ABSTRACT
Dit werk beschrijft een kader van ON/OFF, proportionele en lineaire temperatuur controlesystemen. Het ontwerp en de implementatie van dit proces gebeurt met LABVIEW, virtual workbench software. Het project omvat omvat data-acquisitie, gegevensverwerking en de weergave van gegevens. In het beginstadium wordt Data-acquisitie vervangen door een microcontroller-systeem als een kostenbesparende maatregel. A ON/OFF controller systeem is ontworpen met behulp van bepaalde Relay element dat de verwarming spoel regelt en LABVIEW virtueel instrument wordt gebruikt voor de controle van de temperatuur en ervoor te zorgen dat de temperatuur niet verder dan een bepaalde set punt. Besturingselement voor feedback gebruikt in industrie regelen van respons en het resultaat van een aantal processen en systemen te verbeteren. Dit project geeft ons een idee over de ontwikkeling en het ontwerp van een feedback-controlesysteem, dat de temperatuur van het proces op een vooraf gedefinieerde set punt houdt. Het systeem bevat overname gegevenseenheid die input en output interfaces tussen de PC, het circuit van de sensor en de hardware geeft. Een proportionele, integraal en afgeleide controller wordt geïmplementeerd met LabVIEW. Het project geeft details over de gegevenseenheid voor de verwerving, de uitvoering van de controller en ook presenteert testresultaten.
HOOFDSTUK 1
INTRODUCTIE
1.1 motivatie
De meest belangrijke en drijvende kracht die ons aangemoedigd op weg naar de vervulling van dit project was om te voldoen aan de industriële eisen en normen met specifieke, nauwkeurige en kosteneffectieve Toepassingshulpmiddelen die vergemakkelijken naar minder tijd en arbeid consumptie daardoor leveren resultaten vrijwel die holistisch gebruikt om de kosten van een schuld. Extravagante inzake calorimetrie verklaart natuurkundige James Maxwell, in zijn 1871 klassieke theorie van warmte, temperatuur als maatstaf voor de totale kinetische en potentiële energie binnen een object. Vandaag staat deze mate van warm en koud als de meest fundamentele pijlers van de wetten van de natuur. Bijna elke industrie werkvloer behandelt verschillende acties van temperatuur en dus de controle van deze acties van temperatuur gemotiveerd ontwerp van de temperatuur controlesysteem en te voorzien van de nieuwe touch van virtuele tijdperk, de
"Laboratorium virtuele Instrument Engineering Workbench" kwam in beeld.
1.2 probleemstelling
Hoewel ons land snel aan te moderne industrialisatie passen is, evolueren wij als één van de grote leiders bij het innoveren van steeds meer eenvoudigere maatregelen in technologie. Vandaag nog als het gaat om industriële solderen en smelten die we gevoelig zijn voor het gebruik van de holistische benaderingen die we jarenlang hebben uitgevoerd. Om dit probleem oplossen en vaststellen van continuïteit in het verstrekken van eenvoudiger maatregelen in industriële toepassingen als verantwoordelijk technologen nemen we een stap vooruit bij de hervorming van deze probleemstelling.
1.3 doel van Project
De basisdoelstelling draait rond het concept van data acquisitie en verwerking en controle van het mechanisme van de verwarming die verder in gedisciplineerde temperatuurregeling vergemakkelijkt. De verwarming spoel die op 230V AC opereert wordt beheerst door een puls van de controle van het systeem van de controller die verder is verbonden met LabVIEW waarover we de resultaten van de temperatuur in de juiste grafische indeling en ook een virtuele regelblok die de verwarming onder controle krijgen.
1.4 beperkingen van het project.
Zoals we hierboven zagen, zoals in de doelstelling gaat met data acquisitie en verwerking welke het beste is verstijfd door een data-acquisitiesysteem. Data-acquisitie (DAQ) is het proces van het verwerven van een elektrische of fysieke fenomeen zoals spanning, stroom, temperatuur, geluiden en druk met een computer. Een DAQ systeem bestaat uit een kaart DAQ of sensor, hardware waaruit gegevens is aan te schaffen en een computer met bijbehorende software. Een DAQ kaart heeft diverse functies die kunnen worden ontworpen voor verschillende doeleinden. Voor de gegevens met betrekking tot zeer hoge nauwkeurigheid moet de bemonsteringsfrequentie van de kaart hoog genoeg om te reconstrueren van het signaal dat wordt weergegeven in de computer. NI USB-6363 DAQ kan worden gebruikt om gegevens met betrekking tot impuls spanning waarvoor zeer hoge nauwkeurigheid. Samplingsnelheid van deze kaart is 2MS/s (mega samples per seconde). Voor het verkrijgen van gegevens van hoogspanning systeem, moeten eerst de systeemparameters worden verkleind tot waarden ondersteund door de DAQ kaart. Dus moet de hoogspanning-systeem aangesloten instrument transformator aan het verkleinen van de spanning, alsmede huidige. Voor extern beheer van een systeem (stand-alone modus), kan CompactRIO worden gebruikt waarin ingesloten besturingselement evenals het data-acquisitiesysteem. Van het systeem van de compacte RIO taai hardwareconfiguratie bevat een chassis herconfigureerbare veld-programmeerbare gate array (FPGA), in-/ uitgangsmodulen en een embedded controller. Extra eigenschap van compacte RIO is, het kan worden geprogrammeerd met NI LabVIEW virtueel instrument en kan worden geïnterfacet. Maar wanneer wij ontwerpen oogpunt als verantwoordelijk technologen, bouwen van een systeem die toegankelijk en bruikbaar op alle economisch is ook een van de grootste factoren moeten worden ondernomen. De kosten van het gebruik van een Data-acquisitie-systeem dat zorgt voor zeer hoge nauwkeurigheid en andere floreerde functies moet worden gecompenseerd met het gebruik van een Micro-controller-systeem.
De overzichten van de verschillende controllers worden in dit hoofdstuk beschreven. Overzicht van de literatuur van het werk is besproken. De doelstelling van het proefschrift wordt uitgelegd. Aan het einde is organisatie van thesis voorgelegd.
1.1 INLEIDING TOT LABVIEW
LabVIEW TM (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench), een product van National Instruments, is een krachtige software-systeem dat voldoet aan data-acquisitie, instrument controle, gegevensverwerking en de presentatie van gegevens. LabVIEW die op een PC onder Windows, Sun SPARstations, alsmede op Apple Macintosh-computers, maakt gebruik van grafische programmeertaal (G taal draaien kan) vertrekken uit de traditionele hoog niveau talen zoals de C taal, Pascal of Basic. Alle LabVIEW grafische programma's, Virtual Instruments of gewoon VIs, genoemd bevatten een voorpaneel en een blokdiagram. Voorste paneel heeft verschillende besturingselementen en indicatoren terwijl het blokdiagram uit een scala aan functies bestaat. De functies (pictogrammen) zijn bekabelde binnen het blokdiagram waar de draden de stroom van gegevens vertegenwoordigen. De uitvoering van een VI is afhankelijk van de gegevens hetgeen betekent dat een knooppunt binnen het blokdiagram wordt uitgevoerd alleen als de gegevens beschikbaar op elke ingang van dat knooppunt zijn. Daarentegen, de uitvoering van programma's zoals de C taal programma, volg de volgorde waarin de instructies zijn geschreven.
LabVIEW beheert data-acquisitie, analyse en betere presentatie in één systeem. Voor de aanschaf van gegevens en controle-instrumenten, ondersteunt LabVIEW IEEE-488 (GPIB) en RS-232 protocollen, alsmede andere D/A en A/D en digitale I/O interface boards. De bibliotheek analyse biedt de gebruiker een uitgebreid aanbod van middelen voor signaalverwerking, statistische analyse, filteren, lineaire algebra en vele anderen. LabVIEW ondersteunt ook het TCP-protocol voor de uitwisseling van gegevens tussen de server en de client. LabVIEW v.5 ondersteunt ook de Active X Control waarmee de gebruiker om een Web Browser-object.
De versie die wordt gebruikt voor ons project is LabVIEW 2013.
1.2 INLEIDING TOT DE EENHEID VAN DE DOMEINCONTROLLER.
De Atmel® AVR® ATmega32 is een High-performance low power CMOS 8-bit microcontroller gebaseerd op de AVR RISC-architectuur verbeterd. Door het uitvoeren van krachtige instructies in één klokcyclus, behaalt de ATmega32 doorvoercapaciteit nadert 1 MIPS per MHz zodat het systeem ontworpen voor het optimaliseren van energieverbruik versus verwerkingssnelheid. Het draagt hoge uithoudingsvermogen niet-vluchtig geheugensegmenten. De Atmel® AVR® AVR kern combineert een rijke instructie set met 32 General-Purpose werken registers. Alle 32 registers zijn rechtstreeks verbonden met de Arithmetic Logic Unit, waardoor twee onafhankelijke registers moet worden benaderd in een enkele instructie uitgevoerd in één klokcyclus. De resulterende architectuur is meer efficiënte code terwijl verwezenlijking doorvoercapaciteit tot tien keer sneller dan conventionele CISC microcontrollers. De ATmega32 biedt de volgende functies: 32Kb In-systeem programmeerbaar Flash programma geheugen met lees-tijdje-Write vermogens, 1024bytes de EEPROM, 2Kb SRAM 32 General-Purpose I/O lijnen, 32 General-Purpose werken registers, een JTAG interface voor grens-scan, On-chip Debugging ondersteuning en programmering, 3 flexibele Timer/Counters met vergelijk modi, interne en externe Interrupts, een serieel programmeerbare USART, een byte georiënteerde twee-draads seriële Interface , een 8-kanaals, 10-bits ADC met optionele differentiële input podium met programmeerbare winst (alleen TQFP-pakket), een programmeerbare Watchdog-Timer met interne Oscillator, een SPI seriële poort en zes software selecteerbaar energiebesparende modi. De inactieve stand stopt de CPU terwijl het toestaan van de USART, twee-draads interface, a/d Converter, SRAM, Timer/Counters, SPI-poort, en onderbreken van systeem om te blijven functioneren. De Power-down modus slaat de inhoud van het register, maar bevriest de Oscillator, alle andere functies van de chip uit te schakelen totdat de volgende externe onderbreken of Hardware Reset. In de Power-save modus blijft de asynchrone Timer lopen, waardoor de gebruiker om een timer basis terwijl de rest van het apparaat is slapen. De ADC Noise Reduction mode stopt de CPU en alle I/O modules met uitzondering van asynchrone Timer en ADC, tot een minimum beperken van Switch lawaai tijdens ADC conversies. In de standby-modus, de kristal/resonator Oscillator wordt uitgevoerd terwijl de rest van het apparaat is slapen. Hierdoor zeer snelle start-up gecombineerd met een laag energieverbruik. Het hulpmiddel wordt vervaardigd met behulp van Atmel's hoge dichtheid niet-vluchtig geheugentechnologie. De On-chip Flash van de ISP kunt het programmageheugen geherprogrammeerde in-systeem via een seriële interface van SPI, door de programmeur van een conventionele niet-vluchtig geheugen, of door een programma van de On-chip Boot wordt uitgevoerd op de AVR-kern. Software in de sectie Boot Flash zal blijven uitvoeren terwijl de toepassing Flash sectie wordt bijgewerkt, verlenen waar Lees-tijdje-schrijfbewerking. Door het combineren van een 8-bit RISC CPU met In-systeem Self-Programmable Flash op een monolithische chip, is de Atmel ATmega32 een krachtige microcontroller die een zeer flexibele en kosteneffectieve oplossing voor vele toepassingen van het ingesloten besturingselement biedt.
1.3 ORGANISATIE VAN THESIS
Naast het eerste hoofdstuk dat ons een inleiding tot de Masterproef geeft, bestaat de thesis uit drie andere hoofdstukken. Het tweede hoofdstuk behandelt de marktstudie. Het derde hoofdstuk beschrijft de uitvoering en de werking van evenredige en lineaire temperatuur controllers. Het geeft ook een idee over hoe ze zijn gecontroleerd met behulp van LABVIEW. Het laatste hoofdstuk kwantificeert alle resultaten en conclusies worden getrokken op basis aan de opmerkingen.
HOOFDSTUK 2
MARKTSTUDIE
2.1 BESTAANDE TEMPRATUUR CONTROLESYSTEMEN EN EEN AANTAL VAN HUN NADELEN.
FTSS temperatuur controle Chronicle 7-serie
SS brouwen technologieën met hoofdkantoor in de Verenigde Staten is een van de leiders in de industrie van het brouwen sinds een decennium geweest. Hun temperatuur controlesystemen zijn sterk en prominent gebruikt in de markt. Het systeem van de FTSS temperatuur controle Chronicle 7-reeks is de huidige trend van de familie die nog steeds een numerieke weergave voor controle en toezicht ondersteunt.
De Honeywell T775 Series 2000 elektronische externe temperatuur controlesysteem
De T775 elektronische temperatuur controller zijn de volgende generatie van handels- en landbouwbeleid besturingselementen staat sensing van temperatuur, maar nogmaals virtuele externe grafische analyse is een beperking.
Ook Duits Instrumentation magnaten OMEGA, Enivronnment.SA van Frankrijk, Johnson Controls hebben opvallend is de bouw van applicatie specifieke industriële temperatuurcontrole systemen door de jaren heen.
HOOFDSTUK 3
WERK
3.1 analyse en ontwerp
een) blokdiagram:
Zoals we in het blokdiagram zien, laten we verkennen elke blok van het systeem. We zijn met behulp van een verwarming spoel die wordt geplaatst in een tank water gebouwd van glas. Om te voelen en communiceren van de temperatuur zijn we met behulp van een temperatuursensor LM35 precisie heeft.
LM35 precisie heeft temperatuursensor: de LM35 series zijn precisie geïntegreerd-circuit temperatuur apparaten met een uitgangsspanning lineair-in verhouding staan tot de temperatuur heeft. De LM35 apparaat heeft een voordeel ten opzichte van lineaire temperatuursensoren gekalibreerd in Kelvin, als de gebruiker niet vereist is voor het aftrekken van een grote constante spanning van de uitgang verkrijgen handige heeft schalen. De LM35 apparaat wordt beoordeeld om te werken via een −55 ° C tot 150° C temperatuurbereik, terwijl het LM35C-apparaat wordt beoordeeld voor een −40 ° C tot 110° C adresbereik (−10 ° met verbeterde nauwkeurigheid). De LM35-reeksenapparaten beschikbaar zijn verpakt in hermetische aan transistor pakketten.
De beschrijving van Labview en Atmega 32 Microcontroller is reeds in de inleiding. Raadpleeg pagina - 8 & 9
Relais Circuit: We maken gebruik van een relais circuit dat wordt geplaatst tussen de microcontroller-blok en de spoel die op 230V AC opereert zoals dit relais circuit accepteert een 5V triggeringang die activeert en regelt de switching ON/OFF werking van het circuit.
Seriële communicatie met RS232:
Seriële communicatie is in feite het zenden of ontvangen van gegevens een beetje op een moment. Hedendaagse computers in het algemeen adresgegevens in bytes of een veelvoud daarvan. Een byte bevat 8 bits. Een beetje is eigenlijk een logische 1 of nul. Elk teken op deze pagina wordt eigenlijk altijd intern uitgedrukt met één byte. De seriële poort wordt gebruikt voor elke byte omzetten in een stroom enen en nullen, alsmede om te converteren van stromen van enen en nullen tot bytes. De seriële poort bevat een elektronische chip genoemd een UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter () die eigenlijk de conversie doet.
b) LabVIEW Front Panel:
