HS – Задвижка

палитра схема

Описание

Блок реализует модель какой-либо управляемой арматуры. Модель арматуры устроена следующим образом: блок привносит дополнительное местное сопротивление на один указанный элемент канала, точнее - на гидравлическую связь между указанным элементом и следующим за ним контрольным объемом (следующим элементом канала или узлом, к которому подключен выходной порт канала, если указанный элемент канала последний). Проходное сечение в канале при этом не изменяется.

Задвижка является дочерним для блоков типа HS – Канал и HS – Труба, аналогично блоку "местное сопротивление", т.е. задвижка может устанавливаться только на блоки этих типов, с обязательным указанием элемента канала (или трубы; для сокращения записи далее будем описывать случай с каналом). Общий принцип действия задвижки следующий: установленная на канал задвижка добавляет к местному сопротивлению указанного элемента канала своё значение местного сопротивления, вычисляемое по характеристике задвижки, в соответствии с её текущим положением. Как правило, при полностью открытом положении сопротивление задвижки минимально и близко к 0, при полностью закрытом положении сопротивление бесконечно велико и обычно его указывают в размере 10⁸...10¹², в зависимости от давления, которое необходимо "держать" задвижкой, и величины протечек. Следует иметь в виду, что математическая модель расчетного кода вычисляет ненулевой расход на каждом шаге расчета даже при таком большом значении местного сопротивления, и расход всегда есть. Его величина будет незначительна при закрытой задвижке, но строго нулю никогда не будет равна. То есть закрытая задвижка всегда немного протекает.

Таким образом, входной величиной для модели задвижки является свойство блока State, которое может быть задано в диапазоне от 0% до 100%. Закрытому положению соответствует 0%, полностью открытому 100%. Выходной величиной блока является коэффициент местного сопротивления задвижки ξ (параметр блока _Ksi), значение которого добавляется на каждом шаге расчета к местному сопротивлению указанного элемента канала с номером Element, для корректного вычисления расхода в канале с учётом текущего положения задвижки.

Порты наверх ↑

Блок не имеет входных и выходных портов, должен быть установлен на существующий канал (или трубу) расчетной схемы.

Свойства наверх ↑

Название Имя Описание
Номер элемента Element Номер элемента канала, которому принадлежит задвижка. Задвижка оказывает влияние на гидравлическую связь между элементом с указанным номером и следующим за ним элементом.
Степень открытия, % State Задаваемая текущая степень открытия задвижки. Может задаваться как константой, так и формулой или сигналом из базы данных.
Коэффициент сопротивления при 0% KsiMax Величина ξ максимальная.
Коэффициент сопротивления при 100% KsiMin Величина ξ минимальная.
Тип арматуры Type Влияет только на изображение блока на схеме.
Тип характеристики ChType Способ вычисления ξ в зависимости от State.
Связать с БД? connect_to_db Способ вычисления State и некоторых параметров блока - по заданной константе или формуле в свойствах блока, или по значению сигнала из базы данных с хвостовиком _xq01. См. общее свойство OnRunScript у блока для деталей связи с базой данных.
Название в две строки _NumRows Способ отображения подписи блока. Используется при разработке видеокадров, когда нужно длинное наименование задвижки разместить на двух строках. Влияет только на внешний вид блока на схеме.

Параметры наверх ↑

Название Имя Описание
Сопротивление _Ksi Основной вычисляемый блоком параметр, передается указанному элементу канала в процессе расчета.
Питание сборный is_power Сигнал для инструкторской станции, имеет смысл только при подключении к БД и компоненту БУЗ, испольузется для визуального отображения состояния питания задвижкию
Неисправность сборный is_alarm Сигнал для инструкторской станции, имеет смысл только при подключении к БД и компоненту БУЗ, влияет только на отображение блока.
Состояние сборный is_state Сигнал для инструкторской станции, имеет смысл только при подключении к БД и компоненту БУЗ, влияет только на отображение блока.
Управление сборный is_control Сигнал для инструкторской станции, имеет смысл только при подключении к БД и компоненту БУЗ, влияет только на отображение блока.
Отказ введён mf Сигнал для инструкторской станции, имеет смысл только при подключении к БД и компоненту БУЗ, влияет только на отображение блока.

Математическая модель наверх ↑

В зависимости от выбранного типа характеристики (линейная по расходу, равнопроцентная по расходу, линейная по коэффициенту сопротивления, гильотинная, или пользовательская характеристика из файла), модель реализует различную зависимость местного сопротивления ξ от текущего положения State: ξ = f(State). Для всех типов характеристик, кроме пользовательской, важными являются значения свойств блока KsiMin и KsiMax.

Сначала вычисляется относительное положение задвижки h , которое ограничивается диапазоном от 0 до 1, включительно:

Далее, в зависимости от выбранного типа характеристики, производится вычисление местного сопротивления задвижки.

А) Для линейной характеристики (по расходу) h ограничивается минимальным значением:

коэффициент местного сопротивления вычисляется обратно пропорционально квадрату h:

Б) Для равнопроцентной характеристики (по расходу):

В) Для линейной по коэффициенту сопротивления характеристики:

Г) Для гильотинной характеристики задвижки h ограничивается минимальным значением:

Д) Для пользовательской характеристики, при помощи линейной интерполяции по таблице вычисляется ξ в зависимости от текущего положения State (свойства KsiMin и KsiMax при этом не учитываются).

На рисунках ниже приведены сравнительные графики характеристик задвижки, в линейном масштабе и в логарифмическом по ξ (для линейного масштаба верхний предел ограничен 10¹⁰, отрезана часть пользовательской характеристики, которая уходит в область 10¹²). Видно, что даже минимальное открытие задвижки на 1-2% приводит к сильному падению сопротивления для всех характеристик кроме линейной по ξ и равнопроцентной. Поэтому к выбору характеристики следует подходить аккуратно - в режимах, где требуется регулирование в широком диапазоне от 0 до 100%, следует поставить равнопроцентную или линейную по ξ характеристику. Либо задаться своей, адекватно описывающей геометрию и гидравличскую характеристику требуемого регулирующего органа.

Свойство Type (тип арматуры) влияет исключительно на внешний вид блока, размещенного на схеме.

Если установлено свойство connect_to_db (связь с базой данных) в 1 (Да), то на каждом шаге расчета свойству State будет присвоено значение сигнала с хвостовиком _xq01 из соответствующей категории и группы сигналов базы данных, см. скрипт OnRunScript в общих свойствах блока задвижки. Таким образом, управление арматурой будет происходить в соответствии со значением сигнала базы данных.

Практика применения блока следующая: либо в ручном режиме непосредственно в процессе моделирования можно менять положение задвижки, задавая новые значения свойству State (вручную), и наблюдать за результатом; либо можно в поле формула этого свойства вставить какое-то выражение (или имя сигнала проекта, базы данных - в этом варианте тоже будет реализована связь с базой данных); либо включить свойство connect_to_db и управление "передать" автоматическому скрипту связи с базой данных.

Связанные страницы