Автоматизація процессу сушки деревини

Зв'язок з TC74 здійснюється через двохпровідний послідовний порт сумісний з SMBus/I2C. Цей же порт, може використовуватися для керування режимом роботи датчика. Біт «SHDN» у регістрі стану дозволяє встановити режим малого споживання. У цьому режимі АЦП відключається, але послідовний порт продовжує функціонувати. Струм споживання мікросхеми 200 мкА (у режимі малого споживання --5 мкА) [9,5].

Рис.3.4. Розміри корпуса давача.( розмірність: дюйми (мм)).

3.2.2 Сенсор відносної вологості

Загальні відомості:

HIH-3602 - сенсор відносної вологості в TO-5 корпусі з гідрофобним фільтром з нержавіючої сталі.

Рис.3.5. Зовнішній вигляд давача

NIST калібрування

Кожен сенсор HIH-3602 включає специфічне NIST калібрування та роздрук даних.

Структура сенсора

Сенсор складається з планарного конденсатора з другим шаром полімеру для захисту від бруду, пилу, жирів та інших ризиків.

Рис.3.6. Внутрішня будова давача

Рис.3.7. Монтажні розміри

Таблиця 3.4.

Внутрішнє з'єднання виводів

A,B	Не використовуються
С	+VDC живлення
D	(-) живлення або земля
E	VDC вихід
F	Заземлення корпуса

Таблиця 3.5.

Специфікація виконання

Похибка RH	±2% RH, 0-100% RH не конденсується, 250C, Vsupply=5VDC
Взаємозамінність RH	±5% RH, 0-60% RH; ±8% RH при 90% RH
Лінійність RH	±0,5% RH типовий
Гістерезис RH	±1,2% максимуму діапазона
Повторюваність RH	±0,5% RH
Час реакції RH	50 сек при повільному русі повітря і при 250С
Стабільність RH	±1% RH типовий при 50% RH на пртязі 5 років
Вимоги живлення Напруга Струм	4...5,8 VDC, сенсор калібровано при 5VDC 200A при 5VDC
Вихідна напруга При Vsupply=5VDC	Vout=Vsupply(0.0062(sensorRH)+0.16), типова при 250С
Температурна компенсація Результат при 0% RH Результат при 100% RH	RH=(sensorRH)/(1.093-0.012T) T в 0F RH=(sensorRH)/(1.0546-0.00216T) T в 0C ±0.007% RH/0C -0.22% RH/0C
Діапазон вологості Робоча Зберігання	0...100% RH, не конденсується 0...90% RH, не конденсується
Діапазон температур Робоча Зберігання	-400С...850С -400С...1250С
Копус	TO-5 з 60µ гідрофобним фільтром з нержавіючої сталі, стійким до конденсації
Поводження	Статичний чутливий діод захищає до 15 kV

Рис.3.8. Вихідні характеристики

3.2.3 Центробіжний вентилятор

Рис. 3.9. Центробіжний вентилятор.

а - загальний вигляд; б - колесо; в - вид зі сторони приводу; 1 - корпус; 2 - привідний шків; вихлопний отвір; 4 - всмоктуючий отвір корпусу; 5 - всмоктуючий отвір колеса; 6 - станина корпусу.

Вентилятори представляють собою машини для переміщення повітря. В центробіжних вентиляторах повітря переміщається в колесі що обертається в середині кожуха, в формі барабану з лопатками. Під дією відцентрової сили обертаєме повітря намагається переміститись по радіусу між лопатками зовнішнього колеса, потрапляє в корпус, а згодом по розвороту його спіралі нагнітається в примикаючий до нього повітропровід [4,126].

На рис. 3.9. показано центробіжних вентилятор. Колесо обертається приводом 2, вал якого проходить всередину корпуса. В центрі бокового колеса є циліндричний отвір для кріплення колеса на кінець вала в середині корпуса. Воно повинно обертатись тільки по розвороті спіралі корпусу. Повітря потрапляє в бокову частину корпуса, а виходить з корпуса під кутом 90 градусів. В лісосушильній техніці використовуються вентилятори низького тиску - до 1000 Па.

3.2.4 Електрокалорифер

Рис. 3.10. Електрокалорифер

Нагрівач складається з U-подібної, або більш складної зігнутої трубки діаметром 10…16 мм. Довжиною в розгорнутому стані 1…2,5 м, в слою електроізоляції якою запресована ніхромовий гріючий дріт діаметром 0,3…0,5 мм і довжиною 8 … 17 м. габаритні розміри ТЕНів: довжина 0,5 … 1 м, ширина 50…120мм, товщина (в місці під єднання до електромережі) біля 20мм, маса 1…2,5 кг. Таким чином ТЕН - досить компактний нагріваючий елемент. Температура його поверхні 300…350 оС; вона понижується з прискоренням обдування зі збереженням постійної тепловіддачі. Потужність ТЕНів 0,4…5 кВт.

На основі ТЕНів з ребрами і потужністю 1,6 кВт виготовляють компактні електрокалорифери, зокрема ОКБ-3083, ОКБ-3084, ОКБ-3085 потужністю 20, 40, 100 кВт і напругою живлення 380В [4,123].

В лісосушильних камерах можна використовувати опалювальні електрокалорифери СФО потужністю 16…250 кВт, напругою живлення 380В призначені для нагріву повітря до 100 оС.

3.2.5 Циркуляційний насос

Циркуляційний насос - один з найважливіших елементів системи водопостачання. Він змушує рідину циркулювати в замкнутом контурі, що підвищує тепловіддачу в системі опалення.
Циркуляційні насоси Grundfos мают просте електричне підєднання, низкий рівень шуму, високоякісні матеріали, низке енергоспоживання , захист електродвигуна не потрібен, широкая номенклатура та широкий спектр використання.
Циркуляційний насос дозволяет підтримувати постійну температуру води в системі горячого вододопостачання.

Для циркулювання води в водяному контурі обігріву камери вибираємо циркуляційний насос Grundfos UPS 25-20.

Таблиця 3.6.

Тип продукту	Монтажная довжина, мм	Трубне з'єднання	Класс захисту	Допустима температура рідини
UPS 25-20	180	G 11/2"	IP44	+2°C..+110°C

Рис. 3.11. Циркуляційний насос.

Особливості та переваги:

- Довговічні керамічні підшипники

- Зручність монтажу

- Вбудоване теплове реле

- Не потребує технічного обслуговування

- Низкий рівень шуму

- Низкий рівень енергоспоживання

- Широкий рабочий діапазон

- Довгий строк служби

- Однофазне виконання має вбудований модуль захисту електродвигуна.

Технічні дані:

- Витрата до: 10 м3/ч;

- Напор до: 12 м;

- Температура перекачуваної рідини: від -25 С до +110 С4;

- Макс. тиск: 10 бар;

3.3 Вибір мікроконтролера

Для виконання поставлених до системи автоматизації вимог вибираємо комплекс побудований на базі мікроконтролера PIC16F877 та засобів вимірювання та індикації стану системи автоматизації.

PIC16F877 однокристальний 8-розрядний FLASH CMOS мікроконтролер компанії Microchip Technology Incorporated. [5,22]

3.3.1 Характеристика мікроконтролера:

Високошвидкісна RISC архітектура 35 інструкцій усі команди виконуються за один цикл, крім інструкцій переходів, виконуваних за два цикли. Основні характеристики мікроконтролера PIC16F877 приведені в таблиці 3.7.

Таблиця 3.7.

Основні характеристики

Параметр	Опис, характеристика
Тактова частота	DC - 20МГц
Скидання (затримка скидання)	POR, BOR (PWRT, OST)
FLASH пам'ять програм (14-розрядних слів)	8K
Пам'ять даних (байт)	368
EEPROM пам'ять даних (байт)	256
Переривань	14
Порти вводу/виводу	Порти A,B,C,D,E
Таймери	3
Модуль захвату/порівняння/ШІМ	2
Модулі послідовного інтерфейсу	MSSP, USART
Модулі паралельного інтерфейсу	PSP
Модуль 10-розрядного АЦП	8 каналів
Інструкцій	35

- Прямий, непрямий і відносний режим адресації

- Скидання по включенню живлення (POR)

- Таймер скидання (PWRT) і таймер чекання запуску генератора (OST) після включення живлення Сторожовий таймер WDT із власним RC генератором

- Програмований захист пам'яті програм

- Режим енергозбереження SLEEP

- Вибір параметрів тактового генератора

- Високошвидкісна, енергозберігаюча CMOS FLASH/EEPROM технологія

- Цілком статична архітектура

- Програмування в готовому пристрої (використовується два виводи мікроконтролера) Низьковольтний режим програмування

- Режим внутріньосхемного налагодження (використовується два виводи мікроконтролера)

- Широкий діапазон напруг живлення від 2.0В до 5.5В

- Підвищена навантажувальна здатність портів введення/виводу (25ма)

- Мале енергоспоживання:

- < 0.6 мA @ 3.0V, 4.0 Мгц

- 20мкA @ 3.0V, 32 Kгц

- < 1 мкA в режимі енергозбереження.

Характеристика периферійних модулів:

Таймер 0: 8-розрядний таймер/лічильник з 8-розрядним програмованим передподільником Таймер 1: 16-розрядний таймер/лічильник з можливістю підключення зовнішнього резонатора.

Таймер 2: 8-розрядний таймер/лічильник з 8-розрядним програмованим передподільником і вихідним дільником.

Два модулі порівняння/захвату/ШІМ (РСР):

- 16-розрядний захват (максимальна роздільна здатність 12.5нс)

- 16-розрядний порівняння (максимальна роздільна здатність 200нс)

- 10-розрядний ШІМ

Багатоканальне 10-розрядне АЦП

Послідовний синхронний порт MSSP

- ведучий/ведомий режим SPI

- ведучий/ведомий режим I2C

Послідовний cинхронно-асинхронний прийомопередатчик USART з підтримкою детектувания адреси.

Ведучий 8-розрядний паралельний порт PSP з підтримкою зовнішніх сигналів -RD, -WR, -CS

Детектор пониженої напруги (BOD) для скидання по зниженню напруги живлення (BOR) [8,93]

Електро-технічні характеристики

Гранична робоча температура від -55°С до +125°С

Температура зберіганняння від-65°С до +150°С

Напруга Vdd відносно Vss від -0.3В до +7.5В

Напруга -MCLR відносно Vss від 0В до +14В

Напруга RA4 відносно Vss від 0В до +8.5В

Напруга на інших вивожах відносно Vss від -0.3В до Vo+0.ЗВ

Максимальний струм Vss З00мА

Максимальний струм Vdd 250ма

Вхідний замикаючий струм Iik (Vi < 0 або Vi> Vdd) ±20ма

Вихідний замикаючий струм Iok (Vo < 0 або Vo > Vdd) ±20ма

Максимальний вихідний струм стоку каналу вводу/виводу 25ма

Максимальний вихідний струм джерела каналу вводу/виводу 25ма

Максимальний вихідний струм стоку портів вводу /виводу PORTA, PORTB і PORTE 200ма

Максимальний вихідний струм джерела портів вводу /виводу PORTA, PORTB і PORTE 200ма

Максимальний вихідний струм стоку портів вводу /виводу PORTC і PORTD 200ма

Максимальний вихідний струм джерела портів вводу /виводу PORTC і

PORTD 200ма

Мікроконтролер PIC16F874/877 випускаються в 40-вивідному корпусі

Тип корпуса: PDIP40 - 600т

Рис 3.12. Технологічні розміри мікроконтролера PIC16F874/877.

Таблиця 3.7.

Технологічні розміри

Одиниці виміру	Міліметри
Межі розмірів	Мин.	Ном.	Макс.
Число виводів	n		40
Відстань між виводами	Р		2.54
Висота корпуса	А	4.06	4.45	4.83
Товщина корпуса	А2	3.56	3.81	4.06
Відстань між корпусом і платою	А1	0.38
Ширина корпуса з виводами	Е	15.11	15.24	15.88
Ширина корпуса	Е1	13.46	13.84	14.22
Довжина корпуса	D	51.94	52.26	52.45
Довжина нижньої частини виводу	L	3.05	3.30	3.43
Товщина виводу	с	0.20	0.29	0.38
Ширина верхньої частини виводу	B1	0.76	1.27	1.78
Ширина нижньої частини виводу	B	0.36	0.46	0.56
Повна ширина корпуса з виводами	еВ	15.75	16.51	17.27
Кут фаски верхньої частини корпуса	a	5	10	15
Кут фаски нижньої частини корпуса	b	5	10	15

Детальний опис виводів мікроконтролера PIC16F877 приведений в таблиці 3.9.

Таблиця 3.9.

