Система автоматического управления дозатором стиральной машины - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Система автоматического управления дозатором стиральной машины

Разработка системы автоматического управления для дозирования отбеливателя в стиральной машине. Определение элементной базы и расчет передаточных функций выбранных элементов. Выбор микропроцессора, дозатора. Расчет фотоэлектрического датчика уровня.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

2. Определение элементной базы и расчет передаточных функций выбранных элементов
3. Расчет фотоэлектрического датчика уровня
4. Деление ЛСУ на изменяемую и неизменяемую части. Определение устойчивости
5. Построение логарифмической характеристик САУ
5.2 Построение желаемой ЛАЧХ и ЛФЧХ
6.1 Синтез параллельного корректирующего звена
6.2 Синтез программного корректирующего устройства
6.3 Выбор корректирующего устройства
В последнее время при автоматизации производственных процессов все более широкое распространение получают различные дозирующие устройства и системы автоматического дозирования.
Системами автоматического дозирования (САД) могут быть названы такие устройства, которые способны автоматически отмеривать и производить выдачу заданных количеств вещества.
Применение САД на производстве позволяют повысить эффективность ведения технологических процессов; сократить количество обслуживающего персонала на том или ином объекте; повысить производительность автоматизированных устройств и объектов и повысить их экономичность. А также с внедрением таких систем появилась возможность вести требуемый процесс в условиях и местах, недоступных и агрессивных для человека.
В зависимости от требований производства способ дозирования вещества может быть порционным (дискретным) и непрерывным и осуществляется объемным или весовым методом. Порционные САД применяются в пробоотборниках, при фасовке продуктов в тару, при проведении периодических производственных процессов; САД непрерывного действия (дозировочные питатели) применяются для обеспечения стабильной подачи вещества, в основном в непрерывных производственных процессах [8].
В стиральных машинах нового поколения также предусмотрено автоматическое дозирование отбеливателя, что оптимизирует расход отбеливателя. Таким образом, целью данной курсовой работы является проектирование системы автоматического управления отбеливания белья в стиральной машине, т.е. необходимо обеспечить порционное дозирование отбеливателя.
Необходимо разработать систему автоматического управления, позволяющей осуществлять дозирование отбеливателя в стиральной машине. Структурная схема данной системы приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Структурная схема системы автоматического отбеливания белья в стиральной машине. МП - микропроцессор; Д - дозатор; ДУ 1 и ДУ 2 - датчики по первому и второму уровням;
МП - микропроцессор со специализированным программным обеспечением, осуществляет циклический опрос модулей (датчиков) с периодом не менее 1,2 минуты, анализируя показания датчиков уровня, подает соответствующий сигнал на дозатор и вырабатывает электрический сигнал I ;
Д - дозатор, предназначен для дозирования конкретного количества отбеливателя, которое соответствует определенному уровню заполнения белья, т.е. вырабатывает сигнал Q;
Емкость - это резервуар, предназначенный для непосредственной загрузки белья и добавление в него определенной порции отбеливателя дозатором Д.
ДУ 1 и ДУ 2 - два датчика уровня, которые устанавливаются в емкости и предназначены для измерения уровня заполнения его бельем по первому и второму уровням, вырабатывают сигналы I 1 и I 2 .
Коммутатор - предназначен для уменьшения числа соединений с МП, который вырабатывает сигнал I.
Работает система следующим образом.
Белье определенной массы загружается в рабочую емкость, внутри которой установлено два датчика уровня ДУ 1 и ДУ 2 на определенных высотах. Основная их цель - это определить уровень заполнения емкости бельем, на выходе которых получаем два сигнала I 1 и I 2 . Для уменьшения числа соединений с МП в схеме присутствует коммутатор, который преобразует сигналы I 1 и I 2 в сигнал I. Таким образом, на МП поступают сведения об уровне заполнения бака бельем, анализируя его, МП вырабатывает управляющий сигнал, о необходимом количестве отбеливателя, поступающий на дозатор. В результате получаем систему дозирования отбеливателя в зависимости от заполнения емкости бельем.
