элементы систем кондиционирования и вентиляции в теории автоматического управления принято называть звеньями. Основные понятия и определения характеристик звеньев

 

  Вся электронная библиотека >>>

 Кондиционирование воздуха и вентиляция  >>>

    

 

Автоматизация систем кондиционирования воздуха и вентиляции


Раздел: Кондиционирование

 

3.2. Основные понятия и определения характеристик звеньев

  

Все существенные в конкретной задаче элементы систем кондиционирования и вентиляции в теории автоматического управления принято называть звеньями. Эти звенья могут быть по-разному расположены по отношению друг к другу и с учетом направления движения воздуха. Так, отдельные аппараты систем образуют последовательно расположенные звенья. Одноименные звенья в зональных контурах автоматической стабилизации являются параллельными.

Каждое звено системы характеризуется выходной величиной, иначе, — регулируемым параметром. Все воздействия на звено разделяют на возмущающие и управляющие. Возмущающее воздействие отклоняет регулируемый параметр от заданного значения. Управляющее (регулирующее) воздействие используется для того, чтобы вернуть регулируемый параметр к заданному значению. Контур регулирования — последовательный ряд звеньев объекта и регулятора, которые могут иметь обратные связи. В контур регулирования ( 3.1) входит ряд элементов системы, объединяемых общим понятием «объект регулирования», первичный преобразователь (датчик), вторичный преобразователь и исполнительный механизм. Последние три элемента объединены понятием «автоматический регулятор». Так, для регулятора температуры входной величиной является температура, а выходной — перемещение исполнительного механизма (в %). Регулятор в задаче выбора настроек считают безынерционным звеном, а инерционность первичного преобразователя условно относят к объекту регулирования. Регулятор последовательно управляет разными элементами систем. Так, регулятор влагосодержания в помещении ( 3.1) последовательно управляет воздухонагревателем, при прекращении нагревания — воздушными клапанами, а когда они придут в крайнее положение и при включении холодильной установки — процессами в оросительной камере. При жесткой последовательности управляющих воздействий каждое последующее начинается тогда, когда прекращается предыдущее.

Понятие «объект регулирования» является синтезированным. Это не некоторый отдельный аппарат, а ряд звеньев. Например, обращаясь к схеме  3.1, отметим, что в объект регулирования температуры входят такие звенья: регулирующий орган (в данном случае направляющий аппарат), вентилятор, приточный воздуховод (при достаточной длине), помещение и датчик температуры (по динамическим характеристикам). Аналогично можно рассматривать звенья, относящиеся к объекту в контуре стабилизации влагосодержания воздуха в помещении. В режиме с потреблением теплоты к объекту управления относятся: регулирующий орган (водяной клапан), воздухонагреватель, оросительная камера, воздуховод, помещение (как объект стабилизации влагосодержания) и датчик влагосодержания (по динамическим характеристикам). В другом режиме работы системы меняется управляющее воздействие и состав звеньев, образующих объект регулирования. Например, при прекращении нагревания начинается другой режим и в этом режиме в объект будет входить воздушный клапан и далее все те же элементы, что и в ранее рассмотренном режиме (оросительная камера и т. д.). Не все элементы систем могут быть звеньями в контуре регулирования. Например, фильтр для очистки приточного воздуха ( 3.1) не является ни тепломассообменным аппаратом, ни транс, портным звеном, поэтому параметры термодинамического состояния до и после фильтра одинаковы. В то же время в системе автоматической стабилизации состава воздуха фильтр являлся бы «регулирующим органом». Транспортные звенья, например подпольные каналы, приточные воздуховоды, трубопроводы теплохладоносителя, учитываются в том случае, когда их длина в пределах объекта регулирования значительна. Нужно учитывать расстояние от места установки регулирующего органа до того места, где стабилизируется параметр, поэтому в системах с короткими приточными воздуховодами их можно не учитывать как звенья системы регулирования. То же относится и к трубопроводам. По материалам, приводимым в этой главе, можно оценить, является ли транспортное звено длин, ным или коротким и следует ли пренебрегать его статическими и ди. намическими свойствами.

Наконец, один и тот же аппарат может учитываться как звено в одном контуре и не учитываться в других. Например, в приточном воздуховоде с изоляцией, проложенном по «теплым» помещениям, происходит изменение температуры приточного воздуха по мере его движения и остается неизменным влагосодержание приточного воздуха. Если же изоляция приточного воздуховода отсутствует, а он проложен в пространстве с более низкой температурой, то может произойти конденсация водяного пара из воздуха, в результате чего изменится не только температура, но и влагосодержание приточного воздуха. Аналогичные процессы изменения каждого из двух параметров могут происходить в подземных воздухозаборных каналах. В воздухонагревателе изменяется только температура воздуха, а влагосодержание остается неизменным. Однако и этого оказывается достаточным, чтобы после следующего за воздухонагревателем аппарата (например, оросительной камеры) изменялись как температура, так и влагосодержание воздуха. При рассмотрении динамических характеристик нельзя забывать датчики (первичные преобразователи), которые в силу особенностей их конструкции и при неудачном месте установки могут обладать значительной инерционностью, иногда наибольшей из всех звеньев, относящихся к объекту.

