1

Cuprins1. Instalatii de hidranti22. Introducere in Automatica.62.1 Obiect de reglare.62.2 Regulatoare automate.73.Sarcina.93.1 Introducere93.2 Obiectul de reglare.93.3 Acordarea regulatoarelor.103.4 Analiza stabilitatii SA.123.5 Modelul matematic discret al SA.153.6 Construirea procesului tranzitoriu al SAD.164. Bibliografie18

1. Instalatii de hidrantiUtilizari: In alimentarea cu apa la stingerea incendiilor, in zonele industriale si cladiri.Clasificarea hidrantilor:Hidranti de interior

Hidrant interior 2 bronzHidrant interior 2 fontaHidrant gradina 1

Hidranti exteriori Hidranti subterani: - Coloana hidrantului confectionata din otel inox/fonta - Capul hidrantului si cutia ventilului confectionate din fonta. - Acoperire anticoroziva prin vopsire cu pulbere epoxi, avizata alimentar. - Prezinta autogolire si protectie la inghet. Hidrantul subteran se executa in doua variante:- DN80 cu racord de ghidare DN65- DN100 cu racord de ghidare DN100

Hidrant subteranCutie protectie pentru hidrantul subteranPicior cu flansaCuplaje si adaptoare cu flanse

Hidranti supraterani: -Coloana hidrantului confectionata din otel inox/ fonta iar capul hidrantului si cutia ventilului sunt confectionate din fonta; -In caz de lovire accidentala a partii supraterane suruburile de siguranta se foarfeca fara sa fie afectat sistemul de inchidere; -Acoperire anticoroziva prin vopsire cu pulbere epoxi, avizata alimentar;-Prezinta autogolire si protectie la inghet.

DN80 - cu 2 iesiri tip B

DN100- tip A - cu 2 iesiri tip B - tip B - cu 2 iesiri tip B si 1 iesire tip A

Hidrant suprateran retezabilHidrant suprateran cu 2 iesiri tip B si 1 iesire tip A Hidrant suprateran neretezabil

NrDenumire pieseMaterial

1. Corp ventilfonta cenusie

2. Suport scaunaliaj Cu

3. Scaunaliaj Cu

4. AxInox cu min 11.5% Cr

5. Coloana inferioarafonta cenusie

6. Tijaotel carbon

7. Coloana superioarafonta cenusie

8. Racord G4aluminiu

9. Racord infundatAluminiu

10. Racord infundatAluminiu

11. Racord G21/2Aluminiu

12. Cutie etansarefonta cenusie

13. Capac manevrafonta cenusie

DNDE PEHDLL1HH1H2H3H4H5d1d2nxd3Racorduri

buc tip in masa

10011051226526401305231012108235052201808*191A4244kg

1252B 2 1/2

15016052527828601535241511657003802852408*232A4370kg

1802B2 1/2

Hidranti de suprafata

Hidrant de suprafataHidrant de suprafataHidrant de suprafata

Tipul 1 se realizeaza in varianta dimensionala cu DN 100.Tipul 2 se realizeaza in 3 variante dimensionale: DN65, DN80, DN100.Tipul 3 se realizeaza in variantele constructiva Dn 80, avand posibilitatea ca la iesire sa avem iesire tip B sau tip C.

2. Introducere in Automatica.Automatica este o ramura in domeniul stiintei si tehnicii care se ocupa cu construirea si implimentarea sistemelor automate pentru conducerea cu diverse procese tehnologice si de producer fara interventia operatorului uman.2.1 Obiect de reglare.Obiect de reglare sau de conducere este un proces tehnologic, industrial de producere sau o masina ,instalatie care necesita conducere (reglare).Proprietatile principale ale obectului de reglare sunt:1. Proprietatea de acumulare este exprimata prin constanta de timp care exprima inertia dezvoltarii procesului T,s;2. Proprietatea de autoreglare sau autostabilizare, autopastrare a starii si este exprimata prin coeficientii de autoreglare sau k;3. Timp mort pe durata timpului mort semnalul de iesire a obiectului este zero.Timp mort se explica prin transportarea sub energie pe o distanta sau datorita proceselor fizico-chimice. Aceste proprietati se prezinta pentru fiecare capacitate a obiectului in dependent de tipul de process unele proprietati pot avea o influenta mai mica ca alte proprietati si pot fi neglijate. Prezentam modelul matematic de reglare in forma generalizata:L= x(t); (1)

; (2) Prezentam ecuatia diferentiala si f.d.t. pentru obiect:T; (3) /;T; (4) T; k= ;2.2 Regulatoare automate.Regulatorul automat se trateaza ca echipament tehnic de producer si functionarea lui se prezinta prin modelul matematic.Regulatorul automat in baza informatiei, semnalului de referinta, semnalului de iesire , pertubatiei elaboreaza decizia sau conducerea cu obiectul.Prezentam algoritmii de reglare liniari:1)legea de reglare cu actiune proportionalUp(t)=kp;Hp(s)=kp;Avantajul este rapiditatea elaborarii.Dezavantajul este eroare cu care functioneaza acest regulator. Este un regulator static.2) Legea de reglare cu actiune integrativa.UI(t) =;HI(s)= ;Avantajul lui este in precizie,dezavantajul este lent in actiune.Este regulator astatic.3)legea de reglare cu actiune derivative.UD(t)= ;HD(s)=TD(s); kd=Td; Avantajul lui consta in rapiditate pe cind dezavantajul este eroarea.Ecuatiile diferentiale ale legilor de reglare PI si PID au formaU(t)= u(t)= Functiile de transfer ale legilor de reglare PI si PID se prezinta in forma:H(s)= ;H(s)== ;

P

ID(t)u(t)

Fig. 2. Structura regulatorului PID.

3.Sarcina.3.1 IntroducereSchema bloc structural a SA inchis cu reactive inversa unitara este alcatuita din obiectele de reglare cu f.d.t. HPF(s) si regulatorul continuu cu f.d.t. HR(s).

HPF(s)HR(s) r(t) (t)u(t)y(t) -

Fig. 1 Schema bloc structural a SA

3.2 Obiectul de reglare.Obiectul de reglare este descris ca model de obiect cu inertie de ordinul unu si timp mort cu f.d.t. in forma (1)Unde k este coeficient de transfer, T- constanta de timp; -timp mort.Termenul cu timp mort din f.d.t am aproximat-o cu functie rationala utilizind urmatoarea aproximatie a lui Pade:

= = (2)

H(s)=.3.3 Acordarea regulatoarelor.Acordarea regulatoarelor PI si PID la modelul obiectului cu inertie de ordinul unu si timp mort am efectuat-o prin doua metode:1)prin metoda empirica;2)prin metoda gradului maximal de stabilitate. Pentru acordarea regulatoarelor PI si PID la modelul obiectului cu inertie de ordinul unu si timp mort ,prin metoda empirica, am ales varianta respectiva pentru regulatorul PI si PID si utilizind datele numerice ale parametrilor obiectului am calculat parametrii regulatorului PI si PID:Conform variantei propuse am: k=1,8; T=9; =0,8; Din tabela relatiilor empirice de acordare a parametrilor regulatoarelor PI si PID am:Pentru PI:Kp = = =2,19; Ti = 1,2 =1,2 *0,8=0,96 ; ki== =1,04 ;Pentru PIDKp = = = 9,37; Ti = 2,5 =2,5 *0,8=2 ; ki== =0,5 ;Td=0,5= 0,5*0,8=0,4 ; kd= TdAcordarea regulatoarelor PI si PID prin metoda gradului maximal de stabilitate la obiectul cu inertie de ordinal unu si timp mort am efectuat-o dupa urmatoarele relatii:Pentru regulatorul PI am determinat valoarea numerica minimala a radacinii din urmatoarea ecuatie algebrica de gradul doi cu necunoscuta I, care este gradul maximal de stabilitate al SA analizat:2 TI2 ( 2 + 4 T) I +2( +T) =0;0,82 *9*I2 (0,82+ 4*0,8*9)I+2(0,8+9)=0;5,76I2 -29,44I+19,6=0;=29,442-4*5,76*19,6=415,13 =20,34;I= =0,79;n continuare, am calculat valorile numerice ale parametrilor regulatorului dupa relatiile:Kp=(-TI2 +( + 2 T) I -1 ) ; 0,61;

kp=*(-0,8*9*0,792 +(0,8+2*9)0,79 -1)=3,08; ki= =I2 (-TI++T); ki= = 0,792(-0,8*9*0,79+0,8+9)=0,31 .Pentru regulatorul PID am determinat valoarea numerica minimala a radacinii din urmatoarea ecuatie algebrica de gradul doi cu necunoscuta I, care este gradul maximal de stabilitate al SA analizat: 2 TI2 ( 2 + 6 T) I +3( +2T) =0;0,82 *9*I2 (0,82+ 6*0,8*9)I+3(0,8+2*9)=0;5,76I2 -44I +56,4=0;=442-4*5,76*56,4=636,54 =25,23;I= =1,63n continuare, am calculat valorile numerice ale parametrilor regulatorului dupa relatiile:Kp=(-2 TI3 +( 2 + 3 T) I2 - T -1 ) ; 0,43;kp= *(-0,82*9*0,793 +(0,82+3*9*0,8)*0,792-0,8*9 -1)=25,95;ki= =I3 (-TI++2T);ki= = *1,633(-0,8*9*1,63+0,8+2*9)=3,67 ;Kp=Td= (-2 TI2 +( 2 + 4 T) I 2( +T ) ; Kp=Td= (-0,82*9*0,792 +(0,82+4*9*0,8)*0,79-2(0,8+9))=9,27;

Functiile de transfer ale legilor de reglare PI si PID se prezinta in formaHPI(s)==;HPID(s)== =;3.4 Analiza stabilitatii SA.Pentru verificarea stabilitatii SA cu parametrii calculati ai regulatoarelor PI si PID, acordati dupa metoda GMS, am determinat ecuatia caracteristica a SA inchis alcatuit din modelul echivalent al obiectului cu f.d.t. de forma (2) si f.d.t. a regulatorului PI si PID, care am prezantat-o prin relatia:Pentru regulatorul PI:A(s)=1+H(s)HPI(s)=1+*=+=c0s3+c1s2+c2s+c3;c0=b0=7,2;c1=b1=9,8;c2=b2+a0kp=1+1,8*0,61=2,1;c3=0,31*1,8=0,55;A(s)=7,2 s3+9,8 s2+2,1s+0,55;In continuare am verificat stabilitatea SA dupa criteriile Routh si Hurwitz:Criteriul Routh07,29,82,10,55

1,70

0,550

= =0,73; c31=2,1-0,73*0,55=1,7;= =0,21; c41=0,55-0,21*0=0,55;Criteriul Hurwitz9,80,550

7,22,10

09,80,55

; =

Pentru regulatorul PID:A(s)=1+H(s)HPID(s)=1+*1+ c0s3+c1s2+c2s+c3c0=b0=7,2;c1=b1+;c2=b2+a0kp=1+1,8*25,95=47,71;c3=0,31*0,27=0,08;In continuare am verificat stabilitatea SA dupa criteriile Routh si Hurwitz:Criteriul Routh07,226,547,710,08

47,680

0,080

= =0,27; c31=47,71-0,27*0,08=47,68;= =1,8; c41=0,08-1,8*0=0,08;

Criteriul Hurwitz26,50,080

7,247,710

026,50,08

;

=3.5 Modelul matematic discret al SA.Pentru a obtine f.d.t discreta a modelului matematic continuu a obiectului am procedat:1) Am calculate perioada de esantionare dupa relatia:Tp 0,1 (+T) = 0,1 (0,8+9)=0,9812) Pentru discretizarea modelului obiectului fara timp mort am utilizat metoda dreptunghiului cu intirziere (MD) s = Component a timpului mort am calculat-o dupa formula: = Prezint determinarea f.d.t discrete a modelului continuu utilizind metoda de aproximare prin MD:H(z)=(1-z-1) Z+{}= (1-) z-d z {}= z-d z {}=H1(z)= k = k = d0=T2=1;c0=T1+T=9+1=10;c1=2 T1+T=2*9+1=19;c2=T=9 ;H(z)= z-1()= z-1 () = z-1()=HPID(s)= kp+ +kds; HPID(z)= kp+ +kdz= kp+ +kd kp+ +kdq0= kpT+kiT2+kd =25,95*1+0,27*1+9,27=35,5;q1=kd +kpT=9,27+25,95*1=35,2;q2=kp=25,95;p0= p1=T=1;HPID(z)=3.6 Construirea procesului tranzitoriu al SAD.Pentru construirea proceului tranzitoriu al SAD am utilizat urmatoarea procedura, am determinat f.d.t. a SAD inchis dupa relatia:H(s)= =

a0= p0c0 =10;a1= p0c1 + p1c0 - q0d0= 1*19+1*10- 35,5*1= -6,5;a2= p0c2 + p1c1 - q0d0- q1d0=1*9+1*19-35,5*1-35,2=-42,7;a3= p1c2- q1d0- q2d0 = 9-35,2-25,95 =-52,15;a4= q2d0=25,95*1=25,95;b0= q0d0=35,5*1=35,5;b1= q0d0+ q1d0= 35,5+35,2=70,7;b2 = q1d0+ q2d0=35,2+25,95= 61,15;b3 = q2d0 =35,2;y(z)=H(z)r(z)==;d0=a0=10; d1=a0+a1=10-6,5=3,5;d2 = a1+a2 =-6,5-42,7=-49,2;d3= a4+a2+a3=-42,7-52,15+25,95=-68,9;d4= a4 +a3==-42,7+25,95=-26,2;y(z)= / = ;3,55z4-7,07z3+6,115z2-3,5z z5-0,35z4-4,92z3+6,86z2-2,62z3,55z4-1,24z3-17,49z2+24,35z-9,3 3,55z-1+5,83z-2+21,58z-3+49,29z-4+119,67z-5 -5,83z3+23,62z2-27,87z-9,3 5,83z3-2,04z2-28,97z+39,9-15,15z-1 21,58z2-56,84z+30,6-15,15z-1 21,58z2-7,55z-106,32+176,02z-1-67,22z-2 - 49,29z+136,92-160,87z-1-67,22z-2 49,29z-17,25-242,5z-1+338,12z-2-129,13z-3119,67-403,37z-1+270,9z-2-129,13z-3 119,67-41,88z-1-588,77z-2+820,9z-3-313,5z-4

y(kT)=3,55y((k-1)T)+5,83((k-2)T)+21,58((k-3)T)+49,29((k-4)T)+119,67((k-5)T);Sirul obtinut in domeniul timp prezinta procesul tranzitoriu al sistemului, iar coeficientii sirului prezinta ordonatele in momentul de esantionare:

4. Bibliografie1.Avtomatika I avtomatizatia system teplogazosnabjenia I ventiliatzii. A.A.Kalmakov, Iu,Ia. Kuvshinov I dr.M. Stroiizad, 1986.2. Voicu M Introducere in automatica.-Iasi :Editura dosoftei 1998.-237p.3.Ilas C. teoria sistemelor de reglare automata.-Bucuresti:Matrixrom 2001.-176p.4.Lucas V.A. Teoria avtomaticeskogo upravlenia- M. :Nedra, 1990-416s.5. http://ro.instalbiz.com/resources/96-resource-hidranti-interiori-si-echipamente-de-serviciu_50.html

Ministerul Educatiei al Republicii MoldovaUniversitatea Tehnica din Moldova

Proiect de cursLa disciplina:Automatica IndustrialaTema : Instalatii de Hidranti

A elaborat st. gr. I.A.P.C.-1011: Sargarovschii M.A verificat: conf. univ. Izvoreanu B.

Chisinau 201218