Курсовая

Задание №1
«ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АППАРАТОВ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА НА КС С ПОМОЩЬЮ ДИСКРЕТНОЙ ЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ»
Как было указано выше, при компремировании газа на компрессорной станции повышается не только его давление, но и температура. Дня обеспечения повышенной производительности по массовому расходу газа и заданного срока службы изоляции труб газопровода применяют аппараты воздушного охлаждения (АВО) с целью принудительного охлаждения газа до приемлемых температур после выхода из компрессора. АВО представляет собой трубчатый теплообменник с принудительным воздушным или жидкостным охлаждением. Кроме того, в местах прохождения газопроводов по территории вечной мерзлоты необходимо охлаждать газ до существенно более низких температур (около 0 °С) для исключения размораживания грунта. В этом случае используют специальные холодильные агрегаты. В любом случае наличие установки охлаждения газа приводит к существенным материальным и энергетическим затратам для питания электроприводов вентиляторов (или насосов) принудительного охлаждения. В системах охлаждения КС допустимы колебания охлаждаемых веществ не превышающие ±5 °С при номинальной температуре от 30 до 75 С. Тепловой режим работы аппаратов регулируется по расходу или температуре охлаждающего воздуха, частичному перепуску охлаждаемой среды, а также изменению поверхности охлаждения. Наиболее распространено регулирование охлаждающим воздухом, осуществляемое следующими способами:
1. Регулирование расхода воздуха посредством:
1.1 Поочередного отключения вентиляторов;
1.2 Жалюзийных устройств;
1.3 Изменением угла наклона лопастей;
1.4 Изменением частоты вращения вала вентилятора.
2. Регулирование температуры воздуха посредством:
2.1 Частичного перепуска воздуха;
2.2 Подогревом воздуха;
2.3 Увлажнением воздуха.
Наиболее простым способом существенного уменьшения затрат электроэнергии на охлаждение является способ 1.1, предусматривающий ступенчатое регулирование количества подключенных вентиляторов принудительного охлаждения газа в АВО на выходе из ресивера компрессора. В соответствии с ним необходимо разработать принципиальную электрическую схему системы управления работой вентиляторов АВО согласно варианту. Ввиду напряженных условий работы датчиков температуры и ответственности данного устройства регулирования необходимо предусмотреть измерение температуры выходного газа не менее чем тремя термодатчиками с выработкой результирующего сигнала схемой мажорирования и определением неисправного датчика. При достижении нижнего порога температуры газа включается первый вентилятор. При дальнейшем повышении температуры выходного газа на величину заданной дискреты включается второй вентилятор и т.д. Если, тем не менее, температура превышает верхний порог - система должна вырабатывать сигнал предупреждения. Согласно заданию необходимо спроектировать логическую систему дискретного включения и выключения вентиляторов АВО.

3.ЗАДАНИЕ №2
«ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АППАРАТОВ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА НА КС С ПОМОЩЬЮ НЕПРЕРЫВНОЙ (АНАЛОГОВОЙ) СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ»


Другим способом обеспечения эффективности воздушного охлаждения является плавное регулирование частоты вращения вентиляторов охлаждения. Газ после компремирования поступает в теплообменник, в котором охлаждается воздухом из окружающей среды. Температура газа на выходе теплообменника измеряется термопреобразователем и сравнивается с сигналом задатчика. Напряжение рассогласования поступает на вход усилителя, осуществляющего предварительное усиление для нормальной работы следующего за ним инвертора (частотного преобразователя). Напряжение с плавно изменяемой частотой поступает на параллельно подключенные вентиляторы, количество которых определено в задании №1. Вентиляторы продувают воздух через теплообменник, на выходе которого установлен уже упоминавшийся термопреобразователь. Необходимо синтезировать систему автоматического регулирования температуры газа на выходе теплообменника, удовлетворяющую заданным показателям качества управления.

Уравнения элементов имеют следующий вид:
Элемент сравнения
Усилитель
Частотный преобразователь
Электродвигатель
Теплообменник
Термопреобразователь ,
Где kу – коэффициент усиления усилителя,
kп – коэффициент передачи частотного преобразователя,
kэд – коэффициент передачи электродвигателя по частоте,
kT – коэффициент передачи теплообменника,
kТП - коэффициент передачи термопреобразователя,
Тп – постоянная времени частотного преобразователя,
Тэд – постоянная времени электродвигателя по частоте,
ТT – постоянная времени передачи теплообменника,
ТТП - постоянная времени термопреобразователя.


4. Содержание курсового проекта по МДК 01.03 «Теоретические основы контроля и анализа функционирования систем автоматического управления»

1.Общая часть.
1.1.Словесное описание технологического процесса и оборудования для которого проектируется система автоматического управления.
1.2.Цель синтеза данной САУ.

2.Специальная часть.
2.1.Построение функциональной схемы САУ по заданному описанию.
2.2.Построение таблицы истинности и принципиальной логической схемы системы управления по первому заданию.
2.3. Подбор и расчет элементной базы САУ, построение принципиальной электрической схемы логической САУ.
2.4.Построение структурной схемы САУ и определение её передаточной функции по второму заданию.
2.5.Анализ исходной системы автоматического управления аналитическими методами или путем моделирования на ЭВМ ( по выбору студента).
2.5.1.Определение устойчивости исходной системы по частотному критерию или непосредственно по графику переходного процесса.
2.5.2.Анализ возможности применения последовательного, параллельного или встречно-параллельного корректирующего устройства на основе построения желаемых частотных характеристик САУ или параметрической оптимизации предполагаемого корректирующего звена с использованием ЭВМ на основе интегрального критерия качества (по выбору студента). Выбор и обоснование оптимального способа коррекции и корректирующего звена для обеспечения устойчивости и заданных параметров качества регулирования.
2.5.3.Проверка устойчивости САУ и выполнения требований по качеству регулирования после проведения коррекции частотным методом или путем моделирования на ЭВМ (по желанию студента). Проведение дополнительной коррекции в случае обнаружения неустойчивости или невыполнения требований по качеству регулирования.
2.4. Определение качества управления итоговой синтезированной САУ. Построение её принципиальной схемы и расчет элементов САУ.

3.Графическая часть
3.1.Функциональная и структурная схемы исходной САУ.
3.2.Принципиальная логическая схема САУ по первому заданию.
3.3.Принципиальная электрическая схема САУ по первому заданию.
3.3.Частотные характеристики исходной САУ по второму заданию. График переходного процесса исходной САУ. Определение запасов устойчивости и показателей качества регулирования.
3.4.Частотные характеристики скорректированной САУ и график переходного процесса по отношению к задающему воздействию. Определение запасов устойчивости и показателей качества регулирования.
3.5.Структурные и принципиальные схемы САУ по второму заданию.