Разработка и мониторинг регулятора и Fuzzy-контроллера пластинчатого теплообменного аппарата

Аннотация

Y. Chen, J. Zhang, B. Zhang Разработка и мониторинг регулятора и Fuzzy-контроллера пластинчатого теплообменного аппарата. Для того чтобы удовлетворить требованиям моделирования пластинчатого теплообменного аппарата этот документ разрабатывает эксклюзивный авто-монитор и подсистему, изучает неявные средства управления температурой поточного воздуха в теплообменнике, и осуществляет тестирование производительности Fuzzy-контроллера. Согласно экспериментальным результатам, этот мониторинг и подсистема управления может не только сократить время переходного процесса для пластинчатого теплообменника, но и реализовать стабильное управление температурой проточного воздуха в теплообменнике.

Введение

Мониторинг системы управления ребристой трубки теплообменника является ключевым инструментом для исследования тепловых процессов и для улучшения автоматизации и надежности, повышения точности измерения, избежать искусственной ошибки. Эксперты изучили теплопередачу и сопротивление оребренных трубок теплообменника, поскольку 1960-х годах Фушэн Гао построил первый тестовый контроллер в Харбинском технологическом институте. Тестовые платы зависели от искусственного регулирования и занимали длительный процесс. В этой статье инструктируется метод определения точности аппаратов, и выполняется контроль приточного воздуха сухой температуры для того, чтобы проверить точность и контрольное время перехода.

Базовая структура

Рис.1 предоставляет структуру ребристого теплообменника. Он содержит четыре части, такие как воздух предварительной обработки (показан как компонент 1 и 2 на рис.1), измерительный пневматический раздел (показан как компонент 3 на рис.1), раздел тестирования (показан как компонент 6 на рис.1) и раздел воды предварительной обработки. В разделе тестирования, температура ограничена в пределах 18~28 °С, во влажном воздухе температура ограничена в пределах 16~20 °С, температура в воде ограничена в пределах 5~10 °С, скорость в воздухе ограничена в пределах 1~4 м/с. Регулируя нагреватель и увлажнитель воздуха раздела предварительной обработки, выступления воздуха в передней части раздела тестирования можно контролировать. Измеряя температуру сухого воздуха, температуру влажного воздуха и объем воздуха, теплообмен в стороне воздуха для ребристого теплообменника может быть получен.

В соответствии со стандартами [4], мы можем выбрать такие инструменты:

1. верхняя погрешность температур меньше или равна 0,6 °С, а также верхняя погрешность скорости составляет не более 20 процентов минимальной скорости воздуха.
2. точность температуры сухого и влажного воздуха должна превышать ±0,1 °С в трубке теплообменника. Эти уточнения должны больше, чем ±0,2 °С в отопительном эксперименте. Минимальное значение о точности других температур составляет ±0,5 °С.
3. точность микроманометра, который используется для измерения давления воздуха, ограничивается в одном проценте от измеряемой величины. Когда давление воздуха меньше, чем 100 Па, коэффициент разрешения 1 Pa. Мы должны гарантировать, что минимальный масштаб расстояния манометра для измерения сопротивления воды меньше чем 133 Pa, и точность манометра для измерения давления воды больше или равна одному проценту от измеренного значения, а минимальная шкала расстояния манометра для измерения атмосфера меньше или равна 100 Па.
4. точность прибора для измерения потока воздуха ограничена в один процент измеренного значения.
5. точность расходомера для измерения потока воды меньше одного процента измеренного значения.

Оборудование и архитектура

Аппаратная архитектура для компьютера мониторинг и контроль состоит из измерения подсистемы и управляющей подсистемы.

3.1 Измерение Subsystem

Температура измеряется с помощью интеллектуального модуля сбора ADAM 4018 с термопар в ребристых трубах теплообменника. Это модуль, который подходит для промышленного контроля и контроль особенно, содержит 16 бит A/D -фактора разрешение, 6 входных каналов разница аналоговых и 2 несимметричных аналоговых входных каналов. Мы могли бы установить входной диапазон каждого канала в программе. Существует защита изоляцией 3600VDC между входами и ADAM 4018. Это идеально подходит для промышленного приложения, где защита высокого напряжения требуется. Пользователи могут установить восемь входов независимо в различных диапазонах: от 0 до ±15мВ, 0 до ±50 мВ, от 0 до ±100 мВ, от 0 до ±500 мВ, 0 до ±1V, 0 до ±2.5V. В этом тесте, мы принимаем диапазон от 0 до ±15мВ, и ±20 мА, с 125? электрического сопротивления. Модуль доставляет значения температуры в хост-компьютере через шины RS485, когда она запрашивается. Мы просто используем один умный модуль сбора ADAM 4018, и реализовать связь с хост-компьютером с помощью RS485/RS232 преобразователя.

Устойчивость к давлению сопла измеряется перепадом давления KY-800. Затем сигнал преобразуется в 4 стандарта ~20 мА сигнал на специальный усилитель.

Сопротивления давления отверстия метра и теплообменник измеряются SST цифровой давление емкость или перепад давления передачи инструмент. Этот инструмент имеет выдающийся мощность шума доказательства и нулевой стабилизации и температура авто - компенсации.

Различия давления регистрируются PCI1713 аналоговый вход карты с перепадом давления передачи документа в этой ребристой трубки теплообменника. Эта карта имеет 12 бит A/D фактором разрешение, 32 аналоговых входа. Существует защита изоляцией 3600VDC между входами и PCI1713. Пользователи могут установить все входы независимо в разных диапазонах: от 0 до ±10 В, от 0 до ±5 В, От 0 до 10.

3.2 Управление подсистемой

Принцип управления температурой трубками теплообменника показан на рис.2. Используют модули ADAM4018 для измерения температуры воздуха где размещены термопары. Программа может вычислить ошибки и дисперсии ошибки отношение в зависимости от целевого значения. Наконец, программа может получить точную регулируемого кремнистого реле и контролировать время нагрева.

Контролируемое количество выводится на PCI1756 цифрового ввода/вывода карты с регулируемым кремнистых реле. Эта карта имеет 12 бит, 32 изолированных дискретных выходных каналов. Существует защитная изоляция 2000VDC между выходами и PCI1756. PCI1756 может либо сохранить последние настройки цифрового выхода, или вернуться к своей конфигурации по умолчанию на основе перемычки. Это практичная функция устраняет опасность, вызванную неправильностью обращения в случае неожиданных перезагрузок системы.

Выводы

Если контроль полностью зависит от руководства измерения и регулировки, необходимо по крайней мере 3 часа от начала управления до стабильной работы. Однако, если мы используем аппаратное и программное обеспечение системы, нам нужно 24 минуты, чтобы закончить тот же самый процесс, поэтому мы можем сказать, что этот контроллер не только значительно сокращает время отладки, но также улучшает эффективность работы.

Список использованной литературы

1. Fusheng Gao. The performance analyses and verification of an air conditioner. Selected works of Fusheng Gao on air conditioning[M]. Harbin: Harbin Institute of Technology Press, 1993:20-28.(In Chinese)
2.P. M. Chung. Frost Formation and heat transfer on a Cylinder Surface in Humid Air Cross Flow[J]. Heating Piping and Air Condition, 1982, 30:9-10.
3. Zhiguo Tang. Research and analyses on convection heat-exchange coefficient of finned heat-exchanger[D]. Tongji University. 2002.(In Chinese)
4. GB10223-88. Assembly of air conditioner standards[M]. Standards Press of China, 1997:530-543.(In Chinese)
5. Jili Zhang. Fuzzy-neural network control and its applications in building thermal process[D]. Harbin: Harbin University of Civil Engineering and Architecture. 1998.(In Chinese)

Наверх