RESUMEN
Este trabajo describe un marco de encendido, sistemas de control de temperatura proporcional y lineal. El diseño e implementación de este proceso se realiza utilizando LABVIEW, el software de banco de trabajo virtual. El proyecto incluye la adquisición de datos, procesamiento de datos y la visualización de datos. En la fase inicial de adquisición de datos es sustituida por un sistema de microcontrolador como una medida rentable. Un sistema de control ON/OFF es diseñado mediante particular elemento de relé que controla la bobina de calefacción y el instrumento virtual de LABVIEW se utiliza para controlar la temperatura y asegurar que la temperatura no excede de un cierto punto de ajuste. Control de retroalimentación se utiliza en la industria para mejorar y regular la respuesta y resultado de una serie de procesos y sistemas. Este proyecto nos da una idea sobre el desarrollo y diseño de un sistema de control de retroalimentación que mantiene la temperatura del proceso en un punto predefinido. El sistema consta de unidad de adquisición de datos que proporciona interfaces de entrada y salidas entre el PC y el circuito del sensor de hardware. Se implementa un controlador proporcional, integral y derivado usando LabVIEW. El proyecto proporciona información sobre la unidad de adquisición de datos, la implementación del controlador y también presenta resultados de la prueba.
CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN
1.1 motivación
La fuerza más importante y conducción que nos anima hacia la realización de este proyecto era satisfacer necesidades industriales y normas de aplicación específica, precisa y rentable herramientas que facilitan a menor tiempo y así proporcionando resultados consumo de mano de obra prácticamente que holísticamente solía costar una deuda. En el campo extravagante de calorimetría, físico James Maxwell, en su teoría clásica 1871 del calor, Estados temperatura como una medida de la total cinética y energía potencial dentro de un objeto. Este grado de calor y frío está parado hoy como los pilares fundamentales de las leyes de la naturaleza. Casi cada planta de la industria se ocupa de diversas medidas de la temperatura y por lo tanto, el control de estas acciones de temperatura nos motivó a diseñar el sistema de control de temperatura y para que disfruten el nuevo toque de la era virtual, la
"Laboratorio Virtual instrumento ingeniería Banco de trabajo" entró en la imagen.
1.2 definición del problema
Aunque nuestro país está adaptando rápidamente industrialización moderna, estamos evolucionando como uno de los principales líderes en innovar más y más medidas más simples en la tecnología. Todavía hoy cuando se trata de soldadura industrial y fundición que tendemos a utilizar los enfoques holísticos que hemos estado realizando durante años. Para solucionar este problema y establecer continuidad en la prestación de las medidas más simples en aplicaciones industriales como tecnólogos responsables damos un paso adelante en la reforma de esta definición de problema.
1.3 objetivo del proyecto
El objetivo básico gira en torno al concepto de adquisición de datos y procesamiento y controlar el mecanismo de calefacción que más facilita en control disciplinado de la temperatura. La bobina de calefacción que funciona con corriente alterna de 230V se rige por un impulso de control del sistema de controlador que está conectado más con LabVIEW que obtenemos los resultados de temperatura en formato gráfico adecuado y también un bloque de control virtual que controla la calefacción.
1.4 limitaciones del proyecto.
Como ya vimos anteriormente como se indica en el objetivo se trata de adquisición de datos y de procesamiento que es mejor soportado por un sistema de adquisición de datos. Adquisición de datos (DAQ) es el proceso de adquisición de un fenómeno eléctrico o físico tales como voltaje, corriente, temperatura, sonidos o la presión con un ordenador. Un sistema DAQ consta de una tarjeta de DAQ o sensor de que datos debe ser adquirido y un ordenador con software asociado. Una tarjeta de DAQ tiene varias características que se pueden diseñar para diversos propósitos. Para datos con gran precisión la frecuencia de muestreo de la tarjeta debe ser suficientemente alta como para reconstruir la señal que aparece en la computadora. NI USB-6363 DAQ puede utilizarse para obtener datos relacionados con la tensión de impulso que requieren gran precisión. Velocidad de la tarjeta de muestreo es 2 MS/s (mega muestras por segundo). Para la adquisición de datos del sistema de alta tensión, primero los parámetros del sistema deben ser reducidos a los valores que admite la tarjeta DAQ. Así que el sistema de alta tensión debe ser conectado al transformador de instrumento para reducir el voltaje como corriente. Para control remoto de un sistema (modo autónomo), puede ser utilizada CompactRIO que proporciona control incorporado como sistema de adquisición de datos. Configuración del hardware resistente del sistema compacto RIO incluye un chasis de array (FPGA) de compuertas programables en campo reconfigurable, módulos de entrada/salida y un controlador embebido. Característica adicional de río compacta es, puede ser programado con el instrumento virtual de LabVIEW de NI y puede ser interconectado. Pero cuando llegamos al punto de vista de diseño como tecnólogos responsables, construir un sistema que es accesible y utilizable a todos económicamente es también uno de los factores más importantes a realizar. El costo de la utilización de un sistema de adquisición de datos que proporciona gran precisión y otras características floridos debe ser compensada con el uso de un sistema de Micro controlador.
En este capítulo, se describen las descripciones de los diferentes controladores. Estudio de la literatura del trabajo se ha discutido. Se explica el objetivo de la tesis. Al final se presenta la organización de la tesis.
1.1 INTRODUCCIÓN A LABVIEW
LabVIEW TM (Laboratorio Virtual instrumento Engineering Workbench), un producto de National Instruments, es un sistema de software de gran alcance para la adquisición de datos, control de instrumentos, procesamiento de datos y presentación de los datos. LabVIEW que puede funcionar en PC con Windows, SPARstations de sol, así como en ordenadores Apple Macintosh, utiliza lenguaje de programación gráfica (lenguaje G) partiendo de los tradicionales lenguajes de nivel alto como el lenguaje C, Pascal o Basic. Todos los programas gráficos LabVIEW, llamados instrumentos virtuales o VIs simplemente, contengan un Panel frontal y un diagrama de bloques. Frontal Panel tiene varios controles e indicadores, mientras que el diagrama de bloques consiste en una variedad de funciones. Las funciones (iconos) están conectadas en el diagrama de bloques donde los hilos representan el flujo de datos. La ejecución de un VI depende de datos que significa que un nodo en el diagrama de bloque se ejecutará sólo si los datos están disponibles en cada terminal de entrada de ese nodo. Por el contrario, la ejecución de programas como el programa de lenguaje C, siga el orden en que están escritas las instrucciones.
LabVIEW consigue la adquisición de datos, análisis y presentación en un sistema. Para adquisición de datos y control de instrumentos, LabVIEW soporta los protocolos IEEE-488 (GPIB) y RS-232, así como otras tarjetas de interfaz de I/O digitales y de D/a y A/d. La biblioteca de análisis ofrece al usuario una amplia gama de recursos para procesamiento de señales, análisis estadístico, filtrado, álgebra lineal y muchos otros. LabVIEW también soporta el protocolo TCP/IP para el intercambio de datos entre el servidor y el cliente. V.5 de LabVIEW también soporta Active X Control que permite al usuario controlar un objeto navegador Web.
La versión utilizada para nuestro proyecto es LabVIEW 2013.
1.2 INTRODUCCIÓN A LA UNIDAD DE CONTROL.
El Atmel® AVR® ATmega32 es un microcontrolador de CMOS 8 bits de bajo consumo alto rendimiento basado en el AVR mejorada arquitectura RISC. Mediante la ejecución de instrucciones de gran alcance en un ciclo de reloj único, el ATmega32 alcanza rendimientos a 1 MIPS por MHz, permitiendo que el sistema diseñado para optimizar el consumo de potencia versus velocidad de proceso. Tiene segmentos de memoria no volátil de alta resistencia. Núcleo de la Atmel® AVR® AVR combina una instrucción rica con 32 registros de trabajo de propósito general. Todos los 32 registros están conectados directamente a la unidad aritmética lógica, permitiendo que dos registros independientes a consultarse en una sola instrucción ejecutada en ciclo de un reloj. La arquitectura resultante es código más eficiente y lograr rendimientos de hasta diez veces más rápido que el convencional microcontroladores CISC. El ATmega32 proporciona las siguientes características: 32Kb de memoria de programa de Flash programable en el sistema con capacidades de tiempo de lectura, escritura, EEPROM 1024bytes, 2Kb SRAM, 32 líneas de fines generales de la entrada-salida, 32 registros de trabajo de propósito general, una interfaz JTAG para exploración del límite, soporte de depuración de la en-viruta y programación, 3 temporizador/contadores flexibles con modos de comparar, interno y externo interrumpe, un serial USART programable, un byte orientada a interfaz serie de dos hilos , un ADC de 8 canales de 10 bits con etapa de entrada diferencial opcional con ganancia programable (sólo paquete TQFP), un temporizador programable de vigilancia con oscilador interno, un puerto serial SPI y modos de ahorro de energía seleccionable por software seis. Las paradas de modo inactivo la CPU permitiendo la USART, dos hilos interfaz, convertidor A/D, SRAM, contador de tiempo/contadores, Puerto SPI e interrumpen el sistema para seguir funcionando. El energía-abajo modo salva el contenido del registro pero congela el oscilador, desactivar todas las demás funciones chip hasta la siguiente interrupción externa o Reset de Hardware. En modo de ahorro de energía, el temporizador asíncrono sigue funcionando, que permite al usuario mantener un contador de tiempo base, mientras que el resto del dispositivo está durmiendo. El modo de reducción de ruido de ADC detiene la CPU y los módulos de E/S excepto temporizador asíncrono y ADC, para minimizar el ruido de conmutación durante las conversiones del ADC. En modo de espera, el cristal/resonador oscilador corre mientras que el resto del dispositivo está durmiendo. Esto permite que arranque muy rápido combinado con bajo consumo de energía. El dispositivo se fabrica utilizando tecnología de memoria no volátil de alta densidad de Atmel. El chip de Flash ISP permite que la memoria del programa ser reprogramado en el sistema a través de una interfaz en serie SPI, un programador de memoria convencional, o por un programa de arranque de viruta en el núcleo AVR. Software en la sección Boot Flash continuará ejecutándose mientras se actualiza la sección de aplicación Flash, ofreciendo verdadero-tiempo-RW operación. Mediante la combinación de un CPU RISC de 8 bits con Flash de Self-Programmable en el sistema en un chip monolítico, el Atmel ATmega32 es un microcontrolador potente que proporciona una solución altamente flexible y rentable para muchas aplicaciones de control embebido.
1.3 ORGANIZACIÓN DE LA TESIS
Además el primer capítulo que nos da una introducción a la tesis, la tesis consta de tres otros capítulos. El segundo capítulo aborda el estudio de mercado. El tercer capítulo describe la implementación y operación de controladores de temperatura proporcional y lineal. También da una idea de cómo son controlados usando LABVIEW. El capítulo final cuantifica todos los resultados y conclusiones están basadas en las observaciones.
CAPÍTULO 2
ESTUDIO DE MERCADO
2.1 LOS SISTEMAS DE CONTROL DE TEMPRATURE Y ALGUNAS DE SUS DESVENTAJAS.
Serie de los sistemas de Control temperatura crónica 7
Tecnologías de elaboración de la cerveza del SS con sede en los Estados Unidos ha sido uno de los líderes en la industria de elaboración de la cerveza desde hace una década. Sus sistemas de control de temperatura se han utilizado ampliamente y prominente en el mercado. El sistema de serie de los sistemas de Control temperatura crónica 7 es la tendencia actual de la familia que todavía soporta una pantalla numérica para el control y seguimiento.
Sistema de control de temperatura electrónico de T775 serie 2000 de Honeywell
El controlador de temperatura electrónico T775 son la próxima generación de controles comerciales y agrícolas capaces de la detección de la temperatura, pero otra vez análisis gráfico remoto virtual es una limitación.
También magnates alemán instrumental OMEGA, Enivronnment.SA de Francia, Johnson Controls han prominente estado construyendo control de temperatura Industrial específica de aplicaciones sistemas de largo de los años.
CAPÍTULO 3
TRABAJO REALIZADO
3.1 análisis y diseño
un) diagrama de bloques:
Como vemos en el diagrama de bloques, exploremos cada bloque del sistema. Estamos utilizando una bobina de calefacción que se coloca en un tanque de agua construido de vidrio. Para detectar y comunicar la temperatura utilizamos un sensor LM35 precisión centígrada de la temperatura.
LM35 sensor de temperatura centígrada de precisión: el LM35 series son dispositivos de temperatura de circuito integrado de precisión con un voltaje de salida linealmente proporcional a la temperatura centígrada. El dispositivo de LM35 tiene una ventaja sobre los sensores de temperatura lineal calibrada en Kelvin, como el usuario no está obligado a restar una gran constante del voltaje de la salida para obtener la escala centígrada conveniente. El dispositivo de LM35 está preparado para funcionar sobre un −55 ° C a 150° C de temperatura, mientras que el dispositivo de LM35C está clasificado para a −40 ° C a 110° C gama (−10 ° con exactitud mejorada). Los dispositivos de LM35-series están disponibles en hermético para paquetes de transistor.
La descripción de Labview y Atmega 32 microcontrolador está cubierta ya en la introducción. Por favor consulte la página - 8 y 9
Circuito de relé: Hacemos uso de un relé de circuito que se coloca entre el bloque del microcontrolador y la bobina que funciona a 230V CA como este circuito de relé acepta una entrada 5V que activa y controla la conmutación ON/OFF funcionamiento del circuito.
Comunicación serie mediante RS232:
Comunicación serial es básicamente la transmisión o recepción de un bit de datos en un momento. Computadoras de hoy dirección general datos en bytes o algunos múltiplo del mismo. Un byte contiene 8 bits. Un poco es básicamente una lógica 1 o cero. Todos los personajes en esta página se expresan realmente internamente como un byte. El puerto serie se utiliza para convertir cada byte en un flujo de unos y ceros como convertir secuencias de unos y ceros bytes. El puerto serie contiene un chip electrónico que se llama un Universal asíncrono receptor/transmisor (UART) que hace la conversión.
b) el Panel frontal de LabVIEW:
