ВВЕДЕНИЕ 7
1 ПИД-регулятор и принципы регулирования 8
1.1 Обзор современных ПИД-регуляторов 12
1.1.1 Температурный контроллер Delta Electronics DTE 12
1.1.2 Температурный контроллер Autonics TCN 14
1.1.3 Температурный контроллер Orbit Merret OM 402PID 15
2 Разработка структурной схемы ПИД-регулятора 18
3 Разработка электрической принципиальной схемы 19
3.1 Разработка схемы диодного моста с ключом 19
3.2 Выбор и расчет схемы датчика температуры 24
3.3 Разработка схемы двухтактного усилителя мощности 32
3.4 Разработка схемы блока питания 34
3.4.1 Разработка структурной схемы источника питания 34
3.4.2 Разработка электрической принципиальной схемы
блока питания 35
4 Разработка конструкции ПИД-регулятора для термостата 41
4.1 Разработка печатной платы устройства 41
4.2 Конструкторский расчет печатной платы 44
4.3 Расчет электрических параметров печатной платы 47
4.4 Выбор корпуса для разрабатываемого устройства 50
5 Разработка программной части ПИД-регулятора 52
5.1 Разработка алгоритма программы 52
5.2 Описание структуры и работы программы 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
В данной выпускной квалификационной работе согласно техническому заданию требуется разработать ПИД-регулятор для термостата на базе технологий National Instruments.
Необходимо рассмотреть существующие технические решения, провести анализ их достоинств и недостатков. Разработать структурную схему устройства. Провести расчет электрической принципиальной схемы ПИД-регулятора для термостата, результаты подтвердить моделированием. На основе электрической принципиальной схемы разработать печатную плату устройства. Для контроля температуры в печи с помощью персонального компьютера посредством платы NI PC-6251 требуется реализовать управляющую программу в среде программирования NI LabVIEW.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы в соответствии с техническим заданием разработан ПИД-регулятор для термостата на базе технологий National Instruments.
Рассмотрены наиболее распространенные существующие технические решения температурных ПИД-регуляторов на рынке. Проанализированы их достоинства и недостатки.
При помощи программного обеспечения sPlan 6.0 была разработана электрическая принципиальная схема разрабатываемого устройства. Также благодаря программному обеспечению NI Multisim 10.0 выполнено моделирование схемы.
На основе электрической принципиальной схемы разработана топология печатной платы при помощи программного обеспечения NI Ultiboard 10.0. Печатная плата обладает следующими геометрическими размерами: длина - 135 мм, ширина 90 мм.
Для непрерывного контроля и управления процессами в печи, был разработан алгоритм программной части, на основе которого разработана соответствующая программа при помощи программного обеспечения NI LavView 2012.
Разработанное устройство позволяет регулировать температуру в печи в широком диапазоне и обеспечивает непрерывный контроль за объектом.
