43410

Разработка и исследование математическую модель функционирования бытового электрического водонагревателя

Курсовая

Информатика, кибернетика и программирование

Интегрированная среда разработки Trce ModeОбщие сведения TRCE MODE состоит из инструментальной системы интегрированной среды разработки и из набора исполнительных модулей. С помощью исполнительных модулей TRCE MODE проект АСУ запускается на исполнение в реальном времени. TRCE MODE позволяет создавать проект сразу для нескольких исполнительных модулей узлов проекта.

Русский

2013-11-05

621.5 KB

76 чел.

СОДЕРЖАНИЕ

[1] ВВЕДЕНИЕ

[1.1] Постановка задачи

[2]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

[3]
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


ВВЕДЕНИЕ

Современные методы управления производственными процессами на основе компьютерных технологий получили широкое распространение на большинстве промышленных предприятий разных отраслей промышленности.


1 Разработка математической модели бытового электрического водонагревателя

  1.  Постановка задачи

Нашей целью является разработать и исследовать математическую модель функционирования  бытового электрического водонагревателя.

На рисунке 1.1 представлена схема устройства бытового электрического водонагревателя.

Рисунок 1.1 - Схема устройства бытового электрического водонагревателя

Технические данные для проектирования приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Исходные данные

обозначение

величина

размерность

пояснения

Входные величины

I0

25

A

Ток протекающий через спираль

Параметры моделируемого объекта

G

0,3

кг/с

Входной поток жидкости  водонагревателя

R0

12

Ом

Начальное сопротивление электрической спирали

  1.  Математическая модель

Для составления дифференциальной модели, воспользуемся следующими уравнениями термодинамики:

- первый закон термодинамики;

- уравнение теплоотдачи;

- уравнение теплопередачи.

1.3 Анализ математической модели

Необходимо проанализировать полученную математическую модель, для того чтобы получить установившееся значение температуры воды в сосуде нагревателя, время регулирования и установившейся ошибки.


2 Интегрированная среда разработки  Trace Mode 6

2.1 Общие сведения 

TRACE MODE 6 /1,4,5,7/ состоит из инструментальной системы (интегрированной среды разработки) и из набора исполнительных модулей.

С помощью исполнительных модулей TRACE MODE проект АСУ запускается на исполнение в реальном времени. TRACE MODE позволяет создавать проект сразу для нескольких исполнительных модулей - узлов проекта.

2.2 Инструментальная среда Trace Mode 

Технология интегрированной разработки АСУ ТП объединяет программирование как операторского интерфейса, так и промышленных контроллеров.

3 Разработка автоматизированной системы управления бытового электрического водонагревателя в Trace Mode

3.1 Разработка программы управления системой

В Trace Mode создаем новый проект, в компоненте Программа#1 которого создам все необходимые переменные. Все используемые переменные, а так же их значения и размерности указаны в таблице 1.1. Для констант, таких как удельные теплоемкости  и массы веществ, задаем тип аргумента IN, для выходных данных (значения температур) задается тип OUT.

Создаем каналы для всех используемых в программе переменных. В созданных каналах задаем значения переменных на старте. Начальные данные представлены в таблице 1.1.

Схема программы в среде Trace Mode представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема программы в среде Trace Mode

3.2 Синтез ПИД-регулятора

 

Добавим к нашей программе ПИД-регулятор для управления силой тока, протекающего по спирали. Изменяя силу тока протекающего по спирали, получим диапазон изменения температуры воды от 295,3372 К до 314,914 К. Минимальное значение силы тока было 15 А, а максимальное 28 А.

3.3 Разработка интерфейса оператора

В компоненте проекта Экран#1 строим изображение модели бытового электрического водонагревателя согласно схеме, представленной на рисунке 1.1.


4 Тестирование

Проведем ряд тестов для проверки корректной работы смоделированной нами системы бытового электрического водонагревателя в среде Trace Mode.

4.1 Тестирование программы при задании желаемой температуры воды 312К

На рисунке 4.1 представлен результат работы программы.

Рисунок 4.1 - Результат работы программы, при задании желаемой температуры воды 312 К

4.2 Тестирование программы при задании желаемой температуры воды 310К

.

4.3 Тестирование программы при задании желаемой температуры воды 300К


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения данного курсового проекта я приобрел навыки работы в среде разработки Trace Mode и пакете Simulink среды разработки Matlab.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1.  Анзимиров Л. В. 2005-2006: Развитие технологий TRACE MODE. Материалы XII Международной конференции «Управление производством в системе TRACE MODE».  М.: «AdAstra Research Group», Ltd, 2007.
  2.  

11


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69303. Створення і завершення процесів і потоків 50.5 KB
  Створення процесів Базові принципи створення процесів Процеси можуть створюватися ядром системи під час її ініціалізації. Таке створення процесів однак є винятком а не правилом. Найчастіше процеси створюються під час виконання інших процесів.
69304. Керування процесами у Windows XP 98.5 KB
  Поняття процесу й потоку у Windows XP чітко розмежовані. Процеси в даній системі визначають «поле діяльності» для потоків, які виконуються в їхньому адресному просторі. Серед ресурсів, з якими процес може працювати прямо, відсутній процесор - він доступний тільки потокам цього процесу.
69305. Загальні принципи планування процесів та потоків 47.5 KB
  Можливість паралельного виконання потоків залежить від кількості доступних процесорів. Якщо процесор один, паралельне виконання неможливе принципово (у кожен момент часу може виконуватися тільки один потік).
69306. Види міжпроцесової взаємодії 33 KB
  Для потоків різних процесів питання забезпечення синхронізації теж є актуальними, але вони в більшості випадків не ґрунтуються на понятті спільно використовуваних даних (такі дані за замовчуванням для процесів відсутні).
69307. Базові механізми міжпроцесової взаємодії 67 KB
  Технології передавання повідомлень У цьому розділі розглянемо особливості організації взаємодії між потоками різних процесів. Основи передавання повідомлень Усі методи взаємодії які було розглянуто дотепер ґрунтуються на читанні й записуванні...
69308. Основи технології віртуальної пам’яті 75.5 KB
  Віртуальна пам’ять — це технологія, в якій вводиться рівень додаткових перетворень між адресами пам’яті, використовуваних процесом, і адресами фізичної пам’яті комп’ютера. Такі перетворення мають забезпечувати захист пам’яті та відсутність прив’язання процесу до адрес фізичної пам’яті.
69309. Сегментація пам’яті. Сторінкова організація пам’яті 101 KB
  У кожного сегмента є ім’я і довжина (для зручності реалізації поряд з іменами використовують номери). Логічна адреса складається з номера сегмента і зсуву всередині сегмента; з такими адресами працює прикладна програма. Компілятори часто створюють окремі сегменти для різних даних програми
69310. Поняття файла і файлової системи 34 KB
  Логічний визначає відображення файлової системи призначене для прикладних програм і користувачів фізичний особливості розташування структур даних системи на диску й алгоритми які використовують під час доступу до інформації.
69311. Організація інформації у файловій системі 61.5 KB
  У сучасних ОС файли у файловій системі не прийнято зберігати одним невпорядкованим списком (зазначимо, що можливі винятки, наприклад, для вбудованих систем). Десятки гігабайтів даних, що зберігаються зараз на дисках, вимагають упорядкування, файли, в яких перебувають ці дані...