Автоматизация теплогазоснабжения и вентиляции

Предисловие. 3
Введение. 5

Раздел I. Основы автоматизации производственных процессов

Глава 1. Общие сведения. 8
1.1 Значение автоматического управления производственными процессами. 8
1.2 Условия, аспекты и ступени автоматизации. 9
1.3 Особенности автоматизации систем ТГВ. 11

Глава 2. Основные понятия и определения. 12
2.1 Характеристика технологических процессов. 13
2.2 Основные определения. 14
2.3 Классификация подсистем автоматизации. 15

Раздел II. Основы теории управления и регулирования

Глава 3. Физические основы управления и структура систем. 18

3.1 Понятие об управлении простыми процессами (объектами). 18
3.2 Сущность процесса управления. 21
3.3 Понятие об обратной связи. 23
3.4 Автоматический регулятор и структура автоматической системы регулирования. 25
3.5 Два способа управления. 28
3.6 Основные принципы управления. 31

Глава 4. Объект управления и его свойства. 33
4.1 Аккумулирующая способность объекта. 34
4.2 Саморегулирование. Влияние внутренней обратной связи. 35
4.3 Запаздывание. 38
4.4 Статические характеристики объекта. 39
4.5 Динамический режим объекта. 41
4.6 Математические модели простейших объектов. 43
4.7 Управляемость объектов. 49

Глава 5. Типовые методы исследования АСР и АСУ. 50
5.1 Понятие о звене автоматической системы. 50
5.2 Основные типовые динамические звенья. 52
5.3 Операционный метод в автоматике. 53
5.4 Символическая запись уравнений динамики. 55
5.5 Структурные схемы. Соединение звеньев. 58
5.6 Передаточные функции типовых объектов. 60

Раздел III. Техника и средства автоматизации

Глава 6. Измерение и контроль параметров технологических процессов. 63
6.1 Классификация измеряемых величин. 63
6.2 Принципы и методы измерения (контроля). 64
6.3 Точность и погрешности измерений. 65
6.4 Классификация измерительной аппаратуры и датчиков. 67
6.5 Характеристики датчиков. 69
6.6 Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. 70

Глава 7. Средства измерения основных параметров в системах ТГВ. 71
7.1 Датчики температуры. 72
7.2 Датчики влажности газов (воздуха). 77
7.3 Датчики давления (разрежения). 80
7.4 Датчики расхода. 82
7.5 Измерение количества теплоты. 84
7.6 Датчики уровня раздела двух сред. 85
7.7 Определение химического состава веществ. 87
7.8 Прочие измерения. 89
7.9 Основные схемы включения электрических датчиков неэлектрических величин. 90
7.10 Суммирующие устройства. 94
7.11 Методы передачи сигналов. 96

Глава 8. Усилительно-преобразовательные устройства. 97
8.1 Гидравлические усилители. 97
8.2 Пневматические усилители. 101
8.3 Электрические усилители. Реле. 102
8.4 Электронные усилители. 104
8.5 Многокаскадное усиление. 107

Глава 9. Исполнительные устройства. 108
9.1 Гидравлические и пневматические исполнительные устройства. 109
9.2 Электрические исполнительные устройства. 111

Глава 10. Задающие устройства. 114
10.1 Классификация регуляторов по характеру задающего воздействия. 114
10.2 Основные виды задающих устройств. 115
10.3 АСР и микроЭВМ. 117

Глава 11. Регулирующие органы. 122
11.1 Характеристики распределительных органов. 123
11.2 Основные типы распределительных органов. 124
11.3 Регулирующие устройства. 126
11.4 Статические расчёты элементов регуляторов. 127

Глава 12. Автоматические регуляторы. 129
12.1 Классификация автоматических регуляторов. 130
12.2 Основные свойства регуляторов. 131
12.3 Регуляторы непрерывного и прерывистого действия. 133

Глава 13. Автоматические системы регулирования. 137
13.1 Статика регулирования. 138
13.2 Динамика регулирования. 140
13.3 Переходные процессы в АСР. 143
13.4 Устойчивость регулирования. 144
13.5 Критерии устойчивости. 146
13.6 Качество регулирования. 149
13.7 Основные законы (алгоритмы) регулирования. 152
13.8 Связанное регулирование. 160
13.9 Сравнительные характеристики и выбор регулятора. 161
13.10 Параметры настройки регуляторов. 164
13.11 Надёжность АСР. 166

Раздел IV. Техника и средства автоматизации

Глава 14. Проектирование схем автоматизации, монтаж и эксплуатация устройств автоматики. 168
14.1 Основы проектирования схем автоматизации. 168
14.2 Монтаж, наладка и эксплуатация средств автоматизации. 170

Глава 15. Автоматическое дистанционное управление электродвигателями. 172
15.1 Принципы релейно-контакторного управления. 172
15.2 Управление асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. 174
15.3 Управление электродвигателем с фазным ротором. 176
15.4 Реверсирование и управление резервными электродвигателями. 177
15.5 Аппаратура цепей дистанционного управления. 179

Глава 16. Автоматизация систем теплоснабжения. 183
16.1 Основные принципы автоматизации. 183
16.2 Автоматизация районных тепловых станций. 187
16.3 Автоматизация насосных установок. 190
16.4 Автоматизация подпитки тепловых сетей. 192
16.5 Автоматизация конденсатных и дренажных устройств. 193
16.6 Автоматическая защита тепловой сети от повышения давления. 195
16.7 Автоматизация групповых тепловых пунктов. 197

Глава 17. Автоматизация систем теплопотребления. 200
17.1 Автоматизация систем горячего водоснабжения. 201
17.2 Принципы управления тепловыми режимами зданий. 202
17.3 Автоматизация отпуска теплоты в местных тепловых пунктах. 205
17.4 Индивидуальное регулирование теплового режима отапливаемых помещений. 213
17.5 Регулирование давления в системах отопления. 218

Глава 18. Автоматизация котельных малой мощности. 219
18.1 Основные принципы автоматизации котельных. 219
18.2 Автоматизация парогенераторов. 221
18.3 Технологические защиты котлов. 225
18.4 Автоматизация водогрейных котлов. 225
18.5 Автоматизация котлов на газовом топливе. 228
18.6 Автоматизация топливосжигающих устройств микрокотлов. 232
18.7 Автоматизация систем водоподготовки. 233
18.8 Автоматизация топливоподготовительных устройств. 235

Глава 19. Автоматизация вентиляционных систем. 237
19.1 Автоматизация вытяжных вентиляционных систем. 237
19.2 Автоматизация систем аспирации и пневмотранспорта. 240
19.3 Автоматизация аэрационных устройств. 241
19.4 Методы регулирования температуры воздуха. 243
19.5 Автоматизация приточных вентиляционных систем. 246
19.6 Автоматизация воздушных завес. 250
19.7 Автоматизация воздушного отопления. 251

Глава 20. Автоматизация установок искусственного климата. 253
20.1 Термодинамические основы автоматизации СКВ. 253
20.2 Принципы и способы регулирования влажности в СКВ. 255
20.3 Автоматизация центральных СКВ. 256
20.4 Автоматизация холодильных установок. 261
20.5 Автоматизация автономных кондиционеров. 264

Глава 21. Автоматизация систем газоснабжения и газопотребления. 265
21.1 Автоматическое регулирование давления и расхода газа. 265
21.2 Автоматизация газоиспользующих установок. 270
21.3 Автоматическая защита подземных трубопроводов от электрохимической коррозии. 275
21.4 Автоматизация при работе с жидкими газами. 277

Глава 22. Телемеханика и диспетчеризация. 280
22.1 Основные понятия. 280
22.2 Построение схем телемеханики. 282
22.3 Телемеханика и диспетчеризация в системах ТГВ. 285

Глава 23. Перспективы развития автоматики систем ТГВ. 288
23.1 Технико-экономическая оценка автоматизации. 288
23.2 Новые направления автоматизации систем ТГВ. 289

Библиотека: книги по архитектуре и строительству | Totalarch

Вы здесь

Автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции. Мухин О.А. 1986

Рассматриваются физические основы управления производственными процессами, теоретические основы управления и регулирования, техника и средства автоматизации, схемы автоматизации различных систем ТГВ, технико-экономические данные и перспективы автоматизации. Предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Раздел 1. Основы автоматизации производственных процессов

Глава 1. Общие сведения
Значение автоматического управления производственным процессами
Условия, аспекты и ступени автоматизации
Особенности автоматизации систем Тгв

