Автоматизация и управление испытательным комплексом по контролю терморегуляторов

• Автор: Демина, Елена Григорьевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 212 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Анализ современного состояния вопроса и формулировка цели исследования

1.1 Классификация терморегуляторов и их анализ

1.2 Условия эксплуатации терморегуляторов, оказывающие влияние на их работоспособность.

1.3 Анализ способов контроля терморегуляторов и степени их автоматизации .

1.4 Подход к автоматизации процесса управления динамическими режимами испытательного комплекса по контролю терморегуляторов .

1.5 Выводы по проведенному обзору. Формулировка цели и задач исследования.

Глава 2. Разработка математической модели термодинамических процессов, происходящих в специальной барокамере испытательного комплекса по контролю терморегуляторов

2.1. Математическая модель работы терморегулятора.

2.2. Математическая модель предлагаемого способа управления процессом контроля терморегулятора.
2.3 Математическая модель термодинамических процессов объекта управления барокамеры испытательного комплекса.
2.4 Разработка имитационной модели и исследование термодинамических процессов, происходящих в барокамере испытательного комплекса .
2.5 Анализ системы на устойчивость
Выводы по второй главе.
Глава 3. Разработка алгоритмов управления, обеспечивающих быстродействие при установке температурных режимов в барокамере испытательного комплекса
3.1 Разработка алгоритма принятия решения о работоспособности
терморегуляторов
3.2 Разработка критериев эффективности управления испытательным комплексом по контролю терморегуляторов.
3.3 Синтез элементов и структуры системы управления
3.4 Разработка алгоритмов управления испытательным комплексом
3.5 Принципы оценки качества испытательного комплекса
3.5.1 Подходы к определению критериев оценки качества
3.5.2 Частные критерии качества системы
Выводы по третьей главе
Глава 4. Структура и техническое решение автоматизированной
системы контроля терморегуляторов.
4.1 Анализ и выбор технических средств испытательного комплекса .
4.1.1 Система сбора данных испытательного комплекса
4.1.2 Анализ и выбор датчиков для измерения физических величин
4.1.2.1 Выбор датчика для измерения температуры
4.1.2.2 Выбор датчика для измерения давления.
4.1.3 Анализ и выбор методов возбуждения измерительных датчиков
4.1.4. Анализ и выбор схемы подключения датчиков.
4.1.5 Анализ и выбор метода измерения сигнала с датчика
4.1.6 Выбор аналогоцифровых преобразователей для систем сбора данных.
4.1.7 Архитектура электронной части испытательного комплекса .
4.2 Погрешности основных каналов измерения испытательного комплекса.
4.2.1 Погрешность канала измерения давления.
4.2.2 Погрешность канала измерения температуры
4.3 Описание программы управления испытательным комплексом
для контроля терморегуляторов
4.3.1 Выбор средства разработки приложения для управления испытательным комплексом.
4.3.2 Пользовательский интерфейс приложения.
4.3.3 Описание программного автомата
4.4 Программное приложение просмотра статистических данных
результатов контроля терморегуляторов
4.4.1 Логическая модель базы данных.
4.4.2 Описание сущностей и атрибутов концептуальной схемы базы данных.
4.4.3 Определение связей между сущностями.
4.4.4 Обеспечение целостности базы данных.
4.4.4.1 Ограничение на уникальность и на неопределенные значения
4.4.4.2 Ссылочная целостность.
4.4.5 Обеспечение безопасности доступа к данным
4.4.6 Обработка данных в приложении.
4.4.7 Пользовательский интерфейс приложения получения статистических данных.
4.5 Экспериментальные исследования
4.5.1 Экспериментальная проверка адекватности математической модели.
4.5.2 Экспериментальная проверка рациональных режимов работы комплекса
4.6 Обоснование экономической эффективности испытательного комплекса
4.6.1 Методика расчета экономической эффективности.
4.6.2 Расчет трудовых и стоимостных затрат при ручном контроле терморегуляторов и при контроле с помощью автоматизированного испытательного комплекса
4.6.3 Оценка экономической эффективности внедрения автоматизированной системы.
Выводы по четвертой главе
Основные выводы
Литература


Манометрические термоэлементы, применяемые в терморегуляторах, состоят из двух элементов в одном повышение температуры приводит к увеличению давления, в другом изменение давления преобразуется в перемещение поверхности замкнутого объема. Данное перемещение, усиливаемое рычажным механизмом, заставляет изменять состояние электрической контактной группы. Структурная типовая схема таких регуляторов представлена на рисунке 1. На рисунке 1. К0 пропан, демонстрирующая соответствие давления в термосистеме температуре срабатывания прибора приложение 1 б выходная характеристика, которая отражает температуру замыкания и размыкания исполнительного механизма прибора. Г, С а
Рисунок 1. Рисунок 1. Кривая насыщения фреона 0. Выходная характеристика прибора. Манометрический чувствительный элемент датчик температуры представляет собой герметичную систему, состоящую из термобаллона 1 и упругого
элемента 2 сильфона, соединенных капиллярной трубкой 3. Система заполнена парожидкостной смесью жидкостью, кипящей при низких температурах. Термобаллон, помещенный в контролируемую среду, воспринимает ее температуру. Изменение температуры приводит к выкипанию или конденсации части жидкости, соответственно изменяя давление насыщенных паров в замкнутой системе. Температура сильфона по условиям работы не должна быть ниже, чем термобаллона. Действующая на дно сильфона сила давления наполнителя, уравновешивается силой упругой деформации пружины 4, заставляя поворачиваться коромысло 6. Угол поворота коромысла а ограничен упорами 8. Контактная группа исполнительного устройства 7 переключается в положениях дна сильфона х, Х2 рис. Тср1 рСр2,ТсР2 кривой насыщения рис. Среднее значение поддерживаемой в камере температуры зависит от величины дифференциала переключения контактов Тср2Тср1. Относительное смещение температуры срабатывания задается вращением кулачка. С этой целью терморегуляторы например, серий ТМ, ТАММ выпускаются в виде ряда модификаций, настроенных на конкретное наименьшее значение температуры срабатывания и определенное значение дифференциала. Среднее значение поддерживаемой в камере температуры будет зависеть от границ пределов срабатывания контактной группы Тср, Тср2. Физические законы, положенные в основу конструкции прибора, накладывают дополнительные ограничения на условия эксплуатации. Это вызвано тем, что количество заполняемой термосистему прибора жидкости ограничивают, так как при высоких температурах в условиях хранения слишком высокое давление может вызвать нарушение прочности. При определенной температуре жидкость должна полностью превратиться в пар, а дальнейшее возрастание давления перегретого пара происходит медленно. Температура окружающей и контролируемой среды являются основными факторами, влияющими на работоспособность терморегулятора. Во время работы прибора его термочувствительный элемент помещается в контролируемую среду, а основные части прибора находятся под воздействием температуры воздуха. Термосистемы с ограниченным заполнением жидкостью имеют одну особенность когда температура сильфона по условиям работы оказывается ниже, чем в термобаллоне, то насыщенные пары конденсируются в сильфонной коробке, и термопатрон остается без жидкости, т. Поэтому температура сильфона должна быть больше температуры чувствительного элемента Тс Т. Это ограничение необходимо учитывать при контроле терморегуляторов, т. При эксплуатации прибора необходимо учитывать влажность воздуха. При повышенной влажности может произойти коррозия контактов, что тоже может повлиять на работоспособность прибора. При разработке приборов устанавливается определенная величина коммутирующего тока. В случае превышения его предельного значения может произойти поломка терморегулятора. По приведенным характеристикам потребители выбирают необходимую им продукцию соответствующего качества, критерием которого является их сертификация. Продукция завода Орлэкс сертифицирована Госстандартом России, испытательными центрами ВЕАВ, Регистром Ллойд Великобритания и УОЕ Германия. Соответствовать международным требованиям и стандартам, безусловно, тяжело. К примеру, если во времена СССР завод производил термостаты модификаций, то теперь их освоено свыше 0.