27 сентября, 2018 17:59
Мазмұны
Кіріспе
1 Технологиялық бөлім
1.1 “Достық Плаза СОО”ҚСЖ АБЖ қажеттілігін жалпы талдау
1.2 Сауда ойын орталығындағы желдетудің автоматикасының бар
типтік схемаларын талдау
1.3 СОО желдету желісін автоматты басқару объекті ретінде сипаттау
1.4 “Достық Плаза СОО” ҚСЖ АБЖ сипаттамасы
1.5 Техникалық ұсыныс
2 Арнайы бөлім
2.1 СОО-ның желдету процессінің математикалық үлгісі,
автоматтандыру құралдары және басқару элементтерін таңдау және
сипаттау
2.2 Орталықтан тепкіш құйылу және сору желдеткіштері
2.3 Жиілік түрлендіргіші (ЖТ)
2.4 Калориферлік қондырғы
2.5 Басқарылатын шиберлер
2.6 Қысым айырмасы және су тазарту тетіктері, температура тетіктері
2.7 Ауа температурасын дайындау процессі бойынша желдетумен АБЖ
жалпы үлгісі
2.8 АБЖ-нің айналмалы сумен қамтамасыз етудің функциялануы және
басқару бағдарламасының алгоритмін жасау
3 Экономикалық бөлім
3.1 Технико-экономикалық далелдеу.“Достық Плаза СОО” құйылмалы-
сормалы желдетуді автоматты басқару жүйесін әзірлеу
3.2 Автоматты басқару жүйесін құру мен енгізуге кеткен шығындар
3.3 Қосымша эксплуатациялық шығындар
3.4 ТП АБЖ экономикалық тиімділігін есептеу
4 Еңбек қорғау бөлімі
4.1 Өміртіршілік қауіпсіздігі
4.2 Техникалық регламент
4.3 Ұйымдастыру шаралары
4.4 Қорғаушы жерлендіруді есептеу
4.5 Өртке қарсы шаралар. Өртке қарсы сақтандыру шаралары
Қорытынды
Әдебиеттер тізімі
А қосымшасы (Программа листингі)
Б қосымшасы (Математикалық моделдеу САР калорифедағы ауа
температурасы VisSim v6.0 программасында)
В қосымшасы (ҚСЖ функциональды сұлбасы)
Г қосымшасы (ҚСЖ функционалды сұлбасына түсініктеме кестесі.)
Д қосымшасы (ҚСЖ АБЖ жалпы блок — алгоритмі)
Кіріспе
Автоматтандыру өнеркәсіптік өндірісте еңбек өнімділігі өсуінің
маңызды факторларының бірі болып табылады. Автоматтандырудың өсу
қарқынының үздіксіз жағдайы автоматтандырудың техникалық құралдарының
дамуы болып табылады. Автоматтандырудың техникалық құралдарына
басқару жүйесіне кіретін және ақпаратты алуға, қабылдауға, сақтауға және
түрлендіруге, сонымен қатар басқарудың технологиялық объектіне басқару
және реттеу әсерлерін іске асыруға арналған барлық құрылғылар жатады.
Автоматтандырудың технологиялық құралдарының дамуы күрделі
процессі болып табылады, оның негізінде бір жағынан – тұтынушылардың
автоматтандырылатын өнідірістері, екінші жағынан өндірушілердің
экономикалық мүмкіндіктерінің қызығушылықтары жатыр. Дамудың
біріншілік ынталандырмасы өндірушілер – тұтынушылар жұмысының
тиімділігін арттыру болып табылады, жаңа техника енгізілуі есебінен
шығынның жылдам өтелуі жағдайында ғана орынды болуы мүмкін.
Сондықтан жаңа құралдарды жасау және енгізу бойынша барлық шешімдердің
критерийі жасау, өндіру және енгізудің барлық шығынын есепке алғанда
жалпы экономикалық тиімді болуы тиіс. Жасауға, өндіруге сай, ең алдымен,
тиімділік жиынтығынығ максимумын қамтамасыз ететін техникалық
құралдыр нұсқасын қабылдау қажет.
Автоматтандыру саласының үнемі өрістеуі осы кезеңде өнеркәсіптің
негізгі ерекшеліктерінің бірі болып табылады.
Өнекәсіптік экология және өндірістік еңбек қауіпсіздігі мәселелеріне
ерекше көңіл бөлінуде. Заманауи технология, құрылғылар және
құрылымдарды жобалағанда жұмыс қауіпсіздігіне және зиянсыздығына
ғылыми негізде қарау керек.
Мемлекеттің халық шаруашылығы дамуының заманауи кезеңінде негізгі
міндеттердің бірі ғылыми-техникалық процесс және барлық резервтерді толық
пайдалану негізінде қоғамдық өндіріс тиімділігін арттыру болып табылады.
Бұл мәселе жобалық шешімдерді оңтайландыру мәселесімен тығыз
байланысты, олардың мақсаты күрделі қаржы жұмсалымының тиімділігін
жоғарылату, олардың өтемділігінің мерзімін қысқарту және өнімнің әрбір
сарыпталған теңгеге едәуір өсуі үшін қажетті алғышарттарды құру болып
табылады. Еңбек өнімділін жоғарылату, сапалы өнім шығару,
еңбектенушілердің еңбек және демалыс жағдайларын жақсартуды
мекемелерде ауалы ортаның қажетті микроклиматын және сапасын құратын
ауаны желдету жүйесі қамтамасыз етеді.
Дипломдық жобаның мақсаты – “Достық Плаза СОО” құйылмалы-
сормалы желдетуді автоматты басқару жүйесін әзірлеу құйылу және сору
желдеткішінің автоматты басқару жүйесін (ҚСЖ АБЖ) жасау.
Дипломдық жұмыста қарастылып отқан мәселе осы салынып жаткан
“Достық Плаза СОО” автоматтандырудамын. Бұдан басқа, жүйе бөлініп жобаланған, бұл орталықтандырылған басқару және мониторинг мүмкіндігін
шектейді. Енгізу объекті ретінде қысыммен құю учаскесі (өрт қауіпсіздігі
бойынша В-санат), сонымен қатар оған тиісті мекемелер – СББ білдектерінің
учаскесі, жоспарлы-диспетчерлік бюро, қоймалар таңдалды.
Дипломдың жобаның міндеттері ҚСЖ АБЖ ағымдық жағдайын зерттеу
нәтижесінде және 1 бөлімдегі «Техникалық ұсыныстарда» келтірілген
талдамалы шолу негізінде тұжырымдалды.
Басқару желдетуін қолдаун жоғарыда қойылған міндеттердің шешімі
үшін жаңа мүмкіндіктер ашады.
Жоғарыда аталып кеткендей, әзірлеменің өзектілігі бар ҚСЖ АБЖ
ескіруіне, желдету «трассаларында» жөндеу жұмыстарының көбеюіне,
сонымен қатар жұмысшылардың жоғары тыныс алу жүйелерінің ауруларымен
және суық тию ауруларымен ауруына негізделген, бұл еңбек өнімділігі мен
өндіріліп жатқан өнімнің сапасының төмендеуіне әкеледі. Бар ҚСЖ АБЖ өрт
автоматикасымен байланыспайтыны туралы дәйекті де атап кету қажет, ол
осындай өндірістерге рұқсат етілмейді. Жаңа ҚСЖ АБЖ жасау сапа саласы
бойынша СОО саясаты (ISO 9000), сонымен қатар сауда ойын орталығын
заманауиландыру және дүкендердің жұмыс істеуін қамтамасыз ететін
жүйелерде автоматтандыруға тікелей байланысты.
Дипломдық жобада интернет ресурстар (форумдар, электронды
кітапханалар, мақалалар мен басылымдар, электрондық порталдар), сонымен
қатар қажетті пән саласының техникалық әдебиеті және стандарттар мәтіндері
(ГОСТ, ҚНЖЕ, СанНжЕ) қолданылады. Сонымен қатар ҚСЖ АБЖ жасауда
монтаждық жобалар, кабель трассасы, ауа өткізгіштер жүйесі негізіндегі
мамандардың ұсыныстары мен кепілдемелерін есепке алынады.
Дипломдық жобада қозғалған мәселе СОО кешендердің барлық іске
асырылуы мүмкін екенін айта кету қажет, дүкендерді қайта жабдықтау –
соңғы тұтынушу үшін өнімнің сапасын қамтамасыз ету аясындағы ең маңызды
міндеттердің бірі. Осылайша, дипломдық жобалауда осыған ұқсас өндірістік
мекемелердегі осындай міндеттерді шешу бойынша жиналған тәжірибе
көрсетіледі.
1 Технологиялық бөлім
1.1 “Достық Плаза СОО”ҚСЖ АБЖ қажеттілігін жалпы талдау
Ірі сауда ойын орталығы “Достық Плазадағы” құйылмалы-сормалы
желдетуді автоматты басқару жүйесін әзірлеу, сауда ойын орталығын
жылумен қамтамасыз етуге жылу және электр энергияны едәуір қолданумен
жұмсалатын отын-энергетикалық ресурстарды үнемдеудің маңызды көзі
есептеу және басқару техникаларындағы заманауи жетістіктерді қолдану
негізінде құйылу және сору желдету (ҚСЖ) жүйелері жұмысының тиімділігін
арттыру болып табылады.
Әдетте желдет жүйесін басқару үшін жергілікті автоматика құралы
қызмет атқарады. Мұндай реттеудің негізгі кемшілігі ол мекеменің ауа және
жылу балансын есепке алмауы болып табылады: сыртқы ауа температурасы,
желдің жылдамдығы мен бағыты, атмосфералық қысым.
Сондықтан, жергілікті автоматика құралдарының әсерінен желдету
жүйесі оңтайлы режимде жұмыс істемейді.
Құйылу-сору желдету жүйесі жұмысының тиімділігін сәйкес
техникалық және бағдарламалық құралдар кешенін пайдалануға негізделген
жүйелерді оңтайлы басқаруды жүзеге асыра отырып ердәуір арттыруға
болады.
Жылу режимін қалыптастыруды ызаландарғыш және реттеуші
фракторлардың әсері ретінде қарауға болады. Басқару әсерін анықтау үшін
кіріс және шығыс параметрлерінің қасиеті және саны және жылу беру
процессінің жүру жағдайы туралы ақпарат керек. Желдету құрылғысын
басқару мақсаты минимальді энергетикалық және матиалдық шығын кетіре
отырып мекемелердің, ғимараттардың жұмыс аймағының ауа сферасының
талап етілген жағдайын қамтамасыз ету болып табылғандықтан, ЭЕМ
көмегімен оңтайлы нұсқа табуға және осы жүйеге сәйкес басқару әсерлерін
жасау қажет болады. Нәтижесінде сәйкес техникалық және бағдарламалық
құралдар кешенімен ЭЕМ мекеме бөлмелерінің жылу режимін басқарудың
автоматтандырылған жүйесін (МЖР БАЖ) құрады. Мұнда ЭЕМ дегенде ҚСЖ
басқару пульті, ҚСЖ жағдайы монтитонингінің пульті, сонымен қатар ҚСЖ
АБЖ модельдеу, нәтижелерді өңдеу және солардың негізінде оперативті
басқару бағдарламасы бар қарапайым компьютерлерді жатқызуға болатынын
да ескеру қажет.
Автоматты
басқару жүйесі
–бұл өзара әсерлесуі
белгіленген
бағдарламаға сай процесстің автоматты жүруін қамтамасыз ететін басқару
объекті (техникалық процесті басаратын) және басқарушы құрылғылардың
жиынтығы. Мұнда технологиялық процесс деп бастапқы шикізаттан дайын
өнім алу үшін атқару қажет болған операциялардың тізбегін айтады. ҚСЖ
жағдайында дайын өнім белгіленген параметрлерімен (температура, газдық құрам және т.б.) қызмет көрсетіліп жатқан ауа, ал шикізат – сыртқы және сору
ауасы, жылу таратушы, электрлік энергия және т.б. болып табылады.
ҚСЖ АБЖ функциялануының негізіне, кез келген басқару жүйесіндегі
секілді кері байланыс принципі (КБП) қойылуы тиіс: объектіде орнатылған
немесе бөлінген тетіктердің көмегімен алынған объект туралы ақпарат
негізінде басқарушы әсерлерді жасау.
Әрбір нақты АБЖ ауаның кіріс ағынының белгіленген технологиясымен
жасалады. Әдетте құйылу-сору желдету жүйесі ауаны қалпына келтіру
жүйесімен тоқайласады, бұл басқарушы автоматиканы жобалғанда да
көрінеді.
Бұл жағдайда басқарудың осындай жүйелерін жөндеу, сервистік қызмет
көрсету және пайдалану айтылмыш құжаттамамен нақты сай жасалу қажет.
Желдету құрылғыларын өндіруші – алдыңғы қатардағы фирмалардың
заманауи ҚСЖ техникалық шешімдерін талдау басқарушы қызметтерді екі
санатқа бөлу мүмкіндігін көрсетті:
— Ауаны өңдеу технологиясы және құрылғысымен анықталатын басқару
қызметтері;
— Көп бөлігі сервистік болып табылатын қосымша қызметтер ноу-хау
фирмалары ретін таныстыралады және мұнда олар қарастырылмайды.
— Жалпы түрде ҚСЖ басқарудың негізгі техникалық қызметтері келесі
топтарға бөлінуі мүмкін:
1.1 суретте — көрсетілген ҚСЖ қызметі туралы не айтылатын түсіндіреміз
1.1 сурет — ҚСЖ басқарудың негізгі техникалық қызметтері
1.1.1 «Параметрлерді бақылау және тіркеу» қызметі
ҚНжЕ 2.04.05-91 сай басқарудың міндетті параметрлері мыналар болып
табылады:
— жалпы апаратын және кері құбырларда және әрбір жылу
алмастырушының шығатын жердегі температурасы мен қысымы;
— жылу алмастырушыдан кейінгі сыртқы, құйылмалы ауа температурасы,
сонымен қтара бөлмедегі температура;
— бөлмеден сорылатын ауадағы зиянды заттардың ШМК нормалары
(газдардың, жану өнімдерінің, уытсыз шаңдардыі болуы).
Дистанциялық бақылау басқарудың басқа қызметтерін іске асыруға
қосылған технологиялық процесстер немесе параметрлердің негізгі
параметрлерін өлшеуді қарастырады. Мұндай бақылау индикаторға өшенген
көрсеткіштерді шығаруы бар (қажет жағдайда) тетіктер және өлшеуіш
түрлендіргіштер немесе басқару құралының (басқару пульті, ЭЕМ монитор)
экранының көмегімен іске асырылады.
Басқа параметрлерді өлшеу үшін әдетте жергілік (тасымалды немесе
стационарлық) құралдарды қолданады – олар көрсетуші термометрлер,
манометрлер, ауа құрамын спектрлік талдау жасау құрылғысы және т.б.
Жергілікті бақылаушы құралдарды қолдану басқару жүйесінің негізгі
принциптерін – кері байланыс принципін бұзбайды. Бұл жағдайда ол адамның
көмегімен (оператор немесе қызметкер) немесе миропроцессордың жадына
«жамаулы» басқарушы бағдарламаның көмегімен іске асырылады.
