этого необходимо обеспечить реконструкцию систем теплоснабжения зданий, обладающих низкой эффективностью и высокой изношенностью, путем создания индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) с системами автоматического учета и регулирования тепловой энергии, а также модернизировать системы горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования на базе энергосберегающего оборудования для агнжения энергопотребления.

Для повышения эффективности управления распределенными энергосистемами зданий, в условиях роста стоимости теплоносителя, актуальными являются задачи развития современных интегрированных автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) с целью снижения расходов на эксплуатацию и обслуживание автоматизированных систем нижнего уровня. Важно отметить, что в современных экономических условиях внедрять ЛСДУ на уровне систем управления интеллектуальными зданиями (СУЗ) для систем теплоснабжения зданий образовательного назначения нецелесообразно, в связи с высокой стоимостью СУЗ для распределенных объектов с ограниченным количеством контролируемых и регулируемых параметров. Вместе с тем на практике необходимо использовать основные подходы, применяемые в СУЗ для эффективного управления потребляемыми энергоресурсами и др.

Важным моментом при создании АСДУ распределенными энергосистемами зданий является возможность удаленного доступа к информационной базе ЛСДУ подразделениям вуза, в том числе, занимающимися планированием. Такое взаимодействие с плановыми службами позволит обеспечить решение задач оптимизации при планировании потребления энергоресурсов. Особенно это важно в связи с ужесточением политики Минфина РФ по контролю за использованием бюджетных средств для оплаты статен коммунальных расходов.

Цель диссертационной работы - повышение эффективности управления процессом отопления распределенного комплекса зданий (РКЗ) за счет создания алгоритмов управления, обеспечивающих энергосбережение»

Поставленная цель достигается при решении следующих основных задач:

1. Анализ методов и систем управления процессом отопления распределенного комплекса зданий.

2. Разработка математической модели управления процессом отопления здания,

3. Выбор критериев оценки эффективности управления процессом отопления распределенного комплекса зданий.

4. Оценка эффективности алгоритмов управления процессом отопления здания по выбранным критериям с помощью имитационного моделирования.

5. Разработка системы управления процессом отопления распределенного комплекса зданий образовательного назначения.

Методы исследований. В работе для анализа инженерных систем распределенного комплекса зданий применялась методика системного анализа» а также методы интегрального и дифференциального исчислений, теории управления, математического моделирования, численные методы анализа, теории алгоритмов, теории идентификации.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• разработана математическая модель управления процессом отопления здания с учетом нелинейности процесса смешивания теплоносителя на вводе системы отопления здания;

• разработана имитационная модель, включающая нелинейную математическую модель процесса смешивания теплоносителя, и се алгоритмическая реализация с помощью компьютерного моделирования;

• разработаны алгоритмы управления процессом отопления распределенного комплекса здании образовательного назначения с учетом климатических факторов для обеспечения энергосбережения.

Практическую значимость работы составляют.

1. Имитационная модель процесса отопления здания и результаты ее исследования,

2. Автоматизированная система диспетчерского управления процессом отопления распределенного комплекса зданий с учетом климатических факторов,

3. Результаты экспериментальных исследований процесса отопления здания на примере учебных корпусов БГТУ им, В.Г. Шухова.

На защиту выносятся:

• математическая модель управления процессом отопления здания с учетом нелинейности процесса смешивания теплоносителя на вводе системы отопления здания;

• имитационная модель, включающая математическую модель процесса смешивания с учетом нелинейности, и ее алгоритмическая реализация с помощью компьютерного моделирования;

• разработанная структура подсистем нижнего уровня АСДУ процессом отопления здания с учетом климатических факторов;

• алгоритмы управления процессом отопления распределенного комплекса зданий образовательного назначения с учетом климатических факторов для обеспечения энергосбережения.

