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

3695. Органическая социология Спенсера 79 KB
  Введение Идея прогресса, разрабатываемая первоначально в социальной философии, получает постепенно естественнонаучное подтверждение. Особое значение в этом плане имела концепция эволюционного развития в биологии. После выхода в свет работ Ч. Дарвина...
3696. Использование теории мотивации в управлении предприятием 144 KB
  Любые социальные организмы, будь то фирма, социальный институт или государство на определенном этапе своего развития сталкиваются с неизбежным барьером предельной производительности. Исходящий продукт уже не может быть усовершенствован как ...
3697. Методики проведения функционально-системного анализа 145 KB
  Введение В настоящее время существует различные мнения об эффективности применения функционально-стоимостного анализа (ФСА) или в английской аббревиатуре АВС. Одни пользователи считают ФСА достаточно сложным для понимания и применения. Другие,...
3698. Право интеллектуальной собственности 131 KB
  Введение Данная курсовая работа посвящена праву интеллектуальной собственности. Она является очень важной и актуальной, так как одним из главных показателей цивилизованного общества во все времена было и продолжает оставаться то, какое внимание удел...
3699. Акции и акционерные общества в новой модели хозяйствования 132 KB
  Приватизация в России проводилась как стратегическое преобразование, посредством которого «ничейную» якобы и потому малоэффективную собственность следовало передать действенным и эффективным собственникам, а те, обретя «чувство хозяина», до...
3700. Активные операции коммерческих банков 204 KB
  Банки - центры, где в основном начинается и завершается деловое партнерство. От четкой грамотной деятельности банков зависит в решающей мере здоровье экономики. Без развитой сети банков, действующих именно на коммерческой основе, стремление...
3701. Александр I Российский император 139.5 KB
  Александр I Четырнадцатый по счету российский император Александр I, или, как его называли в народе, Александр Благословенный, - одна из самых загадочных и противоречивых фигур в истории нашего государства. Первенец наследника престола Павла родился...
3702. Александр I – император и человек 177.5 KB
  Становление Александр I, император всероссийский, старший сын императора Павла Петровича и Марии Федоровны, родился 12 декабря 1777 года. Радостно встречена была народом весть о рождении первенца у наследника престола: прямое престолонаследие, казал...
3703. Экзогенный аллергический альвеолит 125 KB
  Распространенность Экзогенный аллергический альвеолит (ЭАА), или гиперчувствительный пневмонит, включает в себя группу близких интерстициальных заболеваний легких, характеризующихся преимущественно диффузными воспалительными изменениями легочной пар...