Емкость стирального бака до отметки уровня заполнения бельем - 34 литра;
Максимальное количество сухого белья, загруженный в стиральный бак - 2 кг;
Максимальный интервал обновления данных (период дискретности)
Требования к проектируемому регулятору:
Максимально допустимое отклонение регулируемой величины в установившемся режиме 4%;
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ВЫБРАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Среди устройств автоматики наиболее широкое распространение получили микропроцессорные комплекты (МПК) серий К580, К583, К588. При выборе МПК следует руководствоваться следующими соображениями:
высокая производительность МП, достаточный объем ОЗУ и ПЗУ;
возможность цифровой обработки аналоговых сигналов в реальном масштабе времени;
совместимость с другими микросхемами;
На основании этих критериев выбираем МП серии К1813ВЕ1. Это однокристальный МП цифровой обработки аналоговых сигналов в реальном масштабе времени, со встроенными аналоговыми системами ввода-вывода (ЦАП и АЦП), с 8-ю разрядным ПЗУ, ОЗУ (емкостью 40х25 слов), ALU, двумя входными и четырьмя выходными аналоговыми каналами.
Этот МП выполнен по высококачественной n-МОП-технологии, совместим с БИС серии К580. В нем реализована мощная и гибкая система команд с расширенными возможностями адресации памяти.
Выбранный микропроцессор обладает необходимой производительностью, мощной и гибкой системой команд и управления обработкой информации, возможностью программной коррекции ЛСУ, совместим с БИС, и имеет возможность обрабатывать аналоговый сигнал в режиме реального времени благодаря встроенным АЦП и ЦАП [11].
Технические характеристики МП К1813ВЕ1 [11]:
16-ти разрядные ОЗУ (192х24 бит) и ПЗУ (40х25 слов);
время преобразования не более 50 мкс;
входное аналоговое напряжение не более 2 В;
выходное сопротивление (хранение) не менее 100 кОм;
диапазон рабочих температур от -10 до 70 0 С.
Передаточную функцию МП принимаем равной единице.
Дозатор - это устройство для автоматического отмеривания и выдачи заданного количества вещества. Существует довольно большое количество дозаторов разнообразной конструкции и видов. Выбор дозатора обусловлен, прежде всего:
1. Физической природой регулируемого вещества;
2. Производительность от долей литра до сотен литров в час;
На основе предъявленных требований был выбран насос-дозатор марки АХПО0,5/40-К-СД-У2. Он используется для дозирования агрессивных сред, в данном случае для отбеливателя. Погрешность дозирования составляет 0,1 - 1%.
Насос - дозатор работает следующим образом: при вращении рабочего колеса происходит нагнетание жидкости в рабочей камере, посредством вращающего момента которого жидкость передается в камеру нагнетания [4].
Насос-дозатор представлен в виде передаточной функции инерционного звена:
где V - рабочий объем дозатора, м 3 ;
Q Н - расход рабочей жидкости, м 3 /с.
Передаточная функция с учетом коэффициентов примет вид
Для данной САУ возьмем емкость стирального бака со следующими параметрами:
Максимальная высота емкости заполнения белья h 0 = 600мм;
Емкость стирального бака до отметки уровня заполнения бельем - 34 литра;
Давление на выходе Р 2 =2 . 10 3 Па.
Максимальный расход рабочей жидкости Q=1 м 3 /с;
9. Площадь основания емкости S=1,57 м 2 .
Передаточная функция такой емкости имеет вид [10]:
Таким образом, передаточная функция принимает вид:
Существует несколько различных способов измерения уровня. Датчики уровня классифицируются:
1) Механические (поплавковые и пластинчатые). Принцип пластинчатого уровнемера основан на явлении вытеснения; у поплавкового уровнемера в качестве чувствительного элемента взят поплавок, который измеряет высоту уровня жидкости.
2) Электромеханические (потенциометрические, сельсинные, индуктивные) преобразователи уровня сочетают механическую систему передачи сигналов о перемещении чувствительного элемента с электрическим устройством съёма сигналов и электрической системой дальнейшей передачи информации об этом перемещении.
3) Электрические (емкостные, кондуктометрические). Емкостные уровнемеры предполагают измерение емкости в зависимости от уровня наполнения, а кондуктометрические основаны на изменении силы тока.
