Автоматизация системы управления холодильной установкой (стр. 4 из 5)
Давление кипения P0 определяет температуру кипящей жидкости Q0. В данном случае нагрузкой является количество пара, образуемого при кипении хладагента в испарителе, регулирующее воздействие - количество пара, отводимое компрессором. Так как установка работает в одном режиме, т.е. значение нагрузки можно принять постоянным, поэтому можно обойтись ручным регулированием.Для получения информации о значении давления кипения Ро хладагента используем датчик давления (МИДА-ДВ-13П) с выходным сигналом в диапазоне 0..5mА.
Уровень жидкости в циркуляционном ресивере должен быть в пределах 0,75-0,35 высоты ресивера: при повышении уровня жидкость может попасть в компрессор, а при снижении нарушится подача жидкости в испаритель и может выйти из строя насос. В данном случае нагрузка -количество жидкости, выкипающей в испарителе, регулирующее воздействие - подача жидкости через РВ. В связи с незначительными изменением нагрузки использование автоматического регулирования здесь не целесообразно.
Для измерения уровня используем уровнемер буйковый УБ-ЭМ1. Он имеет унифицированный токовый выходной сигнал, который от уровнемера поступает сразу на S7-200, что повышает точность измерения (класс точности прибора 1,5) и надежность системы в целом, за счет снижения количества приборов (исключаем нормирующие преобразователи).
1.12 Описание функциональной схемы АСУ
Как уже отмечалось выше, система имеет двухуровневую структуру управления с координирующей подсистемой на верхнем уровне.
Для регулирования заполнения испарителя хладагентом применяется пропорциональный регулятор перегрева, называемый терморегулирующим вентилем (1а).
Температура на выходе из испарителя воспринимается термобаллоном манометрической термосистемы. Наполнитель термосистемы выбран таким образом, что когда температура на выходе из испарителя равна температуре кипения хладагента (при 100%-ном заполнении испарителя жидкостью), давление Ртб= Ро, где Ртб-давление в термобаллоне. При выполнении равенства давлений, под действием пружины соответствующий клапан закрывает подачу жидкости из конденсатора в испаритель. При возникновении рассогласования между Ртби Роклапан открывается.
Для передачи информации об уровне заполнения испарителя на верхний уровень управления: используем два термопреобразователя (2а, За), установленные соответственно на выходе и входе в испаритель. В зависимости от изменения температуры, изменяется электрический выходной сигнал (0..5) mA, затем информация поступает в S7-200, где она обрабатывается и результаты обработки предоставляются оператору.
Температуру продукта измеряем термопреобразователем (4а), выходной сигнал которого (0..5)mА поступает на S7-200, где информация обрабатывается и результаты в виде сообщения об окончании технологического процесса (охлаждения продукта) выдается оператору.
Температуру в холодильной камере измеряем термопреобразователем (5а) сигнал которого (0..5)mА, поступает на вход S7-200, где информация обрабатывается и выдается численное значение температуры в холодильной камере.
Давление в конденсаторе измеряем унифицированным датчиком давления (6а). В зависимости от изменения давления изменяется выходной сигнал датчика (0..5)mА, который поступает на вход S7-200, где обрабатывается и выдается численное значение давления в конденсаторе, которое контролируется оператором.
Давление кипения хладагента измеряем унифицированным датчиком давления (7а). В зависимости от изменения давления изменяется выходной сигнал датчика, который поступает на вход S7-200, где обрабатывается и выдается численное значение давления кипения хладагента.
Для измерения уровня жидкости в циркуляционном ресивере используем буйковый уровнемер (8а) выходной сигнал которого поступает на вход S7-200, где происходит его обработка, после чего выдается значение уровня жидкости в циркуляционном ресивере и рекомендации по его регулированию.
2 Календарное планирование производства
2.1 Постановка задачи
На машиностроительном предприятии имеется два обрабатывающих станка, на которых необходимо обрабатывать 4 детали так, чтобы суммарное время их обработки было минимальным.
Целевая функция для этого случая имеет вид
(2.1)где ti,j - время обработки на i - станке j – детали.
Даны матрицы последовательности Qi,j(g) и длительности Ti,j(ti,j) обработки деталей
Таким образом мы имеем задачу Джонсона (задача о двух станках).
При решении необходимо составить линейную диаграмму Ганта, схемы-графы обработки, записать алгоритм решения в виде таблицы состояний.
Дополнительно определить:
- суммарное время простоя i - го станка, 
- суммарное время простоя j – й детали, 
- суммарное время простоя 2 станков, - суммарное время ожидания п=4 деталей.Дополнительные условия и ограничения:
1 Маршрут обработки j - й детали в общем случае различен и задан жестко (в нашем случае маршруты одинаковы).
2 Длительность обработки j - й детали на j - м станке в общем случае различна, время переналадки не учитывается.
3 Ограничения на сроки ожидания i - го станка и j - ой детали отсутствуют, приоритетов нет.
4 Ограничения на сроки выпуска j - ой детали отсутствуют, приоритетов нет.
5 Для каждой j - ой детали все операции, входящие в технологический маршрут должны быть выполнены и только один раз.
6 На каждом i - ом станке обрабатывается не более одной детали.
2.2 Решение задачи
По условию задачи мы имеем два станка, а маршруты обработки заданы жестко и вес одинаковы, а именно деталь сначала поступает на первый станок, затем на второй. Таким образом мы имеем задачу Джонсона (задача о двух станках). Обозначим:
Аj - время обработки j - ой детали на 1 станке;
Вj - время обработки j - ой детали на 2 станке.
Составим схемы-графы обработки
Рисунок 2.1 - Схема-граф обработки
Для определения последовательности обработки деталей просматриваем все значения A j и В j и находим любое из них минимальное. Если минимальное время получилось на первом станке, то такая деталь отправляется на обработку первой, если минимальное время получилось на втором станке, то такая деталь поступает на обработку последней. Строка, соответствующая рассмотренной детали, вычеркивается.
Таким образом, получили оптимальную в смысле критерия минимальной длительности обработки всей партии, последовательность обработки деталей.
Найдем последовательность обработки деталей на станках аналитическим способом. Для этого находим наименьшую по временным затратам стадию обработки детали на 1-ом станке.
Таблица 2.1 - Последовательность обработки деталей
| Деталь | А | В |
| 1 | 5 | 2 |
| 2 | 3 | 4 |
| 3 | 8 | 5 |
| 4 | 12 | 7 |
Первой на обработку поступает вторая деталь, затем четвертая, после третья, а за ней первая деталь. Составим линейную диаграмму Ганта.
Рисунок 2.2 - Линейная диаграмма ГантаМатрица планов:
Матрицы времен начала каждой деталеоперации:
Суммарное время простоя каждого станка Тпр.ст:
Тпр. 1ст. = 0;
Тпр. 2ст. = 4;
Суммарное время простоя всех станков:
Тпр. всех ст. = 4.
Суммарное время ожидания для каждой детали Тож:
Тож.1 = 21;
Тож2 = 4;
Тож3 = 8;
Тож4 = 0.
Суммарное время ожидания для всех деталей:
Тож. = 33.
Суммарное время обработки всей партии деталей
Рассмотрим альтернативный вариант запуска деталей:
Рисунок 2.3 - Альтернативная диаграмма ГантаМатрица планов:
Матрицы времен начала каждой деталеоперации:
Суммарное время простоя каждого станка Тпр.ст:
Тпр. 1ст. = 0;
Тпр. 2ст. = 0;
Суммарное время простоя всех станков:
Тпр. всех ст. = 0.
Суммарное время ожидания для каждой детали Тож:
Тож.1 = 1;
Тож2 = 10;
Тож3 = 1;
Тож4 = 2.
Суммарное время ожидания для всех деталей:
Тож. = 14.