Isı ve gaz temini ve havalandırma sistemlerinin otomasyonu. Özet: Proses ekipmanı, panolar ve kontrol panelleri üzerindeki ekipmanın bulunduğu yerin ısı ve gaz temini ve havalandırma işlemlerinin otomasyonu
ÜZERİNDE. Popov
SİSTEM OTOMASYONU
ISI VE GAZ TEMİNİ
VE HAVALANDIRMA
Novosibirsk 2007
NOVOSİBİRSK DEVLETİ
MİMARLIK VE İNŞAAT ÜNİVERSİTESİ (SIBSTRIN)
ÜZERİNDE. Popov
SİSTEM OTOMASYONU
ISI VE GAZ TEMİNİ
VE HAVALANDIRMA
öğretici
Novosibirsk 2007
ÜZERİNDE. Popov
Isı ve gaz temini ve havalandırma sistemlerinin otomasyonu
Öğretici. – Novosibirsk: NGASU (Sibstrin), 2007.
ISBN
Eğitimde otomasyon şemaları geliştirmenin ve mevcut mühendislik çözümleri Belirli ısı ve gaz temini ve ısı tüketim sistemlerinin, kazan tesislerinin otomasyonu, havalandırma sistemleri ve mikro iklimlendirme sistemleri.
Kılavuz, 270109 numaralı uzmanlık alanında “İnşaat” alanında eğitim gören öğrencilere yöneliktir.
İnceleyenler:
– P.T. Ponamarev, Ph.D. bölümden doçent
elektrik mühendisliği ve elektrik teknolojileri SGUPS
– D.V. Zedgenizov, Ph.D., kıdemli araştırmacı maden aerodinamik laboratuvarı IGD SB RAS
© Popov N.A. 2007
| İÇİNDEKİLER | |
| İLE . |
|
| Giriiş................................................. ...................... ................................ | 6 |
| 1. Otomatik sistem tasarlamanın temelleri ısı ve gaz temini ve havalandırma……………………… | 8 |
| 1.1.Sistem projesinin tasarım aşamaları ve kompozisyonu teknolojik sürecin otomasyonu.................................. | 8 |
| 1.2. Tasarım için başlangıç verileri.................................. | 9 |
| 1.3. Fonksiyonel diyagramın amacı ve içeriği........ | 10 |
| 2. Isı tedarik sistemlerinin otomasyonu.................................. | 14 |
| 2.1. Otomasyonun amaçları ve ilkeleri.................................................. ...... | 14 |
| 2.2. Termik santrallerin telafi cihazlarının otomasyonu................................. | 15 |
| 2.3. Bölgesel ısıtma hava gidericilerinin otomasyonu……… | 17 |
| 2.4. Ana ve pik ısıtıcıların otomasyonu… | 20 |
| 2.5. Pompa trafo merkezlerinin otomasyonu.................................................. ... | 25 |
| 3. Isı tüketim sistemlerinin otomasyonu................................................. | 33 |
| 3.1. Genel açıklamalar………………...................................... | 33 |
| 3.2. Merkezi ısıtma otomasyonu……………..................................................….. | 34 |
| 3.3. Hidrolik modların otomatik kontrolü ve ısı tüketim sistemlerinin korunması……………….. | 43 |
| 4. Kazan tesislerinin otomasyonu…………………… | 47 |
| 4.1. Kazan dairesi otomasyonunun temel prensipleri……… | 47 |
| 4.2. Buhar kazanlarının otomasyonu………………………… | 48 |
| 4.3. Sıcak su kazanlarının otomasyonu…………………… | 57 |
| 5. Havalandırma sistemlerinin otomasyonu………………… | 65 |
| 5.1. Tedarik odalarının otomasyonu………………………. | 65 |
| 5.2. Aspirasyon sistemlerinin otomasyonu……………………… | 72 |
| 5.3. Egzoz havalandırma sistemlerinin otomasyonu….. | 77 |
| 5.4. Otomasyon hava-termal perdeler……………… | 79 |
| 6. İklimlendirme sistemlerinin otomasyonu…… | 82 |
| 6.1. Temel hükümler……………………………………. | 82 |
| 6.2. Merkezi VCS'nin otomasyonu……………………… | 83 |
| 7. Gaz besleme sistemlerinin otomasyonu……………………. | 91 |
| 7.1. Şehir gaz şebekeleri ve çalışma modları…………. | 91 |
| 7.2. Gaz dağıtım sisteminin otomasyonu……………………………………… | 92 |
| 7.3. Hidrolik kırma otomasyonu……………………………………………………… | 95 |
| 7.4. Gaz kullanan tesislerin otomasyonu…………. | 97 |
| Kaynakça……………………………………………. | 101 |
GİRİİŞ
Modern endüstriyel ve kamu binaları kompleksle donatılmış mühendislik sistemleri Mikroiklim, ekonomik ve üretim ihtiyaçlarının sağlanması. Bu sistemlerin güvenilir ve sorunsuz çalışması otomasyon olmadan sağlanamaz.
Otomasyon sorunları, süreç geliştirme süreci sırasında çözüldüğünde en etkili şekilde çözülür.
Yaratılış etkili sistemler otomasyon, yalnızca tasarımcılar tarafından değil aynı zamanda kurulum, devreye alma ve işletme organizasyonlarından uzmanlar tarafından da teknolojik sürecin derinlemesine incelenmesi ihtiyacını önceden belirler.
Şu anda, teknoloji seviyesi neredeyse her teknolojik sürecin otomatikleştirilmesini mümkün kılmaktadır. Otomasyonun yapılabilirliğine en rasyonel çözüm bulunarak karar verilir. teknik çözüm ve maliyet etkinliğinin belirlenmesi. Modernin akılcı kullanımıyla teknik araçlar otomasyon işgücü verimliliğini artırır, üretim maliyetlerini azaltır, ürün kalitesini artırır, çalışma koşullarını iyileştirir ve üretim kültürünü geliştirir.
TG&V sistemlerinin otomasyonu, teknolojik parametrelerin izlenmesi ve düzenlenmesi, ünitelerin, kurulumların ve aktüatörlerin (AM) elektrikli sürücülerinin kontrolünün yanı sıra acil durum modlarında sistem ve ekipmanların korunması konularını içerir.
Eğitim otomasyon tasarımının temellerini kapsar teknolojik süreçler TG&V sistemlerinin malzeme kullanılarak otomasyonuna yönelik otomasyon şemaları ve mevcut mühendislik çözümleri standart projeler ve tasarım organizasyonlarının bireysel gelişmeleri. Belirli sistemler için modern teknik otomasyon ekipmanlarının seçimine çok dikkat edilmektedir.
Ders kitabı “TG&V sistemlerinin otomasyonu ve kontrolü” dersinin ikinci bölümüne yönelik materyaller içerir ve 270109 “Isı ve gaz temini ve havalandırma” uzmanlığında okuyan öğrencilere yöneliktir. Öğretmenler, yüksek lisans öğrencileri ve ilgili mühendisler için faydalı olabilir. TG&V sistemlerinin işletimi, düzenlenmesi ve otomasyonu ile.
1. TASARIM TEMELLERİ
OTOMATİK SİSTEMLER
ISI VE GAZ TEMİNİ VE HAVALANDIRMA
Tasarım aşamaları ve proje kompozisyonu
Geliştirme sırasında Proje belgeleri nesnelerin teknolojik süreçlerinin otomasyonu için yönlendirilir bina kodları(SN) ve inşaat normları ve kuralları (SNiP), departman inşaat standartları (VSN), eyalet ve endüstri standartları.
SNIP 1.02.01-85'e uygun olarak teknolojik süreç otomasyon sistemlerinin tasarımı iki aşamada gerçekleştirilir: tasarım ve çalışma dokümantasyonu veya tek aşamada: çalışma tasarımı.
Projede aşağıdaki temel belgeler geliştirilmektedir: I) yönetim ve kontrolün blok şeması ( karmaşık sistemler yönetmek); 2) teknolojik süreçlerin otomasyonunun fonksiyonel diyagramları; 3) santrallerin, konsolların ve tesislerin konumlarına ilişkin planlar bilgisayar Teknolojisi vesaire.; 4) aletlerin ve otomasyon ekipmanlarının uygulama listeleri; 5) teknik gereksinimler standartlaştırılmamış ekipmanların geliştirilmesi için; 6) açıklayıcı not; 7) Tesisin otomasyonu ile ilgili gelişmeler için genel tasarımcıya (ilgili kuruluşlara veya müşteriye) görev verilmesi.
Sahnede çalışma belgeleri aşağıdakiler geliştirilmektedir: 1) yönetim ve kontrolün yapısal şeması; 2) teknolojik süreçlerin otomasyonunun fonksiyonel diyagramları; 3) izleme, otomatik düzenleme, kontrol, sinyalizasyon ve güç kaynağına yönelik temel elektrik, hidrolik ve pnömatik devreler; BEN) Ortak türler panolar ve konsollar; 5) bağlantı şemaları panolar ve konsollar; 6) harici elektrik ve boru kablolarının şemaları; 7) açıklayıcı not; 8) aletlerin ve otomasyon ekipmanlarının, bilgisayar ekipmanlarının, elektrikli ekipmanların, santrallerin, konsolların vb. özel özellikleri.
İki aşamalı tasarımda, teknolojik kısımdaki değişiklikler veya projenin onaylanması sırasında alınan otomasyon kararları dikkate alınarak çalışma dokümantasyonu aşamasındaki yapısal ve fonksiyonel diyagramlar geliştirilir. Bu tür değişikliklerin olmaması durumunda, söz konusu çizimler revizyona gerek kalmaksızın çalışma dokümanlarına dahil edilir.
Çalışma belgelerinde, düzenleyici gaz kelebeği gövdelerinin hesaplamalarının yanı sıra regülatörlerin seçimine ilişkin hesaplamaların ve ekipmanın çeşitli teknolojik çalışma modları için ayarlarının yaklaşık değerlerinin belirlenmesinin sağlanması tavsiye edilir.
Tek aşamalı tasarıma ilişkin ayrıntılı tasarım şunları içerir: a) iki aşamalı tasarıma yönelik çalışma belgelerinin bir parçası olarak geliştirilen teknik belgeler; b) ekipman ve kurulum için yerel tahmin; c) Tesisin otomasyonu ile ilgili iş için genel tasarımcıya (ilgili kuruluşlar veya müşteri) görev verilmesi.
1.2. Tasarım için ilk veriler
Tasarıma ilişkin ilk veriler, sistemin geliştirilmesine yönelik teknik özelliklerde yer almaktadır. otomatik kontrol teknolojik süreç. Görev tanımı, projenin geliştirilmesinden sorumlu uzman bir kuruluşun katılımıyla müşteri tarafından hazırlanır.
Bir otomasyon sisteminin tasarlanması görevi, müşteri tarafından kendisine dayatılan teknik gereklilikleri içerir. Ayrıca tasarım için gerekli olan bir dizi malzemeyle birlikte gelir.
Görevin ana unsurları, teknolojik birimlerin ve tesislerin otomasyon nesnelerinin bir listesi ile bu nesnelerin yönetiminin otomasyonunu sağlayan kontrol ve düzenleme sistemi tarafından gerçekleştirilen işlevlerdir. Görev, belirleyen bir dizi veri içerir. Genel Gereksinimler ve sistemin özellikleri ile kontrol nesnelerinin tanımlanması: 1) tasarımın temeli; 2) sistemin çalışma koşulları; 3) teknolojik sürecin tanımı.
Tasarım temeli, otomatik bir proses tasarlama prosedürünü, planlanan tasarım zaman çerçevelerini, tasarım aşamalarını, bir kontrol sistemi oluşturmak için kabul edilebilir maliyet seviyelerini, otomasyon tasarımının fizibilitesine yönelik bir fizibilite çalışmasını ve tesisin değerlendirmesini tanımlayan planlama belgelerine bağlantılar içerir. otomasyona hazırlık.
Tasarlanan sistemin çalışma koşullarının açıklaması, teknolojik süreç koşullarını içerir (örneğin, tesisin patlama ve yangın tehlikesi sınıfı, agresif, nemli, nemli, tozlu ortamın varlığı). çevre vb.), kontrol ve yönetimin merkezileştirme derecesi, kontrol modlarının seçimi, otomasyon ekipmanlarının birleştirilmesi, işletmedeki cihaz filosunun onarımı ve bakımı için koşullar.
Teknolojik sürecin tanımı aşağıdakileri içerir: a) sürecin teknolojik akış diyagramları; b) çizimler üretim tesisleri teknolojik ekipmanların yerleştirilmesiyle; c) kontrol sensörlerinin kurulumuna yönelik tasarım birimlerini gösteren teknolojik ekipmanın çizimleri; d) güç kaynağı şemaları; e) hava besleme şemaları; f) kontrol ve düzenleme sistemlerinin hesaplanmasına ilişkin veriler; g) otomasyon sistemlerinin teknik ve ekonomik verimliliğinin hesaplanmasına ilişkin veriler.
1.3. Fonksiyonel diyagramın amacı ve içeriği
Fonksiyonel diyagramlar (otomasyon diyagramları), teknolojik sürecin otomatik izleme, kontrol ve düzenleme birimlerinin fonksiyonel blok yapısını tanımlayan ve kontrol nesnesini aletler ve otomasyon ekipmanlarıyla donatan ana teknik belgedir.
Otomasyon işlevsel diyagramları, diğer tüm otomasyon proje belgelerinin geliştirilmesi için kaynak malzeme görevi görür ve şunları sağlar:
a) teknolojik sürecin optimum otomasyon miktarı; b) otomatik kontrol, düzenleme, sinyalizasyon ve kilitlemelere tabi teknolojik parametreler; c) otomasyonun temel teknik araçları; d) otomasyon ekipmanının yerleştirilmesi - yerel cihazlar, seçilmiş cihazlar, yerel ve merkezi santraller ve konsollar, kontrol odaları vb. üzerindeki ekipmanlar; e) otomasyon araçları arasındaki ilişki.
Açık fonksiyonel diyagramlar iletişim otomasyonu ve sıvı ve gaz boru hatları, GOST 2.784-70'e göre sembollerle ve boru hattı parçaları, bağlantı parçaları, ısıtma ve sıhhi cihazlar ve ekipmanlar - GOST 2.785-70'e göre gösterilmektedir.
Cihazlar, otomasyon ekipmanları, elektrikli aletler ve bilgisayar teknolojisinin fonksiyonel diyagramlardaki unsurları GOST 21.404-85'e uygun olarak gösterilmiştir. Standartta, birincil ve ikincil dönüştürücüler, regülatörler, elektrikli ekipmanlar 10 mm çapında dairelerle, aktüatörler ise 5 mm çapında dairelerle gösterilmektedir. Santrallere ve konsollara monte edilen cihazları tasvir ederken daire yatay bir çizgiyle bölünür. Üst kısmında, cihazın ölçülen veya kontrol edilen miktarı ve işlevsel özellikleri (gösterge, kayıt, düzenleme vb.) alt kısımda geleneksel bir kodla - şemaya göre konum numarası - yazılır.
DVT sistemlerinde ölçülen büyüklükler için en yaygın kullanılan tanımlar şunlardır: D- yoğunluk; e- herhangi bir elektrik miktarı; F- tüketim; N- manuel etki; İLE- zaman, program; L- seviye; M- nem; R- basınç (vakum); Q- ortamın kalitesi, bileşimi ve konsantrasyonu; S- hız, frekans; T- sıcaklık; K- ağırlık.
Ölçülen büyüklüklerin tanımlarını belirten ek harfler: D- fark, fark; F- oran; J- otomatik geçiş, etrafta dolaşma; Q- entegrasyon, zaman içinde toplama.
Cihaz tarafından gerçekleştirilen işlevler: a) bilgilerin görüntülenmesi: A-alarm sistemi; BEN- gösterge; R- kayıt; b) karlı bir sinyalin oluşturulması: İLE- düzenleme; S- etkinleştirme, devre dışı bırakma, değiştirme, alarm ( N Ve L- sırasıyla parametrelerin üst ve alt sınırları).
Cihazların işlevsel özelliklerini yansıtan ek harf tanımları: e- hassas eleman (birincil dönüşüm); T- uzaktan iletim (ara dönüşüm); İLE- kontrol istasyonu. Sinyal türü: e- elektrik; R- pnömatik; G- hidrolik.
Cihazın sembolü devrede kullanılan özellikleri yansıtmalıdır. Örneğin, PD1- Diferansiyel basıncı ölçmek için, diferansiyel basınç göstergesini gösteren bir cihaz, PIS- bir kontak cihazı (elektrik temaslı basınç göstergesi, vakum göstergesi) ile gösteren basıncı (vakum) ölçmek için bir cihaz, LCS-elektrik kontak seviye regülatörü, TS- termostat, ONLAR- Sıcaklık sensörü, FQ1- akışı ölçmek için bir cihaz (diyafram, nozül vb.)
Fonksiyonel bir diyagram örneği (bkz. Şekil 1.1),
Pirinç. 1. 1. Fonksiyonel diyagram örneği
indirgeme-soğutma ünitesinin otomasyonu
Çizimin üst kısmında teknolojik donanımlar, alttaki dikdörtgenlerde ise lokal olarak ve operatör (otomasyon) paneli üzerine monte edilen cihazlar gösterilmektedir. Fonksiyonel şemada, tüm cihazların ve otomasyon ekipmanlarının alfabetik ve sayısal işaretleri vardır.
Teknolojik ekipmanın konturlarının fonksiyonel diyagramlar üzerine 0,6-1,5 mm kalınlığında çizgilerle çizilmesi önerilir; boru hattı iletişimi 0,6-1,5 mm; aletler ve otomasyon ekipmanı 0,5-0,6 mm; iletişim hatları 0,2-0,3 mm.
Isı ve gaz temini ve havalandırma süreçlerinin otomasyonu
1. Otomasyon nesneleri olarak mikroiklim sistemleri
Binalarda ve yapılarda belirtilen mikro iklim parametrelerinin korunması, ısı ve gaz temini ve mikro iklimlendirmeye yönelik bir mühendislik sistemleri kompleksi ile sağlanır. Bu kompleks termal enerji üretir, sıcak su, buhar ve gazı ısı ve gaz ağları aracılığıyla binalara taşır ve bu enerji kaynaklarını üretim ve ekonomik ihtiyaçlar için kullanmanın yanı sıra, içlerinde belirtilen mikro iklim parametrelerini korumak için kullanır.
Isı ve gaz tedariki ve mikro iklimlendirme sistemi, harici merkezi ısı tedariki ve gaz tedarik sistemlerinin yanı sıra mikro iklim, ekonomik ve üretim ihtiyaçlarını sağlamaya yönelik dahili (binanın içinde bulunan) mühendislik sistemlerini içerir.
Merkezi ısı tedarik sistemi, ısı jeneratörlerini (CHP, kazan daireleri) ve tüketicilere ısının sağlandığı ısıtma ağlarını (ısıtma, havalandırma, klima ve sıcak su tedarik sistemleri) içerir.
Merkezi gaz tedarik sistemi, yüksek, orta ve düşük basınçlı gaz ağlarını, gaz dağıtım istasyonlarını (GDS), gaz kontrol noktalarını (GRP) ve kurulumları (GRU) içerir. Isı üreten tesislerin yanı sıra konut, kamu ve endüstriyel binalara gaz sağlamak için tasarlanmıştır.
Mikro iklimlendirme sistemi (MCS), binaların tesislerinde belirtilen mikro iklim parametrelerini korumaya hizmet eden bir dizi araçtır. SCM, ısıtma (HS), havalandırma (SV), klima (AAC) sistemlerini içerir.
Isı ve gaz besleme modu farklı tüketiciler için farklıdır. Bu nedenle, ısıtma için ısı tüketimi esas olarak dış iklimin parametrelerine bağlıdır ve sıcak su temini için ısı tüketimi, gün boyunca ve haftanın gününe göre değişen su tüketimine göre belirlenir. Havalandırma ve iklimlendirme için ısı tüketimi hem tüketicilerin çalışma moduna hem de dış havanın parametrelerine bağlıdır. Gaz tüketimi yılın ayına, haftanın gününe ve günün saatine göre değişir.
Çeşitli tüketici kategorilerine güvenilir ve ekonomik ısı ve gaz tedariki, çeşitli kontrol ve düzenleme aşamaları kullanılarak sağlanır. Isı kaynağının merkezi kontrolü bir termik santralde veya kazan dairesinde gerçekleştirilir. Ancak çok sayıda ısı tüketicisi için gerekli hidrolik ve termal koşulları sağlayamamaktadır. Bu nedenle merkezi ısıtma noktalarında (CHS) soğutucunun sıcaklığını ve basıncını korumak için ara kademeler kullanılır.
Gaz besleme sistemlerinin çalışması, gaz tüketiminden bağımsız olarak ağın ayrı kısımlarında sabit basınç muhafaza edilerek kontrol edilir. Şebekede gerekli basınç, gaz dağıtım sistemi, hidrolik kırma ünitesi ve gaz dağıtım ünitesindeki gaz azaltımı ile sağlanır. Ayrıca GDS ve GRP'de şebekede kabul edilemeyecek basınç artışı veya azalması durumunda gaz beslemesini kesecek cihazlar bulunmaktadır.
Isıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemleri, iç parametrelerini standart değerlere uygun hale getirmek için mikro iklim üzerinde düzenleyici etkiler gerçekleştirir. Isıtma süresi boyunca iç hava sıcaklığının belirlenen sınırlar içinde tutulması ısıtma sistemi tarafından sağlanır ve ısıtma cihazlarının odaya aktardığı ısı miktarının değiştirilmesiyle sağlanır. Havalandırma sistemleri, iç mekan hava parametrelerinin konforlu veya teknolojik gereksinimlerine dayalı olarak bir odadaki mikro iklim parametrelerinin kabul edilebilir değerlerini korumak için tasarlanmıştır. Havalandırma sistemlerinin çalışmasının düzenlenmesi, besleme ve egzoz havasının akış hızları değiştirilerek gerçekleştirilir. Klima sistemleri, konfor veya teknolojik gereksinimlere göre odadaki optimum mikro iklim parametrelerinin korunmasını sağlar.
Sıcak su temin sistemleri (HSS), tüketicilere evsel ve ekonomik ihtiyaçlar için sıcak su sağlar. Su tedarik sistemini kontrol etmenin görevi, değişken tüketimi sırasında tüketicinin belirtilen su sıcaklığını korumaktır.
2. Otomatik sistem bağlantısı
Herhangi bir otomatik kontrol ve düzenleme sistemi, bağımsız işlevleri yerine getiren bireysel unsurlardan oluşur. Böylece otomatik bir sistemin elemanları işlevsel amaçlarına göre bölünebilir.
Her elementte, düzenleme sürecinin akışını karakterize eden herhangi bir fiziksel niceliğin dönüşümü gerçekleştirilir. Bir element için bu tür büyüklüklerin en küçük sayısı ikidir. Bu büyüklüklerden biri girdi, diğeri ise çıktıdır. Çoğu elementte meydana gelen bir miktarın diğerine dönüşümü tek yönlüdür. Örneğin, santrifüjlü bir regülatörde mil hızının değiştirilmesi debriyajın hareket etmesine neden olur, ancak debriyajın harici bir kuvvetle hareket ettirilmesi mil hızında bir değişikliğe neden olmaz. Sistemin bir serbestlik derecesine sahip bu tür elemanlarına temel dinamik bağlantılar denir.
Kontrol nesnesi bağlantılardan biri olarak düşünülebilir. Bağlantıların bileşimini ve aralarındaki bağlantının doğasını yansıtan diyagrama yapısal diyagram denir.
Denge koşulları altında bir temel dinamik bağlantının çıktı ve girdi miktarları arasındaki ilişkiye statik karakteristik denir. Bir bağlantıdaki niceliklerin dinamik (zaman içinde) dönüşümü, karşılık gelen denklem (genellikle diferansiyel) ve ayrıca bağlantının dinamik özellikleri kümesi tarafından belirlenir.
Belirli bir otomatik kontrol ve düzenleme sisteminin parçası olan bağlantılar farklı çalışma prensiplerine, farklı tasarımlara vb. sahip olabilir. Bağlantıların sınıflandırılması, bağlantıdaki sinyalin dinamik dönüşümünü tanımlayan diferansiyel denklemin sırasına göre belirlenen, geçici süreçteki giriş ve çıkış miktarları arasındaki ilişkinin doğasına dayanmaktadır. Bu sınıflandırma ile, tüm yapıcı bağlantı çeşitliliği, az sayıda ana türe indirgenir. Ana bağlantı türlerine bakalım.
Güçlendirici (ataletsiz, ideal, orantılı, kapasitif) bağlantı, girişten çıkışa anlık sinyal iletimi ile karakterize edilir. Bu durumda çıkış değeri zamanla değişmez ve dinamik denklem statik karakteristikle örtüşür ve şu forma sahiptir:
Burada x, y sırasıyla girdi ve çıktı büyüklükleridir; k - iletim katsayısı.
Takviye bağlantılarına örnek olarak bir manivela, bir mekanik şanzıman, bir potansiyometre ve bir transformatör verilebilir.
Gecikmeli bağlantı, çıkış değerinin giriş değerini tekrarlaması ancak Lt gecikmesi ile karakterize edilir.
y(t) = x(t-Am).
Burada t şimdiki zamanı göstermektedir.
Gecikmeli bağlantıya örnek olarak bir taşıma cihazı veya boru hattı verilebilir.
Periyodik olmayan (atalet, statik, kapasitif, gevşeme) bağlantı, giriş miktarını denklem uyarınca dönüştürür
Burada G, bağlantının ataletini karakterize eden sabit bir katsayıdır.
Örnekler: oda, havalı ısıtıcı, gaz tankı, termokupl vb.
Salınımlı (iki kapasitörlü) bağlantı, giriş sinyalini salınımlı bir sinyale dönüştürür. Salınımlı bağlantının dinamik denklemi şu şekildedir:
Burada Ti, Tg sabit katsayılardır.
Örnekler: şamandıralı diferansiyel basınç göstergesi, diyaframlı pnömatik valf vb.
Entegre (astatik, nötr) bağlantı, giriş sinyalini denkleme uygun olarak dönüştürür
Entegre bir bağlantının bir örneği, endüktans veya kapasitanslı bir elektrik devresidir.
Farklılaştırma (darbe) bağlantısı, çıkışta giriş değerinin değişim hızıyla orantılı bir sinyal üretir. Bağlantının dinamik denklemi şu şekildedir:
Örnekler: takometre, mekanik şanzımanlarda amortisör. Herhangi bir bağlantının, kontrol nesnesinin veya otomatik sistemin bir bütün olarak genelleştirilmiş denklemi şu şekilde temsil edilebilir:
burada a, b sabit katsayılardır.
3. Otomatik kontrol sistemlerinde geçici süreçler. Bağlantıların dinamik özellikleri
Bir sistemin veya düzenleme nesnesinin bir denge durumundan diğerine geçiş sürecine geçiş süreci denir. Geçici süreç, dinamik denklemin çözülmesiyle elde edilebilecek bir fonksiyonla tanımlanır. Geçiş sürecinin doğası ve süresi sistemin yapısına, bağlantılarının dinamik özelliklerine ve rahatsız edici etkinin türüne göre belirlenir.
Dış rahatsızlıklar farklı olabilir, ancak bir sistemi veya onun unsurlarını analiz ederken, bunlar tipik etki biçimleriyle sınırlıdır: bir girdi miktarının zaman içinde tek bir adım adım (sıçrama benzeri) değişimi veya bir harmonik yasaya göre periyodik değişimi.
Bir bağlantının veya sistemin dinamik özellikleri, bu tür tipik etki biçimlerine vereceği tepkiyi belirler. Bunlar arasında geçiş, genlik-frekans, faz-frekans, genlik-faz özellikleri yer alır. Bir bağlantının veya otomatik bir sistemin dinamik özelliklerini bir bütün olarak karakterize ederler.
Geçici yanıt, bir bağlantının veya sistemin tek adımlı bir eyleme verdiği yanıttır. Frekans özellikleri, bir bağlantının veya sistemin bir giriş miktarının harmonik salınımlarına tepkisini yansıtır. Genlik-frekans tepkisi (AFC), çıkış ve giriş sinyallerinin genliklerinin salınım frekansına oranının bağımlılığıdır. Çıkış ve giriş sinyallerinin salınımlarının faz kaymasının frekansa bağımlılığına faz frekansı özellikleri (PFC) denir. Bahsedilen her iki özelliği tek bir grafikte birleştirerek, genlik-faz tepkisi (APC) olarak da adlandırılan karmaşık bir frekans tepkisi elde ederiz.
Geçici yanıt, karşılık gelen dinamik denklemin çözülmesiyle veya deneysel olarak belirlenir; frekans özellikleri de deneyimden bulunabilir veya dinamik denklemin operasyonel hesaplama yöntemleri kullanılarak analiz edilmesiyle elde edilebilir.
İntegral Laplace dönüşümü
Bir bağlantının veya bir bütün olarak otomatik sistemin dinamik denkleminin analizini basitleştirmek ve daha net hale getirmek için, operasyonel yöntem, otomatik kontrol teorisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. İntegral Laplace dönüşümüne dayanan bu yöntem, fonksiyonun kendisini (orijinal) değil, bazı değişikliklerini (görüntü) incelemeyi içerir.
Orijinal ff(t) ile görüntü Ffs arasındaki ilişkiyi belirleyen Laplace dönüşümü şu şekildedir:
burada s bazı karmaşık miktarlardır (s= i sanal bir birimdir.
İşlemsel yöntemin özü, orijinal f(t)'yi içeren orijinal diferansiyel denklemin, Laplace dönüşümü kullanılarak F(s) görüntüsüne göre cebirsel bir denkleme indirgenmesi ve s değerinin belirli bir sayı olarak kabul edilmesidir. Ortaya çıkan cebirsel denklem F(s) fonksiyonuna göre çözülür ve daha sonra F(s) görüntüsünden istenen orijinal/(t) görüntüsüne ters geçiş yapılır.
Orijinalden görüntüye geçiş prosedürü (doğrudan Laplace dönüşümü) £[Dt)| sembolü ile temsil edilir ve görüntüden orijinale geçiş prosedürü (ters Laplace dönüşümü) L- sembolü ile temsil edilir. \F(ler)].
İfade (2.1)'den Laplace dönüşümünün ana özellikleri tanımlanabilir.
2. Bir fonksiyonun çarpımının sabit bir katsayı ile görüntüsü, bu katsayının fonksiyonun görüntüsü ile çarpımına eşittir
1. Birkaç fonksiyonun toplamının görüntüsü, bu fonksiyonların görüntülerinin toplamına eşittir
3. Sabitin görüntüsü şu ifadeyle belirlenir:
6. Fonksiyon integralinin görüntüsü bağımlılıkla belirlenir.
 |
Eğer zamanın başlangıç anında (t^O), /(t) fonksiyonu ve onun i-1 mertebesine kadar olan türevleri sıfır değer alırsa, o zaman ifade (2.8) şu formu alacaktır:
Mühendislik problemlerinde operasyonel yöntemin pratik kullanımının kolaylığı için, (2.1) ifadesine dayanarak, çeşitli fonksiyonların görüntüleri için hazır ilişkiler elde edilir. En sık kullanılan işlevlerden bazılarının görüntüleri tabloda gösterilmektedir. 2.1.
Tablo 2.1
Bazı fonksiyonların görüntüleri
Laplace dönüşümünün dikkate alınan özellikleri ve orijinalleri ve görüntüleri bağlamak için mevcut formüller, bir fonksiyonun görüntüsünü kullanarak orijinali hızlı bir şekilde bulmayı veya bunun tersini mümkün kılar.
Bağlantı dinamiğinin diferansiyel denkleminin operasyonel yöntem kullanılarak analizi. İletim işlevi
Laplace integral dönüşümünü diferansiyel denkleme (1.7) sıfır başlangıç koşulları altında uygulayarak (r = 0'da istenen fonksiyon ve onun tüm türevleri yok olduğunda), şunu elde ederiz:
Burada F(s), X($) sırasıyla y ve jc fonksiyonlarının görüntüleridir. Denklem (2.11) şu şekilde temsil edilebilir:
Burada A(s), B(s), fV(s) kompleksleri şu ifadelerle tanımlanır:
Böylece görüntülerdeki dinamik denklem şuna benzer bir forma sahiptir: 
(bağlantının statik karakteristiğine sahip patlama (1.1)'e göre)
(2.12), (2.16) ifadelerinde yer alan W(s) fonksiyonu, çıkış sinyali görüntüsünün giriş sinyali görüntüsüne oranını temsil eder ve transfer fonksiyonu olarak adlandırılır.
Dinamik denklemdeki transfer fonksiyonu fV(s), statik karakteristikteki transfer katsayısı k'ya benzer.
Tipik bağlantıların ve bazı kontrol nesnelerinin transfer fonksiyonları Tablo'da verilmiştir. 2.2.
Bir bağlantı sisteminin transfer fonksiyonu, bunların kombinasyon yöntemine bağlıdır.
Seri bağlı bağlantıların transfer fonksiyonu, bu bağlantıların transfer fonksiyonlarının çarpımına eşittir
İşte bağlantı numarası; i bağlantıların sayısıdır.
Tipik bağlantıların ve bazı kontrol nesnelerinin aktarım işlevleri
Paralel bağlı bağlantıların transfer fonksiyonu, bu bağlantıların transfer fonksiyonlarının cebirsel toplamına eşittir
Geri besleme devresinin transfer fonksiyonu şu şekilde verilir:
burada fV\(s) ileri zincirin transfer fonksiyonudur; fV^s) - geri besleme aktarım fonksiyonu; "+" işareti olumsuz geri bildirime, işareti ise olumlu geri bildirime karşılık gelir.
Dinamik denklemin çözümü. Geçici yanıtın hesaplanması
(2.13) - (2.15) dikkate alınarak (2.16) ifadesinden, integral Laplace dönüşümünü sıfır başlangıç koşullarıyla doğrusal diferansiyel dinamik denkleme uygulayarak, istenen fonksiyonu formda tasvir etmeye yönelik bağımlılığı elde edebileceğimiz sonucu çıkar.
burada P(s), Q(s), s değişkenine göre bazı polinomlardır.
Ters Laplace dönüşümünü Y(s) fonksiyonuna uygulayarak orijinal dinamik denklemin çözümünü elde ederiz.
burada si, Q(s) polinomunun 1. köküdür; q - kök sayısı; Q\s), Q(s) fonksiyonunun s değişkenine göre türevidir.
(2.22) dikkate alındığında dinamik denklemin çözümü şu şekli alır:
burada S bazı sayısal katsayılardır.
Çözüm (2.23) özellikle geçici tepkiyi hesaplamak için kullanılabilir. Bunu yapmak için, girdi miktarındaki tek adımlı değişimi yaklaşık bir analitik fonksiyonla tanımlamanız ve bu fonksiyonu P(s) ve Q(s) polinomlarını oluşturmak için kullanmanız gerekir. Bir giriş miktarındaki tek adımlı değişikliğin yaklaşık bir açıklaması için fonksiyon kullanılabilir.
Bu nedenle, eğer transfer fonksiyonunun ifadesi biliniyorsa, o zaman bağımlılık (2.25) kullanılarak P(s) ve Q(s) polinomlarını oluşturmak zor değildir. Örneğin, transfer fonksiyonu tabloya uygun olan periyodik olmayan bir bağlantı için. 2.2 ilişki tarafından belirlenir
P(s) ve Q(s) polinomları şu şekildedir:
Üçüncü derece polinomun (2.28) 3 kökü vardır: s/=0; S2=-S; s3 =-
Q(s) fonksiyonunun türevi Q"(s) şu şekildedir:
ve (2.23) ifadesine ikame edilen değerleri, ilişkiler tarafından belirlenir.
Geçici cevabın hesaplanması için (2.27), (2.30), (2.30) ifadesi dikkate alındığında, formül (2.23) formunu alacaktır.
Dinamik denklemin çözümü, giriş değerindeki keyfi bir değişiklik için benzer şekilde elde edilir. Bu durumda fonksiyon (2.24) yerine giriş miktarındaki değişimi açıklayan başka bir fonksiyon seçilir.
frekans özellikleri
Bir bağlantının, nesnenin veya sistemin transfer fonksiyonu biliniyorsa, bu fonksiyondaki s değişkeninin w çarpımı ile değiştirilmesiyle frekans özellikleri bulunabilir; burada i sanal birim ve dairesel frekanstır. Bu yer değiştirme sonucunda elde edilen karmaşık değişken fV(ico)'nun fonksiyonu, trigonometrik veya üstel formlarda temsil edilebilir.
Burada A(co) çıkış ve giriş sinyallerinin genliklerinin oranıdır; ср^СО) - çıkış ve giriş sinyalleri arasındaki faz kayması.
Bağıl genlik A(co)'nun co frekansına bağımlılığı genlik-frekans tepkisidir (AFC) ve faz kayması ap(co)'nun co frekansına bağımlılığı faz-frekans tepkisidir (PFC).
Karmaşık düzlemde W(ico) fonksiyonu, gerçek R(co) ve hayali I(co) parçalarının geometrik toplamı olarak temsil edilebilir.
Bağımlılık (2.34), genlik-faz karakteristiği (APC) olarak adlandırılan karmaşık frekans karakteristiğini belirler.
A(a>), (p^co), R(a>), 1(a>) fonksiyonları arasında benzersiz bir bağlantı vardır.
İlişki tarafından belirlenen transfer fonksiyonuna sahip bir salınımlı bağlantı örneğini kullanarak frekans tepkisini, faz tepkisini ve frekans tepkisini elde etmeyi ele alacağız.
(2.38) ifadesinin pay ve paydasını (l-T^aP-iTito) değeriyle çarparak paydadaki irrasyonellikten kurtuluruz.
(2.34), (2.39) ifadelerinin özdeşlik koşulundan R(a>) ve 1(a>) büyüklükleri için ilişkiler elde ederiz.
Daha fazla analiz, (2.34) - (2.36) ifadeleri kullanılarak gerçekleştirilir.
Tablo 2.3
Geçici süreçlerin grafikleri ve tipik bağlantıların genlik-faz özellikleri
Çeşitli bağlantılar için geçici süreçlerin grafiklerinin ve genlik-faz özelliklerinin örnekleri Tablo'da verilmiştir. 2.3.
Isıtılan bir odanın dinamik denklemi
Dinamik denklem, iç hava sıcaklığının düzenleyici ve kontrol etkilerinin yanı sıra zamana bağımlılığını yansıtır.
Odayı toplu parametrelere sahip bir nesne olarak düşünürsek ve iç havanın sıcaklığının hacmi boyunca sabit olduğunu düşünürsek, odadaki havanın ısı dengesi denklemini şu şekilde elde ederiz:
p odadaki hava yoğunluğudur; с р - havanın spesifik izobarik ısı kapasitesi; U - iç hava sıcaklığı; V odanın hacmidir; g - zaman; Q c - ısıtma sistemi tarafından odaya aktarılan ısı akışı; Q' om - kapalı yapılardan ısı kaybına bağlı olarak ısı akışı.
Alet ısıtma sistemleri için ısı akışı Qc şu ilişkiyle belirlenir:
ve hava ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemleri için
Burada ısıtmanın ısı transfer katsayısı ve ısıtma alanı
buna göre vücut cihazları; ortalama soğutma suyu sıcaklığına; G - hava ısıtma, havalandırma veya iklimlendirme sistemindeki kütle hava akışı; t np - besleme havası sıcaklığı.
Isı akışı Opot bağımlılıkla ifade edilir
burada k, F - sırasıyla ısı transfer katsayısı ve kapalı yapıların alanı; U dış hava sıcaklığıdır.
İç hava sıcaklığının düzenlenmesi ve aletli ısıtma sistemleri kullanıldığında, ısı transfer katsayısı kp'nin bağlı olduğu soğutucunun sıcaklığı ve/veya akış hızı değiştirilerek gerçekleştirilebilir. Hava ısıtma sistemlerinde, besleme havası sıcaklığı t np veya akış hızı G değiştirilerek düzenleme gerçekleştirilir.
Isıtma sistemine ve kontrol yöntemine bağlı olarak dinamik denklemin türü de değişir. Yani hava sistemi için
besleme havası akış hızını veya sıcaklığını t‐ P değiştirerek sıcaklığı düzenlerken ısıtma, ısıtılan odanın dinamik denklemi formunu alır
Alet ısıtma sistemleri için, soğutucunun sıcaklığı değiştirilerek sıcaklık ayarlandığında, ısıtılan odanın dinamik denklemi şu şekildedir:
Dinamik denklem, sıcaklık kontrollü alet ısıtma sistemleri kullanıldığında ve soğutucu akışındaki değişikliklerden dolayı daha karmaşık bir forma sahiptir. Bunu elde etmek için, bu akış hızı ile ısı transfer katsayısı k' arasındaki ilişkiyi bilmek gerekir. Soğutucu akışının ısı transfer katsayısı üzerindeki etkisi, soğutucunun tipine (su veya buhar), ısıtma cihazlarının tasarımına ve malzemesine, duvarlarının kalınlığına ve çevredeki havaya ısı transferinin yoğunluğuna bağlıdır.
Havalandırılan bir odanın dinamik denklemi
Dinamik denklem, hava değişim özelliklerine bağlı olarak bir odadaki zararlı maddelerin konsantrasyonunun zaman içinde değişimini karakterize eder.
Zamanın ilk anında odadaki zararlı maddelerin konsantrasyonu c'ye eşit olsun." Bu noktada odada Tedbir yoğunluğunda bir zararlı madde salınım kaynağı devreye girmeye başlar ve genel havalandırma sistemi açılır. Besleme ve egzoz havalandırma sistemlerinin hacimsel verimliliğinin aynı ve L'ye eşit olduğunu varsayacağız. Zararlı maddelerin odanın hacmi boyunca eşit olarak dağıldığı ve tüm noktalardaki konsantrasyonlarının aynı olduğu varsayımını kabul edeceğiz. ve c'ye eşit. Besleme havasındaki zararlı maddelerin konsantrasyonunu c" olarak gösterelim ve kabul edilen varsayımları dikkate alarak odadaki dengeleri için bir denklem hazırlayalım.
Denklem (3.7)'den havalandırılan odanın dinamik denklemini elde ederiz.
Burada kontrol edilen parametre konsantrasyon c'dir ve düzenlemenin kendisi L havalandırma sisteminin performansını değiştirerek gerçekleştirilir.
Karıştırma ısı değiştiricisinin dinamik denklemi
Soğutma suyu sıcaklığının otomatik kontrolü için devre ile birlikte karıştırma ısı eşanjörünün şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 3.1. *
Karışım ısı değiştiricisinin girişine kütle akış hızı G\ olan soğuk su ve kütle akış hızı Gi olan kuru doymuş buhar sağlanır. Isı eşanjörünün çıkışında ısıtılmış su ve yoğuşma karışımı elde edilir. Otomatik kontrol sistemi karışım sıcaklığının belirli bir seviyede tutulmasını sağlar. Sensör 2, ısı eşanjörünün çıkışındaki karışımın sıcaklığındaki değişikliği algılar ve körük 3 üzerinde hareket eder. Körük 3, kol dişlisi 4 aracılığıyla, hidrolik servomotoru 6 kontrol eden jet tüpünü 5 hareket ettirir. Servomotor 6, valfi hareket ettirir. deklanşör 7, buhar akışını Gi düzenler.