Призначення виводів мікроконтролера PIC16F877

Позначення виводу	№	Тип І/О/Р	Тип буфера	Опис
OSC1/CLKIN	13	І	ST/CMOS(3)	Вхід генератора / вхід зовнішнього тактового сигналу
OSC2/CLKOUT	14	О	-	Вихід генератора. Підключається кварцовий або керамічний резонатор. У RC режимі тактового генератора на виході OSC2 є тактовий сигнал CLKOUT, рівний Fosc/4.
-MCLR/VPP	1	І/Р	ST	Вхід скидання мікроконтролера або вхід напруги програмування. Скидання мікроконтролера відбувається при низькому логічному рівні сигналу на вході.
RAO/ANO RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-RA3/AN3/VREF+ RA4/TOCKI RA5/-SS/AN4	2 3 4 5 6 7	I/O I/O I/O I/O I/O I/O	TTL TTL TTL TTL ST TTL	Двунаправлений порт вводу/виводу PORTA. RAO може бути налаштований як аналоговий канал 0 RA1 може бути налаштований як аналоговий канал 1 RA2 може бути налаштований як аналоговий канал 2 або вхід негативної опорної напруги RA3 може бути налаштований як аналоговий канал 3 або вхід позитивної опорної напруги RA4 може використовуватися як вхід зовнішнього тактового сигналу для TMRO. Вихід з відкритим стоком. RA1 може бути налаштований як аналоговий канал 1 або вхід вибору мікросхеми в режимі відомого SPI
RBO/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD	33 34 35 36 37 38 39 40	I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O	TTL/ST(1) TTL TTL TTL TTL TTL TTL/ST(2) TTL/ST(2)	Двунаправлений порт вводу/виводу PORTB. PORTB має програмно підключаємі підтягуючі резистори на входах. RBO може використовуватися як вхід зовнішніх переривань. RB3 може використовуватися як вхід для режиму низьковольтного рограмування. Переривання по зміні рівня вхідного сигналу. Переривання по зміні рівня вхідного сигналу. Переривання по зміні рівня вхідного сигналу або вивід для режиму внутрішньосхемного налагодження ICD. Тактовий вхід у режимі програмування. Переривання по зміні рівня вхідного сигналу або вивід для режиму внутрішньосхемного налагодження ICD. Вивід даних у режимі програмування.
RCO/T1OSO /T1CKI	15	I/O	ST	Двунаправлений порт вводу/виводу PORTC. RCO може використовуватися як вихід генератора TMR1 або входу зовнішнього тактового сигналу для TMR1 .
RC1/T1OSI /CCP2	16	I/O	ST	RC1 може використовуватися як вхід генератора для TMR1 або виводу модуля РСР2.
RC2/CCP1	17	I/O	ST	RC2 може використовуватися як вивід модуля РСР1.
RC3/SCK/SCL	18	I/O	ST	RC3 може використовуватися як вхід/виходу тактового сигналу в режимі SPI і I2C.
RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT	23 24 25 26	I/O I/O I/O I/O	ST ST ST ST	RC4 може використовуватися як вхід даних у режимі SPI або вхід/вихід даних у режимі I2C. RC5 може використовуватися як вихід даних у режимі SPI. RC6 може використовуватися як вивід передавача USART в асинхронному режимі або виводу синхронізації USART у синхронному режимі. RC6 може використовуватися як вивід приймача USART в асинхронному режимі або виводу даних USART у синхронному режимі.
RDO/PSPO RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7	19 20 21 22 27 28 29 30	I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O	ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3)	Двунаправлений порт вводу/виводу PORTD або ведучий паралельний порт для підключення до шини мікропроцесора
RE0/D/AN5 RE1/WR/AN6 RE2/CS/AN7	8 9 10	I/O I/O I/O	ST/TTL(3) ST/TTL(3) ST/TTL(3)	Двунаправлений порт вводу/виводу PORTE. RE0 може використовуватися як керуючого входу читання PSP або аналогового каналу 5
				RE1 може використовуватися для керуючого входу запису PSP або аналогового каналу 6 RE2 може використовуватися як керуючого входу вибору PSP або аналогового каналу 7
Vss	12,31	P	-	Загальний вивід для внутрішньої логіки і портів вводу/виводу
vdd	11,32	P	-	Позитивна напруга живлення для внутрішньої логіки і портів вводу/виводу
NC	-	-	-	Ці виводи в середині мікросхеми не підключені.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9