Установка для моделирования систем автоматического управления температурой

 

Установка для моделирования систем автоматического управления температурой используется при организации лабораторных работ в учебных заведениях и для проверки работы системы управления без подключения к реальному объекту. Установка содержит корпус, в который установлены терморегулятор, вентилятор и эмулятор печи. В корпусе эмулятора печи выполнены две прорези шириной, равной расстоянию между крышкой и печатной платой и длиной, равной внутреннему размеру длины крышки, а в корпус лабораторной установки смонтирован элемент, направляющий воздушный поток от вентилятора в одну из прорезей корпуса эмулятора печи. Технический результат заключается в интенсификации процесса охлаждении нагревательного элемента эмулятора печи после его отключения благодаря использованию воздушного потока от вентилятора, который попадает во внутреннюю полость эмулятора печи без потери функциональных возможностей его конструктивных элементов. 1 п.ф. 1 ил.

Полезная модель относится к установкам для моделирования систем автоматического управления температурой в лабораторных условиях.

Известно устройство - эмулятор печи ЭП10 [1], который используется в качестве объекта управления при наладке установок, функционирующих с применением терморегуляторов. Он используется при организации лабораторных работ в учебных заведениях, для изготовления различных экспериментальных стендов и демонстрационных макетов, для проверки работы системы управления без подключения к реальному объекту. На печатной плате ЭП10 смонтированы встроенные нагреватель мощностью 10 Вт и измеритель температуры (термопреобразователь сопротивления ТСМ 50М), клеммные разъемы для подключения к сети питания (220 В) и терморегулятору, а также светодиод для индикации протекания тока через нагреватель (при включении нагрева). Печатная плата смонтирована в корпус, на который герметично установлена и закреплена с помощью винтов прозрачная крышка, что позволяет видеть устройство эмулятора, но в то же время предотвращает возможность проникновения внутрь и получения ожога или удара электрическим током. Печатная плата фиксируется в корпусе за счет ее прижима к корпусу крышкой. Поэтому длина печатной платы выполнена больше длины крышки, что также позволяет использовать ее клеммные разъемы без снятия крышки. Для удобства монтажа ширина печатной платы выполнена меньше чем ширина крышки.

Недостатком конструкции данного эмулятора является медленное охлаждение нагревателя после его отключения естественным путем за счет теплообмена с окружающей средой. Он не может быть использован при моделировании процессов принудительного охлаждения нагретых изделий, что имеет место, например при закалке сталей. Кроме этого при проведении лабораторных работ тратится время на остывание нагревателя для возврата в исходное состояние, с которого начинается использование эмулятора для моделирования следующим пользователем.

Известно также устройство - лабораторный стенд для изучения работы терморегулятора с применением эмулятора печи ЭП10 [2]. Возмущающим воздействием на объект управления, в качестве которого принят эмулятор печи ЭП10, является подача охлаждающего воздушного потока, который создается вентилятором, установленным на боковой стенке стенда.

Недостатком конструкции данного лабораторного стенда является отсутствие непосредственного контакта нагревателя с воздушным потоком, так как нагреватель находится внутри герметически закрытого крышкой корпуса. Поэтому воздушный поток не может использоваться для быстрого охлаждения нагревателя после его отключения и применяется в качестве источника возмущающего воздействия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является лабораторная установка для изучения двухпозиционного регулятора температуры [3]. В установке используются терморегулятор и эмулятор печи ЭП10. На прозрачную крышку эмулятора установлен дополнительно вентилятор, который создает воздушный поток. Воздушный поток непосредственно контактирует с нагревателем, что способствует его быстрому охлаждению после его отключения. Нагретый воздух при работе вентилятора отводится от нагревателя через прорези, изготовленные в крышке.

Недостатком конструкции данной лабораторной установки является ухудшение функциональных возможностей прозрачной крышки эмулятора печи ЭП10. Установленный на лицевую часть прозрачной крышки вентилятор закрывает элементы эмулятора, что ограничивает их видимость, а наличие прорезей в крышке приводит к нежелательному прямому воздействию горячего воздуха на пользователя.

Задача, решаемая полезной моделью, заключается в разработке конструкции лабораторной установки, в которой осуществляется быстрое охлаждение нагревательного элемента эмулятора печи после его отключения без ухудшения функциональных возможностей конструктивных элементов эмулятора печи.

Для решения поставленной задачи используется лабораторная установка, содержащая корпус с установленными в него терморегулятором, вентилятором и эмулятором печи, состоящим из корпуса, прозрачной крышки и печатной платы, на которой смонтированы нагреватель, измеритель температуры, клеммные разъемы для подключения к сети питания и терморегулятору, светодиод для индикации протекания тока через нагреватель, в которой в корпусе эмулятора печи выполнены две прорези шириной, равной расстоянию между крышкой и печатной платой и длиной, равной внутреннему размеру длины крышки, а в корпус лабораторной установки смонтирован элемент, направляющий воздушный поток от вентилятора в одну из прорезей корпуса эмулятора печи.

Такая конструкция лабораторной установки позволяет эффективно охлаждать нагревательный элемент эмулятора печи после его отключения за счет его непосредственного контакта с создаваемым вентилятором воздушным потоком, который попадает во внутреннюю полость эмулятора через одну из прорезей в его корпусе без ухудшения функциональных возможностей конструктивных элементов эмулятора печи. Прозрачная крышка эмулятора печи позволяет видеть устройство эмулятора, но в то же время предотвращает возможность проникновения внутрь и получения ожога или удара электрическим током и препятствует нежелательному прямому воздействию горячего воздуха на пользователя. Горячий воздух выводится из внутренней полости эмулятора через вторую прорезь в его корпусе в полость, образованную корпусом лабораторной установки и ее лицевой панелью. При этом печатная плата эмулятора печи сохраняет свое исходное положение и размеры.

На фиг.1 изображен общий вид установки для моделирования систем автоматического управления температурой, на фиг.2 представлен разрез А-А фиг.1.

Установки для моделирования систем автоматического управления температурой содержит корпус 1, на лицевую панель 2 которого установлены двухканальный терморегулятор 3 и эмулятор печи 4, состоящий из корпуса 5, прозрачной крышки 6 и печатной платы 7, на которой смонтированы нагреватель 8 с вставленным в него измерителем температуры 9, клеммные разъемы (на фиг. не показаны) для подключения к сети питания и терморегулятору 3 и светодиод 10 для индикации протекания тока через нагреватель. Корпус 5 эмулятора печи выполнен с двумя прорезями 11, ширина которых равна расстоянию между крышкой 6 и печатной платой 7. Длина прорезей 11 соответствует внутреннему размеру длины крышки 6. В корпусе 1 лабораторной установки смонтирован элемент 12, направляющий воздушный поток от вентилятора 13 в одну из прорезей 11 корпуса 5 эмулятора печи 4.

Установки для моделирования систем автоматического управления температурой работает следующим образом.

Двухканальный терморегулятор 3, установленный на лицевую панель 2 корпуса 1 установки для регулирования температуры включает нагреватель 8, установленный на печатную плату 7 эмулятора печи 4 или вентилятор 13 в зависимости от величины температуры, измеренной измерителем температуры 9. Если измеренная величина температуры меньше заданной, то автоматически включается нагреватель 8 и загорается светодиод 10 индикации протекания тока через нагреватель. Если измеренная величина температуры больше заданной, то автоматически включается вентилятор 13, воздушный поток от которого направляется элементом 12 в одну из прорезей 11 корпуса 5 эмулятора печи 4. Через прорезь 11 воздушный поток попадает во внутреннюю полость эмулятора печи 4, образованную прозрачной крышкой 6 и корпусом 5, охлаждает нагреватель 8 и выходит через вторую прорезь 11 во внутреннее пространство, образованное корпусом 1 установки и ее лицевой панелью 2.

Опытные испытания установки для моделирования систем автоматического управления температурой показали, что время охлаждения нагревателя, после его отключения, с использованием вентилятора уменьшилось в 2 раза по сравнению со временем охлаждения нагревателя естественным путем за счет теплообмена с окружающей средой, при этом сохранены функциональные возможности всех конструктивных элементов эмулятора печи.

Источники, принятые во внимание:

1. http://www.owen.ru/ Каталог продукции. Эмулятор печи ЭП10. 2010 г.

2. http://www.owen.ru/ Лабораторный стенд для изучения работы программного регулятора ОВЕН ТРМ151. Балаковский институт техники, технологии и управления - филиал ГОУ ВПО Саратовского Государственного технического университета. 2010 г.

3. http://www.owen.ru/ Лабораторная работа «Изучение двухпозиционного регулятора температуры». Томский политехнический университет. 2010 г.

Установка для моделирования систем автоматического управления температурой, содержащая корпус с установленными в него терморегулятором, вентилятором и эмулятором печи, состоящим из корпуса, прозрачной крышки и печатной платы, на которой смонтированы нагреватель, измеритель температуры, клеммные разъемы для подключения к сети питания и терморегулятору, светодиод для индикации протекания тока через нагреватель, отличающаяся тем, что в корпусе эмулятора печи выполнены две прорези шириной, равной расстоянию между крышкой и печатной платой, и длиной, равной внутреннему размеру длины крышки, а в корпус лабораторной установки смонтирован элемент, направляющий воздушный поток от вентилятора в одну из прорезей корпуса эмулятора печи.



 

Похожие патенты:

Разборный узел крепления защитного чехла к корпусу термопреобразователя, включающий трубчатый корпус термопреобразователя, гильзу защитную для термопреобразователя, монтажный элемент для крепления защитного чехла к корпусу термопреобразователя сопротивления в виде накидной гайки с внутренней резьбой, элемент крепления термопреобразователя в виде ответного к накидной гайке штуцера с наружной резьбой и фиксирующего элемента, размещенного в кольцевой канавке в соединяемой части на наружной поверхности защитного чехла, при этом весь узел крепления расположен на продольной оси корпуса

Пылесос // 112015

Устройство управления температурой электролизера относится к управлению температурой в ходе эксплуатации электролизера по технологии электролиза расплавленных солей, в частности, к агрегату для автоматического управления температурой электролизеров, который автоматически поддерживает температуру нескольких электролизеров в стандартных пределах.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к термомеханическим переключателям и может быть использована в качестве коммутаторов силовых цепей аккумуляторов в составе аккумуляторных батарей
Наверх