Karışım ısı değiştiricisi için karışımın sıcaklığının zaman içindeki değişimini karakterize eden dinamik bir denklem elde edelim. Bunu yapmak için bir ısı dengesi denklemi oluşturalım
Burada G CM, ısı değiştirici çıkışındaki karışım akış hızıdır; c suyun özgül ısı kapasitesidir; M, ısı değiştiricideki sıvının kütlesidir; g - gizli
buharlaşmanın erime ısısı; t - karışım sıcaklığı; ve - ısı eşanjörünün girişindeki soğuk su sıcaklığı.
Kontrol edilen parametrenin karışımın sıcaklığı t olduğunu ve düzenlemenin Gi buhar akışını değiştirerek gerçekleştirildiğini varsayarak denklem (3.9)'dan dinamik denklemi elde ederiz.
Benzer şekilde, bir karışımlı ısı değiştiricideki otomatik sıcaklık kontrol sisteminin tamamının dinamik denklemi elde edilebilir. Böyle bir denklemde, kontrol edilen parametre aynı zamanda karışımın sıcaklığıdır (t), ancak girdi parametresi buhar akışı Gi değil, vana kapağının hareketi h olacaktır.
Otomatik gaz basınç regülatörünün dinamik denklemi
Otomatik basınç regülatörünün şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.2. Regülatör, bir gaz tankında veya başka herhangi bir nesnede belirli bir Pa basıncının korunmasını sağlar.
Gaz deposundaki basınç verilen 0 değerine eşit olduğunda, membran 1 üzerindeki basınç kuvveti F, yayın 2 karşı hareketi ile dengelenirken valf gövdesi hareketsiz kalır. Herhangi bir nedenden dolayı basınç artarsa, valf gövdesi alçalacak, valf açılacak, fazla gazı hatta bırakacak ve p 0 basıncı eski durumuna getirilecektir.
Regülatör farklı bir p" basıncına sahip bir nesneye veya aynı gaz tankına monte edilmişse, ayarın farklı bir basınç p 0 "(veya p 0") olarak değiştirilmesi gerekir, ardından regülatör farklı bir basınca ayarlanır kenetleme somununu kullanarak 3. Daha yüksek bir basınca ayarlarken, kenetleme somunu yukarı doğru hareket ettirilir. Bu durumda ilave yay kuvvetinin etkisi altındaki membran da yukarı doğru hareket edecek ve vana kapanacaktır. Valf kapasitesinin azaltılması basıncın artmasına neden olacaktır. Daha düşük basınca ayarlarken sıkıştırma somunu aşağı doğru hareket ettirilir. Bu durumda baskının daha az olduğu yeni bir rejim kurulacak.
Basınçtaki p değişimine bağlı olarak valf gövdesindeki hareket zamanındaki değişimi karakterize eden regülatörün dinamik bir denklemini elde edelim. Bunu yapmak için regülatörün hareketli parçalarının denge durumunu göz önünde bulundurun
Burada Fn yayın elastik kuvvetidir; F u - hareketli parçaların atalet kuvveti; F m - hareketli parçaların sabit parçalar üzerindeki sürtünme kuvveti.
Denklem (3.11)'de yer alan miktarlar aşağıdaki ifadelerle belirlenir:
Isı ve gaz temini ve havalandırma süreçlerinin otomasyonu
1. Otomasyon nesneleri olarak mikroiklim sistemleri
Binalarda ve yapılarda belirtilen mikro iklim parametrelerinin korunması, ısı ve gaz temini ve mikro iklimlendirmeye yönelik bir mühendislik sistemleri kompleksi ile sağlanır. Bu kompleks termal enerji üretir, sıcak su, buhar ve gazı ısı ve gaz ağları aracılığıyla binalara taşır ve bu enerji kaynaklarını üretim ve ekonomik ihtiyaçlar için kullanmanın yanı sıra, içlerinde belirtilen mikro iklim parametrelerini korumak için kullanır.
Isı ve gaz tedariki ve mikro iklimlendirme sistemi, harici merkezi ısı tedariki ve gaz tedarik sistemlerinin yanı sıra mikro iklim, ekonomik ve üretim ihtiyaçlarını sağlamaya yönelik dahili (binanın içinde bulunan) mühendislik sistemlerini içerir.
Merkezi ısı tedarik sistemi, ısı jeneratörlerini (CHP, kazan daireleri) ve tüketicilere ısının sağlandığı ısıtma ağlarını (ısıtma, havalandırma, klima ve sıcak su tedarik sistemleri) içerir.
Merkezi gaz tedarik sistemi, yüksek, orta ve düşük basınçlı gaz ağlarını, gaz dağıtım istasyonlarını (GDS), gaz kontrol noktalarını (GRP) ve kurulumları (GRU) içerir. Isı üreten tesislerin yanı sıra konut, kamu ve endüstriyel binalara gaz sağlamak için tasarlanmıştır.
Mikro iklimlendirme sistemi (MCS), binaların tesislerinde belirtilen mikro iklim parametrelerini korumaya hizmet eden bir dizi araçtır. SCM, ısıtma (HS), havalandırma (SV), klima (AAC) sistemlerini içerir.
Isı ve gaz besleme modu farklı tüketiciler için farklıdır. Bu nedenle, ısıtma için ısı tüketimi esas olarak dış iklimin parametrelerine bağlıdır ve sıcak su temini için ısı tüketimi, gün boyunca ve haftanın gününe göre değişen su tüketimine göre belirlenir. Havalandırma ve iklimlendirme için ısı tüketimi hem tüketicilerin çalışma moduna hem de dış havanın parametrelerine bağlıdır. Gaz tüketimi yılın ayına, haftanın gününe ve günün saatine göre değişir.
Çeşitli tüketici kategorilerine güvenilir ve ekonomik ısı ve gaz tedariki, çeşitli kontrol ve düzenleme aşamaları kullanılarak sağlanır. Isı kaynağının merkezi kontrolü bir termik santralde veya kazan dairesinde gerçekleştirilir. Ancak çok sayıda ısı tüketicisi için gerekli hidrolik ve termal koşulları sağlayamamaktadır. Bu nedenle merkezi ısıtma noktalarında (CHS) soğutucunun sıcaklığını ve basıncını korumak için ara kademeler kullanılır.
Gaz besleme sistemlerinin çalışması, gaz tüketiminden bağımsız olarak ağın ayrı kısımlarında sabit basınç muhafaza edilerek kontrol edilir. Şebekede gerekli basınç, gaz dağıtım sistemi, hidrolik kırma ünitesi ve gaz dağıtım ünitesindeki gaz azaltımı ile sağlanır. Ayrıca GDS ve GRP'de şebekede kabul edilemeyecek basınç artışı veya azalması durumunda gaz beslemesini kesecek cihazlar bulunmaktadır.
Isıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemleri, iç parametrelerini standart değerlere uygun hale getirmek için mikro iklim üzerinde düzenleyici etkiler gerçekleştirir. Isıtma süresi boyunca iç hava sıcaklığının belirlenen sınırlar içinde tutulması ısıtma sistemi tarafından sağlanır ve ısıtma cihazlarının odaya aktardığı ısı miktarının değiştirilmesiyle sağlanır. Havalandırma sistemleri, iç mekan hava parametrelerinin konforlu veya teknolojik gereksinimlerine dayalı olarak bir odadaki mikro iklim parametrelerinin kabul edilebilir değerlerini korumak için tasarlanmıştır. Havalandırma sistemlerinin çalışmasının düzenlenmesi, besleme ve egzoz havasının akış hızları değiştirilerek gerçekleştirilir. Klima sistemleri, konfor veya teknolojik gereksinimlere göre odadaki optimum mikro iklim parametrelerinin korunmasını sağlar.
Sıcak su temin sistemleri (HSS), tüketicilere evsel ve ekonomik ihtiyaçlar için sıcak su sağlar. Su tedarik sistemini kontrol etmenin görevi, değişken tüketimi sırasında tüketicinin belirtilen su sıcaklığını korumaktır.
2. Otomatik sistem bağlantısı
Herhangi bir otomatik kontrol ve düzenleme sistemi, bağımsız işlevleri yerine getiren bireysel unsurlardan oluşur. Böylece otomatik bir sistemin elemanları işlevsel amaçlarına göre bölünebilir.
Her elementte, düzenleme sürecinin akışını karakterize eden herhangi bir fiziksel niceliğin dönüşümü gerçekleştirilir. Bir element için bu tür büyüklüklerin en küçük sayısı ikidir. Bu büyüklüklerden biri girdi, diğeri ise çıktıdır. Çoğu elementte meydana gelen bir miktarın diğerine dönüşümü tek yönlüdür. Örneğin, santrifüjlü bir regülatörde mil hızının değiştirilmesi debriyajın hareket etmesine neden olur, ancak debriyajın harici bir kuvvetle hareket ettirilmesi mil hızında bir değişikliğe neden olmaz. Sistemin bir serbestlik derecesine sahip bu tür elemanlarına temel dinamik bağlantılar denir.
Kontrol nesnesi bağlantılardan biri olarak düşünülebilir. Bağlantıların bileşimini ve aralarındaki bağlantının doğasını yansıtan diyagrama yapısal diyagram denir.
Denge koşulları altında bir temel dinamik bağlantının çıktı ve girdi miktarları arasındaki ilişkiye statik karakteristik denir. Bir bağlantıdaki niceliklerin dinamik (zaman içinde) dönüşümü, karşılık gelen denklem (genellikle diferansiyel) ve ayrıca bağlantının dinamik özellikleri kümesi tarafından belirlenir.
Belirli bir otomatik kontrol ve düzenleme sisteminin parçası olan bağlantılar farklı çalışma prensiplerine, farklı tasarımlara vb. sahip olabilir. Bağlantıların sınıflandırılması, bağlantıdaki sinyalin dinamik dönüşümünü tanımlayan diferansiyel denklemin sırasına göre belirlenen, geçici süreçteki giriş ve çıkış miktarları arasındaki ilişkinin doğasına dayanmaktadır. Bu sınıflandırma ile, tüm yapıcı bağlantı çeşitliliği, az sayıda ana türe indirgenir. Ana bağlantı türlerine bakalım.
Güçlendirici (ataletsiz, ideal, orantılı, kapasitif) bağlantı, girişten çıkışa anlık sinyal iletimi ile karakterize edilir. Bu durumda çıkış değeri zamanla değişmez ve dinamik denklem statik karakteristikle örtüşür ve şu forma sahiptir:
Burada x, y sırasıyla girdi ve çıktı büyüklükleridir; k - iletim katsayısı.
Takviye bağlantılarına örnek olarak bir manivela, bir mekanik şanzıman, bir potansiyometre ve bir transformatör verilebilir.
Gecikmeli bağlantı, çıkış değerinin giriş değerini tekrarlaması ancak Lt gecikmesi ile karakterize edilir.
y(t) = x(t-Am).
Burada t şimdiki zamanı göstermektedir.
Gecikmeli bağlantıya örnek olarak bir taşıma cihazı veya boru hattı verilebilir.
Periyodik olmayan (atalet, statik, kapasitif, gevşeme) bağlantı, giriş miktarını denklem uyarınca dönüştürür
Burada G, bağlantının ataletini karakterize eden sabit bir katsayıdır.
Örnekler: oda, havalı ısıtıcı, gaz tankı, termokupl vb.
Salınımlı (iki kapasitörlü) bağlantı, giriş sinyalini salınımlı bir sinyale dönüştürür. Salınımlı bağlantının dinamik denklemi şu şekildedir:
Burada Ti, Tg sabit katsayılardır.
Örnekler: şamandıralı diferansiyel basınç göstergesi, diyaframlı pnömatik valf vb.
Entegre (astatik, nötr) bağlantı, giriş sinyalini denkleme uygun olarak dönüştürür
Entegre bir bağlantının bir örneği, endüktans veya kapasitanslı bir elektrik devresidir.
Farklılaştırma (darbe) bağlantısı, çıkışta giriş değerinin değişim hızıyla orantılı bir sinyal üretir. Bağlantının dinamik denklemi şu şekildedir:
Örnekler: takometre, mekanik şanzımanlarda amortisör. Herhangi bir bağlantının, kontrol nesnesinin veya otomatik sistemin bir bütün olarak genelleştirilmiş denklemi şu şekilde temsil edilebilir:
burada a, b sabit katsayılardır.
3. Otomatik kontrol sistemlerinde geçici süreçler. Bağlantıların dinamik özellikleri
Bir sistemin veya düzenleme nesnesinin bir denge durumundan diğerine geçiş sürecine geçiş süreci denir. Geçici süreç, dinamik denklemin çözülmesiyle elde edilebilecek bir fonksiyonla tanımlanır. Geçiş sürecinin doğası ve süresi sistemin yapısına, bağlantılarının dinamik özelliklerine ve rahatsız edici etkinin türüne göre belirlenir.
Dış rahatsızlıklar farklı olabilir, ancak bir sistemi veya onun unsurlarını analiz ederken, bunlar tipik etki biçimleriyle sınırlıdır: bir girdi miktarının zaman içinde tek bir adım adım (sıçrama benzeri) değişimi veya bir harmonik yasaya göre periyodik değişimi.
Bir bağlantının veya sistemin dinamik özellikleri, bu tür tipik etki biçimlerine vereceği tepkiyi belirler. Bunlar arasında geçiş, genlik-frekans, faz-frekans, genlik-faz özellikleri yer alır. Bir bağlantının veya otomatik bir sistemin dinamik özelliklerini bir bütün olarak karakterize ederler.
Geçici yanıt, bir bağlantının veya sistemin tek adımlı bir eyleme verdiği yanıttır. Frekans özellikleri, bir bağlantının veya sistemin bir giriş miktarının harmonik salınımlarına tepkisini yansıtır. Genlik-frekans tepkisi (AFC), çıkış ve giriş sinyallerinin genliklerinin salınım frekansına oranının bağımlılığıdır. Çıkış ve giriş sinyallerinin salınımlarının faz kaymasının frekansa bağımlılığına faz frekansı özellikleri (PFC) denir. Bahsedilen her iki özelliği tek bir grafikte birleştirerek, genlik-faz tepkisi (APC) olarak da adlandırılan karmaşık bir frekans tepkisi elde ederiz.