4) Гидростатические и пневматические. В гидростатическом преобразователе измерение уровня основано на измерении оказываемого жидкостью на дно резервуара гидростатического давления, которое измеряется в открытых сосудах при помощи обычного или дифференциального манометра. В пневматическом преобразователе высоту уровня жидкости измеряют так называемым способом барботирования газа.
5) Ультразвуковой. Для измерения уровня при помощи ультразвука необходимо наличие излучателя и приемника. Т.е. метод основан на отражении и преломлении ультразвуковых импульсов, представляющие собой механические колебания.
6) Радиационные. Также имеет приемник и излучатель, только в основе измерения при помощи искусственных радиоактивных изотопов лежит принцип поглощения радиоактивного излучения соответствующим материалом, содержащимся в резервуаре.
7) Фотоэлектрические. Принцип действия в данном случае основан на изменении интенсивности светового пучка при прохождении или понижении уровня среды [3].
Исходя из классификации и конструктивных особенностей, рассмотренных выше уровнемеров в данной системе необходимо использовать фотоэлектрические уровнемеры. Их принцип действия основан на изменении интенсивности светового пучка при повышении или понижении уровня белья. Измерительная система включает 2 фотоэлемента. При изменении уровня интенсивность освещения одного фотоэлемента увеличивается, а другого падает. При этом возникает э. д. с., что приводит к изменениям тока в цепи, в которую включен фоточувствительный элемент. Что очень удобно в конструктивном плане для данного устройства. Разместим датчик уровня ДУ 1 на высоте 300 мм от дна емкости, а датчик ДУ 2 на максимально возможной высоте - 600 мм. Также при выборе датчика в данном случае имеет значение то, что они работают в условиях высокой температуры.
В качестве фотоэлектрического датчика выберем датчик KOBOLD NUS, который обладает следующими техническими характеристиками:
- Максимальная рабочая температура среды 200 0 С.
где Ф = 25 лм - величина светового потока;
Для коммутатора аналоговых сигналов используется четырёхканальный аналоговый коммутатор КР590КТ1 со схемами управления (мультиплексор) со следующими характеристиками [5]:
-технология - КМОП (микросхемы на КМОП-транзисторах имеют малую мощность потребления в статическом режиме (единицы микроватт), относительно высокое быстродействие, хорошую помехоустойчивость и достаточно большую нагрузочную способность),
-коммутируемый ток (протекающий по открытому каналу коммутатора) -5мА,
-коммутируемое напряжение (максимально допустимое напряжение, прикладываемое между входом и выходом коммутатора) 15В,
-сопротивление коммутатора в открытом состоянии 100 Ом,
-время переключения коммутатора 0,03мкс,
-напряжения для управления адресными входами 0…0,8 В и 7,7…12 В,
-потребляемые токи на адресных входах 3,5 мА и 3,5 мкА,
-время наработки на отказ около 200 лет1,8·10 6 ч.
где К = 1/2 - отношение выходного канала к двум задействованным.
3. РАСЧЕТ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА УРОВНЯ
В данном случае был выбран фотоэлектрический датчик уровня, который состоит из системы двух фотоэлементов.
Фотоэлементы непосредственно преобразуют лучистую энергию в электрическую; это явление называется фотоэлектрическим эффектом. Величина фотоэффекта характеризуется двумя законами.
1. Законом Столетова: фотоэлектрический ток прямо пропорционален падающему на фотоэлемент лучистому потоку.
2. Законом Эйнштейна: максимальная энергия фотоэлектронов возрастает с увеличением частоты падающего света независимо от его интенсивности.
Таким образом, основной характеристикой фотоэлемента является зависимость выходного тока I ф от величины светового потока F при неизменных внешних условиях, т. е. при постоянной длине световой волны l = const и постоянном напряжении U = const:
Если свет, падающий на фотоэлемент, является монохроматическим (имеет одну длину волны l=0,75 мкм), то характеристикой фотоэлемента является спектральная чувствительность:
где (техническая характеристика датчика).
Тогда из предыдущей формулы можно определить величину светового потока, т.е.:
Спектральная чувствительность -- это чувствительность приемника к излучению с различной длиной волны; она определяется природой вещества, из которого сделан в приборе светочувствительный слой.
