Temperatur kontrollsystem med Labview (Atmega32)
ABSTRACT
Detta arbete beskriver en ram av ON/OFF, proportionella och linjära temperatur styrsystem. Utformningen och genomförandet av denna process görs med LABVIEW, virtuella workbench programvara. Projektet omfattar datainsamling, databearbetning och visning av data. I det inledande skedet skall datainsamling ersättas med en mikrokontroller system som en kostnadseffektiv åtgärd. A ON/OFF controller system är utformade med visst Relay element som styr värmeslinga och LABVIEW virtuella instrument används för att kontrollera temperaturen och se till att temperaturen inte går utöver en viss uppsättning punkt. Återkopplad reglering används inom industrin för att förbättra och reglera svar och resultat av ett antal processer och system. Projektet ger oss en idé om utveckling och design av ett system för återrapportering som håller temperaturen i processen vid en fördefinierad uppsättning. Systemet innehåller data förvärv enhet som ger indata- och gränssnitt mellan PC, sensor circuit och hårdvara. En proportionell, integrerad och derivat controller implementeras med LabVIEW. Projektet ger information om förvärvet dataenhet, genomförandet av registeransvarige och även presenterar testresultat.
KAPITEL 1
INTRODUKTION
1.1 motivation
Den mest betydande och drivande kraft som uppmuntrade oss mot uppfyllandet av detta projekt var att träffa industriella krav och normer med specifika, exakt och kostnadseffektiva verktyg som underlättar mot mindre tid och arbete konsumtion därmed som ger resultat så gott som holistiskt brukade kosta en skuld. Inom extravaganta Calorimetry påstår fysiker James Maxwell, i sin 1871 klassisk teori av värme, temperatur som ett mått på den totala kinetisk och potentiell energi i ett objekt. Idag står denna grad av varma och kalla som de mest grundläggande pelarna i naturens lagar. Nästan varje industri verkstadsgolvet behandlar olika åtgärder av temperatur och därmed kontroll av dessa åtgärder av temperatur motiverade oss att utforma systemet för kontroll av temperatur och förse den med den nya touchen av virtuella era, den
"Laboratorium virtuella Instrument Engineering arbetsbänk" kom in i bilden.
1.2 problemformulering
Trots att vårt land är snabbt anpassa moderna industrializationen, utvecklas vi som en av de stora ledarna i innovation mer och mer enklare åtgärder i teknik. Idag fortfarande när det gäller industriella hårdlödning och smältning vi är benägna att använda de holistiska synsätt vi har utfört i år. För att lösa detta problem och skapa kontinuitet i att ge enklare åtgärder i industriella tillämpningar som ansvarig tekniker ta vi ett steg framåt i reformera denna problemformulering.
1.3 Syftet med projektet
Det grundläggande målet kretsar kring begreppet datainsamling, bearbetning och styra uppvärmning mekanismen som ytterligare underlättar i disciplinerade temperaturkontroll. Den elpatron som drivs med 230V AC styrs av en kontroll puls från controller system som kopplas vidare till LabVIEW som vi få temperatur resultat i rätt grafiska format och även en virtuell kontroll block som styr uppvärmningen.
1.4 begränsningar för projektet.
Som vi såg ovan som anges i målet vi behandlar datainsamling och bearbetning som är bästa stagade av ett system för datainsamling. Datainsamling (DAQ) är processen att förvärva en elektrisk eller fysiska fenomen som spänning, ström, temperatur, ljud och tryck med en dator. En DAQ system består av ett DAQ eller sensor, hårdvaran som är data som skall förvärvas och en dator med tillhörande programvara. En DAQ kort har olika funktioner som kan utformas för olika ändamål. För data med mycket hög noggrannhet bör samplingsfrekvens kortet vara tillräckligt hög för att rekonstruera signalen som visas i datorn. NI USB-6363 DAQ kan användas för att få data för impuls spänning som kräver mycket hög noggrannhet. Samplingsfrekvens för detta kort är 2 MS/s (mega samplingar per sekund). För inhämtande av uppgifter från högspänning system, ska först systemparametrar skalas till värden DAQ kortet. Så hög spänning systemet bör vara ansluten till instrumentet transformator att skala ner spänningen samt nuvarande. För fjärrstyrning av ett system (fristående läge) användas CompactRIO som ger inbäddad kontroll samt system för datainsamling. Kompakt RIO systemets tuff hårdvarukonfiguration inkluderar ett omkonfigurerbara field programmable gate array (FPGA) chassi, in-/ utgångsmoduler och en inbäddad styrenhet. Ytterligare inslag i kompakt RIO är, det kan programmeras med NI LabVIEW virtuella instrument och kan vara kopplats ihop. Men när vi kommer att utforma synvinkel som ansvarig tekniker, bygga ett system som är tillgängligt och användbart för alla är ekonomiskt också en av de största faktorerna som skall genomföras. Kostnaden för att använda ett system för datainsamling som ger mycket hög noggrannhet och andra flourished funktioner måste kompenseras med hjälp av ett Micro controller system.
I detta kapitel beskrivs översikter över de olika registeransvariga. Litteraturstudien av arbetet har diskuterats. Syftet med avhandlingen är förklarade. Organisationen av avhandling har presenterats i slutet.
1.1 INTRODUKTION TILL LABVIEW
LabVIEW TM (laboratorium virtuella Instrument Engineering Workbench), en produkt av nationella instrument, är en kraftfull programvarusystem som rymmer datainsamling, instrument kontroll, databehandling och datapresentation. LabVIEW som kan köras på PC under Windows, Sun SPARstations såväl som på Apple Macintosh-datorer använder grafiska programmeringsspråk (G språk) avgår från de traditionella hög nivå språk som C-språket, Pascal eller Basic. Alla LabVIEW grafiska program, kallas virtuella instrument eller helt enkelt VIs, innehålla en frontpanel och ett blockdiagram. Front panelen har olika kontroller och indikatorer medan Block Diagram består av en mängd olika funktioner. Funktioner (ikoner) är fast inne i Block Diagram där ledningarna utgör flödet av data. Utförandet av en VI är beroende av data vilket innebär att en nod inuti Block Diagram kommer att utföra endast om data finns på varje ingång för noden. Däremot kan utförandet av program som programmet C språk, följer som instruktionerna är skrivna.
LabVIEW hanterar datainsamling, analys och presentation i ett system. För att förvärva data och kontrollera instrument, stöder LabVIEW IEEE-488 (GPIB) och RS-232-protokoll samt andra D/A och A/D och digitala I/O gränssnitt styrelser. Analys biblioteket erbjuder användaren ett omfattande utbud av resurser för signalbehandling, statistisk analys, filtrering, linjär algebra och många andra. LabVIEW stöder också protokollet TCP/IP för utbyte av data mellan servern och klienten. LabVIEW v.5 stöder också Active X-kontrollen så att användaren kan styra en webbläsare objekt.
Den version som används för vårt projekt är LabVIEW 2013.
1.2 INLEDNING PÅ CONTROLLER-ENHETEN.
The Atmel® AVR® ATmega32 är en högpresterande lågenergi CMOS 8-bitars mikrokontroller baserat på AVR enhanced RISC-arkitektur. Genom att köra kraftfulla instruktioner i en klockcykel, uppnår ATmega32 genomloppstid närmar sig 1 MIPS per MHz medger att systemet utformat för att optimera energiförbrukningen kontra processorhastighet. Det tål hög uthållighet Ickeflyktigt minne segment. The Atmel® AVR® AVR core kombinerar en rik instruktionsuppsättning med 32 generella arbetande register. Alla 32 register är direkt anslutna till aritmetiska logik enheten, vilket gör att två oberoende register kan kommas åt i en enda instruktion som utfördes i en klockcykel. Den resulterande arkitekturen är mer kod effektiv medan uppnå genomloppstid på upp till tio gånger snabbare än konventionella CISC microcontrollers. ATmega32 innehåller följande funktioner: 32Kb i-System programmerbar Flash Program minne med RW-tag kapacitet, 1024bytes EEPROM, 2Kb SRAM, 32 generella I/O linjer, 32 generella arbetande register, en JTAG gränssnitt för Boundary scan, On-chip felsökning support och programmering, 3 flexibla Timer/räknare med jämför lägen, inre och yttre avbryter, en seriell programmerbara USART, en byte orienterade tvåträdsförbindelser seriellt gränssnitt , en 8-kanals, 10-bitars ADC med valfria differentiell in scenen med programmerbara vinst (TQFP paket bara), en programmerbar Watchdog Timer med intern Oscillator, en SPI seriell port och sex programvara valbara strömsparfunktioner. Gränssnitt, a/d omvandlare, SRAM, Timer/räknare, SPI port, och avbryta systemet att fortsätta fungera viloläge hållplatser CPU samtidigt USART, två-tråd. Power-down läget sparar register innehållet men fryser Oscillator, inaktivera alla andra chip funktioner tills nästa yttre avbryta eller hårdvaran Reset. I energisparläge läge fortsätter asynkrona timern att köras, så att användaren kan upprätthålla en timer bas medan resten av enheten är i viloläge. ADC brusreducering läge stoppar CPU och alla i/o moduler utom asynkron Timer och ADC, att minimera växling buller under ADC omvandlingar. I Standby-läge, kristall/resonator Oscillator körs medan resten av enheten är i viloläge. Detta möjliggör mycket snabb start kombinerat med låg strömförbrukning. Enheten är tillverkad med Atmels hög densitet beständigt minne teknologien. On-chip ISP Flash kan programminnet vara omstyrda i-system via en SPI seriella gränssnitt, genom en konventionell beständigt minne programmerare eller en On-chip Boot program som körs på AVR kärnan. Program i avsnittet Boot Flash kommer att fortsätta att köra medan avsnittet programmet Flash är uppdaterad, att ge sann tag-skrivskydd drift. Genom att kombinera en 8-bitars RISC-processor med i System Self-Programmable Flash på en monolitisk chip, är Atmel ATmega32 en kraftfull mikrokontroller som ger en mycket flexibel och kostnadseffektiv lösning för många inbäddad kontroll program.
1.3 ORGANISATIONEN AV AVHANDLING
Förutom det första kapitlet som ger oss en introduktion till teet, består avhandlingen av tre andra kapitel. Det andra kapitlet behandlar marknadsundersökningen. Det tredje kapitlet beskriver genomförandet och driften av proportionell och linjära Temperaturregulatorer. Det ger också en uppfattning om hur de är kontrollerade med LABVIEW. Det sista kapitlet kvantifierar alla resultat och slutsatser dras baserat på observationer.
KAPITEL 2
MARKNADSUNDERSÖKNING
2.1 BEFINTLIGA TEMPRATURE STYRSYSTEM OCH NÅGRA AV DERAS NACKDELAR.
FTSS temperatur kontroll krönika 7 serien
SS bryggning teknik med huvudkontor i USA har varit en av ledande i branschen av brygga sedan ett decennium. Deras temperatur kontrollsystem har ofta och tydligt använts på marknaden. Systemets FTSS temperatur kontroll krönika 7-serien är den nuvarande trend i familjen som fortfarande stöder en numerisk display för kontroll och övervakning.
Honeywells T775 Series 2000 elektronisk fjärr temperatur kontrollsystem
T775 elektroniska Tempereringsaggregatet är nästa generation av kommersiella och jordbruket kontroller kan avkänning av temperatur men återigen virtual remote grafiska analysen är en begränsning.
Även tyska Instrumentation tycoons OMEGA, Enivronnment.SA av Frankrike, Johnson Controls har tydligt varit att bygga ansökan specifik industriell temperaturkontroll system under åren.
KAPITEL 3
ARBETE
3.1 analys och Design
en) blockdiagram:
Som vi ser i blockdiagram, låt oss utforska varje block av systemet. Vi använder en värmeslinga som placeras i en tank med vatten tillverkade av glas. För att känna och kommunicera temperaturen använder vi en sensor LM35 precision Celsius temperatur.
Celsius temperatursensor LM35 precision: The LM35 serien är precision integrerade kretsar temperatur enheter med en utgångsspänning linjärt-proportionell till Celsius temperatur. LM35 enheten har en fördel över linjär temperaturgivare kalibrerad i Kelvin, som användaren inte behöver dra ifrån en stor konstant spänning från utdata till få bekväm Celsius skala. LM35 enheten har fått för att fungera över en −55 ° C till 150° C temperaturområde, medan LM35C enheten är beräknat för en −40 ° C till 110° C sortiment (−10 ° med förbättrad noggrannhet). LM35-serien enheter finns förpackad i Hermetiska till transistorn paket.
Beskrivningen av Labview och Atmega 32 Microcontroller omfattas redan i inledningen. Se sida - 8 & 9
Relay krets: Vi utnyttjar ett relä krets som placeras mellan blocket microcontroller och spolen som är verksam i 230V AC som denna krets relay accepterar en 5V trigger input som aktiverar och styr växlingen ON/OFF drift av kretsen.
Seriell kommunikation via RS232:
Seriell kommunikation är i grunden sändning eller mottagning av data en bit i taget. Dagens datorer allmänt adress data i byte eller vissa multiplar därav. En byte innehåller 8 bitar. Lite är i grunden en logisk 1 eller noll. Varje tecken på denna sida är faktiskt uttryckt internt som en byte. Den seriella porten används för att konvertera varje byte till en ström av ettor och nollor som konvertera strömmar av ettor och nollor till byte. Den seriella porten innehåller ett elektroniskt chip kallas en UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter () som faktiskt gör konverteringen.
b) LabVIEW Front Panel: