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

75 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

71460. Автоматизированные методы измерения точек на стереопаре цифровых снимков 84.5 KB
  Площадные методы отождествления одноименных точек Смысл этих методов сводится к сравнению плотностей пикселей двух изображений вокруг определяемой точки. Существует два основных подхода: Корреляционные методы Смысл этих методов заключается в следующем: фрагмент одного...
71461. Методы наблюдения и измерения стереопар снимков. Основы монокулярного и бинокулярного зрения 174 KB
  Монокулярное зрение зрение одним глазом. Качественно оно оценивается разрешающей способностью глаза или остротой зрения. Различают остроту зрения первого и второго рода. Остротой монокулярного зрения первого рода называют минимальный угол под которым наблюдатель различает две отдельные точки раздельно.
71462. Создание цифровых фотопланов 2.21 MB
  Для создания фотоплана используются цифровые трансформированные снимки с одинаковым размером пикселов и имеющие координаты начал систем координат цифровых изображений O1 и O2 кратные размеру пиксела. Координаты начала системы координат цифрового фотоплана XOM принимаются равными...
71464. Создание цифрового ортофототрансформированного снимка 99.5 KB
  Принципиальная схема цифрового ортофототрансформированния снимков представлена на рис.8 Исходными материалами при цифровом ортофототрансформировании снимков служат: цифровое изображение исходного фотоснимка; цифровая модель рельефа в большинстве случаев используется...
71465. Внутреннее ориентирование снимка в системе координат цифрового изображения 113.5 KB
  Для определения параметров внутреннего ориентирования снимка измеряют координаты изображений координатных меток снимка в системе координат цифрового изображения oC xC yC. Если в результате фотограмметрической калибровки съемочной камеры были определены координаты координатных меток...
71466. Наблюдение и измерение цифровых изображений 3.72 MB
  Координаты центров пикселов в левой прямоугольной системе координат цифрового изображения оC xC уC .1 началом которой является левый верхний угол цифрового изображения определяются в так называемых пиксельных координатах единицей измерения в этом случае является пиксел.
71467. Назначение и области применения цифрового трансформирования снимков 27.5 KB
  В частном случае если при трансформировании снимков не учитывается влияние кривизны Земли и проекции карты на положение контуров трансформированное изображение представляет собой ортогональную проекцию местности на горизонтальную плоскость.