Внедрение результатов исследований- Результаты исследований, связанные с внедрением АСДУ процессом отопления зданий, вошли в состав демонстрационной зоны по энергосбережению БГТУ им. В.Г. Шухова. В 2002 г. при использовании АСДУ распределенными энергосистемами комплекса зданий БГТУ им. В.Г. Шухова в целом получена экономия порядка 4000 Гкал. Учитывая, что относительная доля автоматизированных приточно-вентиляционпых установок (ПВУ), находящихся на нижнем уровне АСДУ, в экономии тепловой энергии составляет около 22%, поэтому основная экономия, а это 78%, получено за счет внедрения автоматизированных ИТП при энергоэффективном управлении с верхнего уровня АСДУ комплексом зданий БГТУ им- ВТ. Шухова. Следовательно, в абсолютном выражении это дало экономию тепловой энергии порядка 3120 Гкал в год.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на следующих научно-технических конференциях: XXIII конференции молодых ученых механико-математического факультета МГУ "Современные исследования в математике и механике", Москва (2001 г.); Всероссийской студенческой олимпиаде, научно-практической конференции и выставке студентов, аспирантов и молодых ученых "Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии", Екатеринбург (2001 г.); II Международном конгрессе студентов, молодых ученых и специалистов "Молодежь и наука - третье тысячелетие", Москва (2001 г.); Международной (российско-германской) конференции "Датчики и системы" (International Conference, Sensors & Systems), Санкт-Петербург (2002 г.); VI Всероссийской конференции и выставке "Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения", Н. Новгород (2002 г,) на Международном конгрессе "Современные технологии в промышленности строительных материалов и строй индустрии", посвященного 150-летию ВТ. Шухова, п Белгород (2003 г.) и др.

Связь с научно-техническими и другими программами. Работа выполнялась в рамках программы Минобразования РФ "Энергосбережение Минобразования России на 1998-2005 годы", региональной программы "Энергосбережение1 и с учетом трехстороннего Соглашения между Минобразования России, Минэнерго РФ и администрацией Белгородской области, БГТУ им. ВТ. Шухова с 2000 г. является базовым вузом по выполнению программы "Энергосбережение Минобразования России". Основа его демонстрационной зоны по энергосбережению - это трехуровневая ЛСДУ распределенными энергосистемами комплекса зданий» входящая в состав региональных центров энергосбережения, утвержденных Минобразования РФ, Кроме того, работа выполнялась по научной программе "Федерально-региональная политика в пауке и образовании" Министерства образования РФ на 2003 г.

Публикации. Основные положения работы изложены в 12 печатных работах, из них статей 9 Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа с учетом приложений изложена на 141 странице машинописного текста, включающего 9 таблиц, 48 рисунков, список литературы из 136 наименований.

Подобные работы
Костриков Сергей Викторович
Автоматизация процесса отопления зданий с применением теплообменников и учетом фасадного регулирования
Ле Куанг Хоа
Оптимальное управление режимами работы ТЭС Вьетнама с учетом экологических факторов
Доценко Анатолий Иванович
Комплексная автоматизация производства асфальтобетонной смеси с учетом влияния факторов е# транспортировки, укладки и уплотнения
Будихин Сергей Анатольевич
Автоматизация процесса управления рисками промышленных предприятий
Козлов Антон Александрович
Повышение качества контроля зазоров кузова автомобиля путем автоматизации процесса
Гребнев Денис Николаевич
Алгоритмы автоматизации процессов управления многоагрегатными электроэнергетическими комплексами
Архипов Павел Олегович
Исследование методов и средств автоматизации процесса маркировки информации в производственном документообороте
Хатламаджиян Агоп Ервандович
Методы автоматизации процессов логического контроля в транспортных системах диспетчерского управления на основе гибридных моделей и генетических алгоритмов
Аль-Газу Абдель Рахман
Автоматизация процессов кластеризации предприятий и мониторинга работ на протяженных объектах
Асмолов Сергей Геннадьевич
Автоматизация процесса копания грунта бульдозером

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