Глава 2. Основные понятия и определения
Характеристика технологических процессов
Основные определения
Классификация подсистем автоматизации

Раздел 2. Основы теории управления и регулирования

Глава 3. Физические основы управления и структура систем
Понятие об управлении простыми процессами (объектами)
Сущность процесса управления
Понятие об обратной связи
Автоматический регулятор и структура автоматической системы регулирования
Два способа управления
Основные принципы управления

Глава 4. Объект управления и его свойства
Аккумулирующая способность объекта
Саморегулирование. Влияние внутренней обратной связи
Запаздывание
Статические характеристики объекта
Динамический режим объекта
Математические модели простейших объектов
Управляемость объектов

Глава 5. Типовые методы исследования Аср и Асу
Понятие о звене автоматической системы
Основные типовые динамические звенья
Операционный метод в автоматике
Символическая запись уравнений динамики
Структурные схемы. Соединение звеньев
Передаточные функции типовых объектов

Читать еще: Пошаговый план открытия магазина кулинарии

Раздел 3. Техника и средства автоматизации

Глава 6. Измерение и контроль параметров технологических процессов
Классификация измеряемых величин
Принципы и методы измерения (контроля)
Точность и погрешности измерений
Классификация измерительной аппаратуры и датчиков
Характеристики датчиков
Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации

Глава 7. Средства измерения основных параметров в системах Тгв
Датчики температуры
Датчики влажности газов (воздуха)
Датчики давления (разрежения)
Датчики расхода
Измерение количества теплоты
Датчики уровня раздела двух сред
Определение химического состава веществ
Прочие измерения
Основные схемы включения электрических датчиков неэлектрических величин
Суммирующие устройства
Методы передачи сигналов

Глава 8. Усилительно-преобразовательные устройства
Гидравлические усилители
Пневматические усилители
Электрические усилители. Реле
Электронные усилители
Многокаскадное усиление

Глава 9. Исполнительные устройства
Гидравлические и пневматические исполнительные устройства
Электрические исполнительные устройства

Глава 10. Задающие устройства
Классификация регуляторов по характеру задающего воздействия
Основные виды задающих устройств
Аср и микроЭвм

Глава 11. Регулирующие органы
Характеристики распределительных органов
Основные типы распределительных органов
Регулирующие устройства
Статические расчеты элементов регуляторов

Глава 12. Автоматические регуляторы
Классификация автоматических регуляторов
Основные свойства регуляторов
Регуляторы непрерывного и прерывистого действия

Глава 13. Автоматические системы регулирования
Статика регулирования
Динамика регулирования
Переходные процессы в Аср
Устойчивость регулирования
Критерии устойчивости
Качество регулирования
Основные законы (алгоритмы) регулирования
Связанное регулирование
Сравнительные характеристики и выбор регулятора
Параметры настройки регуляторов
Надежность Аср

Раздел 4. Автоматизация в системах теплогазоснабжения и вентиляции

Глава 14. Проектирование схем автоматизации, монтаж и эксплуатация устройств автоматики
Основы проектирования схем автоматизации
Монтаж, наладка и эксплуатация средств автоматизации

Глава 15. Автоматическое дистанционное управление электродвигателями
Принципы релейно-контакторного управления
Управление асинхронным электродвигателем с коротко-замкнутым ротором
Управление электродвигателем с фазным ротором
Реверсирование и управление резервными электродвигателями
Аппаратура цепей дистанционного управления

Глава 16. Автоматизации систем теплоснабжения
Основные принципы автоматизации
Автоматизация районных тепловых станций
Автоматизация насосных установок
Автоматизация подпитки тепловых сетей
Автоматизация конденсатных и дренажных устройств
Автоматическая защита тепловой сети от повышения давления
Автоматизация групповых тепловых пунктов

Глава 17. Автоматизация систем теплопотребления
Автоматизация систем горячего водоснабжения
Принципы управления тепловыми режимами зданий
Автоматизация отпуска теплоты в местных тепловых пунктах
Индивидуальное регулирование теплового режима отапливаемых помещений
Регулирование давления в системах отопления

Глава 18. Автоматизация котельных малой мощности
Основные принципы автоматизации котельных
Автоматизация парогенераторов
Технологические защиты котлов
Автоматизация водогрейных котлов
Автоматизация котлов на газовом топливе
Автоматизация топливосжигающих устройств микрокотлов
Автоматизация систем водоподготовки
Автоматизация топливоподготовительных устройств

