Синтез системы управления искусственным микроклиматом с использованием относительной влажности и влагосодержания воздуха в качестве параметра стабилизации

Розглядається синтез автоматичної системи керування (АСК) промислового кондиціонера в рамках єдиного комп’ютерно-інтегрованого комплексу із врахуванням технологічних зв’язків між кліматичним обладнанням, який передбачає, що у просторі стану із наявних математичних моделей кліматичного обладнання отримано комплексну динамічну модель промислового кондиціонера. В якості параметрів регулювання АСК промислових комплексів штучного мікроклімату (ПКШМ) запропоновано використовувати температуру та вологовміст повітря. Такий підхід дозволяє розмежувати вплив між контурами регулювання температури та вологості для єдиного матеріального потоку повітряної суміші. Якщо у двовимірній АСК ПКШМ в контурі регулювання вологості використовується вологовміст, інтегральні показники якості покращуються у 1.5 – 2 рази, також зменшується коливніть та тривалість перехідних процесів.The synthesis of the automatic control system (ACS) of industrial conditioner is examined within the framework of the single computer-integrated complex taking into account technological connections between a climatic equipment, that provides for that in space of the state from the present mathematical models of climatic equipment the complex dynamic model of industrial conditioner is got. In order to avoid the additional cooling and repeating of heating of air the modified method of management is realized in the "optimal mode" for that as parameters of adjusting ACS of industrial complexes of artificial microclimate (ICAM) it is suggested to use temperature and moisture content of the air. Such approach allows to dividing influence between the contours of adjusting of temperature and humidity for the single material stream of air mixture. A synthesis of ACS for an industrial conditioner is conducted, where or relative humidity, or moisture content of air, is used in the contour of adjusting of humidity. The quality of synthesized control system has been studied on the channels of indignation at equal terms. Basic principles of synthesis modern automatic control system for industrial conditioner are considered for a concrete example, that differ from traditional on such points. Firstly, it is an analysis of dynamics of heat- and mass-transfer of equipment of conditioner with creation of complex models of ICAM as a single object of management in the coordinates of temperature and moisture content of air. Secondly, cross-coupling of contours of adjusting of temperature and humidity did differentiation due to using of temperature and moisture content of air as parameters of adjusting. Thirdly, modern algorithms used for synthesis of optimal ACS ICAM. It is possible to draw a conclusion on the research, that the use of moisture content of air instead of relative humidity of air in the contour of stabilizing of humidity allows delimiting a cross-coupling between the contours of adjusting of temperature and humidity in two-dimensional ACS ICAM. If in two-dimensional ACSICAM in the contour of adjusting of humidity the moisture content is used, the integral indexes of quality in 1.5 – 2 times, as well as the shake and duration of transients diminish. The offered principles can be used by specialists on automation for an analysis and tuning of parameters of control system by industrial conditioners.Рассматривается синтез автоматической системы управления (АСУ) промышленного кондиционера в рамках единого компьютерно-интегрированного комплекса с учетом технологических связей между климатическим оборудованием, который предусматривает, что в пространстве состояния из имеющихся математических моделей климатического оборудования получена комплексная динамическая модель промышленного кондиционера. В качестве параметров регулирования АСУ промышленных комплексов искусственного микроклимата (ПКИМ) предложено использовать температуру и влагосодержание воздуха. Такой подход позволяет разделить влияние между контурами регулирования температуры и влажности для единого материального потока воздушной смеси. Если в двумерной АСК ПКИМ в контуре регулирования влажности используется влагосодержание, интегральные показатели качества улучшаются в 1.5 - 2 раза, также уменьшается колебательность та длительность переходных процессов

Динамическая модель тепломассообменных процессов в камере форсуночного увлажнения

Розглядається математичне моделювання динамічних процесів тепло- та масообміну для камери форсуночного зволоження, яка використовується в системах штучного мікроклімату для охолодження та адіабатного зволоження повітря. На основі рівнянь матеріального та теплового балансів отримано три рівноцінні моделі: у вигляді системи диференційних рівнянь; у просторі стану; у вигляді передатних функцій, які дозволяють проводити моделювання перехідних процесів у камері форсуночного зволоження за основними каналами впливу. Запропоновані математичні залежності зручно реалізувати у середовищі MatLAB. Приведено приклад моделювання перехідних процесів для форсуночного зволожувача промислового кондиціонера КЦКП-80, який виготовляється компанією ВЕЗА. Динамічна модель форсуночного зволожувача може використовуватися спеціалістами із автоматизації для аналізу та налаштуванню параметрів систем керування промислових кондиціонерів.Mathematical modeling of dynamic processes heat-mass exchange for a chamber of the sprayer moistening which is used in systems of an artificial microclimate for cooling and for the adiabatic moistening of air is observed. On the basis of the equations of material and thermal balance three equivalent models: in the form of systems of differential equations; state space; in the form of transfer functions, which allow to spend modeling of transients in a chamber of the sprayer moistening on the basic channels of influence are gained. Sampling of dynamic model is defined by methods of a control system synthesis of the industrial air conditioner and tastes of researcher. For raise of accuracy of mathematical calculations in paper experimental definition of factors heat-mass exchange which allows adapting dynamic model for concrete operating conditions of a chamber of the sprayer moistening is offered. The offered mathematical dependences are conveniently realized in the environment of Matlab. The instance of modeling of transients for sprayer humectants of air conditioner KCKP-80, which is manufactured by company VEZA is resulted. The gained transients have aperiodic character without delay. The analysis of transients after the possible channels of adjusting confirmed their high inertance, that is why during automation of industrial conditioners it follows to give up regulative influences in the chamber of the moistening after the change of temperature and expense of water on moistening. The dynamic model of sprayer humectants can be used by specialists on automation for the analysis and adjustment of parameters of control systems of industrial air conditioners.Рассматривается математическое моделирование динамических процессов тепло- и массообмена для камеры форсуночного увлажнения, которая используется в системах искусственного микроклимата. На основании уравнений материального и теплового балансов получено три равноценные модели: в виде системы дифференциальных уравнений; в пространстве состояний; в виде передаточных функций, которые позволяют провести моделирование переходных процессов в камере форсуночного увлажнения по основным каналам влияния. Предложенные математические зависимости удобно реализовывать в среде MatLAB. Приведен пример моделирования переходных процессов для форсуночного увлажнителя промышленного кондиционера КЦКП-80, который изготавливается компанией ВЕЗА. Динамическая модель форсуночного увлажнителя может использоваться специалистами по автоматизации для анализа и настройки параметров систем управления промышленными кондиционерами