Модернизация микрокриогенной системы
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?, датчик температуры показывал только перегрев компрессорной установки, но не низкую температуру окружающей среды. Присутствовал узел, отвечающий за питание микроохладителя, дублирующий аналогичный в панели управления. Элементы блока питались от разных напряжений (380В/220В, 27В, 5В) для обеспечения которых в блоке находился массивный трансформатор. Блок включения не контролировал собственно включение компрессорной установки, в связи с чем не была полностью исключена возможность работы устройства в условиях, запрещенных для его эксплуатации. Само устройство состояло, в основном, из аналоговых компонентов, которые уступают цифровым по таким параметрам как точность измерений, долговечность и экономичность.
Стоит также отметить моральное устаревание блока, а именно ограничение полноценного использования оборудования по следующим причинам:
) отсутствие в продаже необходимых компонентов;
) сложности в поиске специалистов, способных обслуживать и ремонтировать оборудование;
) проблемы сопряжения с другим оборудованием.
Вышеперечисленные причины потребовали разработки модернизированного блока управления.
При модернизации основной управляющей части компрессорной установки блока включения требовалось согласование с техническими данными компрессорной установки. Особое внимание было уделено соблюдению требований, предъявляемых к температуре окружающей среды. Номинальный потребляемый ток учитывался при разработке датчика начала работы установки, запускающего счетчик моточасов для отсчета времени работы КУ. Назначенный ресурс срока службы отдельных частей и всей КУ, сформировал требования к счетчику моточасов - количество отображаемой информации, точность отсчета и индикации времени.
В разработанном устройстве (рисунок 2.13) применена новая схема датчика температуры - он показывает допустимость эксплуатации с учетом обоих тепловых границ при данной температуре среды и обеспечивает соблюдение требований эксплуатации прибора. Сигнал с датчика автоматически выключает установку, также, он может запрещать включение при ненадлежащих условиях. Полностью изъята цепь питания микроохладителя. Применение современных компонентов, обладающих единым стандартом напряжения питания позволило использовать только 380/220 и 5 В, вырабатываемые малогабаритным импульсным блоком питания.
Рисунок 2.13. - функциональная схема модернизированного блока управления
2.2.2 Плата управления и защиты
Плата управления и защиты является основным элементом модернизированного блока управления компрессорной установки. Именно она отвечает за непосредственное управление компрессорной установкой, согласовывая сигналы с датчика температуры, импульсы ручного управления и сигналы, полученные дистанционно с панели управления микрокриогенной системой.
Задачи платы управления и защиты:
ручное управление включением и выключением компрессорной установки:
дистанционное управление, независимое от ручного;
контроль температуры - защита компрессорной установки от работы при температурах, находящихся вне допустимого диапазона (5…40 С);
автоматическое выключение при перегреве;
исключение возможности включения при перегреве;
визуальная индикация температуры среды.
Входные сигналы:
сопротивление термистора как датчика температуры среды;
импульс ручного включения с панели;
импульс ручного выключения с панели;
импульс дистанционного включения с панели управления МКС;
импульс дистанционного выключения с панели управления МКС.
Выходным сигналом является индикация температуры среды на панели, а также светодиод "КУ включена".
Принцип работы разработанной платы включения и защиты заключается в следующем. Непосредственно на плате установлен датчик температуры представляет собой термистор, реагирующий на изменение температуры пропорциональным увеличением своего электрического сопротивления. Сигнал с датчика температуры сравнивается с фиксированными напряжениями с помощью операционного усилителя LM358 в режиме компаратора (рисунок 2.14), где DA1 - LM358, R1=R4=R5=10 кОм, R2=18 кОм, R3=5,1 кОм. Сопротивления выбраны по снятому графику термистора (рис.2.15-2.16).
Рисунок 2.14. - схема включения усилителя LM358
При температуре выше 40 С возникает сигнал запрета включения, осуществляется принудительное выключение компрессорной установки, RGB светодиод на панели индикации переключается на красный.
Рисунок 2.15. - значения сопротивлений термистора для значений температуры в районе 5 С
Рисунок 2.16. - значения сопротивлений термистора для значений температуры в районе 40 С
При температуре ниже 5 С срабатывает защита компрессорной установки аналогично перегреву, - возникает сигнал запрета включения, осуществляется принудительное выключение компрессорной установки, RGB светодиод на панели индикации переключается на синий.
При температуре, находящейся в пределах допустимого диапазона, возможно свободное включение/выключение компрессорной установки вручную и дистанционно, сигнал RGB светодиода зеленый.
Импульсы ручного включения проходят через логическое ИЛИ [12] с сигналами дистанционного включения, затем складываются с сигналом перегрева/переохлаждения на логическом И-НЕ и выставляют логическую единицу на D-триггере, переводя компрессорную установку в режим "включено"
Выклю?/p>