Содержание:

Кафедра: Автоматизации производственных процессов 1

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 1

Тема: Математическое моделирование системы автоматического управления 1

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 2

Аннотация 3

Содержание: 4

Введение 5

1.1 Определение цели моделирования 6

1.2 Этапы процесса моделирования 6

1.3 Описание объекта 6

1.4 Проверка адекватности модели 7

1.5 Определение режимов работы объекта 7

2.1 Выбор класса модели и языков описания 9

2.2 Составление уравнений, описывающих заданные режимы работы объекта 9

2.3 Моделирование заданных режимов 13

2.3.1 Нахождение рабочей точки насосов ШВУ 13

2.3.2 Режим нормального водопритока 15

2.3.3 Режим максимального водопритока 18

2.4 Построение графа конечного автомата Мура. 20

2.5 Техническая реализация 21

Заключение 24

Список использованной литературы: 25

Введение

На шахтах при разработке обводненных месторождений, а также при повышенном водопритоке усложнилась проблема водоотлива. Современный водоотлив характеризуется дорогостоящими мероприятиями на проходку водоотливного комплекса горных выработок, применением дорогостоящего электромеханического оборудования, существенными затратами на ремонт и обслуживание, а также большими затратами на электроэнергию (до 45% от общего расхода горным предприятием).

Проникновение шахтных вод в выработки снижает устойчивость горных пород, что может привести к их внезапному обрушению и затоплению шахты, поэтому существует постоянная необходимость проведения сложных работ по предупреждению их поступления. Для удаления вод применяются шахтные водоотливные установки, требующие больших капиталовложений, составляющих до 20% всех капиталовложений на строительство горного предприятия и затрат в период эксплуатации.

Глава 1. Постановка задачи

1.1 Определение цели моделирования

Цель данного моделирования:

1. отработка параметров блока САУ насосами водоотливной установки.

2. построение блока САУ, управляющей электродвигателями насосов главного водоотлива.

3. определение структуры и последовательности действий элементов блока САУ.

1.2 Этапы процесса моделирования

Имеются следующие этапы процесса моделирования:

1. постановка задачи

2. построение модели

3. проведение экспериментов с моделью (прогноз поведения объекта)

1.3 Описание объекта

Одной из важнейших систем обеспечения жизнедеятельности и безопасности шахт является система откачки воды. Вода, поступающая в горные выработки, стекает по водоотливным канавкам в водосборник, откуда выкачивается насосами шахтной водоотливной установки (ШВУ) на поверхность. Главная задача автоматизированной ШВУ - поддержание уровня воды в водосборнике в заданных пределах. Решение этой задачи осложняется требованиями правил безопасности (ПБ), согласно которым запрещено постоянное нахождение людей в помещении насосной, а также колебаниями величины водопритока. Чтобы ШВУ могла справляться с колебаниями водопритока, по ПБ необходимо выбирать производительность насосов по максимальному водопритоку с запасом на 20%, причём рабочий объём водосборника должен быть не менее четырёхчасового максимального водопритока. Кроме того, согласно ПБ должна быть резервная группа насосов, количество которых равно количеству насосов рабочей группы и один насос – в ремонте, то есть предусматривается 100% резерв по производительности насосов главной ШВУ. Все насосы главного водоотлива должны быть однотипными, минимальное количество их должно быть равно 2.

Контроль за уровнем воды в водосборнике осуществляется с помощью электродных датчиков, устанавливаемых на разной высоте в водосборнике. Обычно с аппаратурой УАВ и ВАВ, используемой для автоматизации ШВУ, поставляется 4 датчика, контролирующих уровень воды в четырёх точках водосборника (нижний, верхний, повышенный и аварийный уровень). Автоматическое управление откачкой воды осуществляется путём включения и выключения электродвигателей насосов главной ШВУ в зависимости от уровня воды в водосборнике.

Объектом моделирования является основной блок САУ, управляющий работой электродвигателей насосов. ШВУ в своём составе имеет 5 насосов главного водоотлива (2 насоса из рабочей группы, 2 насоса из резервной группы и 1 насос – ремонтный). Тип насосов – ЦНС 300-600 с трёхфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором, напряжение питания

U_пит. =6000 В, мощностью Р=500 кВт, n=2950 .