Автоматизация работы теплового насоса
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?его в тепловом насосе. С необходимыми для изготовления чертежами схемами по единому российскому стандарту.
На основе широкого анализа технического задания проводятся конструкторские расчеты с целью построения устройства с помощью предприятия-изготовителя электронных устройств. Особое внимание уделено конструкторским расчетам на механические, температурные воздействия, воздействия ускорения при вибрации.
4.Разработка контроллера
Для осуществления дипломного проекта потребуются следующие устройства:
однокристальная микроЭВМ;
датчик скорости;
датчик сигнализации;
датчик давления;
датчик температуры;
жидкокристаллический индикатор (ЖКИ);
клавиатура;
драйвер управления IGBT транзистором.
МикроЭВМ (микроконтроллер) обеспечивает управление всей схемой и соответственно позволяет выполнять все заданные функции, т.о. микроконтроллер является основой всего устройства. Датчики служат для определения основных параметров теплового насоса путём измерения времени между двумя цифровыми сигналами, поступившими с него. ЖКИ и клавиатура позволяют выводить и задавать основные рабочие параметры, а драйвер управления IGBT транзистором и сам IGBT транзистор делают возможным регулирование путём широтно - импульсной модуляции (ШИМ).
В основу структурной функциональной схемы (рисунок 4.1) был положен аппаратно-программный метод реализации алгоритма, предполагающий разработку как программных, так и аппаратных средств. Сюда относятся построения устройств управления с программной логикой на основе микропроцессора. Этот вариант охватывает широкие возможности для применения больших интегральных микросхем (БИС) в аппаратуре устройств защиты и позволяет в наибольшей степени согласовать разрабатываемые аппаратно-программные устройства с особенностями решаемых задач.
Рисунок 4.1 Структурная функциональная схема устройства
МК - микроконтроллер
ДС - датчик скорости
ДПТ - тепловой насос
ЖКИ - жидкокристаллический индикатор
4.1 Разработка структурной схемы контроллера
Генератор тактовых импульсов состоит из генератора, выполненного по схеме автогенератора на логических элементах с резонансной частотой 80000 кГц и счетчика-делителя частоты на 3, устраняющий фазовую нестабильность. Генератор тактовых импульсов тактирует импульсы для работы нейросетевого датчика и нейрочипа. Перед началом работы система производит самодиагностику, выполняя проверку блока обработки информации нейросетевого датчика с помощью таких блоков, как цифро-аналоговый преобразователь, усилитель напряжений и фильтр нижних частот. Самодиагностика заключается в следующем : нейрочип выдает кодовую комбинацию на цифро-аналоговый преобразователь, далее цифровой сигнал преобразуется в аналоговый сигнал. Выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя равно 5 В, а входное напряжение аналого-цифрового преобразователя, расположенный в нейросетевом датчике равно 5 В, поэтому на выходе цифро-аналогового преобразователя расположен усилитель напряжений. Далее усиленный до необходимого уровня напряжения аналоговый сигнал поступает на фильтр нижних частот, где сигнал фильтруется от помех. И если кодовая комбинация с выхода нейрочипа совпадет с кодовой комбинацией на выходе аналого-цифрового преобразователя, то значит блок обработки информации в нейросетевом датчике исправен и система начинает работу. Цифровой сигнал с датчика поступает на нейрочип, где происходит обработка и сравнение полученных данных с эталонными значениями, записанных в постоянном запоминающем устройстве.Если данные совпадают, то результат записывается в оперативное запоминающее устройство. Если результаты не совпадают, то нейрочип выдает логический 0 на вход устройства отключения электродвигателя, который выполнен на оптроне АОУ103. Его работа заключается в следующем, если тепловой насос находится в нормальном режиме работы, то на входе оптрона логическая 1 светодиод и тиристор работают и в магнитном пускателе реле замкнуто, то есть электродвигатель работает. Если возникает какая-либо неисправность, то нейрочип выдает логический 0 на вход оптрона и светодиод и тиристор отключаются, и реле размыкается, электродвигатель останавливается. Параллельно информация поступает через универсальный последовательный интерфейс на пульт оператора, где по полученным значениям выстраивается динамограмма, характеризующая работу теплового насоса. И по полученной динамограмме оператор анализирует какой вид неисправности произошел. Оператор также может вносить изменения в работу системы через универсальный последовательный интерфейс или через устройство беспроводной передачи данных.
4.2Выбор элементной базы
Выбор элементной базы является важной частью разработки любого электронного устройства, так как от правильного выбора зависит как стоимость устройства, так и гарантированное выполнение своих функций в условиях, предусмотренных в техническом задании. При выборе элементной базы для разрабатываемой установки необходимо учитывать следующие требования:
- обеспечение минимальной потребляемой мощности электрорадиоэлементов (ЭРЭ);
- обеспечение быстродействия ЭРЭ;
- обеспечение заданных габаритов платы;
- обеспечение работы платы в условиях, указанных в техническом задании;
- обеспечение наименьшей стоимости платы;
- обеспечение прост