Холодильное оборудование

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………..2

1. Построение функциональной схемы устройства управления холодильной установкой……………………………………………………………………...4
2. Обоснование выбора типа микроконтроллера………………………………5
3. ДТТ-03Т датчик тока………………………………………………………….9
4. AD592ANZ, датчик температурный………………………………………...11
5. Ключи на полевых транзисторах……………………………………………12
6. Герконовые реле (датчик открывания дверцы)…………………………….13

7. ДНТ-03 датчик4 измерения  переменного напряжения……………………..15

    Заключение…………………………………………………………………….17

    Литература…………………………………………………………………….18

    Приложение……………………………………………………………………19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

            Первое упоминание о создании холодильной машины относится  к

1834 г.  Прообразом   бытового холодильника можно считать аппарат

французского инженера Ф. Карре, предложенный им  в 1860 г. и  предназначенный для получения  водного льда (1 кг/час). В 1862 г. на Всемирной  лондонской выставке Ф. Карре продемонстрировал  основанную на аналогичном принципе машину большей производительности для производства блочного льда. Машина представляла собой маленькую печку с котлом для жидкого аммиака. В машине Карре, однако, не удавалось охлаждать непосредственно воздух в

помещении, или жидкость, как в современных холодильниках.

Толчком к созданию современной бытовой холодильной техники стала

разработка в 1874 г.  мюнхенским учёным К. Линде холодильной  машины.

          Современные холодильные устройства по праву можно назвать одним из главных элементов на производственном предприятии. Обеспечивая стабильность работы оборудования, холодильные установки помогают значительно повысить эффективность и выработку на каждом цикле.Особое внимание следует уделять подбору охладителей, применяемых для регуляции температуры оборудования, перерабатывающего полимеры. Холодильная машина для нагревающихся до экстремальных температур термопласт автоматов и экструдеров должна быть проста и удобна в эксплуатации, но в то же время очень надежна. Холодильные машины применяются практически во всех видах производства: переработка пластмасс и резины, лазерные технологии, машиностроение, металлообработка, пищевая промышленность и др.

Разрабатываемое микропроцессорное  устройство холодильной установки  предназначено для выполнения заданной последовательности операций, которая  обеспечивает необходимую температуру в холодильной камере.

Измеряемые величины: температура в морозильной и  основной камерах.

Измерительные устройства: датчики температуры (±30°С, 8т< I %), датчики напряжения ( 220 В) и силы тока компрессора (< 1.0 А); датчики закрытия дверей (2 шт.).

Регулируемые величины: температура в камерах (в морозильной - минимальная (-20 С), в основной камере - по заданию).

Исполнительные устройства: реле управления компрессором (200Вт), ЭМ клапан переключения контуров охлаждения; лампа освещения в основной камере.

Устройства ввода данных: три уровня/кнопки температуры в  основной камере (мин. 0...+5 °С, ном. +5°... 10 °С, макс. +10°... 15 °С).

Устройства отображения  данных: светодиоды.

Интерфейс связи с  системой управления верхнего уровня: нет Источники электропитания: сетевой -220 В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Построение функциональной схемы устройства управления холодильной установкой

        Холодильная установка - это сложный комплекс оборудования, работающий в изменяющемся режиме.

        Разрабатываемое устройство должно измерять температуру в морозильной и основной камерах с помощью датчика температуры, иметь датчики закрытия дверей и датчики напряжения и силы тока компрессора, с помощью трёх кнопок регулировать температуру и отображать информацию с помощью диодов, также есть лампа освещения в основной камере.

Функциональная схема  разрабатываемого устройства управления холодильной установкой представлена на рис.1.

 

Рис.1 Функциональная схема устройства управления холодильной установкой

2. Обоснование выбора типа микроконтроллера

 

Рис.2 Цоколевка ATtiny2313

Ниже приведён алгоритм работы микроконтроллера. Он реализует логику работы разрабатываемой холодильной установки. Основу алгоритма составляет следующая последовательность действий.

1.производится инициализация

2.опрашиваются датчики  силы тока, напряжения и температуры  в камерах(основной и морозильной)

3.если температура в морозильной камере меньше -20 клапан закрывается, компрессор отключается, если же больше, то клапан открывается и включается компрессор

4.выставляется нужная температура, с помощью кнопок управления температурой в основной камере, если в данный момент температура в камере ниже установленной клапан закрывается и отключается компрессор если же больше, то клапан открывается и включается компрессор

5.опрашивается датчик  открытия двери. Если дверь открыта, включается лампа в основной камере, дверь закрывается, лампа отключается.

 

 

 

.

 

 

Рис.3 Алгоритм работы микроконтроллера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ДТТ-03Т датчик тока  

 

 

 

 

 

 

Рис.4 ДТТ-03Т датчик тока

Датчики тока ДТТ-03-Т (измерительные преобразователи) предназначены для измерения переменных токов без разрыва цепи  
 Датчик тока ДТТ 03Т состоит из корпуса, магнитопровода, электронной схемы обработки сигнала. В состав электронной схемы входит детектор средневыпрямленных значений отградуированный в среднеквадратичных значениях. 

Датчики тока ДТТ 03Т выпускаются на несколько диапазонов измеряемых токов: 5 А, 10 А, 20 А, 50 А, 100 А, 200 А, 300 А. 

Может крепиться на DIN-рейку при помощи промежуточной планки. 
 Основные технические характеристики ДТТ-03Т: 

 

Характеристика	ДТТ 03 Т (до 100А)
Диапазон измеряемых токов, А	0...5, 0...10, 0...20, 0...50, 0...100
Допустимая перегрузка по измеряемому току, разы	1,5
Диапазон рабочих температур,°С *	- 10 … 80 (- 40 … 80)
Основная погрешность  измерения для частоты 50 Гц не более,%	0,5
Нелинейность выходной характеристики, не более, %	0,2
Полоса пропускания, Гц	20-5000
Номинальный выходной сигнал, В(мА) **	(4/20)
Источник питания, В	+15 … +30
Ток потребления, мА	7/24
Диаметр отверстия под  токовую шину, мм ***	14
Габаритные размеры, мм	70х55х34
Масса, г	100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. AD592ANZ, датчик температурный

AD592ANZ - оборудование, являющийся  одним из самых качественных  и надежных в линейке данного  производителя.

Технические параметры

Минимальная измеряемая температура,С -25

Максимальная измеряемая температура,С 105

Чувствительный элемент п/п

Точность,% 2.0

Измеряемая среда газ/поверхность

Напряжение питания,В 4…30

Выходной сигнал токовый

Корпус TO92

Рис.5 AD592ANZ, датчик температурный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Ключи на полевых транзисторах

       В разрабатываемой установке ключи служат для управления работой компрессора, ЭМ клапанов переключения контуров охлаждения.

Для ключей на полевых  транзисторах характерно:

1) малое остаточное  напряжение на ключе, находящемся  в проводящем состоянии; 

2) высокое сопротивление  в непроводящем состоянии и,  как следствие, малый ток, протекающий через транзистор, канал которого перекрыт;

3) малая мощность, потребляемая  от источника управляющего напряжения; 4) хорошая электрическая развязка  между цепью управления и цепью  коммутируемого сигнала, что позволяет  обойтись без трансформатора  в цепи управления;

5) возможность коммутации  электрических сигналов очень  малого уровня

При выборе запирающего  напряжения следует помнить, что  при его большом значении в  цепи p-n-перехода может возникнуть лавинный пробой. Поэтому всегда должны выполняться  неравенства

 

 

где  — максимально  допустимые напряжения затвор — сток и затвор — исток.

 

 

 

 

 

 

 

6.Герконовые реле (датчики открывания дверцы)

         Герко́н— электромеханическое устройство, представляющее собой пару ферромагнитных контактов, запаянных в герметичную стеклянную колбу. При поднесении к геркону постоянного магнита или включении электромагнита контакты замыкаются. Герконы используются как бесконтактные выключатели, датчики близости и т. д.

Достоинства:

• Контакты геркона находятся в вакууме или в инертном газе и слабо обгорают, даже если при замыкании или размыкании между контактами возникает искра.
• Долговечность герконов. Считается, что если не бить геркон и не пропускать очень большие токи, то срок службы геркона бесконечен, (хотя в технических данных на герконы указаны ограничения, 108—109 и больше срабатываний).
• Меньший размер по сравнению с классическим реле, рассчитанным на такой же ток.
• Отсутствие необходимости применения тугоплавких и драгоценных металлов для контактов.
• Герконы почти бесшумны.
• Высокое (относительно классических реле) быстродействие.

Геркон с электромагнитной катушкой составляет герконовое реле.

РГК 15 – реле неполяризованные одностабильные

Рис.6 РГК 15

 

 

 

 

7.ДНТ-03 датчик измерения переменного напряжения

  Датчик напряжения  ДНТ-03 (преобразователь измерительный)  предназначен для преобразования  напряжения переменного тока  в постоянное напряжение (ДНТ-02) или стандартный токовый сигнал 4/20 мА (ДНТ 03) с гальванической развязкой входной цепи и цепей контроля.

 Основные технические  характеристики ДНТ 03:

Диапазон измеряемых напряжений, В  0...1000

 Допустимая перегрузка  по измеряемому напряжению, разы  1,5

 Входной номинальный  ток, Iном, мА  1

 Диапазон рабочих  температур,°С *  -10...+80 (-60...+80)

 АЧХ в пределах 2%, не хуже, Гц  20-5000

 Нелинейность выходной  характеристики, не более, %  0,2

 Пробивное напряжение  между измеряемой и измерительной цепями, не менее, кВ  3

 Напряжение питания,  В     +15...+30

 Номинальный выходной  сигнал, В(мА) **     (4/20)

 Минимальное сопротивление  нагрузки, кОм     -

 Максимальное выходное  напряжение, В     Uпит.-2

 Ток потребления  по цепи питания, не более, мА     7/24

 Габаритные размеры,  мм  73,5х52,5х39

 Масса, г  100

 По требованию заказчика  возможно:

* - возможно увеличение  диапазона рабочих температур

** - возможно изготовление  датчиков ДНТ 03 с другим номиналом  выходного сигнала

Рис.7 ДНТ-03 датчик измерения переменного напряжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

        Сегодня технологии изготовления холодильных установок находятся на очень высоком уровне. Разработка новых моделей холодильных агрегатов затронуло даже сферу микроэлектроники . Так же не обошли стороной и технологии производства холодильных машин и цифровые компьютерные технологии.

        В результате проделанной работы было спроектировано устройство управления холодильной установкой на основе микропроцессорной системы. Это устройство измеряет температуру в морозильной и основной камерах и регулирует её. Для регулировки температуры есть три кнопки отображающие данные о температуре на светодиодах. В дальнейшем планируется усовершенствование устройства, для возможности работы без разморозки.

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Белов А.В. Конструирование устройств на микроконтроллерах. – СПб.: Наука и техника, 2005.
2. Пескова С.А. и др. Центральные и периферийные устройства электронных вычислительных средств/Под ред. О.П. Глудкина. – М.: Радио и связь, 1999.
3. http://usbsergdev.narod.ru/DOC/ATtiny2313rus.pdf
4. http://www.chipdip.ru/product/ad592an/
5. http://www.alnam.ru/book_elct.php?id=112
6. http://www.niiem46.ru/voltage_sensors/dnt02_03.html