Розроблення автоматизованої системи керування водогрійним котлом

Abstract

У магістерській роботі розглянуто проблему розроблення системи автоматичного регулювання газової водонагрівальної котельні. В технологічній частині проведено аналіз принципу роботи водогрійного котла, визначено основні технічні характеристики об’єкта автоматизації та сформульовано вимоги до системи керування. Розроблено функціональну схему автоматизації, що відображає структуру інформаційних та керуючих зв’язків між технологічним обладнанням та засобами автоматизації. Для побудови математичної моделі котла використано інструменти MATLAB System Identification Toolbox, що дозволило виконати структурну та параметричну ідентифікацію об’єкта. На основі отриманої моделі проведено моделювання роботи розімкненої та замкненої системи автоматичного керування, а також дослідження стійкості за першим методом Ляпунова. У межах синтезу системи керування реалізовано налаштування регуляторів за методом Циглера—Нікольса (ZN1) та генетичним алгоритмом. Виконано порівняльний аналіз отриманих результатів, що показав переваги використання генетичного алгоритму для оптимізації параметрів регулювання. Сформульовано критерії якості та запропоновано алгоритми визначення параметрів регуляторів. Отримані результати можуть бути використані для підвищення ефективності роботи газових водонагрівальних котелень та оптимізації сучасних систем автоматичного керування технологічними процесами.