Глава 19. Автоматизация вентиляционных систем
Автоматизация вытяжных вентиляционных систем
Автоматизация систем аспирации и пневмотранспорта
Автоматизация аэрационных устройств
Методы регулирования температуры воздуха
Автоматизация приточных вентиляционных систем
Автоматизация воздушных завес
Автоматизация воздушного отопления

Глава 20. Автоматизация установок искусственного климата
Термодинамические основы автоматизации Скв
Принципы и способы регулирования влажности в Скв
Автоматизация центральных Скв
Автоматизация холодильных установок
Автоматизация автономных кондиционеров

Глава 21. Автоматизация систем газоснабжения газопотребления
Автоматическое регулирование давления и расхода газа
Автоматизация газоиспользующих установок
Автоматическая защита подземных трубопроводов от электрохимической коррозии
Автоматизация при работе с жидкими газами

Глава 22. Телемеханика и диспетчеризация
Основные понятия
Построение схем телемеханики
Телемеханика и диспетчеризация в системах Тгв

Глава 23. Перспективы развития автоматики систем Тгв
Технико-экономическая оценка автоматизации
Новые направления автоматизации систем Тгв

Приложение
Литература
Предметный указатель

Автоматизация процессов теплогазоснабжения и вентиляции

Главная > Реферат >Промышленность, производство

Автоматизация процессов теплогазоснабжения и вентиляции

1. Системы обеспечения микроклимата как объекты автоматизации

Поддержание в зданиях и сооружениях заданных параметров микроклимата обеспечивается комплексом инженерных систем теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата. Этим комплексом осуществляется выработка тепловой энергии, транспортирование горячей воды, пара и газа по тепловым и газовым сетям к зданиям и использование этих энергоносителей для производственных и хозяйственных нужд, а также для поддержания в них заданных параметров микроклимата.

Система теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата включает в себя наружные системы централизованного теплоснабжения и газоснабжения, а также внутренние (расположенные внутри здания) инженерные системы обеспечения микроклимата, хозяйственных и производственных нужд.

Система централизованного теплоснабжения включает генераторы тепла (ТЭЦ, котельные) и тепловые сети, по которым осуществляется снабжение теплотой потребителей (систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения).

Система централизованного газоснабжения включает газовые сети высокого, среднего и низкого давления, газораспределительные станции (ГРС), газорегуляторные пункты (ГРП) и установки (ГРУ). Она предназначена для снабжения газом теплогенерирующих установок, а также жилых, общественных и промышленных зданий.

Система кондиционирования микроклимата (СКМ) представляет собой комплекс средств, которые служат для поддержания в помещениях зданий заданных параметров микроклимата. К СКМ относятся системы отопления (СВ), вентиляции (СВ), кондиционирования воздуха (СКВ).

Режим отпуска теплоты и газа различен для различных потребителей. Так расход теплоты на отопление зависит в основном от параметров наружного климата, а потребление теплоты на горячее водоснабжение определяется расходом воды, который изменяется в течение суток и по дням недели. Теплопотребление на вентиляцию и кондиционирование воздуха зависит как от режима работы потребителей, так и от параметров наружного воздуха. Потребление газа изменяется по месяцам года, дням недели и по часам суток.

Надежное и экономичное снабжение теплотой и газом различных категорий потребителей достигается применением нескольких ступеней управления и регулирования. Централизованное управление отпуском теплоты осуществляется на ТЭЦ или в котельной. Однако оно не может обеспечить необходимый гидравлический и тепловой режимы у многочисленных потребителей теплоты. Поэтому применяются промежуточные ступени поддержания температуры и давления теплоносителя на центральных тепловых пунктах (ЦТП).

