Курсовая работа по САУ 2010-го года (сдана и защищена)

Курсовой проект

На тему: «Стенд программирования датчиков давления»

Расчетно-пояснительная записка

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по курсу «Основы проектирования систем автоматического управления оборудования электронных технологий».

Тема проекта: Стенд программирования датчиков давления

1. Проработать описание работы машины, выбрать и обосновать состав его основных целевых функций, сервисных функций, функций коррекции цели.

2. Разработать комплексную принципиальную схему, как совокупность системы целевых механизмов, системы их энергообеспечения и системы управления, связанных материальными, энергетическими и информационными потоками.

3. Описать механический, энергетический и информационный интерфейс компонентов машины. Дать техническое задание и техническое предложение на САУ и основные элементы машины.
4. Разработать принципиальную электрическую схему элемента САУ или САУ в целом.

Содержание графической части.

1.Процессная модель машины..................................................1 л.

2.Комплексная принципиальная схема....................................2 л.

3.Принципиальная электрическая схема..................................1 л.

Содержание расчетно-пояснительной записки.

1.Введение. Описание целевого, механического и энергетического интерфейса спроектированной технологической машины.

2.Описание процессной модели. Выбор и обоснование целевых, сервисных функций, и функций коррекции цели.

3.Техническое задание и техническое предложение на систему управления машины по приведенной в Приложении 1 форме.

4.Описание комплексной принципиальной схемы ФС. Обоснование структурно-компоновочного решения, выбор и согласование уровней потоков элементов.

5.Документы, сопровождающие комплексную принципиальную схему:

-перечень элементов ПЭ;

-перечень потоков и сигналов ПС;

-технические задания на основные подсистемы и узлы машины ТЗ.

6.Информационный поиск датчиков и исполнительных элементов машины и ее САУ, описание целевого, механического, энергетического и информационного интерфейса этих элементов ОЭ.

7.Расчет и описание принципиальной электрической схемы.

8.Заключение.

Содержание

Содержание. 3
1. Назначение стенда для программирования датчиков давления. 4
2. Устройство стенда и его функционирование. 4
3. Исполнительная часть стенда. 5
4. Процессная модель. 22
5. Человеко - машинный интерфейс. 23
6. Разработка функциональной схемы и математической модели быстродействующего датчика абсолютного давления. 24

1. Назначение стенда для программирования датчиков давления.

Стенд программирования датчиков давления предназначен для настройки микроконтроллерной части датчиков давления, которая корректирует показания чувствительного элемента. Настройка производится путём экспериментального определения коэффициентов корректирующего полинома и последующим программированием микроконтроллера датчика.

Датчики давления, присоединенные к трубопроводу, помещаются в камеру тепло-холод. Давление и температура камере изменяется по заранее установленному закону, под управлением промышленного компьютера. Параллельно с датчиком включен вспомогательный объем, необходимый для уменьшения воздействия горячего воздуха на эталонный датчик давления, вследствие чего сигнал с эталонного датчика давления практически не зависит от температуры, а значит температурная погрешность эталонного сигнала давления близка к нулю; вспомогательный объем также позволяет обеспечивать более плавную регулировку давления в рабочей камере и демпфирует скачки давления. Нагнетание давления и откачка производится с помощью элетромагнитных клапанов, три из которых служат для подключения регулятора давления соответственно к откачному посту, атмосфере и к магистрали повышенного давления, два – для грубого и точного напуска. Для предотвращения засорения пневмовакуумной системы стенда электромагнитный клапан, открытый на атмосферу снабжен фильтром.

Блок питания и управления служит для формирования напряжений питания электромагнитных клапанов блока клапанов, для управления печью в автоматическом режиме, для формирования стабилизированного напряжения питания эталонных и испытуемых датчиков и для прошивки данных в датчики.

2. Устройство стенда и его функционирование

2.1. Общее описание работы установки.

Функциональная схема установки представлена в документе K6-1-09.00.00.000 ФС на двух листах. Датчики давления размещаются в камере тепло – холод , в которой под управлением промышленного компьютера по заранее установленному алгоритму изменяется температура.

Каждый испытуемый датчик подключен к вакуумно – пневматической магистрали. С помощью насоса и компрессора в ресиверах RSV1 и ,если необходимо RSV2, в автоматическом режиме , посредством электромагнитных клапанов, создается требуемое давление или задается требуемый перепад давлений.

Сигнал с испытуемых датчиков поступает на аналоговый мультиплексор, который соединен с платой аналогового сбора информации. Для проверки показаний используются эталонные датчики давления, подключенные к той же вакуумно – пневматической системе и находящиеся при комнатной температуре, сигнал с которых поступает на меру сопротивления . С меры сопротивления сигнал оцифровывается платой аналогового сбора информации, либо поступает на цифровой вольтметр , который по каналу RS232 соединен с промышленным компьютером.

После прогона датчиков по требуемым значениям температуры и давления , коэффициенты настройки прошиваются в каждый датчик по интерфейсy JTAG.

2.2. Состав установки.

Функционально стенд состоит из:

1)Камеры тепло - холод

2)Блока задания давления

3)Блока питания и управления

3. Исполнительная часть стенда

3.1 Камера тепло-холод

Камера тепло-холод предназначена для создания температурных условий требуемых процессом программирования датчиков. В качестве камеры тепло-холод была выбрана камера TestEquity 1007C, которая обеспечивает необходимый диапазон температур в рабочем объеме и удобна для сопряжения с САУ стенда.

Технические характеристики камеры TestEquity 1007C:

• Диапазон воспроизводимых температур: –73°C to +175°C;
• Точность: ±0.5°C;
• Равномерность по объему: ±0.5°C;

• Потребляемая мощность при

• Время охлаждения

• Время нагрева

• Питание: 230 В ±10%, 50 Гц;
• Объем камеры: 60,96 см x 53,34 см x 60,96 см (7 куб. фут.);
• Габариты: 83,82 см x 164.46 см x 137.80 см;
• Минимальное свободное пространство: 30,48 см слева и справа, 60,96 см сзади;
• Проходные отверстия: слева и справа (всего 2), диаметром 10,16 см;
• Вес: 385,55 кг.

Камера управляется встроенным температурным контроллером Watlow F4. Этот контроллер позволяет осуществлять управление камерой вручную, путем задания программ и дистанционно с помощью компьютера. В установке используется дистанционное управление с компьютера по протоколу ModBus через канал RS-485.

Технические характеристики контроллера Watlow F4:

• Точность: ±1.55°C (выше –50°C), ±1.66°C (ниже –50°C);
• Стабильность: ±0.1°C/°C изменения внешней среды;
• Цифровые входы: 4, 10 kΩ импеданс;
• Сигнальные выходы: 2, электромеханическое реле, 2 A, 20 В или ~240 В макс.
• Цифровые выходы: 7, открытый коллектор;
• Каналы связи: RS-232 и RS-485 последовательные каналы, протокол Modbus™;