DS 18В20 могут быть подключены на одну шину. Это позволяет разместить датчики в различных местах и собирать ведущему шины информацию по простому 2-проводному кабелю (прямой и обратный провод). Основные узлы:
- 64-разрядное, записанное лазером ПЗУ;
- температурный датчик;
- энергозависимые температурные сигнальные триггеры;
- регистр конфигурации.
Связь с DS 18В20 осуществляется через однопроводной порт. Пока протокол функции ПЗУ не будет установлен, память и функции управления прибором будут недоступны. Ведущий шины сначала должен обеспечить одну из пяти команд функции ПЗУ. Эти команды управляют 64- разрядным лазерным ПЗУ прибора и могут выделить нужный из множества приборов, присутствующих на однопроводной шине. После успешного выполнения функциональной команды ПЗУ память и управление микросхемой доступны, и ведущий может обеспечить выполнение любой из 6 команд памяти и функциональных команд управления.
3.2 Выбор контроллера
Современным продуктом компании HOLZMEISTER является контроллер для сушильных камер DELPHI. Контроллер Delphi - современный промышленный контроллер, предназначенный для полностью автоматического управления циклом сушки, включая промежуточные влаготеплообработки, согласно классическим режимам сушки различных пород древесины.
Контроллер Delphi имеет жидкокристаллический дисплей, удобное меню, обеспечивающее быстрый доступ ко всем функциям. В исходном состоянии дисплеи показывают измеряемую температуру (Temperature), равновесную влажность (E.M.C.Equilibrium moisture content) и влажность древесины (Timber moisture content), отражает положение всех исполнительных механизмов. Эти значения обновляются в непрерывном режиме. Все измеряемые параметры записываются в память контроллера, где они сохраняются даже в случае выключения питания.
Контроллер оснащен системой iButton, которая представляет собой считывающее устройство, расположенное непосредственно на панели контроллера и набор электромагнитных ключей. С помощью этой системы можно не только заблокировать клавиши контроллера, но также обновить программное обеспечение, сохранить или вызвать программу сушки.
Рисунок 3.2 - Контроллер DELPHI.
Технические характеристики:
- диапазон измерения температуры сушильной камеры 0 - 130° С;
- диапазон измерения влажности древесины 6 - 90% при 25° С;
- диапазон измерения равновесной влажности 4 - 30% при 25° С;
- 6 датчиков влажности древесины;
- 2 датчика температуры;
- 2 датчика ЕМС;
- цифровой интерфейс: RS232 для прямого подключения ПК, RS485 для подключения сети сушильных камер.
Основные характеристики программного обеспечения:
- автоматический цикл сушки состоит из 8 этапов;
- каждый этап сушки может определяться значением ЕМС, градиентом и длительностью;
- программное обеспечение состоит из программы начальной загрузки (обновляется только на заводе изготовителя) и программы управления процессом сушки (обновляется пользователем);
- управление режимом увлажнения, режимом работы клапана нагрева, режимом работы воздушных заслонок, режимом работы вентиляторов, реверсом вентиляторов;
- при аварийной ситуации на панели контроллера загорается красный светодиод.
Дисплей (LG28):
- Высококонтрастный жидкокристаллический графический дисплей;
- 2 светодиода;
- Строка текущего состояния и строка меню на каждой странице экране.
Блок коммутации и реле (LG29):
- Выходы реле для увлажнения, нагрева (открытие + закрытие), воздушных заслонок (открытие + закрытие), вентиляторов, сигнала тревоги (24В - макс. 4А для всех выходов);
- Аналоговый выход для управления скоростью вентиляторов (0 - 5 или 0 -10В);
- Питание: 24 Vac/dc - 1А;
- Интерфейс соединения блоков KILN-BUS.
Блок измерения (LG25):
- 6 датчиков влажности древесины (6 -90% при 25° С, погрешность 0,1%);
- 2 датчика ЕМС (4 - 30% при 25° С, погрешность 0,1%);
- 2 датчика температуры (0 - 120° С, погрешность 1° С);
- Цифровой фильтр шумоподавления сети питания (MNR);
- Цифровая автоматическая калибровка;
- Интерфейс соединения блоков KILN-BUS.
Стандартное оборудование:
- Контроллер DELPHI;
- Внешний усилитель LG25;
- 2 панели датчиков для установки внутри сушильной камеры (каждая включает: датчик температуры, ЕМС зажим, три вилки бананового типа для влажности древесины, десяти метровый изолированный тефлоновый кабель);
- 6 кабелей датчиков древесины;
- по 14 электродов влажности древесины разной длинны (15, 25, 40мм);
- 100 целлюлозных пластин для определения ЕМС;
- детали и аксессуары для установки;
- 3 ключа iButton с 3 программами сушки + 2 ключа iButton для блокировки клавиш;
- Руководство по эксплуатации.
По сравнению с отечественными аналогами контролер DELPHI более качественно следит за процессом сушки, что позволяет уменшить количество брака с 16% до максимальных 5%. Единственным недостатком контролера является его дороговизна (в 2 раза выше отечественных).
3.3 Вентиляторы
Циркуляция воздуха в камере обеспечивается осевыми вентиляторами. Двигатели «SIЕMENS» в тропическом исполнении (степень защиты IP-55, класс теплостойкости изоляции h) предназначены для работы в условиях высокой влажности и температуры. Крыльчатка вентилятора (производство фирмы «DLK», Швеция) диаметром 800 мм отлита под давлением из алюминиевого сплава и динамически сбалансирована, что придает ей легкость и коррозионную стойкость. Скорость воздушного потока сквозь пакеты досок достигает 3,2 - 4,2 м/с. Поток воздуха реверсируется примерно каждые 5 часов (в зависимости от типа и размера досок). Мощность двигателя одного вентилятора - 3 кВт.
Рисунок 3.3 - Осевые вентиляторы
Вентиляторы обеспечивает подачу в камеру сухого воздуха, циркулирование в камере горячего воздуха и вывод отработанного воздуха, насыщенного водяными парами. Система воздухообмена представляет собой алюминиевые клапаны, расположенные в потолке камеры и снабженные заслонками, которые автоматически управляются компьютером с помощью исполнительных механизмов «BELIMO».
Рисунок 3.4 - Система воздухообмена
3.4 Электропривод
Электроприводы Belimo применяются для управления воздушными заслонками в системах вентиляции и кондиционирования воздуха зданий, фирмы Belimo Automation AG, Швейцария. Исполнительные механизмы отличаются принципиально новой конструкцией, основное достоинство прямая установка привода на вал заслонки.
Рисунок 3.4 - Электропривод Belimo
В моем дипломном проекте используется привод марки NM24A-SR - для управления воздушными заслонками площадью приблизительно до 2 м2.
- крутящий момент 10 Hм.
- номинальное напряжение 24 В
- управление: плавная регулировка 0.. 10В, обратная связь 2.. 10В
4. Параметрический синтез систем автоматического управления температуры в сушильной камере.
4.1 Идентификация объекта звеном I - ого порядка
В результате эксперимента получена переходная функция изменения температуры в сушильной камере, которая представлена на рисунке 4.1.
Для определения величины запаздывания и постоянной времени Т находим точку перегиба переходной характеристики. Для этого проводим касательную прямую в точке перегиба к переходной характеристике.
Рисунок 4.1 - Экспериментальная характеристика