1.1.2 «Оперативтік және бағдарламалық басқару» қызметі
«Іске қосу реттілігі» секілді опцияны жүзеге асыру маңызды болып
табылады. ҚСЖ жүйесінің дұрыс іске қосылуы үшін мыналарды ескеру қажет:
— желдеткіштер іске қосылғанға дейін ауалы жапқыштарды алдын ала
ашу. Бұл барлық жапқыштар жабық күйінде желдеткішпен жасалған қымыс
түсуін көтере алмауына байланысты жасалады, ал жапқышты электр жетекпен
толық ашу уақыты екі минутқа жетеді.
— электр қозғалтқышты іске қосу кезеңін тіркеу. Асинхронды электр
қозғалтқыштар көбіне үлкен іске тоққа ие болуы мүмкін. Егер желдеткіштерді,
ауа жапқыштарының тартпалары және басқа жетектерді
бір уақытта іске
қосқанда электрлік желіге үлкен жүктеме түсуінен мекемеде кернеу қатты
төмендейді, және электр қозғалтқыштар қосылмауы мүмкін. Сондықтан
электр қозғалтқыштарды қосқанда, әсіресе үлкен қуатта, уақыт бойынша
қалыптастыру қажет.
— калориферді алдын ала жылыту. Егер су калориферін алдын ала
жылытпаса, онда сыртқы ауаның төменгі температурасында мұздатудан
қорғау механизмі іске қосылады. Сондықтан жүйені іске қосқанда құйылмалы
ауа жапқыштарын, су калориферінің үш өтімді қақпағын ашу және
калориферді жылыту қажет. Ережеге сай, бұл функция сыртқы ауа
температурасы 12 °С төмен болғанда іске қосылады.
— Кері опция – «тоқтату реттілігі». Жүйені өшіргенде келесілерді
ескеру қажет:
— электро-калорифермен орналастырғанда құйылмалы ауа желдеткішін
тоқтатқанда кідіру. Электрокалориферден жүктемені алғаннан кейін
құйылмалы ауа желдеткішін өшірмей тұрып оны біршама уақыт салқындату
қажет. Әйтпесе калорифердің жылытқыш элементі (жылу электрлік
жылытқышы — ЖЭЖ) істен шығуы мүмкін. Дипломдық жобалаудың
міндеттері үшін ауа калориферін қолданатындықтан бұл опция маңызды
болып табылмайды, бірақ оны атап кету де маңызды.
Осылайша, оперативті және бағдарламалық басқарудың белгіленген
опцияларының негізінде ҚСЖ құрылғыларын аппаратын қосу және өшірудің
типтік графигін ұсынуға болады.
1.2 сурет – ҚСЖ АБЖ сулы калорифермен жұмысының типтік
циклограммасы
Бүкіл осы циклда (1.2 сурет) жүйе автоматты түрде жұмыс істеу қажет,
бұдан басқа, жөндегенде және алдын алу жұмыстарында қажет болатын
құрылғының дербес іске қосылуы қарастырылуы тиіс.
«Қыс-жаз» режимінің ауысуы секілді бағдарламалық басқарудың
функциялары маңызды мәнге ие. Әсіресе энергетикалық ресурстар
жетіспеушілігінің заманауи жағдайында осы функцияларды іске асыру өзекті
болып табылады. Нормативтік құжаттарда [3] осы функцияның орындалуы
ұсыныстық сипатқа ие – «қоғамдық, әкімшілік-тұрмыстық және өндірістік
мекемелерге жылу шығынын төмендетуді қамтамасыз ететін параметрлерді
бағдарламалық реттеу қарастырылуы қажет».
Қарапайым жағдайда бұл функциялар қызмет көрсетіліп жатқан бөлмеде
жылу жүктемесінің өзгеруіне байланысты ҚСЖ белгілі бір уақыт ішінде өшуін
не болмаса реттеуші параметрдің белгіленген мәнін (мысалығ температураны)
төмендетуді (жоғарылату) қарастырады.
Жүзеге асыруда ең тиімді, бірақ ең қиын ҚСЖ құрылымын және
дәстүрлі «қыс-жаз» режимінде ғана емес, сонымен қатар ауыспалы режимерде
фукнциялануының алгоритмін автоматты өзгертуді қарастыратын
бағдарламалық басқару болып табылады. ҚСЖ құрылымы мен оның
функциялануының алгоритмін талдау және синтездеу әдетте олардың
термодинамикалық үлгісі негізінде жасалады.
Мұнда оңтайландырудың негізгі уәждемесі және критерийі капитальді
шығын, гарабит және т.б. шектеулерде энергияны минимальді қолдануды
қамтамасыз етуге тырысу болып табылады.
1.1.3 «Қорғаныс функциясы және блок қадалау» қызметтері
Автоматика жүйелері жән электроқұрылғылары (қысқа уақыттық
тұйықталудан, қатты қызып кетуден қорғау, орналастыру шектеулері және
т.б.) үшін жалпы болған қорғаныс функциясы және блокадалау мекемеаралық
нормативтік құжаттармен түсіндірілген. Мұндай функциялар, әдетте, жеке
аппараттармен (сақтандырғыш, қорғаныстық өшу құрығылары, соңғы
сөндіргіштер және т.б.) жүзеге асырылады. Оларды қолдану электроқондырғы
құрылғысы ережелерімен (ЭҚЕ), өрт қауіпсіздігі ережелерімен (ӨҚЕ)
регламенттерле.
— қатудан қорғау. Қатудан автоматты қорғау функциясы суық мерзім
үшін сыртқы ауа температурасы минус 50С және одан төмен ауамен есепке
алынуы тиіс [ҚНжЕ 2.04.05-91]. Біріншілік жылытудың жылу
алмастырғыштары (су калорифері) мен рекуператорлар (егер бар болса)
қорғалуы қажет.
— әдетте жылу алмастырғыштарды қатудан қорғау ауа температурасының
тетіктері базасында немесе тетік-релелермен және кері құбырда жылу
таратушының температурасында іске асырылады.
Қату қауіптілігін аппарат алдындағы ауа температурасымен болжайды
(tн<5 °С). Белгіленген мәндерге жеткенде қақпақтарды толығымен ашады және
құйылмалы желдеткішті тоқтатады.
Жұмыстан тыс уақытта қатудан қорғау жүйелері үшін сыртқы ауа
жапқышы жабық болғанда қақпақ ашыңқы (5-25%) болуы тиіс. Өшірілген
жүйеде қорғаудың жоғары сенімділігі үшін кейде кері құбырда ауа
температурасын автоматты реттеу (тұрақтандыру) функциясы іске асырылады.
1.1.4 «Технологиялық аппаратураны және электрқұрылғыны қорғау»
қызметі
1 Сүзгінің ластануын бақылау
Сүзгінің ластануын бақылау ондағы қысымның төмендеуімен
бағаланады, ол қысымның дифференциалды тетігімен өлшенеді. Тетік сүзгіге
дейінгі және кейінгі қысым айырмашылығын өлшейді. Сүзгіде мүмкін болған
қысым түсуі оның төлқұжатында (зауыт ауалы трассасында көрсетілген
манометрлер үшін, техникалық төлқұжат бойынша – 150-300 Па) көрсетіледі.
Бұл айырмашылық жүйені жөнедегенде дифференциалды тетікте (тетікті
орнату) орнатылады. Орнатқаннан кейін тетікке сүзгінің мөлшерлі шаңдануы
және оны реттеу немесе ауыстыру қажеттілігі туралы сигнал түседі. Егер
шаңдану сүзгінің мөлшерлі шаңдануы туралы сигнал түскеннен кейін белгілі
бір уақыт аралығында (әдетте 24 сағат) сүзгі тазаланбаса немесе
ауыстырылмаса, жүйенің авариялық тоқтатуын қарастыру ұсынылады.
Осындай тетіктерді желдеткіштерге орнату ұсынылады. Егер желдеткіш
немесе желдеткіш жетегінің қайысы істен шықса, онда жүйе авариялық
режимде тоқтатылуы тиіс. Алайда, көбіне экономикалық жағынан елемейді, ол
жүйенің диагностикасын едәуір қиыындатады.
2 Басқа да автоматты блокадала
Бұдан басқа, автоматты блокадалар мыналарға қарастырылуы қажет:
— желдеткіштерді (жапқыштар) қосқанда немесе өшіргенде сыртқы ауа
қақпағын ашу және жабу қажет [3];
— бір жүйе істен шыққанда толық немесе жартылай өзара орын ауыстыру
үшін ауа өткізгіштермен байланысқан желдеткіш жүйелердің қақпағын ашу
және жабу [3];
— осы бөлмелердің желдету жүйесінің желдеткіштерін өшіргенде газ өрт
сөндірушісін ортануғмен қорғалатын желдету жүйелерінің қақпағын жабу.
1.1.5 Реттеуші қызметтер
Реттеуші қызметтер – ауыспалы шығын, рециркуляциялық ауа, ауаны
жылытумен жұмыс істейтін құйылмалы сор желдету жүйесі үшін мазмұны
бойынша [3] негізгісі белгіленген параметрлерді автоматты қолдау болып
табылады.
Бұл қызметтер кері байланыс принципі анық түрде көрінетін реттеудің
тұйық контурларының көмегімен іске асырылады: тетіктерден түсетін ақпарат
реттеуші құрылғылардың көмегімен басқару әсеріне ауысады. 1.3 суретте
арналы салқындатқыштағы құйылмалы ауа температурасын реттеу
контурының мысалы келтірілген. Ауа температурасы калорифермен
қуатталады, ол арқылы жылу таратқыш өткізіледі. Ауа калорифер арқылы өтіп
жылиды. Сулы калориферден кейін ауа температурасы тетікпен (Т) өлшенеді,
одан кейін оның шамасы өлшенген температура мәне және орнату
температурасын
салыстыру құрылғысына (УС) түседі. Орнату
температурасы (Торн) мен өлшенген температура (Төлш) мәніне байланысты
20
басқару құрылғысы (Р) орындаушы механизмге (М – үш өтпелі қақпақтың
электр жетегі) әсер ететін сигнал өндіреді. Электр жетек үш өтімді қақпақты
қате минимальді болған жағдайға дейін ашады немесе жабады:
ε = Tорн – Төлш ,
(1.1)
1.3 сурет – Сулы жылу алмастырғышы бар ауа өткізгіште құйылмалы
ауа температурасын реттеу контуры: Т тетік, УС – салыстыру құрылғысы; Р –
реттеуші құрылғы; М – орындаушы құрылғы
Осылайша, дәлдік жәе оның басқа жұмысының параметрлеріне
(тұрақтылық, тербелістік және т.б.) талап қою негізінде автоматты реттеу
жүйесін (АРЖ) құру оның құрылымы мен элементтерін таңдау, сонымен қатар
реттеуіш параметрлерін анықтауға келеді. Әдетте, мұны автоматтандыру
бойынша мамандар автоматты реттеудің классикалық теориясын пайдалана
отырып атқарады. Реттеуіш баптауының параметрлері басқару объектінің
динамикалық қасиеттері және реттеудің таңдалған заңымен анықталатынын
атап кетейін. Реттеу заңы – реттеуіштің кіріс (Δ) және шығыс (Uр) сигналдары
арасындағы өзара байланыс.
