bài tập lớn mô hình hóa hệ thống cấp nước cho thành phố

Đề 53.Hệ thống cấp nước cho thành phố 3 hồ chứa nước A , B và C cấp nước cho thành phố thông qua hệ thống đường ống cho theo sơ đồ Hình 1. A B C a b c d e Hình 1 3 bơm cùng loại (loại 1) đặt tại các trạm a,b,c bơm nước từ các hồ chứa đến chạm bơm d. Một bơm nước lớn hơn (loại 2) đặt tại d sẽ bơm nước đến 1 bơm loại 2 khác đặt tại trạm bơm tăng áp e .Tại đó máy bơm bơm nước tới thành phố .Thời gian xảy ra hỏng hóc của loại bơm thứ i ( i=1 hoặc i = 2) được phân bố đều giữa khoảng 12 và 4(i+1) tháng . Giả thiết quá trình hỏng hóc của bơm là độc lập. Máy bơm sẽ không được sửa chữa cho đến khi ngừng cung cấp nước cho thành phố. Mô hình này để dự đoán thời gian mất nước do bơm hỏng. 1 MỤC LỤC Lời nói đầu Trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển không ngừng của hệ thống dây chuyền tự động hóa trong nền công nghiệp.Một đòi hỏi đặt ra là tối ưu được hệ thống và khai thác hệ thống như thế nào cho hiệu quả. Môn mô hình hóa cũng không nằm ngoài mục đích đó. Mô hình hóa một hệ thống công nghiêp,dây chuyền sản xuất qua đó đưa ra những dự báo về hệ thống và những giải pháp để khai thác hệ thống một cách hiệu quả. 2 Bài tập lớn nhằm giúp người học áp dụng những kiến thức đã học để mô phỏng một hệ thống cụ thể. Với yêu cầu mô phỏng hệ thống cấp nước thành phô dự báo thành phố mất nước từ đó dưa ra giải pháp khai thác hệ thống một cách hiệu quả. Dù đã cố gắng hết sức nhưng do kiến thức còn hạn hẹp em rất mong được cô chỉ bảo thêm. Em xin chân thành cảm ơn! 3 Chương 1. Giới thiệu phần mền Sigma Phần mềm SIGMA cho Window là một hớng tiếp cận mới để mô phỏng và mô hình hoá các sự kiện rời rạc và phân tích với một vài đặc tính mô hình mô phỏng đặc biệt và hiệu quả. Đặc tính mạnh nhất của SIGMA cho Window là các sự kiện đợc mô phỏng có thể đợc thiết lập và nâng cao, hiệu chỉnh khi đang chạy. Các sự kiện đó có thể thay đổi hoặc thậm chí xoá đi trong suốt quá trình mô phỏng. Trật tự có thể thay đổi và đợc sửa lỗi mà không cần dừng quá trình chạy để thay đổi mã và biên dịch lại. Bạn có thể thậm chí tạm dừng và chạy lại các sự kiện đáng quan tâm. Sử dụng SIGMA trong Window, một mô hình mô phỏng có thể đợc phát triển và kiểm tra trong một khoảng thời gian nhỏ bằng cách sử dụng các ngôn gnữ mô phỏng thông thờng. Khả năng hỗ trợ linh hoạt là sự khác nhau cơ bản trong SIGMA cho Window so với các môi trờng mô phỏng khác. Sự linh hoạt không đợc tạo ra từ các mô hình mô phỏng sử dụng các phần mềm hỗ trợ thông dụng khác. Trong SIGMA sự linh hoạt và mô hình hoá mô phỏng là đồng nhất. Bên cạnh khả năng mô hình hoá trực quan, khả năng phân tích và sự linh hoạt.SIGMA cho Window cũng bao gồm các công cụ theo dõi sự kiện trực quan bằng trạng thái hình ảnh và cho phép hình ảnh, dữ liệu đợc dán vào các bảng tính và các phần mềm soạn thảo. Các mô hình SIGMA có khả năng tự động dịch sang các ngôn ngữ khác bao gồm C, Pascal …Một mô hình SIGMA thậm chí có thể ghi lời chú thích bằng tiéng Anh. 4 Chương 2. Giải quyết bài toán 2.1. Đề bài Hệ thống cấp nước cho thành phố 3 hồ chứa nước A , B và C cấp nước cho thành phố thông qua hệ thống đường ống cho theo sơ đồ Hình 1. A B C a b c d e Hình 2.1. Hệ thống cấp nước thành phố 3 bơm cùng loại (loại 1) đặt tại các trạm a,b,c bơm nước từ các hồ chứa đến chạm bơm d. Một bơm nước lớn hơn (loại 2) đặt tại d sẽ bơm nước đến 1 bơm loại 2 khác đặt tại trạm bơm tăng áp e .Tại đó máy bơm bơm nước tới thành phố .Thời gian xảy ra hỏng hóc của loại bơm thứ i ( i=1 hoặc i = 2) được phân bố đều giữa khoảng 12 và 4(i+1) tháng . Giả thiết quá trình hỏng hóc của bơm là độc lập. Máy bơm sẽ không được sửa chữa cho đến khi ngừng cung cấp nước cho thành phố. Mô hình này để dự đoán thời gian mất nước do bơm hỏng. 2.2. Phân tích Có 2 loại bơm loại 1 và loại 2. Loai 1 có 3 chiếc và thời gian hỏng phân bố đều trong khoảng 4:12 tháng. Loại 2 phân bố đều trong khoang 12:24 tháng mô phỏng để tìm ra thời gian hỏng hóc qua đó dự báo thời gian mất nước của thành phố. Và ta chọn sơ đồ trên phần mền sigma như Hình2.1. 5 Hình 2.2. Sơ đồ mô phỏng trên phần mền sigma 2.3. Thuyết minh sơ đồ 2.3.1. Các nút +) Nút RUN Tạo thông số ban đầu bơm loại 1,2 hoạt động bình thường nên L1 = 1,L2=2, K1=0,K2=0 Hình 2.3. Nút RUN +) Nút BL1 Khi bơm hỏng thì K1 tăng lên 1 6 Hình 2.4.Nút BL1 +) Nút BL2 Hình 2.5.Nút BL2 +) Nút CHECK 7 Hình 2.6.Nút CHECK +)Nút BL1H Hình 2.7.Nút BL1H +) Nút BL2H 8 Hình 2.8.Nút BLH2 +) Nút E1 Hình 2.9. Nút E1 +) Nút E2 9 Hình 2.9. Nút E2 2.3.2. Các mũi tên +) Mũi tên 1 Hình 2.10.Khai báo thông số mũi tên 1 +) Mũi tên 2 10 [...]... 24 0 Nhận xét Thành phố sẽ bị mất nước vào những tháng 15,25,39…do dừng hệ thống để sửa chưa bơm như vậy hệ thống máy bơm không tối ưu và thành phố sẽ thường xuyên bị mất nước. Muốn giải quyết vấn đề này nên nắp bơm loại 2 làm việc song song 2 chiếc khi 1 trong hai bơm hỏng thì vẫn còn bơm hoạt động nên thành phố không bị mất nước 23 KẾT LUẬN Bài tập em đã giả quyết được yêu cầu của đề bài đặt ra là... gian hệ thống mất nước qua đó dự báo được thời gian mất nước của thành phố +) Đưa ra giải pháp khắc phục nhược điểm của hệ thống Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng dự đoán chỉ mang tính lý thuyết chưa có tính thực tế nên không tránh khỏi nhiều thiếu sót mong cô chỉ bảo thêm Em xin chân trành cảm ơn! 24 Tài Liệu Tham Khảo [1] Bộ Môn Điều Khiển Tự Động Trường Đại Học Hàng Hải Bài Giảng Mô Hình Hóa [2] Bài Tập. .. Chương 3 Kết quả mô phỏng 3.1 Đồ thị mô phỏng +)Đồ thị của biến L1 Hình 3.1.Đồ thị biểu diễn L1 Ta thấy biến L1 là biểu diễn kết quả bơm loai 1 bị hỏng vào tháng 11 ,tháng 23 tháng 31và các tháng tiếp theo biểu diễn trên đồ thị Hình 3.1 +)Đồ thị của biến L2 15 Hình 3.2.Đồ thị biểu diễn L2 Hình 3.3.Đồ thị biểu diễn K2 Từ đồ thị biểu diễn L1,L2,K2 ta dự đoán được thành phố sẽ bị mất nước vào thời gian.. .Hình 2.11.Khai báo thông số mũi tên 2 +) Mũi tên 3 Hình 2.12.Khai báo thông số mũi tên 3 +) Mũi tên 4 11 Hình 2.14.Khai báo thông số mũi tên 4 +) Mũi tên 5 Hình 2.15.Khai báo thông số mũi tên 5 +) Mũi tên 6 12 Hình 2.16.Khai báo thông số mũi tên 6 +) Mũi tên 7 Hình 2.17.Khai báo thông số mũi tên 7 +) Mũi tên 8 13 Hình 2.18.Khai báo thông số mũi tên 8 +) Mũi tên 9 , 10 giống nhau Hình 2.19.Khai... diễn K2 Từ đồ thị biểu diễn L1,L2,K2 ta dự đoán được thành phố sẽ bị mất nước vào thời gian tháng 13,25,38 và những tháng ta dựa vào kết quả mô phỏng của biến L2,K2 Biến L1 do hệ thống có 3 bơm nên có khả năng dừng bơm hỏng để sửa chữa chứ không phải dừng cả hệ thống 3.2 Bảng số liệu MODEL DEFAULTS Model Name: UNTITLED.MOD Model Description: Output File: UNTITLED.OUT Output Plot Style: NOAUTO_FIT... nên không tránh khỏi nhiều thiếu sót mong cô chỉ bảo thêm Em xin chân trành cảm ơn! 24 Tài Liệu Tham Khảo [1] Bộ Môn Điều Khiển Tự Động Trường Đại Học Hàng Hải Bài Giảng Mô Hình Hóa [2] Bài Tập Lớn Mô Hình Hóa 25 . bài Hệ thống cấp nước cho thành phố 3 hồ chứa nước A , B và C cấp nước cho thành phố thông qua hệ thống đường ống cho theo sơ đồ Hình 1. A B C a b c d e Hình 2.1. Hệ thống cấp nước thành phố 3. Đề 53 .Hệ thống cấp nước cho thành phố 3 hồ chứa nước A , B và C cấp nước cho thành phố thông qua hệ thống đường ống cho theo sơ đồ Hình 1. A B C a b c d e Hình 1 3 bơm cùng loại. động hóa trong nền công nghiệp.Một đòi hỏi đặt ra là tối ưu được hệ thống và khai thác hệ thống như thế nào cho hiệu quả. Môn mô hình hóa cũng không nằm ngoài mục đích đó. Mô hình hóa một hệ thống