Модель водонагревательной системы с рециркуляцией

Описание демо-примера

Расположение

SimInTech\Demo\Конечные автоматы\Модель водонагревательной системы с рециркуляцией горячей воды\Модель водонагревательной системы

Описание

В данном примере демонстрируется работа блоков библиотеки "Конечные автоматы", предназначенных для задания алгоритмов работы конечных автоматов и условий перехода в другие состояния.

Водонагревательная система состоит из нагревателя объемом 25 л, осуществляющего нагрев воды в системе, и рециркуляционного насоса, обеспечивающего движение воды. Насос включается вместе с нагревателем и продолжает работать после его выключения в течении 30 секунд. Нагреватель не может работать без насоса.

Блоки "В память" и "Константа", находящиеся в области "Параметры системы", задают скорости изменения температуры воды в зависимости от режима работы системы. Режим работы зависит от состояния оборудования:
  • если нагреватель и насос "Включены", то система в режиме "Включено";
  • если нагревать "Выключен", и насос "Включен", то система в режиме "Поддержание";
  • если нагреватель и насос "Выключены", то система в режиме "Выключено".

Перемещая ползунок примитива "Линейная шкала", находящегося в области "Управление температурой" возможно изменять температуру воды, которую необходимо поддерживать, Tset.

Прим.:
Для перемещения ползунка необходимо, чтобы расчетная схема была в режиме "Индикации".
Блок "КА - Карта состояний" с подписью "Регулятор" содержит систему управления включением и выключением насоса и нагревателя. Блок "Релейное неоднозначное (гистерезис)" осуществляет переход в следующее состояние в зависимости от разницы между текущей температурой воды T и заданной Tset, ΔT. Гистерезис позволяет поддерживать температуру воды с точностью ±1 °C. Это необходимо, чтобы система не переходила в режим ШИМ-регулирования. Правила перехода между состояниями приведены на рисунке (Рисунок 1).


Рис. 1. Правила перехода между состояниями

С помощью блоков "Константа", "Оператор НЕ" и "КА - Выход данных состояния" осуществляется вывод данных о состоянии оборудования, пока конечный автомат находится в определенном состоянии. В блоке "КА - Состояние автомата" с подписью "Поддержание" находится блок "КА - Выдержка состояния", который устанавливает время нахождения системы в данном режиме.

В субмодели с подписью "Нагревательная система" находится модель водонагревательной системы. В зависимости от состояний насоса и нагревателя, включены они, или выключены, изменяется температура T воды со скоростью, заданной в области "Параметры системы".

При запуске проекта на расчет система начнет нагревать воду до Tset = 50 °C. Примерно через 340 секунд после начала расчета система перейдет в режим "Поддержание". По истечении 30 секунд она выключится и будет неактивна, пока ΔT > 1. Через 100 секунд, когда ΔT < -1, она снова включится. Таким образом, система поддерживает заданную температуру воды в пределах 1 °C. На графике "Сравнительный график температур" представлен график изменения температуры (Рисунок 2).


Рис. 2. График изменения температуры воды в системе
Прим.:
Полученный по итогам моделирования график может отличаться от представленного на рисунке (Рисунке 2), если до и/или во время расчетов была изменена заданная температура Tset.

Используемые блоки