Все контуры стабилизации можно разделить на две группы. В первой управляют параметрами тепловлажностного состояния; во второй—давлением (расходом) воздуха или концентрацией вещества. Тепловые процессы имеют значительную инерционность, а аэродинамические в системах стабилизации давления, концентрации или расхода практически безынерционны. В последних могут возникать автоколебательные процессы, поэтому требуется тщательно демпфировать входной сигнал, выделяя в нем постоянную составляющую и снимая случайные колебания.

Свойства объекта управления определить достаточно сложно, так как его обычно образует не одно, а ряд звеньев, т. е. элементов системы, поэтому используют метод анализа звеньев и их последующего синтеза в объект регулирования. В данной главе система- тизированно рассматриваются свойства всех существенных элементов в задаче стабилизации температуры. В задаче стабилизации давления, расхода или концентрации все звенья систем, кроме помещения, можно считать простейшими; при большом удалении первичного преобразователя от регулирующего органа можно учитывать транспортное запаздывание т„ = l!w.

Статической характеристикой звена является зависимость между выходной величиной (регулируемым параметром) и входной (управляющим воздействием) в установившемся процессе при определенных значениях всех остальных воздействий и параметров. Обычно эту зависимость выражают как отношение входной и выходной величин при нулевых начальных условиях. Если обозначить входную величину х, а выходную — у и значения этих величин отсчитывать от начальных, принятых за нуль, то можно записать

К = у/х.

Величина К называется коэффициентом передачи звена и в зависимости от единиц измерения величин хну может быть как размерной, так и безразмерной. Физически смысл коэффициента передачи заключается в-том, что он характеризует чувствительность выходной величины у к изменению входной х.

Пусть для простоты величины х и у имеют одинаковую единицу измерения — тогда коэффициент передачи будет безразмерным. Если численное значение будет близко к нулю, то это значит, что выходная величина практически неизменна при изменении входной. Поэтому, если х — управляющее воздействие, то с его помощью не удается стабилизировать регулируемый параметр у. Если, наоборот, х — возмущающее воздействие, то при К 0 можно утверждать, что параметр у будет оставаться неизменным. По мере увеличения численного значения коэффициента передачи сильнее изменяется выходная величина. При К — 1 изменения у и л: в установившемся процессе сближаются.

В задачах автоматизации наибольший интерес представляет получение статических характеристик звеньев при управляющих воздействиях и разных возмущающих уровнях. Если же управляющее воздействие является исчерпанным, например при параметрах наружного воздуха и нагрузках, превышающих расчетные значения, то рассматривают коэффициент передачи при возмущающих воздействиях. Тепломассооб- менное оборудование, помещение как объект регулирования температуры имеют не один, а два-три управляющих воздействия и несколько возмущающих. В этих условиях каждое звено характеризуется несколькими коэффициентами передачи. Дополнительные индексы указывают выходной параметр (первый индекс) Kt«Gw и воздействие (второй индекс). Например, обозначение KtuGw Для воздухонагревателя означает, что коэффициент передачи определяется по каналу «расход теплоносителя — температура воздуха на выходе воздухонагревателя».

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Автоматизация систем кондиционирования воздуха и вентиляции

 

Смотрите также:

 

Понятие и правовая форма государственного и местного бюджетов....

Государственные и местные (муниципальные) бюджеты являются центральным звеном
Понятие бюджета имеет и юридический аспект. В этом случае он рассматривается как правовой акт.
Такая характеристика важна тем, что определяет собственника бюджетных средств: им
К тому же за пределами приведенного определения остались не только другие...

 

...Особой формой сочетания функций и полномочий в деятельности звена...

Исходя из этого, можно определить понятие системы управления следующим образом: совокупность звеньев, осуществляющих управление, и связей между ними.
В этих своих характеристиках система управления и предстает в качестве объекта исследования.

 

Система арбитражных судов. Судебным звеном являются суды...

Одной из важных характеристик судебной системы является понятие “судебное звено”, которое лежит в основе подразделения судов общей юрисдикции и арбитражных судов.

 

...органов, ее осуществляющих. Судебная власть: понятие и основные...

Арбитражные суды: общая характеристика их системы (подсистемы). Суды субъектов Российской Федерации, их соотношение с федеральными судами. Понятие звена судебной системы.