Управление работой систем газоснабжения осуществляется поддержанием постоянного давления в отдельных частях сети независимо от потребления газа. Требуемое давление в сети обеспечивается редуцированием газа в ГРС, ГРП, ГРУ. Кроме того.в ГРС и ГРП имеются устройства для отключения подачи газа при недопустимом повышении или понижении давления в сети.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха осуществляют регулирующие воздействия на микроклимат с целью приведения его внутренних параметров в соответствие с нормируемыми значениями. Поддержание температуры внутреннего воздуха в заданных пределах в течение отопительного периода обеспечивается системой отопления и достигается изменением количества теплоты, передаваемой в помещение отопительными приборами. Системы вентиляции предназначены для поддержания в помещении допустимых значений параметров микроклимата исходя из комфортных или технологических требований к параметрам внутреннего воздуха. Регулирование работой систем вентиляции осуществляется изменением расходов приточного и удаляемого воздуха. Системы кондиционирования воздуха обеспечивают поддержание в помещении оптимальных значений параметров микроклимата исходя из комфортных или технологических требований.

Системы горячего водоснабжения (СГВ) обеспечивают потребителей горячей водой для бытовых и хозяйственных нужд. Задача управления СГВ заключается в поддержании у потребителя заданной температуры воды при ее переменном потреблении.

2. Звено автоматизированной системы

Всякая система автоматического управления и регулирования состоит из отдельных элементов, выполняющих самостоятельные функции. Таким образом, элементы автоматизированной системы можно подразделить по их функциональному назначению.

В каждом элементе осуществляется преобразование каких-либо физических величин, характеризующих протекание процесса регулирования. Наименьшее число таких величин для элемента равно двум. Одна из этих величин является входной, а другая — выходной. Происходящее в большинстве элементов преобразование одной величины в другую имеют только одно направление. Например, в центробежном регуляторе изменение частоты вращения вала приводят к перемещению муфты, но перемещение муфты внешней силой не вызовет изменения частоты вращения вала. Такие элементы системы, обладающие одной степенью свободы, называют элементарными динамическими звеньями.

Читать еще: Системы активного солнечного теплоснабжения

Объект управления можно рассматривать как одно из звеньев. Схема, отражающая состав звеньев и характер связи между ними, называется структурной схемой.

Связь между выходной и входной величинами элементарного динамического звена в условиях его равновесия называется статической характеристикой. Динамическое (во времени) преобразование величин в звене определяется соответствующим уравнением (обычно дифференциальным), а также совокупностью динамических характеристик звена.

Звенья, входящие в состав той или иной системы автоматического управления и регулирования, могут иметь разный принцип действия, разное конструктивное исполнение и т.п. В основу классификации звеньев положен характер зависимости между входной и выходной величинами в переходном процессе, который определяется порядком дифференциального уравнения, описывающего динамическое преобразование сигнала в звене. При такой классификации все конструктивное многообразие звеньев сводится к небольшому числу их основных типов. Рассмотрим основные типы звеньев.

Усилительное (безынерционное, идеальное, пропорциональное, безъемкостное) звено характеризуется мгновенной передачей сигнала со входа на выход. При этом выходная величина не меняется во времени, а динамическое уравнение совпадает со статической характеристикой и имеет вид

Здесь х, у — входная и выходная величины соответственно; к — коэффициент передачи.

Примерами усилительных звеньев могут служить рычаг, механическая передача, потенциометр, трансформатор.

Запаздывающее звено характеризуется тем, что выходная величина повторяет входную, но с запаздыванием Лт.

Здесь т- текущее время.

Примером запаздывающего звена является транспортное устройство или трубопровод.

Апериодическое (инерционное, статическое, емкостное, релаксационное) звено преобразует входную величину в соответствие с уравнением

Здесь Г — постоянный коэффициент, характеризующий инерционность звена.

Примеры: помещение, воздухонагреватель, газгольдер, термопара и т.п.

Колебательное (двухъемкостное) звено преобразует входной сигнал в сигнал колебательной формы. Динамическое уравнение колебательного звена имеет вид:

Здесь Ti, Тг- постоянные коэффициенты.

Примеры: поплавковый дифманометр, мембранный пневмокла-пан и т.п.

Интегрирующее (астатическое, нейтральное) звено преобразует входной сигнал в соответствии с уравнением

Примером интегрирующего звена может служить электрическая цепь с индуктивностью или емкостью.

Дифференцирующее (импульсное) звено формирует на выходе сигнал, пропорциональный скорости изменения входной величины. Динамическое уравнение звена имеет вид:

Примеры: тахометр, демпфер в механических передачах. Обобщенное уравнение любого звена, объекта управления или автоматизированной системы в целом можно представить в виде: