3

ВСТУП

Стисле повітря для механізації і автоматизації різних виробничих процесів в промисловості і на транспорті використовується вже більше сторіччя. В даний час він найширше застосовується при створенні приладів і систем автоматичного контролю і управління технологічними процесами металургійних, газових, нафтопереробних і хімічних підприємств, а також на електростанціях.

При рішенні завдань автоматизації разом з електричними і електронними засобами широко застосовується пневмоавтоматика. Пневмоавтоматика – область техніки управління, що охоплює принципи і пристрої, вживані для побудови засобів і систем автоматичного контролю і управління, що використовують в роботі різні ефекти газостатики і газодинаміки. У таких галузях промисловості, як хімічна, нафтопереробна, газова, харчова та інші, пневмоавтоматика є основним засобом автоматизації. Це пов'язано з високим ступенем надійності пневматичної апаратури, з простотою її обслуговування, порівняльною дешевизною, непримхливістю. Властиве пневмоавтоматиці низька швидкодія, звичайно, обмежує область її доцільного застосування, проте у багатьох випадках це обмеження не має істотного значення. Зокрема, системи автоматичного управління в галузях промисловості, в яких пневмоавтоматика є основним засобом, не повинні мати дуже високої швидкодії, оскільки керовані цими системами технологічні процеси належать до процесів, що повільно протікають.

В кінці 50-х років двадцятого століття було запропоновано застосувати елементний принцип для конструювання пневматичних приладів. Згідно цьому принципу, кожен новий пневматичний прилад або система створювалися не у вигляді спеціальної конструкції, а збиралися з пневмоелементів універсального призначення. Для застосування цього принципу необхідно було мати достатньо повний набір аналогових і дискретних елементів, що визначає функціональні можливості апаратури і засобу для їх оперативного монтажу в схеми. Тому була розроблена система УСЕППА. (універсальна система елементів промислової пневмоавтоматики), побудована на базі типових ланок, що виконують елементарні операції. Всі елементи, складові системи, мали уніфіковане розташування входів і виходів, а монтаж приладів здійснювався за допомогою набору монтажних плат, на яких друкарським способом наносилися комунікаційні канали. Елементний принцип побудови приладів дозволяв будувати будь-які однотактні і багатотактні релейні схеми, пристрої пневматичної телемеханіки з кодуванням і декодуванням сигналів, безперервні і дискретні регулюючі пристрої з складними законами регулювання, системи автоматичної оптимізації і різні схеми комплексної автоматизації, що містять сотні і тисячі елементів.

Актуальність роботи

Із застосуванням в пневмоавтоматиці елементного принципу, який був реалізований у вигляді Універсальної системи елементів промислової пневмоавтоматики (УСЕППА) створення нового пристрою, що управляв, зводиться до відробітку його схеми, в укомплектовування пристрою стандартними елементами і виготовлення плат, що забезпечують комутацію між елементами.

Елементний принцип і система УСЕППА. радикально змінили можливості пневмоавтоматики і вивели її за рамки традиційних областей застосування. В даний час широко розвинені системи пневмоавтоматики, які використовуються в різних галузях машинобудування, гірською, деревообробною, текстильною і інших галузях промисловості, в медичному приладобудуванні і т.д.

Створена під впливом цих ідей УСЕППА. має наступні відмітні особливості:

1. Елементи системи уніфіковані; один і той же елемент може багато разів застосовуватися в одній схемі і може бути використаний в схемах самих різних приладів;

2. Набір елементів, створюючих УСЕППА., є функціонально повним, оскільки включає набір елементів достатній для побудови будь-якого пристрою безперервної дії, будь-якої релейної схеми і будь-якого пристрою безперервно-дискретної дії, що управляє;

3. Елементи, створюючі УСЕППА., прості по конструкції і технології виготовлення, порівняно компактні. Це пов'язано з тим, що система побудована так, що кожен елемент в ній виконує просту операцію. Важлива властивість елементів системи — їх завершеність;

4. Монтаж елементів УСЕППА. в схеми вводиться на спеціальних пластинах (платах). Всі комутації між елементами здійснюються за допомогою каналів, плат, що проходять усередині.

Однак, у літературі відсутні повні математичні моделі гідромеханічних процесів в елементі УСЕППА, елементу що реалізовує логічну функцію «НІ» по дросельній схемі. Тому в курсовому проекті розглянуті питання створення такої моделі.

Мета і завдання дослідження.

Метою курсової роботи є розробка лінійної математичної моделі динамічних характеристик елементу, що реалізовує логічну функцію «НІ» по дросельній схемі.

Для досягнення поставлених цілей сформулюємо наступні завдання:

1. проаналізувати характеристики існуючих пневматичних елементів;

2. розробити принципову і розрахункову схеми дросельної схеми елементу, що реалізовує логічну функцію «НІ»;

3. розробити математичну модель гідравлічних процесів досліджуваного елементу;

4. виконати лініарізацію математичної моделі;

5. реалізувати математичну модель у пакеті прикладного програмування Simulink;

6. виконати пробні розрахунки і показати адекватність отриманої моделі.

Об'єкт дослідження:елемент, що реалізує логічну функцію «НІ» по дросельній схемі.

Предмет дослідження: динамічні характеристики, елементу що реалізовує логічну функцію «НІ» дросельної схеми.

Методи дослідження: основним методом дослідження є математичне моделювання гідромеханічних процесів, елемент, що реалізує логічну функцію «НІ» по дросельній схемі.

Наукова новизна:показана можливість використання пакету прикладного програмування Simulink для дослідження динамічних характеристик елементу, що реалізує логічну функцію «НІ» по дросельній схемі.

Практичне знання отриманих результатів: полягає у визначенні геометричних параметрів елементу, що реалізує логічну функцію «НІ» по дросельній схемі, що забезпечують мінімальний час перехідного процесу.

Особистий внесок: полягає в розробці математичної моделі аеродинамічних процесів елементу, що реалізує логічну функцію «НІ» по дросельній схемі, оптимізації його геометричних параметрів.