Реттеудің пропорциялық заңы қарапайым болып табылады, онда ∆ және
Uр өзара Кп тұрақты коэффициентпен байланысқан. Бұл коэффициент П-
реттеуіш деп аталатын реттеуіштің баптау параметрінің коэффициенті болып
табылады. Оны іске асыру үшін энегрияның қосымша көзімен және онсыз
атқаратн реттеуші күшейткіш элементті (механикалық, пенвматикалық,
электрлік және т.б.) қолдану талап етіледі.
П-реттеуіштердің әртүрлілігінің бірі позициялық реттеуіштер болып
табылады, олар Кпॠформуларда реттеудің пропорциялық заңын жүзеге
асырады және тұрақты мәндердің белгілі саны, мысалы, екі немесе үш
позициялы реттеуштерге сай екі неме үш бар шығыс сигналын Uр құрады.
Мұндай реттеуіштерді кейде релелік деп те атайды, бұл оның графиикалық
сипатының реле сипатына ұқсас болуына байланысты. Осындай
реттеуіштердің баптау параметрлері сезбеушілік аймағының мәні Δε болып
табылады.
Желдету жүйелерін автоматтандыру техникасында екі позициялы
реттеуіштер қарапайымдылығы және сенімділігі жағынан температура
21
(термостат), қысым
(прессостат) және
процесс
жағдайының басқа
параметрлерінде кең қолданыс тапты.
Екі позициялы реттеуіштер сонымен қатар автоматты қорғану,
блокадалау және құрылғы жұмыс режимінің қайту қосылу жүйелерінде де
қолданылады. Мұндай жағдайда олардың қызметін тетік-релелер атқарады.
П-реттеуіштердің аталған қасиеттеріне қарамай, олардың үлкен
статикалық қателігі (Кп кіші мәнінде) және автотербеліске бейімділігі (Кп
үлкен мәнінде) бар. Сондықтан автоматика жүйесінің реттеуші қызметтеріне
дәлдік және тұрақтылық бойынша үлкен талап қойғанда реттеудің өте күрделі
заңдарын да, мысалы, ПИ- және ПИД-заңдарын қолданады.
Сонымен қатар ауа жылыту температурасын реттеу баланстау принципі
бойынша жұмыс істейтін П-реттеуішпен іске асырылуы мүмкін. Заңды осылай
түсіндіру жоғары дәлдікті қажет етпейтін жүйелерде де қолданыс тапты.
1.2 Сауда ойын орталығындағы желдетудің автоматикасының бар
типтік схемаларын талдау
Құйылмалы-сору желдету жүйесі автоматикаын стандартты әске асыру
қатары бар, олардың әр қайсысының бірқатар артықшылықтарты мен
кемшіліктері бар. Типтік схемалардың көптігіне қарамастан, өзі енетін
өндіріске қатысты баптауларының икемділігіне байланысты осындай АБЖ
құру едәуір қиын. Осылайша, ҚСЖ АБЖ жобалау үшін желдетудің бар
құрылымын мұқият талдау, өндірістік циклдің технологиялық процесстерін
талдау, сонымен қатар еңбек, экологияны қорғау, электро- және өрт
қауіпсіздігі бойынша ьалаптарды талдау қажет. Бұдан басқа, жобаланып
жатқан ҚСЖ АБЖ көбінесе өзінің қолдынылп жатқан саласына қатысты
маманданған болып табылады.
Кез келген жағдайда, жобалаудың басқы кезеңінде типтік баспқы
деректер ретінде әдетте келесі топтарды қарастырады:
1. Жалпы мәліметтер: объектінің аумақтың орналасуы (қала, аудан);
объектінің типі және тағайындалуы.
2. Ғимарат және бөлме туралы деректер: жер деңгейіне біркелкі
биіктіктің барлық өлшемдері мен белгілерін көрсетумен кесінділер және
жоспарлар; өртке қарсы нормаларға сай бөлмелердің санатын (сәулет
жоспарында) көрсету; техникалық алаңдардың өлшемдерімен болуы; бар
желдету жүйелерінің орналасуы мен сипаты; энерготасымалдаушылардың
сипаттамасы;
3. Технологияялық процесс туралы дерек: технологиялық құрылғының
орналасуын көрсетумен технологиялық жобаның (жоспар) сызбасы;
белгіленген қуатты көрсетумен құрығыны сипаттайтын құжат; технологиялық
режимнің сипаты – жұмыс ауысымының саны, жұмыс ауысымының орташа
саны; құрылғының жұмыс тәртібі (жұмыстың бір уақыттылығы, жүктеу
22
коэффициенті және т.б.); ауаға шығатын зиянды бөлінділердің көлемі (зиянды
заттардың ШМК).
Бастапқы деректер ретінде ҚСЖ жүйесі автоматикасын есептеу үшін
шығарады:
— бар жүйенің өнімділігі (қуат, ауа алмасу);
— реттеуге келетін ауа параметрлерінің тізімі;
— реттеу шектері;
— басқа жүйелерден сигнал түскенде автоматиканың жұмысы.
Осылайша, автоматика жүйесінің орындалуы нормалар мен ережелерді,
сонымен қатар жалпы бастапқы деректер мен схемаларды есепке ала отырып,
аталған міндеттермен жобаланады. Схеманы құру және желдету
автоматикассы жүйесінің аппаратурасын таңдау дербес түрде іске асырылады.
Құйылмалы-сору желдетуін басқару жүйесінің бар типтік схемаларын
көрсетеміз, олардың кейбірін дипломдық жобаның міндеттерін шешу үшін
қолдану мүмкіндіктеріне қатысты сипаттаймыз (1.4-.1.5, 1.9 суреттер).
а) ҚСЖ АБЖ ауа жылыту схемасы
б) ҚСЖ АБЖ ауа жылыту/
салқындату схемасы
1.4 сурет – Тікелей желдетудің АБЖ
Автоматиканың осы жүйелері фабрика, зауыт, кеңсе бөлмелерінде
белсенді қолданыс тапты. Мұндағы басқару объекті – автоматика шкафы
(басқару пульті), бекітетін құралдар – арналар тетігі, басқару желдеткіштер
моторының қозғалтқышына, жапқыштар қозғалтқышына әсер етеді. Сонымен
қатар ауаны жылыту/мұздатудың АРЖ де бар. Алдынға қарай отырып,
«Вологда оптика-механикалық зауыты» ААҚ қысыммен балқыту учаскесінде
қолдану қажет болған 1.4(1) суретінде келтірілген жүйені атап кетуге болады.
Өндірістік мекемелерде ауаны салқындату осы мекемелердің көлеміне
байланысты тиімділігі аз, ал жылытк ҚСЖ АБЖ дұрыс қызмет істеуі үшін
міндетті жағдай болып табылады.
23
а)Жылуөткізгіш,қыздыру
в)Қатпарлы жылуөткізгіш,
жане қыздыру
б) Жылуөткізгіш, қыздыу
және салқынду
г) Қатпарлы жылуөткізгіш,
қыздыру және салқындату
1.5 сурет – Жылуды пайдаланатын желдетудің АБЖ схемасы
Жылу кәдесіне жаратушыларды (рекуператор) қолданумен ҚСЖ АБЖ
құру электр қуатын артық жұмсау мәселесін(электрокалориферлер үшін),
қоршаған ортаға тастау мәселелерін шешуге мүмкіндік береді. Рекуперация
мәні бөлме температурасындағы бөлмеден қайтымсыз шығарылатын ауа
сырттан кіретін ауа энергиясымен ауысуында, оның параметрлері белгіленген
параметрге қарағанда едәуір ерекшеленеді. Яғни, қыста шығарылып жатқан
жылы құйылмалы ауа сыртық сору ауасын жарым жартылай жылытады, ал
жазда салқын құйылмалы ауа сору ауасын біртіндеп жылытады.
Рекуперацияда сору ауасын өңдеуде энергия шығынын 80%-ке төмендетуге
болады.
Құйылмалы сору желдетуінде рекуперация техникалық жағынан
айналмалы жылу кәдесіне жаратушыларды және аралық жылу таратқыштар
жүйесін қолдану арқылы жүзеге асырылады. Осылайша, ауаны жылытқанда
да, ашық жапқыштарды қысқартуда да ұтамыз – мұның барлығы электр
энергиясын үнемдеу жоспарынжа жалпы ұтыс береді.
Жылу рекуперациясы бар жүйелер перспективалы болып табылады және
екі желдету жүйелерінің орнына белсенді түрде еніп жатыр. Алайда, мұндай
жүйелер қосымша қаржы жұмсалымын талап ететінін айта кету қажет, алайда
олардың өтелу мерзімі де салыстырмалы түрде аз, сонымен бірге тиімділігі өте
24
жоғары. Қоршаған ортаға үнемі шығарудың болмауы да ҚСЖ
автоматикасының осындай ұйымының экологиялық көрсеткіштерін
жақсартады. Ауадан жылуды рекуперациялау (ауа рециркуляциясымен)
жүйесінің қысқартылған жұмысы 1.6 суретте көрсетілген.
1.6 сурет – Рециркуляциямен (рекуперациямен) ауа алмасу жүйесінің жұмысы
Қиыспалы немесе қатпарлы рекуператорлар (1.5 в,г) ауаның екі
ағынының өтуі үшін арналар жүйесін құрайтын тілімшелерден (алюминдік)
тұрады. Арналардың қабырғасы құйылмалы және сору ауасына жалпы болып
табылады және оңай жібереді. Алмасу беткейінің үлкен ауданы және
арналарда ауаның турбулент ағысының арқасында салыстырмалы төмен
гидравликалық кедергіде жылуды пайдаланудың (жылу жіберу) жоғары
дәрежесіне жетеді. Қатпарлы рекуператорлардың тиімділігі 70%-ға дейін
жетеді.
1.7 сурет – Қатпарлы рекуператорлар негізінде ҚСЖ АБЖ ауа алмасуын
ұйымдастыру
Сору ауасының тек айқын жылуы ғана пайдаланылады, өйткені
құйылмалы және сору ауасы ешқалай араласпайды, ал сору ауасын
салқындатуда конденсат түзуші бөлгішпен ұсталып қалады және құятын
түпқоймадан сусіңгіш жүйелермен әкетіледі. Төменгі температураларда
(-150С қа дейін) конденсат қатуының алдын алу үшін автоматикағы сәйкес
талаптар құралады: ол құйылмалы желдеткіштің мерзімді тоқтауын
қамтамасыз етуі немесе сыртқы ауаның бөлігін рекуператор арналарының
жолындағы қоршалған арнаға бұрып жіберуі тиіс. Осы тәсілді қолдануда
25
жалғыз шектеу құйылмалы және сору тармақтарының бір жерде міндетті
қиылысуы болып табылады, бұл АБЖ қарапайым жаңартуында біршама
қиындықтар туғызады.
Аралық жылу таратқышы бар рекуперация жүйелері (1.5(1-2)сурет) –
тұйық құбырмен қосылған қос жылу таратқыштан түрады. Бір жылу таратқыш
сору арнасында, ал басқасы құйылмалыда орналасады. Тұйық контур
бойынша қатпайтын гликоль қоспасы айналады, ол жылуды бір жылу
таратқыштан екіншісіне тасыды, мұнда құйылмалы қондырғыдан сору
қондырғысының арақашықтығы едәуір үлкен болуы мүмкін.
Мұндай тәсілде жылу пайдалану тиімділігі 60%-дан аспайды. Құны
салыстырмалы үлкен, алайда кейбір жағдайларда бұл жылу пайдаланудың
жалғыз нұсқасы болуы мүмкін.
1.8 сурет – Аралық жылу таратқышын қолданумен жылуды пайдалану
принципі
(айналмалы жылу таратқыш, рекуператор) – ауаның горизонтальді өтуі
үшін арналары бар ротордан тұрады. Ротордың бір бөлігі сору арнасында, бір
бөлігі құйылу арнасында орналасқан. Ротор айналып, сору ауасының жылуын
алып, құйылмалыға жібереді, мұнда көрінетін және жасырын жылу, сонымен
қатар ылғалдылық та беріледі. Жылу пайдаланудың тиімділігі максимальді
және 80% -ға жетеді.
а)
б)
1.9 сурет – Роторлық рекуператоры бар ҚСЖ АБЖ
а)Роторлы жылутарқыш-ң ҚСЖ АБЖ және қыздыру
б)Роторлы жылутарқыш-ң ҚСЖ АБЖ, қыздыру және салқындату
26
Осы әдісті қолдануға шектеу сору ауасының құйылмалымен 10%
араласуына, кей жағдайларда ол мүмкін емес немесе жағымсыз (егер ауа
біршама ластанған болса) жағдайларға байланысты қойылады. Құрылымға
талап алдындағы нұсқадағы секілді – сору және құйылу машинасы бір
машинада орналасқан. Бұл тәсіл біріншісіне қарағанда қымбатырақ және
сирек қолданылады.
Жалпы алғанда, рекуперациясы бар жүйелер жоқ жүйелерге қарағанда
40-60% қымбат тұрады, алайда пайдалануда шығындар есемен ерекшеленеді.
Тіпті энергия тасымалдаушыларға қазіргі баға рекуперация жүйесінің
өтемділігіндег екі от жағатын маусымнан аспайды.
Қуат үнемдеуге басқару алгоримтерді де әсер көрсететінін атап кету
қажет. Алайда, желдетудің барлық жүйесі кейбір орташаландырылған
жағдайға есептелетінін үнемі ескеру қажет. Мысалы, сыртқы ауа шығынын
адамдардың бір есептеген, ал шын мәнінде бөлмеде белгіленген мәннен 20%-
те аз болмайды, әрине мұндай жағдайда сыртқы ауа шығыны артық болады,
желдетудің артық режимде жұымс жасауы энергия ресурстарын негізсіз
жоғалтуға әкеледі. Мұндай жағдайда пайдаланудың бірнеше режимін
—
мысалы, қысқы/жазғы режимді қарастыру қисынды. Егер атвоматика осындай
режимдерді орнатуға қабілетті болса – анық үнемделеді. Тағы бір тәсіл
сыртқы ауа шығынын бөлме ішіндегі газ ортасына қатысты реттеумен
байланысты, яғни автоматика жүйесінде зиянды газдарға газ анализаторы
болады және зиянды газдардың құрамы шектеулі мүмкін мәннен асып
кетпейтіндей сыртқы ауа шығынының мәнін таңдайды.
Автор публикации
