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

72 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

82185. Киевская Русь при Ярославе Мудром 35 KB
  Цели: выявить и охарактеризовать основные направления внутренней и внешней политики Ярослава Мудрого. Воспитать интерес к истории и чувство патриотизма к своей родине. Развивать универсальные учебные действия: регулятивные – постановка цели, поиск путей её достижения; познавательные – извлечение...
82186. Государство. Конспект урока по обществознанию (9 класс) 28.08 KB
  План урока: Повторение домашнего задания 6 минут Вводно-мотивационный этап 3 минуты Этап изучения нового материала: государство как сложная политическая система 10 минут Динамическая пауза урока – 2 минута Этап изучения нового материала: государство как основной политический институт власти 12 минут...
82187. Как природа залечивает раны 703.5 KB
  На уроке рассматриваются вопросы: как природа приспособилась восстанавливать вызванные эрозией и другими внешними факторами нарушения экосистем; смена экосистем; правила поведения в природе. На уроке решаются задачи: общеобразовательные: расширение знаний о взаимосвязях в природе, формирование...
82188. Професії. Повторення вивчених лексичних одиниць 196 KB
  Мета: повторити вивчені лексичні одиниці з теми Професії; тренувати учнів у вживанні лексичних одиниць та структур вчити ставити запитання та давати коротку відповідь на нього; розвивати навички усного та писемного мовлення; розвивати фонематичний слух та правильну артикуляцію звуків...
82189. Проектна діяльність. Our Holidays 730 KB
  Мета. Навчати учнів основам соціологічного опитування, навчати використовувати вивчені англійські лексичні одиниці в конкретній ситуації мовлення, активізувати в мовленні структуру «I like doing something», тренувати використання часів Present Simple і Past Simple, розвивати навики проектної діяльності...
82190. Містечко дитячих мрій 41 KB
  Так розпочалося дитинство мого дідуся. Взимку коли за вікном хурделиця і сніг ласкаво проситься до хати в мого дідуся оживають спогади про далеке минуле. Але слухаючи сповідь мого дідуся я поринаю в ті далек незрозумілі для мене часи сповнені дитячого смутку та горя. Так продовжувалося дитинство мого дідуся.
82191. Ми роду козацького діти, землі української цвіт 4.39 MB
  Розширити знання учнів про славне минуле українського народу, ознайоми ти з одним із відомих гетьманів України І.Мазепою, боротьбою українсько го народу за волю, незалежність, віру і щастя, виховувати любов до Украї ни, інтерес до історичного минулого, почуття національної свідомості та громадянської активності.
82192. Алкоголь — ворог №1 24.5 KB
  Ворога потрібно знати в обличчя: а вплив алкоголю на стравохід; б дія алкоголю на шлунок; в вплив алкоголю на кишківник; г вплив алкоголю на печінку; д вплив алкоголю на кров; е вплив алкоголю на серце; є вплив алкоголю на підшлункову залозу; ж вплив алкоголю на мозок.
82193. Сучасні українці — жертви алкогольної реклами 2.99 MB
  Текст вірша: Всі ті, хто за тверезу Україну Підняти хочуть Україну із руїни. Що не дає тобі цвісти, Вкраїно-ненько? Ой, страшний є у мене, лютий вороженько. Найбільша цінність наша — хто? Це наші діти. Їх, молодих, найбільше хоче він споїти. Ой, як голівоньку їм нелюди морочать: Позбавить розуму всю нашу молодь хочуть!