Предложения по разработке перспективного облика воздушной системы обеспечения теплового режима объектов термостатирования (Продолжение. Начало в №7, 2011 г.)
Требования к алгоритму управления адаптивной ВСОТР
Для адаптивной ВСОТР должен быть разработан принципиально новый алгоритм управления. Структура такого алгоритма показана ниже на рисунке. В общем виде она включает в себя верхний уровень управления, локальный уровень управления и связь между этими уровнями.
На верхнем уровне управления в любой момент времени определяется фактическое термодинамическое состояние ВСОТР и объекта термостатирования. Для этого производятся замеры необходимых термодинамических параметров воздуха в соответствующих точках (блок 1). Для ответа на вопросы: что, где и когда следует замерять, с какой периодичностью и какими техническими средствами измерений, — потребуется разработка соответствующей методики проведения замеров. По результатам этих замеров определяются фактические термодинамические параметры воздуха (параметры в точке Уфакт) в объекте термостатирования (блок 2), а также рассчитываются возмущающие воздействия, объединенные в соответствующий вектор и представляющие собой реальные тепловлажностные нагрузки на ВСОТР в момент проведения замеров (блок 3). В общем случае возмущающие воздействия включают в себя следующие составляющие: ={f1, f2, f3, f4, f5, f6}, где: f1 — возмущающие воздействия на входе в систему, обусловленные изменением параметров климата;
f2 — возмущающие воздействия, обусловленные изменением в объекте термостатирования тепловлажностной нагрузки qП , WП (значения qП и WП являются результатом совместного воздействия наружных теплопоступлений (теплопотерь) qнар и внутренних тепловлагоизбытков qвн , wВН );
f3–f6 — возмущающие воздействия, обусловленные изменением параметров воздуха в сетях его транспортировки, а именно: f3 — в сети наружного воздуха, f4 , f5 — в сети воздуха I и II рециркуляции, f6 — в сети приточного воздуха.
Для выполнения процедуры в блоке 3 потребуется разработка методики определения количественных характеристик возмущающих воздействий на основе результатов измерений, поскольку фактические возмущающие воздействия , имеющие место в данный момент времени, могут быть определены только экспериментальным путем на основе замеров, и попытки использовать для этого аналитические зависимости не являются результативными.
На основе полученных расчетных данных о возмущениях определяется оптимальный режим функционирования ВСОТР при таких нагрузках (блок 4). Для этого в блоке 4 устанавливаются корреляционные связи между возмущениями и теми оптимальными управляющими воздействиями в виде расчетных значений для регулируемых параметров в каждой из подсистем ВСОТР, которые должны иметь место при возмущениях . (Установление этих корреляционных связей является ключевым звеном при функционировании адаптивной системы, поэтому эта взаимосвязь будет продемонстрирована в числах в разделе «Требования к технологической схеме обработки воздуха в ВСОТР».)
Расчетная информация, полученная в блоке 4, включает в себя следующее:
- расчетную зону, к которой относится точка наружного климата (блок 5);
- термодинамические параметры расчетной точки Урасч, в которой должны находиться параметры воздушной среды в объекте термостатирования при возмущениях (блок 6);
- расчетные значения для регулируемых параметров верхнего уровня , представленные в виде составляющих вектора (блок 7).
Информация, представленная в блоках 2, 5 и 6, предназначена для определения наступления события «расчетный момент времени наступил» (блок 8), при котором возникает необходимость в передаче полученной информации о векторе на локальный уровень управления (на уровень подсистем) для перенастройки уставок в подсистемах ВСОТР (содержание блока 8 подробно раскрыто в [4]).
Если расчетный момент времени наступил, т. е. условие в блоке 9 выполняется, то информация о векторе передается с верхнего уровня управления на локальный в виде двух векторов — 1 и 2 (блок 10). При этом информация о векторе 1 остается без изменений, а вектор 2 трансформируется в моделях локального уровня (блок 11) в вектор 2*, при определении составляющих которого учитываются принятые способы регулирования в подсистемах. Если же расчетный момент времени не наступил, т. е. условие в блоке 9 не выполняется, то верхний и локальный уровни управления функционируют автономно друг от друга.
Необходимость в разработке моделей локального уровня (блок 11) обусловлена следующим. Регулируемые параметры верхнего уровня управления подразделяются на две группы: ={1 , 2}. Для составляющих вектора 1 информация об их расчетных значениях в виде вектора 1 используется на локальном уровне в качестве уставок, а сами регулируемые параметры, входящие в вектор 1 , именно таковыми и являются, поскольку используются непосредственно при организации регулирования на локальном уровне. Для составляющих вектора 2 информация об их расчетных значениях в виде вектора 2 используется в моделях локального уровня в качестве исходной, а сами регулируемые параметры, входящие в вектор 2 , трансформируются с учетом уже особенностей способов регулирования, принятых в подсистемах, в регулируемые параметры локального уровня, которые объединяются в вектор 2*.
Расчетные значения для составляющих вектора объединены в вектор 2* и определяются на локальном уровне на основе информации о векторе 2 , переданной с верхнего уровня управления, а также с учетом особенностей регулирования в подсистемах. Составляющие векторов 1 и 2* являются непосредственно уставками для локального уровня.
Таким образом, разработка математических моделей локального уровня требуется для того, чтобы вектор регулируемых параметров 2 и вектор его расчетных значений 2 трансформировать в соответствующие векторы 2* и 2*.
На локальном уровне задача управления сводится к простому регулированию одновременно в каждой из подсистем одного или нескольких регулируемых параметров. При этом регулирование в подсистемах осуществляется по отклонению , где — вектор отклонений регулируемых параметров {1 , 2*} от их расчетных значений {1 , 2*}, а все регулируемые параметры {1 , 2*} регулируются одновременно и независимо друг от друга во всех подсистемах ВСОТР.
Результатом решения задачи локального уровня управления является приведение режима функционирования ВСОТР в соответствие с фактическими возмущающими воздействиями . При этом фактические параметры воздуха в объекте термостатирования, характеризующиеся точкой Уфакт, будут соответствовать расчетным параметрам, характеризующимся точкой Урасч.
Система автоматического управления ВСОТР, использующая описанный алгоритм, приобретает свойство приспосабливаться к изменению стохастически действующего фактора путем управления оптимальным режимом функционирования ВСОТР за счет корректировки расчетных значений регулируемых параметров.
Продолжение. Начало в №7, 2011 г.
(Продолжение следует)
Литература
1. Указ Президента РФ №889 от 04.06.2008 г. «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики». Собрание законодательства РФ, №23, 2008 г.
2. Коченков Н. В., Кобышева Н. В., Клюева М. В. «Энергосберегающие режимы в СКВ и характеристика климата — взаимосвязанные задачи» // «Инженерные системы», №3, 2006 г.
3. СНИП 23-01-99* «Строительная климатология». — М.: ФГУП ЦПП, 2005 г.
4. Коченков Н. В. «Энергосберегающие режимы систем кондиционирования воздуха». Моногр. Ч. 1 «СКВ, обслуживающие помещения с однохарактерными нагрузками». — СПб.: ВКА им. А. Ф. Можайского, 2009 г.
| Автор: Н. В. Коченков Дата: 28.11.2011 Журнал Стройпрофиль 8-11 Рубрика: вентиляция и кондиционирование Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |  |