Спектральную чувствительность, при данной длине волны л=0,75 мкм, можно определить по графику, приведенному на рисунке 2, причем был взят с е леновый фотоэлемент . Т.е.
Рисунок 2 - Кривые спектральной чувствительности фотоэлементов: 1- селеновый; 2 - сернисто-висмутовый; 3 - сернисто-свинцовый; 4-селенисто-свинцовый; 5--термоэлемент
Но когда световой поток имеет разные длины воли, то интегральная чувствительность определяется:
Рассчитаем величину светового потока в данном случае, при длине волны l=0,75 , где S=400 мкА/лм, получим:
Удельная чувствительность фотоэлемента - отношение фототока к произведению величины падающего на фотоэлемент светового потока на приложенное к нему напряжение, мкА / (лм · В), которая определяется формулой [16]:
U = 220 В - напряжение, приложенное к фотоэлементу.
Построим переходный процесс САУ. Для этого проведем обратное преобразование Лапласа от передаточной функции САУ.
График переходного процесса приведен на рисунке 4
Рисунок 4 - График переходного процесса САУ
По полученному переходному процессу определим показатели качества САР:
1) Установившееся значение h уст =2•10 -5
Тогда 5% интервал отклонения от установившегося значения будет соответствовать следующей величине.
3) Время переходного процесса t п =53 с.
4) Время нарастания регулируемой величины (время достижения максимума) t н =93 c.
5) Время первого согласования (время, когда регулируемая величина в первый раз достигает своего установившегося значения) t 1 =93 c.
8) Колебательность (число колебаний за время колебательного процесса) n=0.
Определим косвенные оценки качества. Для этого построим амплитудно-частотную характеристику (рисунок 5).
Рисунок 5 - амплитудно-частотная функция САУ
1) Резонансная частота (частота при которой АЧХ достигает своего максимального значения) щ Р =0
3) Частота среза - частота, при которой АЧХ достигает значения, равного 1. Следовательно ср =0.
Проверим устойчивость САУ по критерию Шур-Кона.
Для того, чтобы импульсная САУ была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы определители Шур-Кона с четным индексом были положительны, а с нечетным - отрицательны.
Проведем z-преобразование передаточной функции САУ.
Для этого разложим передаточную функцию на элементарные дроби:
Для каждой дроби запишем соответствующие z-преобразования, получим:
их сумму умножим на , и после подстановки времени дискретизации Т=1,2 с и упрощений получим следующий вид передаточной функции:
Таким образом, получили характеристическое уравнение в z - форме вида:
Или (36)Составим определители Шур-Кона
Так как нечетный определитель отрицателен, а четный со знаком плюс, следовательно, система является устойчивой.
5. ПОСТРОЕНИЕ ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК САУ
автоматический управление микропроцессор дозатор
Для дальнейшего исследования, передаточную функцию разомкнутой системы подвергаем z - преобразованию.
Передаточная функция разомкнутой системы имеет вид:
Запишем для каждой дроби соответствующее z-преобразование и умножим на при Т=1,2 с, получим:
Заменим z на выражение от псевдочастоты : z=, где , получим:
20lg47863 -1 =-93 дБ - ордината начальной точки ЛАЧХ.
Полученная ЛАЧХ приведена на рисунке 6
Рисунок 6 - ЛАЧХ разомкнутой системы
Построение ЛФЧХ производят по выражению:
ЛФЧХ разомкнутой системы приведена на рисунке 7.
Рисунок 7 - ЛФЧХ разомкнутой системы управления
По полученной ЛФЧХ (рисунок 7) и ЛАЧХ (рисунок 6) определяем запасы устойчивости по фазе и амплитуде. Так как ЛАЧХ не пересекается с осью lg(щ), то запас по фазе равен бесконечности. Запас устойчивости по амплитуде также максимально возможный, т.к. кривая не пересекает ось -р. Для обеспечения запасов устойчивости и соответствия условиям технического задания необходимо ввести в ЛСУ корректирующее устройство и повысить коэффициент передачи.
Желаемой называют асимптотическую ЛАЧХ разомкнутой системы, имеющей желаемые (требуемые) статические и динамические свойства. ЖЛАЧХ состоит из трех основных асимптот: низкочастотной, среднечастотной и высокочастотной. Среднечастотная асимптота ЛАЧХ разомкнутой системы и ее сопряжение с низкочастотной определяют динамические свойства системы - устойчивость и показатели качества переходной характеристики.
Поскольку в исходной САУ присутствует дискретное устройство, построение желаемой ЛАЧХ (ЖЛАЧХ) ведется методом запретных зон.
Построение ЖЛАЧХ начинаем с построения запретной зоны, геометрия которой определяется положением рабочей точки, но для того, что бы найти рабочую точку необходимо задаться значениями следующих величин:
Частота рабочей точки определяется выражением (49).
Найдем значение амплитуды рабочей точки:
Определим координаты рабочей точки:
Следовательно, рабочая точка имеет координаты (0,01; 28). Через полученную точку А р проводим прямую с наклоном -20 дБ/дек. Данная прямая ограничивает сверху «запретную зону».
По номограмме Солодовникова (рисунок 8) и желаемому перерегулированию , колебательности (М=1,3) и времени регулирования (t р =2 c) определяем частоту среза:
Рисунок 8 - Номограмма Солодовникова
Определим среднечастотную область, с верхней границей (дБ) и с нижней границей (дБ).
Наклон ЖЛАЧХ в среднечастотной области равен -20 дБ/дек. Наклон ЖЛАЧХ в высокочастотной области должен быть близким к наклону исходной ЛАЧХ, в нашем случае он совпадает. ЖЛАЧХ приведена на рисунке 9.
Построенная желаемая ЛАЧХ лежит выше точки А р , то есть не попадает в запретную область.
Передаточная функция полученной желаемой ЛАЧХ запишется в виде:
Рисунок 9 - ЛАЧХ и ЖЛАЧХ разомкнутой системы
ЖЛФЧХ разомкнутой системы приведена на рисунке 10.
Рисунок 10 - ЖЛФЧХ разомкнутой системы
По полученной ЖЛФЧХ (рисунок 10) определяем запасы устойчивости по фазе, опустив точку пересечения ЖЛАЧХ с осью lg(щ), которая имеет значение 5,5, на график ЖЛФЧХ. Получили, что запас устойчивости по фазе составляет 268 0 . По нормам минимальный запас устойчивости по фазе составляет 30…40 0 . Запас устойчивости по амплитуде максимально возможный, т.к. кривая ЖЛФЧХ не пересекает ось -р. Полученное значение запаса устойчивости по фазе и амплитуде достаточны, следовательно, данная система устойчива.
6.1 Синтез параллельного корректирующего звена
Для обеспечения необходимой точности дозирования отбеливателя в стиральной машине в разомкнутую цепь необходимо параллельно включить корректирующее устройство, т.е. необходимо произвести синтез параллельного корректирующего устройства.
Передаточная функция параллельного корректирующего устройства находится по выражению:
Это значит, что ЛАЧХ параллельного корректирующего звена может быть получена из ЖЛАЧХ домножением ее на минус 1.
Следовательно, получаем передаточную функцию параллельного корректирующего звена в виде:
ЛАЧХ корректирующего устройства приведена на рисунке 11.
При таком виде ЛАЧХ КУ по справочнику находим вид КУ. Получаем, что при таком виде ЛАЧХ параллельного корректирующего устройства, желаемую передаточную функцию корректирующего звена (53) можно реализовать двумя дифференцирующими четырехполюсниками с разделительным усилителем [10]. Изобразим его схему на рисунке 12.
Рисунок 11 - ЛАЧХ параллельного корректирующего устройства
Рисунок 12 - Схема параллельного корректирующего устройства
Передаточная функция первого дифференцирующего четырехполюсника:
K K 1 =R 2 /(R 1 +R 2 )=0,074;(59)T 2 =K K 1 •T 1 =1,1. (60)
Задаемся значением С 1 =10 мкФ. Тогда R 1 =15 МОм, а R 2 =1,2МОм.
Передаточная функция второго дифференцирующего четырехполюсника:
K K 2 =R 4 /(R 3 +R 4 )=0,00567;(63)
Аналогично, пусть С 2 =10 мкФ > R 3 =6,3МОм, а R 4 =0,36МОм.
При этом усилитель должен иметь коэффициент усиления:
В результате включения параллельного корректирующего устройства структурная схема системы автоматического отбеливания примет вид рисунка 13.
Рисунок 13 - Параллельное включение корректирующего устройства
6.2 Синтез программного корректирующего устройства
Для того чтобы синтезировать программное корректирующее устройство запишем передаточную функцию параллельного корректирующего устройства (56) в виде z - разностных уравнений, проведя обратное z - преобразование.
Введем следующую замену , получим функцию вида
Домножим числитель и знаменатель на 1/z 2 , тогда:
Запишем разностное уравнение в реальном масштабе времени введя в числитель дополнительный сдвиг z -1 :
6.3 Выбор корректирующего устройства
Параллельные корректирующие устройства получили широкое распространение в САУ, за счет того, что они позволяют корректировать точность работы системы. И за счет того, что:
Во-первых, обратную связь, как правило, легче реализовать из-за того, что на ее вход поступает более мощный сигнал, чем уровень мощности в той точке системы, куда подключен выход цепи обратной связи.
Во-вторых, зачастую не надо корректировать всю систему в целом, а достаточно скорректировать влияние какого-то конкретного звена, что существенно упрощает реализацию корректирующего устройства.
Третье преимущество относится к цепям с коррекцией по отрицательной обратной связи - они уменьшают отрицательное влияние нелинейностей в системе, а также нестабильность ее параметров.
К основным достоинствам этого вида коррекции относят:
Уменьшение динамических показателей переходного процесса или исключение влияния звеньев системы ухудшающих переходный процесс;
Снижение чувствительности системы к флуктуациям и помехам;
Применение в системах любой сложности.
Наряду с достоинствами параллельная коррекция имеет ряд недостатков, таких как возможность перегрузки цепи, охваченной корректирующим контуром, более сложная схема включения и необходимость применять согласующих элементов.
Но так как в САУ изначально присутствует микропроцессорное устройство, то применение аналогового корректирующего устройства экономически нецелесообразнее, так как добавляются новые элементы. Одним из достоинств программной коррекции является точное выполнение зависимостей корректирующего устройства, тогда как для аналоговых корректирующих устройств трудно добиться точности, так как трудно точно подобрать номинал элементов в соответствии с расчетным. Поэтому целесообразнее написать программу коррекции для МП.
Представим разностное уравнение (70) в виде:
Для разностного уравнения (71) корректирующего устройства составим блок-схему возможной процедуры коррекции (рисунке 14).
Рисунок 14 - Блок-схема программы коррекции
Ниже приведена процедура коррекции для микропроцессора, написанная на языке Assembler.
i_port EQU 11h; номер порта для чтения
o_port EQU 12h; номер порта для записи
x1, x2, x3, DB 0; выделение памяти под переменные x k -1 , x k -2 , x k -3
у1, у2 DB 0; выделение памяти под переменные y k -1 , y k -2
;вычисляем значение выражения у(k)=A1*x1+A2*x2+A3*x3+B1*y1+B2*y2
start: ;метка начала цикла коррекции
in al,i_port ;чтение данных из порта
mov al,Al; вычисление слогаемого А1*х1
mov bl,al; сохранение результата в bl
; в результате имеем А1*х1 в регистре bl
add bl,al; прибавление к предыдущему результату
; в результате имеем А1*х1+А2*х2 в регистре bl
add bl,al; прибавление к предыдущему результату
;в результате имеем А1*х1+А2*х2+А3*х3 в регистре bl
add b1,a1; прибавление к предыдущему результату
add bl, a1; прибавление к предыдущему результату
; в регистре b1 имеем результат вычисления всего выражения
out o_port, bl; вывод управляющего сигнала из bl
jmp start; зацикливание на начало программы
В курсовом проекте был предложен вариант реализации локальной системы управления, позволяющей осуществлять дозирование отбеливателя в стиральной машине. Выдача отбеливателя дозатором осуществляется в соответствии с уровнем заполнения бельем рабочей емкости. Для данной системы были построены реальные логарифмические характеристики и желаемые. Первоначальная не скорректированная система не удовлетворяла требованиям к качеству управления. Для обеспечения точности дозирования отбеливателя в стиральной машине была произведена параллельная коррекция, которая помогает достичь желаемых характеристик. Был осуществлен подбор аналогового корректирующего устройства, которое сравнивалось с программной коррекцией. Но так как в САУ изначально присутствует микропроцессорное устройство, то применение аналогового корректирующего устройства экономически нецелесообразнее. МП К1813ВЕ1 позволяет осуществлять управление по линейному закону с коррекцией дозируемой порции отбеливателя, для которого и была написана программа коррекции, позволяющая повысить качество управления
Таким образом, можно сделать вывод, что спроектированная САУ отбеливания белья в стиральной машине на базе микропроцессорного комплекта К181, отвечает требованиям ТЗ.
