Электроника и микропроцессорная техника: Учебно-методическое пособие к практическим занятиям и расчетно-графической работе, страница 10

Термообработку и сушку многих изделий производят по определенной программе, включающей в себя регулирование скорости нагрева и поддержание температуры на некоторых промежуточных и конечном уровнях. Такие задачи встречаются, например, при сушке древесины, при термообработке наклеенных на мембраны или балки тензодатчиков, при термообработке покрашенных изделий и т.д.

 На рис. 10.1 приведена блок-схема регулятора скорости и уровня нагрева изделия в сушильном шкафу СШ.

В регуляторе используется релейное регулирование температуры  путем замыкания и размыкания контакта реле Р, подающего импульсы тока  в нагреватель сушильного шкафа. Датчик Д (проводниковый терморезистор) преобразует температуру  в сушильном шкафу СШ в напряжение

,                                              (10.1)

где g - коэффициент преобразования.

Это напряжение  усиливается усилителем У, выходное напряжение  которого подано на первый вход компаратора КМП1. На второй вход компаратора КМП1 подано напряжение , определяющее изменения нагрева по скорости и уровню.

Напряжение  задатчика скорости ЗДС определяет скорость нагрева, а напряжение  задатчика уровня ЗДУ определяет уровень нагрева.

Напряжение  в компараторе КМП1 сравнивается с напряжением . Когда , то , и усилитель мощности УМ развивает мощность, достаточную для срабатывания реле Р, то есть через обмотку реле Р протекает ток , где  - ток срабатывания реле. Реле Р срабатывает и замыкает свой контакт в цепи питания нагревателя сушильного шкафа. Через нагреватель протекает ток , и в шкафу повышается температура . При этом увеличивается напряжение . При достижении  напряжение  на выходе компаратора КМП скачком переходит в состояние . При этом на выходе УМ ток  и реле Р отключается, разрывая своим контактом Р цепь нагревателя. Температура , а значит и напряжение , начинают уменьшаться. При  вновь включается реле Р, вновь происходит повышение , т.е. повышение , и далее – по циклу. Таким образом, температура  в сушильном шкафу и скорость ее изменения целиком определяются величиной и скоростью изменения напряжения .

При заданной постоянной величине напряжения  частота импульсов на выходе преобразователя напряжения в частоту ПНЧ постоянна и пропорциональна , т.е. , где  - коэффициент преобразования.

Импульсное напряжение  частотой f поступает на вход формирователя импульсов ФИ, где они формируются по уровню и по крутизне фронта. Таким образом, сформированные импульсы  частотой f поступают на вход предварительно обнуленного счетчика импульсов СИ, где накапливаются (суммируются) и одновременно преобразуются в двоичный код. Накопленное число импульсов

,                                       (10.2)

где t – время суммирования.

Цифровой двоичный код при помощи цифро-аналогового преобразователя ЦАП преобразуется в напряжение , пропорциональное коду, т.е.

,                                 (10.3)

где  - коэффициент преобразования ЦАП.

Как видим из уравнения, скорость увеличения  определяется задающим напряжением , то есть

,                                          (10.4)

где .

ПНЧ работает только в том случае, когда . При этом напряжение  на выходе компаратора КМП2 запускает ПНЧ, потому что при этом . При достижении  , ПНЧ останавливается и дальше идет процесс регулирования температуры  в СШ по уровню, так как .

Варианты заданий