178109 (596257), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Т=4 085 763 / 5 712 152=0,72 г.
Рассчитанное значение показателя эффективности, равное 1,398 является удовлетворительным и допустимым (более 1). Срок окупаемости разработанных мероприятий составляет 0,72 г. В условиях высокой инфляции и увеличения курса иностранных валют, кризисного состояния экономики, существует опасность резкого увеличения размера затрат и капитальных вложений. За счет предполагаемого улучшения качества продукции, роста объемов реализации, сокращения затрат на эксплуатацию зданий, повышения квалификации и опыта персонала, при указанных затратах должен достигаться заданный эффект максимизации прибыли и снижения себестоимости продукции в течении непродолжительного срока.
3.2 Применение электронного блока управления в производстве двухкамерного холодильника
3.2.1 Характеристика устройства и существующие методы управления температурным режимом
Одной из главных целей в области качества для предприятия является повышение удовлетворенности потребителей его продукцией. Основная функция бытового холодильного прибора (к БХП относятся холодильники, морозильники и комбинированные холодильники-морозильники разных типов) – максимально длительное хранение продуктов. Здесь определяющим фактором качества изделия выступает температура в морозильной камере. Покупая холодильник или морозильник, потребитель рассчитывает, какие продукты и как долго он сможет хранить в нем. Если ожидания покупателя не оправдываются, возникает желание убедиться в том, что температуры в камерах приобретенного БХП соответствуют значениям, указанным в его паспорте или руководстве по эксплуатации.
На исправном БХП важно знать, какие температуры обеспечиваются при разных положениях ручки регулятора температуры, но большинство массовых БХП не имеет термометров в камерах. На регуляторах температуры просто нанесены условные деления от режима минимального охлаждения до режима максимального охлаждения. По причинам наличия технологических допусков на изготовление деталей условия охлаждения при одинаковом положении ручки регулятора температуры на разных образцах БХП даже одной модели могут быть разными.
Оптимальному охлаждению продуктов на каждом холодильнике соответствует свое положение ручки регулятора температуры. Это положение потребитель выбирает сам между наибольшим и наименьшим холодом. При шкале из восьми делений оптимальное охлаждение продуктов на одних образцах может обеспечиваться при положении ручки регулятора температуры на третьем делении, а на других на пятом. Ставится под сомнение правильная работа изделий, их качественное исполнение при сборке на заводе, однако и те и другие холодильники исправны, и будут хорошо и верно служить многие годы.
Нормативные температуры, которые должны обеспечиваться в камерах БХП, указываются в национальных стандартах Республики Беларусь и в стандартах европейских стран. Согласно им, средняя температура в холодильной камере на одном из положений ручки регулятора температуры устанавливается в зависимости от температуры окружающего воздуха и климатического исполнения БХП.
Температуру холодильной камеры замеряют с помощью термопар в 3-х точках в установившемся режиме работы БХП. Среднюю температуру в холодильной камере определяют как среднее арифметическое значение по 3 замерам. При испытаниях двери камер БХП должны быть герметично закрыты.
Для повышения качества и конкурентоспособности продукции ЗАО «Атлант» широкое распространение получают БХП, оборудованные электронным управлением и цифровыми термометрами. Такие БХП позволяют покупателю задавать по собственному усмотрению температуры в камерах с точностью до 1 С° и контролировать их в ходе эксплуатации изделия. Заданные температуры поддерживаются независимо от изменения загрузки БХП продуктами и окружающих условий.
Под управлением температурным режимом в бытовой холодильной технике подразумевают выбор конкретного режима работы холодильника или морозильника. Для изменения режимов работы используют механические, электромеханические и электронные регуляторы температуры, воздушные заслонки на холодильниках с принудительной циркуляцией воздуха, а также электронные пульты управления с клавишами и цифровыми термометрами.
В холодильниках ХХ века применяли, в основном, электромеханические приборы управления. В современных небольших холодильниках всех типов тоже применяют электромеханические приборы. В более сложных моделях применяют оба типа приборов, но чаще электронные.
Механический блок управления БХП. Холодильников с чисто механическим управлением на нашем рынке нет. Даже о простейших термоэлектрических холодильниках, которые включают и выключают вручную (они не имеют регуляторов температуры), неправильно говорить, как о моделях с механическим управлением. Тем более этого нельзя сказать о холодильниках с механическим воздушными заслонками, поскольку в этих моделях кроме механических заслонок для управления холодильником применяют еще электромеханические и электронные приборы.
Механические приборы регулируют температуру в холодильнике чисто механически. Потребитель вручную поворачивает ручку заслонки внутри камеры и устанавливает нужный режим охлаждения, изменяя количество холодного воздуха, подаваемого для охлаждения этой камеры.
Электромеханический блок управления БХП. Самый распространенный электромеханический прибор управления бытовыми холодильниками – регулятор температуры сильфонного типа. Герметичный сильфон, заполненный легко испаряющейся жидкостью, имеет эластичную диафрагму. При изменении давления жидкости диафрагма деформируется и переключает электрические контакты. От сильфона отходит тонкая трубочка с запаянным концом, который крепится к испарителю и служит «датчиком» температуры. В зависимости от температуры стенки испарителя состояние наполнителя в трубочке изменяется от жидкого до газообразного. При этом изменяется объем полости внутри сильфона и положение диафрагмы. Чем выше температура, тем больше объем наполнителя и сильнее давление на диафрагму. Когда давление наполнителя на диафрагму превысит сопротивление пружины, происходит переключение электрических контактов, замыкающих цепь электродвигателя мотор-компрессора. Другой силе пружины будет соответствовать другая температура переключения электрических контактов. Поворачивая ручку регулятора температуры, можно изменять силу воздействия пружины на диафрагму и устанавливать другой режим охлаждения.
Рисунок 3.1 – Электромеханический блок управления бытовыми холодильниками
На рисунке приведены обозначения:
а – зеленый индикатор. Индикатор загорается при включении прибора (т.е. при включении вилки кабеля питания прибора в розетку);
b – красный индикатор. Индикатор загорается в зависимости от температуры внутри прибора. Индикатор на короткое время загорается при включении морозильника, при закладывании свежих продуктов и при переводе регулятора термостата в положение, соответствующее более низкой температуре. Индикатор непрерывно горит, если температура в морозильной камере слишком высокая (в морозильник помещено слишком много теплых продуктов, дверца морозильника открыта или уплотнитель дверцы не прилегает к корпусу) или если прибор вышел из строя;
с – желтый индикатор. Индикатор загорается при включении режима непрерывной работы;
d – переключатель непрерывной работы. При переводе переключателя в правое положение компрессор работает непрерывно и обеспечивает наименьшую возможную температуру внутри прибора, необходимую для замораживания свежих продуктов;
e - регулятор термостата. Для установки и изменения температуры внутри прибора.
Электронный блок управления БХП. Электронные регуляторы температуры не имеют электрических контактов и управляют включением охлаждения по команде электронных датчиков, установленных в регулируемых камерах (см. рисунок 3.2 ниже). Электронный регулятор температуры может быть установлен в том же месте, где обычно устанавливают электромеханический, и иметь такую же ручку для переключения режимов охлаждения. Но в отличие от электромеханического он не привязан к испарителю и выбор места его установки определяется только конструкцией системы управления.
Рисунок 3.2 – Электронный блок управления бытовыми холодильниками
1 - индикатор знака «– » при отображении температуры в МК;
2 - индикатор температуры в МК (цифровой двузначный);
3 - индикатор знака «+» при отображении температуры в ХК;
4 - индикатор температуры в ХК (цифровой однозначный);
5 - индикатор включения МК (зеленого цвета);
6 - индикатор включения режима быстрой заморозки (желтого цвета);
7 - индикатор повышенной температуры в МК (красного цвета);
8 - индикатор включения ХК (зеленого цвета);
9 - кнопка включения/выключения ХК;
10 - кнопка выключения звукового сигнала;
11 - кнопка включения/выключения режима быстрого замораживания;
12 - кнопка включения/выключения МК;
13 - кнопка задания температуры в ХК;
14 - кнопка задания температуры в МК.
При любом типе блока потребитель вручную устанавливает режим работы холодильника, механически поворачивая ручку регулятора температуры, а включение компрессора происходит через электрические контакты. При электронном регуляторе температуры другие приборы управления (реле и переключатели) могут быть электрическими.
Отличия управления с помощью электромеханических и электронных приборов заключаются только в принципах регулирования. Электромеханические приборы регулируют температуру в камере по температуре самой холодной точки на испарителе, а электронные по показаниям датчика температуры воздуха в самой камере.
Применение электронного регулятора выводит производителя на более высокий качественный уровень изделий. Главное преимущество здесь – в высокой точности регулирования. В простых небольших холодильниках и морозильниках такой блок использовать нецелесообразно, а в больших и дорогих моделях даже незначительные отклонения температур могут быть причиной значительных убытков из-за порчи продуктов, и в дальнейшем привести к поломке самого прибора.
Плюсы внедрения электронного блока:
- высокоточное электронное регулирование гарантированно поддерживает заданную температуру независимо от изменения температуры и влажности окружающего воздуха;
- электронное управление предполагает наличие цифровых указателей температуры, цветных световых индикаторов режимов работы и предупреждения аварийных ситуаций, что наглядно информирует потребителя о работе прибора;
- улучшаются эргономические показатели – электронное управление позволяет изменять и контролировать режимы, активизировать различные функции, не открывая двери холодильника, например, на пульт управления вынесен сетевой выключатель, позволяющий отключить холодильник, не выдергивая вилку из розетки.
- приборы, вынесенные на наружный пульт управления, не только повышают удобства пользованием, но и создают положительное эстетическое восприятие.
Достоинства электромеханических приборов в простоте управления и надежности, подтвержденной многолетней эксплуатацией. Электронные приборы же совершенствуются из г. в год. Расширение функциональных возможностей, повышение надежности и снижение цены является тенденцией в развитии электронных приборов для управления бытовой техникой.
3.2.2 Конструкция и описание составляющих электронного блока
Конструктивно блок управления состоит из основных частей:
- модуля управления;
- модуля индикации;
- двух датчиков температуры.
Чертеж общего вида электронного блока управления двухкамерным холодильником дается в приложении. На нём представлены общий вид электронного блока, модули управления и индикации, датчик температуры, описано назначение кнопок управления.
Рассмотрим подробно основные элементы модуля управления:
Микроконтроллер. Для реализации основных функций прибора применим микроконтроллер ATmega16L производства Atmel. По своим характеристикам он больше всего подходит при относительно низкой стоимости, высокой надежности и низком энергопотреблении.
Архитектура семейства AVR в значительной мере предопределяется ее назначением - построение компактных и дешевых цифровых устройств. Все функции микроЭВМ реализуются с помощью единственной микросхемы. В состав семейства AVR входит целый ряд микросхем от самых простых микроконтроллеров до достаточно сложных. Микроконтроллеры семейства AVR позволяют выполнять как задачи управления различными устройствами, так и реализовывать отдельные узлы аналоговой схемы. Все микросхемы этого семейства работают с одной и той же системой команд, большинство из них выполняется в одинаковых корпусах с совпадающей цоколевкой (нумерация ножек для корпуса).
Ядро AVR сочетает богатый набор инструкций с 32 универсальными рабочими регистрами. Все 32 регистра непосредственно подключены к арифметико-логическому устройству (АЛУ), который позволяет указать два различных регистра в одной инструкции и выполнить ее за один цикл. Данная архитектура обладает большей эффективностью кода за счет достижения производительности в 10 раз выше по сравнению с обычными CISC-микроконтроллерами.
Микроконтроллер производится по технологии высокоплотной энергонезависимой памяти компании Atmel. Встроенная внутрисистемно программируемая флэш-память позволяет перепрограммировать память программ непосредственно внутри системы через последовательный интерфейс SPI с помощью простого программатора или с помощью автономной программы в загрузочном секторе. Загрузочная программа может использовать любой интерфейс для загрузки прикладной программы во флэш-память. Программа в загрузочном секторе продолжает работу в процессе обновления прикладной секции флэш-памяти, тем самым поддерживая двухоперационность: чтение во время записи. За счет сочетания 8-разр. RISC ЦПУ с внутрисистемно самопрограммируемой флэш-памятью в одной микросхеме ATmega128 является мощным микроконтроллером, позволяющим достичь высокой степени гибкости и эффективной стоимости.
Тактовый генератор. XTAL1 и XTAL2 являются входом и выходом, соответственно, инвертирующего усилителя, который с использованием кварцевого кристалла или керамического резонатора работает как встроенный генератор. Принципиальная схема подсоединения генератора представлена на рисунке 3.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
