РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОМ ОТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ОБОРУДОВАНИИ ФИРМЫ HONEYWELL

В настоящее время уровень развития промышленной автоматики позволяет реализовать высокоточные системы управления, учитывающие динамические свойства сложных объектов. Построение распределенных систем управления на основе современных программных продуктов обеспечивает децентрализованное управление технологическими процессами. Модернизация действующих систем автоматизации с помощью современного промышленного оборудования позволяет повысить производительность предприятий и безопасность на производстве. Статья посвящена разработке автоматизированной системы управления процессами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для пищевой промышленности. В статье объектом управления выбран теплообменник. Исследована математическая модель объекта управления на устойчивость, управляемость, наблюдаемость. Синтезирован ПИД регулятор, получены коэффициенты ПИД регулятора. Проведен сравнительный анализ поведения динамики системы при разных коэффициентах регулятора. Результаты моделирования и экспериментов проводились на базе реального промышленного оборудования лаборатории «Honeywell» при АО «КБТУ». Программная реализация осуществлялась на распределенной системе управления Experion PKS. Представлена конфигурация контроллера C300. Разработана система противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ) для безопасной и безотказной работы системы. ПАЗ также выполнена с применением инструмента Safety Manager и Safety Сontroller. Рассчитаны и проанализированы факторы снижения риска и уровень целостности безопасности. Разработана мнем осхема управления процессом.

1. Danilova S.S. Vestnik Nauki, no. 8, 2022, pp. 78–85.

2. Seyam S. Types of HVAC systems. In InTech eBooks, 2018, https://doi.org/10.5772/intechopen.78942.

3. Liang R., Wang C., Wang P. & Yoon S. Realization of rule-based automated design for HVAC duct layout. Journal of Building Engineering, no. 80, 2023, 107946. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107946.

4. Pattavina J. An Introduction HVAC, no.1, 2023, pp. 4–45.

5. Lee C., Shieh J., Chen J., Wang X., Liu C. & Wei C.Y. The application of a Self-Made integrated Three-in-One microsensor and commercially available wind speed sensor to the cold air pipe of the heating, ventilation, and air conditioning in a factory for Real-Time wireless measurement. Sensors, no. 23(9), 2023, 4471, https://doi.org/10.3390/s23094471.

6. Yu L., Shamim J.A., Hsu W. & Daiguji H. Optimization of parameters for air dehumidification systems including multilayer fixed-bed binder-free desiccant dehumidifier. International Journal of Heat and Mass Transfer, no. 172, 2021, 121102, https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121102.

7. Pan Y. Review of energy saving technologies research in HVAC systems. E3S Web of Conferences, 438, 2023, 01006. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202343801006.

8. Alam M.A., Kumar R., Yadav A.S., Arya R.K. & Singh V. Recent developments trends in HVAC (heating, ventilation, and air-conditioning) systems: A comprehensive review. Materials Today: Proceedings. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.01.357.

9. Mawson V. J. & Hughes B.R. Thermal modelling of manufacturing processes and HVAC systems. Energy, no. 204, 2020, 117984, https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117984.

10. Mawson V.J. & Hughes B.R. Optimisation of HVAC control and manufacturing schedules for the reduction of peak energy demand in the manufacturing sector. Energy, no. 227, 2021, 120436, https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120436.

11. Ferrucci F. Design and implementation of the safety system of a solar-driven smart micro-grid comprising hydrogen production for electricity & cooling co-generation. International Journal of Hydrogen Energy, no. 51, 2024, pp. 1096–1119, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.09.318.

12. Chen C., Kang Y., Lu J., Hung M., Perng, J. & Chen J. Electrothermal Desiccant regeneration technique for air dehumidification. Processes, no. 9(7), 2021, 1082, https://doi.org/10.3390/pr9071082.

13. Dikshit S.V., Chavali S., Malwe P.D., Kulkarni S., Panchal H., Alrubaie A.J., Mohamed M.A. & Jaber M.M. A comprehensive review on dehumidification system using solid desiccant for thermal comfort in HVAC applications. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, 2023, 095440892311630. https://doi.org/10.1177/09544089231163024.

14. Ariwibowo,D., Indartono & Darmanto S. Refrigeration system based-dehumidifier. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, no. 845(1), 2020, 012039, https://doi.org/10.1088/1757899x/845/1/012039.

15. Sherbak M.S. Vestnik magistratury, no. 2-2(89), 2019, pp. 40–41.

16. Elsaid A.M., Mohamed H.A., Abdelaziz G.B. & Ahmed M. A critical review of heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) systems within the context of a global SARS-CoV-2 epidemic. Process Safety and Environmental Protection, no.155, 2021, pp. 230–261, https://doi.org/10.1016/j.psep.2021.09.021.

17. Salazar W.C., Machado D.O., Len A.J.G., Gonzalez J.M.E., Bordons C., De Andrade G.A. & NormeyRico J.E. Neuro-Fuzzy digital twin of a high temperature generator. IFAC-PapersOnLine, no. 55(9), 2022, pp. 466–471, https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2022.07.081.

18. Kathiravel R., Zhu S. & Feng H. LCA of net-zero energy residential buildings with different HVAC systems across Canadian climates: A BIM-based fuzzy approach. Energy and Buildings, 2024, 113905. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2024.113905.

19. Mateus R., Pereira J.M. & Pinto A.S. Natural ventilation of large air masses: Experimental and numerical techniques review. Energy and Buildings, no. 291, 2023, 113120, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2023.113120.

20. Shin M., Kim S.S., Kim Y., Song A., Kim Y. & Kim H.Y. Development of an HVAC system control method using weather forecasting data with deep reinforcement learning algorithms. Building and Environment, no. 248, 2024, 111069, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.111069.

21. Alimov S.V., Migacheva L.A., Titov A.R. Transfer functions of heat exchanging process in air-cooling unit of oil. Vestnik samarkandskogo gosudarstvennogo universiteta, no. 4(36), 2012198– 205.