Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
21
Добавлен:
23.02.2014
Размер:
1.01 Mб
Скачать

2 Выбор и обоснование выбора элементной базы

ЛОКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

2.1 Выбор микропроцессора

S7-300 - это микропроцессоры, предназначенные для решения широкого круга задач автоматического управления. Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, комбинированное использование систем локального и распределенного ввода-вывода, мощные коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем управления в различных областях промышленного производства. Особенностью микропроцессора являются встроенные аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи. Исходя из требуемых технических характеристик и экономической эффективности, выбираем процессор S7-300.

Технические характеристики микропроцессора S7-300:

  • максимальная тактовая частота, МГц 33;

  • ОЗУ для программ и данных, кб 32;

  • время выполнения двоичных команд, мкс 0,6;

  • счетчики/таймеры 32/64;

  • цифровые входы/выходы 128/16;

  • аналоговые входы/выходы 32;

  • напряжение питания, В 5.5…12;

  • рабочий интервал температур, ºС - 55...+125.

Передаточная функция цифрового устройства микропроцессор является стандартной и имеет вид:

(1)

2.2 Выбор ветротурбины

Существует большое разнообразие конструкций ветротурбин, но по принципу работы их можно разбить на два основных типа: работающие за счет сил давления ветра (парусные) и за счет подъемной силы крыла (пропеллерные и Дарье). Наибольшее применение и развитие на сегодняшний день получили ветроагрегаты, работающие за счет подъемной силы крыла. Они имеют сравнительно высокий коэффициент использования энергии ветра 0,45.

Таблица 1 – Характеристики ветротурбин различных марок

Диаметр, м

Марка  

Мощность, кВт

Масса, кг

Скорость ветра, м/с

Частота вращения, об/мин

мин.

ном.

макс.

1,2

Т600-48

1

1,6

3

11

30

300

3,75

Espero

5

25

3,5

10

50

115

5

Nasa 63

20

40

3,5

12

50

125

3,1

USW56-100

100

3,7

2,5

7,5

45

330

Проведя сравнительный анализ среди различных ветротурбин, выберем ветротурбину марки USW 56-100, которая на сегодняшний день является образцом, удачно сочетающим высокий уровень технологии, высокую надежность, простоту обслуживания, высокое качество и дешевизну вырабатываемой электроэнергии, за счет малого веса, высокой мощности и частоты вращения.

Таблица 2 – Рабочие характеристтики ветротурбины USW 56-100

Характеристика

Значение

1

2

Номинальная мощность, кВт

100

Минимальная стартовая скорость ветра, м/сек

2,5

Номинальная скорость ветра, м/сек

7,5

Продолжение таблицы 2

1

2

Максимальная эксплуатационная скорость ветра, м/сек

45

Диаметр, м

3,1

Количество лопастей, шт.

3

Номинальная частота вращения, об/мин

330

Материал лопастей

стеклопластик

Направление вращения

По часовой стрелке

Ориентация по ветру

Пассивная, свободное рыскание

Передаточная функция ветротурбины имеет вид:

, (2)

где Т0 – постоянная времени ветротурбины.

Частота вращения равна:

Величины ρ0 и τ определяются следующими формулами:

(3)

(4)

где а – скорость распространения лобового удара;

- перемещение управляющего органа;

V0 – номинальная скорость ветра;

у0 – давление ветра на лопасти;

η – коэффициент трения.

Скорость распространения лобового удара определяется по формуле:

, (5)

где d=3,1 м – диаметр ветротурбины;

е=0,3 м – толщина стенок лопастей;

Ежтр=0,01 – коэффициент, определенный для лопастей из стеклопластика.

Тогда:

(6)

Номинальная скорость ветра составляет V0= 7,5 м/с, а давление ветра на лопасти – у0=1·103 Па, тогда:

Рассчитаем величину гиперболического тангенса:

(7)

Тогда передаточная функция гидротурбины примет вид:

(8)

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.