RÉSUMÉ
Cet ouvrage décrit un cadre de ON/OFF, systèmes de contrôle de température proportionnelle et linéaire. La conception et la mise en œuvre de ce processus se fait à l’aide de LABVIEW, logiciel virtual workbench. Le projet comprend l’acquisition de données, traitement des données et l’affichage des données. Au stade initial d’Acquisition de données est remplacée par un système de microcontrôleur comme une mesure rentable. Un marche/arrêt système contrôleur est conçu à l’aide d’élément particulier de relais qui commande le serpentin de chauffage et LABVIEW instrument virtuel est utilisé pour contrôler la température et de veiller à ce que la température n’excède pas un certain seuil. Commande de rétroaction est utilisé dans l’industrie d’améliorer et de réguler la réponse et le résultat d’un certain nombre de processus et systèmes. Ce projet nous donne une idée de l’élaboration et la conception d’un système de contrôle de rétroaction qui maintient la température du processus à un seuil prédéfini. Le système contient unité d’acquisition de données qui donne des interfaces d’entrée et de sortie entre le PC, le circuit du capteur et le matériel. Un contrôleur proportionnel, intégral et dérivé est implémenté à l’aide de LabVIEW. Le projet fournit des détails sur l’unité d’acquisition de données, la mise en œuvre du contrôleur et présente aussi des résultats de tests.
CHAPITRE 1
INTRODUCTION
1.1 motivation
La force plus significative et motrice qui nous ont encouragés vers la réalisation de ce projet a été pour répondre aux exigences industrielles et normes avec application spécifiques, précis et rentables des outils qui facilitent vers peu de temps et du travail les résultats qui présente la consommation pratiquement qui globalement utilisé pour une dette de coûts. Dans le domaine extravagant de calorimétrie, physicien James Maxwell, dans sa théorie classique 1871 de chaleur, déclare température pour mesurer le total cinétique et l’énergie potentielle au sein d’un objet. Aujourd'hui, ce degré de chaud et froid est les piliers fondamentaux des lois de la nature. Presque chaque atelier industrie traite de diverses actions de la température et donc le contrôle de ces mesures de température nous motivés pour concevoir le système de contrôle de température et de lui fournir la nouvelle touche de l’ère virtuelle, le
« Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench » est entré en photo.
1.2 définition du problème
Bien que notre pays est d’adaptation rapide industrialisation moderne, nous faisons évoluer comme un des principaux leaders à l’innovation de plus en plus des mesures plus simples dans la technologie. Encore aujourd'hui quand il s’agit de brasage industriel et métallurgique nous sommes enclins à utiliser les approches holistiques, que nous avons mené pendant ans. Pour résoudre ce problème et établir la continuité dans la fourniture de mesures plus simples dans les applications industrielles comme les technologues chargés, nous prenons une nouvelle avancée dans la réforme de cette définition de la problématique.
1.3 objectif du projet
L’objectif de base s’articule autour du concept d’acquisition de données et de traitement et de contrôle le mécanisme de chauffage qui facilite davantage au contrôle de température disciplinée. Le serpentin de chauffage qui fonctionne sur 230V CA obéit à une impulsion de commande du système régulateur qui est davantage relié à LabVIEW sur lequel on obtient les résultats de la température dans un format graphique correct et aussi un bloc de contrôle virtuel qui commande le chauffage.
1.4 les limites du projet.
Comme nous l’avons vu ci-dessus, comme indiqué dans l’objectif que nous traitons d’acquisition de données et de traitement qui est le mieux étayée par un système d’acquisition de données. Acquisition de données (DAQ) est le processus d’acquisition d’un phénomène physique ou électrique comme la tension, de courant, de température, de sons ou de pression avec un ordinateur. Un système d’acquisition de données comprend une carte DAQ ou capteur, matériel d'où les données sont destinées à être absorbées et un ordinateur avec le logiciel associé. Une carte DAQ possède diverses fonctionnalités qui peuvent être conçues à des fins différentes. Pour les données impliquant de très grande précision la fréquence d’échantillonnage de la carte doit être suffisamment élevée pour reconstruire le signal qui apparaît dans l’ordinateur. NI USB-6363 DAQ peut être utilisé pour obtenir des données liées à la tension de choc nécessitant une grande précision. Fréquence de cette carte d’échantillonnage est de 2 ms/s (méga échantillons par seconde). D’acquisition de données du système haute tension, tout d’abord les paramètres du système devraient être revus à la baisse de valeurs prises en charge par la carte DAQ. Le système haute tension devrait donc être relié au transformateur de mesure pour réduire la tension comme actuelle. Pour commande à distance d’un système (mode autonome), CompactRIO peut être utilisé, qui fournit le contrôle incorporé comme système d’acquisition de données. Configuration matérielle difficile du système Compact RIO comprend un châssis de reconfigurable field-programmable gate array (FPGA), modules d’entrées/sorties et un contrôleur embarqué. Une caractéristique supplémentaire de Compact RIO est, il peut être programmé avec NI LabVIEW instrument virtuel et peut s’interfacer. Mais quand nous arrivons au point de vue de conception comme responsables technologues, construction d’un système qui n’est accessible et utilisable à tous sur le plan économique est aussi un des facteurs plus importants à faire. Le coût d’utilisation d’un système d’Acquisition de données qui offre une grande précision et autres fonctionnalités se sont épanouis doit être compensé par l’utilisation d’un système de Micro contrôleur.
Dans ce chapitre, les vues d’ensemble des différents contrôleurs sont décrites. Recension de l’ouvrage a été examinée. L’objectif de la thèse est expliquée. À la fin, organisation de thèse a été présentée.
1.1 INTRODUCTION À LABVIEW
TM de LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench), un produit de National Instruments, est un logiciel puissant qui peut accueillir d’acquisition de données, de contrôle d’instruments, de traitement des données et de présentation des données. LabVIEW qui peut fonctionner sur PC sous Windows, Sun SPARstations, ainsi que sur les ordinateurs Apple Macintosh, utilise le langage de programmation graphique (langue G) au départ des traditionnelles langages de haut niveau tels que le langage C, Pascal ou Basic. Tous les programmes graphiques de LabVIEW, appelés Instruments virtuels ou tout simplement les VIs, contiennent une façade et un schéma fonctionnel. Front Panel a diverses commandes et indicateurs, tandis que le schéma-bloc est constitué d’une variété de fonctions. Les fonctions (icônes) sont câblées à l’intérieur du schéma fonctionnel où les fils représentent le flux de données. L’exécution d’un VI dépend des données ce qui signifie qu’un nœud à l’intérieur du schéma fonctionnel s’exécutera que si les données sont disponibles à chaque borne d’entrée de ce nœud. En revanche, l’exécution de programmes comme le programme de langage C, suivre l’ordre dans lequel les instructions sont écrites.
LabVIEW gère l’acquisition de données, analyse et présentation dans un seul système. Pour l’acquisition de données et contrôle d’instruments, LabVIEW prend en charge les protocoles IEEE-488 (GPIB) et RS-232 ainsi que les autres cartes d’interface e/s N/A et A/D et numériques. La bibliothèque d’analyse offre à l’utilisateur une gamme complète de ressources pour le traitement du signal, analyse statistique, filtrage, algèbre linéaire et bien d’autres. LabVIEW prend également en charge le protocole TCP/IP pour échanger des données entre le serveur et le client. LabVIEW v.5 prend également en charge Active X Control permettant à l’utilisateur de contrôler un objet navigateur Web.
La version utilisée pour notre projet est LabVIEW 2013.
1.2 INTRODUCTION À L’UNITÉ DE COMMANDE.
L’Atmel® AVR® ATmega32 est un microcontrôleur de CMOS 8 bits de faible puissance haute performance basé sur l’AVR amélioré architecture RISC. En exécutant des instructions puissantes en un seul cycle d’horloge, l’ATmega32 permet d’obtenir des débits approchant 1 MIPS par MHz qui permet au système conçu pour optimiser la consommation d’énergie par rapport à la vitesse de traitement. Il porte des segments de mémoire Non volatile haute Endurance. Noyau de l’Atmel® AVR AVR® combine un enseignement riche sertie de 32 registres de travail d’usage général. Tous les 32 registres sont directement connectés à l’unité logique arithmétique, permettant aux deux registres indépendants d’être accessibles dans une seule instruction exécutée en cycle d’horloge. L’architecture qui en résulte est plus efficace de code tandis qu’atteindre des débits jusqu'à dix fois plus vite que les classiques CISC microcontrôleurs. L’ATmega32 fournit les fonctionnalités suivantes : 32 Ko de mémoire de programme de Flash Programmable In-situ avec des capacités en lecture / écriture, 1024octets EEPROM, 2Kb SRAM, 32 lignes d’usage général I/O, 32 registres de travail polyvalent, une interface JTAG pour Boundary scan, prise en charge du débogage sur puce et programmation, minuterie flexibles 3/compteurs avec modes de comparer, internes et externes interrompt, une série USART programmable, un octet orientées Interface série bifilaire , un 8 voies, 10-bit ADC avec en option étage d’entrée différentiel à gain programmable (package TQFP uniquement), un temporisateur programmable avec l’oscillateur interne, un port série SPI et modes d’économie d’énergie sélectionnable par logiciel de six. Les arrêts de la mode "ralenti" la CPU tout en permettant l’USART, deux fils d’interface, convertisseur a/n, SRAM, minuterie/compteurs, port SPI et interrompent le système puisse continuer à fonctionner. Le mode Power-down enregistre le contenu du registre mais fige l’oscillateur, la désactivation de toutes les autres fonctions de la puce jusqu'à la prochaine interruption externe ou Reset Hardware. En mode d’économie d’énergie, le minuteur asynchrone s’exécute, permettant à l’utilisateur de maintenir une minuterie de base tandis que le reste de l’appareil est en sommeil. Le mode de réduction du bruit ADC s’arrête le processeur et tous les modules d’e/s sauf minuterie asynchrone et ADC, pour minimiser le bruit de commutation lors de conversions de l’ADC. En mode veille, le résonateur/oscillateur est exécuté alors que le reste de l’appareil est en sommeil. Cela permet un démarrage très rapide combiné à la faible consommation. L’instrument est fabriqué en utilisant la technologie de mémoire non volatile de Atmel haute densité. La puce On FAI Flash permet à la mémoire de programme à être reprogrammé au système via une interface série SPI, par un programmeur de mémoire non volatile conventionnelle ou par un programme d’amorçage sur puce en cours d’exécution sur la base de l’AVR. Logiciel dans la section Boot Flash continuera à fonctionner tandis que la section de l’Application Flash est mis à jour, fournissant la véritable opération tout en lecture / écriture. En combinant un 8-bit RISC CPU avec In-System Self-Programmable Flash sur une puce monolithique, les Atmel ATmega32 est un puissant microcontrôleur qui fournit une solution très flexible et rentable pour de nombreuses applications de contrôle embarqué.
1.3 ORGANISATION DE THÈSE
Outre le premier chapitre qui nous donne une introduction à la thèse, la thèse se compose de trois autres chapitres. Le deuxième chapitre traite de l’étude de marché. Le troisième chapitre décrit la mise en œuvre et l’exploitation des contrôleurs de température proportionnelle et linéaire. Il donne aussi une idée sur la façon dont ils sont contrôlés à l’aide de LABVIEW. Le dernier chapitre quantifie tous les résultats et les conclusions sont tirées basé sur les observations.
CHAPITRE 2
ÉTUDE DE MARCHÉ
2.1 LES SYSTÈMES DE CONTRÔLE DE TEMPRATURE EXISTANTE ET CERTAINS DE LEURS INCONVÉNIENTS.
Série AA température contrôle Chronicle 7
SS Brewing Technologies dont le siège est aux Etats-Unis a été l’un des leaders dans l’industrie du brassage depuis une dizaine d’années. Leurs systèmes de contrôle de température ont été utilisés largement et en bonne place sur le marché. Le système de série AA température contrôle Chronicle 7 est l’analyse des tendances actuelles de la famille qui prend toujours en charge un affichage numérique pour le contrôle et la surveillance.
Système de contrôle électronique de la température distant de Honeywell T775 série 2000
Le régulateur de température électronique de T775 sont la prochaine génération de contrôles commerciaux et agricoles capables de détection de température, mais encore une fois virtuelle distante analyse graphique est une limitation.
Également des magnats allemand Instrumentation OMEGA, Enivronnment.SA de France, Johnson Controls ont visiblement construit contrôle de température industrielle spécifique des applications systèmes au cours des années.
CHAPITRE 3
TRAVAIL EFFECTUÉ
3.1 analyse et conception
un) Diagramme de bloc :
Comme nous le voyons dans le schéma-bloc, explorons chaque bloc du système. Nous utilisons un serpentin de chauffage qui est placé dans un réservoir d’eau construit de verre. Pour l’impression et de faire connaître la température, nous utilisons une sonde de température centigrade de précision LM35.
Capteur de température centigrade LM35 précision : le LM35 series sont des dispositifs de température des circuits intégrés de précision avec une tension de sortie linéairement proportionnel à la température en degrés Centigrade. Le dispositif de LM35 a un avantage sur les capteurs de température linéaire calibré en Kelvin, car l’utilisateur n’est pas tenu à soustraire une grande tension constante de la puissance pour obtenir la mise à l’échelle Centigrade commode. Le dispositif LM35 est évalué à exploiter sur un −55 ° C à 150° C température ambiante, alors que l’appareil LM35C est évalué pour un −40 ° C à 110° C (−10 ° avec une précision accrue). Les appareils série LM35 sont disponibles emballés dans TO hermétique paquets de transistor.
La description de Labview et Atmega 32 microcontrôleur est déjà couvert dans l’Introduction. Veuillez vous reporter page - 8 & 9
Circuit de relais : Nous utilisons un relais circuit qui est placé entre le bloc de microcontrôleur et la bobine qui fonctionne à 230V AC, comme ce circuit Relais accepte une entrée 5V qui active et contrôle la commutation ON/OFF fonctionnement du circuit.
Communication série RS232 à l’aide de :
Communication série est essentiellement la transmission ou la réception d’un bit de données à la fois. Les ordinateurs d’aujourd'hui concernent en général données en octets ou un multiple de celle-ci. Un octet contient 8 bits. Un bit est fondamentalement un 1 logique ou zéro. Chaque caractère sur cette page est en fait exprimé en interne comme un seul octet. Le port série est utilisé pour convertir chaque octet dans un flux d’uns et de zéros ainsi que pour convertir des flux d’uns et de zéros à octets. Le port série contient une puce électronique appelée un UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter () qui ne fait la conversion.
b) panneau avant LabVIEW :