1 Агейкин Д.Н., Костина Е.Н. Датчики контроля и регулирования - 2-е изд.-М.: Машиностроение, 1965.-929 с.
2 Аш Ж.Д., Гардон Т.М. Датчики измерительных систем - 3-е изд.-М.: Мир, 1992.-424 с.
3 Бридли К.Н. Измерительные преобразователи - 4-е изд. -М.: Энергоатомиздат, 1991.- 327 с.
4 Баранов В. Я., Безновская Т.Х.., Бек В.А. и др.Промышленные приборы и средства автоматизации. Л.: Машиностроение, 1987. - 847 с.
5 Зацыгин Н.Р. Современные линейные интегральные микросхемы и их применение - 2-е изд.-М.: Энергия, 1980.-272 с.
6 Кошарский Е. Д. Автоматические приборы и регуляторы. М.: Машиностроение, 1964.
7 Низе В.Э., Антик И.В. Справочник по средствам автоматики - 2-е изд.-М.: Энергоатомиздат, 1983.-504 с.
8 Обновленский П.А., Коротков П.А. Основы автоматики и автоматических производств - 2е. изд.-М.: Химия, 1968.-608с.
9 Профос П.П. Измерения в промышленности - 1-е изд.-М.: Металлургия, 1980.-650 с.
10 Топчеев Ю. М. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1989.
11 Хвощ С. Т., Варлинский Н. Н., Попов Е. А. Микропроцесоры и микроЭВМ в системах автоматического управления: Справочник. - Л.: Машиностроение, 1987
12 Щедровицкий С.С. Измерительные приборы и их электрические элементы /том 2.М.: Машиностроение - 1964 г.
13 Черенков В.В. Промышленные приборы и средства автоматизации - 2-е изд.-Л.: Машиностроение, 1987.-847 с.
14 Юревич Е. И. Теория автоматического управления. М.: Энергия, 1969.
15 Бекзменов В.С., Ефресова Т.К., Тагаевская А.А. Дозаторы серии «САД» для расфосовки жидких продуктов по уровню // Датчики и системы. - 2002. - №4.
Требования к проектируемому регулятору:
Максимально допустимое отклонение регулируемой величины в установившемся режиме 4%;
РАСЧЕТ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА УРОВНЯ
Основная характеристика фотоэлемента - зависимость выходного тока I ф от величины светового потока F при постоянной длине световой волны l = const и постоянном напряжении U = const:
Спектральная чувствительность фотоэлемента:

Кривые спектральной чувствительности фотоэлементов: 1- селеновый; 2 - сернисто-висмутовый; 3 - сернисто-свинцовый; 4-селенисто-свинцовый; 5-термоэлемент.
Для селенового фотоэлемента при л=0,75 мкм - , тогда величина светового потока:
Интегральная чувствительность фотоэлемента:
Для селенного фотоэлемента S=400 мкА/лм, получим:
Удельная чувствительность фотоэлемента:
U = 220 В - напряжение, приложенное к фотоэлементу.
