Программируемый термостабилизатор

Необходимость в данном устройстве возникла при решении задачи контроля и стабилизации температуры в технологических процессах на одном из предприятий. Для нагрева и охлаждения там использовался пар с котельной и холодная вода из артезианской скважины, которые через заслонки подавались в теплообменники, бойлеры, рубашки охлаждения и т. д. Заслонки на трубопроводах были двух типов: чисто пневматические мембранного типа с камерой, давление сжатого воздуха в которой определяло ее положение и электромеханические с реверсируемым двигателем. Результатом проведенной работы стало предлагаемое устройство, которое позволяет управлять заслонками обеих типов с помощью двух мощных ключей на симисторах. Для пневматической заслонки на входе камеры устанавливаются два нормальнозакрытых электрических клапана. Один из них подает в камеру сжатый воздух большого давления, второй выпускает его оттуда при закрытом первом клапане. Электродвигатель электромеханической заслонки подключается непосредственно к устройству, в этом случае ключами задается его направление вращения. Ниже приводятся электрическая схема, принципы работы и параметры устройства. Возможны варианты поставки на заказ настроенных плат устройства. Жду Ваших предложений.

Детали: U1 - К561ЛН1, U18 - К1533ИД7, U7 - PIC16F84-04I/P, U9 - DS1820, U10,U11 - АОУ115В, U17,U14,U15,U16 - HD1077G.

Температурный датчик U9 измеряет температуру и передает ее в микроконтроллер U7, который выводит ее на четырехразрядный индикатор на U14-U17, управляет двумя мощными ключами на X7,X8. Ключи гальванически развязаны от остальной схемы с помощью U10,U11. Светодиоды U12,U13 загораются при открытых ключах. Третьей задачей микроконтроллера является опрос клавиатуры, подключаемой через разъем X9. Схема позволяет использовать стандартную телефонную клавиатуру 4*3 клавиши, но программно поддерживается только один ее столбец (STL0), т.е. 4 кнопки. Их достаточно для выполняемых функций. Для сканирования клавиатуры используются импульсы динамической индикации, которые, пройдя через нажатую клавишу, усиливаются усилителем U1, и, это особенность данной схемы, принимаются по тому порту, куда выдаются (RB0 для STL0) данные разрядов индикатора. Во время, когда опрос клавиатуры не производится, выходы усилителя переводятся в Z-состояние, для чего используется порт RB7. Резисторы R1-R3 - защитные. Напряжение сети 220В подается на общий для ключей вывод FAZA, и на клапана или двигатель, которые другими выводами соединяются с KLAPAN1 и KLAPAN2.

Для наиболее точной стабилизации температуры в программном управлении ключами заложены следующие принципы:

1. Ключ X7 предназначен для увеличения температуры, X8 - для уменьшения. При несовпадении температуры с требуемой производится выбор нужного ключа и он открывается на программируемое время открытия, затем, в течение тоже программируемого времени установления, при закрытом ключе температура измеряется и снова производится выбор ключа. Таким образом, в режиме стабилизации можно выделить периоды, состоящие из времени открытия и времени установления.

2. При решении открыть соответствующий ключ учитывается приращение или уменьшение температуры, полученное при предыдущих измерениях. Для устранения эффекта перерегуляции рассчитывается время, прошедшее с момента перехода через требуемую температуру до момента, когда температура минимальна или максимальна и используется для определения момента, когда нужно открывать или закрывать заслонку.

3. Режим стабилизации может отключаться с клавиатуры. При его отключении производится закрытие заслонки путем включения уменьшающего ключа на несколько секунд.

4. С клавиатуры вводятся и запоминаются в постоянной памяти требуемая температура, время открытия и время установления.

Температурный датчик DS1820 передает в микроконтроллер уже обработанную температуру в цифровом последовательном коде по однопроводному интерфейсу. Длина соединительных проводов между датчиком и устройством может достигать 10 - 15 метров и не влияет на точность измерения. Более подробную информацию об этой микросхеме можно получить на сайте фирмы Dallas Semiconductor (http://www.dalsemi.com). А текст подпрограммы, используемой в термостабилизаторе для получения температуры (работы с датчиком), можно посмотреть здесь: "sensor.txt"

Желаю творческих успехов. С уважением, Владимир Шашин.

Дата публикации: 2004-02-15
Прочтено: 7705
Версия для печати: