Разработка алгоритма для эффективного управления технологическим процессом промышленного предприятия на базе программируемого логического контроллера TM171PDM27S Schneider Electric

Системы вентиляции и кондиционирования необходимы для регулирования воздухообмена, поддержания температуры и влажности, обеспечения комфортного микроклимата. Их установка безусловно является актуальной в помещениях различного назначения: на промышленных объектах, в жилых зданиях, в административных учреждениях, складских помещениях и других. В целях эффективного выполнения и качественного функционирования вентиляции необходимо внедрение автоматизированных схем управления работой данных систем, а также использование разнообразного современного оборудования (вентиляционные агрегаты, вентиляционные установки, шумоглушители, воздушные фильтры, воздухонагреватели и др.) для увеличения надежности очистки воздушного пространства и экономичности изготовления системы в целом. В работе представлены схема и алгоритм эффективного управления технологического процесса вентиляционной системы промышленного предприятия на базе программируемого логического контроллера TM171PDM27S Schneider Electric. Проведен анализ существующих вентиляционных систем, представлено описание устройств вентиляционных систем, представлен внешний вид стенда, обоснован выбор программируемого логического контроллера, указаны методические рекомендации по приобретению навыков программирования с помощью среды EcoStruxure Machine Expert – HVAC, организовано автоматическое управление приточной вентиляционной системой для литейного цеха промышленного предприятия для целей наглядного изучения элементов систем вентиляции, способов регулирования и контроля параметров в вентиляционных системах. Основной целью создания обучающего стенда выступает изучение настройки и режимов работы автоматизированных систем управления вентиляцией и кондиционированием. В ходе дальнейшего усовершенствования схемы возможно проведение занятий следующего характера: определение статических и динамических характеристик вентилятора; изучение характеристик автоматизированной заслонки; регулирование давления путем управления вентилятором и др.

1. Попов Г.А., Нгуен С.М. Автоматизированная система обработки данных в системе управления отоплением, вентиляцией и кондиционированием зданий. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015617996. Дата регистрации: 01.09.2015.

2. Мальцев И.В. Разработка системы управления процессами воздухораспределения в системе тоннельной вентиляции метрополитена // Сборник трудов «Научный потенциал студентов и молодых ученых», 2016. С. 113-116.

3. Волков А.А., Седов А.В., Челышков П.Д. Лабораторный стенд моделирования систем автоматического управления системами вентиляции зданий и комплексов. Патент на промышленный образец № 87283, 2013. Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет».

4. Хоук П.Б., Коберштайн М, Джексон Кеннет Дж и др. Система пожаротушения для системы обогрева, вентиляции и кондиционирования транспортного средства. Патент на изобретение № 2676717, 2019. Патентообладатель: Форд Глобал Технолоджис, ЛПК.

5. Вентиляция и центральное кондиционирование. [Электронный ресурс]. Доступно по: https://bolid.ru/projects/automation-and-dispatching/ventilation/ Ссылка активна на: 19.01.2020.

6. Sewell F.D., Jones B. Heating, ventilation and conditioning unit with automatically controlled water spray air purification system / Environment international. 2016 V. 22. № 2. P. 9.

7. Melkumov V.N., Chuikin S.V. A sheme and method of calculation for ventilation and air conditioning systems of ice arenas // Journal of technology. 2017. V. 32. № 2. pp 139-146.

8. Шведко В.И., Гурьянов Д.В. Моделирование системы вентиляции в системе Desigo insight // Сборник докладов 3 Всероссийской научной конференции «Энергетика. Проблемы и перспективы развития». 2017. С. 304-307.

9. Иванова В.Р., Гараев И.З. Исследование работоспособности асинхронных электродвигателей совместно с преобразователем частоты // Материалы 1 Всероссийской научнопрактической конференции «Проблемы и перспективы развития электроэнергетики и электротехники», 2019. С. 283-286.

10. Ivanova V.R., Fetisov L.V., Bulatov O.A. The analysis of Measurements of Indicators of Quality of the Electric Power and Calculation of Economic Efficiency After Installation of the Booster Transformer 2018. В сборнике: 2018 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon 2019. С. 8602756.

11. Иванова В.Р., Фетисов Л.В. Разработка учебного стенда для эффективной и безопасной эксплуатации резервного электроснабжения на промышленных предприятиях // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2018. № 9-10. С.120-129.

12. Производительный ПЛК М171, дисп, 27I/O, Modbus, 2SSR [Электронный ресурс]. Доступно по: URL: https://www.se.com/ru/ru/ Ссылка активна на: 15.12.2019.

13. Новиков Е.А., Крайнова Е.А., Цыфаркин В.И. Применение учебного стенда для изучения частотных преобразователей в учебном процессе // Сборник трудов конференции «Актуальные вопросы преподавания технических дисциплин». 2016. С. 232-237.

14. Panasetsky D. Simplified variable frequency induction-motor drive model for power system stability studies and control / D. Panasetsky, A. Osaka, D. Sidorov, Li Young // IFAC-Papersonline 2016. T. 49. № 47. pp. 451-456.

15. Роженцова Н.В., Иванова В.Р., Купоросов А.В. Разработка учебно-лабораторного стенда «Автоматизированная система вентиляции» // Материалы 4 Национальной научно-практической конференции «Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно-энергетическом комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве» Т.1. 2018. С. 209-210.

16. Иванова В.Р.,. Киселев И.Н. Частотно-регулируемый привод для энергосбережения и оптимизации технологических процессов в электротехнических комплексах // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2019. Т. 21 № 5. С. 59-70. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-5-59-70

17. Иванова В.Р., Иванов И.Ю. Разработка критериев оценки принимаемых решений в области проектирования, создания и эксплуатации активно-адаптивных электроэнергетических систем // Материалы международной научной конференции «Высокие технологии и инновации в науке». СПб: 2018. С. 112-116.

18. Макаров А.Н.,. Хорошевский Н.Д, Полежаев Н.В., и др. Автоматизированный электропривод с частотным управлением по датчику гидростатического давления // Вестник мащиностроения, № 3, 2017. С. 53-10.

19. NG B.F., Xiong J.W., Wan M.P. Application of acoustic agglomeration to enhance air filtration efficiency in air-conditioning and mechanical ventilation (ACMV) systems / PLOS ONE, 2017. V.12. № 6. pp. 0178851.

20. Gao R., Wen S., Li A., Zhang H., Du W., Deng B. Anovel low-resistance damper for use within a ventilation and air conditionong system based on the control of energy dissipation / Building and environment, 2019. V. 157. Pp. 205-214.

21. Zhuang C., Wang S., Shan K. Adaptive full-range decoupled ventilation strategy and airconditioning systems for cleanrooms and buildings requiring strict humidity control and their perfomance evaluation / Energy, 2019. № 1. Pp 883-896.

22. Иванова В.Р., Новокрещенов В.В. Лабораторный практикум «Автоматизированные системы управления технологическими процессами». КГЭУ. Казань, 2019. 28 с.