ДЕЛЕНИЕ ЛСУ НА ИЗМЕНЯЕМУЮ И НЕИЗМЕНЯЕМУЮ ЧАСТИ. ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ САУ ПО КРИТЕРИЮ ШУР-КОНА
Передаточная функция неизменяемой части: W н (p) =
Представление передаточной функции САУ в z-форме с помощью z - преобразования
Таким образом, получили характеристическое уравнение в z - форме вида: Определители Шур-Кона:
Передаточная функция разомкнутой системы:
Передаточная функция полученной желаемой ЛАЧХ:
Передаточную функцию параллельного корректирующего звена:
ВЫБОР ПАРАЛЛЕЛЬНОГО КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
Реализация параллельного корректирующего устройства по полученному виду ЛАЧХ КУ:
Передаточная функция первого дифференцирующего четырехполюсника:
K K 1 =R 2 /(R 1 +R 2 )=0,074;T 2 =K K 1 •T 1 =1,1.
С 1 =10 мкФ. Тогда R 1 =15 МОм, а R 2 =1,2МОм.
Передаточная функция второго дифференцирующего четырехполюсника:
K K 2 =R 4 /(R 3 +R 4 )=0,00567;T 4 =K K 2 •T 3 = 0,0356.С 2 =10 мкФ > R 3 =6,3МОм, а R 4 =0,36МОм.
АЛГОРИТМ РАБОТЫ ПРОГРАММЫ КОРРЕКЦИИ
Блок-схема возможной процедуры коррекции для разностного уравнения корректирующего устройства:
Выбор элементной базы локальной системы управления. Выбор датчика угла поворота, двигателя, редуктора, усилителя, реле и датчика движения. Расчет корректирующего устройства. Построение логарифмической амплитудной частотной характеристики системы. курсовая работа [710,0 K], добавлен 20.10.2013
Разработка системы автоматического управления гидроприводом поворота башни танка. Подбор элементной базы и расчет передаточных функции системы. Определение с помощью желаемой логарифмической характеристики передаточной функции корректирующего устройства. курсовая работа [293,0 K], добавлен 20.10.2013
Состав локальной системы автоматического управления (САУ). Выбор термоизмерительного датчика давления. Расчет датчика перемещения обратной связи локальной системы управления. Выбор усилителя мощности, двигателя, редуктора. Расчет передаточной функции САУ. курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.10.2013
Построение функциональной схемы системы автоматического управления кухонным комбайном. Выбор микропроцессора, электронного усилителя напряжения, электропривода, резервуара, датчиков температуры и концентрации. Расчет характеристик датчика обратной связи. курсовая работа [790,4 K], добавлен 20.10.2013
Расчет и структурная схема передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы автоматического управления (САУ) относительно входного воздействия. Формулы для мнимой и вещественной компон
Система автоматического управления дозатором стиральной машины курсовая работа. Производство и технологии.
Дипломная Работа На Тему Повышение Прибыли И Рентабельности Производства Путем Использования Экономических Методов Управления (На Примере Оао "Мповт")
Практическая Работа На Тему Влияние Повышения Размера Страхового Возмещения По Вкладам Физических Лиц На Рост Депозитной Базы Банковской Системы России
Оценочные шкалы развития в западной психодиагностике.
Реферат: Уклонение от уплаты налогов
Курсовая работа: Средства распространения рекламы 2
Доклад по теме Показатели эффективности работы книжного магазина "Новобук"
Курсовая работа по теме Обмін даними між програмами Office
Курсовая работа: Учет материалов на складах и в бухгалтерии. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Clinical Depression A Disease Like Any
Таможенная Экспертиза Курсовая
Краткое Сочинение По Литературе На Тему Дубровский
Реферат Современные Концепции Менеджмента
Технология Получения Серной Кислотой Из Колчедана Курсовая
Курсовая работа: Карст и карстовые отложения
Контрольная работа по теме Изучение опыта работы со школьниками в турфирме ООО ЗАО 'Гелитон'
Реферат: Технология конструкционных электротехнических материалов
Теория: Семейная психология
Итоговое Сочинение Война Испытание На Человечность
Афанасьева 5 Класс Контрольные Работы Решебник
Курсовая работа по теме Проект строительства и крепления разведочной скважины на Квартовом месторождении
Формирование и особенности судебной системы США - Государство и право реферат
Анализ и разработка организационного проекта по совершенствованию ДОУ - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа
Оценка выбранной стратегии фирмы с точки зрения дальнейшего развития организации - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа